馬蘇里拉干酪關鍵加工工藝技術參數的優化和設備的研發

文∕王雪梅 張 軼

（1甘肅蘭州理工大學機電工程學院；2甘肅蘭州理工大學生命科學與工程學院）

馬蘇里拉干酪（Mozzarella Cheese）起源于意大利南部地區，是一種采用揉捏拉伸特殊工藝加工的高檔干酪制品，是目前國外產量最大、應用最廣的軟質干酪，常用于鮮食、配料和再制干酪。特別的工藝過程賦予了產品一定的彈性、咀嚼性和熱融性，因其特殊的口感而被用于比薩餅制作，在世界范圍內得到廣泛使用。此外，由于馬蘇里拉干酪口味淡且與酸奶的風味相似，因此容易被我國消費者接受。隨著西式快餐在我國的流行，馬蘇里拉干酪也成為我國市場目前接受性最好的品種。

1 我國干酪加工技術現狀

目前，中國干酪生產企業少，總產量很低，生產主要沿襲國外技術。在國內市場中，國產干酪品牌則更少，進口干酪占據著主要市場地位。因此，發展我國干酪產業，扭轉大量依賴進口的局面，具有十分重要的意義。與此同時，業界人士也指出：隨著中國液態奶產品同質化日趨嚴重，開發技術含量相對較高的干酪會為競爭力較強的企業打破同質化僵局創造條件。2006年10月，中華人民共和國科技部設立了“奶業發展重大關鍵技術研究與示范”項目，其中圍繞干酪的產業化設立了專項課題，而馬蘇里拉干酪關鍵技術產業化的研究則是其中的重要內容[1，2]。同時，相關行業協會也在為干酪的發展積極努力，通過召開國際研討會，探討干酪的加工工藝和技術方面的問題，引進國外先進的干酪產品并對其進行研究等形式，幫助中國乳品企業開發干酪產品。

而以西部地區奶源為原料，對馬蘇里拉干酪生產的關鍵加工工藝技術參數進行優化，研究其國產化生產技術，建立低成本、高效率的干酪機械化生產線具有十分重要的意義。

2 馬蘇里拉干酪加工工藝技術參數的優化

2.1 生產工藝參數的確定[3～6]

加工工藝條件的改變會導致干酪成分、酶活力和發酵劑存活的不同，從而影響干酪的結構和功能特性，如融化性、油脂析出性等。研究表明，在馬蘇里拉干酪生產過程中，熱收縮溫度，熱燙拉伸條件（pH值、溫度），CaCl2加入量等是干酪生產中的關鍵因素，對成品干酪的化學成分、功能特性以及風味都有重要影響。

在單因素分析的基礎上，本文采用正交試驗方法，確定了4 個因素，每個因素取3 個水平。試驗選用L9（34）正交表，以感官評價值作為評價指標。因素水平表和試驗結果見表1～2。

表1 馬蘇里拉干酪最佳工藝參數正交試驗因素水平表L9（34）

表2 馬蘇里拉干酪最佳工藝參數正交試驗結果

由以上結果可知，影響馬蘇里拉干酪品質的條件依次為CaCl2加入量、熱收縮溫度、拉伸pH值、熱燙拉伸溫度。最佳工藝條件為：CaCl2加入量0.03%，熱收縮溫度42 ℃，拉伸pH值5.25，熱燙拉伸溫度75 ℃。

2.2 生產工藝流程的確定

根據上述工作基礎，確定了馬蘇里拉干酪生產工藝流程，同時，也考慮到副產物乳清的回收與利用，將其回收后通過一系列步驟加工成乳清飲料，實現了減排環保、提高資源利用率的目標。

生產工藝流程為：原料乳驗收→預處理→標準化→殺菌→注入干酪槽→接種發酵劑→添加凝乳酶→攪拌→靜置凝乳→切割→排乳清→堆釀→擠揉拉伸→裝模預冷卻→包裝→貯藏→檢驗合格→出廠 。

