综述：传统奶酪产品的生产工艺、微生物群落及理化组成——以Khiki奶酪为例

《Journal of Agriculture and Food Research》：Production process, microbiota, and physicochemical composition of traditional cheese products: A case study of Khiki cheese

　　

摘要：传统奶酪生产是每个地区营养遗产的组成部分。Khiki奶酪是伊朗生产的一组多样化传统奶酪，由生羊奶和/或生山羊奶制成，并在羊皮或山羊皮袋中成熟，这赋予了其独特的理化、结构、感官和微生物学特性。本研究综述了伊朗不同地区Khiki奶酪的生产流程，并总结了该产品的理化、结构、感官和微生物特性。此外，还讨论了成熟对奶酪最重要特征的影响、从Khiki奶酪中分离出的乳酸菌（LAB）菌株的特征、其作为发酵剂和辅助非发酵剂培养物及益生菌补充剂的潜在用途，以及它们在发酵食品生产中的应用。Khiki奶酪具有半硬、易碎的质地，白色或奶油色，高脂肪含量，强烈的酸味和咸味，以及黄油般的浓郁风味。生奶和皮袋的微生物区系对于提供奶酪独特的质地和感官特征至关重要。来自Khiki奶酪的几种乳酸菌菌株可用作发酵剂、辅助非发酵剂培养物和益生菌补充剂，并可用于生产发酵食品。生奶可能被病原微生物污染以及病原体转移到奶酪中的可能性是一个重要问题。因此，有必要从Khiki奶酪的乳酸菌菌株中配制发酵剂和辅助非发酵剂培养物，以利用巴氏杀菌奶在工业规模上生产具有原始特征且卫生的产品。

1. 引言

传统食品的生产知识在许多国家有着悠久的历史。伊朗以其多元文化和悠久历史而闻名，这些反映在其传统乳制品中。不同民族群体、文化传统和饮食习惯导致了各种本土产品。在没有冷藏条件时，人们开发了保存牛奶的方法，奶酪制作便是其中之一。伊朗的环境条件适合饲养绵羊和山羊，游牧民族在饲养中发挥重要作用。传统奶酪被认为是重要的社会、经济和营养产品，其生产对游牧民族的经济和生计有显著贡献。Khiki奶酪，也称为“Poosti”或“Pousti”奶酪，是伊朗生产的奶酪品种中最有趣和独特的产品之一。Khiki奶酪是在“Khik”（即山羊皮或绵羊皮袋）中储存和成熟的各种奶酪的总称。在皮袋中成熟是其他地区传统奶酪生产的特征，如克罗地亚的Mi?ina奶酪、土耳其的Tulum奶酪等。Khiki奶酪在伊朗许多省份传统生产，年产量超过2500吨。该产品由生羊奶和/或山羊奶制成，具有半硬、易碎的质地，白色或奶油色，高脂肪含量。大多数地区生产的Khiki奶酪具有尖锐的酸味和黄油般的浓郁风味或轻微咸味。本文全面综述了伊朗不同地区Khiki奶酪的生产和特征。

2. Khiki奶酪品种的生产流程

2.1. 原料
Khiki奶酪主要由生奶（羊奶、山羊奶或两者混合物）、凝乳酶、盐和当地草药制成。在某些地区，可能会使用黑孜然、茴香、葫芦巴、薄荷、百里香等芳香草药来增强风味。但在大多数生产流程中，Khiki奶酪不添加草药添加剂。真菌或动物凝乳酶使牛奶凝固并形成凝乳。生奶的本地菌群和皮袋微生物区系驱动酸化与成熟。在某些流程中，会向凝乳块中添加酸奶（每100公斤凝乳约1.5–2公斤酸奶）以填充空隙。

