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酸羊乳發酵及其健康功效研究進展

2024-03-20 11:59張文靜毛詠荷李寧趙月娟吳珊劉軍
中國乳品工業 2024年2期
關鍵詞:羊乳酸乳發酵劑

張文靜,毛詠荷,李寧,趙月娟,吳珊,劉軍*

(1.中國農業大學食品科學與營養工程學院,北京 100091;2. 西安銀橋乳業(集團)有限公司,西安 710075)

0 引 言

羊乳素有“乳中貴族”的美譽,營養豐富,乳脂肪及蛋白質含量均高于牛乳。羊乳脂肪含量高達3.59 g/L,且脂肪球粒徑小,更有利于人體的消化吸收[1]。羊乳中的蛋白質主要包括乳清蛋白和酪蛋白,其中乳清蛋白占總蛋白含量的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,主要為易消化及抗變態反應特性的αs2酪蛋白及β-酪蛋白,其消化吸收率可達98%,且不含過敏原αS1-酪蛋白。此外,羊乳中的維生素(維生素A、維生素B6、煙酸/維生素B3)、礦物質(鈣、鉀、銅、硒等)含量總體高于牛乳,營養價值更接近人乳。除以上基本營養組成外,研究表明羊乳還具有美容養顏、抗衰老、提高免疫力等健康功效,其功能活性主要歸功于羊乳中豐富的蛋白質或多肽[2]。羊乳中的生物活性肽對心血管、胃腸道、免疫系統和神經系統等相關急/慢性疾病具有一定的調節作用[3]。

羊乳風味別致,其膻味的具體成因至今仍存在一定爭議,其中羊乳中游離脂肪酸和一些揮發性支鏈脂肪酸(如4-甲基-C 8,4-乙基-C 8(C 9, C 10))被認為是主要的風味物質[4],部分支鏈脂肪酸(BCFA)由于具有較低的氣味閾值也能夠產生典型的膻味。影響羊乳膻味的因素很多,主要包括反芻動物羊本身的脂肪酸代謝、飼料種類、飼養管理和環境衛生、羊乳加工工藝等因素[5]。針對以上影響因素,可采用遺傳學方法、閃蒸法、包埋法,或利用生物發酵等來改善和去除羊奶膻味。相較于食品加工過程中的閃蒸和化學方法除膻,生物發酵方法具有簡便易行、安全、綠色等特點,不會造成羊乳營養損失或風味惡化[6]。

酸羊乳是以鮮羊奶或復原羊乳為原料,經均質、滅菌、接入乳酸菌后,由生物發酵而制成的一種含活性乳酸菌的發酵乳制品。在風味特征方面,微生物可以利用乳脂降解產生的游離脂肪酸并轉化成甲基酮、內酯和乙醛等風味物質,這些由發酵代謝產生的天然風味物質與人工香精香料相比氣味更加醇厚、柔和、易于接受,削減并掩蓋了羊乳膻味[7]。在營養價值方面,由于發酵劑的生物轉化作用,酸羊乳中的營養物質更易于消化吸收。如羊乳中的乳糖經發酵轉化為葡萄糖和半乳糖,而半乳糖是嬰兒腦和神經系統發育所必需的重要營養成分;羊乳中的蛋白質經過乳酸菌等發酵劑的發酵后,必需氨基酸和多肽含量顯著提升,更易消化吸收[8]。

本文對酸羊乳發酵的國內外研究現狀進行了總結與分析,在酸羊乳生產的基礎上概述了羊乳發酵劑種類與發酵條件對酸羊乳風味特征及感官品質的影響及相關機制,并對酸羊乳有益人體健康的功能活性的國內外研究現狀進行了總結,相關研究可為健康美味的酸羊乳相關產品開發及市場化應用提供指導。

