融化过程中剪切强度对再制干酪质构特性的影响

再制干酪又称为融化干酪、重制干酪，是以天然干酪为主要原料，添加乳化盐、稳定剂、色素等辅料，经加热融化、乳化、杀菌等工序制得的、可长时间保存的一种干酪制品。

再制干酪是干酪家族中的重要一员。

据统计，世界牛乳产量的１／３－１／２用于天然干酪生产，而天然干酪产量的１／３是作为再制干酪的原料消费的。

与天然干酪相比，再制干酪具有风味温和、质地易于调整等特点，深受美国，亚洲及欧洲消费者的青睐。

在再制干酪生产过程中，不仅原料和配方设计对产品的质地和风味有重要影响，而且在融化过程中所采用的条件，如热处理温度、时间、剪切处理强度、时间等也会对成品干酪的质地产生重要影响。

一般情况下，根据再制干酪种类和设备的不同需要采用不同的剪切强度、温度、时间组合。

对用于烘焙的片状干酪，通常需要采用尽可能低的剪切和热处理强度，并尽量缩短处理时间，因为该类产品最重要的是要保证长的结构和尽可能保留其拉丝特性。

对于非烘焙目的的片状干酪或可切片的块状干酪机械处理程度可略强，但仍要采用温和的条件。

对于涂抹奶酪，则需要采用较强的机械和热处理，以便通过奶油化将原本长的有弹性的结构转变为短的适合涂抹的质地［２］。

因此，融化过程中的剪切处理对再制干酪质地的影响是至关重要的。

对干酪质地进行评价，通常会采用主观（感官评定）、客观（质构分析）方法结合的方式进行。

ＴＰＡ测试（ｔｅｘｔｕｒｅｐｒｏｆｉｌｅａｎａｌｙｓｉｓ）是质地特征曲线，通过两次下压可以模拟人类咀嚼时对食品的破坏作用，可以客观地反应食品包括硬度、凝聚性、弹性等在内的质构特性。

典型的ＴＰＡ曲线如图１所示。

根据压缩周期中测得的各个参数即可方便确定干酪的质构特性。

尽管融化过程中所采用的剪切强度和时间等参数对终产品的品质有明显影响，但对此的定量研究仍非常不足，本文的目的在于利用质构仪测定干酪的质构特性从而探讨融化过程中机械处理强度对再制干酪品质的影响。

融化过程中剪切强度对再制干酪质构特性的影响
李博勋，付丽娜，莫蓓红，苗君莅，郑小平
（光明乳业股份有限公司技术中心，上海２０００７２）
摘要：通过测定产品的ＴＰＡ和融化特性，对再制块状干酪融化过程中剪切（热）处理时间和剪切强度对终产品质构特性的变化进行了研究。

