奶酪

奶酪基本常识

自古以来，大多数文明中曾以不同形式制作奶酪。由于种类繁多，很难对奶酪作出一个明确的定义。从广义上来讲，奶酪可被定义为牛奶浓缩物，其基础固形物主要由蛋白质（以酪蛋白为主）和脂肪构成。奶酪通过酪蛋白胶束的凝聚而形成：胶束相互交联，构成酪蛋白网络。凝乳是通过降低pH值（通过乳酸菌将乳糖发酵为乳酸或添加化学酸化剂）、添加凝乳酶、加盐，或以上方法的组合运用。

尽管酪蛋白及酪蛋白酸盐在应用上和奶酪完全不同，但其生产同样始于脱脂奶的凝固工序，包括切割凝块和清洗凝块以提高酪蛋白比例。更多内容请参见本章末段。

奶酪制作过程中产生的副产物称为乳清。乳清既有传统用途，亦具现代商业价值，可用作饲料、食品、特殊膳食及制药原料。其主要成分为水、乳糖、矿物质以及多种分子量较小的乳清蛋白，具体比例因奶源与加工方式而异。

奶酪的分类

国际粮农组织/世卫组织（FAO/WHO）A6号标准提供了广泛采用的奶酪分类方法。各类奶酪可通过结构（质地、组织）、风味与外观等特征进行区分，这些特征取决于所用原奶、菌种及生产工艺的差异。

水分含量可作为奶酪大类划分的依据，如硬质（低水分）、半硬质与软质奶酪。通常而言，硬质及一些半硬质奶酪生产时会将乳中酪蛋白与脂肪浓缩约10倍，而含水量较高的软质奶酪则浓缩约6倍。

乳清奶酪是一类在挪威、瑞典（杰托斯特奶酪）及意大利（里科塔奶酪）等地生产的奶酪。根据FAO/WHO A7号标准定义：乳清奶酪是通过浓缩乳清并经模具压制而成的产品，可添加或不添加乳及乳脂肪。

奶油奶酪属于未成熟软质奶酪，FAO/WHOC31标准将其描述为“具有温和乳脂香或酸香，是由乳酸与产香菌发酵所得之乳制品。该产品可涂抹或混合于其它食品中”。

再制奶酪区别于天然奶酪，其非直接由牛奶加工制成。依据FAO/WHO A8(b)标准，再制奶酪是以不同熟化程度的各类奶酪为原料，经热处理制成的产品。

奶酪分类术语

（来源：国际食品法典委员会，FAO/WHO，A6标准）
奶酪是一种新鲜的或经成熟的固体或半固体产品，其乳清蛋白/酪蛋白比例不高于原料乳，可通过以下方式制得：

A. 通过凝乳酶或其他适宜凝固剂，使（全部或部分）原料（牛奶、脱脂奶、部分脱脂奶、稀奶油、乳清奶油或酪乳）凝固，并排出乳清部分后的凝乳；
或
B. 采用涉及乳和/或乳源料凝固的加工技术，所得最终产品具有与上述奶酪分类体系产品相似的物理、化学及感官特性。

定义

1.1 成熟奶酪：指生产后不宜立即食用，需在特定温度与条件下贮存一定时间，通过必要的生化与物理变化形成该品种特征的奶酪。

1.2 霉菌成熟奶酪：指主要依靠内部和/或表面特征性霉菌生长完成熟化过程的奶酪。

2.3 未成熟/新鲜奶酪：指生产后短期内即可食用的奶酪。

奶酪分类

表16.1所示的分类适用于本标准涵盖的所有奶酪。但此分类并不妨碍在个别奶酪标准中规定更具体的要求。

公式 16.1

硬质与半硬质奶酪的生产

图16.1 切达和（半）硬质奶酪制作工艺流程

奶酪生产包括多个主要阶段，这些阶段对于大多数的奶酪都适用。此外，也存在某些特定品种独有的处理方式。图16.1的框图示意了硬质与（半）硬质奶酪生产的主要阶段。

酪乳经预处理，并经菌种预发酵，然后加入凝乳酶。凝乳酶的酶促作用使酪蛋白胶束相互交联，形成包裹脂肪与酪蛋白的蛋白网络，酪奶由此转变为凝乳状态。用专用切割工具将凝乳块切成所需大小的立方体——即“凝乳粒”，以便排出乳清。

在后续工序中，细菌不断增殖并将乳糖转化为乳酸。凝乳粒在搅拌的作用下进行搅拌、切割等，同时按设定程序进行冷却或加热（取决于目标水分含量），并可选择性用水洗涤（降低最终产品中的乳酸含量）。持续产酸、搅拌切割以及控制温度，三者协同，控制乳清析出速率：酪蛋白网络收缩压实，将乳清从凝乳粒中挤出。制成的凝乳装入奶酪模具（多为微孔塑料模具），使游离的乳清继续析出，这些模具决定了成品的外形、外皮及规格。

奶酪依靠自重或通过向模具加压进行压制，使凝乳在模具与顶盖之间被压实。凝乳制备、处理、压制、盐渍及贮藏（成熟）各阶段的参数，与加入酪乳中或奶酪表面的菌种/微生物种类共同决定了最终产品的特性。图16.1中的加工艺流程也显示了奶酪的加盐和贮存过程。最后，对奶酪进行表皮处理、涂膜、包裹或包装。

在切达奶酪（一种干盐法硬质奶酪）的生产中，乳清与凝乳粒分离后，凝乳粒需经过“堆酿”处理，以降低pH值（通过乳糖发酵成乳酸）并重塑酪蛋白网络结构，之后向凝乳中添加干盐。经短暂“回软”后，加盐凝乳被压成块状并进入成熟阶段。传统做法是在模具中压榨成型，现今多采用立式成型塔制成奶酪块，随后于密封的塑料袋中进行真空包装。

奶酪生产线的原奶处理

牧场的条件很大程度上决定了所生产原奶是否适合制作奶酪。除了必须严格执行全程卫生要求外，但凡正在接受抗生素治疗的病牛（或其他哺乳动物）所产乳，一律不得用于奶酪或其他乳制品生产。乳中残留的抗生素会抑制发酵微生物的生长。

用劣质青贮饲料喂饲，也会对某些奶酪品种的品质造成负面影响。

收奶

传统收奶方式——早晨由牧场把当日牛奶装入奶桶送至工厂，牛奶在称重后立即处理：经分离、标准化并巴氏杀菌，再冷却至凝乳温度，最后泵入奶酪槽。

如今，每两到三天从牧场收一次奶的做法已十分普遍。这就对牧场端原乳的处理提出了更严格的要求。收奶后必须立即将其快速冷却至4℃。这些要求同样适用于在牧场完成收奶的奶罐车司机，但凡察觉原奶有异味或任何异常，司机均有权拒收。牛乳腺炎是一种常见疾病，不仅给奶牛带来痛苦，也会显著改变乳成分与品质。农场主必须扔弃此类原奶，至少不能将这样的牛奶送到乳品厂。

在发达国家的大型牧场，提升原奶卫生水平的自动化/机器人挤奶系统已得到广泛应用。但因系统每日运行较长时间，必须定期彻底清洗乳管线。否则会导致奶酪与乳清中细菌（包括某些耐热、可耐受巴氏杀菌的菌株）数量升高。这些细菌常来自牧场管线的在线滤网等死角。有关收奶的更多信息，可参阅第1章《牛奶初级生产》与第6章《牛奶的接收储存》。

热处理与机械除菌

热处理

当奶酪生产商开始采用隔日收奶模式时，他们发现奶酪的品质时有波动。这种趋势在原奶验收后需额外贮存一天时尤为明显——即便在从收奶车转入储罐的过程中已将其冷却至4℃。若生产周期限定在每周六天甚至五天，那么原奶实际贮存时间可能会更长。在冷藏过程中，乳蛋白与乳盐的特性会发生改变，进而削弱其制作奶酪的适应性。研究表明，在5℃下贮存24小时后，约25%的钙会以磷酸盐形式沉淀。不过这种改变是可逆的。经巴氏杀菌后，钙质会重新溶解，乳的凝固特性基本完全恢复。β-酪蛋白在冷藏期间也会脱离酪蛋白胶束体系，这进一步降低了奶酪生产适应性，但该特性同样可通过巴氏杀菌几乎完全恢复。另一个同样关键的现象是：因二次污染引入乳中的嗜冷微生物群（特别是假单胞菌属）会适应低温环境，其产生的蛋白酶和脂肪酶分别分解蛋白质与脂肪。这导致从酪蛋白胶束中游离的β-酪蛋白发生分解，产生挥之不去的“苦味”。

假单胞菌产生的蛋白水解酶与脂肪水解酶还能协同穿透脂肪球膜。

这种共生作用在脂肪的酶催化下释放出脂肪酸（尤其是低分子脂肪酸），使原奶产生酸败味。

因此，若到厂原奶产出时间已超过24-48小时，且无法在12小时内进入加工程序，建议将其冷却至约4℃，或最好进行热处理。

热处理指采用65℃加热15秒的温和处理，随后冷却至4℃，经此处理后原奶仍呈磷酸酶阳性。该技术主要应用于到厂后需继续贮存12-48小时的原奶，旨在抑制嗜冷菌群的繁殖。在4℃下贮存的原奶“临界保存期”通常为挤奶后48至72小时。图16.2展示了收奶站的设备配置。

目前许多奶酪厂将分离（降低脂肪含量）、除菌分离（降低芽孢数）和/或微滤（降低微生物数）工序集成于热处理模块中。

巴氏杀菌

在生产线生产奶酪前，原奶通常需经过预处理，以确保最终产品的食品安全，或为生产创造最佳条件。

各国法规或特定奶酪定义会明确规定原奶是否必须经过巴氏杀菌；若无需杀菌，则需说明如何保障消费者安全。大多数类型的奶酪均采用巴氏杀菌奶制成。

用于生产传统埃门塔尔奶酪、格鲁耶尔奶酪、帕玛森奶酪、格拉钠奶酪及部分特硬质奶酪的原奶，其加热温度不得超过40℃，以免影响风味、香气及乳清排出效果。这类奶酪所用原奶通常来自经严格筛选的牧场，其畜群需接受定期兽医检验。

尽管使用非巴氏杀菌奶制作的奶酪被认为具有更佳风味与香气，但多数生产商（除特硬质奶酪制造商外）仍会对原奶进行巴氏杀菌。这是因为原奶品质极难稳定到让他们愿意承担不杀菌所带来的风险。巴氏杀菌能均衡每日原奶中的菌群组成，避免对自动化生产或稳定的批次生产造成干扰。

巴氏杀菌必须足以杀灭致病菌，同时还需消灭可能影响奶酪品质的细菌（如大肠菌群），这类细菌可能导致早期“涨袋”并产生不良气味。

因此，最常采用的标准巴氏杀菌条件为72–73℃持续15–20秒。

然而，耐热菌或芽孢状态的微生物能在此条件下存活，并在成熟过程中引发严重问题，比如丁酸梭菌，它能通过发酵乳酸产生丁酸及大量氢气。丁酸会带来令人不悦的滋味，而氢气则会彻底破坏奶酪的质地。

更强烈的热处理虽可降低此类特定风险，但会因增加乳清蛋白变性而严重影响酪奶的整体生产适应性。这在品质与法规层面均不可接受，同时也会限制乳清在后续加工中的应用功能（天然乳清蛋白的功能特性至关重要）。为此，生产中采用其他方式来降低耐热菌数量。

传统做法是在生产前向酪乳（或在凝乳制作时添加到凝乳-乳清混合物中）加入特定化学制剂，以防止由耐热芽孢菌（主要是丁酸梭菌）引起的“涨袋”及不良风味发展。最常用的化学制剂是硝酸钠（NaNO₃)，而在埃门塔尔奶酪生产中还会使用过氧化氢（H₂O₂)。然而，由于化学制剂的使用备受争议，在奶酪/乳清生产或消费中禁止使用化学抑制剂的国家，已普遍采用机械手段来减少有害微生物数量。这些化学抑制剂不仅可能影响发酵剂中的部分添加菌种，其残留物最终还会进入乳清，对其后续应用可能造成严重影响。

图16.2 酪乳接收流程配置

1. 脱气罐
2. 过滤器
3. 流量计
4. 缓存罐
5. 热处理及冷却或仅冷却
6. 奶仓

机械除菌

除菌分离机

如第7.2章所述，采用专为去除芽孢和细菌而设计的全密闭式分离机，将特定菌株形成的芽孢从原奶中分离。

由于芽孢密度高于原奶，实践证明除菌分离机能有效降低原奶中的芽孢数量。此类除菌分离机通常将原奶分离为两个部分：一路是经分离后细菌芽孢含量较少的原奶，一路是含有芽孢及部分细菌的浓缩物（称为除菌浓缩液）。

在以生产优质奶酪及乳粉为目标的应用中，除菌分离机与乳脂分离机串联安装。

芽孢分离通常选择与乳脂分离相同的温度条件，一般为50–55℃。

除菌分离机有两种类型：

• 两相型
• 单相型

两相除菌分离机在顶部设有两个出口：

• 一个出口通过特殊顶部分离盘连续排出重相（除菌浓缩液）。
• 另一个出口排出已除去芽孢和细菌的轻相。

单相除菌分离机在转鼓的顶部设有一个出口，用于分离除菌后的原奶。而细菌浓缩液收集于转鼓的沉渣区，按预设间隔通过鼓壁排渣孔排出。

两种型式可自由组合，使奶酪及其他用途的乳中芽孢数达到最优化。

工艺方案备选

除菌分离机的配置方式灵活多样，此处给出三种示例：

两相型连续排渣除菌分离机

如图16.3所示，该方案在气密条件下运行，可连续排出无气泡的芽孢/细菌浓缩液（重相）。该浓缩液占进料流量的3-10%（通过外置变频泵调节），通常经灭菌处理后与主线汇合。灭菌机有多种型式可选：板式热交换器、管式或浸入式加热器。典型的热处理条件为120–130℃持续数秒至一分钟，足以灭活梭菌属微生物的芽孢。冷却后，除菌浓缩液可与已净化的原奶混合，再一同巴氏杀菌（72℃持续15秒），最后换热冷却至凝乳温度。