2.2. 凝乳酶的提取
凝乳酶是奶酪制造中必需的酶，可从动物、植物和微生物等多种来源获得。传统奶酪制造中使用的大多数酶是动物来源的，特别是凝乳酶。凝乳酶是一种复合蛋白酶，从反刍动物的皱胃中提取。提取方法为：将幼羔羊或小牛的皱胃干燥、盐渍，切成小颗粒，用10%盐溶液提取酶，常添加糖和当地芳香草药以改善颜色和掩盖不良气味。

2.3. 羊皮和山羊皮袋的制备
羊皮/山羊皮被小心剥离而不撕裂，去除内部残留的肉，用水清洗，在盐中浸泡24小时，并日光干燥20–25天。除颈部开口外，皮肤上的所有开口都被缝合。最后，皮肤内部涂上盐和稀释的酸奶。在大多数生产流程中，使用皮袋的内侧（肉质部分）储存奶酪；但在某些地区，奶酪放置在带毛的一侧。

2.4. 生产过程
Khiki奶酪的生产方法是逐步进行的，包括：乳蛋白凝固、乳清排干、盐渍、添加草药（某些方法中），最后填充羊皮或山羊皮进行成熟。传统上，奶酪由生奶制成，不添加工业发酵剂。新鲜（未经巴氏杀菌）牛奶经过滤，加入制备好的凝乳酶并在室温下搅拌。约1小时后，凝固的凝乳转移到干净的棉布中压榨以去除乳清。在此阶段，通过在凝乳上撒盐加速脱水。然后将凝乳置于10–12%盐水中20–45天，使乳清充分排出，凝乳变硬。最后，将凝乳切成小块（10–12毫米），通过颈部放入干净的盐渍皮袋中，密封开口，在约6–12°C下储存3–9个月成熟。具体品种包括：
(i) Kordi Khiki奶酪产于北呼罗珊省，使用真菌凝乳酶，凝乳在盐水中保存40–45天，然后切块放入皮袋，加入少量酸奶填充空隙。每20天添加乳清、Dough（一种发酵酸奶饮料）、牛奶，有时加盐水，以防止水分流失和矿物质浸出。袋子在冷处储存3–4个月，当干酪物质达到60–70%时完全成熟。
(ii) Lorestan Khiki奶酪产于洛雷斯坦省，使用新鲜生羊奶，凝乳脱水后加干盐。皮袋完全涂上Kashk或Tuff（一种通过脱水酸奶制成的传统乳制品），厚度3–4厘米。凝乳分层放入皮袋，加入盐粉，几天后倒入煮沸的Dough填充空隙，储存长达9个月。
(iii) Amarlou Khiki奶酪产于吉兰省，凝乳切块并在沸水中煮20–30分钟以释放乳清，干凝乳与盐混合、研磨，在皮袋中存放3–6个月，成熟产品主要与米饭一起食用。
(iv) Talesh和Asalem Khiki奶酪产于吉兰省，由羊奶或羊奶和山羊奶混合物制成，加盐水并保存在皮袋中。
(v) Aftar Khiki奶酪产于塞姆南省，凝乳置于薄纱或帆布中排乳清12小时，然后在饱和盐水（22%）中存放18–24小时，干燥两周，切块加碎岩盐混合，放入皮袋排除空气，在凉爽处成熟长达6个月。
(vi) Motal Khiki奶酪产于阿塞拜疆省，真菌凝乳酶在30–32°C下直接加入生奶，凝乳用布排乳清12小时，加重物加速，切块加干盐，3小时后放入皮袋，在凉爽处储存4个月。如果皮袋膨胀，打开一个封闭孔释放气体。
(vii) Pariz Khiki奶酪产于克尔曼省，盐渍和排乳清后放入皮袋，如果盐渍和填充过程正确，可储存长达2年。
(viii) Siahmazgi Khiki奶酪产于吉兰省，凝乳挤压排乳清1小时，放入羊皮或山羊皮的毛侧，加盐水密封，每10–20天加盐水或奶-酸奶混合物保持湿度，储存和成熟3–9个月。

