張權 錢銀霞 趙存朝 陶亮 田洋

摘要：為滿足國內消費者對不同風味特色乳品的需求，開發(fā)一款特色核桃奶酪。以核桃和牛奶為主要原料，考察核桃漿添加量、凝乳酶添加量、食鹽添加量及定型壓強4個因素對核桃奶酪品質的影響。以感官評分為指標，采用單因素試驗結合響應面試驗優(yōu)化核桃奶酪的最佳工藝配方。結果表明，核桃奶酪的最佳工藝條件為核桃漿添加量12.0%、凝乳酶添加量0.002%、無碘食鹽添加量0.025%、定型壓強30.0 kg/m2。在此條件下制得的核桃奶酪質地均勻、結構緊密、成型性好；具有核桃和奶酪的香味；產品指標均符合國家標準；是一款風味獨特、營養(yǎng)價值高的特色乳產品。該研究可為核桃的精深加工提供一定的參考，同時可為新型特色乳制品的開發(fā)提供新思路。

關鍵詞：核桃；奶酪；響應面優(yōu)化；質量

中圖分類號：TS252.53? ? ? 文獻標志碼：A? ? ?文章編號：1000-9973（2023）05-0092-06

Abstract： In order to meet the demand of domestic consumers for dairy products with different flavor characteristics， a special walnut cheese is developed. With walnut and milk as the main raw materials， the effects of four factors including walnut pulp addition amount， rennet addition amount， salt addition amount and setting pressure on the quality of walnut cheese are investigated. Using sensory score as the index， the optimal process formula of walnut cheese is optimized by single factor test combined with response surface test. The results show that the optimal process conditions of walnut cheese are 12.0% walnut pulp， 0.002% rennet， 0.025% iodine-free salt and 30.0 kg/m2 setting pressure. The walnut cheese prepared under such conditions is uniform in texture， compact in structure and good in formability; it has the aroma of walnut and cheese; the product indexes all meet the national standards; it is a special? dairy product with unique flavor and high nutritional value. This study can provide some references for the deep processing of walnut， and provide new ideas for the development of new special dairy products.

Key words： walnut；cheese; response surface optimization; quality

收稿日期：2022-10-20

基金項目：農業(yè)農村部農產品加工重點實驗室、農業(yè)農村部農產品質量安全收貯運管控重點實驗室開放課題項目（S2021KFKT-08）；云南省重大科技專項計劃項目（202102AE090027-2，202002AA100005）；云南省科技廳科技計劃基礎研究面上項目（202101AT070215）

作者簡介：張權（1998－），男，碩士，研究方向：食品加工與安全。

*通信作者：陶亮（1987－），男，講師，博士，研究方向：乳品科學。

奶酪是以牛奶為原料，經(jīng)殺菌、凝乳、排乳清、壓榨成型后發(fā)酵制成的乳制品。奶酪富含大量優(yōu)質蛋白、維生素、礦物元素以及不飽和脂肪酸等多種對人體有益的物質，在調節(jié)血脂水平[1]、促進人體鈣和蛋白質吸收[2-3]以及預防心血管疾病[4-5]方面有一定作用，因此奶酪被稱為“牛奶中的黃金”[6]；奶酪中的益生菌能維持腸道菌群穩(wěn)定，從而改善腸道健康[7-8]；同時，奶酪還有緊湊無孔、有彈性、生煎不化、易切片的獨特感官和質地特征[9-10]，其食用方式也多種多樣，因此深受消費者喜愛。