1 羊乳發酵及品質改善

發酵酸乳是全球消費量最大的乳制品之一,含有多種微量營養素如核黃素、維生素、鈣、鋅、鉀、鎂等,有助于改善人體健康狀態。研究表明,每天攝入酸奶可改善人體對于蛋白質、鈣和維生素D 等營養物質的消化吸收[9]。酸奶在發酵過程中,發酵劑產生一定的酸性物質并與乳中的蛋白質相互作用,形成獨特的口感和質地。然而,酸奶產品的物理化學性質(顏色、酸度、水分和質地)、感官特征等受到發酵過程中發酵劑種類和數量、原料、溫度、壓力以及均質條件等的影響[10]。因此,選擇合適的發酵劑與發酵工藝是強化發酵羊乳營養、提升其感官特性的決定性因素。

1.1 羊乳發酵菌株

羊乳營養物質含量豐富,在儲存過程中易受到微生物污染,快速、精確的處理與加工是保持羊乳營養質量的重要手段。發酵酸乳的加工過程集中了加熱滅菌與優勢菌株的增殖,能夠抑制致病菌生長并強化羊乳營養品質。羊乳發酵常使用與牛乳發酵相同的商業發酵劑,如由嗜熱鏈球菌和德氏乳桿菌保加利亞亞種組成的菌種[11],ASENSIO V C 等[12]使用6 種由嗜熱鏈球菌和德氏乳桿菌保加利亞亞種組成的商業發酵劑生產酸羊乳,與其他5 種發酵劑相比,使用YF-L903發酵后的羊乳在硬度、亮度與口感方面均有所改善,在制備酸羊乳方面具有較大的應用潛力。田萬強等[13]使用德氏乳桿菌保加利亞亞種和嗜熱鏈球菌菌粉分別發酵羊乳和牛乳,隨著發酵時間進行,羊乳的酸度、黏度等指標逐漸上升,形成發酵酸乳質地,然而由于牛、羊乳中蛋白質種類與含量不同,羊發酵乳呈現剪切稀化的特征,質地不如牛酸乳穩定。JUM AH R Y 等[14]使用嗜熱鏈球菌和保加利亞乳桿菌分別發酵牛乳、羊乳生產酸奶也獲得了相似的結果,這可能是由于牛奶中總固形物和蛋白質含量較羊乳更高,有利于形成穩定的酸凝乳質地。

為了使發酵產品具有更好的營養、質地和口感,雙歧桿菌屬、植物乳桿菌屬、干酪乳桿菌和開菲爾粒等發酵劑也用于生產酸羊乳[15-18]。多數乳酸菌在發酵過程中可產生具有復雜結構的胞外多糖(EPS),在低濃度下即可表現出較強的增稠能力,能有效改善酸乳產品的質地和感官特性[19]。研究表明,產EPS 的商業酸乳發酵劑復配動物雙歧桿菌BB-12 菌株能夠顯著降低山羊乳凝固酸奶的表觀黏度和脫水性,并且在氣味、顏色、味道、質地和總體可接受度等感官特性方面得分最高[20]。對高產EPS 菌種嗜熱鏈球菌和德氏乳桿菌保加利亞亞種發酵劑(YF-L903)生產的酸羊乳進行感官和質地評價發現,發酵劑產生的原位EPS 使得發酵羊乳具有高黏性、口感絲滑,且具有更高的凝膠硬度,不易發生脫水收縮[12]。在傳統商業發酵劑的基礎上添加益生菌能夠與其他乳酸菌發揮協同增效的作用,改善并強化發酵酸羊乳的營養特性和品質,BERGILLOS M T 等[21]采用溶解度、透析性并結合模擬胃腸道消化和Caco-2 細胞的礦物質保留、轉運和攝取模型評估添加益生菌植物乳桿菌的發酵羊乳,結果表明添加了植物乳桿菌的發酵羊乳具有更高的鈣保留率和吸收量。使用商業發酵劑YO-MIX 187 植物乳桿菌復合發酵后的酸羊乳具有高持水性和表觀黏度,能夠形成穩定的酸乳凝膠質地,在一定程度上緩解酸羊乳在發酵過程中的品質劣變。