结果表明，剪切强度和剪切（热）处理时间对再制干酪的质构和融化特性有明显影响。

其中，剪切（热）处理时间对产品的硬度，胶性，咀嚼性，凝聚性和融化性有极显著影响（Ｐ＜０．０１），对于黏着性有显著影响（Ｐ＜０．０５），弹性无明显影响。

剪切强度对硬度，胶性和咀嚼性有显著影响（Ｐ＜０．０５），其它各项指标没有显著影响。

关键词：再制干酪；剪切强度；ＴＰＡ
中图分类号：ＴＳ２５２．５３文献标识码：Ｂ文章编号：１６７１－５１８７（２００７）０２－００６３－０４
ＩｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆＳｈｅａｒｉｎｇＴｒｅａｔｍｅｎｔｄｕｒｉｎｇＭｅｌｔｉｎｇＰｒｏｃｅｓｓｏｎｔｈｅＴｅｘｔｕｒａｌＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＰｒｏｃｅｓｓｅｄＣｈｅｅｓｅ
ＬｉＢｏｘｕｎ，ＦｕＬｉｎａ，ＭｏＢｅｉｈｏｎｇ，ＭｉａｏＪｕｎｌｉ，ＺｈｅｎｇＸｉａｏｐｉｎｇ（ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＣｅｎｔｅｒｏｆＢｒｉｇｈｔＤａｉｒｙａｎｄＦｏｏｄＣｏ．，Ｌｔｄ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０００７２，Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｓｈｅａｒｉｎｇｔｒｅａｔｍｅｎｔｕｓｅｄｉｎｍｅｌｔｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｏｎｔｈｅｔｅｘｔｕｒａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｐｒｏｃｅｓｓｅｄｃｈｅｅｓｅｗａｓｓｔｕｄｉｅｄｗｉｔｈＴＰＡ．Ｔｈｅｓｈｅａｒｉｎｇｔｉｍｅｈａｓａｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｎｔｈｅｈａｒｄｎｅｓｓ，ｇｕｍｍｉｎｅｓｓ，ｃｏｈｅｓｉｖｅｎｅｓｓ，ｃｈｅｗｉｎｅｓｓａｎｄｍｅｌｔｉｎｇｐｒｏｐｅｒｔｙ（Ｐ＜０．０１），ｗｈｉｌｅｎｏｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｉｎｆｌｕｅｎｃｅｗａｓｏｂｓｅｒｖｅｄｏｎｓｐｒｉｎｇｉｎｅｓｓ．Ｏｎｔｈｅｏｔｈｅｒｈａｎｄ，ｔｈｅｈａｒｄｎｅｓｓ，ｇｕｍｍｉｎｅｓｓａｎｄｃｈｅｗｉｎｅｓｓｉｎｃｒｅａｓｅｄｇｒｅａｔｌｙｗｉｔｈｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｓｈｅａｒｉｎｇｒａｔｅ（Ｐ＜０．０５）．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｐｒｏｃｅｓｓｅｄｃｈｅｅｓｅ；ｓｈｅａｒｉｎｇｔｒｅａｔｍｅｎｔ；ＴＰＡ
收稿日期：２００６－１２－０１；修回日期：２００６－０１－０８；
基金项目：上海市科技兴农重点攻关项目（沪农科攻字（２００４）第
１１－１号）。

图１型的ＴＰＡ曲线
表１ＴＰＡ曲线主要参数及其定义
参数定义
硬度ＴＰＡ曲线第一压缩周期中的最大力值Ｈａｒｄ１，Ｎ
黏着探头上行阻力，用面积Ａｒｅａ３表示
凝聚两次压缩周期的曲线面积比（Ａｒｅａ２／Ａｒｅａ１）
弹性两次压缩周期中时间比（ｔ２／ｔ１）
胶性硬度与凝聚性的乘积
咀嚼性硬度、凝聚性、弹性三者乘积
１材料与方法
１．１试验材料
Ｃｈｅｄｄａｒ干酪原料（恒天然（中国）有限公司），黄油（光明乳业股份有限公司）。

试验所用干酪及黄油产品均采用同一批次原料，并经充分混合以保证原料的均一。

ＴＡ－ＬＨ１型物性测试仪（英国ＳｔａｂｌｅＭｉｃｒｏＳｙｓｔｅｍｓ公司）、融化锅（德国ｓｔｅｐｈａｎ公司）。

１．２试验方法
１．２．１再制干酪的制备
再制干酪的配方见表２。

表２再制干酪产品配方
原料添加量／％
Ｃｈｅｄｄａｒ干酪７６
无盐黄油４
柠檬酸三钠３
水１７
每次试验配料量为１ｋｇ，按上述配方称取原料后，将干酪和黄油切为约（２×２）ｃｍ的小块，放入融化锅内，采用夹套加热的方式进行加热。

同时将剪切速度调整为３００ｒ／ｍｉｎ，当温度达到８５℃时，将剪切速度根据处理不同分别调整为３００、９００和１５００ｒ／ｍｉｎ，并于剪切速度调整后０、５、１０、１５和２０ｍｉｎ取样，整个融化过程中保证温度为（８５±２）℃。