核桃富含脂肪、蛋白質等多種營養(yǎng)及活性成分[11]。核桃的脂肪含量豐富，特別是不飽和脂肪酸，其對人體健康有益，其中的主要成分亞麻酸和亞油酸[12]能夠緩解大腦神經(jīng)衰弱，輔助改善記憶力，并且在降低人體膽固醇、預防心腦血管疾病等方面有一定功效[13]；核桃中的蛋白質含量為20%～25%，蛋白消化率為87%[14]，且含有8種必需氨基酸[15]，屬于優(yōu)質蛋白。同時，核桃中含有大量活性物質[16-17]，如礦物元素、多酚等，這些物質對人體有益且能預防一些慢性疾病，具有較高的開發(fā)利用價值。近年來，核桃產量不斷上升，但核桃精深加工產品不足，新產品研究開發(fā)速度也較慢，導致大量核桃資源浪費，核桃產業(yè)的健康發(fā)展也因此受到了一定程度的制約。

隨著國內消費者對高營養(yǎng)乳制品需求的增加，未來乳制品市場規(guī)模也將大幅度擴大[18-19]。目前國內已有利用植物蛋白代替乳蛋白研制奶酪的研究[20-21]。核桃蛋白具有較好的凝膠、乳化特性，適合奶酪加工，同時核桃中含有的大量油脂，可賦予奶酪特殊的風味及細膩的口感，具有較好的開發(fā)潛力。現(xiàn)階段以核桃為輔料研發(fā)核桃奶酪的報道較少，本研究旨在結合核桃、牛奶兩種優(yōu)質蛋白原料，探究一種新型風味的核桃奶酪加工工藝，明確最佳工藝配方和產品質量，為新型風味奶酪的研發(fā)及核桃的精深加工提供一定的參考。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

1.1.1 試驗材料

鮮牛奶：云南農業(yè)大學畜產中心；去皮鮮核桃仁：大理漾濞核桃有限責任公司；凝乳酶：河南萬邦實業(yè)有限公司；淡奶油：青島雀巢有限公司；無碘食鹽：云南鹽業(yè)有限公司。

1.1.2 儀器設備

HH-4恒溫水浴鍋 金壇區(qū)西城新瑞儀器廠；Y100L-2膠體磨 浙江巨龍電機有限公司；181105A11均質機 上海申鹿均質機有限公司；XGQ-2000恒溫培養(yǎng)箱 余姚市星辰儀表廠；奶酪槽 實驗室自制。

1.2 方法

1.2.1 核桃奶酪制作工藝流程及操作要點

去皮核桃仁→清洗→膠體磨打漿（固液比為1∶3）→加入淡奶油→高壓均質→預熱（30～32 ℃）→加入凝乳酶→排乳清→定型→發(fā)酵→切割包裝→成品。

1.2.2 操作要點

1.2.2.1 預處理

將去皮核桃仁浸泡、清洗、膠體磨打漿、過濾去渣后加入到鮮牛奶中，再加入300 g淡奶油（占1.5%，以20 kg原料計）后均質（8～10 MPa），形成均一穩(wěn)定的原料。

1.2.2.2 凝乳

把鮮奶隔水加熱至30～32 ℃（不能超過32 ℃），在牛奶中加入凝乳酶后攪拌8～10 min，使其凝固，凝乳大約需要5～15 min；當原料凝結成塊且不再具有流動性時即為凝乳終點。

1.2.2.3 切割

當pH值為5.1～5.3時，用無菌刀將凝乳切割成小塊，以便乳清快速排出。

1.2.2.4 排乳清

將切割好的凝乳隔水加熱到45 ℃，在此溫度下保持 30～60 min，使凝乳塊脫水，并在隔熱過程中搖晃凝乳塊排出乳清，然后通過200 目的紗布過濾排干乳清。

1.2.2.5 定型

以適當壓力將凝乳粒中多余的水分排出后定型。

1.2.3 核桃奶酪工藝研究

以感官評分為指標，基于單因素試驗探究核桃漿添加量、凝乳酶添加量、無碘食鹽添加量及定型壓強對核桃奶酪感官品質的影響，確定適宜工藝參數(shù)，再利用響應面試驗優(yōu)化核桃奶酪的最佳工藝配方。

