尹長(zhǎng)林,劉佳,趙征

(天津科技大學(xué)食品工程與生物技術(shù)學(xué)院,天津,300457)

再制干酪,是對(duì)天然干酪再次加工所得的產(chǎn)品。即通過向天然干酪中添加乳化鹽以及水、脂肪、乳清粉 (降低產(chǎn)品成本)、色素等,在加熱攪拌的條件下制得的干酪產(chǎn)品。在加工過程中,通過直接或間接加熱起到了對(duì)干酪及添加物再次殺菌的作用,故再制干酪產(chǎn)品具有較長(zhǎng)的保藏期[1]。

pH值是影響再制干酪功能特性的一個(gè)非常重要的因素。所有再制干酪的 pH值均在 5.2～6.0之間。早在 1932年,有關(guān)各種不同 pH值下的再制干酪結(jié)構(gòu)就已經(jīng)有了報(bào)道[2]。pH值影響影響水和乳化的過程,pH值越高,越利于水和乳化。所以對(duì)于需要水和乳化程度較大的涂抹型再制干酪,pH值應(yīng)控制在 5.6～5.9;對(duì)于切片、切塊再制干酪,pH值應(yīng)控制在 5.4～5.7[3]。本實(shí)驗(yàn)通過添加檸檬酸來(lái)調(diào)節(jié)再制干酪產(chǎn)品的 pH值,分析確定了再制干酪加工的最適 pH值。

1 材料與方法

1.1 原材料

自制新鮮凝塊。采用Mozzarella生產(chǎn)工藝;檸檬酸鈉,天津市化學(xué)試劑三廠;焦磷酸鈉,天津市化學(xué)試劑三廠;奶油,產(chǎn)自新西蘭;乳清粉,產(chǎn)自新西蘭;檸檬酸,天津市北方天醫(yī)化學(xué)試劑廠。

1.2 儀器設(shè)備

GSL-3反應(yīng)釜,威海行雨有限公司;TA.XT Plus物性儀,英國(guó) Stable Micro System公司;DV-Ⅲ流變儀,美國(guó) Brookfield公司;JS M6380LV掃描電子顯微鏡,日本電子株式會(huì)社;冷凍干燥機(jī),北京四環(huán)科學(xué)儀器廠;數(shù)顯 pH計(jì),上海精密科學(xué)儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 新鮮凝塊為原料的涂抹型再制干酪加工工藝

新鮮凝塊 →迅速冷凍→解凍 →切割成塊(2.5～3 cm方塊)→加熱融化 (120 r/min,75℃,25 min)→添加乳化鹽 →添加水分 →添加其他輔料 →用檸檬酸調(diào)節(jié)產(chǎn)品的最終 pH值 (檸檬酸的加入量分別為 0%、0.25%、0.50%、0.75%、1.0%)→趁熱包裝→快速冷卻 (30 min內(nèi),冷至 8～12℃))→成品

成品 1為添加 0%檸檬酸的產(chǎn)品測(cè)得其 pH值為5.95;成品 2為添加 0.25%檸檬酸的產(chǎn)品測(cè)得其 pH值為 5.86;成品 3為添加 0.50%檸檬酸的產(chǎn)品測(cè)得其 pH值為 5.70;成品 4為添加 0.75%檸檬酸的產(chǎn)品測(cè)得其 pH值為 5.50;成品 5為添加 1.0%檸檬酸的產(chǎn)品測(cè)得其 pH值為 5.38

(注:鑒于本實(shí)驗(yàn)室條件,新鮮凝塊的制作需要 1 d,故新鮮凝塊無(wú)法及時(shí)進(jìn)行再制干酪的制作,只能等到第 2天進(jìn)行加工。為了保證加工凝塊的 pH值與原有新鮮凝塊一致,故將新鮮凝塊迅速冷凍儲(chǔ)藏,待加工時(shí)再解凍。)

1.3.2 分析方法

融化性測(cè)定方法 (管式融化測(cè)定方法):從 5個(gè)成品中各取 20g干酪樣品放入 38×200 mm的玻璃管中。將管水平放入 100℃的烘箱中保持 10 min,取出融化管,為防止干酪繼續(xù)流動(dòng),在室溫下保持 30 min后,測(cè)量融化管內(nèi)干酪流動(dòng)的長(zhǎng)度,干酪的流動(dòng)長(zhǎng)度代表干酪的融化性。做 3次重復(fù)試驗(yàn)[4]。