图16.3 连续排渣除菌分离机（含排渣液灭菌与回填功能）

1. 巴氏杀菌机
2. 离心分离机
3. 自动标准化系统
4. 两相除菌分离机

此类连续排渣式除菌分离机适用于以下场景：

• 可对灭菌后的除菌浓缩液进行回填。
• 除菌浓缩液可用于其他产品，其高强度杀菌足以彻底灭活微生物。

在额定产能下，除菌分离机可去除约98%的梭菌芽孢及95%的好氧菌芽孢。

单相型间歇排渣除菌分离机

为达到与前述方案同等的芽孢去除效果，建议同样按额定产能运行。单相除菌分离机产生的除菌浓缩液，通过转鼓壁的排渣孔以15-20分钟预设间隔间歇排出。这意味着收集的除菌浓缩液浓度极高，体积占比仅为进料量的0.15-0.2%。浓缩液重新混入酪乳之前必须先经灭菌。该流程如图16.4所示，在泵送至灭菌器前，除菌浓缩液需与净乳后的牛奶混合稀释（约占进料量1.8%），以获得足以进行有效灭菌的流量。排渣泵（5）的启停与分离机排渣系统的运行模式联动。若法规不允许重复利用除菌浓缩液，可将其排入下水道或收集至专用储罐。

图16.4 单相型间歇排渣除菌分离机和灭菌机

1.巴氏杀菌机
2. 离心分离机
3. 自动标准化系统
4. 单相除菌分离机
5. 排渣泵 

另一种方案是采用连续排渣式除菌分离机，并将芽孢浓缩相回流至分离机进料口。由此芽孢被收集于分离机沉渣中间歇排出。此法既可减少需灭菌回用芽孢浓缩相的体积，也能在废弃沉渣时最大限度降低乳料损失。

双机串联单相除菌分离机

仅通过单次芽孢分离处理往往不足以保证效果——尤其当原奶中芽孢含量较高，或生产对芽孢敏感的奶酪品种时（例如低盐、高水分、需较高成熟温度的马士丹类奶酪）。采用两台此类分离机串联工作时，梭菌芽孢去除率可达99%以上。图16.5展示了串联配置的两台单相除菌分离机共用一套灭菌装置的工艺流程。该方案同样适用于连续排渣式分离机组。

图16.5 单相除菌分离机串联及杀菌机

1. 巴氏杀菌机
2. 离心分离机
3. 自动标准化系统
4. 单相除菌分离机

前述浓缩液处理程序在此依然适用。（在多数情况下）双机串联足以在不添加任何抑菌化学品的前提下生产出合格奶酪。但出于安全考量，在预期芽孢负荷极高的季节，若奶酪或乳清消费所在国的法规允许，部分乳品厂仍会在法规允许范围内添加少量化学抑制剂。

微滤

人们早就了解，孔径约0.2微米的膜可将水中的细菌滤除。

但在牛奶微滤过程中，难题在于大多数脂肪球及部分蛋白质的尺寸与细菌相当或更大。若选择如此小孔径的滤膜，将导致滤膜迅速堵塞。因此，实际生产中仅对脱脂奶相进行微滤处理，而用于标准化脂肪含量所需的稀奶油（在前期工序中与脱脂奶分离）通常与微滤获得的细菌浓缩保留液共同进行灭菌处理。微滤技术的原理详见第7.4章《膜过滤技术》。实践中多选用1.4微米孔径的滤膜，以降低保留液中的蛋白质浓度。此外，蛋白质会形成动态膜，进一步防止微生物通过。

该微滤系统配备间接式灭菌单元，可对用于脂肪标准化的足量稀奶油与膜过滤保留液进行协同灭菌。

图16.6展示了配备微滤单元的原奶处理系统。该微滤装置采用双回路并联工作模式。进厂原奶经预热至适宜分离温度（通常60-63℃）后，被分离为脱脂奶与稀奶油。通过标准化装置，将预设量的稀奶油（足以使酪乳达到目标脂肪含量）导入灭菌设备。

图16.6 采用双回路微滤并对细菌浓缩液与标准化用稀奶油进行协同灭菌的酪乳处理流程

1. 缓存罐
2. 巴氏杀菌机
3. 离心分离机
4. 自动标准化系统
5. 灭菌设备
6. 微滤模块

同时，脱脂奶经灭菌设备的独立冷却段降温至50℃（常用的微滤膜运行温度）后进入微滤系统。

脱脂奶被均分为两股，分别进入并联回路；经膜分离后形成含菌浓缩液（保留液，约占流量5%）与除菌相（渗透液）。

两路的截留液汇合后，与用于标准化的稀奶油混合进入灭菌设备。经120-130℃数秒灭菌后，混合液冷却至约70℃再与渗透液重新混合。随后整体经70-72℃持续15秒巴氏杀菌，最终冷却至约30℃的凝乳温度。

凭借其卓越的除菌效率，该微滤方案可在不添加任何抑菌化学品的前提下，生产硬质及半硬质奶酪。

标准化

图16.7 牛奶中蛋白与脂肪含量季节性波动示例（基于五年平均值）

奶酪种类常按干物质中脂肪含量（FDS，或称干基脂肪含量FDM）进行分类。因此，必须通过去除部分脂肪（以稀奶油形式）来相应调整酪乳的脂肪与蛋白质比例。某些情况下也可对酪乳的蛋白质含量进行标准化。为此，需全年监测原奶的蛋白质与脂肪含量，并将其比例标准化至目标值。图16.7展示了牛奶中脂肪与蛋白质含量的全年波动范围。

最终的脂肪、蛋白质及干物质比例是影响奶酪得率与品质的关键因素。

脂肪标准化

脂肪标准化可通过两种方式实现：分离后在线将部分稀奶油与脱脂奶混合（参见第7.2章“在线自动标准化系统”相关内容），或在罐中将全脂奶与脱脂奶混合后进行巴氏杀菌。标准化也可在奶酪槽中进行，而非提前标准化，以此提升生产灵活性。为达到目标干基脂肪比，必须根据蛋白质含量（更理想的情况是以酪蛋白含量为基准）调整脂肪含量。为实现精准标准化，奶酪厂需严格追踪脂肪与蛋白质从原奶到成品奶酪的留存率。这些留存率会受季节（如酪蛋白含量波动）、乳源类型（如奶牛品种）及奶酪种类的影响。

蛋白质标准化

可通过膜过滤技术（常用超滤）或添加脱脂奶粉来调节乳蛋白质水平。例如，可将蛋白质含量提升至相当于全年最高水平的恒定值。

当采用超滤提高蛋白质含量时，牛奶中总干物质（包括乳清蛋白）水平随之上升，这将影响奶酪生产过程并最终决定奶酪品质。也可通过微滤脱脂奶对酪蛋白组分进行标准化，使大部分乳清蛋白进入渗透液相，从而在不增加总蛋白的前提下提升酪蛋白含量。

脱脂奶微滤不仅利于奶酪生产，也便于乳清后续加工。微滤渗透液经超滤处理后，可获得主要含天然乳清蛋白的超滤保留液（称为天然乳清或理想乳清），几乎不含脂肪、微生物及奶酪副产物（如酪蛋白巨肽、色素、氯化钙、发酵剂、凝乳酶和凝乳屑等），这些杂质在多数乳清基产品中均属不受欢迎成分。

酪乳中的添加剂

对于大多数奶酪品类而言，制作过程中不可或缺的添加剂是发酵剂与凝乳酶。针对某些奶酪类型，可能还需要一些其他成分，如氯化钙（CaCl₂）及酸。

偶尔也会添加溶菌酶这种酶制剂，以抑制梭菌属微生物。

发酵剂

发酵剂是奶酪制作中的关键要素，承担着多重功能。

奶酪生产主要使用两类发酵剂：

• 主发酵剂：用于启动乳糖发酵生成乳酸，从而降低pH值。在许多情况下，这类发酵剂还会在奶酪后期成熟阶段持续发挥作用，改善质地并形成风味。发酵剂可以是扩培菌种（在奶酪工厂，在扩培罐中用脱脂奶接种扩培），也可以从专业供应商处采购直投式发酵剂（浓缩深冷菌种或冻干菌种）。

• 辅助发酵剂：作为直投式发酵剂的典型代表，用于赋予特定风味或质地。其作用机理多源自菌种产生的特定酶系。

  上述发酵剂可基于两大菌种类型：

• 嗜温型菌种：最适作用温度介于25-40℃
• 嗜热型菌种：作用温度最高可达50℃

最常用的是含两种及以上菌株的复合菌种发酵剂，各菌株在功能上可相互协同。复合菌种通常由嗜温菌或嗜热菌的混合物构成，有时也会兼含两类菌种。这些发酵剂不仅能产生乳酸，还可生成气体（氢气、二氧化碳）与风味组分。二氧化碳对圆孔奶酪的孔眼形成至关重要，也有助于颗粒型奶酪保持疏松结构。例如，高达奶酪、蒙契格奶酪和太尔西特奶酪以嗜温型发酵剂为基础，而埃门塔尔奶酪和格鲁耶尔奶酪则是采用嗜热型发酵剂的典型代表。

单株发酵剂主要用于仅需产酸并促进蛋白分解的奶酪，如切达奶酪及相关品类。为降低噬菌体（专侵发酵剂的病毒）增殖，也广泛使用混合菌株发酵剂。

在奶酪制作中，发酵剂有三项关键特性：

1. 产生乳酸
2. 分解蛋白质与脂肪
3. 在特定需求工艺中产生二氧化碳（CO₂）

发酵剂的首要任务是在凝乳中生成乳酸以降低pH值，此举不仅影响风味、质地的形成，更能有效延长产品货架期。

当牛奶凝固时，微生物菌种随酪蛋白网络的形成被截留在凝块中；然而，在将凝块切割为颗粒状时，部分菌种会随乳清流失。若未及时对乳清进行冷却或巴氏杀菌，残留菌群将持续发酵乳糖产酸，进而影响乳清品质。

乳酸的产生使pH值下降，这不仅促进析水（即凝块收缩并排出乳清），还促使钙盐与磷酸盐溶出；这些盐类能调节奶酪质地的紧实度，增强凝块硬度。

产酸菌的另一重要功能是抑制杂菌生长——这类杂菌或依赖乳糖生存，或无法耐受乳酸及高酸环境。

当奶酪（某些软质奶酪除外）中乳糖被完全消耗后，乳酸发酵即告终止。该过程通常进展迅速。因大多数菌株耐盐性差，切达、高达等奶酪品类必须在加盐前完成发酵。

若发酵剂中含有产氢（H₂）/二氧化碳（CO₂）的菌种，则在产酸过程中，会伴随产生氢气和二氧化碳气体。混合发酵剂中的异型发酵菌可产生CO₂，是圆孔或不规则孔眼奶酪的必备条件。生成的气体先溶解于奶酪水相，当溶液达到过饱和状态后，气体析出形成气孔。

部分新鲜奶酪（如特沃劳格）在酸化过程中因产气导致凝块密度降低，最终在奶酪槽中浮于乳清表面。

硬质及部分半硬质奶酪的成熟过程，是糖酵解、蛋白水解与脂肪分解作用协同进行的结果；牛奶中固有酶、发酵剂菌酶及凝乳酶共同作用，将蛋白质分解为肽类及氨基酸等组分。

发酵剂异常

在奶酪生产过程中，有时会出现酸化迟缓或无法产酸等发酵异常现象。最常见的原因之一是原奶中残留有用于治疗乳房疾病的抗生素。另一个常见原因是噬菌体——这类耐热病毒广泛存在于空气与土壤中。二者对发酵的危害已在第12章《菌种与发酵剂制备》中详述。

造成异常的第三类因素来自乳品厂使用的洗涤剂与灭菌剂，其中操作疏忽（尤其是消毒剂使用不当）是引发发酵异常的常见诱因。

氯化钙 (CaCl₂)

当酪乳中钙离子浓度偏低时，形成的凝块会偏软，造成酪蛋白和脂肪大量流失，并削弱析水效果。

通常每100公斤酪乳中添加5-20克氯化钙，即可稳定凝固时间并获得足够紧实的凝块。适量添加氯化钙还能减少凝乳酶用量，因氯化钙能促进酪蛋白胶束交联形成网络结构，有效包裹脂肪球与菌种。但过量添加会使凝块过硬，导致切割困难。更严重的是，超量的钙离子将进入乳清，在后续乳清加工时于蒸发器表面形成结垢，从而缩短设备连续运行周期并降低热效率。

二氧化碳 (CO₂)

添加二氧化碳可提升酪乳品质，因其具有抑菌作用。牛奶中天然含有二氧化碳，但大部分会在加工过程中散失。通过人工手段补充二氧化碳可降低乳料pH值，进而缩短凝乳时间，促使酪蛋白释放部分结合钙，以及减少凝乳酶用量。

着色剂

奶酪的色泽在很大程度上取决于乳脂肪的天然颜色，并会随季节更替产生波动。在仍允许使用着色剂的国家（奶酪生产国或消费国），通常会采用胡萝卜素、胭脂树橙等色素来修正这种季节性色差。

在蓝纹奶酪和菲达奶酪中，还会加入绿色叶绿素（对比色剂），使成品呈现“苍白”底色，以突出蓝霉菌的效果。

凝乳酶

除主要通过乳酸凝乳的农家奶酪、夸克奶酪等新鲜奶酪，以及采用加酸凝乳的白奶酪、印度奶酪外，大多数奶酪的生产都依赖于通过酶解作用使酪蛋白胶束失稳而形成凝乳。该过程由凝乳酶（以凝乳酶为主的酶浓缩液）或类似酶制剂触发，促使胶束相互交联构建酪蛋白网络。

酪蛋白凝固是奶酪制作的基础工序，通常使用凝乳酶完成，但也可选用其他蛋白水解酶（常与氯化钙协同使用以加速酪蛋白网络形成）。另一种方法是通过添加酸剂或发酵乳糖产酸，使酪蛋白达到等电点（pH 4.6-4.7，此时酪蛋白胶束间斥力消失）。实际生产中亦存在多种工艺组合。

凝乳酶的活性成分是一种名为胃蛋白酶的酶；该酶加入牛奶后，凝固随即发生。该过程分阶段进行，通常作如下区分：

• 在凝乳酶作用下将酪蛋白转化为副酪蛋白
• 副酪蛋白在钙离子存在下交联形成酪蛋白网络

整个过程受乳料温度、酸度、钙含量及其他因素调控。凝乳酶的最适作用温度约为40℃，但实际多采用较低温度（31–33℃），主要是为了精准控制凝块硬度。

传统凝乳酶从犊牛胃黏膜提取，以浓度为1:10000至1:15000的溶液形式销售（即1份凝乳酶在35℃下40分钟内可凝固10000–15000份乳料）。牛源与猪源凝乳酶也常与犊牛凝乳酶复配使用（配比50:50、30:70等）。粉状凝乳酶的凝乳效能通常可达液体的10倍。

动物凝乳酶的替代品

对动物凝乳酶替代品的研发最初主要在印度和以色列展开，原因是素食主义者拒绝接受用动物凝乳酶制作的奶酪。在穆斯林世界，猪源凝乳酶更是被严格禁用，这成为寻找合适替代品的另一重要动因。近年来，优质动物凝乳酶的短缺使得对替代产品的兴趣日益浓厚普遍。

