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张书义:再制干酪加工基本原理(1)

时间:2011-08-26 10:13:52   来源:本站原创   作者:佚名    点击:1594次

牛奶加工

   在再制干酪生产中,所用干酪原料是通过热处理,使酪蛋白处于化学胶体形式而得到稳定状态。通过乳化盐的离子交换作用,这种中间媒介流体状态,称为“融化”或“再制”。如果加热某类破碎的凝乳酶型干酪,如埃门干塔尔干酪,将其量一勺皿内放于水浴锅中,你就会很快发现这种试验没有生命理想的结果。干酪在热的作用下,变得萎缩和枯萎,而且象一块有油和水分离出的橡胶团。然而,如果以溶液形式加入约2-3%的乳化盐(如柠檬酸盐或磷酸盐),并加以搅拌,干酪团块就会变成均匀的糊膏状。
    通过热处理及在合适的乳化盐作用下,使得聚合酪蛋白胶体变为可溶性酪蛋白胶体,近而使得干酪团得以有效地杀菌并变成均匀地流体状态,然后进行准确地灌装并防止其受污染。在次冷却过程中,由于自由聚合力的作用,干酪团重新变为乳胶体,然而这种变化不同于以前的乳胶体,它的组织状态均匀度、理化特性及微生物、稳定性都已得到了改善。其中的溶胶和乳胶体,在再制的末期,产生了粘稠性的组织结构和其他特性,也就产生不同类型的再制干酪,如聚合酪蛋白溶胶会变得稀薄、厚重、粘稠、布丁样、砂粒化、膏糊状、长链或短链等等,最终再制干酪也就变成软的或硬的、可涂布的、可切片的,长型的或短状的、粘的、涂抹的、砂化的、多砂的、易碎的,等等成品。
    溶胶及乳胶体的粘度及组织结构,影响着融化过程。首先,应确定原料干酪加工的数量,以及影响酪蛋白变化的化学、机械及温度等条件。按照特定的技术规范,除再制干酪成品直接要达到预期技术指标要求外,还要使其自身不产生任何其它敝端和缺陷。融化过程中所用的各种外界条件,如乳化盐、水、温度、搅拌、均质、融化时间,奶制品及乳清制品的添加,预融的干酪和其他添加物的加入等,一定要按照干酪胶体化学条件、特性和最终产品的要求来准确地实施。这些外界条件合理正确地把握,则需要充分的掌握天然酪蛋白胶体化学基本知识和规范的加工技术与条件。
    为了更好地了解天然干酪与再制干酪两者之间有关的综合性技术问题,讨论与分析的关注点是未经热处理的原料奶蛋白质与干酪原料内已转换酪蛋白。该思路为研究目前奶中其他物质,尤其是奶中原始形式的电解质类提供了很好的模式。研究这些电解质的固有作用,不仅仅是为研究所有胶体化学衍变过程,而且有助于研究磷酸盐、柠檬酸盐的单价、两价或多价离子的具体功能。
    从理论上说,单价的钠离子和两价的钙离子同蛋白质,尤其是酪蛋白是互相抵制的,不相容的。钠离子具有较强的松散、溶解、解胶、膨胀等作用,而钙离子除具有缩水、凝结作用外,还可以通过多肽的聚合作用组成较大的凝聚物,这种连锁式的反应产生时就能观察到有微观凝固体出现。象这两种阳离子及其他正价离子,大部分以相对平衡状态存在,而且可以保证胶体蛋白系统的稳定性。如果没有来自外界或内部的阴、阳离子因素干扰破坏这种稳定状态,那么根据单价或二价正离子的特点,这种离子置换作用表现在胶体相系上,就是既不会松散,也不会过度密集。而多价阴离子的钠盐,诸如柠檬酸钠盐或磷酸钠盐类,就可以干扰上述的蛋白复合体的稳定状态。例如,如果磷酸钠盐类作用于含钙的胶体体系中,单价阳离子钠可与二价阳离钙发生置换,就象真正的离子交换一样,换句话说,换掉了二价阳离子,因此,这种化学置换力使得单价阳离子的松散作用加倍了,而且无对抗力的存在,增强了整体作用效果。
