原料乳对干酪品质的影响范文

《食品工业杂志》2014年第八期

1原料乳对干酪品质的影响

干酪由于成熟原理复杂，因而在生产过程中对于加工技术要求较高，若原料乳、发酵剂等辅料不符合规定，或加工条件差、工艺控制不当等，都无法保证最终产品的品质[4]。干酪加工受很多内外因素的影响，有一些因素是可以在掌控之中，而有些因素却是难以调控，或者是根本无法避免的。现一般将HACCP体系[5-6]应用于干酪的生产加工，以确保干酪的优良品质。在这些影响因素中，有许多因素对干酪成熟和品质的作用原理还不是十分清楚，同时许多因素之间也是存在相互影响的[7]。虽然研究所提供的并不是影响干酪品质的全部因素，但是对于影响干酪的源头因素进行了阐述，并提供了相关理论支持。目前我国乳制品行业面临的重要问题是原料乳的产量和质量安全问题。只有从根本上改善原料乳质量，才能从整体上提高我国乳制品行业的竞争力。因此，干酪品质的好坏主要由原料乳质量决定。优质干酪产品有赖于良好的原料乳成分和安全情况，其对干酪品质的影响主要体现在3个方面：微生物、体细胞数和牛乳中的化学成分[8]。

1.1微生物30多年以来，随着科技进步，发达的乳品工业国家的原料乳的质量有了明显的改善。通常原料乳的细菌总数控制在2×104mL-1以下。尽管在运输和贮藏过程中原料乳的细菌总数可能会增加，但可以通过热杀菌（65℃，15s）的方法来控制，这种处理方法在许多国家都普遍采用[8]。然而并非所有微生物都能被巴氏杀菌杀死，如原料奶中耐高温的细菌孢子，会在干酪成熟过程中繁殖，产生气泡，破坏干酪质地结构。原料奶中若含抗生素，会杀死发酵剂微生物并影响后期风味的形成。D’Amico等[9]研究了原料乳中四种微生物感染途径，包括单增李斯特菌，金黄色葡萄球菌，沙门氏菌和大肠杆菌O157∶H7，其所得的各项数据有助于进行干酪中微生物的风险评估。ÖksüzÖ等[10]使用未经杀菌消毒的原料乳制作干酪，研究发现由于大肠杆菌O157的存在，由此原料乳制得的干酪存在潜在的感染风险，易引起食源性疾病。Schoder等[11]分析了原料乳中单增李斯特菌对新鲜成品干酪的影响，并研究了其传播途径。结果表明，大部分单增李斯特菌来源于粪便以及农场的操作环境且严重影响成品干酪的品质。Dominguez等[12]研究了发生在法国蒙得维的亚的沙门氏菌血清型感染事件，认为沙门氏菌的感染源于制作干酪的原料乳中的微生物污染。尽管有部分品种干酪的原料是未经杀菌的原料乳，但绝大部分干酪是以巴氏杀菌乳或采用72℃，15s处理的牛乳为原料[8]。如果原料乳的安全状况较好并且周围环境的卫生条件控制的很好，则经巴氏杀菌的原料乳的微生物数量将会被控制在很低的水平，进而能保证干酪的优良品质。

1.2体细胞由巨噬细胞、淋巴细胞、嗜中性白细胞和少量的乳腺上皮细胞主要构成了原料乳中的体细胞（somaticcell）[13]。一般情况下，正常乳的体细胞数（somaticcellcount，SCC）小于20万/mL，异常乳的SCC则大于20万/mL。因此，SCC不单可以作为评价奶牛是否健康的一个标准，还可以作为评判乳品质好坏的一个标志[13-14]。正常原料乳中的脂肪、乳糖、酪蛋白和钙、钾等含量比高体细胞数（highsomaticcellcount，HSCC）原料乳中的高，而免疫球蛋白，乳铁蛋白、血清蛋白、乳清蛋白和钠、氯等比例却较低。此外，随着SCC的升高，酯酶和游离脂肪酸随之增多，过氧化氢酶、乳酸脱氢酶、蛋白酶活性也随之升高[14-15]。国内外学者对于原料乳中SCC对于干酪品质影响的研究报道较多，主要涉及干酪的成熟与产量。