國內外研究學者也致力于挖掘更多適用于羊乳的發酵劑,NUR LIYAN I 等[22]使用紅茶菌和干酪乳桿菌發酵生產酸羊乳,接種量為5%時具有最高的感官接受度。開菲爾粒(Kefir G rain)也是羊乳發酵中常用的發酵劑,開菲爾(Kefir)多由開菲爾粒發酵牛乳、羊乳制成,是一種發泡型含有少量酒精的發酵乳制品。開菲爾粒是天然多菌種復合發酵劑,由乳酸桿菌屬的細菌、乳球菌、醋酸菌和克魯維酵母,以及與酵母相連的胞外多糖和蛋白質基質組成,接種后進行酸性酒精發酵,發酵產品具有酸味和一定的酒精含量[23]。鐘浩[24]對開菲爾粒發酵羊乳飲料進行質地和感官評價,結果表明發酵后的羊乳具有含量較高的乙偶姻等多種呈香物質、風味較好,且發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]采用響應面分析優化開菲爾直投式發酵劑的菌種比例,最后獲得了感官評價得分較好的羊乳開菲爾。開菲爾粒中具有多種產EPS 的乳酸菌和具有益生活性的酵母菌、醋酸菌,對該發酵劑的深入研究將有利于豐富羊乳發酵制品的種類,提高羊乳產品的營養價值和感官特性。除了發酵劑種類、添加量與發酵條件等因素外,由于羊乳較牛乳更難形成凝乳,在實際生產中,酸羊乳中可以添加適當的穩定劑、交聯催化酶、果膠(果汁)等來獲得較好的產品質構和口感[15,25-26]。

1.2 發酵羊乳的風味改善

羊乳膻味是制約其發展和消費者對羊乳相關產品選擇的重要因素。與牛乳不同,羊乳中的脂肪種類、含量豐富,有較多的中、短鏈脂肪酸,且羊乳中脂肪球更小,總體膜面積大,更容易與脂蛋白脂肪酶(Lipoprotein lipase,LPL)接觸發生誘發性脂解,甘油三酯在LPL 的作用下發生水解反應釋放出大量游離脂肪酸(Free fatty acid FFA),形成了羊乳特征的風味基調[6]?;谥鞒煞址治龇嫿ㄔu價羊奶膻味強度模型的結果表明,丁酸(C4∶0)、己酸(C6∶0)、辛酸(C8∶0)、癸酸(C10∶0)和月桂酸(C12∶0)與羊乳的膻味強度具有正相關關系,并且己酸(C6∶0)與辛酸(C8∶0)的之間通過氫鍵相連接形成的化合物能夠產生典型的膻味[27]。此外部分支鏈脂肪酸(Branched Chain Fatty Acid,BCFA)如4-甲基辛酸、4-甲基壬酸以及4-乙基辛酸由于具有較低的感知閾值更容易形成典型的羊乳風味特征[28]。在食品行業,除了通過熱處理、紫外線照射、吸附劑、膻味掩蔽劑等方式除膻外,生物發酵法也成為近年來國內外的關注熱點,即利用發酵過程生產羊乳酸奶[5]。研究表明合適的發酵劑能夠在不引起酸羊乳理化特性變化的同時有效改善羊乳的感官品質,酸奶的最終風味與幾種化合物有關,即非揮發性酸(乳酸、丙酮酸和草酸),揮發性酸(甲酸、乙酸、丙酸或丁酸),羰基化合物(乙醛、雙乙酰、丙酮和3-羥基酮)和其他化合物(氨基酸及其熱降解產物、脂肪和乳糖分解物),其中乳酸、乙醛和雙乙酰對于產品風味的形成具有重要影響,而酸奶中的這些羰基化合物和游離脂肪酸與發酵劑的類型、孵育、冷卻和儲存條件密切相關[29],因此選擇適宜的發酵劑和發酵工藝條件改善羊乳的感官品質是生物發酵法除膻的研究方向。

