天然奶酪制作技術

◎ 史 明，歐陽喜光，牛廣忠，陳 強，雷志剛

（1.新疆畜牧科學院草業研究所，新疆 烏魯木齊 830000；2.新疆畜牧總站，新疆 烏魯木齊 830000；3.新疆昌吉市草原站，新疆 昌吉 831100）

奶酪（Cheese）又名干酪、奶豆腐，在新疆俗稱乳餅，完全干透的奶酪又叫奶疙瘩。奶酪是一種發酵的奶制品，其性質與常見的酸奶有相似之處，都是通過發酵過程制作出的，也都含有具有保健功能的乳酸菌，但是奶酪的濃度比酸奶更高，近似固體食物，營養價值也因此更加豐富。奶酪的制作工藝根據種類不同會有些許差異。但生成凝乳（被稱作綠色奶酪）之前的預處理階段的工藝大致相同[1]。

1 奶酪制作工藝流程

奶酪制作工藝流程如圖1 所示。

2 凝乳的形成原理

2.1 酪蛋白

酪蛋白是用酸使脫脂乳達到pH 值4.6 的等電點時沉淀下來的蛋白質，約占牛奶中蛋白質含量的80%。酪蛋白不是單一的蛋白質，而是由αs1-酪蛋白、αs2-酪蛋白、β-酪蛋白和κ-酪蛋白等多種酪蛋白構成。酪蛋白容易與鈣離子結合，形成10 ～15 nm 直徑的亞膠體粒子，亞膠體粒子進而在磷酸鈣的作用下以更大的球狀酪蛋白膠體存在[2]。酪蛋白膠體結構見圖2。

圖1 奶酪制作工藝流程圖

圖2 推測酪蛋白膠體的構造圖

2.2 利用乳酸發酵使牛奶凝固

構成蛋白質的氨基酸帶有負電荷或正電荷，酪蛋白膠體的表面有很多帶著正負電荷的氨基酸，表面整體則是正電荷處于優勢。因此，牛奶中的酪蛋白粒子同為正極，與正離子相斥，不會相互黏在一起。但利用乳酸發酵等生成的酸使正電荷的氫離子增加，pH 值降低，正負電荷相等，微團之間的排斥消失，進而產生沉淀。這種電勢正負為零時的pH 值被稱作等電點，酪蛋白的等電點pH 值為4.6。然而，pH 值為4.6 時，在各個亞膠體間相連接的磷酸鈣基本上都脫離開來流入乳清中，使微團之間的結合被破壞。因此，酸奶酪會呈現出易碎的、片樣狀態。

2.3 利用凝乳酶凝固

2.3.1 凝乳酶的作用

凝乳酶是指犢牛皺胃酶，是從出生10 ～30 d 的小牛第4 胃中提取的，是具有酪蛋白凝固作用的蛋白水解酶的一種，也含有少量的胃蛋白酶（蛋白水解酶）[3]。利用凝乳酶使酪蛋白凝固的原理：①凝乳酶將酪蛋白膠體表面凸起的κ-酪蛋白的末端親水性部分剝離。剝離出的酪蛋白末端部分稱為糖巨肽，剝離后剩余的部分稱為副κ-酪蛋白。②親水性的部分被剝離，酪蛋白膠體就失去了與水相溶的性質，與水相斥，形成凝結，稱為疏水性凝結。③在這樣的結合下，pH 值升高，在磷酸鈣作用下亞膠體之間的結合也得到加強。奶酪制作過程中的切割、加熱、攪拌作業可以使水分排出、加速副酪蛋白膠體的疏水性凝結。酪蛋白膠體凝結原理見圖3。

圖3 酪蛋白膠體的凝結原理圖

2.3.2 凝乳酶的種類

（1）從動物身上得到的凝乳酶（犢牛皺胃酶）。從出生10 ～30 d 的小牛第4 胃提取的凝乳酶，其中含有蛋白水解酶的凝乳酶占88%～94%，胃蛋白酶占6%～12%。小牛開始食用母乳以外的飼料后，凝乳酶就會減少，胃蛋白酶等消化酶的分泌增多。