替代性凝固剂主要有两种类型：

• 来源于植物的凝固酶
• 来源于微生物的凝固酶

研究表明，植物酶制剂通常具有良好的凝乳能力，但其缺点在于奶酪在储存期间极易产生苦味。

研究人员通过对各类细菌和霉菌进行研究，已将其所产生的凝乳酶以不同商品名称推向市场。

近年来，DNA技术得到应用，一种特性与犊牛凝乳酶完全相同的DNA重组凝乳酶通过全面测试，目前已广泛应用于奶酪制造业。

其他酶系统

多家研究机构与配料供应商正致力于开发并提供分离的酶系统及菌株（作为成熟酶的载体/提供者），用于加速奶酪的熟化或抑制成熟过程中的不良副作用（比如苦味）。

乳清组分

根据奶酪类型及法规要求，将乳清中的部分组分重新加入酪乳中用于奶酪生产，或利用乳清的热能对酪乳进行换热，均是常见做法。具体方法参见第18章《乳清预处理》。

奶酪制作模式

各类奶酪的生产均需历经多个阶段，并遵循经多年实践总结出的工艺原理。每种奶酪都有其特定的生产配方，且常带有地域特色。

以下阐述几种基础加工方案：

凝块生产

乳料处理

如前所述，用于生产大多数奶酪的乳料，需先标准化至适宜的脂蛋比，并在泵入奶酪槽前进行巴氏杀菌。但对于基于原奶直接进行生产加工的奶酪除外（如传统瑞士埃门塔尔奶酪或帕玛森奶酪）。

除非是复原乳，否则用于奶酪生产的乳料通常不经均质处理。均质会使脂肪球粒径变小，更难被酪蛋白网络包裹，导致乳清中脂肪损失增加；此外，均质过程会破坏脂肪球的保护膜，易使成熟奶酪产生异味。

但在以牛奶为原料的蓝纹奶酪和白奶酪这一特例中，通常会在15-20%的脂肪含量下进行均质。此举旨在使产品色泽更白，更重要的是，使乳脂肪更易发生脂解作用生成游离脂肪酸，从而为这两种奶酪提供关键风味。

进料

在所有奶酪生产中，都应避免在向奶酪槽输送乳料时混入空气。因为空气会导致凝块表面形成泡沫层或内部产生气穴，增加乳清中凝乳碎屑，造成额外的脂肪与蛋白质损失。

因此，酪乳应通过底进的方式（底进底出）进入凝乳槽、或设计独立的底部进料阀或有抑泡式设计的顶部进料阀进入罐内。

同时必须避免乳料输送管路中夹带空气，例如：防止奶仓与平衡罐中产生涡流、压力降过大、剧烈空穴现象，以及密封件或管道连接处漏气或破损。

发酵剂添加

发酵剂通常在凝乳温度下、于奶酪槽进料过程中加入。提前添加发酵剂基于三个目的：

1. 确保菌种均匀分布
2. 为后续工序获得更长的酸化时间以达到适宜pH值
3. 使菌种有足够时间适应新环境

从接种到开始增殖所需的时间（亦称预成熟时间）约为30至60分钟，深冻型发酵剂尤其需要此阶段。

发酵剂所需用量依奶酪种类而异。关于各类发酵剂的更多信息，请参阅第12章《菌种与发酵剂制备》。

添加剂与凝乳

多数工厂在进料时同步添加氯化钙，以增强乳的凝固性能（加酶前投入）。例如，无水氯化钙盐的添加量可为20克/100公斤乳料。

凝乳酶的添加量为每100公斤乳料使用最多30毫升强度为1:10000至1:15000的液体凝乳酶。为确保分散均匀，需用至少两倍于凝乳酶体积的水进行稀释后再添加。添加凝乳酶后，需对乳料充分搅拌约5分钟。自加酶起5-7分钟内必须停止一切搅动，让乳料完全静止，以免破坏凝固过程，并避免酪蛋白流失至乳清中。

为促进凝乳酶在整罐乳料中的均匀分布，可采用自动添加系统。此类系统通过沿奶酪槽长度方向分布的多个注入点，将经适量水稀释后的凝乳酶喷洒于乳料液面。

凝块切割

图16.8 凝固传感器

凝乳时间通常约为30分钟，但具体时长因奶酪种类、凝乳酶强度、乳料温度及成分而异。在切割凝块前，通常需进行简易测试以确认其达到适宜硬度。常规操作是将刀片插入凝固的乳表面，然后缓慢向上提起，直至出现清晰断裂面。一旦观察到玻璃状分裂裂痕，即可判定凝块达到切割标准。这仅是对凝固完成度的定性确认。

许多奶酪制造商通过在奶酪槽内安装凝固传感器，对凝固过程进行定量监测与验证，自动判断凝固进度与切割时机。其原理是利用光散射和反射的变化。凭借经验数据，传感器读数能准确判定切割时机，还能量化季节因素等外部条件对凝乳的影响，并通过工艺调整补偿差异，确保凝乳结果稳定可靠。

图16.9 凝乳过程监测曲线示例

切割工序将凝块轻柔地切割为1-15毫米的颗粒（具体尺寸依奶酪类型而定）。通常切割越细，成品奶酪含水量越低，但凝乳颗粒表面积与体积比增大，脂肪与蛋白流失也越多。切割可以缩短乳清从凝块内部向表面排出的时间，加速后续析水进程。析水是指收缩的酪蛋白网络将含有可溶性成分、乳糖、乳清蛋白、矿物质以及大量水分的乳清排出的过程。

切割工具设计多样。在现代密闭卧式奶酪槽中（图16.10），切割与搅拌由焊在同一水平轴上的组合框刀完成，该轴由变频驱动装置带动。框刀根据旋转方向实现双重功能：正向时，锋利的径向不锈钢刀将凝块切成颗粒；反向时，安装在框刀前端的搅拌叶与刀背圆弧共同对凝粒进行温和而有效的搅动。

图16.10 配备切割搅拌框及乳清过滤器的密闭卧式奶酪槽

1. 复合式切割搅拌工具
2. 变频电机驱动
3. 加热夹套
4. 原位清洗喷嘴
5. 人孔盖
乳清排放过滤器（未图示）

此外，奶酪槽还可选配：

• 凝乳酶分配管、进料口及凝乳酶料斗，确保凝乳酶均匀分布
• 温度与液位传感器
• 凝固传感器
• 自动乳清过滤器，通过排出部分乳清（从凝乳颗粒析出的乳清）以适应下游设备处理能力，或为洗涤水腾出空间
• 对于低乳清排放量工况，可在槽体锥端设置不同高度的出口阀及回流管道作为替代方案
• 凝乳洗涤水喷嘴，向奶酪槽内喷洒洗水（通常也会通过乳清过滤器），既用于最终清空时的冲洗，也可连接原位清洗系统进行在线清洗

图16.11 双轴密闭卧式奶酪槽（配备复合式切割搅拌框）

预搅拌

切割工序刚结束时，凝乳颗粒对机械处理极为敏感，因此搅拌动作必须轻柔。但同时，搅拌速度又需足够快，以确保颗粒悬浮于乳清中。凝乳在槽底沉积会形成结块。低脂奶酪的凝乳极易沉底，这意味着其搅拌强度需高于高脂凝乳。

结块会对奶酪质地产生负面影响，因结块会包裹乳清，导致最终质地中出现白色酸斑——这是由于乳酸含量较高、pH值较低（乳糖被乳酸菌转化为乳酸）所致。

对凝乳颗粒的机械处理以及细菌持续产酸（降低pH值），共同促进了析水，从而从颗粒中排出更多乳清。

切割与初始搅拌过程总计20分钟，将凝块分离为悬浮于三倍乳清体积中的凝乳颗粒。

图16.12 复合式切割搅拌工具刃口剖面图（图示锋利切割刃与钝面搅拌刃结构）

首次排放乳清

对于高达、哈瓦蒂、太尔西特、马士丹和伊丹等硬质与半硬质奶酪，需洗涤凝乳颗粒以降低其内部乳糖含量，并控制奶酪最终pH值——这是获得典型光滑质地的关键因素。先排出部分乳清（称“头道乳清”）可为洗涤水腾出空间。通常加多少洗涤水就排多少头道乳清，这是因为头道乳清品质较高（乳酸含量极低、菌种数量低），又能最大限度减少稀释残留乳清中乳糖所需的洗涤水量。减少洗涤水意味着后续需从乳清中去除的水量更少，加热或冷却的负荷也更低。

添加的洗涤水通常也用于凝乳制作第二阶段的温度控制。对于多数奶酪类型，温度会升高以加速析水，从而更快地从凝乳颗粒中排出乳清。而对于低脂奶酪，则通过洗涤水适当降温，以提高成品含水量并软化高蛋白质地。

有些生产商倾向于通过凝乳槽加热夹套（通常为蜂窝夹套）间接通热水，对部分凝乳进行升温。

对于埃曼塔尔奶酪等洗涤水用量少的奶酪，更需对凝乳颗粒进行额外间接加热。排放头道乳清对降低间接加热的能耗也很重要。对于各类奶酪，每次排放等量的乳清（通常为批次体积的30-50%）至关重要。

尽管图16.10未示出，但密闭式全机械化奶酪槽可配备乳清排放系统。通过伺服气缸控制纵向开槽管式过滤器的升降。

该过滤器通过旋转接头连接吸乳清管并穿过槽壁与外部吸口相连。安装于过滤器上的液位电极控制提升装置，使过滤器在排乳清期间始终保持在液面下方。可通过乳清排放系统中的流量计控制预设排量。

排乳清时通常停止搅拌，因此必须保持高排放能力，将无搅拌时间（凝乳颗粒沉降时间）控制在8分钟以内，以防颗粒沉积结块。故总乳清通常分两次排放：第二段/最终排放安排在凝乳工序结束时，再次抽走剩余部分的乳清。

更简易的排乳清方式是“壁孔法”，即在凝乳槽端壁固定高度开若干孔。此法成本较低但存在缺陷。乳清只能排至固定液位、排放能力低，且与提升式过滤器相比乳清中细屑损失更大。特沃劳格奶酪（东欧广泛生产的新鲜奶酪），无法使用乳清过滤器，因为其发酵剂含有产气菌，使凝乳颗粒密度低于乳清。一旦停止搅拌，凝乳便会浮到乳清液面。此时只能通过槽壁低于浮层的孔口排放乳清。

加热/热煮/烫洗

奶酪制造过程中必须进行热处理，以控制析水速率（即乳清排出，直接影响成品水分含量）、颗粒大小、颗粒外皮形成及凝乳酸化进程。温度曲线直接影响产酸菌的生长速度，从而控制乳酸生成速率。除抑菌作用外，热量还会促进凝乳收缩，同时伴随乳清排出（即析水）。根据奶酪类型的不同，可通过以下方式进行加热（或冷却）：

• 向凝乳/乳清混合物中添加合适温度的洗涤水
• 通过凝乳槽夹套中的冷/热水进行换热
• 结合洗涤水添加与夹套间接冷却/加热

加热的时间与温度程序取决于加热方法及奶酪种类。升温至 40℃以上（有时亦称“热煮”）通常分两段进行。显著升温会影响所添加的发酵剂：超过38℃时，嗜温乳酸菌活性下降；超过44℃时，嗜温菌完全失活；若在52℃下保持10-20分钟，则菌体死亡。采用较高加热温度和/或仅使用嗜热发酵剂的奶酪品种，才能从这些高温工艺中受益。

切达奶酪通过夹套通热水（传统上用蒸汽）进行热煮，升温速率通常为0.2–0.5℃/分钟。加热至44℃以上通常称为“烫洗”。某些奶酪品种，如埃门塔尔、格鲁耶尔、帕玛森和格拉纳，烫洗温度高达50–56℃。唯有最耐热的产乳酸菌能在此条件下存活。费氏丙酸杆菌谢氏亚种便是其中之一，它对埃门塔尔奶酪特有风味的形成至关重要。

最终搅拌

随着加热与搅拌的进行，凝乳颗粒的机械敏感性逐渐降低。在最终搅拌阶段，由于设定的温度曲线、乳酸的持续生成以及搅拌的机械（“碰撞”）作用，更多乳清从颗粒中被排出。

最终搅拌的持续时间取决于奶酪所需的酸度与水分含量。

对于大多数硬质与半硬质奶酪而言，凝乳制作的总时长（从向乳料中添加凝乳酶开始，到将奶酪槽中物料送至下游工序为止）通常需要90至120分钟。但根据生产线配置与制酪师的经验偏好，也存在耗时更短或显著更长的情况。

凝乳制备结束时的乳清排放

在许多凝乳制作工艺中，建议在将奶酪槽中物料送至下游工序前，进行第二次或最终的乳清排放，这可减轻下游设备的排水负荷。

新鲜奶酪品类

部分新鲜奶酪采用不同的凝乳工艺，其耗时或短或长。

Queso fresco是一种非发酵型奶酪，其乳料不添加发酵剂，因此乳糖不会被转化为乳酸。该品类通过凝乳酶实现凝固，由于成品水分含量高，凝块无需切成小颗粒，也只需短暂的析水时间。整个凝乳工序可持续近一小时。

农家奶酪采用乳酸凝固法，通常辅以少量凝乳酶。通常做法是向脱脂奶接入发酵剂，并给予菌种充足的时间将乳糖发酵为乳酸，直至pH值降至4.6-4.7（酪蛋白胶束等电点）时乳料凝固。此过程可能需要6小时以上。随后将凝块轻柔切割为大小均匀的颗粒，通过搅拌促进析水，并通过加热（促进表皮形成并终止发酵活性）来强化颗粒结构。整个凝乳工序可持续近10小时。根据成品特性，可对凝乳进行水洗以去除部分乳酸，该工序多在奶酪槽下游完成，也可在槽内进行。凝乳颗粒即为最终产品。后续工序包括分离乳清、洗涤冷却凝乳颗粒，并与奶油混合进行调味。特沃劳格奶酪同样属于乳酸凝固型新鲜奶酪，达到等电点（pH4.6-4.7）需耗时约12小时。传统做法是将凝块轻柔地分成大块，随后在缓慢搅拌和适度加热下进行析水，以控制水分。整个凝乳过程约15小时；结束时，可从凝乳层下方排出部分乳清。产气菌会使凝乳密度降低，静置后凝乳浮于乳清上方。最后，凝乳被送至下游工序进行乳清分离和成型。

印度奶酪是不使用发酵剂的酸凝新鲜奶酪，通过向热乳中添加酸液直达等电点实现凝固。高温下大部分乳清蛋白变性，这些变性蛋白留在凝块中，帮助结合水分，提高成品含水率。凝固后仅需极短析水时间，即可进入下游成型工序，整个凝乳过程通常不足一小时。

