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山羊乳及其制品营养与功能特性的研究进展

时间:2023-06-13 19:30:03 来源:网友投稿

李艾黎,刘 串,马艺鸣,王雪莹,李 春,孙铭爽,3,*

(1.东北农业大学食品学院,乳品科学教育部重点实验室,黑龙江 哈尔滨 150030;
2.黑龙江省绿色食品科学研究院,黑龙江 哈尔滨 150023;
3.黑龙江欧能达乳业有限公司,黑龙江 哈尔滨 150028)

20世纪70年代欧美西方国家的营养学专家相继开展山羊乳的有关研究,并对其营养成分及各种活性物质展开研究。据资料显示,山羊乳中蛋白质、脂肪、矿物质和维生素等含量均高于牛乳,同时与牛乳相比,其主要营养物质含量与母乳更为相近[1],且具有易消化、致敏性低和提高免疫力等保健作用,被认为是比牛乳更易消化的天然营养成分来源[2]。2018年全球非牛乳年产量达到1.33亿 t,约为牛乳产量的17%,其中山羊乳产量占非牛乳产量的13.5%[3],世界范围奶山羊约有7.8亿 只,年产奶量约1 220万 t[4]。目前我国山羊存栏量和产奶量均呈现增加趋势,山羊乳正逐渐成为一种可供人们选择的重要乳源[5]。

近几年我国奶山羊产业发展迅速,其中陕西省奶山羊的存栏量、产奶量及良种规模均为全国第一[6]。随着人们对山羊乳质量和营养认知度的不断提高及山羊乳加工技术的不断突破,市场上出现了多种山羊乳产品。澳大利亚、新西兰、美国、加拿大等国家的山羊乳产品结构相对丰富,有鲜羊乳、羊奶粉、酸羊乳和羊奶酪等,这些产品的售价通常是牛乳制品的数倍,附加值很高。随着世界奶山羊产业的不断发展,我国羊乳产品的市场规模也由2014年的34亿 元提高到2020年的147亿 元[7]。其中山羊奶粉作为山羊乳的重要消费形式之一,近几年也快速发展,截至2018年,我国生产婴幼儿配方羊乳粉的企业有39 家,主要集中在陕西、黑龙江、天津等省(市),市场规模达到100亿 元[5],陕西省为适应产业发展更提出了“千亿山羊奶产业计划”。可见,作为资源稀缺性特种乳的山羊乳正在迅速发展,山羊乳产业已成为我国乳业发展中新的增长点。在山羊乳消费量快速增长、行业竞争加剧的同时,消费者对山羊乳制品品质的要求也不断提高。基于此,本文就山羊乳的营养、功能特性以及加工处理等方面进行综述,为进一步促进山羊乳产业升级提供一定思路。

奶山羊是世界上第三大乳用动物品种,仅次于奶牛和水牛[8]。我国品种奶山羊产奶性能稳定,平均泌乳期7~9 个月,年产奶量为600~800 kg[9]。奶山羊的泌乳性能受到品种、日粮、年龄和泌乳期等多种因素的影响,如关中奶山羊[10]、西农萨能奶山羊[11]和崂山奶山羊[12]在泌乳后期的乳脂率和乳蛋白含量均高于泌乳盛期和泌乳中期,而随着泌乳期的延长,乳糖含量逐渐降低。

