酸羊乳发酵及其健康功效研究进展

2024-03-20 11:59张文静毛咏荷李宁赵月娟吴珊刘军
中国乳品工业 2024年2期
关键词:羊乳酸乳发酵剂

张文静,毛咏荷,李宁,赵月娟,吴珊,刘军*

(1.中国农业大学食品科学与营养工程学院,北京 100091;2. 西安银桥乳业(集团)有限公司,西安 710075)

0 引 言

羊乳素有“乳中贵族”的美誉,营养丰富,乳脂肪及蛋白质含量均高于牛乳。羊乳脂肪含量高达3.59 g/L,且脂肪球粒径小,更有利于人体的消化吸收[1]。羊乳中的蛋白质主要包括乳清蛋白和酪蛋白,其中乳清蛋白占总蛋白含量的17%~22%,主要包括β-乳球蛋白和α-乳白蛋白;酪蛋白含量在16~26 g/L,主要为易消化及抗变态反应特性的αs2酪蛋白及β-酪蛋白,其消化吸收率可达98%,且不含过敏原αS1-酪蛋白。此外,羊乳中的维生素(维生素A、维生素B6、烟酸/维生素B3)、矿物质(钙、钾、铜、硒等)含量总体高于牛乳,营养价值更接近人乳。除以上基本营养组成外,研究表明羊乳还具有美容养颜、抗衰老、提高免疫力等健康功效,其功能活性主要归功于羊乳中丰富的蛋白质或多肽[2]。羊乳中的生物活性肽对心血管、胃肠道、免疫系统和神经系统等相关急/慢性疾病具有一定的调节作用[3]。

羊乳风味别致,其膻味的具体成因至今仍存在一定争议,其中羊乳中游离脂肪酸和一些挥发性支链脂肪酸(如4-甲基-C 8,4-乙基-C 8(C 9, C 10))被认为是主要的风味物质[4],部分支链脂肪酸(BCFA)由于具有较低的气味阈值也能够产生典型的膻味。影响羊乳膻味的因素很多,主要包括反刍动物羊本身的脂肪酸代谢、饲料种类、饲养管理和环境卫生、羊乳加工工艺等因素[5]。针对以上影响因素,可采用遗传学方法、闪蒸法、包埋法,或利用生物发酵等来改善和去除羊奶膻味。相较于食品加工过程中的闪蒸和化学方法除膻,生物发酵方法具有简便易行、安全、绿色等特点,不会造成羊乳营养损失或风味恶化[6]。

酸羊乳是以鲜羊奶或复原羊乳为原料,经均质、灭菌、接入乳酸菌后,由生物发酵而制成的一种含活性乳酸菌的发酵乳制品。在风味特征方面,微生物可以利用乳脂降解产生的游离脂肪酸并转化成甲基酮、内酯和乙醛等风味物质,这些由发酵代谢产生的天然风味物质与人工香精香料相比气味更加醇厚、柔和、易于接受,削减并掩盖了羊乳膻味[7]。在营养价值方面,由于发酵剂的生物转化作用,酸羊乳中的营养物质更易于消化吸收。如羊乳中的乳糖经发酵转化为葡萄糖和半乳糖,而半乳糖是婴儿脑和神经系统发育所必需的重要营养成分;羊乳中的蛋白质经过乳酸菌等发酵剂的发酵后,必需氨基酸和多肽含量显著提升,更易消化吸收[8]。

本文对酸羊乳发酵的国内外研究现状进行了总结与分析,在酸羊乳生产的基础上概述了羊乳发酵剂种类与发酵条件对酸羊乳风味特征及感官品质的影响及相关机制,并对酸羊乳有益人体健康的功能活性的国内外研究现状进行了总结,相关研究可为健康美味的酸羊乳相关产品开发及市场化应用提供指导。