3. Khiki奶酪的理化性质

生产工艺在决定最终产品的质量和特性方面起关键作用。牛奶经历从水分流失到酪蛋白和脂肪浓缩的各种变化。Khiki奶酪的主要理化性质范围包括：pH值4.46–6.74，可滴定酸度0.86–13.52%乳酸，NaCl浓度4.25–6.93%，干物质49.58–64.07%，灰分2.40–10.04%，水分12.14–40.92%，脂肪3.8–28%，蛋白质4.57–27.79%，水溶性氮占总氮的1.81–30.33%。这些变化归因于不同类型的牛奶、生产流程、成熟时间、温度、相对湿度和添加NaCl浓度。根据Codex标准，Khiki奶酪被归类为全脂半硬奶酪。理化参数的差异可归因于缺乏原料奶和生产流程的标准化。

4. 成熟对Khiki奶酪特性的影响

奶酪成熟涉及一系列复杂的生化反应，增强其理化和感官特性。凝乳剂、生奶内源酶、脂蛋白脂肪酶、蛋白水解酶和次级微生物区系触发复杂的生化变化。成熟初期，蛋白质、脂质和残留乳糖被蛋白水解、脂解和糖酵解酶代谢。随着成熟进行，水分流失导致干物质、盐、脂肪和蛋白质含量逐渐增加。pH和酸度是决定成熟期间奶酪质地的关键参数。乳酸发酵和脂肪酸产生降低pH，但成熟后期蛋白水解产生碱性含氮化合物可能使pH升高。盐浓度增加抑制微生物活动，但LAB仍能保持优势。Khiki奶酪在成熟期间干物质增加，这与皮袋的渗透性和水分蒸发有关。蛋白水解过程中，酪蛋白降解为肽和氨基酸，影响质地。脂解作用释放游离脂肪酸，影响风味。成熟程度可通过水溶性氮占总氮比率（即成熟指数）和游离氨基酸基团等指标定量评估，游离脂肪酸含量随成熟增加。

5. Khiki奶酪的感官特征

质地方面，Khiki奶酪为半硬，孔洞少且易切片。成熟初期凝乳含高水分，酪蛋白网络脆弱；随成熟进行，水分流失，酪蛋白网络变硬。多种挥发性化合物，包括脂肪酸、酯类、醛类、醇类、酮类、烃类和含硫化合物，共同构成奶酪风味。短链脂肪酸直接参与形成强烈而浓郁的风味和香气。传统Khiki奶酪由生奶制成，比巴氏杀菌奶制成的奶酪具有更好的感官品质。传统皮袋在形成独特的流变学特性中起积极作用。关于挥发性成分的研究有限，游离脂肪酸被认为是关键风味贡献者，皮袋本身也显著影响挥发性特征。

6. Khiki奶酪的微观结构

扫描电子显微镜（SEM）用于检查Khiki奶酪成熟期间的微观结构变化。成熟第一个月内发生主要结构转变。成熟开始时，形成均质酪蛋白网络，孔隙少。随成熟继续，酪蛋白网络密度、基质中空孔尺寸和结构粗糙度逐渐增加。NaCl扩散提高Cl^-浓度，增强蛋白质疏水相互作用，使结构更致密。成熟后期，LAB活动增加导致凝乳基质内形成更多空隙。

7. Khiki奶酪的微生物特征

由于生奶中病原污染的可能性，传统奶酪的微生物安全性备受关注。总活菌数（TVB）范围为2×10⁵至1.1×10⁹ CFU/g，嗜冷菌（PSB）为1.1×10⁷至1.9×10⁷ CFU/g，LAB平均数量为1.4×10³至6.9×10⁶ CFU/g。次级微生物区系包括非发酵剂LAB（NSLAB）、丙酸菌（PAB）以及霉菌和酵母。肠球菌在成熟中起重要作用，可产生有机酸和细菌素。微球菌也参与风味形成。霉菌和酵母可能导致品质问题。大肠菌群和肠杆菌科是卫生指标，部分样品中未检出，某些样品检出11至9.3×10⁵ CFU/g。沙门氏菌未检出，金黄色葡萄球菌范围从未检出到2.6×10⁴ CFU/g。从Khiki奶酪中分离的主要LAB包括植物乳杆菌、短乳杆菌、干酪乳杆菌、副干酪乳杆菌、嗜酸乳杆菌、布氏乳杆菌、副布氏乳杆菌、粪肠球菌、耐久肠球菌和细小片球菌。

