奶酪生产

世界上绝大部分的奶酪是用牛奶制作而成的，然而其他动物的奶，特别是山羊和绵羊的奶也广泛的被用来做奶酪。在欧洲（半）工业化的奶酪生产中所用的牛奶质量被严格的控制，绝大部分的奶酪是用经过热处理或者经过巴氏消毒的牛奶（全脂，低脂，或脱脂）为原料制作的，如果牛奶未经巴氏消毒，则奶酪必须在温度不低于 4 摄氏度的条件下存放 60 天发酵成熟，以防止病源生物从而确保安全食用。每个国家对于制作特别品种的奶酪，所使用的牛奶是否被要求经巴氏消毒的规定不同。

对于绝大多数品种的奶酪，其制作过程中的主要步骤是相同的。

制作奶酪的牛奶是经预处理过的，或许是针对某类奶酪添加了特定的培养菌和凝乳酶后的预发酵处理。

凝乳酶中的酶活性能够引起牛奶凝结达到固体胶状，即凝固体。之后用特殊的工具切割成小的立方体，达到预期的大小，首先促使乳清的排出。在剩下的对小立方体的处理过程中， 通过预先设计的程序对小立方体进行机械搅拌和加热，同时细菌成长，产生乳酸。细菌的成长，机械处理和加热处理，这三步的结合作用，造成小立方体的脱水收缩，即从小立方体中分离乳清。在这之后，小立方体被放置于模子当中，这些模子可以是金属的，木头的，或塑料的，这些模子的形状决定了奶酪的形状。

压榨奶酪，可以凭借自身的重量，更多的是通过从外界对模子加压。对小立方体的处理制作和压榨决定了奶酪的特征，奶酪的实际香味取决于预发酵。

以下讨论了一些奶酪制作中的不同步骤。

·巴氏消毒法

在实际的奶酪制作之初，牛奶通常经过被预先设计好的程序进行预处理，目的是为生产创造最佳条件。

对于某些奶酪，牛奶需要进行超过一个月的时间预发酵，但是没有必要经过巴氏消毒，但通常要对牛奶进行巴氏消毒。

对于非发酵型奶酪 （新鲜奶酪），采用的牛奶是必须要经过巴氏消毒。这就是说，在绝大多数国家，对于某些品种的奶酪，所采用的牛奶需要一个月的时间发酵，而无需经过巴氏消毒。

对于 Emmenthal （ 一种瑞士多孔奶酪 ） , Parmesan （ 一种意大利多年发酵有水果味道的奶酪 ） 和 Grana （ 一种意大利奶酪 ， 硬颗粒状 ）， 还有一些硬质型奶酪所使用的牛奶 ， 不能被加热至 40 摄氏度 ， 以防止影响口味 ， 香味及乳清的排出。制作这些奶酪所使用的牛奶，通常选自于那些经常有兽医检查的奶牛场。

尽管用未经巴氏消毒的牛奶制作的奶酪，被认为是有更好的味道和香味，许多生产者 （除了生产超硬型奶酪的生产者）因为经巴氏消毒过的牛奶的质量不是很可靠，他们愿意为了奶酪更好地味道和香味而承担风险，使用未经巴氏消毒的牛奶。

巴氏消毒必须有效的杀死影响奶酪质量的有害细菌，例如：大肠杆菌能够引起奶酪在早期膨胀，并且影响口味。通常运用的巴氏消毒技术是在 72-73 摄氏度的温度下，对牛奶消毒 15-20 秒。

然而孢子形成的微生物在孢子状态下能够存活于巴氏消毒过程中，当发酵的时候能够引起严重的问题。例如： 由于乳酸的发酵，酪丁酸梭菌可以形成丁酸和大量的氢气。这些气体能够完全破坏奶酪的结构（膨胀），而丁酸的味道非常难闻。