1 羊乳发酵及品质改善

发酵酸乳是全球消费量最大的乳制品之一,含有多种微量营养素如核黄素、维生素、钙、锌、钾、镁等,有助于改善人体健康状态。研究表明,每天摄入酸奶可改善人体对于蛋白质、钙和维生素D 等营养物质的消化吸收[9]。酸奶在发酵过程中,发酵剂产生一定的酸性物质并与乳中的蛋白质相互作用,形成独特的口感和质地。然而,酸奶产品的物理化学性质(颜色、酸度、水分和质地)、感官特征等受到发酵过程中发酵剂种类和数量、原料、温度、压力以及均质条件等的影响[10]。因此,选择合适的发酵剂与发酵工艺是强化发酵羊乳营养、提升其感官特性的决定性因素。

1.1 羊乳发酵菌株

羊乳营养物质含量丰富,在储存过程中易受到微生物污染,快速、精确的处理与加工是保持羊乳营养质量的重要手段。发酵酸乳的加工过程集中了加热灭菌与优势菌株的增殖,能够抑制致病菌生长并强化羊乳营养品质。羊乳发酵常使用与牛乳发酵相同的商业发酵剂,如由嗜热链球菌和德氏乳杆菌保加利亚亚种组成的菌种[11],ASENSIO V C 等[12]使用6 种由嗜热链球菌和德氏乳杆菌保加利亚亚种组成的商业发酵剂生产酸羊乳,与其他5 种发酵剂相比,使用YF-L903发酵后的羊乳在硬度、亮度与口感方面均有所改善,在制备酸羊乳方面具有较大的应用潜力。田万强等[13]使用德氏乳杆菌保加利亚亚种和嗜热链球菌菌粉分别发酵羊乳和牛乳,随着发酵时间进行,羊乳的酸度、黏度等指标逐渐上升,形成发酵酸乳质地,然而由于牛、羊乳中蛋白质种类与含量不同,羊发酵乳呈现剪切稀化的特征,质地不如牛酸乳稳定。JUM AH R Y 等[14]使用嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌分别发酵牛乳、羊乳生产酸奶也获得了相似的结果,这可能是由于牛奶中总固形物和蛋白质含量较羊乳更高,有利于形成稳定的酸凝乳质地。

为了使发酵产品具有更好的营养、质地和口感,双歧杆菌属、植物乳杆菌属、干酪乳杆菌和开菲尔粒等发酵剂也用于生产酸羊乳[15-18]。多数乳酸菌在发酵过程中可产生具有复杂结构的胞外多糖(EPS),在低浓度下即可表现出较强的增稠能力,能有效改善酸乳产品的质地和感官特性[19]。研究表明,产EPS 的商业酸乳发酵剂复配动物双歧杆菌BB-12 菌株能够显著降低山羊乳凝固酸奶的表观黏度和脱水性,并且在气味、颜色、味道、质地和总体可接受度等感官特性方面得分最高[20]。对高产EPS 菌种嗜热链球菌和德氏乳杆菌保加利亚亚种发酵剂(YF-L903)生产的酸羊乳进行感官和质地评价发现,发酵剂产生的原位EPS 使得发酵羊乳具有高黏性、口感丝滑,且具有更高的凝胶硬度,不易发生脱水收缩[12]。在传统商业发酵剂的基础上添加益生菌能够与其他乳酸菌发挥协同增效的作用,改善并强化发酵酸羊乳的营养特性和品质,BERGILLOS M T 等[21]采用溶解度、透析性并结合模拟胃肠道消化和Caco-2 细胞的矿物质保留、转运和摄取模型评估添加益生菌植物乳杆菌的发酵羊乳,结果表明添加了植物乳杆菌的发酵羊乳具有更高的钙保留率和吸收量。使用商业发酵剂YO-MIX 187 植物乳杆菌复合发酵后的酸羊乳具有高持水性和表观黏度,能够形成稳定的酸乳凝胶质地,在一定程度上缓解酸羊乳在发酵过程中的品质劣变。

