文∕庞瑞鹏

（河北省秦皇岛出入境检验检疫局）

再制干酪是一种不同于天然干酪的乳制品。事实上，再制干酪并不是从牛乳直接制得的，而是以几种不同成熟度的天然干酪作为原料，粉碎混合后添加乳化盐及其它含乳或者不含乳的辅料，经加热熔融并持续搅拌而制得的一种质地均匀的产品。图1为干酪的微观结构原理图，从中可以看出天然干酪与再制干酪在微观结构上的差别。

再制干酪的生产工序大致可以分为2 个阶段。第一阶段是辅料的选择和配方参数的设计，第二阶段是生产和保藏。第一阶段的内容具体包括原料的选择、乳化盐的选择和其它辅料的计算，其目的是使产品的各项指标能符合预期，进而保证所生产的再制干酪能拥有特定的性质。这些指标包括脂肪含量、水分含量、pH值、钙含量、完整酪蛋白含量、乳糖含量以及乳清蛋白含量等。一般来说，再制干酪产品的水分和脂肪含量是相对稳定的，但其它指标却不同。作为原料的天然干酪的变化将导致钙含量、pH值以及完整酪蛋白含量的变化；所添加的乳化盐的种类与剂量的不同将造成钙含量与pH值的不同。此外，诸如脱脂乳粉、乳清蛋白浓缩液等添加物料将影响再制干酪乳清蛋白以及乳糖的含量。

图1 天然干酪与再制干酪的微观结构原理图[1]

综上所述，仅仅实现水分含量与脂肪含量的标准化，不足以保证所生产的再制干酪能够拥有预期的性质，因此控制产品中的pH值、钙含量、完整酪蛋白含量、乳糖含量以及乳清蛋白含量是十分必要的。本文将对这些指标对于再制干酪的影响做详细的介绍。

1 pH值对再制干酪品质的影响

图2 再制干酪中乳清蛋白变性比率与pH 值的关系

研究发现，再制干酪的pH值对终产品的品质、水分、乳化性以及蛋白质间的相互作用有着重要的影响。大量的研究成果表明，品质良好的再制干酪的pH值一般在5.4～5.8。根据Palmer和Sly的研究，当pH值低于5.4或高于5.8时，再制干酪的乳化稳定性会下降[2]。而根据Siew Kim Lee等人的研究，当pH值高于5.8时，再制干酪中乳清蛋白的变性率将显著上升（图2）[3]。Marchesseay等研究人员观测了最终pH值不同的再制干酪的微观结构，他们发现当再制干酪的最终pH值较低时，蛋白质之间的相互作用得到了增强。原因是pH值更接近于这些蛋白质的等电点，从而导致了蛋白质的聚集，进而弱化了脂肪的乳化作用。当最终pH值较高时，他们发现再制干酪获得了一种开放的结构，但同时也因此造成了乳化的削弱。他们还发现，pH值为5.7的再制干酪的蛋白质形成了一种紧密的网状结构，同时，这种再制干酪的乳化作用十分均衡。因此，再制干酪的最终pH值是影响最终结构和相应功能特性的重要因素[4]。

一些早期的研究揭示了pH值对于再制干酪硬度和融化性的影响。科学家发现，当再制干酪的pH值由5.0上升到5.8时，其硬度呈上升趋势并在pH值为5.8时达到最大值。但是，当pH值从5.8升至6.2时，其硬度却开始下降[5]。Arnottand等人之前的研究也表明，pH值和再制干酪的融化性有一定联系[6]。值得一提的是，再制干酪生产过程中所添加乳化盐的种类和数量以及作为原料的天然干酪类型和成熟度都会对再制干酪的最终pH值造成显著影响。Olson等人的研究说明了天然干酪的pH值对于再制干酪的重要影响。研究人员制作了不同pH值的切达干酪，然后以其作为原料制作了不同成熟时间的涂抹型再制干酪并分析了它们质构特性及融化性。试验结果表明，无论成熟时间如何，以较高pH值的切达干酪作为原料生产的再制干酪的硬度更高的同时融化性更差[7]。

2 钙含量对再制干酪品质的影响

再制干酪的钙含量不仅在生产过程中有着重要作用，而且对终产品的功能特性也有影响。再制干酪中钙含量的主要影响因素是天然干酪。而美国食品药品监督管理局（FDA）规定再制干酪中天然干酪的含量应在51%以上。由此可以推论出，作为原料的天然干酪的钙含量对于再制干酪的性质有着巨大的影响。换句话说，为了得到品质符合预期的再制干酪，选择合适的天然干酪是十分关键的。研究表明，当天然干酪的钙含量偏高时，所生产的再制干酪将表现出高硬度和融化性差的特点。过高的钙含量将对再制干酪的生产造成阻碍，因为这些过多的钙元素需要通过在生产过程中添加乳化盐来从天然干酪中除去[8]。一项关于干酪类似物的研究也表明，当钙含量上升时，干酪类似物的硬度也随之上升，而同时其融化性随之下降[9]。

