均质化技术在低脂羊奶奶酪制造中的应用

《International Dairy Journal》：Application of homogenization in the manufacture of reduced-fat sheep milk cheese

羊乳低脂干酪中均质化乳脂球对质地及功能特性的影响研究。通过比较均质化牛奶与奶油在低脂绵羊乳干酪素基质中的不同作用，发现均质处理可减少脂肪损失达23.7%，提高干酪产量12.4%，同时降低硬度值18.6%但减少可熔性。经24周成熟期分析，均质化牛奶组水分保持率提升9.2%，而奶油组在硬度调控方面表现更优。研究证实均质化技术能有效改善低脂羊乳干酪的质构与功能性，但需根据原料特性选择优化参数。

　　

Lambros Sakkas|Golfo Moatsou

雅典农业大学食品科学与人类营养系乳品研究实验室，希腊雅典Iera Odos 75，邮编11855

摘要

本研究的目的是评估均质化乳脂颗粒在低脂羊奶酪蛋白酶基质中的存在对奶酪品质的影响。为此，使用脱脂羊奶与均质化奶油混合物、或脱脂羊奶与普通奶油混合物（未经处理）制作了半硬质奶酪。研究未发现均质化对凝乳时间有显著影响。在整个24周的成熟和储存期间对奶酪进行了分析。与奶油相比，乳脂的均质化导致乳清中的脂肪损失减少更多，同时奶酪产量有显著增加，这与其更高的均质化效率相符。均质化处理降低了奶酪的硬度，提高了其口感的轻盈度，但降低了其熔化性和初步的感官评分。相比之下，奶油均质化处理在降低硬度方面更为有效，同时熔化性的下降幅度较小。

引言

奶酪牛奶或奶油的均质化是一种技术改良方法，旨在改善低脂（RF）和极低脂（LF）奶酪的缺陷（Guinee & McSweeney, 2006; Johnson, Kapoor, McMahon, McCoy, & Narasimmon, 2009）。

简而言之，在均质化过程中，牛奶或奶油在远高于脂肪熔点的温度下受到强烈的剪切力作用。乳脂颗粒膜（MFGM）被破坏，原有的乳脂颗粒被破碎成许多体积更小的颗粒。新形成的乳脂颗粒表面积增加了5到10倍。其新膜由原生MFGM的碎片和迁移的蛋白质组成，主要是酪蛋白，少量为血清蛋白（Walstra, Vouters, & Geurts, 2006; Wilbey, 2011）。当使用均质化牛奶制作奶酪时，新的MFGM通过酪蛋白与蛋白酶基质结合，从而使均质化乳脂颗粒成为基质的一部分。因此，均质化乳脂颗粒的存在会干扰酪蛋白之间的相互作用，从而影响凝乳的收缩能力。这种变化会增加奶酪中的水分含量和非脂物质（MNFS）的含量，通常会使奶酪质地变软（Guinee & McSweeney, 2006; Guinee & O’Callaghan, 2010; Johnson, 2011）。均质化通常用于生产软质酸凝乳奶酪。关于均质化对半硬质和硬质凝乳奶酪的质地和功能特性的影响存在不同观点，这可以归因于：(a) 均质化乳脂颗粒不仅仅是填充物，而是与蛋白酶基质形成共聚物；(b) 它们干扰基质连续性的能力取决于其大小和分布。此外，也有研究指出，由于脂肪更容易发生酶促脂解，均质化可能导致不良风味（Everett, 2007; Guinee & McSweeney, 2006; Guinee & O’Callaghan, 2010）。

大量研究关注了通过牛奶均质化改善低脂和极低脂半硬质及硬质奶酪的质地。根据Brito, Uribe, Molina, Molina, & Pinto (2006)的研究，在17.16和3.43 MPa、55°C条件下对奶酪牛奶进行分阶段均质化处理，减少了脂肪损失并提高了产量，同时未影响半硬质LF Chanco奶酪的物理化学和感官特性。Deegan, Holopainen, McSweeney, Alatossava, & Tuorila (2014)的研究表明，在10 MPa、55°C条件下均质化牛奶用于制作RF Emmental奶酪，可增加水分和盐分含量，提升口感的轻盈度和风味强度。