表觀黏度測(cè)定方法:將 4℃下儲(chǔ)藏 24 h的 5種不同水分添加量的涂抹型再制干酪樣品放入沸水浴中保持 10 min至完全融化。取出后立即放入 80℃水浴中恒溫,用 DV-Ⅲ流變儀測(cè)定表觀黏度,選用 RV-7號(hào)轉(zhuǎn)子,測(cè)定涂抹型再制干酪在 180 r/min的條件下的表觀黏度[5]。

物性參數(shù)設(shè)定:測(cè)前速度 2.0 mm/s;測(cè)試速度1.0 mm/s;測(cè)后速度 1.0 mm/s;測(cè)試距離 10 mm;時(shí)間 5 s;觸發(fā)力 5 g;探頭類型 P/0.5[6]。

微觀結(jié)構(gòu)測(cè)定方法:取待測(cè)干酪樣品切成薄薄小片,表面平整。將小片干酪浸泡于 2.5%的戊二醛溶液中,于 4℃固定 3 h以上。用 pH值為 7.2的磷酸緩沖液清洗 3次,每次 10 min。分別用 30%、50%、70%、90%、100%乙醇梯度脫水 10 min。將樣品在冷凍干燥器下迅速冷凍,然后捶擊,使之自然斷裂,取小塊樣品粘臺(tái)。采用離子濺射方法噴金,噴金時(shí)間50s,然后置于掃描電鏡下觀察[7]。

pH值的測(cè)定:取 10 g與 10 mL脫除 CO2的蒸餾水在研缽中混合,測(cè)定 pH值[8]。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同 pH值的再制干酪產(chǎn)品的融化性

由圖1可以看出,當(dāng)再制干酪產(chǎn)品的 pH為 5.38時(shí)所得到的產(chǎn)品的融化性最強(qiáng),但此融化狀態(tài)不同于其他的融化狀態(tài),因?yàn)樗谌诨蟪尸F(xiàn)一種絮狀,而且脂肪和蛋白明顯分離。從各個(gè)不同的 pH值產(chǎn)品融化后的流動(dòng)長(zhǎng)度看,pH值對(duì)再制干酪產(chǎn)品的融化性的影響沒有呈現(xiàn)一定的規(guī)律性。

圖1 不同 pH值的再制干酪融化性比較

2.2 不同 pH值的再制干酪產(chǎn)品的表觀黏度

圖2 不同 pH值的再制干酪表觀黏度比較

由圖2可以看出,隨著再制干酪產(chǎn)品 pH的升高,表觀黏度也呈現(xiàn)增加的趨勢(shì)。pH 5.38時(shí),表觀黏度,這一點(diǎn)從生產(chǎn)中也可以得出,因?yàn)榇?pH值條件下生產(chǎn)的再制干酪不粘鍋。之后隨著 pH值升高到 5.5,表觀黏度有一個(gè)比較劇烈的升高,再升高 pH值表觀黏度的升高比較緩和。

2.3 不同 pH值的再制干酪產(chǎn)品的物性

由圖3可看出,隨著再制干酪產(chǎn)品的最終 pH值的升高,再制干酪最終產(chǎn)品的硬度呈降低的趨勢(shì),而且當(dāng) pH值在 5.38～5.7范圍內(nèi)升高時(shí),硬度變化比較平緩,而低于 5.7時(shí)硬度發(fā)生了急劇的變化,可見pH值 5.7是再制干酪硬度變化的一個(gè)分界點(diǎn)。

圖3 不同 pH對(duì)再制干酪硬度的影響

由圖4可以看出,隨著再制干酪產(chǎn)品的最終 pH值的升高,產(chǎn)品的黏著性呈現(xiàn)一種先減小后增加的趨勢(shì),低 pH值時(shí)黏著性明顯高于高 pH值產(chǎn)品的黏著性,pH值 5.7是黏著性變化的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。

圖4 不同 pH對(duì)再制干酪黏著性的影響

從圖5可見,隨著 pH值的變化,再制干酪最終產(chǎn)品的彈性雖然沒有呈現(xiàn)一定的規(guī)律性,但是如果以pH值 5.7為界觀察左右兩側(cè)的變化情況可以得出,在較低 pH下,隨著再制干酪最終產(chǎn)品 pH值的升高其彈性也隨之升高;在較高 pH,隨著再制干酪最終產(chǎn)品 pH值的升高其彈性先增加后減小。

