我國(guó)干酪市場(chǎng)現(xiàn)狀及發(fā)展前景

我國(guó)干酪市場(chǎng)現(xiàn)狀及發(fā)展前景

干燥是指通過(guò)添加活性炭和凝乳液酶進(jìn)行拋光和精制，然后通過(guò)研磨、排渣、乳液壓和進(jìn)一步成熟制備的固體濃縮乳液。通常10kg牛乳能制成1kg干酪,因此干酪具有很高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。在歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家,干酪在乳制品中占有超過(guò)50%的市場(chǎng)份額,已成為全球交易量最大的乳制品。但是我國(guó)乳制品行業(yè)中干酪的發(fā)展仍然滯后,人均干酪消費(fèi)量(0.23kg/人)很低。隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和對(duì)食品營(yíng)養(yǎng)需求的不斷增長(zhǎng),近年來(lái)我國(guó)干酪市場(chǎng)發(fā)展迅速,2009~2011年間干酪進(jìn)口額增長(zhǎng)了近一倍,干酪產(chǎn)業(yè)在我國(guó)具有巨大的市場(chǎng)空間和發(fā)展前景,被認(rèn)為是當(dāng)前我國(guó)乳品工業(yè)發(fā)展新的增長(zhǎng)點(diǎn)。因此,進(jìn)行干酪加工相關(guān)技術(shù)的研究,開(kāi)發(fā)適合我國(guó)消費(fèi)者口味和需求特點(diǎn)的干酪制品,推動(dòng)干酪產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,對(duì)于我國(guó)乳品工業(yè)的持續(xù)快速發(fā)展具有重要意義。本文以干酪加工工藝流程為主線,綜述了近年來(lái)有關(guān)原料乳預(yù)處理技術(shù)、凝乳酶和發(fā)酵劑技術(shù)、干酪促熟和風(fēng)味改進(jìn)技術(shù)、乳清綜合利用技術(shù)、干酪包裝和儲(chǔ)藏技術(shù)、在線檢測(cè)和自動(dòng)控制技術(shù)等的研究進(jìn)展。同時(shí)介紹了消費(fèi)導(dǎo)向下的干酪新品種開(kāi)發(fā),如低脂、低鈉鹽干酪的研制,富鋅、高維生素、高不飽和脂肪酸及功能性益生菌干酪的研制。1蛋白質(zhì)和微量元素生產(chǎn)干酪必須對(duì)原料乳進(jìn)行必要的預(yù)處理,例如超濾濃縮可以改進(jìn)不同種類干酪(如Cheddar、Domiati、Edam和半硬質(zhì)干酪等)的產(chǎn)量、質(zhì)構(gòu)和風(fēng)味[2~6]。超濾濃縮技術(shù)還可以改進(jìn)原料乳標(biāo)準(zhǔn)化過(guò)程的連續(xù)性和自動(dòng)化程度,解決傳統(tǒng)熱濃縮造成的原料乳糖含量過(guò)高和活性組分熱損失大等缺陷。另外,采用微孔徑陶瓷膜過(guò)濾除菌技術(shù),能夠保留原奶中99%的活性免疫球蛋白、95%的乳鐵蛋白以及多種天然的維生素、微量元素和礦物質(zhì)元素等。隨著人們對(duì)干酪營(yíng)養(yǎng)和功能性需求的增長(zhǎng)以及制造水平的提高,各種原料乳預(yù)處理技術(shù)如高壓處理、超聲波、脈沖電場(chǎng)等技術(shù)(表1)逐步得到開(kāi)發(fā)應(yīng)用。