国内外研究学者也致力于挖掘更多适用于羊乳的发酵剂,NUR LIYAN I 等[22]使用红茶菌和干酪乳杆菌发酵生产酸羊乳,接种量为5%时具有最高的感官接受度。开菲尔粒(Kefir G rain)也是羊乳发酵中常用的发酵剂,开菲尔(Kefir)多由开菲尔粒发酵牛乳、羊乳制成,是一种发泡型含有少量酒精的发酵乳制品。开菲尔粒是天然多菌种复合发酵剂,由乳酸杆菌属的细菌、乳球菌、醋酸菌和克鲁维酵母,以及与酵母相连的胞外多糖和蛋白质基质组成,接种后进行酸性酒精发酵,发酵产品具有酸味和一定的酒精含量[23]。钟浩[24]对开菲尔粒发酵羊乳饮料进行质地和感官评价,结果表明发酵后的羊乳具有含量较高的乙偶姻等多种呈香物质、风味较好,且发酵乳具有很好的凝乳效果,持水率保持在45%(24 h)左右。施小玉[18]采用响应面分析优化开菲尔直投式发酵剂的菌种比例,最后获得了感官评价得分较好的羊乳开菲尔。开菲尔粒中具有多种产EPS 的乳酸菌和具有益生活性的酵母菌、醋酸菌,对该发酵剂的深入研究将有利于丰富羊乳发酵制品的种类,提高羊乳产品的营养价值和感官特性。除了发酵剂种类、添加量与发酵条件等因素外,由于羊乳较牛乳更难形成凝乳,在实际生产中,酸羊乳中可以添加适当的稳定剂、交联催化酶、果胶(果汁)等来获得较好的产品质构和口感[15,25-26]。

1.2 发酵羊乳的风味改善

羊乳膻味是制约其发展和消费者对羊乳相关产品选择的重要因素。与牛乳不同,羊乳中的脂肪种类、含量丰富,有较多的中、短链脂肪酸,且羊乳中脂肪球更小,总体膜面积大,更容易与脂蛋白脂肪酶(Lipoprotein lipase,LPL)接触发生诱发性脂解,甘油三酯在LPL 的作用下发生水解反应释放出大量游离脂肪酸(Free fatty acid FFA),形成了羊乳特征的风味基调[6]。基于主成分分析法构建评价羊奶膻味强度模型的结果表明,丁酸(C4∶0)、己酸(C6∶0)、辛酸(C8∶0)、癸酸(C10∶0)和月桂酸(C12∶0)与羊乳的膻味强度具有正相关关系,并且己酸(C6∶0)与辛酸(C8∶0)的之间通过氢键相连接形成的化合物能够产生典型的膻味[27]。此外部分支链脂肪酸(Branched Chain Fatty Acid,BCFA)如4-甲基辛酸、4-甲基壬酸以及4-乙基辛酸由于具有较低的感知阈值更容易形成典型的羊乳风味特征[28]。在食品行业,除了通过热处理、紫外线照射、吸附剂、膻味掩蔽剂等方式除膻外,生物发酵法也成为近年来国内外的关注热点,即利用发酵过程生产羊乳酸奶[5]。研究表明合适的发酵剂能够在不引起酸羊乳理化特性变化的同时有效改善羊乳的感官品质,酸奶的最终风味与几种化合物有关,即非挥发性酸(乳酸、丙酮酸和草酸),挥发性酸(甲酸、乙酸、丙酸或丁酸),羰基化合物(乙醛、双乙酰、丙酮和3-羟基酮)和其他化合物(氨基酸及其热降解产物、脂肪和乳糖分解物),其中乳酸、乙醛和双乙酰对于产品风味的形成具有重要影响,而酸奶中的这些羰基化合物和游离脂肪酸与发酵剂的类型、孵育、冷却和储存条件密切相关[29],因此选择适宜的发酵剂和发酵工艺条件改善羊乳的感官品质是生物发酵法除膻的研究方向。