某些新鲜奶酪，如奶油奶酪、queso fresco或白奶酪（类似菲达奶酪）可不经奶酪槽直接成型，即利用包装容器作为凝乳槽。这类“液态灌装奶酪”的乳料先经超滤预浓缩至成品组分（已考虑添加配料的影响），对浓缩乳进行热处理以延长货架期，必要时酸化（如白奶酪）。酸化可通过接种乳酸菌发酵实现，或在灌装前添加GDL（葡萄糖酸δ内酯）快速完成。预浓缩乳与适量凝乳酶及盐（如适用）直接灌入零售包装，在密闭包装中常温静置数小时后，即可凝固形成奶酪质地。

乳清的最后去除和凝块处理原理

排乳清处理

一旦凝块达到所需的酸度和硬度，就需要将乳清从凝块中去除。当使用连续式排乳清设备（如Casomatic或cheeseformer的成型柱）时，需在奶酪槽内预先设定合适的乳清排放量，以获得适合下游设备的凝乳/乳清比例。其他连续排乳设备（如切达机）对此要求较低。

凝乳/乳清混合物中的乳清以三种形式存在：

• 凝乳颗粒间的乳清——游离乳清
• 包裹在凝乳颗粒内部的乳清
• 与蛋白质结合的水分

游离乳清在凝块压制过程中可以很轻易地排出。

颗粒内部的乳清较难去除，但酸度增加并施加机械力（如搅拌）可使其部分转化为游离乳清而排出。

结合水在正常奶酪工艺下无法排出。

排乳清过程必须温和，避免对凝乳施加过大外力。排乳清期间，凝块颗粒在成型柱或预压槽的压力作用下变形并部分粘合。

根据凝乳在分离乳清后的处理方式不同，可制得不同类型的奶酪：

• 若先分离乳清，再将颗粒装模、翻转和/或压榨，得到开孔或颗粒状质地的奶酪，如太尔西特、哈瓦蒂
• 若将颗粒铺层酸化，则得到致密质地的奶酪，如切达、工业马苏里拉。
• 若在凝乳槽槽内酸化制得水分含量较高的凝乳颗粒，则得到成型或碎状新鲜奶酪。
• 若在凝乳槽槽内酸化制得水分含量较高的凝乳颗粒、并水洗、冷却，再与奶油或调味奶油混合，则得到农家奶酪。
• 若在排乳清与预压阶段让凝乳始终浸在乳清液面下，则得到圆孔型奶酪，如埃门塔尔、马士丹、高达或伊顿。

在后续加工前，凝乳颗粒的以下相关参数对奶酪品质至关重要：

• 水分含量
• 温度
• 脂肪含量
• 酸度
• 凝乳颗粒尺寸及分布
• 凝乳强度与可变形性

粒纹质地奶酪

将凝乳/乳清混合物泵过过滤筛板，也可采用振动/旋转筛。凝乳颗粒与乳清分离后直接排入成型柱，在重力作用下相互交联。随后在柱底将压实的凝乳柱切断，得到凝乳块，装入微孔模具并压榨，形成表皮致密的奶酪。由此制得的奶酪呈现出带有不规则或机械孔洞的质地，亦称为粒纹质地（如图16.13）。由于凝乳颗粒在收集压榨前暴露于空气，未能完全融合，致使大量气穴留存于奶酪内部。成熟过程中产生并释放的二氧化碳会填充并逐渐扩大这些气穴。

图16.13 粒纹质地奶酪

致密质地/圆孔奶酪

圆孔奶酪（图16.14）的生产需使用产气菌（Sc.cremoris/lactis、L. cremoris和Sc. diacetylactis）。埃门塔尔奶酪中的大孔则由丙酸杆菌形成。

图16.14 圆孔奶酪

对圆孔形成机制的研究表明，当凝乳颗粒在乳清液面以下聚集压实时，凝乳内部会形成微小空腔。发酵剂菌群开始增殖时产生的气体最初溶解于液相，但随着菌群持续增殖，局部过饱和会导致小气孔形成。后期当底物耗尽导致产气停止时，扩散作用成为主导过程。

图16.15 奶酪产气与孔眼形成

（瑞典隆德SMR研发部 H.Burling博士提供）

较大气孔会继续扩大，而小气孔则逐渐消失。大气孔以小气孔为代价实现扩张，是表面张力作用的结果——扩大大气孔所需的气压低于小气孔。这一过程如图16.15所示，期间部分二氧化碳会从奶酪中逸出。

可采用两种系统来实现凝乳颗粒浸没在乳清下，并持续排放乳清：传统卧式预压槽或更受工业界青睐的立式排乳清成型柱。立式排乳清成型柱主要有两类：用于硬质/半硬质奶酪的排乳清装模系统，及用于新鲜奶酪的奶酪成型机系统。

系统选择取决于以下因素：

• 生产的奶酪类型
• 批次或连续生产模式
• 工厂产能
• 奶酪品类与规格的灵活性要求
• 香草、香料等辅料的添加需求
• 自动化水平
• 投资规模

连续排乳系统

连续排乳清、成型与装模机提供了一套先进的排乳清系统。针对新鲜奶酪品类，通常采用奶酪成型柱系统（参见图16.16）。图16.17（左）展示了单柱型排乳清装模系统。另有配置可换模芯的多柱式机型（见图16.17中）。芯内可布置1-16根排乳清管，以适应不同规格奶酪。

图16.16 奶酪成型机模块

自动连续排乳清装模系统需配备两个（偶尔三个）缓存罐，以持续供应恒定比例的凝乳/乳清混合物。其中一个缓存罐接收来自上游奶酪槽的批次凝乳-乳清混合物，并留出时间脱除潜在的夹带空气，另一罐则同步向排乳清装模系统成型柱供料。有时使用第三个缓存罐来优化生产节拍，延长脱气时间。缓存罐必须在进料结束后才启动排空，以确保整个排空周期（批次时间）内成型柱进料的乳清/凝乳比例恒定。缓存罐内的搅拌动作也是凝乳最终成型工序的组成部分。单柱处理能力约为1300公斤/小时，具体取决于奶酪的形状、类型与重量。多根成型柱通常并列布置，通过并联模式在模具输送线上完成填充作业，以满足整线产能需求。

图16.17 连续排乳清成型柱采用模块化设计，数量可根据工厂产能调整。

左：单柱型排乳清装模系统，中：多柱型排乳清 装模系统，右：缓存罐组

多柱式机型的产能则取决于奶酪类型、规格及芯内排乳清管数量。半硬质圆孔奶酪产能范围为1000-3000公斤/小时。根据整线产能需求，可安排多套成型柱系统并联作业。

新鲜奶酪成型机系统直接由上游奶酪槽的凝乳-乳清混合物供料。该设备通过每单元16-24根成型柱实现乳清分离与凝乳定型，形成特定的窄型奶酪块。成型后的新鲜奶酪块经侧向输送，通过人工或自动方式置入零售包装。

图16.18 排乳清装模系统工作原理

1. 凝乳/乳清混合物缓存罐
2. 容积进料泵
3. 排乳清柱
4. 检视窗
5. 乳清排出管线

缓存罐

缓存罐为立式不锈钢锥底罐，配有蜂窝夹套用于冷却，以减少成品水分波动。罐内搅拌器位于下部锥形段。其转速与罐内料位联动调节——搅拌强度必须适中，才能向排乳清装模系统提供恒定比例的凝乳/乳清混合物。

缓存罐在连续排乳清系统中的功能：

• 形成均匀的凝乳/乳清混合物进料
• 衔接批次凝乳生产与连续排乳清工序
• 冷却凝乳/乳清混合物，精确控制最终奶酪含水量
• 对凝乳/乳清混合物进行脱气
• 延长搅拌周期并释放奶酪槽以投入新批次生产
• 将凝乳与香草、香料等辅料混合

凝乳与乳清通常按1:3.5-5.0的比例存于罐内，由变频容积式泵送至各成型柱。

单柱型系统

单柱型系统可制作一种预设形状的凝乳块（高度可调）。生产圆孔奶酪时，凝乳/乳清混合物在乳清液面以下进入成型柱。柱内填充“凝乳床”，但乳清液位始终高于凝乳层，以避免空气混入。

图16.19 乳清经柱壁开孔区排出

成型柱截面可为圆形或矩形，以适应不同奶酪的生产需求。乳清以设定流速穿过凝乳床，到达三段排乳清区中的任意一段后（只要该段柱壁带孔）流出。通过排乳清调节阀来控制流量，同时监测由此产生的凝块床紧实度（以床层压差即乳清流阻衡量），两者均按配方设定，最终在排乳清柱下端形成压实均匀的凝块床。大部分乳清在上部排乳清段排出，而最终压实度则在最下段达成，使凝乳床从中心到边缘获得均匀压实，确保奶酪质地完整匀称。
 

若生产颗粒状奶酪，可在柱顶选配预排水筛网。此时乳清经凝乳床上方排出，在排乳清柱内形成与空气接触的凝乳床。该颗粒结构的紧实度可通过调节凝乳床高度、滞留时间及凝乳颗粒特性等多参数控制。

经压实的凝乳床承托于水平切刀之上。按预设间隔，刀口打开，凝乳床下降至底部计量腔的投料高度，随后关闭刀口，将计量腔内凝乳床的底端切断，形成凝块。

操作序列如下：

• 滑动托板移至成型柱下方，计量托板经腔体上升至切刀正下方
• 切刀开启，凝乳床落在计量托板上，随后下降至设定高度（以获得压榨后奶酪的目标重量与高度）
• 切刀闭合切断凝乳块（同时排乳清柱底封闭）
• 计量托板可上顶对凝乳块进行预压
• 计量托板下降至底部位置
• 载有凝乳块的计量托板与滑动板前移至待装模具上方
• 计量托板快速回撤，凝乳块落入模具
• 滑动托盘复位至成型柱下方，计量托板再次上升准备下一轮计量装模循环

通过精准控制凝乳床压实度、自动调节排乳清柱下方腔体内凝乳块高度，并结合下游可预测的凝乳压榨工艺，最终确保奶酪成品重量精准可控。

多柱型系统

图16.20 各柱配有可更换的柱芯，赋予奶酪所需形状与尺寸

多柱型排乳清装模系统为立式设备，可在奶酪规格与形状上提供更高的生产灵活性。其内部排乳清模具芯及基座单元的若干部件，可在原位清洗过程中进行中途冲洗后更换，以适应下一批次凝乳块的尺寸要求。排乳清的模具芯可单管（圆型或矩型，如高达奶酪的欧式块型）或多管（最多配置16根小管，如伊顿球型奶酪）。

更换时，用吊装设备将模具芯吊至柱体相邻平台。多套柱系统通常并列布置，共享同一条模具输送线传送奶酪。所用模具须具有统一外径尺寸。当使用多管模具芯时，必须采用与模具芯管位布局相同的多腔模具。

凝乳/乳清混合物从缓存罐泵送至多柱系统顶部。切向进料口配合旋转分料器，确保各排乳管均匀进料。生产圆孔奶酪时，乳清液位始终高于凝乳层。

生产颗粒奶酪时，则需在柱顶加装预排乳清筛网。

经由两段（小规格奶酪）或三段穿孔区排出乳清并压实凝乳床，这点与单柱系统相同。凝乳块向模具的传送方式略有差异：计量板保持位于排乳柱下方，凝乳块沿过渡板滑移至已就位（多腔）模具上方的闸板装置。开启闸板后，凝乳块即落入模具。

奶酪成型机

奶酪成型机与单柱型排乳清装模系统一样，采用预设的排乳清柱。这些排乳清柱共用一个底座单元。

凝乳/乳清混合物由奶酪槽直接供料。在排乳清柱顶部的进料口处，大部分乳清可通过一块斜筛网预先分离。剩余的凝乳与乳清被分配到共用柱顶的两排排乳清柱中。

残余乳清穿过已形成的凝块床，经穿孔柱壁排出。系统通过施加局部真空进一步抽出乳清，实现最终压实。

所有排乳清柱的凝乳床承托于同一把切刀上。当切刀开启时，所有凝乳床落到定位的计量板上，计量板降至预设计量高度。随着切刀闭合，压实凝乳床的底面被切断，形成奶酪块。

成型奶酪块落在两条输送带上，被送至侧方进行人工或自动装袋，作为零售包装。

所有型号的连续排乳清与装模系统均按原位清洗要求设计配置。

预压槽

在批次操作的预压槽中完成乳清排放，并对凝乳进行预压，然后进行分块与定型。

预压槽由不锈钢敞口槽体构成。槽体前端设门，装料后可关闭，端壁覆有带孔筛板用于乳清排放。筛板位置非固定，可根据奶酪种类、凝乳量及凝乳层厚度等参数进行调节。

槽底铺设有可前后移动的排水滤带，乳清通过滤带及前后端筛板排出。该塑料滤带还在排乳完成后负责将凝乳床输送出槽。

凝乳/乳清混合物通过人工或自动方式在槽内平铺为均匀层。若生产颗粒状奶酪，凝乳以相同方式分布，但需先将乳清滤出并收集至储罐。

凝乳床通常由气动压板进行预压，该压板带孔以利乳清排放。

压榨工序结束后，开启槽体出料端，塑料滤带将整块凝乳床输送预设距离，随后通过一组静态或移动式切刀将凝乳床分割为矩形凝乳块，以便装入模具进行最终压榨。

奶酪模具

从排乳清设备输出的凝乳块被放入模具中进行最终压榨。模具的形状应与成品奶酪的形状一致。凝乳块装入模具后，在其上方放置盖板。该盖板必须与模具开口精确匹配，以最大限度减少边缘不规则现象。装满的模具被输送至压榨工段。在此区域，模具上方的气动缸分3-10个逐级升压的步骤将模具盖板压入模具。通过计算压榨缸的气压，使作用于奶酪表面的有效压力控制在50至450克/平方厘米之间，具体数值依奶酪类型而定。

模具主要用以实现以下功能：

• 去除凝乳块中大部分残留乳清
• 在奶酪表面形成稳定的外皮
• 获得规整均匀的奶酪形状
• 为奶酪提供达到最终正确pH值所需的酸化时间

奶酪在模具中的总滞留时间各有不同，通常为60至100分钟，具体取决于奶酪类型、规格及制酪师的偏好，但也存在比上述范围更短或更长的处理时间。其中，酸化时长往往是关键的时间控制要素。

模具与盖板均采用微孔结构。传统模具内部衬有网布或衬布，而微孔模具内壁设沟槽，利于乳清排放及外皮形成。大多数奶酪模具由塑料制成，但部分工厂仍在使用传统不锈钢模具。其结构设计必须具备极高刚性，以承受压榨、输送及机械化处理过程中的各种应力。每个模具和压盖在一次生产运行中会多次使用，在接收下一块凝乳进行压榨之前，都要经过模具冲洗或清洗。