超高壓處理可以降低原料乳中有害菌數(shù)量、增強(qiáng)凝乳特性、改善干酪色澤和質(zhì)構(gòu)[7~11]。經(jīng)高壓脈沖電場(chǎng)處理的牛乳可以更好地保留原料乳的天然特性,是制作成干酪的蛋白水解度和水溶性氨基酸含量均優(yōu)于巴氏殺菌乳生產(chǎn)的干酪。另外,研究發(fā)現(xiàn)脈沖電場(chǎng)的殺菌效果更是優(yōu)于熱殺菌。超聲波處理可以重組乳的微觀結(jié)構(gòu)、增強(qiáng)凝乳效果,使干酪的脂肪酸含量升高、體細(xì)胞數(shù)下降、貨架期延長(zhǎng),顯著改善干酪品質(zhì),可使QuesoFresco干酪的產(chǎn)量增加到傳統(tǒng)工藝的兩倍。Chen等報(bào)道,原料乳中的體細(xì)胞含量雖對(duì)羊奶干酪產(chǎn)量沒(méi)有影響,但較高的體細(xì)胞數(shù)會(huì)導(dǎo)致干酪的感官品質(zhì)下降。Sanchez等認(rèn)為,這是因?yàn)轶w細(xì)胞的數(shù)量直接影響干酪脂肪的水解度,并特異性地影響酪蛋白水解。針對(duì)乳中體細(xì)胞含量對(duì)于干酪品質(zhì)的影響,學(xué)者們正進(jìn)行進(jìn)一步深入的研究。為了更好地改善干酪的品質(zhì),Roncada等系統(tǒng)分析和總結(jié)了牛乳、羊乳、驢乳等的蛋白圖譜,為改善乳制品的營(yíng)養(yǎng)和功能性提供了參考。2確定蛋白及微生物的制備方法凝乳酶是干酪加工所必需的酶制劑。牛凝乳酶的產(chǎn)量不足是干酪加工長(zhǎng)期面臨的問(wèn)題,因此凝乳酶替代物的研究十分重要。使用兩步色譜純化法從大毛霉DSM809中得到的胞外天冬氨酸蛋白酶,分子質(zhì)量32.7ku,等電點(diǎn)4.29,酶的一級(jí)結(jié)構(gòu)與根霉菌屬蛋白酶同源性高,凝乳試驗(yàn)證明該酶最適條件為pH5.0和40℃,該酶對(duì)熱敏感,55℃處理10min完全失活,是一種潛在的凝乳酶替代物。從菩提樹(shù)中純化得到的絲氨酸蛋白酶ReligiosinB,分子質(zhì)量63ku,等電點(diǎn)7.6,苯甲基磺酰氟(PMS)F和凝乳酶抑制劑可以明顯抑制其活性,該酶最適條件為pH8.0~8.5和55℃,具有廣泛的底物特異性,在變性劑和金屬離子的作用以及寬泛的pH值和溫度范圍條件下都很穩(wěn)定,經(jīng)Denovo測(cè)序證明該酶是一種新的蛋白酶,凝乳活性高,可以用于干酪加工或其他食品和生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)。干酪生產(chǎn)用發(fā)酵劑的研究主要集中在發(fā)酵劑的分離篩選、附屬發(fā)酵劑以及非乳酸菌發(fā)酵劑對(duì)干酪品質(zhì)的影響等方面。Solieri等利用(GTG)5-PCR指紋圖譜技術(shù)從ParmigianoReggiano干酪中分離出127株乳桿菌,得到了51種基因表型,并利用16S-ARDRA技術(shù)、PCR和測(cè)序等手段進(jìn)一步確定其中大部分為鼠李糖乳桿菌和干酪乳桿菌。Masoud等通過(guò)焦磷酸測(cè)序和定量實(shí)時(shí)PCR技術(shù)研究了發(fā)酵劑和多種微生物在原料乳和干酪中的生長(zhǎng)情況。Falentin等利用反轉(zhuǎn)錄定量PCR發(fā)現(xiàn)瑞士乳桿菌和嗜溫鏈球菌在Emmental干酪加工和成熟過(guò)程中保持較高的活菌數(shù),分別為108CFU/g和109CFU/g。