再制干酪乳化过程中理化、功能特性及微观结构的变化_李红娟.pdf

78 2023,Vol.44,No.04 食品科学 食品化学再制干酪乳化过程中理化、功能特性及 微观结构的变化李红娟1，李梦凡1，袁玉京1，陈紫阳1，朱广潮1，李 丹2，李洪波1，于景华1,*（1.天津科技大学食品科学与工程学院，食品营养与安全国家重点实验室，天津 300457；2.妙可蓝多（天津）食品科技有限公司，天津 300462）摘 要：以再制干酪为研究对象，探究再制干酪在不同乳化温度下（80 和85），从乳化开始到结束（530 min），再制干酪功能特性（融化性、油脂析出性）、质构特性、流变学特性和微观结构的变化情况。结果表明，随着乳化时间延长，产品的融化性及油脂析出性呈下降趋势，乳化过程中85 再制干酪的油脂析出性显著高于80 再制干酪（P0.05）。干酪的质构特性随着乳化时间的延长整体呈增大趋势，其中85 干酪胶着性和咀嚼性显著增大（P0.05），85 再制干酪的硬度、胶着性和咀嚼性均大于80。两种加工温度的干酪在相同乳化程度下干酪的储能模量（G）均大于损耗模量（G”），0.110 Hz内G和G”都随频率的升高呈上升趋势。干酪的微观结构显示，乳化515 min时脂肪球数量大大减少且直径减小，分布更加均匀，蛋白质基质更加光滑，干酪结构更加致密；但乳化2030 min时干酪的微观结构呈蜂窝状，即奶油化反应过度。因此，再制干酪加工过程中乳化时间短，奶油化反应不充分；再制干酪乳化时间过长会使质地发生不良变化。再制干酪乳化反应过程中，蛋白质-蛋白质和蛋白质-脂肪的相互作用增强，产品的功能特性得到改善。综上，再制干酪的乳化过程与其理化、功能特性及微观结构关系密切，为今后再制干酪的工艺改进提供一定理论指导。关键词：再制干酪；乳化过程；功能特性；理化特性；微观结构Physicochemical,Functional and Microstructural Changes during the Emulsification Process of Processed CheeseLI Hongjuan1,LI Mengfan1,YUAN Yujing1,CHEN Ziyang1,ZHU Guangchao1,LI Dan2,LI Hongbo1,YU Jinghua1,*(1.State Key Laboratory of Food Nutrition and Safety,College of Food Science and Engineering,Tianjin University of Science&Technology,Tianjin 300457,China;2.Miao Ke Landuo(Tianjin)Food Technology Co.Ltd.,Tianjin 300462,China)Abstract:In this study,we investigated the changes in the functional properties(meltability and fat precipitation),texture,rheological properties,and microstructure of processed cheese during emulsification(530 min)at different temperatures(80 and 85).The results showed that as the emulsification time increased,the meltability and fat precipitation showed a decreasing trend,and the fat precipitation at 85 was significantly higher than that at 80 during the emulsification process(P 0.05).The gumminess and chewiness increased significantly(P 0.05)with the increase in emulsification time,and the hardness,gumminess and chewiness at 85 were greater than those at 80.The