8. 成熟对Khiki奶酪微生物多样性的影响

成熟期间，盐含量和酸度控制微生物活动。前30天TVB和PSB数量剧增，60–90天后逐渐下降至不可检测水平。大肠菌群和金黄色葡萄球菌在成熟第30天检出，第二个月被消除。霉菌和酵母在新鲜凝乳中未检出，放入皮袋后缓慢增加。成熟结束后，低pH通常抑制大肠杆菌。随着成熟进行，乳杆菌和肠球菌活性增加，产生更多有机酸，抑制不良微生物和病原菌。

9. 从Khiki奶酪中分离的乳酸菌的应用

巴氏杀菌可减少或消除生奶中的野生LAB，但负面影响感官特性。解决方案是使用本地LAB菌株作为发酵剂和辅助非发酵剂培养物。从成熟奶酪中分离的LAB比从生奶中分离的具有更大的应用潜力。植物乳杆菌显示出蛋白水解和脂解活性、高酸产生和抗逆性。粪肠球菌SA12和耐久肠球菌SE16可在接种后72小时内将牛奶pH降至5以下。嗜酸乳杆菌TMPC 41127具有良好耐热性、酸化能力、胞外多糖生物合成和蛋白水解活性。植物乳杆菌SC6可用作辅助培养物。其他应用包括：干酪乳杆菌HUMB07381的后生元用于牛肉保鲜，短乳杆菌用于乳酸奶酪和Doogh生产，植物乳杆菌用于发酵香肠和土耳其干发酵香肠（Sucuk）生产。

10. 从Khiki奶酪中分离的乳酸菌的益生菌活性

益生菌乳酸菌通过调节肠道微生物群、减轻炎症反应和降低代谢疾病发生率对健康有益。从Khiki奶酪中分离的粪肠球菌和粪肠球菌菌株具有高胆汁和胰酶抗性、抗李斯特菌活性和自聚集/共聚集能力。植物乳杆菌菌株在极端酸性条件和模拟胃肠道环境中表现出强生存能力。瑞士乳杆菌BGRA43表现出胃肠道耐受性、β-半乳糖苷酶活性和益生菌指标。短乳杆菌M3R3显示出抗氧化和胆固醇去除活性，下调icaA和hla基因抑制金黄色葡萄球菌生物膜。干酪乳杆菌HUMB07381对多种食源性病原体具有抗菌活性，并表现出对HT-29、Hela和MCF-7细胞系的体外细胞毒性。体内研究证实，植物乳杆菌可降低糖尿病大鼠模型的高血糖、血脂异常和氧化应激。这些菌株的抗菌特性主要归因于有机酸、过氧化氢和细菌素的合成。

11. 结论与未来展望

生奶质量显著影响Khiki奶酪的风味和感官品质，但微生物污染构成健康风险。使用巴氏杀菌奶会威胁对奶酪安全和风味至关重要的本地LAB菌群。开发来自本地菌株的发酵剂以从巴氏杀菌奶生产正宗风味是可行且有价值的。应进一步研究本地LAB的技术特性，以生产感官和质地相似的奶酪。未来工作应探索野生LAB作为发酵剂或辅助培养物的用途，研究其益生菌潜力、最佳剂量和对人类健康的影响。由于缺乏标准化生产方案，Khiki奶酪的各项参数变化范围很大。有必要建立基于明确标准的分类系统，如按牛奶类型、成熟时间和关键理化指标分类，以实现工业化生产并保持传统特色。