APP下载

发酵驴乳研究进展

2021-03-30尹雁玲刘文静牛希跃董永华

现代食品 2021年5期
关键词:发酵剂酪蛋白牛乳

◎ 卢 野,尹雁玲,万 祥,刘文静,牛希跃,董永华,许 倩,

(1.塔里木大学生命科学学院,新疆 阿拉尔 843300;2.南疆特色农产品深加工兵团重点实验室,新疆 阿拉尔 843300)

驴乳呈白色,味甘、性寒,据《本草纲目》记载,“驴乳气味甘无毒,可解小儿热毒,不生痘疹,热频饮之可治气郁”[1]。驴乳化学成分接近人乳,乳清蛋白含量高,富含多不饱和脂肪酸,脂肪和胆固醇含量低;具有抗氧化、抗疲劳、抑菌抗癌及提高人体免疫力和治疗疾病等作用,是一种滋补营养品和医疗用品[2]。

发酵乳是指乳在发酵剂(特定菌)的作用下发酵而成的乳制品,乳酸菌通过利用乳糖产生乳酸,降低了乳中乳糖的含量,因而可以被乳糖不耐受人员接受,产生的乳酸也可促进钙磷的吸收[3]。乳制品经发酵后,蛋白质被部分降解为小分子多肽和氨基酸,营养丰富、风味独特,与原乳相比更加易于消化吸收,是一种能提高人体免疫力、降低胆固醇、预防心脑血管疾病[4]、调节肠道菌群平衡的制品。驴乳经乳酸菌发酵后,提升营养价值的同时也产生了许多生物活性成分,本文论述了发酵驴乳的功能特性及潜在的健康效益。

1 驴乳的化学组成

驴乳总蛋白质1.57%~1.76%,固体物质9.53%~10.14%, 总脂肪1.16%~1.47%,乳糖6.33%~7.32%,灰分0.4%~0.7%[5]。与其他乳相比,驴乳水分含量较高,脂肪、蛋白质和灰分含量相对较低,但乳糖含量较高,驴乳乳糖含量5.8~7.4 g/100 mL,高于牛乳中乳糖含量4.4~4.9 g/100 mL,更加接近人乳中乳糖含量5.0~7.1 g/100 mL[6]。同时,驴乳中也富含人体所需的矿物元素,其中常量元素中钙、磷和钾元素较高,钠和镁元素次之,微量元素中硒的含量最高,是牛乳的4倍,研究发现,驴乳中的钙和磷的含量分别为798 mg·kg-1和560 mg·kg-1、低于牛奶中的1040 mg·kg-1和730 mg·kg-1,而 高 于 母 乳 中 的300 mg·kg-1和 130 mg·kg-1[7-8],此外,驴乳中也含有大量的维生素C,其维生素C的含量是牛乳的4.75倍[9]。

2 发酵驴乳的研究进展

2.1 发酵驴乳发酵剂的选择

乳酸菌种类众多,不同菌种的发酵能力、发酵产物的功能和生物活性也不相同。有研究[10]发现虽然驴乳中溶菌酶的含量较高,但乳酸菌的生长不受该抗菌剂的影响,这为驴乳发酵的可行性提供了依据。COPPOLA利用鼠李糖杆菌(Lactobacillus rhamnosus)为发酵剂制成发酵驴乳饮料[11]。CHIAVARI等用鼠李糖乳杆菌AT194、CLT2/2和干酪乳杆菌LC88以驴乳为原料制作了发酵乳饮料[12]。肖会姣等用植物乳杆菌ZY001、鼠李糖乳杆菌ZY009和嗜热链球菌ZY010为混合发酵剂制成了发酵驴乳[13]。PERNA等分别以德氏乳杆菌保加利亚亚种和嗜热链球菌为发酵剂制成了传统发酵驴乳,以嗜酸乳杆菌和干酪乳杆菌为发酵剂制作了益生菌发酵驴乳[14]。TIDONA等用含有嗜热链球菌St907和St563的混合发酵制成了一种产叶酸和胞外多糖的发酵驴乳[15]。