storage modulus(G)of processed cheese was greater than the loss modulus(G”)at the same degree of emulsification for both temperatures and both G and G”showed an upward trend with increasing frequency from 0.1 to 10 Hz.The microstructure of processed cheese showed that the number of fat globules was greatly reduced,the diameter was decreased,the distribution of fat globules became more uniform,the protein matrix became smoother and the cheese structure became denser at 515 min of emulsification.However,the microstructure of processed cheese was honeycomb-like at 2030 min of emulsification,suggesting excessive creaming reaction.Therefore,a short emulsification time during the processing of processed cheese will result in inadequate creaming reaction;too long emulsification time will cause adverse changes in cheese texture.收稿日期：2022-05-02基金项目：“十三五”国家重点研发计划重点专项（2017YFE013180）；国家自然科学基金青年科学基金项目（31501510）；天津市科技计划“企业科技特派员项目”（22YDTPJC00710）第一作者简介：李红娟（1987）（ORCID:0000-0002-6433-3408），女，副教授，博士，研究方向为乳品科学与工程。E-mail:*通信作者简介：于景华（1966）（ORCID:0000-0001-9030-7214），男，教授，博士，研究方向为乳品科学与工程。E-mail:食品化学 食品科学 2023,Vol.44,No.04 79During the emulsification process,the protein-protein and protein-fat interactions were enhanced,thereby improving the functional properties of the product.In conclusion,the emulsification process of processed cheese is closely related to its physicochemical and functional properties and microstructure.This study provides some theoretical guidance for future process development of processed cheese production.Keywords:processed cheese;emulsification process;functional properties;physicochemical properties;microstructureDOI:10.7506/spkx1002-6630-20220502-014中图分类号：TS252.53 文献标志码：A 文章编号：1002-6630（2023）04-0078-07引文格式：李红娟,李梦凡,袁玉京,等.再制干酪乳化过程中理化、功能特性及微观结构的变化J.