紫薯干酪的研制
黨美珠，申曉琳*，付麗，平澤禹，張凱旋，胡殿昌
河南牧業(yè)經濟學院（鄭州450002）
摘要紫薯干酪是在原料乳中添加紫薯粉制成的，通過添加紫薯粉生產營養(yǎng)均衡、適合中國人口味的風味干酪。首先對紫薯粉添加量、發(fā)酵劑添加量、CaCl2添加量和凝乳酶添加量4個因素對凝乳效果的影響進行單因素試驗，確定適合比例后，再采用L9(34)正交試驗設計，通過凝乳時間、乳清蛋白含量、出品率和感官評價等進行極差分析，確定最佳工藝條件為：紫薯粉添加比例6%,發(fā)酵劑添加量為0.04%, CaCl2添加量0.06%,凝乳酶添加量為0.005 0%。
關鍵詞干酪；紫薯；凝乳酶；發(fā)酵劑
干酪是一種營養(yǎng)豐富、易消化吸收的高附加值乳制品，被譽為“奶品之王”，它濃縮了牛奶中豐富的蛋白質、鈣、不飽和脂肪酸等有益成分；成熟后形成多肽、胨、小肽、無機化合物及有機酸等小分子物質，消化率高達96%～98%；還可緩解乳糖不耐癥，平衡腸道菌群，有護肝抗癌的功效，營養(yǎng)價值極高。
目前，我國干酪市場主要被進口產品所占領，且品種少，價格高。傳統(tǒng)西式干酪都具有牛乳特殊的腥味，咸味大，酸味重，不受中國廣大消費者的歡迎，是制約干酪在中國發(fā)展的主要因素。另外，傳統(tǒng)干酪中動物性蛋白和脂肪含量較高，礦物質和維生素卻比較缺乏。如何降低生產成本，開發(fā)出適應中國人口味的干酪，成為近期的熱點研究課題。
紫薯含有豐富的花青素、膳食纖維和硒元素等多種維生素和礦物質，具有抗氧化、降血壓和防癌等功效，其中紫色花青素含量、硒元素含量分別達到0.122 mg/g、0.0071Vg/g，且容易被吸收，能有效清除體內自由基，增強機體抵抗力，預防癌癥的發(fā)生；研究證明，紫色素有較強地脫除氧自由基的功能，能延緩衰老，并且它是一種天然色素可給食品增添美麗色澤。因此，經過脫水干燥后制成的紫薯全粉，既保留了紫薯的色澤，又保存了其營養(yǎng)成分，添加到食品中，可以改善食品的營養(yǎng)結構，用來開發(fā)保健食品和功能性食品，是很好的營養(yǎng)改善劑。
在傳統(tǒng)干酪加工工藝的基礎上，添加紫薯粉調整干酪的風味，平衡其營養(yǎng)成分，提高其營養(yǎng)價值，研究開發(fā)生產符合中國人的飲食口味的中式干酪。
1 材料與方法
1.1材料
河南薛崗奶牛養(yǎng)殖者專業(yè)合作社提供新鮮無抗牛乳，試驗前進行質量檢測；紫薯為市售，品質優(yōu)良、無病蟲害；發(fā)酵劑為乳酸鏈球菌和乳油鏈球菌混合的干粉專用發(fā)酵劑，使用時直接加入；凝乳酶為粉狀小牛皺胃凝乳酶，使用時調制成1%鹽水溶液，美國丹尼斯克有限公司生產；CaCl2、食鹽等為實驗室常用試劑。
1.2儀器與設備
福斯FT-120T外乳品分析儀，福斯賽諾分析儀器（蘇州）有限公司；303A-3數(shù)顯恒溫培養(yǎng)箱，上海浦東榮豐科學儀器有限公司；HG101-2鼓風烘干箱，南京實驗儀器廠；GX-04多功能粉碎機：浙江省永康市昌發(fā)工具廠；DK-98-11A電熱恒溫水浴鍋：天津泰斯特儀器有限公司；托盤天平：常熟市金羊天平儀器廠；電子分析天平：賽多利斯科學儀器（北京）有限
公司；溫度計等。1.3試驗方法
1.3.1原料乳的處理
各批鮮乳進行質量檢測，結果為TTC試驗陽性，酸度16～18 0T，干物質14.81%，乳蛋白3.53%，乳脂肪3.56%，乳糖4.72%。鮮牛乳經八層紗布過濾，630C/30 min殺菌并冷卻至32℃。
1.3.2紫薯粉的制作方法