1.3 產品質量

1.3.1 感官評定

選擇經(jīng)過專業(yè)訓練的專業(yè)人員（男、女各10名），對核桃奶酪進行感官評價。感官評分標準見表1，總分為100分。

1.3.2 理化衛(wèi)生指標

核桃奶酪的水分含量、蛋白質含量、脂肪含量、大腸菌群、沙門氏菌參照最新國家標準測定；pH值的測定參照徐振麗等[22]的方法。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Design-Expert 7.0軟件進行響應面優(yōu)化處理，采用Excel 2016和Origin 8.0軟件進行制圖和數(shù)據(jù)的處理、分析；試驗重復3次，結果取平均值。

2 結果與分析

2.1 核桃漿添加量對感官評分、產率和凝乳時間的影響

設定食鹽添加量為5 g，凝乳酶添加量為0.4 g，定型壓強為30 kg/m2，改變核桃漿添加量。通過感官評分、產率及凝乳時間3個因素，綜合判斷核桃漿的最佳添加量，見圖1。

核桃漿可提供植物源脂肪、蛋白，牛奶可提供動物源脂肪和蛋白，兩者共同影響核桃奶酪的最終品質[23]，適宜的核桃漿添加量是保證核桃奶酪品質的重要參數(shù)。由圖 1 可知，當核桃漿添加量達到 12.0%時，核桃賦予奶酪的特殊香味和奶酪本身特有的香味達到最好的調和，核桃奶酪的風味和口感最佳，符合大多數(shù)人的口味，感官評分最高，為82.5分。繼續(xù)增加核桃漿添加量，奶酪的感官評分呈現(xiàn)下降趨勢，這主要是因為核桃漿添加量的增加使原料乳蛋白濃度降低，導致奶酪的凝乳質地變差，這與張富新等[24]的研究結果一致。隨著核桃漿添加量的增加，核桃奶酪的凝乳時間也隨之增長，這是因為核桃蛋白為植物蛋白，凝乳性較牛奶（動物蛋白）差，導致核桃奶酪的凝乳時間變長。較長的凝乳時間會導致奶酪中的蛋白質水解，產生苦味。因此，確定核桃漿的最佳添加量為12.0%。

2.2 凝乳酶添加量對感官評分和產率的影響

設定食鹽添加量為5 g，定型壓強為30 kg/m2，核桃漿添加量為12%，改變凝乳酶添加量。通過感官評分及產品的產率，綜合判斷凝乳酶的最佳添加量，見圖2。

凝乳酶是奶酪制作過程中的關鍵酶，凝乳酶可以破壞酪蛋白膠束的穩(wěn)定性并誘導凝膠形成時奶酪凝固成型[25-26]。凝乳酶對奶酪的組織狀態(tài)[27]、口感、風味[28]均可產生較大影響。由圖 2可知，當凝乳酶添加量為0.4 g時，奶酪的感官評分最高且產率也達到最大。當凝乳酶添加量過低時，排出來的乳清不清澈，部分酪蛋白及核桃蛋白隨乳清水流失，導致產品的出品率降低，形成的奶酪偏軟，口感和風味不足；當凝乳酶添加量過高時，核桃奶酪會有微苦味，其原因可能是過多的凝乳酶會導致太多的蛋白水解，使奶酪變苦[29]；奶酪凝乳成較大顆粒，產率降低，且質地較硬。綜上所述，當凝乳酶添加量為0.4 g時，制得的核桃奶酪凝乳性好，表面光滑，質地均勻、細膩。因此，確定凝乳酶的最佳添加量為0.4 g。

2.3 無碘食鹽添加量對感官評分和產率的影響

設定凝乳酶添加量為0.4 g，定型壓強為30 kg/m2，核桃漿添加量為12%，改變無碘食鹽的添加量。通過感官評分及產品的產率，綜合判斷無碘食鹽的最佳添加量，見圖3。