食品科学,2023,44(4):78-84.DOI:10.7506/spkx1002-6630-20220502-014.http:/LI Hongjuan,LI Mengfan,YUAN Yujing,et al.Physicochemical,functional and microstructural changes during the emulsification process of processed cheeseJ.Food Science,2023,44(4):78-84.(in Chinese with English abstract)DOI:10.7506/spkx1002-6630-20220502-014.http:/再制干酪是混合一种或多种天然干酪、乳化盐以及其他物质，通过加热、搅拌和乳化制成的一种均质干酪1。再制干酪的传统制作方法是在粉碎的天然干酪中添加柠檬酸盐和磷酸盐，在80 以上的条件下持续搅拌以形成均匀的熔融体。冷却后，这个熔融体在室温下会更稳定，保质期更长，而且质地和感官与天然干酪不同，这使再制干酪的应用范围迅速扩大2。再制干酪制作过程中最重要的部分是在一定温度下持续搅拌，直至形成均匀的熔融物，即再制干酪加工中的乳化过程。在乳化过程中再制干酪的质量显著提高，尤其是黏度和机械性能。再制干酪在加热融化时产生的类似奶油黏稠、润滑、均匀的质地且黏度上升的现象被称作奶油化反应。奶油化反应在再制干酪制作中至关重要，因为它会影响脂肪球的大小和蛋白质的网络结构3。研究发现，蛋白质的网络结构和脂肪球的变化有助于增强再制干酪的黏度和硬度4。Lee等5研究了典型的再制干酪和无脂再制干酪制作过程中的黏度变化，研究发现奶油化反应（黏度增加）主要是基于蛋白质之间的相互作用，脂肪含量对其影响不大。Fu Wei等6研究发现再制干酪制作过程中，在固定搅拌时间下，搅拌速度越快，脂肪球越小，干酪硬度越高；而搅拌时间越长，蛋白质网络越细腻。顾敏锋7研究了70、80、90 下不同乳化时间对再制干酪质构和流变的影响，发现在不同温度和搅拌时间下样品的质构变化相似，搅拌时间对产品流变学性质的影响可能由奶油化反应造成。Lenze等8研究了再制干酪加工过程中，蛋白质和脂肪含量、脂肪球大小对奶油化反应的影响，表明奶油化反应的曲线（黏度和时间的关系）有4 个阶段：起始阶段、第1指数阶段、平台阶段和第2指数阶段。蛋白质含量的增加会加速奶油化反应，脂肪含量为15%20%时奶油化反应的曲线才会出现，脂肪球的体积减小会缩短曲线的起始阶段和平 台阶段。再制干酪制作过程中，乳化盐通过钙螯合从凝乳酶酪蛋白中去除钙离子，增加酪蛋白与其他蛋白质分子的相互作用，形成紧密的结构使脂肪球包裹其中，为再制干酪提供了硬度和稠密度9。再制干酪中，脂肪球大小、分布和数量会直接影响产品的物理特性。研究发现，脂肪均质程度较高的干酪具有较低的断裂性，生产出的干酪硬度高10。乳化温度也很重要，一方面高温能使乳化盐溶解更充分，促进酪蛋白吸水膨胀，另一方面能起到灭菌的作用11。在工业生产中由于生产设备、加热方式（间接加热和直接蒸汽喷射）和搅拌类型等不同，再制干酪的乳化温度一般为7090，时间37 min12-13。因此，根据前期预实验，为了延长干酪乳化过程并尽量与工业生产中干酪乳化温度保持一致，故选用80 和85 为本实验的乳化温度。目前再制干酪的生产工艺较为简单，但是配方中或是工艺参数上的微小偏差也会导致产品产生不理想的质地或感官性状，从而造成巨大的利润损失。再制干酪的乳化过程研究不充分会使最终产品品质不可控。而在实际生产中，生产厂家为了减少生产的时间并增加产量，往往会增大搅拌速度，最大程度降低乳化时间，这就使再制干酪的黏度和质地不稳定，从而影响再制干酪生产无法标准化并造成制造成本的增加。因此，研究乳化过程对再制干酪质地和微观结构的影响在工业上有相当大的经济利益。尽管现在已经有很多关于再制干酪乳化时间工艺的研究，但是大多数都集中在干酪生产后的特性上，缺少干酪生产过程中的观察。因此，本研究旨在探究再制干酪各乳化阶段相应指标的变化，包括再制干酪的融化性、油脂析出性、质构、流变以及微观结构的变化，探究再制干酪在乳化过程中的结构变化。80 2023,Vol.44,No.04 食品科学 食品化学1 材料与方法1.1 材料与试剂切达干酪、凝乳酶酪蛋白、膜分离酪蛋白 新西兰恒天然合作集团有限公司；黄油 内蒙古华琳食品有限责任公司；柠檬酸钠、焦磷酸钠（均为食品级）河南省睢县优宝嘉食品有限公司。