因此，它们必须能够耐受常规清洗剂和高温，因为在生产循环中大约每2小时就会清洗/冲洗一次。

压榨

凝乳完成入模后即进入最终压榨工序，该过程旨在实现五个目标：

• 促进残留乳清最终排出
• 形成特定质地
• 达到预期酸化程度
• 奶酪成型
• 为需长期成熟的奶酪品种生成外皮

压榨速率与施加压力需根据奶酪品类特性进行调整。初始阶段应实施渐进加压，若骤然施加高压会导致表层致密化，致使水分被锁闭在奶酪内部造成湿软质地缺陷。

压榨工艺参数的设定取决于以下因素：

• 奶酪规格尺寸
• 凝乳温度
• 脂肪含量
• 酸度水平
• 模具类型
• 奶酪中残留乳清量
• 可用压榨时间

压榨系统

压榨系统可分为开放式与密闭式两种构型。密闭式原位清洗压榨机适用于高产能生产线，其优势在于卫生等级高且能更好地维持奶酪温度稳定性。特别关注乳清品质与生产效率的制造商可选择配备乳清收集盘的开放式压榨系统，该系统的托盘既承载模具又可收集压榨析出的乳清，确保乳清保持良好卫生状态。乳清托盘式压榨系统还免除了每日对压榨机和托盘输送带进行耗时且高成本的原位清洗。

压榨机满载时，凝乳块将在受控条件下被压制成具有致密表皮的奶酪。压力值、增压间隔及总压榨时间均实行自动控制。压榨系统采用同步装卸料设计，可实现设备利用率最优化。完成压榨的凝乳块在下游工序进行脱模，随后输送至盐渍系统。模具、盖板（及乳清托盘）经清洗机冲洗或清洁后，返回模具填充区循环使用。

图16.21 配备乳清收集托盘的开放式压榨系统

切达奶酪

切达奶酪通常采用不产气的发酵剂制作，主要为产乳酸菌，如乳酸乳球菌乳脂亚种和乳酸亚种。

然而，其特定加工技术可能导致形成空腔，即所谓的机械孔洞，如图16.22所示。

图16.22 带典型机械孔洞的致密质地奶酪

当凝乳pH值降至约6.0-6.1时（约在凝乳后两小时），排出乳清，并对凝乳进行名为“堆酿”的特殊处理。

典型的切达奶酪凝乳不经过水洗，因此无需向奶酪槽中添加洗涤水，也无需从槽中排放乳清（除非为适应下游设备排水能力）。但即便排放，其量也极少，常采用简易的“壁孔法”排液。因此，常规切达奶酪槽一般不配备乳清过滤系统。

切达机

最常见的切达机配备四条独立变频调速输送带，它们上下叠放于不锈钢壳体内，或分装于两个独立壳体中。在设备进料口，凝乳颗粒通过筛网与乳清分离。凝乳/乳清混合物均匀分布在专用排水筛网上，大部分乳清在此被去除。随后凝乳落至首条穿孔排水带/输送带，该排水带带搅拌器以进一步排出乳清。为进一步减少细屑损失，可选配双筛网系统：第一道筛网分离的乳清流入第二道更窄的筛网，以截留细小凝乳屑；这些凝乳屑随即回落到第一条排水带的凝乳床上。每条输送带均设有挡板控制凝乳层宽度。第二条输送带上凝乳开始粘连融合，随后转至第三条输送带进行翻转并完成堆酿（通过调整蛋白纤维定向改变奶酪质地）。

在第三条输送带末端，凝乳被粉碎成均匀碎条，落至第四条输送带。对于搅拌型凝乳（如科尔比奶酪），可在第二、三条输送带加装搅拌器持续翻动，防止凝乳颗粒粘连，此时绕过粉碎工序。

末段输送带为熟化输送带（图16.23），在此段入口加盐并静置，使盐分渗入凝乳。熟化过程中持续搅拌凝乳以防粘连，并促进盐分均匀吸收。加盐与熟化系统也可设于独立壳体内。

图16.23 加盐融合输送带

另一加盐方案为滚筒混盐系统（图16.24和16.25）。凝乳经粉碎后称重并按比例加盐，随后与盐一同进入带螺旋叶片的混合滚筒进行高效混合。加盐后的凝乳进入最后一条输送带完成熟化。

首条输送带可配备洗涤水系统，用于生产前述科尔比奶酪（及其他美式奶酪）。

对于帕斯塔费拉塔类奶酪（马苏里拉、卡什卡瓦尔、披萨奶酪等），仅需两或三条输送带即可满足生产。虽然堆酿是其工艺一环，但粉碎后的凝乳块在蒸煮拉伸前通常不加盐。

无论输送带数量多少，设备均配有连接原位清洗系统的喷嘴，确保彻底清洁。为减少清洗导致的停机时间，此类带式设备通常可分段清洗。

图16.24 配备滚筒混盐系统的切达机

成型机系统

长期以来，生产形状规整、规格统一的块状产品一直是切达奶酪制造商面临的关键难题。块状成型机系统通过采用真空处理与重力喂料相结合的方式，成功解决了这一问题。如图16.25所示，经粉碎与加盐处理的凝乳碎块在真空作用下被输送至塔体顶部。随着塔内填满，凝乳开始融合形成连续的柱状凝乳体。

图16.25 用于切达奶酪脱乳清、堆酿、粉碎与加盐的切达机

1. 凝乳/乳清混合物进料
2. 过滤网
3. 凝乳搅拌器
4. 凝乳翻转
5. 粉碎机
6. 加盐
7. 混合滚筒
8. 真空输送管道

在整个程序运行中，系统对柱状凝乳体实施抽真空与真空释放的循环操作，最终在设备底部产出无乳清、无气泡的均匀产品。标准规格的凝乳块（通常重约18-20公斤）经自动切割、推出并装袋后，直接输送至集成在生产线中的真空封口单元。该过程无需后续机械压榨。

虽然自动装袋系统已广泛应用，但也可采用人工方式将塑料袋套在成型机的出料口。

图16.26 切达类奶酪块状成型机系统

系统提供不同型号的塔体以满足产能需求：标准型块状成型机的实际柱高约8米，产能约为1000公斤/小时（具体取决于奶酪类型与重量）。

如图16.26所示的高效机型产能可达约1600公斤/小时，柱高约9米。此高产能的实现，源于对凝乳柱与来自切达机的凝乳颗粒输送分别采用独立的真空系统。通过对凝乳柱体施加更高效、更持久的真空作用来实现产能提升，此类机型需配备两套真空单元。

所有塔体及其底座单元均配备原位清洗管，确保获得彻底的清洗与消毒效果。

帕斯塔费拉塔类型奶酪的热煮和拉伸

帕斯塔费拉塔奶酪以具有“弹性”丝状凝乳为特征，这是通过对酸化凝乳进行热煮拉伸而获得的。这类“拉丝奶酪”——波萝伏洛、马苏里拉和卡乔卡瓦洛——源自意大利南部。如今，帕斯塔费拉塔奶酪不仅在意大利，更已在全球范围内生产。若干东欧国家生产的卡什卡瓦尔奶酪也属于此类。“低水分马苏里拉”、“工业马苏里拉”和“披萨奶酪”等术语，常用来描述为满足披萨制造商需求而设计的帕斯塔费拉塔奶酪产品。

图16.27 连续式帕斯塔费拉塔奶酪热煮拉伸机

1. 进料斗
2. 恒温热水箱
3. 双螺杆
4. 螺旋输送

凝乳经堆酿和粉碎后，当乳清酸度达到约0.7–0.8%乳酸（31–35.5°SH）时，凝乳碎块被输送至充满65–70℃热水的卫生级热煮拉伸机中。亦可采用现代设备，向热煮拉伸机中注入蒸汽，或通过夹套及螺杆对凝乳进行间接加热，直至凝乳被加热拉伸至光滑、有弹性且无结块。此过程中的混合用水及凝乳中析出的水分通常会被收集，并与乳清一同分离，从而回收脂肪。

拉伸与混合必须彻底。成品中的“大理石纹路”通常源于混合不充分、水温过低、凝乳酸度不足或三者兼有的原因。

大规模生产常使用连续式热煮拉伸机。图16.28展示了一台热煮拉伸机。螺杆速度可调，以实现最佳工作模式。热煮水的温度和液位可持续控制。酸化凝乳根据进料方式（螺杆输送或气力输送）被连续送入设备的进料斗或旋风分离器。在生产卡什卡瓦尔奶酪时，热煮拉伸机中可能使用含盐5–6%的盐水替代清水。然而，温盐水腐蚀性极强，因此水槽、螺杆及所有与盐水接触的设备部件都必须由特殊的耐腐蚀材料制成。

图16.28 连续式帕斯塔费拉塔奶酪热煮拉伸机

制模成型

由于帕斯塔费拉塔奶酪常被加工成多种形状（如块状、球状、梨形、香肠形、条状等），其定型工艺难以一概而论。不过，对于工业马苏里拉/披萨奶酪等方形或矩形产品，可采用自动模制成型机。如图16.29所示，此类设备通常配备螺杆及旋转式模具填充系统。

图16.29 旋转式制模冷却机（披萨奶酪用模制成型机）

凝乳在55–65℃的温度下进入模具。为稳定奶酪形态并便于脱模，成型后的奶酪必须进行冷却。经预冷的奶酪通常被投入盐水槽，以进一步降温、硬化表皮并吸收盐分。盐渍完成后即可进行包装。

条状奶酪则需配备专用设备：通过挤出机确定条状外形，定量切割装置控制长度，并配合盐水槽及包装机完成后续工序。

图16.35展示了帕斯塔费拉塔类奶酪生产线。

盐渍

在奶酪与绝大多数食品中，盐通常作为调味品使用。然而，盐还具有其他重要作用，例如抑制发酵剂活性，并延缓与奶酪成熟相关的细菌进程。向凝乳中加盐会通过渗透压效应以及对蛋白质的盐析作用，促使更多水分排出。该渗透压效应可类比为在凝乳表面产生吸力，从而将水分析出。奶酪的典型盐含量为0.5-2.0%。但蓝纹奶酪与白奶酪品种（如菲达奶酪、杜米亚蒂奶酪等）的盐含量通常达3-7%。

加盐导致酪蛋白胶束中的钙钠离子交换，也对奶酪质地产生积极影响，使其口感更显细腻柔滑。一般而言，半硬质奶酪凝乳通常在pH值达到5.3-5.6时（即添加发酵剂后约4-5小时，且原料乳不含抑菌物质的前提下）进行盐渍处理。

图16.30 帕斯塔费拉塔奶酪加盐机

干盐添加

干盐添加可通过人工或机械方式实施。人工操作时，工人从称好的盐桶或类似容器中取盐，在乳清完全排出后，将盐尽可能均匀地撒布于凝乳表面。为确保分布均匀，可对凝乳进行5-10分钟的搅拌。机械撒盐存在多种方式：其中一种是与连续式切达机末端工序中为凝乳碎块加盐的方法相同。

另一种是用于帕斯塔费拉塔奶酪（马苏里拉）生产的局部干盐添加系统（图16.30），该干盐添加机安装在热煮拉伸机与制模机之间。通过此配置，可将常规8小时的盐水浸渍时间缩短至2小时，并大幅减少盐渍作业面积。

采用干盐法的奶酪品类包括切达奶酪、工业级帕斯塔费拉塔奶酪及美式奶酪。

盐水浸渍法

盐水浸渍系统形式多样，从简易型到高度自动化设备均有应用。最常用的系统仍是将奶酪置于盛有盐水的容器或槽中浸渍。容器应存放于约12–16℃的低温室内。

针对大规模生产的盐水浸渍奶酪，有多种基于浅层浸渍或格架式盐水槽系统可供选择。

采用盐水浸渍的典型奶酪品类为硬质与半硬质奶酪。此外，工业级帕斯塔费拉塔奶酪块也常经短暂批次盐水处理以吸收少量盐分，但其主要目的在于冷却奶酪并定型。

格架式浸渍

在格架式盐浸系统中，奶酪被放置于多层专用架。通常每架承载一槽（批次）的奶酪产量。行吊将整架吊入盐水槽，按预设时间完成浸渍；浸渍完成后提升，卸下奶酪，再送往包装或成熟间。

图16.31展示了格架式盐浸系统。

图16.31 格架式浸渍系统

深槽式浸渍

深槽式盐浸系统中，奶酪经漂浮装入可升降的浸渍架。浸渍架分多层，每层带孔，逐层装填漂浮进来的奶酪。通常从最底层开始，当一层装满后，笼体下降一格。浸渍笼一般按多层设计，可收集多批次奶酪。

多数情况下，浸渍架在盐水池中通过升降的方式来实现奶酪的漂浮进出。也可通过行吊将浸渍架移至指定装卸位，同样依靠漂浮完成奶酪出入操作。

总体而言，深槽式浸渍多用于长时间浸渍，因为同一笼内首批与末批奶酪的浸渍时长差异较大，系统常按“先进后出”原则运行。

若浸渍时间短，这种差异会导致盐吸收不均。为使浸盐时间更加均匀，可在半程时将已装笼的奶酪全部转出，并重新装入空笼。原笼顶层奶酪转入新笼底层。

盐水必须循环穿过各满载笼体，以不断更新奶酪表面的盐液。盐水湍流循环系统兼具着奶酪输送与盐液的循环。

盐水的制备

盐水与奶酪之间的渗透压差，会导致奶酪中的部分水分及其可溶性组分（乳清蛋白、乳酸及矿物质）被析出，同时吸收氯化钠。在制备盐水时，必须充分考虑这一原理。因此，需定期检测盐水的组分与温度。

食盐通常在盐水罐中溶解。除将盐溶解至目标浓度外，还需调节盐水pH值（例如用食品级盐酸调至4.6-4.8），且必须始终低于奶酪的最终pH值。所用盐酸必须不含重金属及砷。当然可使用乳酸或其他“无害”酸类。

同时应添加氯化钙，使盐水中的钙含量达到0.1-0.2%。盐水中的钙水平通常通过钙钠离子交换维持稳定。

表16.2可作为盐水制备的参考指南。通常设有盐水缓存罐，当盐水槽未完全被奶酪填满时，可从罐中抽取盐水补足；而当奶酪装满盐水槽时，盐水则回流至缓存罐。

常用盐水浓度为18–23%，温度控制在10–16℃之间。浸渍时长取决于以下因素：

• 该奶酪品种的盐含量要求
• 奶酪规格——尺寸越大，需时越长
• 盐水的浓度与温度

盐水处理

除调整盐水浓度外，还必须控制盐水的微生物状况，否则会出现多种质量缺陷。一些耐盐微生物能分解蛋白质，导致表面发粘；另一些则可能产生色素，造成表面变色。当使用浓度低于16%的稀盐水时，由盐水引发微生物污染的风险最高。此外，盐水温度越高，有害微生物滋生的风险也越大。