食鹽在奶酪成熟過程中發(fā)揮著至關重要的作用，含鹽量的增加可以使奶酪在成熟過程中質地變硬，更不容易破碎[30]，同時鹽通過影響奶酪發(fā)酵過程中發(fā)酵微生物的活性，進而影響奶酪最終的品質[31]。由圖3可知，無碘食鹽添加量由3 g逐漸增加到5 g時，感官評分逐漸上升至最大值，此時制得的核桃奶酪口感細膩，風味最佳，硬度適中；隨著無碘食鹽添加量的繼續(xù)增加，核桃奶酪的產率無顯著差異，表明無碘食鹽對產率的影響較小。因此，確定無碘食鹽的最佳添加量為5.0 g。

2.4 定型壓力對感官評分和產率的影響

設定食鹽添加量為5 g，凝乳酶添加量為0.4 g，核桃漿添加量為12%，改變定型壓強。通過感官評分及產品的產率，綜合判斷最佳定型壓強，見圖4。

定型壓強在一定程度上決定著奶酪的質地與產率，一般較大壓強制得的奶酪質地較硬，含水量少；反之，較小壓強制得的奶酪質地相對較軟，水分含量及出品率高。由圖4可知，定型壓強由20 kg/m2逐漸增加到30 kg/m2時，產品的感官評分逐漸上升至最大值，為87.2分。在此條件下制得的核桃奶酪質地均勻，結構緊密，成型性好，具有較好的感官特性；隨著定型壓強的繼續(xù)增加，產率的變化不大，保持在10%左右，無顯著差異。因此，以感官評分為主要參考值，確定最佳定型壓強為30 kg/m2。

3 核桃奶酪響應面試驗

3.1 核桃奶酪響應面試驗設計

通過單因素試驗對核桃奶酪感官評分影響的考察可以看出，核桃漿添加量、凝乳酶添加量、無碘食鹽添加量和定型壓強對核桃奶酪產率的影響較小，無碘食鹽添加量對核桃奶酪感官評分的影響較小。因此，在單因素試驗的基礎上，以核桃漿添加量（A）、凝乳酶添加量（B）、定型壓強（C）為自變量，以感官評分為因變量（Y），進行響應面試驗，因素及水平見表 2。

3.2 核桃奶酪響應面試驗設計與結果

3.2.1 模型建立及顯著性檢驗

進行響應面試驗，感官評分結果見表3，回歸方程為Y=86.85－0.61A+1.66B－0.93C+1.37AB+0.44AC－0.12BC－5.75A2－5.83B2－9.75C2，回歸模型的方差分析結果見表4。

由表4可知，模型極顯著，模型的F=255.77，P<0.01；模型的失擬項不顯著，失擬項的F=0.75，P=0.575 3＞0.05。決定系數(shù) R2=0.997 0，信噪比（Adeq Precision）=40.028，說明方程的擬合度和可信度均很高。同時根據(jù)F值可以判斷各因素對核桃奶酪感官評分影響的次序為凝乳酶添加量＞定型壓強＞核桃漿添加量。

3.2.2 響應面試驗優(yōu)化

響應面試驗優(yōu)化中，核桃漿添加量（A）、凝乳酶添加量（B）、定型壓強（C）3個因素對產品感官評分的影響見圖5～圖7。

由圖5可知，當定型壓強一定時，沿核桃漿添加量和凝乳酶添加量增加的方向看，感官評分都增加到一個最高值后下降，表明核桃漿添加量和凝乳酶添加量都能在響應范圍內得到最大值；同理可知，當某個因素一定時，其他兩個因素都能在響應范圍內得到最大值。由表4、圖5～圖7可知，核桃漿添加量和凝乳酶添加量的交互作用對核桃奶酪感官評分的影響極顯著。表明當定型壓強一定時，核桃漿添加量和凝乳酶添加量共同影響著核桃奶酪的成品質量，導致感官評分有差異。由表4可知，3個因素都對核桃奶酪的感官評分有較大影響，這也反映出產品的質量與核桃漿添加量、凝乳酶添加量及定型壓強有著密切關系。