1.2.1体细胞数对干酪品质的影响一方面，用不同SCC原料乳制作干酪时，与干酪中游离脂肪酸含量无明显相关性[26]，但在干酪成熟过程中游离脂肪酸含量的差异是显著的[13]，进而直接影响到干酪的风味；另一方面，原料乳中SCC水平还与蛋白质尤其是酪蛋白的水解相关，进而破坏成品干酪的品质[16]；此外，不同SCC原料乳对成品干酪的水分含量和质构特性的影响因干酪品种的差异而有所不同。Fernandes等[17]，Auldist等[18]，Mazal等[19]，Klei等[20]研究发现，HSCC原料乳在制作干酪过程中凝乳时间较长，凝块较软，反而会导致成品干酪的水分含量增加，硬度降低，干酪的品质随之降低，最终提高了干酪的制造成本且减少了乳品行业的利润。Marino等[21]采用SCC为30×104mL-1和60×104mL-1的原料乳制作契达（Cheddar）干酪，通过检测发现，无论原料乳有无杀菌消毒，随着SCC水平提高，在干酪成熟过程中蛋白质水解程度增加，严重影响了干酪的品质，并分析了其主要原因在于原料乳体细胞中含有导致蛋白质水解的蛋白水解酶。后来，Hachana等[22]对比了5×104mL-1与74×104mL-1对乳风味的影响，发现SCC的增加直接导致原料乳异味的产生，进一步揭示了SCC对原料乳品质的影响。ChenSX等[23]采用41×104mL-1（LSCC），77×104mL-1（MSCC），和125×104mL-1（HSCC）的原料乳制作半软羊奶干酪。研究表明，HSCC原料乳制作而成的干酪的感官品质较差，风味和质构存在工艺技术缺陷。Andreatta等[24]用两种水平SCC（＜20×104mL-1和＞80×104mL-1）的原料乳制作Mozzarella干酪，贮藏在4℃下，在干酪成熟过程中每隔一段时间取样，检测蛋白质含量、蛋白质和脂肪的水解程度以及干酪的质构特性。结果表明，随着成熟时间的延长，HSCC原料乳制作的干酪的酪蛋白含量降低，游离脂肪酸含量增加。因此，为避免蛋白质损失及脂肪酸的水解影响成品干酪的品质，制作干酪的原料乳不能含有高水平的SCC。Jaeggi等[25]也有类似的结果：HSCC原料乳制作的干酪成熟时非蛋白氮的增加高于低体细胞数（lowsomaticcellcount，LSCC）原料乳制作的干酪；在成熟3个月后，HSCC组有更高的游离脂肪酸，其中己酸、癸酸、月桂酸明显高于前两组；而成熟6个月、9个月后HSCC组干酪风味也有了明显的缺陷，主要表现为酯酶味和酸败。随着成熟期的延长，HSCC原料乳制作的干酪蛋白质降解加快，而这种降解也导致了干酪风味和质地的缺陷[26]。综上所述，HSCC原料乳制作的干酪中大量游离脂肪酸的产生和不恰当的比例导致干酪酸败，而蛋白质降解较快，造成其风味和质地的缺陷。因此认为HSCC乳所制作的干酪品质较差。

1.2.2体细胞与干酪产量的关系Coelho等[27]研究了体细胞水平对普拉托干酪产量的影响，分别采用SCC低于10×104mL-1，SSC在10×104~40×104mL-1之间，SSC＞40×104mL-1的原料乳制作普拉托干酪，结果表明随着SCC水平的提高，所能制得的的成品干酪的产量明显降低。Klei等[26]所制作的农家（Cottage）干酪，实际干酪产出量分别是16.287kg/100kg和17.982kg/100kg，前者低于后者；干酪产出率分别是75.85％和74.35％，前者高于后者。Politis等[20]用SCC分别是10×104/mL和50×104mL-1的牛乳制作契达（Cheddar）干酪（水分37％），其干酪调整水分后产出量和干酪产出率分别减少5.0％、11.0％，如SCC增加到100×104mL-1则调整水分后产出量和干酪产出率分别减少8.7％、13.0％。还有类似的研究结果[28]：当SCC从6×104mL-1减少到1×104mL-1时，契达干酪（水分37％）调整水分后产出量提高11.0％；SCC从5×104mL-1减少到3×104mL-1将导致契达干酪（水分35.5％）调整水分后产出量增加9.3％。综上所述，几乎所有研究者的结论都是：HSCC原料乳对干酪的调整水分后产出量和干酪产出率都有负面影响，尤其会降低干酪产出率。根据论述可知，制作干酪原料乳的SCC不但会对干酪的品质造成影响，同时对干酪的产量影响也很大，所以生产企业应该严格控制干酪原料乳的SCC，这样才能保证干酪的品质和产量。

