(妙可蓝多(天津)食品科技有限公司,天津 300462)
摘要:目的确定提高牛奶干酪出品率的最优工艺条件。方法经三因素二次回归正交旋转组合设计试验,研究凝乳酶添加量、酸度和氯化钙添加量对牛奶干酪出品率的影响。结果建立了各影响因子与牛奶干酪出品率关系的数学回归模型,确定了干酪出品率达到最高值时主要的工艺参数。结论凝乳酶添加量7 266 SU,原料乳酸度27度T,氯化钙添加量0.03 %,干酪出品率最高值可达10.04 %。
关键词:干酪;出品率;工艺优化
干酪是以鲜乳为原料,经杀菌、添加发酵剂和凝乳酶使乳凝固,再经排乳清、压榨、发酵成熟而制成的一种发酵乳制品,在乳制品中产量最高[1]。干酪富含蛋白质、脂肪、多种氨基酸、维生素和矿物质等,相当于将鲜奶浓缩了约10倍。目前我国干酪生产处于起步阶段,产品仅在宾馆、饭店销售[2]。随着中西方文化交流的增加,我国干酪生产和消费有着广阔的市场前景。
干酪出品率是衡量其生产的主要经济指标[4],因此,提高牛奶干酪出品率是目前亟待解决的问题。我们以新鲜牛奶为原料,采用三因子二次回归正交旋转组合设计,以干酪出品率为指标,优化了牛奶干酪的生产工艺,这对提高干酪产量,促进牛奶干酪的生产具有重要意义。
1材料与方法
1.1材料
原料乳(新鲜无抗牛奶,比重1.030,脂肪3.5 %,蛋白质3.01 %);小牛皱胃酶(本实验室提取[5]);发酵剂(CHR HANSEN公司);氯化钙、氯化钠、盐酸均为分析纯。
1.2仪器
UL20AD型乳成分分析仪(杭州浙大优创科技公司);KDY-9810型凯氏定氮仪(北京通润源机电技术公司);FW80微型高速粉碎机(江苏盐都华康科学仪器厂);GZX-9146MBE数显鼓风干燥箱(上海博迅实业公司医疗设备厂);LXJ-Ⅱ型离心沉淀机(上海医用分析仪器厂)。
1.3干酪加工方法
鲜牛奶经65℃,30min巴氏杀菌后,冷却至32~35℃,添加2 %发酵剂,33℃保温发酵,待原料乳达到一定酸度时,添加氯化钙搅拌均匀,添加凝乳酶(小牛皱胃酶),静置40min待乳完全凝固后,用干酪刀切割成0.5cm3的凝块,缓慢搅拌15 min,防止凝块粘连,再以3℃/min的速度升温直至41~42℃,排除乳清。收集凝块称重,添加凝块重量2.5%的食盐,搅拌均匀,装入干酪模,用0.1MPa压力压榨10~12 h[6]。
1.4测定指标
1.4.1凝乳酶活性测定采用Arima方法[7]。取100g/L脱脂乳10mL,35℃保温10 min,加入0.5mL皱胃酶液,迅速混合均匀,准确记录从加入酶液到乳凝固的时间(s)。把40min凝固100 g/L脱脂乳1mL的酶量定义为一个索氏单位(Soxhlet unit,SU)。
1.4.2干酪水分含量测定用GB5421-85中的干酪水分测定法。
1.4.3乳酸度测定参照张寒冰等[9]的方法。
1.4.4干酪出品率的计算干酪压榨后称重,根据干酪水分含量与质量计算实测出品率[6]。
考虑批次间、处理间水分含量的差异,将实测出品率校正到水分含量为40%的出品率。
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1.5干酪出品率的优化
在对牛奶干酪进行单因素试验的基础上,选择凝乳酶添加量、酸度和氯化钙添加量3个因素进行二次回归正交旋转组合设计试验,试验因子、水平及编码。
1.6数据处理
试验数据用DPS软件处理。
2结果与讨论
2.1干酪出品率的优化。
