紫薯干酪的研制

 党美珠，申晓琳*，付丽，平泽禹，张凯旋，胡殿昌

 河南牧业经济学院（郑州450002）

摘要紫薯干酪是在原料乳中添加紫薯粉制成的，通过添加紫薯粉生产营养均衡、适合中国人口味的风味干酪。首先对紫薯粉添加量、发酵剂添加量、CaCl2添加量和凝乳酶添加量4个因素对凝乳效果的影响进行单因素试验，确定适合比例后，再采用L9(34)正交试验设计，通过凝乳时间、乳清蛋白含量、出品率和感官评价等进行极差分析，确定最佳工艺条件为：紫薯粉添加比例6%,发酵剂添加量为0.04%, CaCl2添加量0.06%,凝乳酶添加量为0.005 0%。

关键词干酪；紫薯；凝乳酶；发酵剂

  干酪是一种营养丰富、易消化吸收的高附加值乳制品，被誉为“奶品之王”，它浓缩了牛奶中丰富的蛋白质、钙、不饱和脂肪酸等有益成分；成熟后形成多肽、胨、小肽、无机化合物及有机酸等小分子物质，消化率高达96%～98%；还可缓解乳糖不耐症，平衡肠道菌群，有护肝抗癌的功效，营养价值极高。

 目前，我国干酪市场主要被进口产品所占领，且品种少，价格高。传统西式干酪都具有牛乳特殊的腥味，咸味大，酸味重，不受中国广大消费者的欢迎，是制约干酪在中国发展的主要因素。另外，传统干酪中动物性蛋白和脂肪含量较高，矿物质和维生素却比较缺乏。如何降低生产成本，开发出适应中国人口味的干酪，成为近期的热点研究课题。

 紫薯含有丰富的花青素、膳食纤维和硒元素等多种维生素和矿物质，具有抗氧化、降血压和防癌等功效，其中紫色花青素含量、硒元素含量分别达到0.122 mg/g、0.0071Vg/g，且容易被吸收，能有效清除体内自由基，增强机体抵抗力，预防癌症的发生；研究证明，紫色素有较强地脱除氧自由基的功能，能延缓衰老，并且它是一种天然色素可给食品增添美丽色泽。因此，经过脱水干燥后制成的紫薯全粉，既保留了紫薯的色泽，又保存了其营养成分，添加到食品中，可以改善食品的营养结构，用来开发保健食品和功能性食品，是很好的营养改善剂。

  在传统干酪加工工艺的基础上，添加紫薯粉调整干酪的风味，平衡其营养成分，提高其营养价值，研究开发生产符合中国人的饮食口味的中式干酪。

1  材料与方法

1.1材料

 河南薛岗奶牛养殖者专业合作社提供新鲜无抗牛乳，试验前进行质量检测；紫薯为市售，品质优良、无病虫害；发酵剂为乳酸链球菌和乳油链球菌混合的干粉专用发酵剂，使用时直接加入；凝乳酶为粉状小牛皱胃凝乳酶，使用时调制成1%盐水溶液，美国丹尼斯克有限公司生产；CaCl2、食盐等为实验室常用试剂。

1.2仪器与设备

 福斯FT-120T外乳品分析仪，福斯赛诺分析仪器（苏州）有限公司；303A-3数显恒温培养箱，上海浦东荣丰科学仪器有限公司；HG101-2鼓风烘干箱，南京实验仪器厂；GX-04多功能粉碎机：浙江省永康市昌发工具厂；DK-98-11A电热恒温水浴锅：天津泰斯特仪器有限公司；托盘天平：常熟市金羊天平仪器厂；电子分析天平：赛多利斯科学仪器（北京）有限

公司；温度计等。1.3试验方法

1.3.1原料乳的处理

  各批鲜乳进行质量检测，结果为TTC试验阳性，酸度16～18 0T，干物质14.81%，乳蛋白3.53%，乳脂肪3.56%，乳糖4.72%。鲜牛乳经八层纱布过滤，630C/30 min杀菌并冷却至32℃。