1.3化学成分干酪生产中凝乳酶凝固能力、凝胶强度和凝块脱水收缩程度受原料乳中化学成分尤其是酪蛋白、脂肪、钙浓度、酸度等影响，从而制约了干酪的产量及成品品质[29]。原料乳化学成分因季节变化也会发生相应变化，特别是原料乳中脂肪和蛋白质含量的变化会影响成品干酪的组成，最终影响成品干酪的产量、水分含量、风味和质构[30]。在其它加工条件不变的前提下，原料乳的脂肪含量过低或过高都会影响成品干酪的含水量。这是因为凝乳粒是由蛋白质、脂肪及水分等组成的网状结构。适量的脂肪有助于加工中乳清的排出，且当脂肪含量增加时，脂肪球能一定程度上阻碍水分从凝乳粒内部向外运动，另外，若脂肪含量过高，在凝乳过程中易引起脂肪上浮，加工过程中损失量更多[30]。最终成品干酪的化学成分及干酪的某些品质由原料乳中蛋白质与脂肪配比不同所决定[30-31]。当蛋白质与脂肪比例偏低时，所得干酪弹性模数降低，干酪因发软而缺乏弹性，当蛋白质与脂肪比例偏高时，则会引起干酪发黏、发硬而产生质量缺陷。Guinee等[32]在原料乳标准化时通过改变蛋白质与脂肪含量，使最终成品干酪脂肪含量分别为300g/kg，219g/kg，172g/kg，71.5g/kg，结果表明，随着脂肪含量的降低，导致干酪表观黏度和熔化时间增加，而干酪成熟过程中的流动性降低。VanHekken等[33]也有相似的结果，将原料乳中的脂肪含量分别控制在3.6%，2.0%，1.0%，0.1%~0.5%，然后制作类契达干酪，其最终脂肪含量分别是26.3%，19.0%，9.65%和1.50%。研究比较分析了干酪不同成熟时期的蛋白水解性能和流变性能。结果表明，脂肪含量的增加主要加速了β-酪蛋白的水解，而当原料乳中的脂肪被完全脱除后，由于蛋白质基质含量的提高，进而具有超高的硬度，黏度，弹性模数和黏性模数，使其难于咀嚼，融化性和拉伸性变差。其得出的类契达干酪最佳的脂肪含量不低于19.0%。St-Gelais等[34]研究了向原料乳中添加浓缩蛋白粉生产Cheddar干酪。其制作出的干酪酪蛋白含量较高，且产量也提高了不少。Kavas等[35]在研究开发低脂干酪时发现，以蛋白质或碳水化合物为基质的脂肪替代物制作的干酪水分含量高，蛋白质含量低，蛋白质水解度略有提高（pH4.6SN），硬度和油脂析出性降低。白度增加，且无异味和苦味，感官接受度较高，在一定程度上弥补了减脂干酪的缺陷。综上，原料乳中化学成分对干酪品质的影响主要体现在蛋白质与脂肪比例，因此在生产干酪时，应该对原料乳中蛋白质与脂肪含量比例进行调节，进而使得干酪具备良好的品质。

2展望

随着科研工作者对干酪的物理、化学和微生物等方面知识的不断积累，完全可以研究开发并生产出令人满意的干酪产品，但如果对影响干酪成分的关键因素没有很好的控制，这种可能性也许永远不能达到。牛乳是一种在化学成分上有很大变化的生产原料，可采取一定措施减少牛乳主要成分的差异。制作干酪原料乳中的微生物、体细胞数以及蛋白质与脂肪比例是影响干酪品质的主要因素，目前国外学者已经在进行大量研究，而国内由于干酪产品起步较晚，因此对于原料乳对干酪品质影响的研究还比较少，可供参考的方法也比较少，因此还需要针对国内市场上的干酪产品出发，以原料奶成分为主要研究对象，以期为我国的干酪生产企业提供有力的理论支持。

作者：朱军伟杭锋王钦博宋馨侯建平郭本恒单位：光明乳业股份有限公司乳业生物技术国家重点实验室