Santillo等利用含有乳酸乳球菌和乳桿菌的羊凝乳酶漿制作羊乳干酪,發(fā)現(xiàn)乳酸菌菌數(shù)在第30天達(dá)到最高并一直保持到成熟結(jié)束。3干酪成熟和發(fā)酵技術(shù)研究天然干酪成熟緩慢,致使干酪生產(chǎn)周期長(zhǎng)。因此,促使干酪快速成熟是提高干酪生產(chǎn)效率的重要手段。目前研究的干酪促熟方法較多,其優(yōu)缺點(diǎn)見(jiàn)表2。研究者對(duì)多種干酪促熟方法進(jìn)行了研究。LeclercqPerlat等發(fā)現(xiàn),成熟溫度升至13℃、濕度93%的條件對(duì)Camembert干酪的成熟最為有利。成熟溫度從10℃提高到16℃,結(jié)果荷蘭干酪的游離氨基酸含量增加一倍,干酪硬度均衡變快,成熟時(shí)間縮短一半。成熟溫度升至20℃,124d的Reggianito干酪與正常溫度成熟180d干酪的水解度和游離氨基酸含量相當(dāng)。用高壓處理干酪(弱化發(fā)酵菌株)可以加快干酪的蛋白水解速度,促進(jìn)干酪熟化。600MPa高壓可以有效減少切達(dá)干酪成熟初期的微生物數(shù)量,增加干酪的蛋白水解。干酪生產(chǎn)中加入自溶性菌株能加快切達(dá)干酪的蛋白水解效率,加快成熟。Kilcawley等評(píng)價(jià)了三種商業(yè)酶制劑AccelaseAM317、AccelaseAHC50和AccelerzymeCPG加速Cheddar干酪成熟的效果,發(fā)現(xiàn)Accelase會(huì)導(dǎo)致過(guò)度的初級(jí)蛋白水解和較高的含水量。脂酶用κ-卡拉膠、結(jié)冷膠和海藻酸鈉制成的微膠囊包裹,同凝乳酶一起加入原料乳中,能夠加速Kashar干酪的脂肪水解。4乳清生物燃料的應(yīng)用對(duì)于干酪生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的大量乳清副產(chǎn)物,針對(duì)其中的主要組分(如乳糖、蛋白質(zhì)和脂肪),可采取不同的理化或微生物處理方法,獲得多種有價(jià)值的產(chǎn)品(表3)。Magalhaes等研究發(fā)現(xiàn),乳糖除了可利用乳酸菌和酵母菌發(fā)酵生產(chǎn)酸和飲料外,還可用上流式厭氧填充床反應(yīng)器處理生產(chǎn)氫氣,每摩爾乳料氫氣產(chǎn)量可達(dá)1.1mol。用光電管作電源電解乳清生產(chǎn)氫氣,化學(xué)需氧量最高時(shí),能量效率達(dá)20.4%,該方法生產(chǎn)的氫氣純度高。Rachinski等研究了乳清微生物燃料電池的原理,Antonopoulou,Stamatelatou等證明,利用乳清制作微生物燃料電池具有可行性。Macedo的研究表明,乳清中的蛋白質(zhì)通過(guò)膜處理,可對(duì)其中各蛋白組分得以分離回收。超濾技術(shù)可回收羊奶乳清中超過(guò)90%的干物質(zhì),極大地減輕了污水廠的壓力。Amato等發(fā)現(xiàn)了100種未報(bào)道的乳清蛋白成分,并利用組合蛋白配體庫(kù)系統(tǒng)分析了牛乳清中的蛋白質(zhì),為進(jìn)一步研究和分離乳清中的功能性蛋白組分奠定了基礎(chǔ)。Madureira的研究發(fā)現(xiàn),有些乳清蛋白組分有降血壓、緩解疼痛、抗菌免疫等功能,小鼠試驗(yàn)證明乳清蛋白對(duì)黃曲霉素中毒有明顯緩解作用。食用乳清提取物會(huì)增加牛的紅細(xì)胞數(shù)量,并激活臨產(chǎn)牛的免疫系統(tǒng)。