对牛奶进行更多地急剧加热处理能够降低特定风险，但也严重损害了牛奶的特性。因此，减少耐热细菌的其他方法也被使用。

传统上，在制作奶酪之前加入某些特定的化学物质，以防止膨胀和改善由耐热孢子形成细菌（主要是 酪丁酸梭菌） 引起的不满意口味。最常用的化学物品是硝酸钠 (NaNO₃)，但是在 Emmenthal 奶酪的生产中，使用过氧化氢 (H₂O₂) 。然而使用化学物品普遍受到了指责，特别是在那些化学抑制剂被禁止的国家中，被认为是采用了机械的方式减少了不需要的微生物。

发酵剂

发酵剂在奶酪的制作过程中是一个非常重要的因素，它表现出几种重要的职责。

奶酪生产中两种主要的发酵剂类型是：

- 嗜温型发酵剂，最佳温度 20-40 摄氏度之间，

- 嗜热型发酵剂，温度可达 45 摄氏度

最频繁使用的发酵剂为混合品种发酵剂，即让两种或更多品种的嗜温和嗜热型发酵剂共存，就是说让它们“互惠互利”达到最佳效果。这些发酵剂，不但能够制造乳酸，而且能够产出香味和二氧化碳。二氧化碳是必不可少的产生奶酪中圆孔和颗粒型奶酪的物质。例如： Gouda （荷兰奶酪）， Manchego （西班牙奶酪）， Tilsiter （瑞士奶酪）采用嗜温型发酵剂，而 Emmenthal ， Gruyere （瑞士奶酪）采用嗜热型发酵剂。

单一的发酵剂主要用于培养酸度和帮助降解蛋白质，例如： Cheddar （英国奶酪）及相似的奶酪。

发酵剂有三种特性在奶酪的制作中尤为重要，它们是：

- 产生乳酸的能力

- 适当降解蛋白质的能力

- 产生二氧化碳的能力

发酵剂的主要任务是培养凝结物的酸度。

当牛奶凝结，细菌细胞集中于凝结物中，也就是奶酪当中。培养酸度能够降低 PH 值，有助于凝结物脱水收缩 （凝结物的收缩伴随着乳清的脱离）。

此外，钙盐和磷盐被释放出来，影响了奶酪的密度，帮助增加了奶酪的硬度。另外一种重要的功能表现在，产酸细菌将会抑制由于巴氏消毒或再度污染而来的细菌生长，这些细菌需要乳糖，而不能与乳酸共存。

当奶酪（除了软奶酪）中的所有乳糖经发酵后，乳酸的生产便停止了。通常乳酸的发酵是一个相对较快的过程。某些类型的奶酪，例如： Cheddar, 发酵过程必须在奶酪被压榨之前完成，还有其他类型的奶酪，要在一星期之内完成。

如果发酵剂中也包括形成二氧化碳的细菌，那么凝结物的酸化过程将伴随由于柠檬酸细菌发酵而产生二氧化碳。混合品种的发酵剂中产生二氧化碳的能力是有孔奶酪的制作中所必不可少的。这些排出的气体，最初是在奶酪潮湿的情况下融入了奶酪当中，随着溶液的饱和，这些气体被释放出来就形成了孔。

硬型奶酪和某些半硬型奶酪的发酵过程是牛奶中原始的酶，和发酵剂中的细菌共同作用的结果，结合凝乳酶引起蛋白质的分解。

·凝结物制成前的其他添加剂

氯化钙

如果用来制作奶酪的牛奶质量较差，凝结物将会很软。这将导致在奶酪的制作过程中，酪蛋白和脂肪的流失，同时脱水收缩的效果也不好。

通常每 100 克牛奶中有 5-20 克的氯化钙就能达到凝结时间的常量，产生有效的凝结硬度。过多的氯化钙添加剂会造成凝结过硬，切割起来比较困难。

对于低脂奶酪的生产，如果法律允许，在放入氯化钙之前，可以在每千克牛奶中放入 10-20 克的磷酸二钠。这样由于胶状物磷酸钙的形成，将会增加凝结物的弹性，这和被凝结物截留的乳汁小球具有同样的作用。