3.2.3 最佳條件的確定和回歸模型的驗證

通過響應面分析得到的最佳工藝條件為核桃漿添加量 11.92%、凝乳酶添加量 0.41 g、定型壓強29.75 kg/m2。結合實際設備參數(shù)及操作的可行性，調整核桃奶酪的工藝條件為核桃漿添加量 12.0%、凝乳酶添加量 0.4 g、定型壓強30.0 kg/m2，預測感官評分為 87.00 分。在上述工藝參數(shù)下進行試驗制得核桃奶酪，并進行感官評分，得分為 87.23 分，與理論值接近，說明模型能較好地預測核桃奶酪的實際發(fā)酵情況。

4 核桃奶酪理化、微生物指標

根據(jù)優(yōu)化的最佳工藝參數(shù)制作核桃奶酪，測定核桃奶酪的理化、微生物指標，結果見表5。

由表5可知，水分含量為56.14%，對照GB 5420－2021《食品安全國家標準 干酪》可以發(fā)現(xiàn)，優(yōu)化工藝條件下制得的奶酪屬于半硬質奶酪，質地相對柔軟，比較適合老人、兒童食用；蛋白質含量約為23.45%，較市場上其他奶酪高，且其中包含動物蛋白和植物蛋白，是優(yōu)質的蛋白營養(yǎng)補充劑產品；同時，對核桃奶酪的微生物指標進行了檢測，大腸菌群含量為75.0 CFU/g，沙門氏菌未檢出，奶酪的各項指標均符合國家標準對干酪的要求，產品質量較好。

5 結論

采用單因素試驗結合響應面優(yōu)化法確定核桃奶酪的最佳工藝參數(shù)為核桃漿添加量 12.0%、凝乳酶添加量 0.002%、無碘食鹽添加量 0.025%、定型壓強30.0 kg/m2。在此條件下制得的核桃奶酪呈乳白色，組織狀態(tài)完整均一，口感溫和，奶香和核桃香氣濃郁，各項指標均符合國家相關標準，是一款感官品質高、營養(yǎng)價值豐富、安全性好且具有較好開發(fā)前景的特色風味乳產品，可為乳品行業(yè)新產品的研發(fā)及核桃精深加工提供一定參考。

參考文獻：

[1]戚登斐，張潤光，韓海濤，等.核桃油中亞油酸分離純化技術研究及其降血脂功能評價[J].中國油脂，2019，44（2）：104-108.

[2]武愛群.奶酪的營養(yǎng)價值及國內消費市場培育研究[J].食品安全導刊，2018（21）：166-167.

[3]TIDONA F， CRISCIONE A， GUASTELLA A M， et al. Bioactive peptides in dairy products[J].Italian Journal of Animal Science，2010，8（3）：315.

[4]羅娜， 孫志宏.Omega-3多不飽和脂肪酸在高脂血癥中的作用機制研究進展[J].中國油脂，2020，45（7）：97-101.

[5]JOHNSON M E， LUCEY J A. Major technological advances and trends in cheese[J].Journal of Dairy Science，2006，89（4）：1l74-1181.

[6]帕熱克·愛尼娃爾，楊潤，阿衣努爾·阿不力孜.紅棗奶酪的加工工藝研究[J].中國乳業(yè)，2022（3）：93-97.

[7]吳金山，黃和升，陸正清.香蕉奶酪工藝技術研究[J].農產品加工，2015（23）：28-30.

[8]劉軍軍，劉曉，姜竹茂，等.奶酪和酸奶生產中益生菌的影響[J].中國乳品工業(yè)，2014，42（3）：43-48.

[9]楊楠，梁琪，楊敏，等.不同加熱溫度對牦牛乳酪蛋白的影響[J].食品科學，2013，34（19）：14-18.

