CN108576239A - 一种切达奶酪的制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种合生元切达奶酪的制作方法,特点是包括以下步骤:(1)将嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌体积比2:1比例混合均匀后,接种于巴氏灭菌乳中制成发酵剂;(2)将发酵剂接种于巴氏杀菌乳中制得发酵乳;(3)将凝乳酶加入到发酵乳中形成光滑的断面即可切割成小方块;(4)将凝乳于微波炉中高火1000 W加热1min,取出稍微挤出乳清,再放入微波炉中高火加热1 min,轻轻滤出乳清,再放入微波炉中加热40~60 s至凝乳达到75‑85℃;(5)在凝乳中加入无碘盐和益生元,趁热进行糅合与拉伸,混合均匀后压制成型8 h,后熟2‑3周即可,优点是质地细腻、风味浓郁且生产周期短。

Description

一种切达奶酪的制作方法
技术领域
本发明涉及一种切达奶酪的制作,尤其是涉及一种能缩短切达奶酪成熟期且质地细腻、风味浓郁的切达奶酪的制作方法。
背景技术
切达奶酪(Cheddar cheese)是由原奶经乳酸菌发酵制成的以酪蛋白为网络基本结构,水分、脂肪球、乳酸盐与食盐等分散其间而组成的固体乳制品,是世界上购买与消费最多的一种奶酪,是一种以新鲜牛奶为原料,经过发酵成熟制成的形状像鼓的坚硬天然干酪,其颜色从白色到浅黄色甚至橘黄色不等。它是鲜牛奶经乳酸菌发酵,凝乳加热制成的天然干酪。未成熟时,它组织细软松散,结构平滑;成熟后,奶酪中的酪蛋白形成了连续的空间网络结构,组织坚硬,质地细腻,香味浓郁。切达奶酪的成熟期一般需要6~12个月,有的甚至长达24个月,在这期间内不仅要控制室内大气条件还要防止污染,使得每吨切达奶酪成熟期间的花费高达1000美元。20世纪50年代以来,人们就不断寻求加快切达奶酪成熟的方法,期望能加速其蛋白质与脂肪的分解,缩短成熟期,同时增强切达奶酪的风味,保证风味平衡与感官良好。此外,为了分离多余乳清,使奶酪中的酪蛋白形成连续的空间网络结构,传统的加工方式是进行长时间地反复热烫与挤压,不仅耗费大量的时间与精力,还大幅提升了奶酪的生产成本。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种质地细腻、风味浓郁且生产周期短的切达奶酪的制作方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为:一种切达奶酪的制作方法,包括以下步骤:
(1)发酵剂制备
将嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌分别在斜面上活化3代后培养18h,于5000rpm/min离心 15min,去上清液后用生理盐水洗涤3次,调整OD600至1.0,将按嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌按体积比2:1比例混合均匀后,按体积比1%的接种量接种于巴氏灭菌乳中,于 37℃发酵10h后制成发酵剂;当这嗜热链球菌与保加利亚乳杆菌以2:1混合时,不仅能长得快,活力强,而且发酵的牛乳奶香味浓郁,感官评分最高;
(2)接种发酵
将鲜牛奶于68℃巴氏灭菌30min后冷却至室温,将发酵剂按体积比1~1.8%的接种量接种于巴氏杀菌乳中,于37℃发酵2-6h,得到发酵乳;接种量与发酵时间的控制是决定奶酪质量好坏的关键点,是对蛋白质与脂肪分解程度的把控要点,优化后的发酵参数让蛋白质与脂肪得到适度的分解,不仅产生了浓郁的奶香味,还有效改善了奶酪的各组分配比;
(3)凝乳切割
将凝乳酶按4-8mg/L的比例加入到发酵乳中,于40℃凝乳1.5~3h,牛乳形成光滑的断面即可切割成小方块,用纱布过滤出乳清;
(4)微波加热
