《Journal of Dairy Science》：Frozen storage is detrimental to the functionality of cream cheese and mascarpone even in high-pressure-treated samples
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本研究旨在探究冷冻储存对两种高水分、高脂肪新鲜干酪（奶油奶酪与马斯卡彭）质地与功能的影响，并与高压处理（HPP）结合考察其货架期潜力。通过长达450天、不同温度（4°C、0°C、-18°C）的储存实验，结合流变学、质构分析、感官评价及关键应用（如芝士蛋糕、提拉米苏泡沫）测试，研究人员发现冷冻会严重破坏这两种奶酪的蛋白基质，导致质地软化、颗粒感增强、应用功能下降，而HPP对此改善有限。研究表明，高水分-蛋白比与高脂肪含量是导致其不耐冻的关键因素，为避免品质劣变，此类新鲜干酪应避免冷冻储存。
在甜品爱好者和烘焙师的心中，奶油奶酪（cream cheese）和马斯卡彭（mascarpone）无疑是两颗璀璨的明星。前者是美式芝士蛋糕绵密口感的灵魂，后者则是意式经典提拉米苏轻盈风味的关键。随着全球贸易的增长，这些原本以“新鲜、短保”著称的乳制品，正越来越多地踏上长途旅程，走向亚洲等新兴市场。然而，一个现实的问题摆在了生产商和研发人员面前：如何延长这些娇贵产品的货架期，同时又能保持其引以为傲的质地与功能？
冷冻，无疑是食品工业中延长货架期的“经典法宝”，对于像低水分部分脱脂马苏里拉这样的奶酪效果显著。但对于奶油奶酪和马斯卡彭这类“高水分、低蛋白、高脂肪”的软质新鲜干酪，业内一直存在担忧：极低的温度是否会像一双粗暴的手，撕裂它们本就相对脆弱的蛋白网络结构？与此同时，另一种非热加工技术——高压处理（High-Pressure Processing, HPP），因其能有效杀灭酵母和霉菌而备受关注，它是否能成为这些新鲜奶酪保质提效的“守护神”呢？为了回答这些问题，一支来自威斯康星大学麦迪逊分校的研究团队展开了为期长达15个月的深入探究，并将研究成果发表在了乳品科学领域的权威期刊《Journal of Dairy Science》上。
为了系统评估储存温度和加工技术的影响，研究人员采用了多种关键技术方法。他们从商业生产商处获取了工业化生产的奶油奶酪和马斯卡彭样品，并将其分为经高压处理（600 MPa，3分钟）和未经处理两组。这些样品随后被分别储存在三个不同温度下：常规冷藏（4°C）、过冷（0°C）以及冷冻（-18°C），储存期长达450天，并定期取样分析。研究运用了差示扫描量热法确定奶酪的实际冰点。在分析手段上，团队综合采用了动态小振幅振荡流变学来测定奶酪的储存模量（G′）等粘弹性指标；利用质构分析仪进行穿刺硬度和涂抹性测试；并通过制备模型芝士蛋糕和提拉米苏泡沫，来评估奶酪在实际应用中的功能表现。此外，还由经过培训的感官评价小组对奶酪的质地和风味属性进行了定量描述分析。数据的统计分析则涉及方差分析和主成分分析等多变量方法，以揭示各因素间的复杂关系。
研究结果
奶酪成分与pH
两种奶酪的成分（水分、脂肪、蛋白质）均未受高压处理的影响，因为它们是在最终包装后才进行处理的。奶油奶酪和马斯卡彭的蛋白质含量均较低（<6%），水分含量较高，且含有高水平的残留乳糖。奶油奶酪的pH约为4.8，而马斯卡彭约为6.1。储存温度和时间对pH有轻微但显著的影响，冷冻储存的马斯卡彭在90天后pH略有下降。
微生物学
得益于热灌装工艺，两种奶酪的初始标准平板计数都非常低。未经高压处理的奶油奶酪在4°C储存360天后开始出现酵母和霉菌，而在0°C储存则到450天才出现。高压处理在一定程度上改变了微生物生长的模式，但未完全阻止其生长。马斯卡彭在整个研究期间几乎没有显著的酵母和霉菌生长。