1.3.4凝乳酶活力的測定
取10 m L原料乳，放于試管中，在35℃條件下保溫5 min，配置1 m L 1%的凝乳酶水溶液，加入后迅速混勻，不斷旋轉搖晃試管，觀察牛乳凝固（掛壁）情況，準確記錄開始加入凝乳酶水溶液到原料乳凝固所需的時間(s)。
活力=試乳數(shù)量(m L) x2400 (s)／(凝乳酶量( m L)×凝乳時間(s) (1)
根據(jù)凝乳酶活力計算一定時間內凝固一定量牛乳所需的酶量。
1.3.5凝乳時間的確定
從凝乳酶加入后凝乳出現(xiàn)到能夠切塊所需的時間。
1.3.6凝乳強度的測定
將底部面積為1 cm2的不銹鋼棒，固定在鐵架臺上，懸空，下面放置1托盤天平。天平左盤放置燒杯，內盛所需凝乳；右盤放置等量砝碼或重物，使天平平衡。將鋼棒下移至未接觸凝乳處。此時緩慢移動游碼，凝乳一旦出現(xiàn)裂紋立即停止并讀出游碼移動值，此時增加的質量(g)即可用來表示凝乳強度的大小(g/cm2)。
1.3.7出品率的測定
實測干酪出品率=新鮮干酪重量／原料乳重量×100% (2)
校正出品率=實測干酪出品率×（100-千酪水分含量）／( 100-40)×100% (3)
1.3.8排除乳清中蛋白質含量的測定
用FT-120紅外乳品分析儀測定。
1.3.9紫薯干酪凝乳條件的單因素試驗
根據(jù)多次預試的經驗，基本工藝參數(shù)定為：紫薯粉添加量4%，發(fā)酵劑0.01%，凝乳酶0.002 5%（按照40 min凝固），CaCl2 0.06%。
1.3.9.1 紫薯粉添加量對干酪品質的影響
分別加入0，2%，4%，6%，8%和10%的紫薯粉，以凝乳時間、凝乳效果、出品率和感官評價為指標，確定紫薯粉添加量。
1.3.9.2發(fā)酵劑添加量對凝乳時間和效果的影響
在多次預試驗的基礎上，將發(fā)酵劑添加量分別設定為0.01%，0.02%，0.03%，0.04%和0.05%，檢測凝乳時間、凝乳效果、出品率和產品質量。
1.3.9.3氯化鈣的添加量對凝乳時間和效果的影響
在多次預試驗的基礎上，將CaCl2添加量分別設定為0.02%，0.04%，0.06%，0.08%和0.1%。檢測凝乳時間、凝乳效果、出品率和產品質量。
1.3.9.4凝乳酶添加量對凝乳時間和效果的影響
在多次預試驗的基礎上，將凝乳酶添加量分別設定為0.002 5%，0.005 0%，0.007 5%，0.010 0%和0.012 5%，檢測凝乳時間、凝乳效果、出品率和產品質量。
2結果與分析
2.1紫薯干酪凝乳條件的單因素試驗
2.1.1紫薯粉的添加量對凝乳時間和效果的影響
圖1表示不同的紫薯粉添加量對凝乳時間和出品率的影響，圖2表示不同的紫薯粉添加量對凝乳強度的影響。由表1表示不同的紫薯粉添加量對凝乳效果的影響。隨著紫薯粉添加量的增多，凝乳時間明顯延長，凝乳強度先增強，添加量大于4%時，凝乳強度開始變弱。紫薯粉添加量過大時，凝乳時間較長，凝乳強度小，干酪質地粗糙，彈性差，出品率低，因此添加4%的紫薯粉效果較好，干酪凝乳時間適中，凝乳效果和傳統(tǒng)干酪相似，質地細膩，彈性好，硬度合適，出品率較高，且具有紫薯的芳香和粉紫色的色澤。
2.1.2發(fā)酵劑的添加量對凝乳時間和效果的影響
圖3所示為不同發(fā)酵劑添加量對凝乳時間和出品率的影響，圖4表示不同發(fā)酵劑添加量對凝乳強度的影響，表2所示為不同發(fā)酵劑添加量對凝乳效果的影響。由圖3可知，在加了4%紫薯粉的牛乳中添加發(fā)酵劑的多少對凝乳時間的影響很大。隨著發(fā)酵劑添加量的增多，發(fā)酵乳的酸度增加，而凝乳酶在酸性條件下，凝乳活性較高，使凝乳速度加快，時間縮短，形成的網(wǎng)絡結構較為緊密。合適的酸度，酪蛋白凝聚比較完全，而且凝塊顆粒大，硬度適中。但當酸度過高時，酪蛋白凝聚速度加快，收縮嚴重，凝塊顆粒較小，硬度大。所以添加發(fā)酵劑為0.03%時凝乳時間效果較好。