将纱布上的凝乳放入耐高温的容器里,于微波炉中高火1000W加热1min,取出稍微挤出乳清,再放入微波炉中高火1000W加热1min,轻轻滤出乳清,再放入微波炉中加热40~60 s,至凝乳达到75-85℃;微波加热过程中,通过介电感应直接作用于奶酪中的蛋白质、脂肪、碳水化合物和水等电介质,使杂乱排列的各种分子进行规律重排而释放出大量热能,使得奶酪中的酪蛋白迅速形成连续的空间网络结构,同时脂肪、水分子等有序地分散其中,使奶酪的结构更加连续稳固,质地更加细腻;
(5)添加益生元后压制后熟
在步骤(4)得到的凝乳中加入凝乳质量2%的无碘盐和6%的益生元,趁热进行糅合与拉伸,混合均匀后压制成型8h,于相对湿度85%的4℃培养箱中后熟2-3周,即得到切达奶酪。加盐拉伸,且优化配比后的益生元能在后熟过程中选择性地刺激切达奶酪中乳酸菌的生长与活性来降解蛋白质与脂肪,释放多肽、氨基酸和游离脂肪酸来形成风味、咸味以及香气;同时,益生元的添加使得乳酸菌成为优势菌种,对沙门氏菌、单增李斯特菌、金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和蜡样芽孢杆菌等致病菌有很好的抑制作用,在成熟期的自然发酵环境中,减少了致病菌的污染。此外,这三种益生元都为多糖,微弱的甜味能使奶酪风味更加柔和丰富。
发酵剂接种量优选为1.13%、发酵时间优选为3.75h和凝乳酶添加量优选为7.86mg/L。
步骤(5)所述的益生元包括异麦芽糖、水苏糖和棉子糖,所述的异麦芽糖、所述的水苏糖和所述的棉子糖三者在凝乳中的添加量相应为34.08g/kg、12.24g/kg、13.68g/kg。
与现有技术相比,本发明的优点在于:
(1)嗜热链球菌与保加利亚乳杆菌以2:1混合时,不仅能长得快,活力强,而且发酵的牛乳奶香味浓郁,感官评分最高;
(2)接种量与发酵时间的控制是决定奶酪质量好坏的关键点,是对蛋白质与脂肪分解程度的把控要点;优化后的发酵参数让蛋白质与脂肪得到适度的分解,不仅产生了浓郁的奶香味,还有效改善了奶酪的各组分配比;
(3)采用微波加热代替热烫挤压的加热方式,不仅安全、易控制,而且高效、节约能源,而且优化后的发酵参数让蛋白质与脂肪得到适度的分解,再通过介电感应直接作用于奶酪中的蛋白质、脂肪、碳水化合物、水等电介质。蛋白质、淀粉等固体物质的介电常数为2~ 3,对微波吸收能力弱,穿透性好;水的介电常数为60~80,是微波加热的主要电介质,在电磁场中,杂乱排列的各种分子进行规律重排而释放出大量热能,在加热的同时使得奶酪中的酪蛋白迅速形成连续的空间网络结构,并使脂肪、水分子等有序地分散其中,从而缩短加工成熟周期。整个加热过程不超过5min,且结构更加连续稳固,质地更加细腻;
(4)益生元是一种能选择性地促进一种或几种菌落中的益生菌生长与活性的食品成分。优化配比后的益生元不仅能使奶酪风味更加柔和丰富,还能在后熟过程中选择性地刺激切达奶酪中乳酸菌的生长与活性来促进降解蛋白质与脂肪,释放多肽、氨基酸和游离脂肪酸来形成风味、咸味以及香气,使得成熟3周的切达奶酪质地与风味相当于市售12个月的切达奶酪。此外,益生元的添加使得乳酸菌成为优势菌种,对沙门氏菌、单增李斯特菌、金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和蜡样芽孢杆菌等致病菌有很好的抑制作用,在成熟期的自然发酵环境中,减少了致病菌的污染。
综上所述,本发明一种切达奶酪的制作方法,其制备得到的合生元鲜奶酪进行感官评定和全质构(TPA)分析,其结果显示:工艺优化后的硬度提升了274%,弹性提升了105.3%,粘聚性是优化前的6倍,咀嚼性是优化前的20倍,质地更加细腻,奶香味更加浓郁怡人,口感更加柔和,成熟度更高。表明了优化后的合生元奶酪中副酪蛋白结构强度与抗变形性同时提高,是脂肪被乳酸菌充分降解成小脂肪球后,融合于高度交联的蛋白空间中的体现,其成熟度接近于市售切达奶酪9-12月的品质,大大缩短奶酪成熟期。