Ramos等以乳清分離蛋白生產(chǎn)可食用膜,并對(duì)各種添加劑對(duì)膜的水分含量、厚度、水活性、抗菌性進(jìn)行了評(píng)價(jià)。進(jìn)一步的研究表明,乳清抗菌膜包裹干酪對(duì)干酪乳酸菌的生長(zhǎng)沒(méi)有影響。在乳清脂肪的利用方面,Demir等人在脫蛋白的乳清(DP-WP)中添加乳糖酶,利用真菌Mortierellaisabellina發(fā)酵生產(chǎn)含γ-亞油酸(GLA)的油,其中棕櫚酸22.50%~25.80%、油酸37.60%~48.56%、GLA2.18%~5.48%、亞油酸16.21%~22.43%、硬脂酸3.20%~10.08%。此外,乳清經(jīng)處理后可作為肥料。Lehrsch等將處理后的乳清施入土地,結(jié)果沉積物流失率減少75%,增加了土壤的凝集穩(wěn)定性。5干酪生物胺及配合物檢測(cè)隨著新材料的不斷出現(xiàn),干酪包裝技術(shù)得到了進(jìn)一步開(kāi)發(fā)。加拿大生產(chǎn)的ToxinAlert包裝材料可以通過(guò)其顏色變化來(lái)確定干酪的細(xì)菌污染狀況。采用多孔膜擠壓成型法制備含有氧化鈦的高密度聚乙烯/碳酸鈣膜,能夠更好地保持干酪質(zhì)構(gòu)。淀粉涂膜中添加沉香醇、香芹酚和麝香草酚,可明顯降低Cheddar干酪表面的黑曲霉數(shù)量。軟質(zhì)干酪表面噴涂糞腸球菌WHE81可有效殺死或抑制單核增生李斯特菌。在干酪安全檢測(cè)技術(shù)研究方面,目前對(duì)黃曲霉毒素、單核增生李斯特菌和生物胺的檢驗(yàn)方法研究較多。Masotti等使用毛細(xì)管電泳法快速測(cè)定乳及乳制品中的鈉含量,與國(guó)際乳品聯(lián)合會(huì)標(biāo)準(zhǔn)方法相比,快速可靠。毛細(xì)管電泳紫外檢測(cè)法可簡(jiǎn)捷、高效監(jiān)測(cè)原料乳和干酪中反式脂肪酸。ATP生物發(fā)光法對(duì)于干酪生產(chǎn)環(huán)境的污染檢出率比傳統(tǒng)表面刮擦和瓊脂平板表面接觸檢測(cè)法分別高13.5%和6.7%。Loizzo等研究了干酪加工工藝對(duì)干酪中生物胺累積量的影響,表明通過(guò)調(diào)整干酪中微生物組成是減少干酪中生物胺含量的可行方法。Paus等證明即使是一些高產(chǎn)生物胺的革蘭氏陰性菌,當(dāng)與干酪中多種微生物共同生長(zhǎng)時(shí),其對(duì)干酪成熟過(guò)程中的生物胺含量影響很小。6干酪發(fā)酵過(guò)程中cod活性的變化在線檢測(cè)技術(shù)的進(jìn)步也為干酪品質(zhì)控制提供了保障。工廠中使用的凝乳強(qiáng)度感應(yīng)器(如荷蘭生產(chǎn)的NIZORehoLight凝乳儀、美國(guó)生產(chǎn)的CoAguLite凝乳感應(yīng)器)可以測(cè)定凝乳強(qiáng)度,可在干酪成熟過(guò)程中監(jiān)測(cè)干酪中凝塊的大小變化和脂肪含量的變化。在干酪酸度檢測(cè)方面,法國(guó)生產(chǎn)的CINAC乳品發(fā)酵檢測(cè)儀能通過(guò)探針檢測(cè)干酪的pH值,確定酸化程度,并通過(guò)軟件對(duì)酸化過(guò)程進(jìn)行模擬。在CIP清洗方面,NIZO公司生產(chǎn)的OPTI-CIP系統(tǒng)可通過(guò)檢測(cè)清洗物中的無(wú)機(jī)和有機(jī)物含量來(lái)確定除垢效果,并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制連續(xù)清洗。