2.2 发酵驴乳的菌种筛选

彭珊珊等研究对比了不同乳酸菌对发酵驴乳的凝乳能力和产酸能力,结果发现罗伊乳杆菌、植物乳杆菌的凝乳能力相对较好,且植物乳杆菌有较高的产酸能力[16]。杨行以产酸能力和凝乳能力为参考指标对新疆传统酸奶中分离出的乳酸菌进行筛选,最终发现德式乳杆菌SL·1-1、乳酸片球菌WQ·1-3和屎肠球菌TX·2-3有较好的产酸和凝乳能力,利用此三株菌制作的发酵剂发酵出的驴乳凝固型好,口感酸甜,无乳清析出[17]。TURCHI等首先以驴乳发酵产酸能力和抗溶菌酶能力为主要参考指标,筛选出了植物乳杆菌Lp5、Lp7、Lp27和Lp43以及嗜热链球菌St2和St5,后以感官评价为指标对比不同菌株组合下的发酵驴乳进行评定,结果表明在嗜热链球菌St2、St5和植物乳杆菌Lp7组合下的驴乳发酵饮料香气强度、酸味和发酵乳风味的评分最高[18]。ASPRI等通过不同菌株对驴乳发酵能力的检测,最终筛选出具有较强发酵能力和生物活性的粪肠球菌DM33、DM237及干酪乳杆菌DM214和瑞士乳杆菌JM1004[19]。上述研究表明在驴乳发酵时,可以根据不同的需求选择具有特定功能的乳酸菌,也可通过菌种复配使发酵驴乳具有较好的营养价值和功能活性。

2.3 不同原料发酵驴乳的研究

驴乳乳清蛋白含量高,大部分驴乳都是乳酸菌发酵后制成驴乳发酵饮料,凝固型发酵驴乳相对较少。王姗姗等以驴乳和驴乳粉为原料,制成了色泽均匀,组织细腻的发酵驴乳[20]。有研究者[16-21]以复原驴乳为原料制成了发酵驴乳。杨行等在驴乳中添加牛乳粉,制成了凝乳均匀、口感细腻且具有浓郁驴乳香味的凝固型风味驴乳酸奶[22]。此外,TIDONA等以驴乳和葵花籽油为原料制作出了一款新型发酵驴乳饮料[15]。PERNA等在驴乳中分别加入苏拉蜂蜜和迷迭香精油制成了强化型的驴乳开菲尔[23]。

2.4 发酵驴乳蛋白质及其他指标变化的研究

发酵驴乳的酪蛋白含量相对较低,是牛乳酪蛋白过敏患者的乳制品良好替代品。MIAO等通过分析驴乳、牛乳和山羊乳经过三种不同菌株发酵后的SDSPAGE图谱发现,驴乳、牛乳和山羊乳中酪蛋白的含量存在显著差异,经发酵后的牛乳和山羊乳中检测到了αs1-酪蛋白、αs2-酪蛋白、k-酪蛋白和β-酪蛋白,而发酵后的驴乳中仅检测到k-酪蛋白,且驴乳中k-酪蛋白、β-乳球蛋白和乳铁蛋白的降解率较高;此外,通过OPA法与RP-HPLC法比较驴乳、牛乳和山羊乳在不同发酵剂发酵前后多肽含量与蛋白质水解情况发现,驴乳发酵后会产生大量多肽,多肽的种类和数量均显著高于发酵牛乳和山羊乳,这有助于驴乳蛋白的消化和吸收[24]。

肖会姣等对比植物乳杆菌ZY001、鼠李糖乳杆菌ZY009和嗜热链球菌ZY010发酵驴乳前后氨基酸的变化,发现除牛磺酸和瓜氨酸无显著变化,其余氨基酸的含量均有显著增加,说明乳酸菌可以促进驴乳蛋白质分解产生氨基酸[13]。