附图说明
图1为嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌按不同比例混合的生长曲线图;
图2为嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌按不同比例混合制成的发酵凝乳的感官评分对比图;
图3为异麦芽糖、水苏糖、棉子糖三种益生元组合对发酵剂影响的响应面图;
图4为异麦芽糖、水苏糖、棉子糖三种益生元组合对发酵剂影响的等高线图;
图5为发酵剂接种量对切达奶酪感官评分和凝固时间的影响;
图6为发酵时间对切达奶酪感官评分和凝固时间的影响;
图7为凝乳酶添加量对切达奶酪感官评分和凝固时间的影响;
图8为发酵剂接种量和发酵时间的交互作用对切达奶酪感官评分影响的响应面图;
图9为发酵剂接种量和发酵时间的交互作用对切达奶酪感官评分影响的等高线图;
图10为发酵剂接种量和凝乳酶添加量交互作用对切达奶酪感官评分影响的响应面图;
图11为发酵剂接种量和凝乳酶添加量交互作用对切达奶酪感官评分影响的等高线图;
图12为凝乳酶添加量和发酵时间交互作用对切达奶酪感官评分影响的响应面图;
图13为凝乳酶添加量和发酵时间交互作用对切达奶酪感官评分影响的等高线图;
图14为切达奶酪工艺优化前(a)、工艺优化后(b)、优化前后奶酪切片对比图(c)。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
一、具体实施例
一种切达奶酪的制作方法,包括以下步骤:
(1)发酵剂制备
将嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌分别在斜面上活化3代后培养18h,于5000rpm/min离心 15min,去上清液后用生理盐水洗涤3次,调整OD600至1.0,将按嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌按体积比2:1比例混合均匀后,按体积比1%的接种量接种于巴氏灭菌乳中,于 37℃发酵10h后制成发酵剂;
(2)接种发酵
将鲜牛奶于68℃巴氏灭菌30min后冷却至室温,将发酵剂按体积比1~1.8%的接种量接种于巴氏杀菌乳中,于37℃发酵2-6h,得到发酵乳;
(3)凝乳切割
将凝乳酶按4-8mg/L的比例加入到发酵乳中,于40℃凝乳1.5~3h,牛乳形成光滑的断面即可切割成小方块,用纱布过滤出乳清;
(4)微波加热
将纱布上的凝乳放入耐高温的容器里,于微波炉中高火1000W加热1min,取出稍微挤出乳清,再放入微波炉中高火1000W加热1min,轻轻滤出乳清,再放入微波炉中加热40~60 s,至凝乳达到75-85℃;
(5)添加益生元后压制后熟
在步骤(4)得到的凝乳中加入凝乳质量2%的无碘盐和6%的益生元,趁热进行糅合与拉伸,混合均匀后压制成型8h,于相对湿度85%的4℃培养箱中后熟2-3周,即得到切达奶酪。其中益生元包括异麦芽糖、水苏糖和棉子糖,异麦芽糖、水苏糖和棉子糖三者在凝乳中的添加量相应为34.08g/kg、12.24g/kg、13.68g/kg。
上述发酵剂接种量优选为1.13%、发酵时间优选为3.75h和凝乳酶添加量优选为7.86mg/L。
二、实验结果与分析
1、切达奶酪发酵剂优化
生产发酵剂的制备:将嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌用生理盐水调整OD600值至1.0后,按 1:3、1:2、1:1、2:1、3:1、1:0、0:1的比例混合培养,以体积比1%接种量接种MRS液体培养基中,每隔2h测一次的OD600值。同时以体积比1%接种量接种牛乳中进行发酵,牛乳凝固时停止发酵。根据OD600值反映出的菌液浓度并参见GB19302-2010标准进行感官评分,来选取最佳发酵菌种混合比例,并确定终止发酵时间。