1.2 仪器与设备GZX-9240MBE电热鼓风干燥箱 上海博讯实业有限公司；SU1510扫描电子显微镜 日本日立公司；TA-XT Plus质构仪 英国Stable Micro System公司；HAAKE MARS 60动态流变仪 德国哈克公司；ZJR-5真空均质乳化机 江苏省无锡意凯自动化技术有限公司；FJ200-SH数显高速分散均质机 上海标本模型厂；Lab-1B-50E真空冷冻干燥机 北京博医康实验仪器有限公司。1.3 方法1.3.1 再制干酪的制备根据课题组前期研究14，再制干酪的实验配料质量设定为2 kg，其中切达干酪30%（以实验配料的质量分数计，下同）、黄油16%、凝乳酶酪蛋白10.3%、膜分离酪蛋白1.7%、柠檬酸钠2.6%、焦磷酸钠0.4%。按上述配方称取原料后，首先将柠檬酸钠和焦磷酸钠用蒸馏水溶解，然后加入已提前预热变为液态的黄油，用数显高速分散均质机在10 000 r/min条件下均质处理30 s。将切达干酪提前切碎，与预混料、凝乳酶酪蛋白和膜分离酪蛋白一起加入到已经预热到80 和85 的乳化机中，真空度设置为0.06 MPa，并在300 r/min速率下分别搅拌5、10、15、20、30 min。将样品放入模具中，待冷却到室温后，置于4 冰箱中保存15。80 下乳化5、10、15、20 min和30 min的干酪分别标记为A1、A2、A3、A4和A5，85 下乳化5、10、15、20 min和30 min的干酪分别标记为B1、B2、B3、B4和B5。1.3.2 干酪融化性的测定参考Rame等16的方法，使用电热鼓风干燥箱对干酪样品进行融化性测定。将干酪样品切成直径15 mm、厚7 mm的圆柱状，放在铺有滤纸的玻璃培养皿中，室温下放置30 min。将其放入（1003）干燥机内，加热30 min后取出，在室温下静置15 min，分别从4 个方向测定融化干酪直径。1.3.3 干酪油脂析出性的测定处理步骤同1.3.2节，干酪在（1003）干燥机内加热30 min后取出。室温下静置30 min后，析出的油渗透在滤纸上形成油圈，分别从4 个方向测定油圈直径，表示再制干酪的油脂析出性。油圈直径越大，表明干酪的油脂析出性越大，反之，表示油脂析出性越小。1.3.4 干酪质构特性的测定使用TA-XT Plus质构仪对干酪样品进行质构特性分析。将4 贮存的干酪样品切成1.5 cm的正方体，质构仪的参数设定为：测试前探头下降速率为5.0 mm/s，测试速率为1.0 mm/s，测试后探头回程速率为5.0 mm/s，下压变形40%，触发力值20 g，探头类型P/3517。1.3.5 干酪流变学特性的测定用HAAKE MARS 60动态流变仪对不同乳化阶段干酪样品进行频率扫描。将干酪样品切成直径24 mm、厚度2.4 mm的薄片，选择直径为25 mm的平板探头，平板与底面的距离为1 mm。然后将样品置于流变仪的托盘中央，进行频率扫描，应变振幅设定为0.5%，频率从0.1 Hz增加到10 Hz18-19。使用HAAKE-RheoWin软件计算储能模量（G）和损耗模量（G”）。所有实验均在25 下进行。1.3.6 干酪的微观结构测定用灭菌刀片将干酪切成（1 mm1 mm1 mm）薄片，浸泡在质量分数2.5%的戊二醛溶液中，置于4 冰箱中固定4 h。之后用磷酸盐缓冲液（0.1 mol/L，pH 7.2）清洗3 次，每次约15 min。再用体积分数为30%、50%、70%、90%、100%的乙醇溶液进行梯度脱水，每次15 min；然后使用三氯甲烷对干酪样品浸泡脱脂3 次，每次15 min。脱脂后用100%乙醇溶液清洗3 次，每次15 min，使样品呈脱水状态。最后，将处理好的样品放置在40 冰箱预冷冻2 h，取出放入真空冷冻干燥机中干燥36 h。采用离子溅射的方式对干燥后的样品进行镀金，置于扫描电子显微镜下扫描，以1 500 倍和3 000 倍的放大率观察样品20。1.4 数据处理与分析每个样品做3 个平行，每个实验重复测定3 次，数据以 s表示。采用SPSS 26.0软件进行数据处理，P0.05，差异显著，使用Origin 8.0软件进行作图。2 结果与分析2.1 干酪功能特性分析干酪功能特性有助于改善食品的口味和外观12。融化性是干酪发生流动和扩散的能力，再制干酪乳化过程中，酪蛋白的相互作用增加，使酪蛋白凝胶的均匀性和强度增加。在分散良好的蛋白质凝胶中，交联蛋白质之间的分子键可以在高温下断裂并重新形成蛋白质网络，使干酪具有高度可熔性。因此酪蛋白分子之间的相互作用会影响干酪的融化性和流动性21。由图1可知，80 和85 下各组样品的融化性有一定差异。