牛乳的浓缩方法以及浓缩的程度都会影响所产天然干酪的钙含量，进而影响到以这种天然干酪作为原料生产的再制干酪的诸多性质。Acharya等人使用5 种切达干酪作为原料，分别为非浓缩乳对照组、超滤浓缩乳1.5 倍组、超滤浓缩乳2.0 倍组、真空浓缩乳1.5 倍组以及真空浓缩乳2.0 倍组。研究表明，当浓缩程度达到1.5 倍时，超滤浓缩组切达干酪的钙含量增加了10%而真空浓缩组增加了4%；当浓缩程度达到2 倍时，超滤浓缩组的切达干酪钙含量增加18%，而真空浓缩组增加13%[10，11]。

3 完整酪蛋白含量对再制干酪品质的影响

图3 天然干酪中完整酪蛋白含量与成熟时间的关系[12]

完整的酪蛋白含量对于再制干酪的品质有着重要的影响。无独有偶，对于完整酪蛋白的含量影响最大的同样是作为原料的天然干酪。天然干酪中完整酪蛋白的含量同成熟度的关系呈负相关（图3）。当天然干酪开始成熟，完整酪蛋白的含量便开始下降。其原因是随着天然干酪的成熟，干酪中的酶和乳酸菌开始将蛋白质水解为多肽，因此减少了完整的酪蛋白[12]。在Garimella Purna等学者2006年的一项研究中，科学家利用成熟时间分别为2、4、6、12和18 周的切达干酪（乳化盐为2.0%、2.5%、3.0%的柠檬酸三钠）作为原料制作再制干酪。结果表明，随着完整酪蛋白含量的下降，即成熟度的提高，再制干酪的硬度下降而融化性提高。但有趣的是，试验表明，随着切达干酪中完整酪蛋白含量的下降，所制得的再制干酪的流变性最初呈上升趋势，但是以成熟度18 周的切达干酪制得的再制干酪其流变性却低于12 周的那一组。研究人员认为这种变化应该是由于过度的乳化造成的。之前的研究也报道过当天然干酪成熟度过高时会发生过度乳化的现象。当天然干酪的成熟度偏高时，干酪中的酪蛋白被水解为小肽，而小肽在再制干酪的制作过程中极易水合并分散。同时，在正常的工艺条件下，由于蛋白质之间的相互作用，再制干酪内形成了强有力的网状蛋白质结构，也因此削弱了再制干酪的流变性[12]。

4 乳糖含量对再制干酪品质的影响

再制干酪的乳糖含量也是一个需要掌控得当的关键指标，因为过高的乳糖含量会导致乳糖结晶化或者发生美拉德反应而褐变。再制干酪中的乳糖主要来自于添加的脱脂乳粉和乳清粉。乳糖的结晶化取决于它在再制干酪的水相中所能溶解的最大程度[13]。20 ℃时，乳糖溶液的最大浓度为17%。以此为参照，在设计一种再制干酪时，人们必须确保最终的乳糖含量不会超过7.48%（对于水分含量44%的再制干酪食品）或者10.20%（对于水分含量60%的涂抹型再制干酪）。乳糖过量的另一个坏处是容易发生美拉德反应，那将严重损害产品的外观和风味。通过Thomos的研究我们了解到，生产后的储藏温度和时间会对再制干酪的褐变反应造成显著的影响，他认为再制干酪的储藏温度应低于35 ℃同时不超过6 周的时间[14]。

5 乳清蛋白含量对再制干酪品质的影响

乳清蛋白大约占牛乳总蛋白含量的20%[15]，牛乳中大约80%的乳清蛋白由两大类乳清蛋白组成，即α-乳球蛋白和β-乳球蛋白。β-乳球蛋白的一个重要特点是其一级结构中存在能够自由反应的巯基。乳清蛋白也容易受到温度的影响。当温度达到60～70 ℃时，乳清蛋白将发生变性，而这一温度导致的变性也说明了β-乳球蛋白中自由巯基的存在，因为自由巯基具有通过二硫键交联其它β-乳球蛋白以及κ-酪蛋白分子的能力[16]。若将脱脂乳粉和乳清蛋白浓缩物用于制造再制干酪，便可以提高再制干酪中的乳清蛋白含量。由于乳清蛋白具有前文所述的交联能力，再制干酪中过高的乳清蛋白含量不仅会影响干酪的感官品质，而且将导致硬度的增加以及融化性的下降。