微生物发酵降解乳中的脂肪、蛋白和乳糖等物质是酸羊乳风味改善的主要机制。首先,乳酸菌在发酵过程中的代谢利用降低了羊奶中短链游离脂肪酸的含量,并且能够产生乙醛、双乙酰、丙酮以及游离氨基酸等风味物质,对于膻味有掩盖或冲淡作用[30]。研究表明羊乳中除丙氨酸、蛋氨酸、异亮氨酸和酪氨酸外,其余氨基酸含量均高于牛乳[31],而乳酸菌通过苏氨酸醛缩酶的作用,将苏氨酸转化为乙醛和甘氨酸,使得发酵羊乳能够产生更多酸乳风味物质——乙醛[32],王维哲使用商业酸奶发酵剂与植物乳杆菌复配发酵羊乳,产生的乙醛和双乙酰含量接近酸乳风味释放的最佳浓度范围(6.65~9.12 m g/L、25.9~35.5 m g/L),葛武鹏等[32]测定嗜酸乳杆菌发酵后酸奶的风味物质也得到了相似的结论。其次,乳酸菌发酵过程中降低了羊乳的pH值,抑制脂肪酶活性从而减少了再生性游离脂肪酸的产生。陈合等[33]通过对典型的酸奶发酵剂保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌与嗜酸乳杆菌和长双歧杆菌复配进行发酵,对于酸羊乳的色泽、气味、滋味及组织状态等感官特性均有明显的改善作用,且发酵后的羊乳无膻味,口感较好。此外,生物发酵能够产生多种风味肽,对膻味具有掩蔽作用。在酸奶发酵过程中,蛋白质(以酪蛋白为主)水解生成多肽与游离氨基酸,部分肽段具有良好的感官品质,如浓厚味(Kokumi)、咸味增强(Salt enhancer)、苦味抑制(Bitterness suppressing)、鲜味(Umami)与甜味(Sweet)等,研究结果表明褐色酸羊乳在经过发酵后形成具有以鲜味增强(29.36%)为主的感官活性肽,从多肽水平印证了发酵羊乳具有良好的食用品质[34]。

在酸乳发酵过程中,发酵剂对酸乳中各种成分的代谢途径和能力不同,使得最终形成的产物种类和数量也有所差异,最终形成了发酵羊乳独特的风味及营养价值,表1 总结了近年来通过生物发酵方式改善羊乳的感官及质构特性的研究进展。

表1 酸羊乳发酵工艺及品质改善

2 发酵羊乳功能活性

酸羊乳中的活性益生菌对于维持和改善肠道稳态至关重要,摄入酸羊乳有助于调节肠胃功能、抑制腐败菌的定殖、促进钙、镁等矿物质的吸收。此外,益生菌代谢产生短链脂肪酸、B 族维生素、超氧化物歧化酶(SOD)等功能活性物质,具有降胆固醇、预防心脑血管疾病、抗肿瘤、抗氧化、控制体内毒素、保肝护肝、预防衰老等有益人体的健康功效,如图1 所示[40]。因此,筛选合适的益生菌和优化发酵工艺条件,通过生物发酵方法生产营养丰富、口味独特的酸羊乳已成为羊乳加工业发展的重要方向。