1.3.2紫薯粉的制作方法

1.3.4凝乳酶活力的测定

 取10 m L原料乳，放于试管中，在35℃条件下保温5 min，配置1 m L 1%的凝乳酶水溶液，加入后迅速混匀，不断旋转摇晃试管，观察牛乳凝固（挂壁）情况，准确记录开始加入凝乳酶水溶液到原料乳凝固所需的时间(s)。

 活力=试乳数量(m L) x2400 (s)／(凝乳酶量( m L)×凝乳时间(s) (1)

 根据凝乳酶活力计算一定时间内凝固一定量牛乳所需的酶量。

1.3.5凝乳时间的确定

 从凝乳酶加入后凝乳出现到能够切块所需的时间。

1.3.6凝乳强度的测定

 将底部面积为1 cm2的不锈钢棒，固定在铁架台上，悬空，下面放置1托盘天平。天平左盘放置烧杯，内盛所需凝乳；右盘放置等量砝码或重物，使天平平衡。将钢棒下移至未接触凝乳处。此时缓慢移动游码，凝乳一旦出现裂纹立即停止并读出游码移动值，此时增加的质量(g)即可用来表示凝乳强度的大小(g/cm2)。

1.3.7出品率的测定

 实测干酪出品率=新鲜干酪重量／原料乳重量×100% (2)

 校正出品率=实测干酪出品率×（100-千酪水分含量）／( 100-40)×100% (3)

1.3.8排除乳清中蛋白质含量的测定

 用FT-120红外乳品分析仪测定。

1.3.9紫薯干酪凝乳条件的单因素试验

 根据多次预试的经验，基本工艺参数定为：紫薯粉添加量4%，发酵剂0.01%，凝乳酶0.002 5%（按照40 min凝固），CaCl2 0.06%。

1.3.9.1  紫薯粉添加量对干酪品质的影响

 分别加入0，2%，4%，6%，8%和10%的紫薯粉，以凝乳时间、凝乳效果、出品率和感官评价为指标，确定紫薯粉添加量。

1.3.9.2发酵剂添加量对凝乳时间和效果的影响

  在多次预试验的基础上，将发酵剂添加量分别设定为0.01%，0.02%，0.03%，0.04%和0.05%，检测凝乳时间、凝乳效果、出品率和产品质量。

1.3.9.3氯化钙的添加量对凝乳时间和效果的影响

  在多次预试验的基础上，将CaCl2添加量分别设定为0.02%，0.04%，0.06%，0.08%和0.1%。检测凝乳时间、凝乳效果、出品率和产品质量。

1.3.9.4凝乳酶添加量对凝乳时间和效果的影响

 在多次预试验的基础上，将凝乳酶添加量分别设定为0.002 5%，0.005 0%，0.007 5%，0.010 0%和0.012 5%，检测凝乳时间、凝乳效果、出品率和产品质量。

2结果与分析

2.1紫薯干酪凝乳条件的单因素试验

2.1.1紫薯粉的添加量对凝乳时间和效果的影响

 图1表示不同的紫薯粉添加量对凝乳时间和出品率的影响，图2表示不同的紫薯粉添加量对凝乳强度的影响。由表1表示不同的紫薯粉添加量对凝乳效果的影响。随着紫薯粉添加量的增多，凝乳时间明显延长，凝乳强度先增强，添加量大于4%时，凝乳强度开始变弱。紫薯粉添加量过大时，凝乳时间较长，凝乳强度小，干酪质地粗糙，弹性差，出品率低，因此添加4%的紫薯粉效果较好，干酪凝乳时间适中，凝乳效果和传统干酪相似，质地细腻，弹性好，硬度合适，出品率较高，且具有紫薯的芳香和粉紫色的色泽。

2.1.2发酵剂的添加量对凝乳时间和效果的影响

 图3所示为不同发酵剂添加量对凝乳时间和出品率的影响，图4表示不同发酵剂添加量对凝乳强度的影响，表2所示为不同发酵剂添加量对凝乳效果的影响。由图3可知，在加了4%紫薯粉的牛乳中添加发酵剂的多少对凝乳时间的影响很大。随着发酵剂添加量的增多，发酵乳的酸度增加，而凝乳酶在酸性条件下，凝乳活性较高，使凝乳速度加快，时间缩短，形成的网络结构较为紧密。合适的酸度，酪蛋白凝聚比较完全，而且凝块颗粒大，硬度适中。但当酸度过高时，酪蛋白凝聚速度加快，收缩严重，凝块颗粒较小，硬度大。所以添加发酵剂为0.03%时凝乳时间效果较好。