二氧化碳

添加二氧化碳是一种改善牛奶质量的方法。二氧化碳自然的存在于牛奶当中，但是绝大部分在牛奶加工的过程中流失了。人为的添加二氧化碳目的是为了降低牛奶的 PH 值，通常 PH 值能够被降低 0.1-0.3 个单位基于原始 PH 值。这样可以缩短凝结的时间。这样的效果可以被用来获得相同的凝结时间，但可以减少凝乳酶的用量。

硝酸盐（硝酸钠或硝酸钾）

如果牛奶中含有丁酸（梭状芽胞杆菌）和 / 或大肠杆菌，在奶酪的发酵过程就会遇到问题。

硝酸盐（硝酸钠）可以用来帮助抵制这些细菌，但是剂量要根据牛奶的成分，所将要加工的奶酪类型，等等。因为过多的硝酸盐能够抑制发酵菌的成长。过量的硝酸盐能够影响奶酪的成熟，甚至阻碍奶酪的成熟。

硝酸盐的大量使用能够使奶酪的颜色发生蜕变，产生微红的条文缺陷，味道不纯。

硝酸盐的最大允许使用量为：每 100 千克牛奶中最大允许使用 30 克硝酸盐。

在过去的十年中，硝酸盐的使用已经收到了来自医学观点的质疑，在有些国家甚至是被禁止。

着色剂

奶酪的颜色很大程度上取决于乳脂的颜色，同时遭受季节性变化影响。一些颜色，例如：胡罗卜素，胭脂树中的一些自然提取物，在一些允许给奶酪着色的国家中被用来校正由于季节性变化而受影响的奶酪颜色。

叶绿素 II （对比染料）也被使用，例如：具有蓝脉的奶酪，是由于使用了对比染料是奶酪的颜色变得苍白反衬出青霉的颜色。

·凝乳酶

除了新鲜奶酪中的某些类型，例如：由脱脂乳制成的松软奶酪和粗制脱脂酸奶奶酪。在这些奶酪中，牛奶的凝结主要是靠乳酸，所有奶酪的制作，取决于在凝乳酶或相似酶的作用下凝结物的形成。

酪蛋白的凝结是奶酪制作中的基本过程，一般由凝乳酶完成，但其他的蛋白酶也能完成。而且酪蛋白酸化至等电点 （ Ph 4.6-4.7 ）。

在牛奶中放入凝乳酶后，凝结作用不久便开始发生。有关作用机理，存在若干理论，至今也不是完全明白。但是很显然，作用过程存在若干时期，通常按下列区分：

- 在凝乳酶的影响下，酪蛋白向副酪蛋白转换

- 在钙离子的参与下，副酪蛋白沉淀。

整个过程取决于牛奶的温度，酸度和钙含量，还有一些其他因素。对于凝乳酶最适合的温度是 40 摄氏度，然而在实际运用当中，通常温度较低于 40 摄氏度，主要目的是避免凝结困难。

凝乳酶是从小牛犊的胃中提取出来的，溶解强度为 1:10 000 至 1:15 000 ，这就是说在温度为 35 摄氏度下，一份凝乳酶能在 40 分钟之内凝结 10 000 至 15 000 份牛奶。从其他牛或猪的胃中提取的凝乳酶经常被用来与从牛犊中提取出来的凝乳酶混合使用（比例为 50:50 ， 30:70 等等）。粉状的凝乳酶通常比液体状凝乳酶强烈 10 倍。

动物凝乳酶的替代品

大约 50 年前，有研究开始寻找动物凝乳酶的替代品。做这些研究的主要是在印度和以色列，由于素食主义的原因，他们拒绝采用动物凝乳酶制作奶酪。在穆斯林世界里，毫无疑问用猪的凝乳酶是绝对不可以的，这也是未来找出足够替代品的一个重要原因。近些年来由于缺乏质量好的动物凝乳酶，开发其替代品的行为变得更加广泛。