图1 发酵改善羊乳感官品质和功能特性以及发酵羊乳的有益人体健康功效

2.1 抗氧化活性

人体内过量的自由基可破坏膜脂质、细胞内蛋白、核酸和催化酶,减少细胞呼吸,进而导致糖尿病,神经退行性疾病和炎症性疾病等疾病[41]。发酵乳制品具有抗氧化活性且其活性高低与所使用原料乳种类有关。通过对戊糖片球菌发酵的牛乳、羊乳及骆驼乳的抗氧化活性比较发现,发酵羊乳的DPPH 自由基清除活性最强(93%)[42]。植物乳杆菌发酵羊乳过程中给予连续超声处理(100 W,30 kH z,60%波幅)可促进发酵菌的增殖并提升发酵羊乳的抗氧化活性(提高9.4%),过高的超声波幅对于发酵菌的生长及发酵产物的抗氧化活性有不利影响[43]。富含合生元的发酵羊乳产品逐渐收到消费者青睐,SHU G 等[44]考察了益生元添加对于植物乳杆菌L60 发酵羊乳的抗氧化活性的影响,菊粉(0.6%)、低聚果糖(0.6%)、低聚半乳糖(0.6%)及低聚木糖(0.4%)的添加可提高发酵羊乳DPPH 自由基清除率(75.52%、74.12%、69.41%、80.28%)及超氧自由基清除率(21.09%、18.20%、27.61%、29.92%)。研究表明,乳蛋白来源的多肽是发酵乳发挥抗氧化活性的关键组分。CHAN IF M 等[45]采用商品发酵剂(3%)发酵羊乳并从中纯化鉴定抗氧化多肽,通过LC-M S/M S 成功鉴定了3 条抗氧化多肽序列(LYQEPVLGPVRGPFPI,YQEPVLGPVRGPFPIL, VQSW M HQPPQPLSPT)并且具有抗胃肠道蛋白酶消化特性。发酵温度37 ℃条件下发酵乳杆菌M 4 发酵羊乳48 h 后产物中的多肽含量(OPA 法) 达到最高(8.44 g/L),并且ABTS 活性(52.27%)、羟基自由基清除活性(55.73%)、超氧自由基清除活性(43.03%)等抗氧化活性最强。通过2D-PAGE 及RP-HPLC 从发酵羊乳中分离得到多条多肽链与BIOPEP 数据库中的抗氧化肽序列吻合[46]。CHEN L 等[47]从开菲尔中分离得到一株新的野生型植物乳杆菌60 菌株,其发酵羊乳后具有强DPPH 自由基清除活性。发酵产物经过连续的超滤、凝胶色谱及反向高效液相色谱分离纯化后得到3 条新的抗氧化多肽序列:VGIN YW LAHK,TPEVDKEALEK 及DLLER。