微生物發酵降解乳中的脂肪、蛋白和乳糖等物質是酸羊乳風味改善的主要機制。首先,乳酸菌在發酵過程中的代謝利用降低了羊奶中短鏈游離脂肪酸的含量,并且能夠產生乙醛、雙乙酰、丙酮以及游離氨基酸等風味物質,對于膻味有掩蓋或沖淡作用[30]。研究表明羊乳中除丙氨酸、蛋氨酸、異亮氨酸和酪氨酸外,其余氨基酸含量均高于牛乳[31],而乳酸菌通過蘇氨酸醛縮酶的作用,將蘇氨酸轉化為乙醛和甘氨酸,使得發酵羊乳能夠產生更多酸乳風味物質——乙醛[32],王維哲使用商業酸奶發酵劑與植物乳桿菌復配發酵羊乳,產生的乙醛和雙乙酰含量接近酸乳風味釋放的最佳濃度范圍(6.65~9.12 m g/L、25.9~35.5 m g/L),葛武鵬等[32]測定嗜酸乳桿菌發酵后酸奶的風味物質也得到了相似的結論。其次,乳酸菌發酵過程中降低了羊乳的pH值,抑制脂肪酶活性從而減少了再生性游離脂肪酸的產生。陳合等[33]通過對典型的酸奶發酵劑保加利亞乳桿菌、嗜熱鏈球菌與嗜酸乳桿菌和長雙歧桿菌復配進行發酵,對于酸羊乳的色澤、氣味、滋味及組織狀態等感官特性均有明顯的改善作用,且發酵后的羊乳無膻味,口感較好。此外,生物發酵能夠產生多種風味肽,對膻味具有掩蔽作用。在酸奶發酵過程中,蛋白質(以酪蛋白為主)水解生成多肽與游離氨基酸,部分肽段具有良好的感官品質,如濃厚味(Kokumi)、咸味增強(Salt enhancer)、苦味抑制(Bitterness suppressing)、鮮味(Umami)與甜味(Sweet)等,研究結果表明褐色酸羊乳在經過發酵后形成具有以鮮味增強(29.36%)為主的感官活性肽,從多肽水平印證了發酵羊乳具有良好的食用品質[34]。

在酸乳發酵過程中,發酵劑對酸乳中各種成分的代謝途徑和能力不同,使得最終形成的產物種類和數量也有所差異,最終形成了發酵羊乳獨特的風味及營養價值,表1 總結了近年來通過生物發酵方式改善羊乳的感官及質構特性的研究進展。

表1 酸羊乳發酵工藝及品質改善

2 發酵羊乳功能活性

酸羊乳中的活性益生菌對于維持和改善腸道穩態至關重要,攝入酸羊乳有助于調節腸胃功能、抑制腐敗菌的定殖、促進鈣、鎂等礦物質的吸收。此外,益生菌代謝產生短鏈脂肪酸、B 族維生素、超氧化物歧化酶(SOD)等功能活性物質,具有降膽固醇、預防心腦血管疾病、抗腫瘤、抗氧化、控制體內毒素、保肝護肝、預防衰老等有益人體的健康功效,如圖1 所示[40]。因此,篩選合適的益生菌和優化發酵工藝條件,通過生物發酵方法生產營養豐富、口味獨特的酸羊乳已成為羊乳加工業發展的重要方向。