    酪蛋白是一种酸性的磷酸蛋白质,是酯化磷酸与丝氨酸上的羟基化合,在牛奶中呈现一种胶体酪蛋白酸钙与磷酸钙的复合体形式。微小的球型酪蛋白分子以单一结构、直径为50-150ηm分散于浆液中。在呈游离磷酸盐形成的酪蛋白分子颗粒与羧基官能团之间形成了分叉似的桥,在胶体体系中结合的钙离子,同溶解在浆液中的钙离子共同存在于个平衡状态中,好似“钙桥”。如果通过复合成份的健连接或借助于增加钙离子浓度,将钙离子从分子相中移走,那么胶体相中的平衡比例就会被改变。由于氯化钙的加入,使得分子相增加,钙离子向胶体相中移入,使得分子聚合作用发生了;相反,在牛奶中加入蒸馏水,钙粒子就会从胶体相中移动到分子相中,这种转移最终导致了复杂的蛋白质分子分解。在局部分散或局部凝结力的影响下,会使酪蛋白胶体化学的特性与变化过程遵循一定的规律。
    借助这两种变化,可使奶液体变成胶冻体,这就是通过加入酸或天然酸化,或者是通过加入凝乳酶。以这两方法为机理,发酵奶、干酪的制造原理就是在酸或凝乳酶的作用下,使得球状酪蛋白分子相互凝结成团,形成网状分支结构。将酸加入奶中,使其PH下降到等电点(PH4.6),钙被凝结起来,破坏了平衡状态,产生了游离的酪蛋白分子和乳酸钙。
    酪蛋白酸钙+乳酸→乳酸钙+酪蛋白
    在这个变化反应中,脱水反应与凝结沉淀是同义的。加入凝乳酶而形成胶冻体的过程可分为两步:
1、 酪朊酸盐转换成聚酪朊酸盐
2、 由钙离子形成胶冻体
    在这里,步骤1总是发生,而步骤2仅是在钙离子存在时才能产生。聚酪蛋白酸钙(凝乳酶酪蛋白)形成了网状三维立体结构。
    这种凝乳酶酪蛋白就是制造各种加工方式、成熟度及储藏要求的天然凝乳酶干酪的基础。例如,软干酪、Tilsiter干酪、Gouda干酪、Cheshire干酪和Parmesan干酪。
    所有凝乳酶干酪含有一定的比例的钙盐,其决定了尚未成熟干酪的稳定性。无论什么样的凝乳酶干酪,都是由聚含酪蛋白分子的聚合作用生产粗糙、松散的酪蛋白凝结体和液体,此时,钙微粒起结构组成元素作用。另外,由于酸化作用导致了稠态的丝状物产生,表现在未成熟干酪上时就是众所周知的“冗长结构”。在成熟过程中,依据干酪的种类不同,大的凝结结构通过发酵过程,或多或少具有强的分解和再组合作用,因此,过了一定时期后,良好的构散酪蛋白体系再次生成。虽然外观看不出差异,而实际上,我们正是需要了解其不同的化学特性,从而制得两种形式的松散凝结体酪蛋白。
    由于一部份钙盐排到乳清中,因此酸性酪蛋白凝块(如所知的Quark疑乳块)含钙较低。凝乳酶型酪蛋白中的钙被固定在酪蛋白中,因此,其钙含量较高。然而钙含量多少取决于成熟过程中的酸化程度。在埃门塔尔干酪中,其无脂干物质中的CaO含量约为4%,半硬质干酪中CaO含量为2.6-3.0%,软干酪中CaO含量为2.0-2.4%。发酵奶型干酪CaO含量为0.4-0.6%。
    酸凝固是一个可逆的过程,也就是通过加入碱性物质使其PH值增高(约到7.5),凝结体重新变成液体。形成沉淀或溶液是随条件变化而变化的。
    但是,凝乳酶凝固是不可逆的,也就是不可能对其进行酸酵解,使之从聚酪朊酸钙重新变成原先的酪朊酸钙化合物。
    然而,通过凝聚或离子交换作用,不溶性的聚酪朊酸盐可以转换为可溶性的酪朊酸盐,那么由聚酷蛋白形成的胶体,也可以通过乳化盐的使用,如磷酸钠盐或柠檬酸钠盐,使钙不再起作用。

(责任编辑:不存在)

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