由图1可知,嗜热链球菌在培养4h左右进入对数期,在10h左右开始进入稳定期并大量累积乳酸、柠檬酸等次级产物,pH值迅速下降,导致牛奶中的蛋白在10h就发生沉降,形成的凝乳酸而无香。而保加利亚乳杆菌产酸少,发酵乳奶香味浓郁。由图2可知,当这两种共生的菌种以2:1混合时,不仅能提早进入对数期,延长对数期,而且感官评分相对较高。
2、益生元添加量对益生菌增殖的影响
切达奶酪益生元添加量的优化方案:固定嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌混合体积比为2:1,接种量为1vt%,培养时间为10h,温度为37℃培养为前提下。根据国标GB 14480-2012食品营养强化剂中棉子糖的物质总量不超过64.5g/kg的规定,利用软件Design Expert中Simple Lattice设置异麦芽低聚糖、水苏糖、棉子糖的总添加量上限为60g(以每kg乳固形物计)设计添加方案,如表1所示。将三种益生元添加入MRS培养基中,600nm波光下测定 MRS培养液的吸光值,以吸光值绘制出乳酸菌的生长曲线。
益生元添加量Mixture-Simplex-Lattice(MSL)试验设计及试验结果,如表1所示,design-expert模拟得出失拟项p值为0.3198>0.05,说明该模型能很好拟合实验真实情况;F 值为0.0241<0.05,说明益生元对乳酸菌的生长有显著性影响。由图3和图4所知,根据该模型计算得到最佳益生元组合为异麦芽糖为34.08g/kg,水苏糖12.24g/kg,棉子糖为13.68g/kg。
表1益生元添加量MSL试验设计及试验结果
3、发酵剂接种量、发酵时间和凝乳酶添加量的优化
3.1切达奶酪单因素试验设计
按具体实施例二切达奶酪制作工艺流程,以发酵温度37℃,凝乳酶添加量5mg为前提下,设置不同体积的发酵剂添加量分别为0.8%,1%,1.4%,1.8%和2%五个水平进行实验,研究不同的发酵剂接种量对切达奶酪凝固时间和品质的影响;以固定发酵剂接种量1.4%,凝乳酶添加量5mg/L,发酵温度37℃为前提下,设置发酵时间2h,4h,6h,8h 和10h五个水平进行实验,探究不同发酵时间对切达奶酪凝固时间和感官评定的影响;以固定发酵温度37℃,发酵剂接种量1%为前提,设置凝乳酶添加量为2、4mg/L,6 mg/L,8mg/L和10mg/L五个水平进行实验,以感官评分为主要评价指标,探究不同凝乳酶添加量对切达奶酪凝固时间和感官评定的影响。以10名食品专业学生组成评分小组,采用总分100分制对切达奶酪从颜色、形状、质地以及风味等方面进行综合评分,其感官评价标准如下表2所示(参见GB25192-2010感官评分标准)综合中国消费者喜欢的奶酪口味,作为本试验切达奶酪的检测标准,见表2。
表2切达奶酪的感官评分标准
由图5可知,随着发酵剂接种量的增加,凝固时间缩短,而感官评分在1.4%左右最高。因此,发酵剂接种体积比范围选为1~1.8%;由图6可知,感官评分在发酵4h左右最高,超过6h酸味较重。因此,确定发酵时间2~6h;由图7可知,随着凝固剂添加量的增加,凝乳时间缩短,但是当凝乳酶添加量越多时,蛋白质被过度分解,导致疏水基团暴露,产生大量的苦味肽。因此,确定凝乳酶添加量为4~8mg/L。
3.2发酵剂接种量、发酵时间和凝乳酶添加量的响应面分析
切达奶酪响应面试验设计:使用Box-Behnken Design-响应面优化法,以发酵剂接种量(1%,1.4%,1.8%)、发酵时间(2、4、6h)和凝乳酶添加量(4、6、8mg/L)三因素为自变量,以感官评分为指标(见表3),作出三种因素交互作用的响应面图,由软件Design Expert模拟出最佳组合。根据Box-Behnken设计原理,对切达奶酪发酵工艺参数进行响应面优化的结果见表3。
表3Box-Behnken-Design试验设计及试验结果