80 干酪样品在整个乳化过程中融化性从3.93 cm减小到2.98 cm，85 干酪样品的融化性从3.59 cm减小到2.90 cm。一些研究发现，如果乳化时间进一步延长，蛋白质结构会变大、紧凑且形成颗粒状，即食品化学 食品科学 2023,Vol.44,No.04 81奶油化反应过度，使干酪的融化性减小13。故乳化时间短，样品乳化不彻底，因而形成的产品质地不均匀，内部结构不紧致、不完整，容易变形，这使干酪融化性偏高；而长时间乳化形成的干酪质地会更加均匀，内部结构完整，不容易被破坏，融化性下降5。乳化5 min时，80 和85 下干酪的融化性相差较大，可能是由于乳化初期蛋白质的结构刚被破坏而新的结构未形成，而高温下干酪的蛋白质结构破坏得更快。蛋白质、脂肪和水是天然干酪中最主要的3 种物质。再制干酪加工时，会将天然干酪中这3 种物质原来的结构打破并重新形成一个新的体系。天然干酪中，大多数脂肪会分解成小脂肪球嵌在蛋白质网状结构中，这种结构使油脂不易从干酪中析出12。但经过高温后，脂肪和蛋白质网络的结构被破坏，脂肪极易析出。由图1可知，80 和85 下在乳化反应的初期，干酪的油脂析出性极大。但是随着乳化程度的提高，干酪的油脂析出性整体呈显著下降趋势（P0.05）。这是因为随着进一步乳化反应的进行，新的结构体系逐渐形成，酪蛋白之间的结合更紧密，所以脂肪会聚集且不易游离出来。而85 干酪的油脂析出性显著高于80，这可能是由于在更高的温度下，自由水损失得更多，蛋白质之间的作用减弱，从而导致干酪中镶嵌在酪蛋白中的脂肪更易渗出。4bdeffgabcddbcbcdcdefefabccdedeff650105321融化性/cm油脂析出性/cm组别A1 A2A3A4A5B1B2B3B4B5油脂析出性融化性同一指标字母不同表示差异显著（P0.05）。图 1 各实验组干酪样品的融化性和油脂析出性Fig.1 Meltability and fat precipitation of processed cheese samples2.2 干酪质构特性分析由表1可知，干酪的5 种质构特性均随着乳化时间的延长整体呈增大趋势，其中各组样品的硬度有一定差异，85 干酪的胶着性和咀嚼性显著增大（P0.05），尤其是硬度在80 从379.82 g增加到1 336.67 g，在85 从556.54 g增加到1 524.48 g。85 下干酪的硬度、胶着性和咀嚼性均大于80，说明高温更易使融化后的干酪形成稳定的蛋白网络结构7。干酪的弹性变化很小，各组样品均无显著差异（P0.05）。干酪的黏聚性随着乳化时间的延长而增大，这是由于乳化程度的增加，干酪的内部结构更加紧致。干酪咀嚼性在80 由167.41 g增加到626.25 g，在85 由218.03 g增加到816.76 g。再制干酪的主要结构支撑是干酪中蛋白质结构和包裹其中的脂肪，它们的结构变化会密切影响干酪的质构性质18。这些结果说明，随着乳化程度的提高，干酪内部的脂肪-蛋白质和蛋白质-蛋白质的相互作用增强，已经被破坏的蛋白质基质形成了新的稳定结构3。表 1 各实验组干酪样品的质构特性Table 1 Texture characteristics of processed cheese samples类别硬度/g弹性黏聚性/g 胶着性/g 咀嚼性/gA1379.826.41g0.710.01a0.600.01d232.165.94f167.417.42gA2512.9442.39fg0.770.02a0.630.03c316.4515.61ef262.0618.79efgA3660.5751.57ef0.710.04a0.660.00b416.1627.77de310.997.38defA4783.0167.36de0.760.01a0.670.00b522.6744.58d397.3738.04dA51 336.6768.04b0.840.00a0.730.02a983.2359.75a626.2552.77aB1556.5439.16f0.680.01a0.570.01e333.7217.25ef218.0310.35fgB2868.28101.44cd1.050.58a0.600.01d524.2858.29d371.8643.69deB3968.2746.35c0.750.01a0.620.01cd680.0491.66c537.8491.55cB41 242.66179.84b0.780.02a0.660.01b814.89126.79b634.05111.71bB51 524.48104.49a0.790.01a0.670.01b1 030.9372.39a816.7662.66a注：同列字母不同表示差异显著（P0.05）。