（2）利用微生物得到的凝乳酶（微生物凝乳酶）。由霉菌培養制作的凝乳酶，價格低廉，它的蛋白分解活性強，但與小牛皺胃酶相比，具有易產生苦味的缺點。

（3）運用轉基因技術制作的凝乳酶。小牛第4 胃里分泌凝乳酶的腺體基因與微生物結合制成酶。由于制出的酶是100%的凝乳酶，能夠改善奶酪的質量和增加產量。

（4）從植物獲取的凝乳酶（植物凝乳酶）。無花果、木瓜、菠蘿等所含的蛋白質分解酶具有凝乳作用，但容易產生淡淡的苦味。

3 制作工藝

3.1 原料乳的接收和過濾

原料乳要在規定檢查之后迅速地進行稱量。檢查項目：每一制作階段的溫度、官能檢查、比重、酒精檢測、總細菌數、抑菌物質、體細胞數、酸度、乳脂及非脂乳固體。其中，味道、酒精檢測、pH 值的檢測結果如果不符合標準，則不能被接收為原料乳。原料乳的pH 值與血液相同，約為6.8。

3.2 原料乳的輸送

在向加工間的罐子等容器內輸送原料乳時，通常使用奶泵進行壓送，但為了防止脂肪球遭到破壞，最理想的輸送方式是使其自然向下流。

3.3 標準化

主要是調整脂肪量。不同種類的奶酪對于原料乳中酪蛋白（C）與脂肪（F）的比例要求各有不同，軟質奶酪中酪蛋白與脂肪的比例要求為1 ∶1.5、半硬質、硬質奶酪中酪蛋白與脂肪的比例要求為1 ∶1.2 ～1 ∶1.3，制作出的產品需要有正確的脂肪含量。

3.4 殺菌

殺菌的目的是使奶酪品質所受微生物的影響降到最低，利用蒸汽或者熱水加熱，殺滅有害微生物。為了防止遇熱變質，最好是采用低溫殺菌（63 ～65 ℃、30 min），但當處理量和處理時間等方面有所局限時，也可以進行高溫殺菌（72 ～75 ℃、15 s 以上）[4]。殺菌所選擇的溫度一般是低于牛奶開始變質的溫度65 ℃以下的低溫殺菌，高溫殺菌75 ℃，15 s 左右不能使乳的結構發生改變，因此也被采用。

3.5 冷卻

原料乳經過殺菌后，下一個工序要將其冷卻到適合添加發酵劑和凝乳酶的溫度。要保持的溫度根據所添加的發酵劑的菌種（中溫菌、高溫菌）而有所不同。如果溫度低于要求的溫度，凝乳酶的凝固效果就會下降，凝固所需要的時間延長，凝乳也會變得稀軟。相反，如果溫度過高，發酵劑的效果受到影響，有可能引起異常發酵，因此要十分注意溫度的控制。

3.6 添加發酵劑并攪拌

添加發酵劑（乳酸菌）可促進乳糖生成乳酸，pH值下降，接下來添加的凝乳酶加速乳的凝固，同時也促進凝乳中乳清的排出。同時，乳酸菌的繁殖能夠抑制有害菌的生長。菌體內外的酶參與蛋白質和脂質的分解，直接或間接地為奶酪賦予了特別的味道。

另外，發酵劑根據奶酪的種類有多種選擇，如乳酸菌發酵劑、霉菌發酵劑、酵母發酵劑等。發酵劑的添加量也根據奶酪的種類而有些許差異，但在添加乳酸菌的新鮮發酵劑（非粉末或經過濃縮結凍的，而是新鮮的發酵劑）時，添加的比例范圍是原料乳的0.2%～2.0%。添加發酵劑后慢慢地攪動，使整體充分混合，然后靜置到達到所需要的酸度。添加發酵劑后30 ～60 min 添加凝乳酶。發酵劑要在配備加壓滅菌器、冷卻培養槽等必要器械的專用房間內，過濾空氣、保持正壓，采取充分的措施防止污染的條件下制作。高達奶酪主要使用的是3 ～4 種中溫菌的混合菌，一般添加原料乳的1%左右。根據發酵劑的活性，添加量可以在0.5%～1.5%。