2.2 抗菌活性

研究证实,羊乳中的蛋白质,如乳铁蛋白、免疫球蛋白、溶菌酶等或可作为抗菌肽前体物质或直接抑制病原菌及腐败微生物的生长,进而提供机体对入侵病原体的防御能力[48]。酸羊乳的抗菌活性与能力和发酵剂种类密切相关,其中开菲尔发酵羊酸乳表现出较强的抑菌活性,AZIZKHAN I 等[49]对羊乳制成的开菲尔及益生菌酸奶在4 ℃条件下20 d 储存期内的抗真菌(黑曲霉,青霉和镰刀菌)及抗细菌(金黄色葡萄球菌,单增李斯特菌,大肠杆菌和肠炎沙门氏菌)活性进行分析。研究发现,开菲尔酸羊乳较益生菌酸羊乳的抗真菌及抗细菌活性更强,尤其是对于黑曲霉、金黄色葡萄球菌和单增李斯特菌具有很好的抑制作用,而青霉菌和大肠杆菌则表现出较强的抗性。SULM IYATI[50]采用井扩散法评价了开菲尔酸羊乳对大肠杆菌ATCC 8739 及鼠伤寒沙门氏菌肠炎亚种ATCC 14028的抑菌活性,其中开菲尔凝乳表现出最强的抗菌活性,而开菲尔粒的抗菌活性最弱。BIADA A 等[51]进一步分析了开菲尔酸羊乳发酵过程中抗菌活性成分的释放,采用开菲尔粒发酵剂中的微生物(Lactobacillus kefiranofacienssubsp.kefirgranumDSM 10550,Lactobacillus kefiriPCM 2501,Lactobacillus parakefiriDSM 10551,Lactobacillus brevisPCM 488,Lactobacillus delbrueckiisubsp.lactisPCM 2611)对羊乳进行发酵并分析其对大肠杆菌、沙门氏菌、藤黄球菌和奇异变形杆菌的抑制作用。结果发现,随着发酵的进行,酸羊乳的活性功能组分不断释放,抗菌活性不断增强,相关指示菌的生长抑制率甚至达到8 个对数周期,但该研究未能鉴定相关的功能活性组分。然而,HANUM Z 等[52]报道称,开菲尔发酵羊乳不能抑制大肠杆菌及金黄色葡萄球菌的生长,在酵母菌含量5%的开菲尔粒添加量下,发酵羊乳对大肠杆菌及金黄色葡萄球菌的抑菌圈分别为2.19 mm和2.50 mm。酸羊乳中的抑菌成分与发酵剂降解蛋白产生的多肽密切相关。通过对2 种发酵羊乳(经典发酵剂及经典发酵剂加益生菌植物乳杆菌C 4)的阳离子交换膜滤过液P 进行透析后分别得到分子质量大于3 ku(P>3)和小于3 ku(P<3)的多肽和蛋白组分。结果表明,2 种发酵方式获得的开菲尔酸奶的抗菌活性无统计学差异,而P<3 中多肽和蛋白组分是开菲尔发酵羊乳中主要的抗菌成分[53]。IRAM D 等[54]采用RPHPLC 及LC-M S/M S 对鼠李糖乳杆菌C 25 发酵羊乳中的抗菌肽进行了分离纯化及结构鉴定,共获得569条肽段,其中36 条抗菌肽中有21 条为正电性,可与细菌的负电性的细胞膜相结合。进一步通过分子对接技术从获得的肽段序列中预测出2 条高抗菌活性的多肽IGHFKLIFSLLRV(-7.5 kcal/m o l))和KSFCPAPVAPPPPT(-7.6 kcal/m ol)。通过对羊乳中的乳酸菌的蛋白质水解能力及抗菌活性分析发现,乳酸菌发酵羊乳过程中酪蛋白中β-酪蛋白及乳清蛋白中的β-乳球蛋白是羊乳蛋白的主要降解成分,蛋白降解导致发酵羊乳中的中等链长的多肽组分比例提高,其中德氏乳杆菌保加利亚亚种和嗜热链球菌发酵后羊乳多肽的抗菌活性最强,尤其对于产气肠杆菌的抑制效果最为显著[55]。