1.1 蛋白质

山羊乳中含有质量分数3.5%~3.6%的蛋白质。虽然山羊乳蛋白质的构成与牛乳相似,但蛋白质的组成及其比例仍存在一些独特差异。与牛乳相比,山羊乳的酪蛋白含量略低,主要为β-酪蛋白,其次为αs-酪蛋白和κ-酪蛋白。一般来说,乳蛋白含有A1型和A2型两种β-酪蛋白,而山羊乳β-酪蛋白主要以A2型存在。相对于A1型,A2型β-酪蛋白对人体,尤其是婴幼儿的营养和健康更有益。如Jung等[13]研究发现,山羊乳A2型β-酪蛋白中富含亮氨酸、缬氨酸和异亮氨酸等必需氨基酸,且不会刺激人肥大细胞释放组胺和肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor,TNF)-α,具有提高消化率、降低致敏性的作用。β-乳球蛋白和α-乳清蛋白是山羊乳中的主要乳清蛋白,且含量高于牛乳。乳铁蛋白是山羊乳中的重要活性物质,但其含量在山羊乳的整个泌乳阶段会发生变化。如Wang Jianjue等[14]研究发现山羊初乳中乳铁蛋白质量浓度为(222.60±41.57)μg/mL,而在整个哺乳期的质量浓度介于34.61~51.94 μg/mL之间。乳脂肪球膜(milk fat globule membrane,MFGM)蛋白是MFGM的重要组成部分。Cebo等[15]采用凝胶电泳结合质谱技术鉴定出山羊乳MFGM蛋白中主要蛋白为黄嘌呤氧化还原酶、嗜乳脂蛋白、乳凝集素等。赵小伟等[16]通过液相色谱串联质谱从山羊乳MFGM中鉴定出334 种蛋白,其中包括双糖链蛋白多糖、髓抗菌肽34A、视黄醇结合蛋白1、脂肪酸合酶、糖基化依赖的细胞黏附分子1等129 种特异表达蛋白。

目前人们对山羊乳蛋白的研究已经深入到组学水平,且研究主要集中于乳清蛋白和MFGM蛋白。如孙玉雪[17]在山羊乳与牛乳乳清中共鉴定出417 种蛋白,其中25 种蛋白质为两者共有,山羊乳和牛乳乳清的特异表达蛋白分别有258、134 种。同时,在山羊乳与牛乳MFGM中共鉴定出776 种蛋白,其中的427 种蛋白是山羊乳MFGM所独有的,183 种蛋白是牛乳MFGM独有的,有166 种蛋白在两者中均检测到。张荣等[18]通过蛋白质组学技术分析了山羊初乳和常乳乳清蛋白的差异表达情况,并发现山羊常乳的乳清中含有与免疫应答相关的血凝蛋白、中性粒细胞明胶酶相关脂蛋白、骨桥蛋白、补体成分3和S100-A9蛋白等17 种高表达蛋白,还含有与代谢过程相关的黄嘌呤脱氢酶、α-乳清蛋白和载脂蛋白A1等。Zhao Zixuan等[19]通过蛋白质组学技术,从广东、内蒙古和陕西3 个省份(自治区)的萨能山羊乳中共鉴定出550 种蛋白质,并对差异表达乳清蛋白进行功能富集分析,发现有15 种乳清蛋白参与免疫系统,其中11 种参与调节补体和凝血级联反应。Sun Yuxue等[20]从山羊初乳和成熟乳的MFGM蛋白中分别鉴定出543、585 种蛋白;
进一步分析表明,两种山羊乳中大多数MFGM蛋白都与磷蛋白和乙酰化有关;
翻译生物学过程、细胞外泌体成分以及poly(A) RNA结合的分子功能是两种山羊乳的主要基因本体注释;
同时初乳表现出更多的与内质网蛋白质加工相关的功能,而成熟乳具有更多的氧化磷酸化功能。Lu Jing等[21]利用蛋白质组学从山羊乳、牛乳和母乳的MFGM中分别鉴定出175、554、312 种蛋白,其中50 种与囊泡介导运输和乳脂球分泌有关的蛋白是3 种乳共有的MFGM蛋白;
还发现3 种乳源的主要膜蛋白丰度相似,而次要膜蛋白,特别是与免疫防御有关的蛋白如凝集素、补体成分4结合蛋白、Toll样受体2(toll like receptors 2,TLR-2)、黏蛋白4等丰度差异很大。