圖1 發酵改善羊乳感官品質和功能特性以及發酵羊乳的有益人體健康功效

2.1 抗氧化活性

人體內過量的自由基可破壞膜脂質、細胞內蛋白、核酸和催化酶,減少細胞呼吸,進而導致糖尿病,神經退行性疾病和炎癥性疾病等疾病[41]。發酵乳制品具有抗氧化活性且其活性高低與所使用原料乳種類有關。通過對戊糖片球菌發酵的牛乳、羊乳及駱駝乳的抗氧化活性比較發現,發酵羊乳的DPPH 自由基清除活性最強(93%)[42]。植物乳桿菌發酵羊乳過程中給予連續超聲處理(100 W,30 kH z,60%波幅)可促進發酵菌的增殖并提升發酵羊乳的抗氧化活性(提高9.4%),過高的超聲波幅對于發酵菌的生長及發酵產物的抗氧化活性有不利影響[43]。富含合生元的發酵羊乳產品逐漸收到消費者青睞,SHU G 等[44]考察了益生元添加對于植物乳桿菌L60 發酵羊乳的抗氧化活性的影響,菊粉(0.6%)、低聚果糖(0.6%)、低聚半乳糖(0.6%)及低聚木糖(0.4%)的添加可提高發酵羊乳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,乳蛋白來源的多肽是發酵乳發揮抗氧化活性的關鍵組分。CHAN IF M 等[45]采用商品發酵劑(3%)發酵羊乳并從中純化鑒定抗氧化多肽,通過LC-M S/M S 成功鑒定了3 條抗氧化多肽序列(LYQEPVLGPVRGPFPI,YQEPVLGPVRGPFPIL, VQSW M HQPPQPLSPT)并且具有抗胃腸道蛋白酶消化特性。發酵溫度37 ℃條件下發酵乳桿菌M 4 發酵羊乳48 h 后產物中的多肽含量(OPA 法) 達到最高(8.44 g/L),并且ABTS 活性(52.27%)、羥基自由基清除活性(55.73%)、超氧自由基清除活性(43.03%)等抗氧化活性最強。通過2D-PAGE 及RP-HPLC 從發酵羊乳中分離得到多條多肽鏈與BIOPEP 數據庫中的抗氧化肽序列吻合[46]。CHEN L 等[47]從開菲爾中分離得到一株新的野生型植物乳桿菌60 菌株,其發酵羊乳后具有強DPPH 自由基清除活性。發酵產物經過連續的超濾、凝膠色譜及反向高效液相色譜分離純化后得到3 條新的抗氧化多肽序列:VGIN YW LAHK,TPEVDKEALEK 及DLLER。