随着凝乳酶添加量的增加,干酪出品率逐渐增大,凝乳酶添加量为0.5水平时,干酪出品率达最大值,此后,随着凝乳酶添加量的增大,干酪出品率逐渐降低。干酪生产中,凝乳酶的作用主要是促乳凝固,而乳的凝固效果与干酪出品率密切相关,凝乳酶添加量较小,凝乳强度较差,在干酪切割过程中,蛋白质和脂肪等成分易随乳清排出,降低干酪产率[10]。凝乳酶添加量过大,凝乳较硬,切割时干酪易形成碎片,随乳清排出,同样影响干酪出品率。只有添加适量凝乳酶,才能获得较高的出品率。
干酪生产中,原料乳的酸度对干酪出品率有重要影响。随着原料乳酸度降低,干酪出品率相应降低。原料乳酸度降低时,凝乳速度加快、时间缩短,过快的凝乳使原料乳中的脂肪不易被Ca2+与蛋白质形成的网状结构包裹,降低了干酪的出品率。原料乳酸度增大,部分蛋白质被分解成小分子肽类等物质,溶于乳清致部分酪蛋白流失,也会使干酪出品率下降。
干酪出品率随着氯化钙添加量增大呈减小趋势。Ca2+是维持乳中盐类平衡的主要因素,原料乳经杀菌处理后,乳中的酪蛋白胶粒增大,水相中的Ca2+向胶体相转移,乳中可溶性Ca2+含量减少,导致凝乳速度变慢,凝块软,切割时易形成细小的碎屑,造成损失。Ca2+浓度过大时,Ca2+会打断αs-酪蛋白和κ-酪蛋白之间的络合键,导致酪蛋白过快沉淀,乳脂肪不能及时被酪蛋白形成的网状结构包裹,易随乳清排出。Ca2+过多也会导致凝块过硬,表面粗糙,切割时损失较大,导致干酪出品率下降。
2.2最大出品率模拟分析
通过DPS软件分析,采用频率分析法寻优,干酪出品率高于9.11%的57个方案中,在95 %置信区间内干酪出品率大于9.11%的优化方案为:凝乳酶添加量7187~7345 SU,原料乳酸度26~27度T,氯化钙添加量0.030% ~0.033%。取优化后平均值方案,X1=7266 SU,X2=27度T,X3=0.03%,可得理论值Y=10.04%。按照组合方案验证优化结果,其实测提取率Y=9.98%,与理论值Y=10.04 %较接近,进一步验证了数学回归模型的合理性。
3结论
我们主要研究了在牛奶干酪加工过程中,凝乳酶添加量、酸度和氯化钙添加量对牛奶干酪出品率的影响,并在单因素试验基础上进行了3因子2次回归正交旋转组合试验设计,得出牛奶干酪最佳出品率的工艺条件为:凝乳酶添加量7 266 SU,原料乳酸度27度T,氯化钙添加量0.03 %,此时干酪出品率为10.04 %。这对提高牛奶干酪产量,促进牛奶干酪的生产具有重要意义。
参考文献
[1]Rahimi J, Khosrowshahi A, Madadlou A, et al. Texture of low-fat Iranian white cheese as influenced by gum tragacanth as a fat replacer[J]. J Diary Sci, 2007, 90(9): 4058-4070.
[2]刘晶,韩清波,王丽莉. 工艺过程对干酪品质及产率的影响[J]. 食品科技,2007,32(1):111-113.
[3]孙旭. 涂抹型豆乳牛乳混合再制干酪的工艺研究[D]. 哈尔滨:东北农业大学,2006.
论文作者:苗方
论文发表刊物:《知识-力量》2019年5月下《知识-力量》2019年5月下
论文发表时间:2019/3/7
标签:干酪论文; 凝乳论文; 出品论文; 氯化钙论文; 牛奶论文; 乳酸论文; 原料论文; 《知识-力量》2019年5月下《知识-力量》2019年5月下论文;