1.2 脂肪

山羊乳中脂肪质量分数为3.6%~4.5%。脂质中甘油三酯占98%,还有少量的胆固醇、磷脂、单酸甘油酯和游离脂肪酸等。从脂肪酸组成来看,山羊乳以饱和脂肪酸为主,且含量高于母乳和牛乳,其中含量最高的是棕榈酸,其次是硬脂酸和肉豆蔻酸。山羊乳中单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸(ω-6和ω-3脂肪酸、二十碳五烯酸和二十二碳六烯酸)的含量虽低于母乳,但相对高于牛乳[22]。并且,山羊乳中共轭亚油酸含量较高,其在抑制癌症、动脉粥样硬化和改善整体免疫功能等方面具有公认的益处[23]。山羊乳脂肪球的平均直径(2.5~3.0 μm)小于牛乳(3~4 μm),增大了与脂肪酶的接触面积,更有利于乳脂肪的消化。Meena等[24]利用体外消化模型也发现山羊乳中游离脂肪酸含量高于牛乳,说明山羊乳脂肪消化率高于牛乳。此外,山羊乳中辛酸和癸酸含量远高于牛乳,由于短/中链脂肪酸比长链分解速度快,也使得山羊乳脂肪比牛乳更易消化吸收。

研究表明sn-2位棕榈酸结构的甘油三酯更有益于婴幼儿的消化吸收,但山羊乳中sn-2棕榈酸结构的甘油三酯含量明显低于母乳[25]。具有重要生理功能的两种甘油三酯(1,3-二油酸-2-棕榈酸甘油酯和1-油酸-2-棕榈酸-3-亚油酸甘油酯)在山羊乳中的含量也很低,而且山羊乳几乎不含有母乳中常见的中长链甘油三酯[26]。而张宏达等[27]通过脂质组学法进一步发现,牛乳与母乳有36 种显著差异脂质,而山羊乳与母乳间的差异脂质仅有14 种;
山羊乳中极性脂质含量显著高于母乳和牛乳,其中神经酰胺的含量最高,鞘磷脂和己糖苷神经酰胺次之,磷酯酰胆碱含量最低,这也是山羊乳与母乳间唯一差异显著的极性脂质。上述结果提示,虽然山羊乳在脂肪酸组成及含量方面与母乳存在差异,但与牛乳相比,山羊乳作为婴幼儿配方粉原料仍具有一定优势。

1.3 碳水化合物

山羊乳中乳糖质量分数较低,约为4.6%,但山羊乳中富含低聚糖(2.5%~3.0%),其质量分数约为牛乳低聚糖的4~5 倍,与母乳更相似。山羊乳低聚糖以乳糖为核心,由3~10 个单糖通过糖苷键连接而成,构成的单糖包括:D-葡萄糖、D-半乳糖、N-乙酰葡糖胺、L-岩藻糖、N-乙酰神经氨酸和N-羟乙酰神经氨酸。山羊乳中主要的低聚糖种类如表1所示,包括2’-岩藻糖基乳糖、3’-唾液酸乳糖和6’-唾液酸乳糖等,且6’-唾液酸乳糖的含量高于3’-唾液酸乳糖。此外,不同品种、不同泌乳阶段山羊乳中的低聚糖种类也不尽相同。如Albrecht等[28]结合液相色谱-串联质谱技术,通过对连接酶和特异性外切糖苷酶进行测序,在Ardsallagh山羊乳中检测出10 种中性低聚糖和13 种酸性低聚糖。Lu Jing等[29]从关中山羊乳和萨能山羊乳中共检测出13 种非岩藻糖基化中性低聚糖、2 种岩藻糖基化中性低聚糖和37 种酸性低聚糖。Martín-Ortiz等[30]发现Murciano-Granadin山羊初乳中低聚糖总质量浓度为251.22~572.24 mg/L,其中酸性和中性低聚糖质量浓度分别为83~251、140~350 mg/L,在酸性低聚糖中,6’-唾液酸乳糖质量浓度最高(28.85~123.76 mg/L),3’-唾液酸乳糖次之(3.05~11.99 mg/L);
且共检测出9 种非岩藻糖基化中性低聚糖、3 种岩藻糖基化中性低聚糖和11 种酸性低聚糖。2017年,该团队检测出山羊成熟乳中低聚糖质量浓度约为250~300 mg/L;
其中酸性低聚糖以6’-唾液酸乳糖质量浓度最高(50~70 mg/L),中性低聚糖以3’-半乳糖基-乳糖质量浓度最高(30~50 mg/L);
同时发现其低聚糖种类少于初乳,如单岩藻基-N-乙酰乳糖胺、单岩藻基-乳糖、双唾液基-乳糖、三N-乙酰己糖基-单己糖基-乳糖、N-乙酰己糖基-双己糖基-乳糖和三己糖基-乳糖的低聚糖只在初乳中被发现,在成熟乳中未发现;
而单唾液基-三N-乙酰己糖基-单己糖基-乳糖、单唾液基-双N-乙酰己糖基-双己糖基-乳糖这两种低聚糖只在成熟乳中出现[31]。越来越多的研究显示,山羊乳低聚糖具有良好的益生元效用,还能够减轻肠道炎症,有助于受损结肠黏膜的恢复,对结肠炎引起的肠道损伤具有预防和保护作用。如Wang Zhaoxia等[32]通过高通量分析发现,摄入山羊乳的小鼠肠道中双歧杆菌和乳酸杆菌数量显著增加。Lara-Villoslada等[33]研究发现,小鼠喂食山羊乳低聚糖后,在黏膜防御和修复中起重要作用的表皮生长因子相关蛋白基因表达增加,炎症因子表达减少。Araujo等[34]发现在2,4-二硝基苯磺酸诱导的结肠炎小鼠体内模型中,山羊乳乳清能够降低白细胞介素(interleukin,IL)-1β、IL-6、IL-17、TNF-α等促炎因子水平,增加黏蛋白、闭合蛋白等膜蛋白的表达,推测可能与乳清中的低聚糖有关。