流变学与质构特性
储存模量在8°C时的值（G′8°C）反映了奶酪在低温下相互作用网络的数量和强度。研究发现，储存温度和储存时间显著影响两种奶酪的G′8°C，而高压处理影响不显著。冷冻储存导致了G′8°C的大幅下降，尤其是在马斯卡彭中。
在质构方面，穿刺硬度和涂抹性硬度是关键的指标。冷冻储存对两种奶酪的质地都产生了毁灭性影响：如图所示，冷冻导致了奶油奶酪和马斯卡彭涂抹性硬度的大幅降低，意味着它们变得异常柔软。相比之下，在4°C或0°C下储存的样品，其硬度在整个储存期间几乎没有变化。高压处理对冷冻样品的质地软化有一定缓解作用，但无法逆转整体趋势。
外观
外观变化直观地展示了冷冻的破坏力。储存于-18°C的奶油奶酪样品在解冻后呈现明显的颗粒感质地，并伴有显著的脱水收缩（析水）现象。如图3所示，冷冻的马斯卡彭则出现大的裂缝和脆性质地，高压处理使其外观略微平滑，但颗粒感依然存在。
感官属性
感官评价数据与仪器测定结果高度一致。储存时间和温度显著影响两种奶酪的感官质地和风味属性。冷冻样品的口腔硬度、粘性、胶黏性和内聚性值均远低于非冷冻样品，而颗粒大小值则显著更高，证实了解冻后口感粗糙的观察。
功能性与应用评估
研究通过模型应用来检验奶酪的实用功能。对于奶油奶酪，将其用于制作芝士蛋糕。结果显示，用冷冻奶油奶酪制作的芝士蛋糕，其糊料比重较低，烘焙过程中水分损失更多，且成品蛋糕的穿刺硬度显著更低，质地也更粗糙。
对于马斯卡彭，研究人员评估了其用于制作提拉米苏泡沫时的起泡性能，以最大屈服应力为指标。冷冻储存严重损害了马斯卡彭形成稳定泡沫的能力，导致泡沫强度大幅下降。高压处理在一定程度上减轻了冷冻导致的泡沫强度下降，但无法使其恢复到冷藏样品的水平。
奶油奶酪与马斯卡彭的冰点
通过差示扫描量热法测定，奶油奶酪的冰点约为-8°C，而马斯卡彭的冰点约为-2°C。奶油奶酪中较高的盐和乳酸含量是其冰点更低的原因。
结论与讨论
本研究得出明确结论：冷冻储存对奶油奶酪和马斯卡彭的质地和功能极为不利，应予以避免。这两种奶酪在冷藏温度（4°C或0°C）下凭借热灌装工艺已具备较长的货架期。高压处理虽然能有效灭杀微生物，但并未能显著改善这两种奶酪的质地或功能特性，这与它在其他类型奶酪（如低水分部分脱脂马苏里拉）中展现的积极作用形成对比。
其根本原因在于这两种新鲜奶酪独特的组成和结构。它们具有极高的水分-蛋白质比（奶油奶酪约9.9，马斯卡彭约8.6）和高脂肪干物质含量。相比之下，耐冻的低水分部分脱脂马苏里拉的水分-蛋白质比仅为1.8左右。在冷冻过程中，大量冰晶和脂肪晶体的形成，破坏了这个本就蛋白质含量低（<6%）、结构相对脆弱的凝胶网络。冰晶的生长挤压并破坏了蛋白质间的相互作用，导致解冻后蛋白质发生聚集，表现为明显的颗粒感和质地软化。这种结构损伤直接导致了其在终端应用（如烘焙、发泡）中的功能丧失。
主成分分析结果清晰地展示了不同处理样品间的差异：所有冷冻样品（无论是否经高压处理）在性质上都与非冷冻样品（4°C和0°C储存）显著分离，主要与较低的硬度、内聚性和较高的颗粒度相关联。
这项研究对乳品工业具有重要的实践指导意义。它明确指出，对于水分-蛋白质比高、脂肪含量高的新鲜软质干酪，冷冻并非可行的保质方案。产业界在规划此类产品的长途运输或长期库存策略时，应优先考虑优化冷藏链（包括使用0°C左右的过冷温度），而非依赖冷冻。同时，研究也提示，在乳脂价格较低时，生产更多此类高脂肪、长货架期的热灌装新鲜奶酪，可能是平衡市场供需的一个潜在经济选择。总之，这项研究为高品质新鲜乳制品的保质保供提供了关键的科学依据和技术边界。
