芝士，這種美味的乳製品，不僅在味覺上吸引人，其背後的科學原理同樣令人着迷。芝士的製作過程涉及多種化學反應和生物過程，從牛奶的蒸發到發酵，再到最終形成的多種口味和質地，芝士的科學不僅是烹飪藝術，還是一門精密的科學。

芝士的主要原料是牛奶。牛奶由水、脂肪、蛋白質、乳糖和礦物質組成。其中，蛋白質是芝士形成的關鍵。牛奶中的主要蛋白質是酪蛋白（casein），這是一種在酸性或酶的作用下會凝固的蛋白質。當牛奶被加熱或與酸性物質（如檸檬汁或醋）混合時，酪蛋白會開始聚集形成凝塊，這是製作芝士的第一步。

第一步：凝固

製作芝士的過程始於凝固。將牛奶加熱至適當的溫度後，加入凝乳酶（rennet），這是一種酶複合物，主要成分是凝乳酶素（Chymosin），其作用是促使牛奶中的酪蛋白凝結形成凝乳。凝乳酶作用於酪蛋白中的κ-酪蛋白，使其水解，從而使酪蛋白膠束失去穩定性，形成凝乳。凝固後的牛奶會形成一塊固體的凝乳，並分離出液體部分，稱為乳清（whey）。乳清通常含有乳糖、蛋白質和水分，而凝乳則是芝士的主要成分。

第二步：發酵

在凝固後，下一步是發酵。這個過程是由乳酸菌進行的，這些細菌會將乳糖轉化為乳酸。乳酸菌（如Lactobacillus 和 Streptococcus）將乳糖分解為乳酸，這不僅降低了pH值，還賦予了芝士獨特的風味和質地。

乳酸的生成不僅使芝士變成酸性，還幫助抑制其他有害細菌的生長，確保芝士的安全性。隨着發酵過程的進行，凝乳的質地會變得更加緊密，並開始釋放出更多的乳清。這個過程需要幾小時到幾天，具體時間取決於所製作的芝士類型。

第三步：切割

發酵後，凝乳會被切割成小塊，這個過程稱為切割（cutting）。切割的大小會影響芝士的水分含量和最終質地。小塊的凝乳會釋放更多的乳清，而大塊則保留更多的水分。之後，凝乳塊會被加熱並攪拌，以進一步釋放乳清並促進乾燥。在這個階段，製作人還會加入鹽，這不僅是為了調味，還有助於抑制細菌生長，並促進風味的發展。鹽也會影響芝士的結構，使其更具韌性。

最後一步：熟成

芝士的熟成是一個極為關鍵的過程，這個過程可以持續數天到數年。熟成的過程中，芝士的口味和質地會隨着時間的推移而變化。這一過程涉及到微生物的活動，包括細菌、酵母和黴菌等。

在熟成過程中，蛋白質和脂肪繼續分解，產生各種風味化合物，包括胺、酮、醛和烴類，這些化合物賦予不同種類的芝士其獨特的風味和香氣。舉例來說，藍芝士（blue cheese）就是因為添加了特定的黴菌（如Penicillium roqueforti）而形成的，這些黴菌在熟成過程中會產生特有的藍色紋路和獨特的風味。

芝士不僅味道美味，還富含營養。它是鈣、蛋白質和維生素B12的良好來源，有助於骨骼健康和肌肉生長。然而，由於芝士的脂肪和鈉含量較高，適量食用是關鍵，對於乳糖不耐症的人來說，某些熟成的芝士（如切達或瑞士芝士）可能會更容易消化，因為這些芝士在熟成過程中大部分的乳糖已經被分解。

芝士的科學是一個結合了生物學、化學和藝術的領域。從牛奶的選擇到最終產品的成熟，每一步都需要精確的控制和技巧。這使得芝士不僅僅是一種食物，更是一種文化的象徵，承載着歷史和傳統。

● 洪文正（香港新興科技教育協會）

簡介：本會培育科普人才， 提高各界對科技創意應用的認識，為香港青年提供更多機會參與國際性及大中華地區的科技創意活動 ，詳情可瀏覽www.hknetea.org。