2.1.3氯化钙的添加量对凝乳时间和效果的影响

 图5表示不同的氯化钙添加量对凝乳时间和出品率的影响，图6表示不同氯化钙的添加量对凝乳强度的影响，表3表示不同的氯化钙添加量对凝乳效果的影响。随着氯化钙添加量的增加，凝乳时间随之逐渐减少。当氯化钙添加量为0.02%时，凝乳时间最长，凝块质地较疏松。钙离子能将凝乳酶作用产生的副一酪蛋白相互凝聚，可以延缓凝乳酶的凝乳作用，钙以钙桥的形式有效地促进酪蛋白的凝聚，所以氯化钙的添加大大缩短了凝乳时间，凝乳强度增大。随着氯化钙添加量增大，凝乳时间越来越短，质地越来越紧密，硬度增加；由于CaCl2本身具有较强的苦味和涩味，添加量超过0.08%时，不仅干酪风味变差，质地也会变得粗糙、硬实。所以氯化钙添加量0.06%凝乳时间、凝乳效果、出品率为最佳。

2.1.4凝乳酶添加量对凝乳时间和效果的影响

 图7表示不同的凝乳酶添加量对凝乳时间和出品率的影响，图8表示不同凝乳酶添加量对凝乳强度的影响，表4表示不同凝乳酶添加量对凝乳效果的影响。凝乳酶添加量越大，凝乳时间越短，添加量过大时，凝乳速度过快造成蛋白质损失较多，凝块粗糙疏松；添加量小，凝乳时间延长，析出乳清较多，凝块较软；0.007 5%的凝乳酶添加量比较适宜，干酪组织状态良好，紧实细腻，出品率高。

2.2紫薯干酪凝乳条件的正交试验

  在单因素试验结果的基础上，以紫薯粉添加量、发酵剂添加量、CaCI2添加量和凝乳酶添加量进行L9(34)正交试验，共9个试验，因素水平表见表5。以凝乳时间、乳清蛋白含量、出品率和感官评价为试验指标进行极差分析来确定最佳工艺条件，试验方案及极差分析结果见表6。

 采用直观分析法，根据各因素的均值k值及极差R值的大小进行分析。比较表8中4个因素R值的大小可以得出：各因素影响凝乳时间的主次关系为：R（紫薯粉）>R（发酵剂）>R( CaCl2)R（凝乳酶）；各因素影响凝乳强度的主次关系为：R（紫薯粉）>R( CaCl2) >R（凝乳酶）>R（发酵剂）；各因素影响凝乳出品率的主次关系为：R（紫薯粉）>R（发酵剂）>R( CaCI2) >R（凝乳酶）；各因素影响紫薯干酪综合评分的主次关系为：R（紫薯粉）>R（凝乳酶）>R( CaCl2)>R（发酵剂）。根据各因素的均值k值大小，可以判断各因素的最优水平组合为：凝乳时间：A3B1C1D1;乳清蛋白含量：A1C2B3D2；出品率：A3B2C2D3;感官评分：A3D2C2B3；归纳分析结果，把四因素的最佳水平组合起来，得到最佳工艺参数为：A3B3C2D2。即紫薯干酪最佳生产工艺参数为：紫薯粉添加比例6%，发酵剂添加量0.04%，CaCl2添加量0.06%，凝乳酶添加量0.005 0%。效果影响最大。紫薯干酪最佳生产工艺参数为：紫薯粉添加比例6%，发酵剂添加量0.04%, CaCI2添加量0.06%，凝乳酶添加量0.005 0%。经试验验证添加紫薯粉后生产出的新型中式干酪色泽美观诱人，既具有干酪的营养价值，又具有紫薯的功能保健作用，并且还降低了生产成本。