2.2 抗菌活性

研究證實,羊乳中的蛋白質,如乳鐵蛋白、免疫球蛋白、溶菌酶等或可作為抗菌肽前體物質或直接抑制病原菌及腐敗微生物的生長,進而提供機體對入侵病原體的防御能力[48]。酸羊乳的抗菌活性與能力和發酵劑種類密切相關,其中開菲爾發酵羊酸乳表現出較強的抑菌活性,AZIZKHAN I 等[49]對羊乳制成的開菲爾及益生菌酸奶在4 ℃條件下20 d 儲存期內的抗真菌(黑曲霉,青霉和鐮刀菌)及抗細菌(金黃色葡萄球菌,單增李斯特菌,大腸桿菌和腸炎沙門氏菌)活性進行分析。研究發現,開菲爾酸羊乳較益生菌酸羊乳的抗真菌及抗細菌活性更強,尤其是對于黑曲霉、金黃色葡萄球菌和單增李斯特菌具有很好的抑制作用,而青霉菌和大腸桿菌則表現出較強的抗性。SULM IYATI[50]采用井擴散法評價了開菲爾酸羊乳對大腸桿菌ATCC 8739 及鼠傷寒沙門氏菌腸炎亞種ATCC 14028的抑菌活性,其中開菲爾凝乳表現出最強的抗菌活性,而開菲爾粒的抗菌活性最弱。BIADA A 等[51]進一步分析了開菲爾酸羊乳發酵過程中抗菌活性成分的釋放,采用開菲爾粒發酵劑中的微生物(Lactobacillus kefiranofacienssubsp.kefirgranumDSM 10550,Lactobacillus kefiriPCM 2501,Lactobacillus parakefiriDSM 10551,Lactobacillus brevisPCM 488,Lactobacillus delbrueckiisubsp.lactisPCM 2611)對羊乳進行發酵并分析其對大腸桿菌、沙門氏菌、藤黃球菌和奇異變形桿菌的抑制作用。結果發現,隨著發酵的進行,酸羊乳的活性功能組分不斷釋放,抗菌活性不斷增強,相關指示菌的生長抑制率甚至達到8 個對數周期,但該研究未能鑒定相關的功能活性組分。然而,HANUM Z 等[52]報道稱,開菲爾發酵羊乳不能抑制大腸桿菌及金黃色葡萄球菌的生長,在酵母菌含量5%的開菲爾粒添加量下,發酵羊乳對大腸桿菌及金黃色葡萄球菌的抑菌圈分別為2.19 mm和2.50 mm。酸羊乳中的抑菌成分與發酵劑降解蛋白產生的多肽密切相關。通過對2 種發酵羊乳(經典發酵劑及經典發酵劑加益生菌植物乳桿菌C 4)的陽離子交換膜濾過液P 進行透析后分別得到分子質量大于3 ku(P>3)和小于3 ku(P<3)的多肽和蛋白組分。結果表明,2 種發酵方式獲得的開菲爾酸奶的抗菌活性無統計學差異,而P<3 中多肽和蛋白組分是開菲爾發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 對鼠李糖乳桿菌C 25 發酵羊乳中的抗菌肽進行了分離純化及結構鑒定,共獲得569條肽段,其中36 條抗菌肽中有21 條為正電性,可與細菌的負電性的細胞膜相結合。進一步通過分子對接技術從獲得的肽段序列中預測出2 條高抗菌活性的多肽IGHFKLIFSLLRV(-7.5 kcal/m o l))和KSFCPAPVAPPPPT(-7.6 kcal/m ol)。通過對羊乳中的乳酸菌的蛋白質水解能力及抗菌活性分析發現,乳酸菌發酵羊乳過程中酪蛋白中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,蛋白降解導致發酵羊乳中的中等鏈長的多肽組分比例提高,其中德氏乳桿菌保加利亞亞種和嗜熱鏈球菌發酵后羊乳多肽的抗菌活性最強,尤其對于產氣腸桿菌的抑制效果最為顯著[55]。