3 雙螺桿揉擠機的自主研發

小型試驗或餐飲加工馬蘇里拉干酪時可以使用手工拉伸，機械化生產則必須使用機械設備拉伸升溫的凝乳顆粒。馬蘇里拉干酪生產線設備包括牛奶前處理系統、干酪罐、揉擠拉伸機、奶酪槽、成型槽、冷卻系統、真空包裝系統、CIP清洗系統等，揉擠拉伸機是生產馬蘇里拉干酪的關鍵設備，本文設計制造了一種生產馬蘇里拉干酪的“雙螺桿揉擠機”。

3.1 雙螺桿揉擠機的工作原理

“雙螺桿揉擠機”的工作原理是將凝乳顆粒放入加熱后的揉擠箱內，凝乳顆粒在揉擠箱內被熱水（純凈水經加熱升溫至65 ℃后通過水泵泵入）熱燙，一側螺桿攪拌器使凝乳顆粒與水充分混合加熱，同時把經過加熱混揉的凝乳顆粒運送至另一側螺桿攪拌器，在螺桿攪拌器的攪拌下被拉伸提升至出口，由擠出板上的小孔擠出后被高速切割機切斷（圖1，圖2）。螺桿攪拌器由調速電動機驅動，轉速傳感器可測定調速電動機的轉速，經A/D模塊轉換為螺桿攪拌器的轉速并在控制柜盤面上顯示。熱水箱的熱水由離心泵送至加熱機筒的進水口，熱水箱通過進水閥和回水閥控制水位，達到預定水位時，熱水自溢經回水口返回熱水箱。拉伸操作完畢之后，熱水箱的水通過排水口排空。利用熱電耦傳感器測量加熱機筒的加熱段熱水及熱水水箱中熱水的溫度，并在控制柜盤面上顯示和設定。

圖1 雙螺桿揉擠機示意圖

圖2 雙螺桿揉擠機外形圖

所設計的雙螺桿揉擠機進行了3 次10 kg凝乳顆粒的揉擠拉伸試驗，凝乳顆粒水分含量為46%，pH值為5.1～5.4，熱水溫度（T）為85 ℃，螺桿轉速為25 r/min，3 次平均物料排量（P）為41.2 kg/h，該數值與螺桿設計所確定的理論數值接近（理論值為40 kg/h）。

3.2 樣品的拉伸性檢測

將樣品切分為（5.0×0.5×0.5）cm的條，放于面包片上，在210 ℃烤爐中烘烤10 min至完全熔化，熔化干酪被叉尖的挑起高度為7.65 cm，超過美國農業部標準要求的7.62 cm。試驗結果說明，雙螺桿揉擠機設計所采用的模型具有適應性，揉擠機拉伸產品的產量和質量符合設計要求。

4 結語

將CaCl2加入量、熱收縮溫度、拉伸pH值、熱燙拉伸溫度作為主要因素，采用4因素3水平的正交試驗方案，并以感官評定綜合得分為指標，確定馬蘇里拉干酪最優工藝參數為：CaCl2加入量0.03%，熱收縮溫度42 ℃，拉伸pH值5.25，熱燙拉伸溫度75 ℃；影響馬蘇里拉干酪品質的條件依次為CaCl2加入量、熱收縮溫度、拉伸pH值、熱燙拉伸溫度；根據上述結果，確定了馬蘇里拉干酪生產工藝流程。

在優化馬蘇里拉干酪生產工藝技術參數的同時，設計制造了一種生產馬蘇里拉干酪的“雙螺桿揉擠機”。樣品拉伸性檢測結果證明，自主研發的雙螺桿揉擠機拉伸產品的產量和質量符合設計要求。

[1]劉會平，南慶賢，馬長偉.Mozzarella干酪生產工藝的優化.中國乳品工業，2003，31（3）：3-6.

[2]Mizuno R，Lucey J A.Effect of two types of emulsifying salts on the functionality of Pasta Filata cheese.J Dairy Sci，2005，88（10）：3411-3425.

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