2.1.3氯化鈣的添加量對凝乳時間和效果的影響
圖5表示不同的氯化鈣添加量對凝乳時間和出品率的影響，圖6表示不同氯化鈣的添加量對凝乳強度的影響，表3表示不同的氯化鈣添加量對凝乳效果的影響。隨著氯化鈣添加量的增加，凝乳時間隨之逐漸減少。當氯化鈣添加量為0.02%時，凝乳時間最長，凝塊質地較疏松。鈣離子能將凝乳酶作用產生的副一酪蛋白相互凝聚，可以延緩凝乳酶的凝乳作用，鈣以鈣橋的形式有效地促進酪蛋白的凝聚，所以氯化鈣的添加大大縮短了凝乳時間，凝乳強度增大。隨著氯化鈣添加量增大，凝乳時間越來越短，質地越來越緊密，硬度增加；由于CaCl2本身具有較強的苦味和澀味，添加量超過0.08%時，不僅干酪風味變差，質地也會變得粗糙、硬實。所以氯化鈣添加量0.06%凝乳時間、凝乳效果、出品率為最佳。
2.1.4凝乳酶添加量對凝乳時間和效果的影響
圖7表示不同的凝乳酶添加量對凝乳時間和出品率的影響，圖8表示不同凝乳酶添加量對凝乳強度的影響，表4表示不同凝乳酶添加量對凝乳效果的影響。凝乳酶添加量越大，凝乳時間越短，添加量過大時，凝乳速度過快造成蛋白質損失較多，凝塊粗糙疏松；添加量小，凝乳時間延長，析出乳清較多，凝塊較軟；0.007 5%的凝乳酶添加量比較適宜，干酪組織狀態(tài)良好，緊實細膩，出品率高。
2.2紫薯干酪凝乳條件的正交試驗
在單因素試驗結果的基礎上，以紫薯粉添加量、發(fā)酵劑添加量、CaCI2添加量和凝乳酶添加量進行L9(34)正交試驗，共9個試驗，因素水平表見表5。以凝乳時間、乳清蛋白含量、出品率和感官評價為試驗指標進行極差分析來確定最佳工藝條件，試驗方案及極差分析結果見表6。
采用直觀分析法，根據(jù)各因素的均值k值及極差R值的大小進行分析。比較表8中4個因素R值的大小可以得出：各因素影響凝乳時間的主次關系為：R（紫薯粉）>R（發(fā)酵劑）>R( CaCl2)R（凝乳酶）；各因素影響凝乳強度的主次關系為：R（紫薯粉）>R( CaCl2) >R（凝乳酶）>R（發(fā)酵劑）；各因素影響凝乳出品率的主次關系為：R（紫薯粉）>R（發(fā)酵劑）>R( CaCI2) >R（凝乳酶）；各因素影響紫薯干酪綜合評分的主次關系為：R（紫薯粉）>R（凝乳酶）>R( CaCl2)>R（發(fā)酵劑）。根據(jù)各因素的均值k值大小，可以判斷各因素的最優(yōu)水平組合為：凝乳時間：A3B1C1D1;乳清蛋白含量：A1C2B3D2；出品率：A3B2C2D3;感官評分：A3D2C2B3；歸納分析結果，把四因素的最佳水平組合起來，得到最佳工藝參數(shù)為：A3B3C2D2。即紫薯干酪最佳生產工藝參數(shù)為：紫薯粉添加比例6%，發(fā)酵劑添加量0.04%，CaCl2添加量0.06%，凝乳酶添加量0.005 0%。效果影響最大。紫薯干酪最佳生產工藝參數(shù)為：紫薯粉添加比例6%，發(fā)酵劑添加量0.04%, CaCI2添加量0.06%，凝乳酶添加量0.005 0%。經試驗驗證添加紫薯粉后生產出的新型中式干酪色澤美觀誘人，既具有干酪的營養(yǎng)價值，又具有紫薯的功能保健作用，并且還降低了生產成本。
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