2.3 ACE 抑制活性

高血壓是導致心腦血管疾病的關鍵因素,包括冠心病、外周動脈疾病、中風及腎臟功能損傷等,而舒張壓每降低666.61 Pa,心腦血管疾病發病率降低約16%[56]。一項隨機雙盲實驗分析了發酵羊乳對高血壓前期志愿者的降血壓效果,攝食發酵羊乳8 周后受試者血壓、血管緊張素II 以及醛固酮水平顯著降低,然而血管緊張素I 以及血管緊張素轉換酶(Angiotensin-converting enzym e, ACE)水平并未顯著改變,受試者血壓的降低可能與發酵羊乳中的多肽有關。腎素-血管緊張素系統(R enin-angiotensin system, RAS)是血壓調節的關鍵系統而ACE 則是其中首要的調節因子[57]。羊乳蛋白是重要的ACE 抑制肽來源,通過對2 種發酵羊乳(經典發酵劑及經典發酵劑+益生菌植物乳桿菌C 4)的陽離子交換膜濾過液P 進行透析后分別得到分子質量大于3 ku(P>3)和小于3 ku(P<3)的多肽和蛋白組分。結果表明,2 種發酵方式獲得的開菲爾酸奶的ACE 抑制活性無顯著差異,而P<3 中多肽和蛋白組分是開菲爾發酵羊乳中主要的ACE 抑制活性成分[53]。采用野生型植物乳桿菌LP69 菌株對羊乳進行發酵,經響應面方法優化后最佳發酵工藝條件為發酵溫度35 ℃、CaC l2添加量0.07%、Tw een 80 添加量0.04%,發酵產物ACE 抑制率達88.91%,進一步色譜純化后產物的ACE 抑制率可達91.62%[58]。SHU G 等[59]采用植物乳桿菌LP69 對羊乳進行發酵,而酪蛋白水解物、抗壞血酸、CaC l2、Ca(H2PO4)2、N aC l 及Tw een 80 濃度對于發酵過程中菌株的生長及發酵羊乳的ACE 抑制活性影響顯著,經單因素實驗優化后的最佳ACE 抑制活性的發酵條件為酪蛋白水解物,抗壞血酸,CaC l2,Ca(H2PO4)2,N aC l 及Tw een 80 的添加量分別為0.70%,0.03%, 0.08%, 0.05%, 0.90%和0.04%。對保加利亞乳桿菌LB6 發酵羊乳的ACE 抑制活性的分析發現,有機氮源的種類及添加量對于發酵羊乳的ACE 抑制活性的影響顯著。發酵培養基中添加乳清粉、酪蛋白胨、大豆蛋白胨等有機氮源可顯著提高發酵羊乳的ACE 抑制活性,而酪蛋白水解物的添加盡管可促進保加利亞乳桿菌LB6 的增殖,但發酵羊乳中ACE 抑制肽的含量卻降低[60]。CHEN H 等[61]對發酵劑乳酸桿菌菌株對發酵羊乳ACE 抑制活性的影響進行了探究,結果表明28 株乳酸桿菌中有20 株菌株發酵羊乳表現出ACE 抑制活性,其中羅伊氏乳桿菌,保加利亞乳桿菌,干酪乳桿菌及瑞士乳桿菌這4 株菌的效果最為顯著,體外實驗發現,該4 株乳酸菌發酵羊乳的ACE抑制率分別可達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,研究報道發酵酸羊乳還具有提高金屬離子生物利用度、改善貧血等有益人體健康功能活性。以提高金屬離子生物利用度為例,通過構建組合胃腸道消化和Caco-2 細胞的礦物質保留、轉運及吸收模型評價了2 種實驗室超濾處理的發酵羊乳中Ca, M g, Zn 及P 的生物利用率。結果指出含益生菌植物乳桿菌的發酵羊乳的Ca 保留最高且礦物質的生物利用率最高[21]。在改善貧血方面,發酵羊乳在貧血恢復期間能夠改善機體抗氧化狀態,防止生物分子的氧化損傷,對睪丸起保護作用,改善鐵和骨骼肌體內平衡以及強化心血管健康[62]。對營養缺鐵性貧血恢復期間的W ista 大鼠飼喂正常鐵含量的含發酵羊乳飲食30 d 后,總抗氧化狀態值(TAS)升高,血漿和尿液中8-OH dG 含量降低,褪黑激素和皮質酮水平恢復,尿中異前列烷水平降低,這可能與發酵羊乳改善營養缺鐵性貧血引起的能量代謝及炎癥信號紊亂有關[63]。而另一項針對營養缺鐵性貧血補鐵過程的研究發現,實驗W ista 大鼠飼喂正常Fe 含量或Fe 含量過載的含發酵羊乳飲食30 d 后,抗炎細胞因子IL-13、IL-10 及IL-4 水平提高,而促炎細胞因子IL-2、TNF-α、IL-1β、IL-12p70 及IP-10 水平降低。因此,食用發酵羊乳可改善血液狀態,并促進營養缺鐵性貧血恢復期間與炎癥信號相關的有益代謝反應,可作為有效飲食策略減少補鐵期間誘發的炎癥反應[64]。