若盐水总量有限，有时会采用巴氏杀菌。

•  盐浸系统的卫生设计至关重要；应确保易于清洁、无死角、无难以触及的区域。理想情况下，整个盐架应完全浸没在盐水以下，避免任何部件暴露于气液界面。正是盐水与空气交界处残留的泡沫和脂肪为细菌提供了生长条件，此区域必须人工清洁。
• 系统设计还需确保已杀菌与未杀菌的盐水不会混合（若适用）。
• 盐水具有腐蚀性，热交换器必须使用钛等耐腐蚀材料，但这类材料成本较高。
• 需注意的是，巴氏杀菌会破坏盐水的离子平衡，导致磷酸钙沉淀，部分会附着在热交换器板面，部分则沉积于盐水槽底部形成淤泥。

其他减少或抑制微生物的方法包括：

• 对经过滤的盐水进行紫外线照射，且处理后不与未处理的盐水混合。
• 微滤已成为最具吸引力的盐水净化方案，通常仅对循环盐水的一小部分进行过滤，每周让全部盐水通过微滤单元一次即可满足要求。超滤主要用于工业级帕斯塔费拉塔奶酪的盐水系统，因其脂肪含量较高。

表16.3列出了若干奶酪品类的盐含量参考值。

奶酪的成熟与贮存

成熟（熟化）

除新鲜奶酪外，所有奶酪在凝乳后均需经历一系列微生物、生化及物理变化过程。这些变化作用于乳糖、蛋白质及脂肪，构成一个成熟周期，该过程在硬质、半软质与软质奶酪间存在显著差异，即便在同类奶酪内部也存在较大区别。

乳糖分解

针对不同奶酪品类开发的工艺技术，其核心始终在于调控乳酸菌的生长与活性。通过这种方式，可同步影响乳糖的发酵程度与速率。前文已说明，在切达奶酪的堆酿过程中，乳糖在凝乳装模前已基本完成发酵。而对于其他奶酪，应控制乳糖发酵，使其大部分在压榨阶段完成，最迟在贮存的第一周——或至多两周内分解完毕。

所产生的乳酸大部分被乳中的缓冲组分（多数已留存于凝块内）在奶酪内部中和。因此，在成品奶酪中乳酸以乳酸盐形式存在。在后续阶段，乳酸盐为丙酸菌提供适宜底物——该类微生物是埃门塔尔、格鲁耶尔及类似奶酪菌群的重要组成部分。除生成丙酸与乙酸外，此过程还产生大量二氧化碳，直接促成上述奶酪中大圆孔的形成。

乳酸盐亦可被丁酸菌分解。若此时其他条件仍利于该发酵，除某些挥发性脂肪酸和二氧化碳外，还会产生氢气。这一缺陷发酵发生在后期，氢气可导致奶酪爆裂。

许多硬质与半软质奶酪常用发酵剂不仅能促使乳糖发酵，还可同步分解奶酪中的柠檬酸，由此产生的二氧化碳有助于形成圆孔与颗粒状孔洞。

乳糖发酵由乳酸菌中的乳糖酶催化完成。

蛋白质分解

奶酪（尤其是硬质奶酪）的成熟，首先以蛋白质分解为特征。分解程度极大地影响成品质量，特别是质地与风味。

参与蛋白分解的酶系来源：

• 凝乳酶
• 微生物
• 纤溶酶（纤维蛋白溶解系酶）

凝乳酶的唯一作用是将副酪蛋白分子分解为多肽。这一初始分解使细菌酶对酪蛋白的后续分解远快于直接分解完整分子。对于埃门塔尔、帕玛森等经高温热煮的奶酪，纤溶酶在此初始分解阶段发挥重要作用。

而在太尔西特、林堡等半软质奶酪中，两种成熟过程并行发生；既有常规硬质凝乳酶奶酪的成熟路径，也存在表面菌膜层特有的成熟过程。后者因表面细菌较强蛋白水解作用，蛋白质被进一步分解，最终产生氨。

贮存

目前大多数工业化生产的奶酪采用“包膜成熟”技术，即奶酪在制成后被装入塑料袋，经抽真空后密封。这些密封包装的奶酪被放入托盘或纸箱，置于冷库中随时间温和熟化。贮存期间有时需倒垛，以确保这些奶酪成熟条件均匀一致。

传统上，奶酪是在专用的成熟间，通过控制室内温湿度进行自然成熟的。贮存的根本目的在于创造必要的外部环境，尽可能精确地调控奶酪的成熟周期。对于各类奶酪，在成熟各阶段都需在库房中维持特定的温度、相对湿度、空气循环及流速组合。

贮存条件

不同品种的奶酪需在贮藏室内保持各自的温度与相对湿度（RH）。

气候条件对成熟速率、重量损失、外皮形成及表面菌群（如太尔西特、罗马杜尔奶酪等）的生长有极其重要的影响。换言之，它决定了奶酪的整体特性。

带表皮奶酪多为硬质、半硬质类型，可涂布塑料乳液、石蜡或蜡质涂层。

无皮奶酪则覆盖塑料薄膜，或通常在真空条件下采用半透性/收缩性塑料袋包装。

奶酪包覆处理具有双重目的：

1. 防止水分过度散失
2. 保护表面免受污染和杂质侵入

以下四组示例展示了不同奶酪品类贮藏条件的多样性：

1. 切达类奶酪通常在4–8℃低温、相对湿度低于80%的环境中成熟。此类奶酪一般先以塑料膜或袋包装，再装入纸箱或木箱后运至仓库。为满足不同消费者偏好，成熟周期可从数月至8-10个月不等。
2. 其他类型的奶酪，如马士丹奶酪与埃门塔尔奶酪，需先在8-12℃的“初熟库”贮藏约2周，随后转入19-22℃的“发酵库”存放约3周，最后在8-12℃的成熟库继续熟化数月。各阶段相对湿度均维持在85-90%。
3. 涂膜处理类奶酪（太尔西特、哈瓦蒂等）的典型工艺为：先在14–16℃、相对湿度约90%的发酵库存放约两周，期间用含盐溶液的专用涂膜菌液接种表面；待涂膜层达到要求后，移至10–12℃、相对湿度90%的成熟库再贮藏2–3周。最后洗去涂膜、包箔，转入6–10℃、相对湿度约70–75%的冷库直至出库。
4. 其它硬质及半硬质奶酪（如高达），可先在10–12℃、相对湿度约75%的“初熟库”存放数周；接着在12–18℃、相对湿度75–80%条件下成熟约3–4周；最后转入10–12℃、相对湿度75%的成品库，完成最终特性定型。

上述温湿度值为近似范围，同类奶酪中不同品种存在差异；且湿度参数不适用于薄膜包裹或装袋成熟的奶酪。

空气调节方法

图16.32 采用托盘系统的奶酪仓储

为维持奶酪成熟库所需的温湿度，通常需配置完善的空调系统；库内须持续排出奶酪释放的水分，若外界空气湿度高，除湿将变得困难。新风需先通过制冷方式除湿，再经过精准加湿与加热处理，才能达到所需工况。

此外，将湿度均匀分布到库房所有区域也颇具挑战。

空气分布管道虽能提供一定帮助，但管道自身易受霉菌污染且难以彻底清洁。因此，管道系统的设计必须便于清洗和消毒。

仓储布局与空间要求

仓储布局取决于奶酪品类。为硬质和半硬质奶酪安装固定货架是传统解决方案。

目前更普遍的是托盘货架或箱式库，此类方法还能实现紧凑式仓储。图16.32展示了适用于自然成熟（半）硬质奶酪的木质层板货架成熟库。

塑料袋包装的奶酪，通常会被装入箱体或堆码于托盘上，从而实现高密度存储。虽然托盘不能直接堆叠，但可通过托盘货架实现立体存放。

市场上有专业公司可提供从传统货架到计算机系统管理的各级仓储方案，并能针对不同系统提供空调优化建议。

奶酪生产线

本章后续内容将仅针对典型奶酪品类的生产线配置进行示例说明。

切达奶酪生产线

切达奶酪及其类似品类是全球产量第二大的奶酪。其非脂固体水分含量（MFFB）通常为55%，按此标准可归类为硬质奶酪（尽管已接近半硬质奶酪临界值）。高度机械化生产线的工作原理如图16.33所示。

图16.33 切达奶酪机械化生产流程图

1. 奶酪槽
2. 切达机
3. 成型机
4. 真空封口
5. 称重与纸箱包装机
6. 速冷库
7. 成熟库

凝乳通常采用经巴杀的标准化奶制作。凝乳制作约2-2.5小时后，当pH值降至约6.3，将凝乳/乳清混合物从奶酪槽泵入连续式切达机（2）。此过程通常不预排乳清。

为维持连续进料，数个奶酪槽需按固定时间间隔（例如每20分钟）依次清空。经约2.5小时堆酿处理（包括在凝乳pH值5.3时进行粉碎与干盐添加）后，凝乳碎块通过真空输送至成型机（3）。需配备足够数量的成型机以保障生产连续性。

每台成型机出料口可由人工套上塑料袋，也可配置自动装袋机。装袋后的凝乳块输送至真空封口机（4）。封口后经由称重工位（5），最终进入包装机（6）完成纸箱包装，随后输送至速冷库（7）。在2–3℃的库温下，奶酪经约24小时冷却后中心温度降至约15℃。最后，奶酪经码垛转入成熟库，在5–10℃环境下贮存4–12个月。

半硬质奶酪生产线

高达奶酪堪称最具代表性的半硬质奶酪。其生产线配置如图16.34所示。

图16.34 高达奶酪机械化生产流程图

1. 奶酪槽
2. 缓存罐
3. 乳清收集
4. 连续排乳清成型柱
5. 模具填充与盖板放置
6. 压榨机
7. (可选)静置/酸化段
8. 脱模与称重
9. 盐水浸渍
10. 成熟库

经标准化的巴氏杀菌乳通过常规工艺在约两小时内完成凝乳。随后采用水洗工艺降低凝乳中乳糖含量（进而控制最终乳酸生成量），避免产品过酸导致质地脆裂。添加的洗涤水通常还用于调节凝乳最终温度，以精准控制成品奶酪含水量。对于硬质（低水分）奶酪品类，还通过向奶酪槽夹套通热水进行加热。为给洗涤水腾出空间并减少加水总量，需先排出大量乳清。

继续排乳清至适合下游排乳清装模系统的凝乳/乳清比例后，槽内物料被转入带搅拌器的缓存罐（2），使凝乳颗粒在乳清中均匀分布。该缓存罐配备夹套，可通过冷水使凝乳降温约1℃，以稳定整批产品的含水量。

最终，凝乳/乳清混合物经泵送至一台或多台排乳清成型柱（4）。

生产线启动时，成型柱内会预先充满乳清，确保后续进入的凝乳不接触空气，从而避免首批产品出现孔洞结构缺陷。

为保持连续运行，数个奶酪槽需按15-45分钟的固定间隔依次排空。

经压实的凝乳块完成预压后，从设备中推出。凝乳块通常依靠重力落入已清洗并就位在成型柱下方的模具。全自动化系统还包含以下功能单元：

• 模具盖放置
• 将模具输送至输送带式/隧道式压榨机，按预设压力和时间进行压榨（6）
• 压榨机自动装卸料
• 模具经去盖、翻转、脱模、称重单元（8）后，进入盐水浸渍系统（9）
• （可选）配备独立静置区用于延长酸化时间，有时将压榨后的奶酪倒置在模具中实现

模具与盖板分别输送至在线清洗机，清洗后循环使用。

为保障乳清品质，压榨机可配置乳清收集盘，收集压榨析出的乳清；同时省去每日完整清洗，有效缩短清洗时间。

浸渍后的奶酪先在初熟库10–12℃环境下贮存约10天，随后转入成熟库在12–15℃下继续熟化2–12个月。对于马士丹、埃门塔尔等大孔奶酪品类，还需在19–21℃的“高温室”中贮藏2–3周以促进大孔形成。

粒纹质地奶酪生产线

太尔西特奶酪与哈瓦蒂奶酪是粒纹质地奶酪的典型代表。其机械化生产线原理与高达奶酪生产线类似，但存在若干差异。

酪奶预处理与凝乳制作工序与高达奶酪基本一致。首要区别在于，凝乳/乳清混合物进入成型柱前需先完成固液分离——通过柱顶筛网实现乳清分离，以便使成型凝乳块中裹入空气。

浸渍工序后，传统太尔西特奶酪需经特殊表面处理：使用含5%盐分的细菌培养液涂布表面以形成特有风味。因此，太尔西特奶酪需先存入高湿环境（相对湿度90–95%）的发酵库，在16℃恒温下培养。涂布操作可通过人工或半机械化方式完成，处理后的奶酪继续贮藏10-12天。

表面处理期结束后，奶酪经冲洗并转运至室温10–12℃的成熟库，熟成约2-3周。

出库前需进行再次冲洗并包箔，最终转入6–10℃冷库贮存。

工业帕斯塔费拉塔奶酪生产线

帕斯塔费拉塔奶酪意大利语原名Formaggio a pasta filata，其特点是具有“弹性”丝状凝乳结构，如马苏里拉和波萝伏洛奶酪。生产线配置如图16.35所示。

图16.35 帕斯塔费拉塔奶酪机械化生产流程图

1. 奶酪槽
2. 切达机
3. 热煮拉伸机
4. 干盐添加
5. 制模机
6. 盐水浸渍
7. 贮存

传统马苏里拉奶酪原产于意大利中部，以当地水牛奶为原料，至今依然如此。也会混合水牛奶与牛奶进行生产，但现今多数产品仅使用牛奶。“高水分”马苏里拉通常以乳清浸泡的球状形态销售，常与番茄、橄榄油和兰香搭配食用；而工业帕斯塔费拉塔或称“低水分”马苏里拉，则作为披萨奶酪以块状或预切丝状销售。

马苏里拉是全球产量最大的奶酪品类。

工业帕斯塔费拉塔奶酪的典型生产工艺包括：

• 类似切达奶酪的常规凝乳工艺
• 堆酿处理（含粉碎工序）或搅拌凝乳（不加盐）
• 热煮拉伸以获得弹性丝状结构
• 成型、硬化、盐水浸渍
• 包装工序（如塑料袋包装）
• 发货前的短期贮存

经脂肪标准化的巴氏杀菌奶按常规方式凝乳后，凝乳/乳清混合物泵入切达机（2）——结构较切达奶酪所用机型有所简化，在此完成凝乳粘连与粉碎。然而， 目前多数乳品厂已转向搅拌凝乳工艺。

酸化过程（粘连-粉碎或搅拌凝乳）约需1.5小时。酸化后的凝乳输送至热煮拉伸机（3）。随后，凝乳被连续挤出至制模机（5），过程中可添加干盐（4），将常规8小时的盐浸时间缩短至约2小时。