2.3 干酪流变学特性分析干酪是黏弹性材料，干酪流变学包括了原料受挤压和拉伸时产生的流动和变性22-23。干酪的物理和化学性质，如颜色、质地、融化性、延伸性等，主要由酪蛋白分子的相互作用决定24；而干酪的流变学性质由干酪的组成、微观结构和组分的物理化学性质以及宏观结构等方面共同决定25。乳化程度不同的再制干酪流变学性质不同。再制干酪生产过程中，通过加热和搅拌，天然干酪中酪蛋白网络的稳定性开始下降，即开始融化。脂肪是干酪中唯一的物理融化成分，随着乳化程度的加深脂肪球受热融化，流动性增强26。由图2、3可知，80 和85 下，干酪的G均大于G”，且在0.110 Hz内G和G”都随着频率的升高呈上升趋势，说明这些再制干酪均为典型的弱性胶体27，干酪的结构表现出一定的刚性。由图2可知，扫描频率为0.1 Hz和10 Hz时，80 下乳化不同时间干酪样品的G从大到小均为A5A4A3A2A1，扫描频率从0.1 Hz到10 Hz，A1A5干酪样品 G分别增加了2.89、2.36、2.38、1.85、1.77 倍；频率扫描为0.1 Hz和10 Hz时，干酪G”从大到小的顺序也为A5 A4A3A2A1，从0.1 Hz到10 Hz干酪A1A5的G”分别增加了2.59、1.99、2.00、1.87、1.83 倍。结合图3可知，85 干酪G和G”的变化趋势与80 相似。有研究指出，G与材料的硬度和弹性特性有关28。这表明随着乳化时间的延长，干酪样品的抗压能力增强，网络结构的稳定性增加。这是由于酪蛋白在干酪的蛋白质基质中占主导地位，酪蛋白与酪蛋白和酪蛋白与其他蛋白质之间的铰链越多，形成的结构越稳定29。随着乳化程度提高，干酪中水分减少，这使干酪中蛋白质质量分数增加，故蛋白质之间的铰链数量增加。A2和A3干酪G和G”82 2023,Vol.44,No.04 食品科学 食品化学的增大幅度相似，这可能是因为随着乳化程度的加深，干酪蛋白质网络结构中空隙减少，脂肪球直径减小，使流动性减弱。0.11101 00010 000G/PaG”/Pa频率/HzA1-GA1-G”A2-GA2-G”A3-GA3-G”A4-GA4-G”A5-GA5-G”图 2 80 下干酪样品G和G”的频率扫描曲线Fig.2 Frequency-dependent G,and G”of processed cheese samples with emulsification at 80 G/PaG”/Pa0.11101 00010 000频率/HzB1-GB1-G”B2-GB2-G”B3-GB3-G”B4-GB4-G”B5-GB5-G”图 3 85 下干酪样品G和G”的频率扫描曲线Fig.3 Frequency-dependent G and G”of processed cheese samples with emulsification at 85 2.4 干酪微观结构的分析再制干酪是一种稳定的水包油乳液。再制干酪生产中，通过乳化盐和热剪切作用，破坏了天然干酪中的磷酸钙复合物，而磷酸钙复合物存在于酪蛋白磷酸钙网络结构中，因此天然干酪的网络结构受到破坏。部分分散的磷酸钙复合物通过疏水键与脂肪结合，在再制干酪冷却后部分分散的酪蛋白结构形成“絮状物”，这些“絮状物”继续反应并最终形成结构致密且均一的凝胶网络结构。因此，再制干酪的结构是酪蛋白相互结合聚集，形成网状结构，脂肪球填充在网状结构之间，形成致密的组织状态12,30-31。Heertje32的研究表明，再制干酪生产的过程中，乳化盐和干酪间的相互作用是在乳化过程中逐渐发生，并随着乳化时间延长，脂肪球体积减小，干酪的组织状态变得细腻光滑，这与本实验观察到的结果一致。结合前文研究，从微观结构上来说，80 和85 加热温度下干酪微观结构在脂肪球大小和分布上有一定区别，但是其结构随时间的变化趋势基本一致。此部分重点考察不同乳化时间对干酪微观结构的影响，因此重点对80 再制干酪的微观结构进行分析说明。如图4所示，蛋白质结构表面的凹痕是再制干酪中脂肪球的标志。脂肪球分布不均，干酪凹痕的大小也不同。