3 風味發酵羊乳制品

隨著我國居民生活水平的不斷提高以及對營養健康認識的不斷深入,對于營養健康食品的需求不斷擴大。功能性風味酸羊乳制品近年來受到國內外研究人員的關注,市場規模逐年遞增,紅棗汁[65]、蜂蜜[66]、加侖漿[67]、蘋果酵素[68]、番石榴汁[15]、膳食纖維[69]等多種天然健康食品原料已添加至羊乳中,經發酵后開發新型功能性發酵羊乳制品。通過對28 d 貯藏期內活菌數、pH 值以及可滴定酸度的監測發現,紅棗汁的添加量在3~9 g/100 g 發酵羊乳范圍內對貯藏期品質無顯著影響,而紅棗汁的添加有效掩蓋了發酵羊乳的膻味,提升了產品的感官品質,且發酵羊乳的抗氧化活性得到有效提升[65]。蜂蜜中含有豐富的多酚類、多肽、磷脂和甾醇等生物活性成分,具有抗氧化、增強免疫力、降血糖、護肝等功效,是開發功能性食品的熱點原料。在羊乳發酵結束后添加棗花蜜對發酵速率無顯著影響,而發酵羊乳整體風味和口感、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較小,硬度、稠度、內聚性和黏性指數則明顯降低[65]。

盡管羊乳具有低致敏性,然而對于乳糖不耐的人群仍不推薦食用,因此,開發無乳糖功能性發酵羊乳制品具有重要意義。ARAJO N 等[67]采用無乳糖羊乳及加侖漿制備功能性發酵羊乳制品,凍干加侖漿添加量在9%時,發酵羊乳中多酚含量最高(720.8 m g/kg)且表現出最強的功能活性。酵素是一類具有保健功能的發酵制品,含大量的氨基酸、礦物質、功效酶等發酵原料中原有的成分,也具有較高含量的還原糖、維生素C、酚類、花色苷、超氧化物歧化酶等抗氧化物質,具有清除人體自由基、美容養顏等多種益生作用。采用蘋果酵素與復合發酵劑發酵羊乳,理化指標和感官評價分析發現,蘋果酵素添加質量分數4%,發酵劑添加質量分數為1%時,發酵羊乳凝固狀態好,且具有發酵羊乳特有的滋味、氣味及蘋果口味,酸度、甜度合適[68]。為提升發酵羊乳品質,YUR LIASN I 等[15]采用嗜酸乳桿菌和長雙歧桿菌作為混合發酵劑并添加番石榴汁。番石榴汁添加量為5%條件下,采用混合菌種發酵可有效提升發酵羊乳黏度,但對于發酵羊乳的脫水收縮水平影響不顯著。米糠作為大米加工的副產物,是重要的膳食纖維來源,此外還含有豐富的蛋白質、油脂、以及甾醇等營養功能組分。研究發現,黑米糠復配的發酵羊乳較普通發酵羊乳的營養值顯著提升(近似分析),且抗氧化活性顯著增強[69]。

已證明通過在發酵前/后復配一定的功能性天然健康的食品原料創制風味酸羊乳制品具有改善酸羊乳質地結構[65]、感官品質[68]以及生物活性[67]等多種效用,使得羊乳開發具有更大的潛力,深入研究天然健康食品原料與羊乳蛋白之間的相互作用對于豐富羊乳產品、開拓羊乳市場具有重要的指導意義。

4 結 論

羊乳是目前極具發展潛力的乳制品,富含多種蛋白質和脂肪,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費者的關注。而天然存在的膻味制約了羊乳的進一步發展,本研究綜述了發酵菌株、工藝對酸羊乳風味特征、感官品質等方面的影響及相關機制,并總結了酸羊乳對人體的健康功能活性。明確了以嗜熱鏈球菌和保加利亞乳桿菌組成的商業發酵劑能夠提高酸羊乳的感官特性。此外,基于協同增效的原理,選擇適合的益生菌如雙歧桿菌屬、植物乳桿菌、干酪乳桿菌等聯合商業發酵劑生產的酸羊乳具有更好的食用品質、組織質地和營養價值,對酸羊乳的產品開發提供指導。

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