凝乳经制模机（5）完成塑形与预冷后，落入盐水池（6）进一步冷却、定型并吸收盐分。最终在冷库（7）或速冷系统中完成降温，经装袋、装箱、码垛后运往仓库。

此类奶酪常在冷却硬化后切丝，并用铝箔包装用作披萨配料等用途。在工艺或原料（菌种）选择中，需重点控制融化性、拉伸性、褐变及出油等功能性指标。

半硬质、半软质与软质奶酪品类

有时很难把某种奶酪明确地归为半硬质或半软质，也难以区分半软质与软质，因为存在若干过渡形态。粒纹质地奶酪与蓝纹奶酪是前一类过渡形态的典型代表，而布里类奶酪则属于后一类过渡形态。

以下简要说明几类典型奶酪的生产工艺特征：

• 蓝纹奶酪：半硬质/半软质过渡型代表，内部由罗克福青霉菌形成蓝霉纹路。
• 卡门培尔奶酪：半软质/软质过渡型代表，由卡门培尔青霉和白青霉形成白霉皮。
• 农家奶酪、特沃劳格奶酪、Queso fresco和夸克奶酪：软质新鲜奶酪的典型代表。

半硬与半软质奶酪

蓝纹奶酪

图16.38 蓝纹奶酪生产原理

罗克福尔奶酪是知名的蓝纹奶酪，原产于法国阿韦龙省的罗克福尔地区。

该奶酪采用绵羊奶制作，若使用其他原料奶生产类似奶酪，则不得冠以“罗克福尔”之名。蓝纹奶酪是对内部产生蓝绿色霉菌的奶酪品类的统称，其他知名代表包括英国斯提尔顿奶酪、丹麦蓝纹奶酪和意大利戈贡佐拉奶酪。

为尽可能模拟罗克福尔奶酪的典型风味，需对酪奶进行部分均质处理——即将脱脂奶与脂肪含量约20%的均质稀奶油混合标准化。其原理在于，均质后脂肪对接种的罗克福青霉的脂解酶作用更为敏感。

脂肪标准化后，酪奶通常在70℃左右进行巴氏杀菌，冷却至31–32℃后泵入奶酪槽。添加常规发酵剂与罗克福青霉孢子悬浮液后，轻柔而充分地搅拌使微生物均匀分布，随后添加凝乳酶。

图16.38的框图展示了蓝纹奶酪的生产原理。鉴于该框图已清晰展示生产原理，此处仅作简要说明：

奶酪在成熟库中贮存约五天后需进行穿刺，以便为霉菌生长提供所需氧气。

穿刺工具配备直径约2毫米的针具，其长度与奶酪高度大致相当。针具数量取决于圆柱形奶酪的直径，通常采用上下交替穿刺方式以避免开裂风险。穿刺机如图16.36所示。

图16.36 蓝纹奶酪穿刺机

在9–12℃、相对湿度>90%条件下经5–8周成熟期间，奶酪通常置于杯型架或旋转杆上，如图16.37所示。后者便于频繁翻动奶酪以维持圆柱形态。

预成熟结束后，奶酪经清洗机去除库内高湿度环境下形成的表面菌膜及霉菌。清洗后常用铝箔或塑料膜包裹，并转入约5℃环境贮存数日后配送至零售终端。

图16.37 用于存放蓝纹奶酪的杯型架与旋转杆

半软质/软质奶酪

卡门培尔奶酪

卡门培尔奶酪可作为表面由卡门培尔青霉和白青霉覆盖的典型代表，布里奶酪亦属此类。

其制作工艺与蓝纹奶酪大体相似。

但奶酪体型小而扁平。凝乳在模具中依靠自重压榨约15-20小时，期间需翻面约四次。随后在饱和盐水（含盐量约25%）中浸渍1.0-1.5小时。

盐渍后的奶酪置于不锈钢网架（图16.39）或托盘。货架可堆叠15-20层高，随后转运至18℃、相对湿度75–80%的库房中干燥两天。之后转入12–13℃、相对湿度90%的成熟库继续熟成。成熟期间需频繁翻动奶酪。当白霉充分增殖（通常需10–12天）后，奶酪用铝箔包装并常装入盒内，最终转入2–4℃冷库贮存待售。

图16.39 白霉奶酪用网架

新鲜奶酪

农家奶酪

农家奶酪是一种经乳酸凝固（达到等电点，pH约4.7）形成的低酸度、拌入了稀奶油进行调味的新鲜凝乳。其最终凝乳经洗涤后添加调味用的稀奶油。

生产者可在以下三种工艺中任选其一，均可实现相同的产品特性：

• 长时凝乳法
• 中时凝乳法
• 短时凝乳法

各工艺核心差异见表16.4。

无论采用何种工艺，凝乳切割后需静置15-35分钟。在切割阶段，奶酪制造商通常还需做出另一项选择，即生产小颗粒、中等颗粒还是大颗粒的奶酪，这取决于切割后获得的凝乳颗粒粗细程度。

静置搅拌后，凝乳经1.5–3小时间接热煮，直至温度达到47-60℃。当奶酪生产的所有过程在同一奶酪槽中完成时，需排出一定体积的乳清，以腾出空间注入相应体积的洗涤水和冷却水。

当生产全程在同一奶酪槽内完成时，通常采用30℃、16℃和4℃的三段式水洗。此过程可稀释乳糖与乳酸，同时通过将凝乳冷却至4–6℃来抑制酸度上升并终止脱水收缩。全部洗涤流程（包括中间排水）总计约3小时。

排尽洗涤水后，加入4℃巴氏杀菌（80–90℃）奶油（含少量食盐，即调味奶油）并充分混合。标准农家奶酪含水分约79%、脂肪2.5–5%、非脂乳固体（MSNF）16%、食盐21% 。

最终产品装入容器，在4–5℃下贮藏并配送到零售店。

由上可知，农家奶酪的生产可在单个奶酪槽中完成。然而，为优化生产（尤其洗涤与奶油调味工序），已开发出专用洗涤与加奶油系统。图16.40展示了高效农家奶酪生产线原理。

图16.40 农家奶酪机械化生产流程图

1. 凝乳槽
2. 排水洗涤器
3. 冷却/洗涤塔
4. 板式热交换器
5. 滚筒排水器
6. 奶油混合罐
7. 稀奶油罐
8. 灌装机

来自密闭凝乳槽（1）的凝乳/乳清混合物，经排水洗涤器（3）泵入冷却/洗涤（CW）塔（4）。该凝乳槽可在长时（16-20小时）或短时（5小时）凝乳过程中有效隔绝空气污染。

在冷却/洗涤塔内，乳清被分流至收集罐，而凝乳则在特定液位的新鲜水中沉降。当液位达到预设高度，多余液体经多孔内壁排出，凝乳被截留于塔内。待排出液基本无乳清残留（约数分钟）后停止进水，转而使水体经板式热交换器（2）循环冷却，温度逐步降至3–4℃。全程冷却洗涤耗时45-60分钟（不含冷却清洗塔进料与排料时间）。

洗涤冷却后，凝乳通过滚筒排水器（5）输送至奶油混合罐（6），与调味用的稀奶油充分混合。最终制成的农家奶酪经杯装灌封后装箱入库。

块状新鲜奶酪

特沃劳格奶酪堪称最具代表性的块状新鲜奶酪。

其加工生产线如图16.41所示。

图16.41 特沃劳格奶酪生产线

经巴氏杀菌后的酪奶在新鲜奶酪凝乳槽中经约16小时转化为凝乳与乳清的混合物。此酸法凝固过程约需12小时，完全依赖牛奶的发酵酸化作用，故生产周期较长。凝乳经轻柔搅拌并升温，以获得适宜的凝乳颗粒尺寸与质地。凝乳制作完成后，可排出部分乳清以使凝乳/乳清比例适配下游成型系统。根据特定新鲜奶酪的凝乳时间与生产线产能，需配置相应数量的奶酪槽。

凝乳/乳清混合物从奶酪槽泵入成型机排水成型柱上方的集成料斗。

在料斗入口及柱体内完成乳清分离，形成紧实堆叠的凝乳块。

成型柱底部的底托按设定的凝乳重量/高度下降，随后由切刀将其切断，从而得到特定重量/高度的凝乳块，其外形由成型柱的内腔形状决定。

成型后的奶酪经收集输送带传送至包装区，直接装入零售包装。根据生产线产能，可并行运行多根成型柱。

产品经包装后进入冷链贮存及配送环节即可上市销售。

该生产线同样适用于Queso Fresco等其他块状新鲜奶酪，后者凝乳制作时间仅约1小时。

图16.42 特沃劳格奶酪生产步骤

夸克奶酪

夸克奶酪被定义为“一种通常不经成熟即食用的酸性脱脂凝乳奶酪”。该产品常与奶油混合，有时也加入水果与调味料。各国对夸克奶酪的标准要求不一，零脂产品的干物质含量通常在14%-24%之间。夸克奶酪传统制法是将凝乳装入布袋里沥水，而现代生产普遍采用连续浓缩技术。离心分离法最为常见，超滤技术因更优的表现，越来越多地被应用。

早期引入夸克分离机时，乳料在发酵与分离前需经约73℃巴氏杀菌，该工艺被称为传统法。

现今更多的采用将脱脂奶经高温长时间巴氏杀菌（85–95℃持续5–15分钟），并在分离前对酸化后的物料进行二次热处理。此改进工艺称为“热激”，采用58–60℃温度持续处理最多三分钟。该新工艺结合脱脂奶高温杀菌，可有效提升产品得率。图16.43展示了夸克奶酪生产线流程。

图16.43 夸克奶酪机械化生产流程图

1. 发酵罐
2. 过滤系统
3. 用于热激的板式热交换器
4. 夸克分离机
5. 冷却板换
6. 中间缓存罐
7. 奶油罐
8. 动态混合器
9. 灌装机

经巴氏杀菌并冷却至发酵温度（20–30℃，根据所选发酵剂而定）后，输送至发酵罐（1）。此时需添加通常含乳酸乳杆菌/乳酸乳球菌乳脂亚种的发酵剂，并常辅以微量凝乳酶（添加量为常规奶酪生产用量的1/10，约每100公斤乳料添加1毫升液体凝乳酶），以此形成更紧实的凝乳结构从而提升分离效率。

经约16小时发酵至pH值达4.5-4.7，并搅拌破乳，进入热激工序（3），随后冷却至38–45℃。接着进入离心分离阶段（4）。夸克奶酪从转鼓周边喷嘴排出后进入旋风分离器，由容积泵经板式冷却器（5）入缓存罐（6），乳清则由分离机出口收集。

经此冷却工序，产品温度降至10–12℃。若生产含脂夸克，则在产品输送至灌装机（9）前，通过动态混合器（8）将定量的甜性/发酵奶油与物料均匀混合。灌装后产品经冷却隧道将温度降至冷库标准（<8℃），亦可在灌装前设置二级板式冷却工序。

为满足长货架期夸克产品的市场需求，其生产工艺需增加热处理工序以灭活所有微生物。此时须在缓存罐中添加适量稳定剂，并通过充分搅拌实现均匀分散。此步骤对在最终加热处理前维持蛋白体系的稳定性至关重要。该热处理工序可通过板式、管式或刮板式热交换器完成。图示夸克生产线同样适用于生产浓缩酸奶或拉布尼酸奶，也可作为奶油奶酪生产线的一部分。

再制奶酪

再制奶酪通过对成品奶酪进行再加工制成，通常可由不同风味与成熟度的硬质酶凝奶酪混合其他物料而制成。

主要分为两类：

• 块状再制奶酪：质地紧实，酸度高，水分含量相对较低。
• 涂抹型再制奶酪：质地柔软，酸度低，水分含量高。

生产时可添加各类调味料，也包括具有烟熏风味的品种。

再制奶酪的脂肪含量（以干物质计）通常为30%或45%，但也生产脂肪含量更低或更高的产品。其余成分则完全取决于水分含量及所用物料。

用于加工的奶酪原料，其品质须达到直接食用的标准。外表、色泽、质地、尺寸和形状存在某些缺陷，以及货架期较短也可用于加工，同样包括因大肠菌群等引起经发酵的奶酪（前提是没有异味）。但经丁酸发酵的奶酪可能带来问题，因其菌体可在再制奶酪中继续发酵。

只有优质原料才能生产出高品质的再制奶酪。

再制奶酪生产工艺

该生产工艺始于对奶酪进行表面刮洗与清理，随后进入粉碎工序。在大型工厂中，奶酪破碎后经连续熔融工艺稳定生产；而规模较小的工厂则将奶酪块投入不同类型的熔融锅进行处理。

首先将水、盐类及乳化/稳定剂与奶酪混合，随后通过带蒸汽夹套熔融锅直接蒸汽注入，将混合物加热至70–95℃或更高温度（具体取决于再制奶酪类型）。块状产品热熔时间通常为4-5分钟，涂抹型产品则需10-15分钟。加热过程中持续搅拌以防止焦糊，且整个工艺通常在真空环境下进行——这既有利于加热与乳化效果，又能去除异味、便于精准调控水分含量。批次式熔融锅的产能约为75公斤。

再制奶酪的pH值标准为：涂抹型5.6-5.9，切片型5.4-5.6。原料pH值的波动通过混配不同pH值的奶酪，并添加乳化/稳定剂加以校正。这些添加剂还能与钙离子结合，这对稳定奶酪质地、防止水分析出与脂肪分离至关重要。

完成热熔的再制奶酪从熔融锅排出至缓存罐，转运至包装工段。这些全自动包装机可生产不同重量与形状的产品。再制奶酪通常在热煮温度下进行热灌装。

涂抹型产品需急速冷却，故包装后通过冷却隧道快速降温，速冷可以提升产品的涂抹性能。

而块状产品则需缓慢冷却，定型后置于常温下完成最终固化。

酪蛋白与酪蛋白酸盐

酪蛋白是常规奶酪的基础组分。此外，通过沉淀乳中酪蛋白还可制成一系列用于食品工业的蛋白质配料。在奶酪制作过程中，酪蛋白经凝乳酶作用沉淀，形成包含酪蛋白、乳清蛋白、脂肪、乳糖及乳矿物质的凝块。商品化的酪蛋白可通过酸沉淀或酶凝乳两种方法从脱脂奶中制得。由于残留的脂肪、乳清蛋白、乳糖及矿物质会降低酪蛋白品质及其保藏性，必须通过多级水洗尽可能去除。经合适工艺生产的酪蛋白粉具有较好的保藏性，主要应用于食品与化学工业。