表1 山羊乳中的主要低聚糖种类[35-37]Table 1 Major oligosaccharide species in goat milk[35-37]

2.1 低致敏性

牛乳是婴幼儿最常见的食品过敏原之一,其最主要的过敏原是αs1-酪蛋白,其次为β-乳球蛋白。而山羊乳中的αs1-酪蛋白和β-乳球蛋白含量均较低,αs2-酪蛋白和β-酪蛋白含量相对较高。姜玉池等[38]通过血清学实验发现,山羊乳蛋白与免疫球蛋白(immunoglobulin,Ig)E的结合能力显著低于牛乳蛋白,提示山羊乳具有更低的致敏性。Jirillo等[39]研究发现山羊乳可以调节人外周血单核细胞和多形核中性粒细胞中NO、IL-6和TNF-α等炎性介质的产生,下调辅助性T细胞(helper T cell,Th)2水平,通过维持免疫稳态而降低致敏性。以上研究结果表明,与牛乳相比山羊乳的致敏性更低。此外,Anggraini等[40]研究发现,山羊乳比牛乳和水牛乳的致敏性低,且经瑞士乳杆菌发酵后的山羊乳酪蛋白致敏性进一步降低。

IgE介导的食物过敏机制表明,过敏原蛋白激发机体产生特异性IgE并与之结合的过程是过敏反应的关键步骤。在此过程中,过敏原蛋白通过其抗原表位引起过敏反应。Kapila等[41]对比分析了牛乳和山羊乳蛋白的抗原表位,发现两者在αs1-酪蛋白的9 个表位上存在一定的相似性和差异;
在β-乳球蛋白的AA19~34、65~78、145~162、159~170这4 个抗原表位上具有差异,且山羊乳蛋白总抗原表位少于牛乳蛋白,动物实验结果也表明羊乳蛋白致敏小鼠血清中的总IgE含量较低,淋巴细胞增殖指数较小,提示山羊乳蛋白致敏性低于牛乳蛋白。