由圖6可以看出,隨著再制干酪最終產(chǎn)品 pH值的升高,再制干酪產(chǎn)品的黏聚性呈現(xiàn)一種先減小后增加的趨勢(shì),而轉(zhuǎn)折點(diǎn)恰為 pH值 5.7。

圖5 不同 pH對(duì)再制干酪彈性的影響

圖6 不同 pH對(duì)再制干酪黏聚性的影響

由圖7看出咀嚼性呈現(xiàn)下降的趨勢(shì),說(shuō)明隨著pH值的升高,產(chǎn)品越易被咀嚼吞咽。

圖7 不同 pH對(duì)再制干酪咀嚼性的影響

由圖8看出,隨著再制干酪最終產(chǎn)品 pH值的升高,產(chǎn)品的恢復(fù)性基本呈現(xiàn)一種上升的趨勢(shì)。

圖8 不同 pH對(duì)再制干酪恢復(fù)性的影響

2.4 不同 pH值的再制干酪產(chǎn)品的微觀結(jié)構(gòu)圖

圖9 不同 pH值再制干酪產(chǎn)品的微觀結(jié)構(gòu)圖

由圖9(a)可以看出,pH值 5.38的涂抹再制干酪呈現(xiàn)了一個(gè)扭曲的結(jié)構(gòu),產(chǎn)品結(jié)構(gòu)質(zhì)地疏松且有不規(guī)則空洞,且脂肪球直徑較大。pH值 5.38時(shí)接近酪蛋白等電點(diǎn),酪蛋白出現(xiàn)聚合狀態(tài),使酪蛋白很緊密的交聯(lián)在一起。大體積的酪蛋白聚合體的形成主要?dú)w因于 pH值接近酪蛋白等電點(diǎn)時(shí)電荷間的相互吸引作用。在極低 pH值的干酪中,由于體系接近等電點(diǎn),CN分子間的靜電斥力發(fā)生急劇的下降,加強(qiáng)了CN分子之間的結(jié)合。同時(shí)也對(duì)產(chǎn)品的品質(zhì)產(chǎn)生不利的影響[9]。本研究對(duì) pH值 5.38時(shí)的再制干酪感官分析表明,pH值在這一范圍時(shí),質(zhì)地呈現(xiàn)沙粒狀,沒有完全乳化,且經(jīng)冷凍干燥后易碎。

由圖9(b)可以看出,pH值增加到 5.7時(shí),再制干酪形成了一個(gè)均勻、密實(shí)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),大量的蛋白相互交聯(lián),脂肪球和蛋白網(wǎng)絡(luò)明顯形成。當(dāng) pH值接近等電點(diǎn)時(shí),蛋白的水和程度減弱,使蛋白間的有效空隙大為減少,這種結(jié)構(gòu)的變化使持水性大為降低。當(dāng) pH值逐漸升高而遠(yuǎn)離了蛋白質(zhì)的等電點(diǎn),蛋白質(zhì)有效電荷增加,蛋白結(jié)構(gòu)松弛,從而提高蛋白的持水性。在這一 pH值時(shí)交聯(lián)的多樣性致使其形成了一個(gè)均勻的、三維的蛋白網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和脂肪有規(guī)律的分布,使產(chǎn)品具有堅(jiān)實(shí)的硬度和黏度[10-11]。

由圖9(c)pH 5.95的涂抹再制干酪微觀結(jié)構(gòu)圖看出,當(dāng) pH 5.95時(shí),相互交聯(lián)的蛋白質(zhì)矩陣有被破壞的趨勢(shì)。pH值的增加導(dǎo)致蛋白的溶解性增加,使得能相互交聯(lián)的蛋白濃度降低以致形成了一個(gè)無(wú)序的結(jié)構(gòu)。從分子力學(xué)角度分析這一變化的主要原因是 pH值過高時(shí),由于蛋白質(zhì)的負(fù)電荷增加,靜電引力作用減少。排斥作用增加,則導(dǎo)致蛋白質(zhì)肽鏈間形成相互疏遠(yuǎn)且交聯(lián)的結(jié)構(gòu)。隨著 pH值的增加,靜電作用減少,蛋白間會(huì)有其他分子間作用力以氫鍵和疏水作用為主,形成較差的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可能是由于用于補(bǔ)償減少的靜電作用的其他作用力較低,而且蛋白質(zhì)在高 pH值時(shí)吸水能力增加的緣故[12]。