试验号 发酵剂接种量/% 发酵时间/h 凝乳酶添加量/(mg·L-1) 感官评分/分 凝固时间/h
1 1.4 4 6 88 105
2 1.0 2 6 63.9 60
3 1.4 4 6 86.2 45
4 1.0 4 8 68.8 50
5 1.0 6 6 68.1 65
6 1.8 4 8 78.2 70
7 1.8 2 6 69 120
8 1.4 2 4 68.4 60
9 1.4 4 6 86.8 130
10 1.4 6 4 75.9 30
11 1.4 4 6 85 150
12 1.4 4 6 85.1 60
13 1.0 6 8 67 70
14 1.4 2 8 73.9 40
15 1.0 4 4 67.5 80
16 1.8 4 6 78 65
17 1.8 6 4 75.9 120
分析试验数据,得到凝固时间和感官评分的响应面回归模拟方程:
感官评分=86.22+4.2A+1.72B+0.025C+1.2AB+0.25AC-3.6BC-7.58A2-8.88B2-6.04C2
凝固时间=65-7.50A-18.12B-41.88C+2.5AB-1.25BC+0.62A2+6.87B2+19.38C2
表4感官评价回归模型方差分析结果
项目 平方和 自由度 均方 F值 Prob>F
模型 1026.90 9 115.99 17.86 0.0002***
A-接种量 134.48 1 286.80 44.16 0.0011**
B-发酵时间 23.80 1 128.80 19.83 0.0600
C-凝乳酶添加量 5.0E-3 1 5.0E-3 1.054E-3 0.9750
AB 5.764 1 5.76 1.21 0.0002***
AC 0.25 1 0.25 10.93 <0.0001***
BC 51.84 1 51.84 32.34 0.0007***
A2 242.24 1 242.24 51.08 0.3069
B2 332.39 1 332.39 70.09 0.8250
C2 153.35 1 153.35 32.34 0.0130*
残差 33.20 2 4.74
失拟 26.95 3 8.98 5.75 0.0621
净误差 6.25 4 1.56
总离差 1060.10 16
注:*.差异显著,P<0.05;**.差异高度显著,P<0.01;***.差异极显著,P<0.001。下表同。
由表5可知,感官评价的模型显著,失拟项p>0.05,说明该模型可用于切达奶酪制作工艺的优化,其发酵剂接种量、发酵时间和凝乳酶添加量的响应面图以及发酵剂接种量和凝乳酶添加量的等高线与交互作用图,如图8-13所示。生产发酵剂接种量对奶酪的感官评价有极显著的影响,且接种量、发酵时间、凝乳酶添加量三个因素之间的相互作用对奶酪的感官评价也有极显著的影响。由design export模拟得到最佳发酵剂接种量为1.13%,发酵时间为3.76h,凝乳酶添加量为7.86mg/L。
由design export模拟得到的工艺优化方案为:嗜热链球菌与保加利亚乳杆菌菌液以 2∶1体积比混合加入牛乳中发酵10h获得生产发酵剂;以1.13%接种至巴氏杀菌乳中发酵 3.76h后添加7.86mg/L凝乳酶,加热凝乳过滤后,加入益生元异麦芽糖、水苏糖、棉子糖分别为34.08、12.24、13.68g/kg;4℃放置24h后便得到质地细腻,香味浓郁,口感柔和且成熟度高的切达奶酪。
4、切达奶酪工艺优化前后TPA质构分析
将工艺优化前(发酵剂接种量1vt%,发酵时间6h,凝乳酶添加量5mg/L,未添加益生元)与优化后(发酵剂接种量1.13vt%,发酵时间3.76h,凝乳酶添加量7.86mg/L,按异麦芽糖为34.08g/kg,水苏糖12.24g/kg,棉子糖为13.68g/kg比例添加益生元)的切达奶酪放置24h后,制成半径为1cm厚度为20mm的样品,利用质构仪对奶酪的水分、硬度、内聚力、弹性、黏附性等性能采用TPA模式进行测定,测定参数如下:探头型号P50,测前速率1.0mm/s、测试速率1.0mm/s、测后速率1.0mm/s、压缩比50%、触发值10g、数据采集速率400pps,结果由表5所示。