2.2 对缺铁性贫血恢复的作用

铁是人体必需微量元素中含量最高的元素,在多种生理功能中都发挥重要作用,与人体健康和疾病的发生、发展密切相关。人体摄入的铁必须还原为亚铁形式才能被十二指肠细胞色素b(duodenal cytochrome b,Dcytb)吸收,随后通过铁转运蛋白进入体循环,之后贮存在肝脏中。肝脏是铁稳态的中枢调节器官,对体内铁的调节与肝脏蛋白的表达有关。据世界卫生组织统计,2019年全球已有高达39.8%的5 岁以下儿童和36.5%的孕妇患有缺铁性贫血[42-43]。铁代谢异常可能会引起一些疾病,如诱发炎症反应和氧化应激损伤,导致肝脏疾病和心脑血管疾病等,而缺铁性贫血正是由于机体铁缺乏引起的。发酵山羊乳在缺铁性贫血恢复期间作用的相关报道如表2所示,如调节与铁代谢相关的关键基因及蛋白质的表达、增强脑分子功能、改善心血管健康、减轻炎症反应及降低氧化损伤等。这些研究显示,发酵山羊乳中较高水平的短中链脂肪酸对脂联素分泌有积极影响,氧化后可提供用于多种代谢途径的能量,有助于促进与铁代谢相关二价金属转运蛋白1(divalent metal transporter 1,DMT1)等载体蛋白的合成[44]。发酵山羊乳脂肪中的不饱和脂肪酸也可降低血浆总胆固醇、低密度脂蛋白胆固醇和甘油三酯水平,在减少心血管疾病方面发挥积极作用[45]。山羊乳中还含有具有抗炎活性的脂质成分(鞘磷脂、磷脂酰胆碱和磷脂酰乙醇胺脂质衍生物)和丰富的VA,能够减少促炎因子水平的同时增加抗炎因子水平,使与铁代谢相关的肝脏蛋白表达增加,从而激活肝脏贮存铁,有利于红细胞生成并改善缺铁状态。发酵山羊乳还可抑制贫血时大脑中小胶质细胞的炎症信号传导和神经元变性,达到改善脑功能和神经系统的作用。此外,发酵山羊乳抑制贫血时脂质氧化损伤的作用可能与乳蛋白降解产生的具有抗氧化活性的氨基酸残基有关,如酪氨酸、甲硫氨酸、组氨酸、赖氨酸和色氨酸等[46]。

表2 发酵山羊乳在缺铁性贫血恢复期间作用的相关报道Table 2 Recent research on the role of fermented goat milk in recovery from iron deficiency anaemia

2.3 促进肠道健康的作用

益生菌可以改善肠道微生物群的组成和活性,对宿主肠道健康发挥有益影响。越来越多的研究证实,由于山羊乳适宜的pH值、良好的缓冲能力和丰富的营养成分,使得益生菌如双歧杆菌和乳杆菌可在其制品贮存过程中生长并保持活力,为消费者提供足够数量的益生菌数(通常至少为106~107CFU/g)[3,52-53]。目前,人们已将益生菌培养物添加至用山羊乳制成的不同类型奶酪中,由山羊乳制成的酸乳、发酵乳和冰淇淋也是益生菌的良好载体。添加益生菌还可增加山羊乳制品中的蛋白水解活性,使山羊乳制品在贮存过程中释放出更多的氨基酸和亲水肽,更易消化且具有更高的生物活性肽形成率。如在山羊乳清粉饮料中添加嗜热链球菌和干酪乳杆菌可增加血管紧张素转化酶(angiotensin converting enzyme,ACE)抑制肽的产生,而ACE抑制肽对预防和控制高血压具有重要作用[54]。

此外,益生元能够被肠道内有益菌分解吸收进而促进有益菌的生长和增殖,使肠道菌群向有利于宿主健康的方向转变。Paturi等[55]研究发现,添加益生元(菊粉和低聚果糖)的山羊乳能够显著增加大鼠肠道中双歧杆菌等有益菌的丰度,对大鼠肠道菌群的组成和代谢产生积极影响。da Silveira等[56]发现添加菊粉和低聚果糖增加了益生菌巧克力山羊乳饮料中乳双歧杆菌的活菌数,同时抑制了大肠杆菌和金黄色葡萄球菌等致病菌的数量。Verruck等[57]发现添加菊粉、全脂山羊乳的乳双歧杆菌BB-12喷雾干燥粉剂中益生菌的数量高于未添加菊粉组,且添加菊粉、全脂山羊乳组粉剂的水分活度更低,溶解性更好。Barbosa等[58]发现,与传统发酵剂发酵山羊奶酪相比,合生元山羊奶酪(添加嗜酸乳杆菌La-05、乳双歧杆菌Bb-12和菊粉进行发酵)中的益生菌数量更多,且硬度较低,稠度增加。益生菌山羊乳制品改善肠道健康的相关报道如表3所示。