3.7 加速凝乳生成和防止異常發酵的補充措施

3.7.1 添加氯化鈣

鮮奶經過低溫加熱殺菌，其中的游離鈣離子會減少，凝乳酶的凝固效果就會減緩。為了解決這一問題，有時會添加食品添加劑氯化鈣（CaCl2）。CaCl2可以代替經殺菌后變得不活躍的鈣離子，起到穩定凝乳酶凝乳速度和凝乳硬度的作用。添加發酵劑約30 min 后，取原料乳0.01%～0.02%的氯化鈣，在用約10 倍體積的熱水溶解、過濾后添加，充分攪拌。如果添加的量多于原料乳的0.02%，反而會使乳的凝乳變得不穩定。

3.7.2 添加硝酸鉀

高達等奶酪的凝乳pH 值較高，熟成2 ～3 個月，且有時在經過殺菌卻仍然存活的酪酸菌的作用下，經過異常發酵，奶酪的組織會遭到破壞。為了防止這一現象，有時會添加硝酸鉀。添加的量是原料乳的0.01%～0.02%。酪酸菌的污染源是劣質的青貯料，極少數的酪酸菌也能引起異常發酵，可以利用離心除菌機去除，但由于此裝置價格昂貴，小規模的加工車間很難應用。

3.8 添加和攪拌凝乳酶

凝乳酶添加的時間是在添加發酵劑30 ～60 min后，pH 值變為6.5 左右時。軟質奶酪是在添加后45 ～60 min、半硬質、硬質奶酪是在添加后25 ～35 min后達到便于切割的凝固狀態，以此為標準，根據凝乳酶的種類（粉末、液體）不同，添加的量會有所不同，可根據實際情況加以調節。奶的溫度要一直保持添加時的溫度，溫度過低會影響凝固。

3.9 靜置（凝固）

添加凝乳酶攪拌后再產生晃動會影響乳的凝固，所以要盡可能快地將原料乳靜置，防止晃動，在冬季還要注意乳溫不要過低。

3.10 凝乳的切割與攪拌

用切割刀將凝固的凝乳切割開，可增加凝乳的表面積，從而促進乳清分離。半硬質、硬質奶酪的最佳切割時間是酪蛋白約有80%凝結時，用手指和刀等插入凝乳，慢慢提起，從凝乳的接口情況和乳清的分離狀態、乳清的清濁等來進行判斷。當凝乳已經達到預期硬度時，用凝乳專用切刀將凝乳切成四方形的方塊。凝乳被切小之后，凝乳的表面積增加，加快了乳清的滲出，奶酪的水分降低。另外，為使每塊凝乳的水分都一樣，凝乳應切割為統一的大小，如高達奶酪切割的大小是7 ～8 mm，有如小豆粒。切割完后，為了防止切好的凝乳再次黏連在一起，要對凝乳和乳清的混合液進行輕柔的攪拌。軟質奶酪要放置一段時間后再輕輕攪拌，讓乳清從凝乳塊中滲出。半硬質、硬質奶酪要靜置幾分鐘，看到乳清從切開的部分充分地滲出后再進行攪拌。剛剛切割完時凝乳比較易碎，要使用木片或樹脂片輕緩地攪拌10 ～15 min。如果切割的過早，可以延長靜置的時間，但不應超過5 min。

3.11 去除部分乳清

有乳清滲出，且凝乳收縮達到一定的硬度時，應停止攪拌，使凝乳沉降。然后，通常要去除乳清總量的1/3 ～1/2。去除乳清的目的是為下一道工序加熱提供空間，提高加熱效果。為了防止凝乳粘連在一起或因攪拌而使凝乳破碎，排出乳清的工作要分幾步進行，且應盡可能在還未發生粘連的時間內快速進行[5]。

3.12 加熱和攪拌（蒸煮）

加熱可以使凝乳中的乳清進一步排出，使凝乳收縮，達到需要的水分和酸度。添加80 ℃左右的熱水，或者在奶酪槽的夾層中注入蒸汽和熱水進行加熱，軟質奶酪通常不加熱。如果過于著急地使凝乳表面硬化，會阻礙乳清排出，因此，應注意用適當的速度均勻地加熱。另外，加熱過程中應持續攪拌，均勻地加熱水，對夾層加熱時要避免凝乳堆積在奶酪槽的底部。