取样后迅速以冰水冷却至室温，放入冰箱继续冷却２４ｈ后，对各指标进行测定（各处理重复３次）。

１．２．２化学成分分析
对原料干酪和产品的主要化学成分进行测定，各作两平行样。

水分、总蛋白质、总脂肪、灰分的测定按国标方法进行。

ｐＨ值测定：于产品生产后２４ｈ测定，直接将经过校准的ｐＨ电极插入干酪内部，测定ｐＨ。

相对酪蛋白含量：是指原料干酪中的完整酪蛋白与其总蛋白质含量的比例。

该指标可定量地反应原料干酪的成熟度和终产品中对形成干酪结构有作用的蛋白质含量。

水溶性氮含量的测定方法：称取１０ｇ干酪，切碎后与４０ｍＬ０．５ｍｏｌ／Ｌ的柠檬酸溶液和８０ｍＬ去离子水高速匀浆３ｍｉｎ。

将匀浆定量的转移到２００ｍＬ容量瓶中冷却至室温后定容，充分混合。

将１００ｍＬ上述匀浆稀释液转移至１５０ｍＬ烧杯中，并用１．４１ｍｏｌ／Ｌ的盐酸调整ｐＨ至４．４。

以去离子水定容到１２５ｍＬ并于３０℃保温１ｈ。

过滤后清液用于后续测试。

ｐＨ４．４可溶性氮与奈氏试剂反应生长红棕色胶状沉淀于４９０ｎｍ测定吸光度确定其含量。

相对酪蛋白含量（％）＝
（总蛋白质含量－水溶性氮含量×６．３８）
总蛋白质含量
×１００
１００１．２．３ＴＰＡ测试
样品预处理：采用特制取样器将再制干酪样品切割为直径３ｃｍ，高４ｃｍ的圆柱形样品供ＴＰＡ测试用。

所有样品取样后至测试前均统一放置于０－４℃冰箱中以防止温度对产品质地产生影响。

每个样品取６个平行样。

参数设置：测量前探头下降速度５．０ｍｍ／ｓ；测试速度１．０ｍｍ／ｓ；测量后探头回程速度５．０ｍｍ／ｓ；下压变形４０％；触发力值０．２０Ｎ；探头类型ｐ／２５［７］。

１．２．４熔化性测试
取样器切取直径５ｃｍ、（１０±０．５）ｇ干酪样品。

将切好的干酪片置于在玻璃平板中心。

然后将该平板置于烘箱内（２３０℃）加热５ｍｉｎ。

冷却至室温后将玻璃平板放置在评分标尺上，于四个方向测定其半径增加量，其平均值即为该干酪的融化性。

各作两平行样［３］。

２结果与讨论
２．１化学成分分析
要成功进行再制干酪生产，首先要充分了解原料干酪的性质，其蛋白质、脂肪及相对酪蛋白含量会对产品在融化过程中的性质产生决定性影响。

过去的试验多采用成熟度作为衡量原料干酪中功能性蛋白的指标，但由于成熟条件的区别，即
使相同成熟期的相同干酪产品，其蛋白质水解仍可能存在巨大差别。

如所用发酵剂中含有附属发酵剂或成熟温度略有变化都会对干酪的蛋白质水解造成明显影响。

因此，本文采用相对酪蛋白含量来评价干酪原料中对再制干酪质地形成有作用的蛋白质含量，从而采用可以量化的指标确定不同干酪原料的功能性。

由表３可知，所用原料干酪的成熟度略高，但由于该配方中蛋白质含量较高，功能性蛋白含量亦较高。

在再制干酪的融化过程中，功能性蛋白发挥着重要作用。

再制干酪产品的品质实际上是原料干酪成熟过程发生的蛋白质水解和融化过程中的剪切和热处理强度综合作用下形成的结果。

因此，含有较少功能性蛋白的配方在融化过程中更容易发生奶油化。

表３原料干酪和再制干酪成品的化学成分分析
指标／％ｃｈｅｄｄａｒ干酪原料再制干酪成品
水分３６．７４５．５
脂肪３０．５２４．０
蛋白质２９．７２２．６
灰分５．０３
相对酪蛋白含量７７．５
ｐＨ５．３５５．８７２．２ＴＰＡ分析
与典型的ＴＰＡ图相比（见图１），采用该配方和工艺生产出的再制干酪产品不具有明显的脆性，因此，运行得到的ＴＰＡ图谱如图２所示。

Ｔｉｍｅ／ｓ
图２再制干酪成品的典型ＴＰＡ曲线
硬度是食品质构最基本的元素之一，直接影响人们对产品的嗜好性［４］。

由图２可知，融化过程对再制干酪品质的影响非常明显，且不论剪切速度如何变化，其产品的质地随时间的变化趋势基本相同，即产品硬度总体呈现明显的上升趋势，有极显著差异（Ｐ＜０．０１），但在特定时间内略有下降而后继续升高。