有些工廠使用兩步清洗法,清洗后用湍流感應(yīng)器和鈣離子檢測(cè)儀確定除垢效果,如德國(guó)的AF56-N設(shè)備具有該功能。高度自動(dòng)化和信息化是現(xiàn)代干酪加工的主要特征。利用數(shù)學(xué)模型優(yōu)化干酪加工流程,可提高干酪生產(chǎn)的自動(dòng)化程度。Gaucel等構(gòu)建了干酪成熟中質(zhì)量損失的數(shù)學(xué)模型預(yù)測(cè),該模型基于微生物的呼吸能力及水分蒸發(fā)過(guò)程,模型擬合的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確,絕對(duì)平均偏差低于11%。HiroshiOchi等利用氣質(zhì)聯(lián)用色譜分析了硬質(zhì)和半硬質(zhì)干酪的代謝組分變化,建立預(yù)測(cè)干酪風(fēng)味的模型。Boisard等利用核磁共振研究了干酪中的鈉離子擴(kuò)散動(dòng)力學(xué)模型。Floury等利用FRAP技術(shù)即時(shí)測(cè)定干酪中的擴(kuò)散系數(shù),并建立模型推定干酪的成熟度。7功能性干酪的制備近年來(lái)干酪加工新技術(shù)的應(yīng)用主要是針對(duì)消費(fèi)者對(duì)低脂、低熱量、低鹽和功能性干酪的需求。在低脂干酪加工過(guò)程中,可以添加脂肪替代物(如各種穩(wěn)定劑),改善干酪的質(zhì)構(gòu)特性[57~58]。也可以在原料乳中添加某些纖維素(如0.1%的稻草微晶纖維素)和木糖醇等,改進(jìn)低脂干酪的產(chǎn)量、感官和流變特性[59~60]。用其他礦物鹽替代NaCl研制低鹽干酪的結(jié)果表明,使用CaCl2和MgCl2會(huì)使干酪產(chǎn)生苦味和金屬味,CaCl2還會(huì)導(dǎo)致干酪質(zhì)地變硬,而KCl對(duì)干酪風(fēng)味和質(zhì)地均無(wú)明顯影響,且能使凝乳脫水收縮性增強(qiáng),是較為適宜的NaCl替代礦物鹽[61~63]。在功能性干酪的研究開(kāi)發(fā)方面,Kahraman等在原料乳中加入鋅以強(qiáng)化干酪中的鋅含量,干酪中鋅含量達(dá)到280mg/kg,是普通干酪的5倍,強(qiáng)化鋅雖對(duì)干酪的口感無(wú)明顯影響,但使干酪的質(zhì)地變硬。高壓處理含有omega-3的原料乳可有效地增加干酪的omega-3含量(切達(dá)和Mozzarella干酪omega-3含量達(dá)5.49mg/g和6.64mg/g)。在原料乳中,用蛋白乳化劑作維生素D3載體,可使切達(dá)干酪中維生素D3的含量增至280IU/28g。作為益生菌的良好載體,利用不同益生特性的益生菌研制新型功能性干酪是當(dāng)前干酪研究開(kāi)發(fā)的熱點(diǎn)。目前對(duì)于如何保持干酪中的益生菌數(shù)量,以及益生菌干酪在人體中的作用和益生機(jī)理的研究較多。Santos等在山羊的飼料中添加大豆油以增加羊奶中共軛亞油酸的含量,加工益生性山羊奶干酪時(shí)添加嗜酸乳桿菌La5,結(jié)果干酪的共軛亞油酸含量和益生菌活菌數(shù)都大幅度提高。Alves等在稀奶油干酪中添加益生性雙歧桿菌Bb-12、嗜酸乳桿菌La-5以及益生元菊糖,發(fā)現(xiàn)在儲(chǔ)藏過(guò)程中發(fā)酵劑嗜