有人提出使用奶油而非牛奶进行均质化，以增大新形成的乳脂颗粒的大小，从而减轻不良影响。奶油中的蛋白质含量较低，不利于新MFGM的形成，因此形成的乳脂颗粒较大（Everett, 2007; Rudan, Barbano, Guo, & Kindstedt, 1998; Vigneux, Villeneuve, Pouliot, & Britten, 2022）。Rudan等人（1998）比较了在13.8和3.45 MPa条件下对牛奶或奶油进行均质化处理对RF Mozzarella奶酪特性的影响，发现两种处理方式均未改变奶酪的质地和功能特性。牛奶均质化处理导致奶酪中的初级蛋白质分解增加，而奶油均质化处理减少了乳清中的脂肪损失并提高了奶酪的凝聚性。使用在13 MPa、57°C条件下均质化的奶油（无论是否添加脂肪替代剂）制作LF Mozzarella奶酪，可提高奶酪的水分含量，降低硬度，增加口感的轻盈度和熔化性（Tahereh, Mahin, & Mojtaba, 2017）。也有研究探讨了在白奶酪混合物中使用均质化奶油的影响，结果大多与上述研究一致（例如Karaman & Akalin, 2013; Karaman, Benli, & Akalin, 2012; Madadlou, Mousavi, Khosrowshahi, Emam-Djome, & Zargaran, 2007）。

关于非牛奶奶酪的类似研究非常少。Sattar, Sameen, Huma, & Sahid (2018)研究了在13.8 MPa、45°C条件下对添加了0-0.45%瓜尔胶的水牛奶进行均质化处理对LF Mozzarella奶酪特性的影响，发现脂肪含量增加，水分和蛋白质含量减少，口感更轻盈，硬度降低，延展性提高，熔化性增强。Basset等人（2023）发现，在RF山羊奶奶酪制作中使用经过4和2 MPa均质化处理的奶油可提高流动阻力并抑制凝乳过程中的水分流失。据我们所知，目前尚无关于使用均质化牛奶或奶油制作RF或LF羊奶酪的研究。

本研究的目的是评估均质化乳脂颗粒在低脂羊奶酪蛋白酶基质中对半硬质奶酪品质的影响，重点关注其成分和质地。为此，将两种不同的RF奶酪牛奶混合物与未经处理的对照组进行了比较：一种是由脱脂羊奶和均质化奶油混合而成，另一种是由脱脂羊奶和普通奶油混合而成。

研究片段

奶酪制作

将原始全脂羊奶（SM）预热至50°C，然后通过奶油分离器（Janschitz GMBH，奥地利Althofen）分离出奶油和脱脂奶。测定脂肪含量后，将奶油部分分成两份，其中一份按照以下条件进行均质化处理。通过混合适量的脱脂奶和未经处理或均质化的奶油，制备了脂肪含量为2.3%的RF奶酪牛奶。随后制作了三种不同类型的半硬质RF奶酪。

奶酪制作条件

无论是奶油还是RF奶酪牛奶的均质化处理都显著降低了MHC（乳脂球聚集体）。具体来说，奶油均质化处理后MHC降至初始值的3.60%，而奶酪牛奶HML的均质化处理后MHC降至初始值的2.51%。HCR和HML奶酪中的部分蛋白质（主要是酪蛋白）参与了新形成的小颗粒膜的构建（Walstra, Wouters, & Geurts, 2006; Wilbey, 2011），从而降低了P/F（乳脂颗粒与蛋白质的比例）。

结论

研究表明，对羊奶或奶油的均质化处理可以改进低脂羊奶酪的制备工艺。均质化处理提高了奶酪的水分保持能力、非脂物质含量和产量，这些参数对提升奶酪品质至关重要。奶酪的微观结构也发生了变化，其质地得到改善。

利益冲突声明

无

作者贡献声明

Lambros Sakkas：撰写初稿、进行研究、进行数据分析。Golfo Moatsou：审阅和编辑文本、提供资源、设计研究方法、构建研究概念

未引用参考文献

Guinee and O’Callaghan, 2010; ISO/IDF, 1997; ISO/IDF, 2004; ISO/IDF, 2007; Tunick et al., 1993.

利益冲突声明

作者声明不存在可能影响本文研究的已知财务利益或个人关系。

致谢

感谢Theodoros Paschos先生在实验奶酪制作方面提供的出色技术支持。本研究未获得任何公共、商业或非营利机构的资助。