根據奶酪的種類、乳酸菌的種類，會有不同的加熱溫度。使用中溫菌發酵劑的奶酪，加熱溫度為38 ℃，使用高溫菌發酵劑的奶酪，加熱溫度為40 ～55 ℃。每上升1 ℃的時間以2 min 左右為宜，從37 ℃上升到40 ℃大概應用時30 min。另外，如果溫度升的過高，會破壞菌的活性，所以要準確地控制溫度，且在此期間要加強攪拌。

3.13 排出乳清

加熱過程中，在溫度和乳酸菌的共同作用下，乳酸濃度上升，經過攪拌，凝乳的硬度如達到要求時，需把剩下的大部分乳清全部排出。但高達奶酪等要求結構致密的奶酪，為避免凝乳接觸空氣，需保留其中的乳清。

3.14 預壓榨、翻轉堆積

凝乳初步制作完成后，需根據奶酪的種類，進行后續加工。新鮮奶酪后續的工序有乳化、加鹽、熱水攪拌、拉伸和冷卻等加工、調味作業。熟成型奶酪則要進一步排出乳清使凝乳凝固，使其易于裝模，要進行預壓榨和使其呈現纖維狀組織，同時要重復進行翻轉堆積作業。

3.15 裝模與壓榨、定型

裝模與壓榨可使凝乳的結構更緊實更致密，同時使其呈現對應奶酪所要求的形狀。不同的奶酪，壓榨的時間不同，通常軟質奶酪和部分半硬質奶酪不進行壓榨。

3.16 加鹽

為了使凝乳或凝乳定型后的綠色奶酪具有奶酪的風味、易于保存、防止微生物滋生及抑制酶的活性等，需要進行加鹽工作。加鹽的方法有浸在鹽水中的濕鹽法和直接往綠色奶酪上撒食鹽的干鹽法，多數時候采取的是濕鹽法。

（1）濕鹽法。在食鹽濃度高于20%的鹽水中，微生物幾乎無法滋生，因此通常使用濃度為20 ～22%的鹽水進行浸漬。鹽水的溫度為10 ～13 ℃，浸漬的時間根據奶酪種類和大小而不同，例如，直徑30 cm、重10 kg 左右的高達奶酪的浸漬時間約為3 d。浸漬時用來稀釋食鹽的水必須經過滅菌處理。

（2）干鹽法。通常手工作業一次性很難把鹽全部撒完，所以大多數情況下要分幾次進行，例如，切達奶酪等就是切開后往凝乳上撒食鹽。

3.17 表面干燥

半硬質、硬質奶酪在加鹽完成后，要在干燥架上放置0.5 ～1 d 時間，使其表面干燥，這樣做能夠提高后續工作的效率。

3.18 熟成

根據種類不同，將奶酪在一定的溫度和濕度環境中放置需要的時間，可使其形成特別的風味和需要的結構。熟成是在奶酪發酵劑滋生出的微生物及其所產生的酶的作用下進行的。

3.19 整形、計量

完成熟成的奶酪需要將水分蒸發后變硬的表皮削掉進行計量，一般在分割圓形奶酪時，為了使其味道分布均勻而分割成楔形，切開后，要將有礙包裝的突起等削掉稍作整形后再做計量。

3.20 包裝

高達奶酪的傳統包裝方法通常是在每個奶酪上裹上蠟，但由于這種包裝方法需要蠟溶解槽等大型設備及具有先進的裹蠟技術，因此，現在這種方法用的越來越少，取而代之的是用合成樹脂的膜進行真空包裝，尤其適合分割的奶酪包裝。

4 結語

在奶酪加工制作過程中產品質量尤為重要，需要從原料乳的乳源來源、標準化的方法、發酵劑、凝乳酶的選擇、加工工序與其準確度、加工設備以及加工環境的衛生管理等方面嚴格要求，按標準操作才能保證奶酪的產品質量，生產出合格的產品來。