2.3 ACE 抑制活性

高血压是导致心脑血管疾病的关键因素,包括冠心病、外周动脉疾病、中风及肾脏功能损伤等,而舒张压每降低666.61 Pa,心脑血管疾病发病率降低约16%[56]。一项随机双盲实验分析了发酵羊乳对高血压前期志愿者的降血压效果,摄食发酵羊乳8 周后受试者血压、血管紧张素II 以及醛固酮水平显著降低,然而血管紧张素I 以及血管紧张素转换酶(Angiotensin-converting enzym e, ACE)水平并未显著改变,受试者血压的降低可能与发酵羊乳中的多肽有关。肾素-血管紧张素系统(R enin-angiotensin system, RAS)是血压调节的关键系统而ACE 则是其中首要的调节因子[57]。羊乳蛋白是重要的ACE 抑制肽来源,通过对2 种发酵羊乳(经典发酵剂及经典发酵剂+益生菌植物乳杆菌C 4)的阳离子交换膜滤过液P 进行透析后分别得到分子质量大于3 ku(P>3)和小于3 ku(P<3)的多肽和蛋白组分。结果表明,2 种发酵方式获得的开菲尔酸奶的ACE 抑制活性无显著差异,而P<3 中多肽和蛋白组分是开菲尔发酵羊乳中主要的ACE 抑制活性成分[53]。采用野生型植物乳杆菌LP69 菌株对羊乳进行发酵,经响应面方法优化后最佳发酵工艺条件为发酵温度35 ℃、CaC l2添加量0.07%、Tw een 80 添加量0.04%,发酵产物ACE 抑制率达88.91%,进一步色谱纯化后产物的ACE 抑制率可达91.62%[58]。SHU G 等[59]采用植物乳杆菌LP69 对羊乳进行发酵,而酪蛋白水解物、抗坏血酸、CaC l2、Ca(H2PO4)2、N aC l 及Tw een 80 浓度对于发酵过程中菌株的生长及发酵羊乳的ACE 抑制活性影响显著,经单因素实验优化后的最佳ACE 抑制活性的发酵条件为酪蛋白水解物,抗坏血酸,CaC l2,Ca(H2PO4)2,N aC l 及Tw een 80 的添加量分别为0.70%,0.03%, 0.08%, 0.05%, 0.90%和0.04%。对保加利亚乳杆菌LB6 发酵羊乳的ACE 抑制活性的分析发现,有机氮源的种类及添加量对于发酵羊乳的ACE 抑制活性的影响显著。发酵培养基中添加乳清粉、酪蛋白胨、大豆蛋白胨等有机氮源可显著提高发酵羊乳的ACE 抑制活性,而酪蛋白水解物的添加尽管可促进保加利亚乳杆菌LB6 的增殖,但发酵羊乳中ACE 抑制肽的含量却降低[60]。CHEN H 等[61]对发酵剂乳酸杆菌菌株对发酵羊乳ACE 抑制活性的影响进行了探究,结果表明28 株乳酸杆菌中有20 株菌株发酵羊乳表现出ACE 抑制活性,其中罗伊氏乳杆菌,保加利亚乳杆菌,干酪乳杆菌及瑞士乳杆菌这4 株菌的效果最为显著,体外实验发现,该4 株乳酸菌发酵羊乳的ACE抑制率分别可达95.92%, 84.61%, 82.79%和78.57%。

2.4 其他功能活性

除上述功能活性外,研究报道发酵酸羊乳还具有提高金属离子生物利用度、改善贫血等有益人体健康功能活性。以提高金属离子生物利用度为例,通过构建组合胃肠道消化和Caco-2 细胞的矿物质保留、转运及吸收模型评价了2 种实验室超滤处理的发酵羊乳中Ca, M g, Zn 及P 的生物利用率。结果指出含益生菌植物乳杆菌的发酵羊乳的Ca 保留最高且矿物质的生物利用率最高[21]。在改善贫血方面,发酵羊乳在贫血恢复期间能够改善机体抗氧化状态,防止生物分子的氧化损伤,对睾丸起保护作用,改善铁和骨骼肌体内平衡以及强化心血管健康[62]。对营养缺铁性贫血恢复期间的W ista 大鼠饲喂正常铁含量的含发酵羊乳饮食30 d 后,总抗氧化状态值(TAS)升高,血浆和尿液中8-OH dG 含量降低,褪黑激素和皮质酮水平恢复,尿中异前列烷水平降低,这可能与发酵羊乳改善营养缺铁性贫血引起的能量代谢及炎症信号紊乱有关[63]。而另一项针对营养缺铁性贫血补铁过程的研究发现,实验W ista 大鼠饲喂正常Fe 含量或Fe 含量过载的含发酵羊乳饮食30 d 后,抗炎细胞因子IL-13、IL-10 及IL-4 水平提高,而促炎细胞因子IL-2、TNF-α、IL-1β、IL-12p70 及IP-10 水平降低。因此,食用发酵羊乳可改善血液状态,并促进营养缺铁性贫血恢复期间与炎症信号相关的有益代谢反应,可作为有效饮食策略减少补铁期间诱发的炎症反应[64]。