表3 益生菌山羊乳制品对肠道健康影响的相关报道Table 3 Reported effects of probiotic goat dairy products on intestinal health

2.4 改善慢性疾病的作用

随着人们生活水平的提高,全球范围内肥胖及相关慢性代谢性疾病(如糖尿病、高血压、高胆固醇、结肠癌等)的患病率不断升高,慢性代谢性疾病的预防和治疗引起了广泛关注。近年来的研究显示,山羊乳在提高慢性疾病的治疗效果、改善患者的营养状况、增强机体自身抵抗力、提高患者整体健康水平方面具有良好效果。山羊乳及制品预防或缓解慢性疾病的相关报道如表4所示。研究人员发现,山羊乳中的多酚物质可通过调节AMP-活化蛋白激酶(AMP-activated protein kinase,AMPK)和皮下脂肪组织产能来增强脂肪消耗,促进脂肪分解代谢[65];
山羊乳中的单不饱和脂肪酸C16:1n-7和C18:1n-9以及多不饱和脂肪酸C20:5n-3和C22:6n-3具有调节血压、促进充分凝血、增强内皮功能等功效,对缓解肥胖具有有益作用[66]。山羊乳还可以促进抗炎因子表达、降低环氧合酶2活性和白细胞总数,进而达到缓解炎症、减轻组织损伤的作用。同时,在山羊乳发酵过程中产生的生物活性肽能够抑制ACE活性,减少缓激肽的分解、刺激缓激肽的生成,进而促进血管舒张,降低血压。此外,山羊乳富含的脂肪酸能够激活胆固醇7α羟化酶和羟甲基戊二酸单酰辅酶A还原酶的转录和表达,有利于降低内源性胆固醇的合成及肠道吸收,促进机体内胆固醇的排出。

表4 山羊乳及制品预防或缓解慢性疾病的相关报道Table 4 Reported effects of goat milk and dairy products on preventing or alleviating chronic diseases

山羊乳的膻味较重、稳定性较差,对生产工艺有较高要求。因此,如何将先进技术与传统生产工艺相结合,使山羊乳制品在保留产品口感、营养与风味的同时,还能满足高产、高效、安全与健康的要求,仍需进一步探索。

3.1 除膻工艺对山羊乳及制品的影响

膻味主要源于山羊乳中较多的短、中链脂肪酸,尤其是C6~C10之间的游离脂肪酸,且膻味与游离脂肪酸含量成正比[77]。传统的除膻技术或采用真空闪蒸技术,利用压力降低羊乳沸点,在低温加热条件下,除去羊乳中的挥发性短、中链脂肪酸,达到降低羊乳膻味的作用;
或添加吸附剂如β-环糊精来降低羊乳膻味。如Wang Ce等[78]发现添加质量分数0.5%的β-环糊精与质量分数0.7%的聚合乳清蛋白显著降低了发酵山羊乳中的脂肪酸(C6~C10)含量,同时β-环糊精还能与聚合乳清蛋白发挥协同作用,进一步降低羊乳膻味。新的研究发现,益生菌发酵也可以有效掩盖山羊乳产品令人不快的风味。Kinik等[79]观察到添加长双歧杆菌NRRLB-41409、屎肠球菌NRRLB-2354和副干酪乳杆菌亚种NRRLB-4560增加了山羊乳奶酪中的芳香类化合物,改善了山羊乳奶酪的风味。Bezerra等[80]在添加了嗜酸乳杆菌、副干酪乳杆菌和双歧杆菌BB-12等益生菌的山羊乳奶酪中共鉴定出25 种芳香类物质,其中酯类和酮类物质的增加减轻了山羊乳奶酪的不良气味。此外,山羊乳产品的风味也因益生菌菌株的不同而异。Mituniewicz-Małek等[81]对乳酸杆菌(嗜酸乳杆菌La-5、鼠李糖乳杆菌K3、植物乳杆菌O20)和双歧杆菌发酵的山羊乳饮料进行感官分析,结果表明,与其他样品相比,用植物乳杆菌发酵的山羊乳饮料风味优良,而嗜酸乳杆菌发酵的山羊乳饮料的接受度最低。