有研究者对驴乳发酵前后乳糖含量变化做了研究,结果发现,驴乳发酵后比发酵前的乳糖含量明显降低,这说明发酵过程中有大量乳糖被乳酸菌分解成乳酸[21];此外,有研究显示发酵驴乳在储存期间乳糖含量逐渐降低,pH值逐渐降低,表明发酵驴乳在冷藏期间发生后酸化[14]。

CHARFI等研究了驴乳和牛乳酸化过程中的指标变化,结果表明随着发酵时间的推移,pH值显著下降,但发酵牛乳pH下降速率高于发酵驴乳,牛乳pH=4.6时酪蛋白就完全沉淀,而驴乳则需要pH=4.2时才出现絮状沉淀;黏度方面,驴乳从酸化开始就表现出几乎恒定的黏度,而牛乳黏度在发酵过程中显著增加[25]。

2.5 发酵驴乳功能性研究

近年来,随着对发酵驴乳发酵特性的深入研究,越来越多的人开始对发酵驴乳的营养价值和生理功能等方面进行研究。任海波等对发酵酸驴乳的生理功能进行探究,发现驴乳经发酵后,能够维持肠道菌群微生态平衡,具有提高机体免疫能力、延缓机体衰老和降低血压等生理功能[26]。

2.5.1 抗氧化活性研究

驴乳和乳酸菌的产物自身就具有一定的抗氧化能力,而驴乳经发酵后,可以在一定程度上提升其抗氧化活性。彭珊珊等通过不同菌株发酵驴乳,对比测定发酵驴乳对DPPH自由基清除率、羟自由基(·OH)清除率及超氧阴离子自由基(O2-·)清除率和总还原力,结果表明,驴乳经乳酸菌发酵后具有一定的抗氧化能力,其中罗伊乳杆菌、植物乳杆菌、鼠李糖乳杆菌发酵的驴乳抗氧化能力较强[27]。PERNA等研究了添加保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌发酵的标准发酵驴乳和添加嗜酸乳杆菌和干酪乳杆菌制备的益生菌发酵驴乳的抗氧化能力,测定了两种发酵乳在4 ℃条件下贮藏30 d的抗氧化活性的变化情况,结果表明两种发酵驴乳在冷藏过程中对ABTS、FRAP和巯基的清除能力均有所提高,抗氧化能力增强,益生菌发酵驴乳的抗氧化活性高于标准发酵驴乳[14]。ASPRI等对比了不同发酵驴乳在经过体外模拟肠胃消化前后的抗氧化活性,发现屎肠球菌DM33发酵驴乳表现出最强的抗氧化活性,而且消化后的抗氧化活性进一步增强[19]。PERNA等分别测定了苏拉蜂蜜强化驴乳开菲尔、迷迭香精油强化驴乳开菲尔和驴乳开菲尔在冷藏过程中的抗氧化活性变化,结果发现三种驴乳开菲尔均具有一定的抗氧化活性,冷藏初期,两种强化的驴乳开菲尔的抗氧化活性高于普通驴乳开菲尔,添加强化剂可以提高开菲尔中抗氧化活性物质[23]。

2.5.2 发酵驴乳抑菌研究

有研究表明,发酵驴乳具有抑菌的能力。彭珊珊等利用不同乳酸菌发酵的驴乳上清液进行抑菌实验,发现植物乳杆菌发酵驴乳上清液具有明显抑菌效果,其中对金黄色葡萄球菌的抑制效果最强[27]。另有研究者用经体外模拟肠胃消化前后的发酵驴乳上清液对革兰氏阴性菌(大肠杆菌、鼠伤寒沙门氏菌)和革兰氏阳性菌(金黄色葡萄球菌、单核细胞增多性李斯特菌和蜡样芽孢杆菌)的抑菌活性做出评价,消化前的发酵驴乳对单核细胞增多性李斯特菌有较强的抑制作用,而经过消化后的发酵驴乳对三种革兰氏阴性菌均有较高的抑制效果,而未观察到对革兰氏阳性菌的抗菌活性,这可能是由于革兰氏阴性菌的外膜结构相对复杂所致[19]。