總之,pH值微小的變化就會(huì)影響再制干酪的結(jié)構(gòu)。pH值的變化引起蛋白溶解性的變化,蛋白質(zhì)熱至凝膠 (如再制干酪)的乳化能力、酪蛋白分子相互交聯(lián)作用、表觀黏度都受 pH值的影響。生產(chǎn)過程中,再制干酪的 pH值應(yīng)控制在 5.6～6.0,產(chǎn)品會(huì)形成規(guī)則的三維空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),脂肪球乳化性較好,并且均勻的鑲嵌在蛋白質(zhì)之間,也起到了阻礙蛋白質(zhì)相互聚集,增加了蛋白質(zhì)的持水能力的作用。

3 結(jié)論

pH值是再制干酪生產(chǎn)中的重要影響因素。不同pH值的再制干酪產(chǎn)品,所表現(xiàn)出的融化性差別較大,其中 pH 5.5的再制干酪產(chǎn)品幾乎不具有融化性。隨著 pH值的升高,再制干酪產(chǎn)品的表觀黏度也隨之升高,其中在 5.7～5.86范圍內(nèi)表觀黏度升高較緩和。從各個(gè)物性參數(shù)可以看出,pH 5.7的點(diǎn)是多個(gè)物性參數(shù)變化的轉(zhuǎn)折點(diǎn),可以推測(cè)此點(diǎn)可能是涂抹型再制干酪和切片再制干酪分界點(diǎn)。在各質(zhì)構(gòu)參數(shù)中,硬度和咀嚼性隨著 pH值的升高而降低,pH值對(duì)彈性的影響顯著 (P＜0.05)。從不同 pH值的再制干酪微觀結(jié)構(gòu)圖中可以看出,pH值過低導(dǎo)致再制干酪產(chǎn)品成砂狀,易碎,涂抹性差,而 pH值較高時(shí),再制干酪中蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)遭到了一定的破壞。本實(shí)驗(yàn)證明再制干酪的 pH值在 5.7左右時(shí)制得的再制干酪產(chǎn)品較好。

[1] 范麗芳 .再制干酪的技術(shù)難點(diǎn) [J].中國(guó)乳品工業(yè),2004,32(2):48-50.

[2] Templeton H L,Sommer H H.Factors affecting the body and texture of processed cheese[J].Journal of Dairy Science,1932,15:29-41.

[3] 陳鵬,楊凱,尹艷軍 .含大豆分離蛋白的再制干酪的研制[J].乳品加工,2008(08):45-47.

[4] 武晗,李曉東,劉懷偉 .加工條件對(duì)涂抹型再制干酪品質(zhì)的影響[J].食品科學(xué),2008,29(03):200-203.

[5] Georgia Dimitreli,Apostolos S Thomareis.Effect of chemical composition on the linear viscoelastic properties of spreadable-type processed cheese[J].Journal of Food Engineering,2008,84:368-374.

[6] 張國(guó)農(nóng),顧敏峰,李彥榮 .工藝參數(shù)對(duì)再制干酪的質(zhì)構(gòu)和流變性質(zhì)的影響[J].中國(guó)乳品工業(yè),2006,191(10):9-13.

[7] Paul J Hennelly.Increasing the moisture content of i mitation cheese effects on texture,rheology and microstructure[J].Eur Food Res Technol,2005,220:415-420.

[8] Marchesseau S,Gastaldi E,Lagaude A.Influence of pH on protein interactions and micros-tructure of process cheese[J].JournalofDairy Science,1997,8(80):1 483-1 489.

[9] Lee S K.Changes in the Rheoligy and microstructure of processed cheese,milk curds,and caseinate curds containing native or boiled soy protein[J].Journal ofDairy Science,2003,64(12):2 311-2 317.

[10]Rayan.Miscrotructure and rheology of process cheese[J].Scanning ElectronMiscrosc,1980(3):635.

[11]KielyL,Yun J.Effect of draw pH on the development of curd structure during manufa-cture of mozzarella cheese[J].Food Structure,1993,6(11):217.

[12]Marchesseau S,Gastaldi E,Lagaude A.Influence of pH on protein interaction and microstructure of process cheese[J].Journal ofDairy Science,1997,80:1 483-1 487.