3 风味发酵羊乳制品

随着我国居民生活水平的不断提高以及对营养健康认识的不断深入,对于营养健康食品的需求不断扩大。功能性风味酸羊乳制品近年来受到国内外研究人员的关注,市场规模逐年递增,红枣汁[65]、蜂蜜[66]、加仑浆[67]、苹果酵素[68]、番石榴汁[15]、膳食纤维[69]等多种天然健康食品原料已添加至羊乳中,经发酵后开发新型功能性发酵羊乳制品。通过对28 d 贮藏期内活菌数、pH 值以及可滴定酸度的监测发现,红枣汁的添加量在3~9 g/100 g 发酵羊乳范围内对贮藏期品质无显著影响,而红枣汁的添加有效掩盖了发酵羊乳的膻味,提升了产品的感官品质,且发酵羊乳的抗氧化活性得到有效提升[65]。蜂蜜中含有丰富的多酚类、多肽、磷脂和甾醇等生物活性成分,具有抗氧化、增强免疫力、降血糖、护肝等功效,是开发功能性食品的热点原料。在羊乳发酵结束后添加枣花蜜对发酵速率无显著影响,而发酵羊乳整体风味和口感、持水力及抗氧化活性均得到有效提高,且乳酸菌增殖抑制程度较小,硬度、稠度、内聚性和黏性指数则明显降低[65]。

尽管羊乳具有低致敏性,然而对于乳糖不耐的人群仍不推荐食用,因此,开发无乳糖功能性发酵羊乳制品具有重要意义。ARAJO N 等[67]采用无乳糖羊乳及加仑浆制备功能性发酵羊乳制品,冻干加仑浆添加量在9%时,发酵羊乳中多酚含量最高(720.8 m g/kg)且表现出最强的功能活性。酵素是一类具有保健功能的发酵制品,含大量的氨基酸、矿物质、功效酶等发酵原料中原有的成分,也具有较高含量的还原糖、维生素C、酚类、花色苷、超氧化物歧化酶等抗氧化物质,具有清除人体自由基、美容养颜等多种益生作用。采用苹果酵素与复合发酵剂发酵羊乳,理化指标和感官评价分析发现,苹果酵素添加质量分数4%,发酵剂添加质量分数为1%时,发酵羊乳凝固状态好,且具有发酵羊乳特有的滋味、气味及苹果口味,酸度、甜度合适[68]。为提升发酵羊乳品质,YUR LIASN I 等[15]采用嗜酸乳杆菌和长双歧杆菌作为混合发酵剂并添加番石榴汁。番石榴汁添加量为5%条件下,采用混合菌种发酵可有效提升发酵羊乳黏度,但对于发酵羊乳的脱水收缩水平影响不显著。米糠作为大米加工的副产物,是重要的膳食纤维来源,此外还含有丰富的蛋白质、油脂、以及甾醇等营养功能组分。研究发现,黑米糠复配的发酵羊乳较普通发酵羊乳的营养值显著提升(近似分析),且抗氧化活性显著增强[69]。

已证明通过在发酵前/后复配一定的功能性天然健康的食品原料创制风味酸羊乳制品具有改善酸羊乳质地结构[65]、感官品质[68]以及生物活性[67]等多种效用,使得羊乳开发具有更大的潜力,深入研究天然健康食品原料与羊乳蛋白之间的相互作用对于丰富羊乳产品、开拓羊乳市场具有重要的指导意义。

4 结 论

羊乳是目前极具发展潜力的乳制品,富含多种蛋白质和脂肪,具有良好的益生效果和健康特性,羊乳及其制品正在引起消费者的关注。而天然存在的膻味制约了羊乳的进一步发展,本研究综述了发酵菌株、工艺对酸羊乳风味特征、感官品质等方面的影响及相关机制,并总结了酸羊乳对人体的健康功能活性。明确了以嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌组成的商业发酵剂能够提高酸羊乳的感官特性。此外,基于协同增效的原理,选择适合的益生菌如双歧杆菌属、植物乳杆菌、干酪乳杆菌等联合商业发酵剂生产的酸羊乳具有更好的食用品质、组织质地和营养价值,对酸羊乳的产品开发提供指导。

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