[10]KAMINARIDES S， LITOS I， MASSOURAS T， et al. The effect of cooking time on curd composition and textural properties of sheep Halloumi cheese[J].Small Ruminant Research，2015，125：106-114.

[11]張旋，方曉璞，楊學華，等.我國不同產地核桃油與鐵核桃油營養(yǎng)成分的分析比較[J].中國油脂，2022，47（5）：60-64.

[12]陸俊，趙安琪，成策，等.核桃營養(yǎng)成分與生理活性及開發(fā)利用[J].食品與機械，2014，30（6）：238-242.

[13]BASHAN I， BAKMAN M. The effect of daily walnut consumption on dyslipidemia[J].Journal of Food Quality，2018，2018：1-6.

[14]田洋，周艷，趙存朝，等.一種涂抹型核桃奶酪的研制[J].現(xiàn)代食品科技，2020，36（1）：169-177.

[15]王帥，戴漣漪，庫雪晶，等.核桃營養(yǎng)組成與保健功能研究進展[J].中國釀造，2016，35（6）：30-34.

[16]TAPIA M I， SANCHEZ-MORGADO J R， GARCIA-PARRA J， et al. Comparative study of the nutritional and bioactive compounds content of four walnut （Juglans regia L.） cultivars[J].Journal of Food Composition and Analysis，2013，31（2）：232-237.

[17]常君，張瀟丹，姚小華，等.不同品種薄殼山核桃氨基酸組成及營養(yǎng)價值評價[J].西南大學學報（自然科學版）， 2021，43（4）：44-52.

[18]李媛，劉芳.我國乳制品行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢分析[J].中國畜牧雜志，2019，55（4）：144-147.

[19]郭桂娥.電商環(huán)境下乳制品消費變化及未來發(fā)展建議[J].食品研究與開發(fā)，2021，42（11）：229-230.

[20]吳曉菊，張志強.不同制備條件對開心果干酪的品質影響[J].新疆畜牧業(yè)，2018，33（3）：25-29.

[21]郭紅珍，林琳，解春艷，等.新型天然軟質核桃奶酪的研制[J].食品工業(yè)，2022，43（4）：27-30.

[22]徐振麗，郭孝敬，陳歡，等.響應面法優(yōu)化茶奶酪發(fā)酵工藝研究[J].中國調味品，2020，45（1）：110-117.

[23]陶興無，樊永波，王麗梅，等.核桃風味酸乳的發(fā)酵工藝研究[J].中國釀造，2012，31（7）：175-178.

[24]張富新，黨亞麗.不同因素對羊奶干酪凝乳效果的影響[J].中國乳品工業(yè)，2003，31（5）：20-22.

[25]BRITTEN M， GIROUX H J. Rennet coagulation of heated milk： a review[J].International Diary Journal，2022，124：105179.

[26]PANTHI R R， KELLY A L， O'CALLAGHAN D J， et al. Measurement of syneretic properties of rennet-induced curds and impact of factors such as concentration of milk： a review[J].Trends in Food Science & Technology，2019，91：530-540.

[27]SCHADLE C N， EISNER P， BADER-MITTERMAIER S. The combined effects of different fat replacers and rennet casein on the properties of reduced-fat processed cheese[J].Journal of Dairy Science，2020，103（5）：3980-3993.

[28]曾劍超.姜汁凝乳機理的探討[D].成都：西華大學，2008.

[29]司闊林，李志國，李玲玉，等.干酪苦味肽的形成及脫苦方法研究進展[J].食品工業(yè)，2021，42（3）：267-271.

[30]ANTE R， MILNA T K， ZORICA R， et al. Contribution of salt content to the ripening process of Croatian hard sheep milk cheese （Bracˇ cheese）[J].LWT-Food Science and Technology，2022，162：113506.

[31]HICKEYAB C D， FALLICOA V， WILKINSON M G， et al. Redefining the effect of salt on thermophilic starter cell viability， culturability and metabolic activity in cheese[J].Food Microbiology，2018，69：219-231.