由于在融化过程中剪切处理和加
热必须同时进行，因此，此显著性差异可能主要是由于热和剪切综合作用的结果。

而随着剪切速度的增加，产品的硬度无一例外地呈现增长趋势，有显著差异（Ｐ＜０．０５）。

硬
度
／
Ｎ
图３不同剪切处理对再制干酪硬度的作用黏
着
性
／
Ｎ
ｓ
图４不同剪切处理对再制干酪黏着性的作用
产品的黏着性随剪切强度的变化较复杂，由图３可知，对于低剪切强度（３００及９００ＲＰＭ），粘度随剪切时间呈降低升高再降低的曲线变化，这可能是由于剪切速度较低，产品在整个试验过程中奶油化程度发生明显变化，终产品粘度发生变化，而采用１５００ＲＰＭ时，由于剪切强度更强，粘度很快（５ｍｉｎ）降低至最低水平，并基本保持稳定，所采用的三个剪切速度得到的最低粘度基本相同。

剪切和受热时间对产品的粘度有显著影响（Ｐ＜０．０５），而剪切速度则对产品没有显著影响。

凝
聚
性
图５不同剪切处理对再制干酪凝聚性的作用
随融化和剪切时间延长，凝聚性极显著降低（Ｐ＜０．０１），但剪切速度对凝聚性没有明显影响（Ｐ＞０．０５）。

在不同的剪切速度下，再制干酪的弹性随时间变化的趋势完全不同。

剪切时间和剪切速度对弹性均无显著影响（Ｐ＞０．０５）。

温度刚刚达到８５℃时，产品的弹性处于最高水平。

当采取低剪切速度时，弹性随时间延长呈现波动。

剪切速度增加到
９００ＲＰＭ时，在最初的５ｍｉｎ内，产品的弹性反
而略有增长，随后显著降低。

图６不同剪切处理对再制干酪弹性的作用
胶性／ｗ
图７
不同剪切处理对再制干酪胶性的作用
／ｗ图８
不同剪切处理对再制干酪咀嚼性的作用
热处理和剪切处理时间对再制干酪的胶性有极显著影响（Ｐ＜０．０１），而剪切强度则对胶性有显著影响（Ｐ＜０．０５）。

延长处理时间或增加处理强度均可以显著增加干酪的胶性。

有图可知，当将剪切强度有３００ＲＰＭ提升至９００ＲＰＭ时，胶性的增长幅度要高于由９００ＲＰＭ提升至１５００ＲＰＭ。

咀嚼性是综合反应产品在人类口腔中被咀嚼是所需作功的参数，在本试验中咀嚼性变化与胶性和硬度变化情况基本相似，随时间延长极显著增加（Ｐ＜０．０１），随剪切强度增加而显著增加
（Ｐ＜０．０５）。

２．３熔化性分析
熔化性测试是评价Ｐａｓｔａｆｉｌａｔａ干酪品质常用的方法，可以定量反应出干酪用于烘焙时的质地变化［６］。

由图可知，当采用较低剪切强度时，熔化性呈先下降后上升继而下降的变化，但在处理时间最短时（０ｍｉｎ），干酪的熔化性最强。

但当采用１５００ＲＰＭ处理时，在最初５ｍｉｎ内，产品熔化性呈增长趋势，而后显著降低至某一水平后即基本保持稳定。

再制干酪的熔化性受剪切和热处理
时间影响极显著（Ｐ＜０．０１），而剪切强度对熔化性无显著影响（Ｐ＞０．０５）。

熔化性／ｍｍ
图９剪切强度对再制干酪熔化性的影响
３结论
剪切强度和剪切（热）处理时间对再制干酪的质构和融化特性有明显影响。

其中，剪切（热）处理时间对产品的硬度、胶性、咀嚼性、凝聚性和熔化性有极显著影响
（Ｐ＜０．０１），对于黏着性有显著影响（Ｐ＜０．０５），弹性无明显影响。

剪切强度对硬度、胶性和咀嚼性有显著影响（Ｐ＜０．０５），其它各项指标没有显著影响。

但再制干酪融化过程中的产品质构发生的变化对于不同的配方的产品都有所不同。

在本试验中由于采用了高功能性蛋白质的配方，并且配方中没有添加乳糖和对奶油化有明显影响的乳化盐，因此，在整个融化过程中，干酪的奶油化速度很缓慢，这也是某些参数变化非常不规则的原因之一。

因此，要切实的评价不同配方和处理条件下再制干酪质地变化还需要根据实际情况确定。

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