由图4A1、A2、B1、B2可知，在乳化初期时天然干酪结构刚被破坏，新的蛋白质网络还未形成，蛋白质结构之间形成的孔洞即脂肪球大小不一且分布不均匀，此时奶油化反应不足。由图4A1还可发现，脂肪球通常由一层薄薄的蛋白质（酪蛋白）包围，因此，即使彼此非常接近的脂肪球也不会合并，这与前人研究一致3。随着乳化程度的加深（图4A3、B3），酪蛋白形成了一个连续的网络，脂肪则镶嵌在其中，酪蛋白基质也开始变得光滑，脂肪球的数量和尺寸开始明显减少且分布变得均匀，干酪已形成均匀致密且连续性良好的蛋白质网络结构。由图4A4、A5、B4、B5可知，A4、A5干酪样品微观结构呈现无规律的蜂窝状，酪蛋白基质变得粗糙，即奶油化反应过度。A1、A2和A3干酪对比可知，脂肪球的尺寸减小并不是渐进的，脂肪球的大小会在一段时间内几乎不变，而在乳化1015 min时尺寸才明显减小。因此，脂肪球的尺寸是在奶油化反应的后期才开始明显减小，这与Vollmer等3的结论相同。小脂肪球具有更高的硬度，随着乳化程度的提高，干酪的硬度随之增大33。而脂肪球对干酪的口味、外观、硬度等有重要影响，由此可见乳化程度对再制干酪的重要性，因此干酪制造商可根据不同产品的需求调整干酪的乳化程度。FP30.0 m1 500FP30.0 m1 500FP30.0 m1 500A1A2A3FP10.0 m3 000FP30.0 m1 500FP30.0 m1 500A4A5B1FP10.0 m3 000FP10.0 m3 000B2B3FP10.0 m3 000FP10.0 m3 000B4B5A.放大1 500 倍；B.放大3 000 倍；下标15.A1A5干酪样品；F.脂肪球，P.蛋白质基质。图 4 80 再制干酪乳化过程的微观结构Fig.4 Microstructure of processed cheese during emulsification at 80 食品化学 食品科学 2023,Vol.44,No.04 832.5 再制干酪各乳化阶段及奶油化状态80 和85 下干酪的外观并没有明显区别，此部分重点考察不同乳化时间对干酪外观的影响，因此重点对80 再制干酪进行分析说明。由图5可知，干酪乳化3 min时，干酪原料已经溶解，油层浮于蛋白质层上，干酪内旧的结构被破坏新的结构还未形成。乳化510 min时，干酪呈淡黄色，组织疏松，室温下放置干酪严重塌陷，表面可见油脂。乳化初期，酪蛋白在游离水和油中开始水合和膨胀，随着乳化的进行游离液体开始减少，酪蛋白基质开始变得连续，但干酪熔融物的黏度仍较低。乳化20 min和30 min时，干酪颜色发白，质地干燥、坚硬、无弹性。乳化时间过长和过短都无法达到最佳的干酪质地，较短乳化时间使新的蛋白质网络未构建好，脂肪球未完全被蛋白质包裹，即奶油化反应不充分；较长乳化时间会使再制干酪的蛋白质网络变得细小，蛋白质基质粗糙，从而引起黏度增加，即奶油化反应过度。ABC1C2C3C4C5D1D2D3D4D5A.80 乳化3 min时的再制干酪状态；B.80 乳化3 min的再制干酪倾倒在平皿内的状态；C.再制干酪冷却后切块并在室温下静置30 min后的状态；D.再制干酪取样后立即倾倒在平皿内的状态；下标15.A1A5干酪样品。图 5 80 再制干酪乳化过程中不同阶段的照片Fig.5 Photographs of processed cheese at different stages of emulsification at 80 乳化15 min时，干酪为淡黄色，组织致密，硬度适中，表面光滑无颗粒且十分黏稠，说明脂肪已并入蛋白质基质，并形成了均匀的干酪产物。一般来说，食物呈现黄色与其脂肪含量高有关，但是再制干酪的最终颜色不仅取决于脂肪含量，还取决于分散在蛋白质基质中脂肪颗粒的大小。相关研究表明，脂肪粒径越小，产品越白34。故乳化15 min时，干酪具有优良的质地，此时奶油化反应适中。而乳化2030 min，干酪奶油化反应过度，影响产品感官评价。乳化过程中，在高温和持续的搅拌下，酪蛋白从干酪基质中分离，脂肪球最初在酪蛋白基质中分布不均匀且尺寸较大，但随着时间推移，脂肪球的尺寸减小但数量增加。脂肪球通常由一层酪蛋白包围，随着奶油化反应的进行，大量直径较小的脂肪球使脂肪球表面有更多部位与蛋白质相互作用。所以，在奶油化反应过程中蛋白质与脂肪之间的相互作用加强12,34。3 结 论80 和85 下，对再制干酪从乳化开始到结束的功能特性（融化性和油脂析出性）、质构特性、流变以及微观结构的变化进行研究。