表5切达奶酪工艺优化前后质构分析结果
注:优化前后奶酪质量的变换率ΔΕ=(优化后-优化前)/优化前×100%。
由表5所示,工艺优化后的硬度、弹性等指标的显著提升,表明了副酪蛋白结构强度与抗变形性同时提高,是脂肪被乳酸菌充分降解成小脂肪球后,融合于高度交联的蛋白空间中的体现。从结构角度还可以说明奶酪的成熟情况,主要体现在机械孔洞的数量和大小方面。切达奶酪的工艺优化前后的实物对比如图14所示,优化后的切达奶酪机械孔洞数量更少,质地更加细腻,香味更加浓郁,口感更加柔和,成熟度接近于市售切达奶酪9-12月的品质。
综上所述,切达奶酪的成熟一般需要3~12个月,缩短奶酪成熟期而获得期望的产品品质是生产者十分关心的问题,而优化后的切达奶酪加工工艺让蛋白质与脂肪得到适度的分解,使得奶酪中的副酪蛋白结构更加连续稳固,质地更加细腻,奶香味更加浓郁怡人,口感更加柔和,成熟度更高。此外,益生元能在后熟过程中选择性地刺激切达奶酪中乳酸菌的生长与活性来降解蛋白质与脂肪,释放多肽、氨基酸和游离脂肪酸来形成风味、咸味以及香气,还能调节乙酸、丙酸、正丁酸、异丁酸等肠道菌群代谢产物,有益于人体肠道健康。
当然,上述说明并非对本发明的限制,本发明也并不限于上述举例。本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内,作出的变化、改型、添加或替换,也应属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种切达奶酪的制作方法,其特征在于包括以下步骤:
(1)发酵剂制备
将嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌分别在斜面上活化3代后培养18h,于5000rpm/min离心15min,去上清液后用生理盐水洗涤3次,调整OD600至1.0,将按嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌按体积比2:1比例混合均匀后,按体积比1%的接种量接种于巴氏灭菌乳中,于37℃发酵10h后制成发酵剂;
(2)接种发酵
将鲜牛奶于68℃巴氏灭菌30min后冷却至室温,将发酵剂按体积比1~1.8%的接种量接种于巴氏杀菌乳中,于37℃发酵2-6h,得到发酵乳;
(3)凝乳切割
将凝乳酶按4-8mg/L的比例加入到发酵乳中,于40℃凝乳1.5~3h,牛乳形成光滑的断面即可切割成小方块,用纱布过滤出乳清;
(4)微波加热
将纱布上的凝乳放入耐高温的容器里,于微波炉中高火1000W加热1min,取出稍微挤出乳清,再放入微波炉中高火1000W加热1min,轻轻滤出乳清,再放入微波炉中加热40~60s,至凝乳达到75-85℃;
(5)添加益生元后压制后熟
在步骤(4)得到的凝乳中加入凝乳质量2%的无碘盐和6%的益生元,趁热进行糅合与拉伸,混合均匀后压制成型8h,于相对湿度85%的4℃培养箱中后熟2-3周,即得到合生元切达奶酪。
2.根据权利要求1所述的一种切达奶酪的制作方法,其特征在于:发酵剂接种量优选为1.13%、发酵时间优选为3.75h和凝乳酶添加量优选为7.86mg/L。
3.根据权利要求1所述的一种切达奶酪的制作方法,其特征在于:步骤(5)所述的益生元包括异麦芽糖、水苏糖和棉子糖,所述的异麦芽糖、所述的水苏糖和所述的棉子糖三者在凝乳中的添加量相应为34.08g/kg、12.24g/kg、13.68g/kg。
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