酪蛋白种类

酪蛋白通常分为以下两类

• 酶凝酪蛋白：通过酶法沉淀制得；
• 酸法酪蛋白：通过将脱脂奶酸化至等电点（pH 4.6-4.7）制得。

除上述主要类型外，市场上还有其他重要酪蛋白产品：

• 共沉淀蛋白：将脱脂奶加热至高温后，通常使用氯化钙沉淀酪蛋白/乳清蛋白复合体而得，该产物同时含有乳清蛋白与钙
• 酪蛋白酸盐：通常指酪蛋白酸钠，由酸法酪蛋白溶解于氢氧化钠中制得

原料的影响

要生产高品质酪蛋白，需使用高质量的脱脂奶。若因酸度变化导致细菌作用于乳蛋白，将影响酪蛋白的色泽与质地，使其颜色发灰、质地变软。沉淀前对乳料过度加热，不仅会引发乳糖、酪蛋白与乳清蛋白组分间多种相互作用，还将导致酪蛋白呈黄色，严重时甚至呈褐色。

为在不对脱脂奶进行过度热处理的前提下，获得高品质的酪蛋白，巴氏杀菌系统可集成微滤装置。要满足食品工业用酪蛋白的严苛质量要求，不仅需要从收奶环节起精心规划全流程生产线，还必须严格把控凝乳前的原料处理与操作流程。

图16.44 酶凝酪蛋白逆流洗涤工艺流程

1. 酪蛋白生产槽
2. 卧螺分离机
3. 洗涤罐
4. 加热器
5. 干燥工段
6. 粉碎、过筛与装袋工段

图16.45 酸凝酪蛋白生产工艺流程

1. pH调控单元
2. 卧螺分离机
3. 洗涤罐
4. 热交换器
5. 干燥工段
6. 粉碎、过筛与装袋工段
可选单元：
7. 乳清碎屑回收
8. 洗涤水碎屑回收
9. 碎屑溶解单元
10. 乳清暂存罐

酶凝酪蛋白

生产酶凝酪蛋白及其他类型酪蛋白通常采用经72℃、15–20秒巴氏杀菌的脱脂奶。微量脂肪即会对品质产生不利影响，因此需确保乳料高效分离。

图16.44展示了酶凝酪蛋白生产的各个阶段。凝乳在凝乳酶的协助下进行。乳料经短暂加热后冷却至约30℃，添加凝乳酶后静置15–20分钟形成凝块，随后切割凝块并在加热至约60℃过程中持续搅拌（此高温旨在灭活酶活性），热煮时间约30分钟。

批次洗涤

达到最终温度后排出乳清，留在槽内的酪蛋白经水洗去除乳清蛋白、乳糖及盐分。洗涤分两至三个阶段进行，温度维持在45–60℃之间。

排水后通过筛网或分离机对酪蛋白进行深度脱水，随后用热风干燥至水分含量仅1%，最终研磨成粉。干燥温度因工艺而异：两级干燥中第一级为50–55℃，第二级约65℃。

成品酶凝酪蛋白应呈白色或微黄色，颜色过深表征品质缺陷，可能源于乳糖含量过高。

连续洗涤

酶凝酪蛋白最初在专用槽中分批生产，现今已采用连续工艺。在连续装置中，酪蛋白在流经2-3个带搅拌器的洗涤罐前先进行脱乳清处理。为降低洗涤水耗，通常采用卧螺分离机完成脱乳清。各洗涤段之间通过倾斜静态滤网或卧螺分离机实现脱水。末段洗涤后，酪蛋白/水混合物经另一台卧螺分离机最大限度脱水后进入干燥工序。

在大规模生产中，酪蛋白的凝固仍是分批完成：按计算好的槽数与顺序逐槽排料，为后续连续脱乳清与洗涤工序供料。

采用逆流洗涤比并流洗涤节水，并流洗涤每升脱脂奶需1升水，而逆流洗涤仅需0.3-0.4升。洗涤段数根据产品要求设定，最少为两段洗涤。新鲜水仅在最末段注入。洗涤后酪蛋白经卧螺分离机脱水至干物质含量40-45%，随后通过振动干燥器等设备干燥后，研磨至40目、60目或80目的颗粒度并装袋。（目数指每英寸筛线数，40目对应0.64毫米。）

酸凝酪蛋白

图16.46 乳酸、酸法及酶凝酪蛋白用连续凝固、热煮与析水单元（Pillet）

图16.47 乳酸、酸法及酶凝酪蛋白用凝乳洗涤塔（Pillet）

图16.48 直接由酸凝酪蛋白凝乳或酸凝酪蛋白粉制备喷雾/研磨酪蛋白酸盐的工艺流程图

碱剂可为氢氧化钠、 氢氧化钾、氢氧化钙或氨水

乳料通过酸化达到酪蛋白的等电点，通常是pH4.6。但该值受溶液中中性盐的影响会发生偏移，实际范围可能在pH4.0至4.8之间。在此pH值下，水合氢离子中和带负电的酪蛋白胶束，导致酪蛋白复合物沉淀（凝固）。此类酸化可通过生物发酵或添加无机酸（如盐酸或硫酸）完成。

生物酸化——乳酸酪蛋白

乳酸酪蛋白通过微生物酸化法制得。乳料经巴氏杀菌后冷却至23–27℃，接入不产气的嗜温型发酵剂。达到目标pH值的酸化过程约需15小时，若酸化过快可能导致品质不均与得率下降。通常采用大型发酵罐，原因是排空时间较长，可能会导致酸度差异。

达到所需酸度后，搅拌乳料并通过板式换热器加热至50–55℃，短暂保温后，后续处理——洗涤与干燥——与酶凝酪蛋白工艺基本一致。

无机酸酸化——酸凝酪蛋白

将乳料加热至约32℃的设定温度后，添加无机酸将其pH值调节至4.3–4.6。经pH检测合格后，乳料通过板式热交换器加热至40–45℃并保温约两分钟，此时形成质地均匀的酪蛋白凝聚体。为在洗涤前最大限度去除乳清，将乳清/酪蛋白絮凝混合物送入卧螺分离机，从而减少后续洗涤水用量。

图16.45展示了酸凝酪蛋白生产工艺流程图，可见酸化后的设备配置与酶凝酪蛋白生产线几乎完全相同。

从酸凝酪蛋白生产线去到下游酪蛋白酸盐生产时，将乳清与洗涤水分离，同时将酪蛋白絮凝物收集于罐中。该絮凝物与碱液混合溶解后，可回混至用于酪蛋白生产的脱脂奶中。

酸法酪蛋白经脱水、粉碎后装袋入库。

法国Pillet公司研发的酸法酪蛋白技术亦值得一提：

脱脂奶预热至32℃后完成酸化，随后进入凝固单元（图16.46），通过直接蒸汽注入加热至约45℃完成凝固。经卧螺分离机脱除乳清后，在一至两座特制洗涤塔（图16.47）中进行逆流洗涤。

再次通过卧螺分离机脱水后进入振动流化床干燥单元。

共沉淀蛋白

共沉淀蛋白几乎包含了牛奶中的所有蛋白质组分。

向脱脂奶中添加少量氯化钙或酸后，将混合物加热至85–95℃并保温1–20分钟，使酪蛋白与乳清蛋白充分相互作用。随后通过定量加入氯化钙溶液（制得高钙共沉淀蛋白）或稀酸（根据加酸量及乳清最终pH值制得中钙/低钙共沉淀蛋白），使蛋白从热乳中沉淀。凝乳后续经洗涤处理后，可干燥制成颗粒状不溶性共沉淀蛋白；或参照酪蛋白酸盐生产方法，将其溶解于碱液中，制成可溶或“分散型”共沉淀蛋白。

酪蛋白酸盐

酪蛋白酸盐可定义为酪蛋白与轻金属——如单价钠（Na+） 或二价钙（Ca++）——的化合物。

如图16.48所示，可通过新鲜沉淀的（“湿的”）酸凝酪蛋白凝乳或酸凝酪蛋白粉与多种稀碱溶液反应制得。

酪蛋白酸钠

生产中最常用的碱液为2.5摩尔浓度或10%的氢氧化钠（NaOH）溶液。为实现约6.7的最终pH值，氢氧化钠添加量通常为酪蛋白固形物重量的1.7-2.2%。

虽可使用碳酸氢钠或磷酸钠等其他碱剂，但其所需用量与成本均高于氢氧化钠，故通常仅用于柠檬酸化酪蛋白酸盐等特定产品。

适宜浓度的酪蛋白酸钠溶液粘度极高，致使其喷雾干燥的固形物含量需限制在20%左右。

在加工工艺方面，需注意溶解时间与颗粒粒径直接相关，且在添加氢氧化钠前（而非之后）减小粒径可显著加速反应。因此凝乳需先经胶体磨处理再进入碱化工序。

最终洗涤后的凝乳可脱水至45%固形物含量，随后重新加水调整至25-30%固形物浓度再进入胶体磨。出料液温度需控制在45℃以下，因研究发现研磨后凝乳在更高温度下会发生再凝聚。料液通常收集于带夹套的高效搅拌罐中，并集成大流量泵循环系统。

稀碱添加需精准控制以实现约6.7的pH终值，建议将碱液添加点设于循环管路上的泵前位置。

碱液加入后需快速将温度升至60–75℃以降低黏度，批次法生产酪蛋白酸钠的溶解时间通常为30-60分钟。

为保障雾化效果，进喷雾干燥器的酪蛋白酸钠溶液须保持恒定粘度，行业常规做法是在喷雾干燥前将溶液预热至90–95℃以实现粘度最小化。

酪蛋白酸钙

酪蛋白酸钙的制备流程与酪蛋白酸钠基本一致，但有两点重要区别。酪蛋白酸钙溶液在加热时易失稳，尤其在pH值低于6时更为显著。研究发现，在溶解过程中酸凝酪蛋白凝乳与氢氧化钙的反应速率远低于其与氢氧化钠的反应。为提升反应效率，可先将酪蛋白完全溶解于氨水，再加入溶解于蔗糖溶液中的氢氧化钙，最终通过研磨干燥制得酪蛋白酸钙。大部分氨在干燥过程中挥发。

图16.49 挤压蒸煮系统

其他酪蛋白酸盐

文献中曾有酪蛋白酸镁的简要记载。

酪蛋白与铝的化合物可用于医药领域或作为肉制品乳化剂。

主要用于治疗用途的酪蛋白重金属衍生物包括含银、汞、铁及铋的酪蛋白酸盐；此外通过离子交换法制备的铁、铜酪蛋白酸盐也已应用于婴幼儿食品与特殊膳食产品。

挤压法制备酪蛋白酸钠

通过挤压技术，可以在使用较少水利用酪蛋白来生产酪蛋白酸钠。

一些欧洲公司报告称，采用挤压蒸煮工艺生产酪蛋白酸钠取得了良好效果。

多数公开资料中都是以酪蛋白粉为原料。通过添加水和碱液，混合后形成用于挤压的混合物，该挤压料含水量可为10%-30%。

用于生产酪蛋白酸盐的挤压技术，很可能对传统的间歇式生产工艺构成强劲竞争。

此外，挤压加工技术也已尝试用于由脱脂奶粉生产酸法酪蛋白。J. Fichtali和F.R. van der Vort在加拿大魁北克省麦吉尔大学麦当劳学院的中试车间进行了试验。他们将（1990年）试验结果总结如下：

“我们初期关于通过挤压加工技术，用脱脂奶粉生产酸凝乳的工作表明，要产出高质量产品，仍需在工艺开发上投入大量努力。
美国、加拿大及欧洲经济共同体长期面临牛奶过剩，其中大量牛奶被加工成脱脂奶粉。通过调整挤压工艺条件、研究高固形物凝固以及优化凝固与洗涤步骤，可以利用挤压法生产出质量合格的酸法酪蛋白。
此过程连续可控，采用高固形物含量的脱脂奶粉，并且相较于传统工艺，可节省人工与占地。
产品还可作为原料，通过挤压法进一步转化为酪蛋白酸钠，相关内容将在后续论文中讨论。”

酪蛋白及酪蛋白酸盐的用途

酶凝酪蛋白

酶凝酪蛋白与酸凝酪蛋白属不同产品。工业上，它主要应用于制造塑性人造材料。与甲醛聚合的酪蛋白被称为“酪塑”，其合成纤维则称为“酪纤”（Lanital）。尽管有多种塑性材料可直接替代酪塑，但该领域对酪蛋白仍存在一定需求。少量酶凝酪蛋白也用作再制奶酪的原料。酶凝酪蛋白不溶于水。

酸法酪蛋白

酸凝酪蛋白在全球市场占据主导地位。在化工领域中作为添加剂用于优质纸张的上光处理。该应用领域要求酪蛋白必须无脂肪、无可能造成纸面斑点的异物或焦化颗粒。为获得极低脂肪含量的脱脂奶，需结合巴氏杀菌与微滤设备（MF）进行处理。各行业均有其严格的质量标准，油漆与化妆品行业也是酪蛋白的大宗用户。

酪蛋白酸钠

酪蛋白的一个重要应用趋势是作为酪蛋白酸钠的原料。酪蛋白易溶于稀碱液，经喷雾干燥后可得粉末产品。该粉末溶解性远优于酪蛋白，在食品工业中的应用日益广泛。常作为乳化剂用于腌制肉制品，并应用于代乳、代奶油等新型产品。

由于酪蛋白酸钠溶液粘度极高，在55–60℃条件下的最高溶解浓度为20%。

酪蛋白酸钙

在某些应用场景中，可选用酪蛋白酸钙替代酪蛋白酸钠，从而控制最终产品的钠含量。

在同等浓度下，酪蛋白酸钙的粘度略低于酪蛋白酸钠。

钙共沉淀蛋白

该产品同样可经碱液溶解后喷雾干燥，其应用领域与酪蛋白酸盐基本重合。但在钙共沉淀蛋白生产中，可通过工艺调控使其色泽、溶解度及灰分含量更精准地符合用户需求。从营养学视角看，酪蛋白及酪蛋白酸盐的核心优势在于其必需氨基酸——赖氨酸——含量相对较高。实证表明，因所处环境中不含乳糖，赖氨酸可维持更长时间的稳定性。这表明相较于乳粉等形态，以酪蛋白及酪蛋白酸盐形式储藏的乳蛋白更具便利性。

工业级酪蛋白须满足长期沿用的化学纯度标准。新趋势表明，酪蛋白与共沉淀蛋白作为中间原料已广泛应用于各类食品，因此必须同时满足微生物学与化学纯度的严苛要求。

生产线设计与建造需确保符合卫生生产规范。鉴于酪蛋白生产的季节性特征远高于其他乳制品，生产线须具备多班次连续运行能力，且不过度依赖人工操作，同时需将水耗控制在合理范围内。

在此背景下，规划连续生产线显得尤为重要——例如集成分离机实现酪蛋白脱水，并从乳清与洗涤水中回收酪蛋白以降低损耗。