主要有两种类型的凝结替代品：

- 植物凝结酶

- 微生物凝结酶

研究表明以植物为来源的凝结酶，凝结效果一般比较好。存在的一个缺点是当奶酪在储存的过程中，味道会变得发苦。

越来越多类型的凝结剂已经被研究出来，而且被冠以不同的商业名称。近段时间 DNA 技术已经被采用，由 DNA 技术开发出来的凝结剂，各种特性都已经从安全的角度出发被测试，与小牛犊凝乳酶一样。

·切割凝结物

以凝乳或凝结时间为 30 分钟为例，在凝结物被切割之前，通常要做一个简单的测试以确定乳清的排出质量。代表性的测试是，用一把刀插入凝乳中，然后慢慢的将刀抬起来，直至凝乳产生适当的破裂。当凝结物产生像玻璃一样的破裂时，就可以被认为能够被切割了。轻轻的切割凝结物至小块（ 3-15mm 取决于奶酪的类型），切得越精细，最终的奶酪中水分含量越少。

·预搅拌

在切割后，立即进行。由于切割后的小块对机械处理非常敏感，所以要轻轻的搅拌。然而切割速度要足够快，以保持小块悬浮在乳清中。凝结物的沉淀在加工槽底，会造成粘块。 这会给机器增加很重的负担。低脂奶酪的凝结物有很强烈的沉入加工槽底部的趋向，这就是说搅拌力度要相对高脂的奶酪较强一点。粘块将会影响以后奶酪的结构，同样会造成乳清中酪蛋白的流失。

·预排除乳清

对于有些类型的奶酪，例如： Gouda ， Edam 。较为理想的是除去相对小块较大量的乳清，这样热量可以由额外添加的热水提供，这样也能降低入糖的含量。一些生产者也是将乳清排放，以减少间接加热乳清所消耗的能量。对于每一种类型的奶酪，通常乳清的排除量，是这一批总量的 35% ，有时更达到 50% ，这一点非常重要。

·加热

奶酪的加工中要求将加热处理以调节凝结物的大小和酸化过程。加热能限制产酸细菌的繁殖，这样做是控制产品中的乳酸。除了细菌学上的影响，加热处理还帮助凝结物的收缩，有助于乳清的排除。

根据奶酪的种类，加热处理可通过以下方法：

- 仅在加工槽里放入加热外罩

- 不仅在加工槽内放入加热外罩，另外添加热水到凝结物与乳清的混合物中

- 仅添加热水到凝结物与乳清的混合物中

加热时间和温度的程序，取决于加热的方法和奶酪的种类。加热处理的温度超过 40 摄氏度，有时被称为蒸煮，通常出现在两个阶段。在 37-38 摄氏度下，喜温乳酸细菌的活动减弱，此时停止加热以检查酸度，之后继续加热达到最后预期的温度。高于 44 摄氏度，喜温乳酸细菌将停止活动，如果在 52 摄氏度的温度下保持 10-20 分钟，这些细菌将被杀死。

加热超过 44 摄氏度，被称为烫洗。一些类型的奶酪，例如： Emmenthal, Gruyere, Parmesan 和 Grana ，是在温度为 50-56 摄氏度下烫洗的，只有绝大部分耐热产乳酸细菌在这样的处理下生存。只有一种这样做，即 Propionibacterium freudenreichii ssp. Shermanii ，它对于 Emmenthal 奶酪特性的形成很重要。

·最终搅拌

切割后的小块的敏感性随着加热搅拌处理的过程降低。在最后的搅拌过程中更多的乳清从小块中分离出来，主要是不但由于乳酸的生长，而且由于搅拌的机械效应。

最终搅拌的持续时间根据预期的酸度和奶酪中的水分含量决定。