通过对干酪的功能特性进行测定，研究发现无论是在80 还是85，干酪的融化性和油脂析出性都随着乳化程度的增强呈逐渐减小趋势，且乳化过程中85 再制干酪的油脂析出性显著高于80 再制干酪（P0.05）。干酪质构特性的研究发现，干酪5 种质构特性均随着乳化时间的延长整体呈增大趋势。干酪的流变学结果显示，80 和85 下相同乳化程度下干酪的G均大于G”，且0.110 Hz内G和G”都随频率的升高呈上升趋势，这表明随着乳化程度的加深，蛋白质网络稳定性增强。通过对干酪不同乳化阶段的照片分析，奶油化反应初期，新的蛋白质网络还未形成，油层浮于蛋白质层的上方；随着奶油化反应加深，干酪硬度增加、颜色逐渐发白、质地干燥，蛋白质与脂肪的相互作用加强。通过对干酪微观结构的观察，发现在乳化初期脂肪球分布不均匀且尺寸较大，蛋白质结构疏松；随着乳化程度的增强，脂肪镶嵌在蛋白质网络中，脂肪球分布均匀，干酪结构逐渐变得致密；如果乳化时间过长，干酪的微观结构会变成蜂窝状，蛋白质基质变得粗糙，即奶油化反应过度，会使产品具有不良质地。脂肪球尺寸的减小并不是渐进式，而是在乳化1015 min时（即乳化反应后期）显著减小。再制干酪生产过程中，奶油化反应会影响脂肪球的大小、分布和蛋白质网络结构，从而影响最终产品的硬度。脂肪球尺寸、分布以及数量84 2023,Vol.44,No.04 食品科学 食品化学对干酪的外观、硬度等有重要影响，因此干酪制造商可根据不同干酪产品的需求调整干酪的乳化程度，为日后乳品企业优化产品结构，研发新产品，提高竞争力提供了一定参考价值。参考文献：1 ERNKOV M,NEBESOV J,POPKOV R,et al.The effect of rework content addition on the microstructure and viscoelastic properties of processed cheeseJ.Journal of Dairy Science,2018,101(4):2956-2962.DOI:10.3168/jds.2017-13742.2 VOLLMER A H,KIEFERLE I,PUSL A,et al.Effect of pentasodium triphosphate concentration on physicochemical properties,microstructure,and formation of casein fibrils in model processed cheeseJ.Journal of Dairy Science,2021,104(11):11442-11456.DOI:10.3168/jds.2021-20628.3 VOLLMER A H,KIEFERLE I,KULOZIK U.Mechanisms of structure formation underlying the creaming reaction in a processed cheese model system as revealed by light and transmission electron microscopyJ.Journal of Dairy Science,2021,104(9):9505-9520.DOI:10.3168/jds.2020-20080.4 FU W,WATANABE Y,INOUE K,et al.Effects of pre-cooked cheeses of different emulsifying conditions on mechanical properties and microstructure of processed cheeseJ.Food Chemistry,2018,245:47-52.DOI:10.1016/j.foodchem.2017.10.075.5 LEE S K,BUWALDA R,EUSTON S M,et al.Changes in the rheology and microstructure of processed cheese during cookingJ.LWT-Food Science and Technology,2003,36(3):339-345.DOI:10.1016/S0023-6438(03)00012-4.6 FU W,WATANABE Y,SATOH H K,et a