2.5.3 血管紧张素转换酶(ACE)抑制活性

ASPRI等以不同菌株制得发酵驴乳,通过模拟体外肠胃消化,测定不同发酵驴乳的ACE抑制活性,结果表明粪肠球菌DM270发酵的驴乳ACE抑制活性最低,粪肠球菌DM237发酵的驴乳具有最高的ACE抑制活性[19]。

2.5.4 发酵驴乳的抗肿瘤功能

发酵驴乳具有抗肿瘤的功效。ESENER等对比驴乳和驴乳开菲尔对小鼠艾氏腹水癌(EAC)的氧化应激、细胞凋亡和增殖的影响,结果发现驴乳开菲尔可以通过诱导细胞凋亡及调节内皮型一氧化氮合酶(eNOS)和诱导型一氧化氮合酶(iNOS)抑制细胞增殖,从而降低乳腺肿瘤体积,且作用效果高于普通驴乳[28]。驴乳有效降低肿瘤细胞的活性,抑制肿瘤细胞的生长,并且经过发酵的驴乳可以增强抗肿瘤能力。

2.6 发酵驴乳挥发性成分研究

发酵驴乳的挥发性成分主要体现在产品的香气和风味方面,发酵驴乳的香气和风味在一定程度上决定着其被消费者接受的可能性。杨行等对冷藏期间的凝固型发酵驴乳风味成分进行检测,结果表明,发酵驴乳共检测出69中挥发性风味物质,主要包括2-庚酮、3-羟基-2-丁酮等酮类物质,己酸、乙酸、丁酸、辛酸和苯甲酸等酸类物质和醇类,烷烃类、酯类、醛类、芳香杂环类,以及少量的胺类、萜烯类等成分[17]。TIDONA等通过SPME/GC/MS技术对发酵驴乳和驴乳的挥发性成分进行分析,结果表明驴乳共检测出19中挥发性成分,发酵驴乳中共检测出33中挥发性成分,主要以酮类、醛类和醇类物质为主,说明驴乳发酵后可以产生多种挥发性成分[15],这可以增加消费者对发酵驴乳的可接受性。

3 结语

目前关于发酵驴乳的研究大多集中在发酵制作和基础理化指标的检测方面,随着对发酵驴乳的深入研究,发酵驴乳的生物活性功能和潜在的健康效益逐渐成为了研究热点。一方面驴乳在发酵时选用的菌株不同,发酵后的功能和活性也会不同,因此选用合适的具有较强活性的菌株将有利于发酵驴乳营养价值和功能特性的提升;另一方面驴乳发酵后会产生大量的多肽,可进一步研究这些多肽的生物活性和营养价值,完善其作用机理。此外,国内虽有发酵驴乳的工业化生产,但最终产品的理化指标却没有限值标准,对发酵驴乳检测的指标都是以《食品安全国家标准 发酵乳》为参照,这在一定程度上限制了产品的市场和对产品的质量监管,因此应当尽快制定发酵驴乳的相关标准,促进驴乳产品的发展。单纯以驴乳为原料发酵制得的产品虽然有较好的功能活性,但产品太过单一,可以通过添加不同的辅料开发出新的发酵驴乳制品,也可通过添加特定的营养强化剂来满足不同人群的需求。

猜你喜欢

发酵剂酪蛋白牛乳
乳制品中A1β-酪蛋白、A2β-酪蛋白含量的测定
蛋氨酸对奶牛乳腺酪蛋白合成及其上皮细胞自噬的影响
高效、绿色、环保发酵剂——酵素菌速腐剂
牛乳中脂肪掺假检测技术的研究进展
消毒鲜牛乳还要煮吗
水牛乳资源及其理化特性研究进展
酪蛋白磷酸肽-钙络合物对酸乳贮藏特性的影响
Evaluation of the Development of Circular Agriculture in Sichuan Province Based on the Coefficient of Variation
喷雾干燥法制备直投式霉豆渣发酵剂的研究
嗜酸乳杆菌NX2-6冻干发酵剂的研究