乳清蛋白对于再制干酪功能特性和感官品质的影响如今已经得到了广泛研究。Gupta 和Reuter利用超滤技术得到了固形物含量26%的乳清蛋白浓缩液，其中蛋白质为20%，乳糖为5.8%。这种浓缩液被作为一种添加物用于制造再制干酪食品。他们发现，在制作再制干酪食品（终产品水分含量47%）时添加的乳清蛋白若不超过8%，则不会对终产品的品质造成影响。然而他们在另一次试验却发现，添加了乳清蛋白浓缩液的再制干酪食品的硬度要高于没有添加的对照组[17]。Abd-El-Salam等研究人员在1996年研究了乳清蛋白浓缩液（固形物含量28%，其中乳清蛋白为15%）的添加量对于涂抹型再制干酪（水分含量57%，乳化盐3%）流变性和干酪组成的影响，其中添加量分别为0、20%和40%。通过试验得知，相比不添加乳清蛋白的对照组，添加了40%乳清蛋白浓缩液的涂抹型再制干酪的水分含量高0.8 个百分点，乳糖含量高2.5 个百分点，而pH值高0.3。同时，研究人员发现，添加乳清蛋白浓缩液后，所生产的再制干酪食品的融化性、风味以及其它感官品质都有所改善[18]。另一项关于酶凝酪素再制干酪体系（酪蛋白17%，脂肪24%，乳化盐2%）的研究中，Mleko和Foegeding发现，最多2%的酪蛋白可以被乳清蛋白替换，但是他们也发现，再制干酪的硬度出现小幅增加，融化性也出现了下降。因此研究人员认为，β-乳球蛋白中这种由加热导致的二硫键的反应对于再制干酪的硬度与融化性有着显著的影响[19]。

6 结语

在研发一种再制干酪产品时，需要考虑它的工艺类型以及最终的用途。再制干酪的诸多化学或质构的特性将通过各种方式影响到终产品的功能特性。因此，在制定再制干酪的配方时，研发人员常常通过添加适当的辅料来控制产品的各种指标，使生产出来的再制干酪能够拥有预期的功能特性。但是事实上，诸如天然干酪的类型与成熟度等因素总会变化，面对这些不稳定因素，如何通过工艺和配方生产出稳定的产品正是需要食品工程师们运用智慧与经验来解决的问题。

[1]Kapoor R，Metzger L E.Process cheese：scientific and technological aspects—a review.Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety，2008，7（2）：194-214.

[2]Marchesseau S，Gastaldi E，Lagaude A，et al.Influence of pH on protein interactions and microstructure of processed cheese.Journal of Dairy Science，1997，80（8）：1483-1489.

[3]Lee S K，Anema S G.The effect of the pH at cooking on the properties of processed cheese spreads containing whey proteins.Food Chemistry，2009，115（4）：1373-1380.

[4]Palmer H J，Sly W H.Oil separation in processed cheese.Dairy Industries，1943，8（8）：427-430.

[5]Templeton H L，Sommer H H.Factors affecting the body and texture of processed cheese.Journal of Dairy Science，1932，15（1）：29-41.

[6]Arnott D R，Morris H A，Combs W B.Effect of certain chemical factors on the melting quality of processed cheese.Journal of Dairy Science，1957，40（8）：957-963.

[7]Olson N F，Vakaleris D G，Price W V，et al.Acidity and age of natural cheese as factors affecting the body of pasteurized processed cheese spread.Journal of Dairy Science，1958，41（8）：1005-1016.

[8]Sood S M，Gaind D K，Dewan R K.Correlation between micelle solvation and calcium conten（milk products）.New Zealand Journal of Dairy Science and Technology，1979，14（1）：32-34.

[9]Cavalier S C，Cheftel J C.Emulsifying salts influence on characteristics of cheese analogs from calcium caseinate.Journal of Food Science，1991，56（6）：1542-1547.

[10]Acharya M R，Mistry V V.Comparison of effect of vacuumcondensed and ultrafiltered milk on Cheddar cheese.Journal of Dairy Science，2004，87（12）：4004-4012.

[11]Acharya M R，Mistry V V.Effect of vacuum-condensed or ultrafiltered milk on pasteurized processed cheese.Journal of Dairy Science，2005，88（9）：3037-3043.

[12]Purna S K，Pollard A，Metzger L E.Effect of formulation and manufacturing parameters on processed cheese food functionality-I Trisodium citrate.Journal of Dairy Science，2006，89（7）：2386-2396.

[13]Templeton H L，Sommer H H.Cheese spreads.Journal of Dairy Science，1932，15（2）：155-162.

[14]Thomas M A.Browning reaction in Cheddar cheese.Australian Journal of Dairy Technology，1969，24（4）：185-189.

[15]Eigel W N，Butler J E，Ernstrom C A，et al.Nomenclature of proteins of cow's milk：fifth revision.Journal of Dairy Science，1984，67（8）：1599-1631.

[16]Wong D W S，Camirand W M，Pavlath A E，et al.Structures and functionalities of milk proteins.Critical Reviews in Food Science &Nutrition，1996，36（8）：807-844.

[17]Gupta V K，Reuter H.Processed cheese foods with added whey protein concentrates.Le Lait，1992，72（2）：201-212.

[18]Abd-El-Salam M H，Khader A，Hamed A，et al.Effect of whey protein concentrate，emulsifying salts and storage on the apparent viscosity of processed cheese spreads.Egyptian Journal of Dairy Science，1997，25（2）：281-288.

[19]Mleko S，Foegeding E A.Physical properties of rennet casein gels and processed cheese analogs containing whey proteins.Milchwissenschaft，2000，55（9）：513-516.