3.2 杀菌工艺对山羊乳及制品的影响

热处理是乳制品加工过程中必不可少的环节,可以抑制微生物繁殖、延长货架期、改善制品品质,但山羊乳的热稳定性较差,热处理会改变其蛋白结构、物理化学性质和盐平衡。Zhao Xuan等[82]研究发现,在低温长时间(65 ℃、30 min)和高温短时间(85 ℃、15 s)下处理增加了山羊乳乳清蛋白的粒径、Zeta电位和表面疏水性,确保其具有良好的乳化活性、持水性、起泡性和稳定性;
同时发现65 ℃、30 min处理对山羊乳乳清蛋白二级结构的影响最小,而135 ℃、4 s的影响最大,提示低温长时间和高温短时间处理在工业上可优先用于改善山羊乳乳清蛋白的性能。在Zhao Lili等[83]的研究中,超高温瞬时灭菌(ultra-high temperature instantaneous sterilization,UHT)处理的山羊乳上清液中钙和磷酸盐的含量低于其他热处理条件处理的山羊乳,并且含量随温度升高逐渐降低,推测这与其中αs-酪蛋白和β-酪蛋白含量较低有关,提示热处理可通过降低磷酸盐含量,从而降低山羊乳的热稳定性。通过模拟实际生产过程中使用的热处理条件对制品的影响,可为山羊乳蛋白在食品工业中的应用和山羊乳制品的工业化生产提供理论依据。

为在保证乳制品安全的同时又能减少制品营养损失并保持其稳定性,冷杀菌技术应运而生。冷杀菌技术又称非热杀菌,即不直接采用热能方式来进行杀菌,其近几年得到了国内外学者的广泛关注,目前常用的冷杀菌技术有超声和超高压等。有研究发现超声和超高压处理在一定程度上能够提高山羊乳的稳定性。如Zhou Xinhui等[84]通过研究发现,高强度超声处理后山羊乳中β-乳球蛋白的二级结构含量发生改变,表面疏水指数和内在荧光强度增加,同时所有样品蛋白的变性温度均增加,提示高强度超声处理能够提高山羊乳蛋白的稳定性。Razali等[85]对比巴氏杀菌和超高压对山羊乳的影响,发现二者的灭菌能力没有显著差异;
与热处理相比,超高压处理的山羊乳具有更优秀的黏度、总固形物含量、pH值和总色差;
同时在贮存期间也具有更稳定的物理和化学性质。以上证据提示,超声和超高压处理能够改善山羊乳的稳定性,可作为巴氏杀菌技术的替代品,有利于生产具有安全、营养和功能性的山羊乳产品。

3.3 喷雾干燥工艺对山羊乳及制品的影响

由于山羊乳比牛奶更容易消化,对婴幼儿的健康营养更有益处[86]。因此,以山羊乳为基础的配方粉对部分消费者的吸引力越来越大。配方粉主要通过将常量营养素(蛋白质、脂肪和乳糖)和微量营养素(维生素和矿物质)这些初级原料重新调配,制成具有一定干物质质量分数(20%以上)的混合物,然后进行均质、浓缩和喷雾干燥[87]。研究发现山羊乳粉的稳定性和物理化学性质会受到这些加工处理的影响,尤其是喷雾干燥[88]。喷雾干燥技术是为了延长保质期而从液体中快速微胶囊化干燥粉末的一种方法,其工艺参数改变会对乳粉品质造成一定影响。有研究表明,颗粒停留时间和进料流速会对乳粉品质产生影响,且使出品率降低。如在de Oliveira等[89]的研究中,当进料流速较高时,山羊乳粉中碳水化合物的含量较高,而蛋白和脂肪含量较少;
当干燥时间较短时,脂肪含量增加,而蛋白质和碳水化合物含量则减少;
还发现工艺参数改变可能会造成干燥室内粉末堆积过多,使山羊乳粉出产率降低。此外,喷雾干燥温度也会影响山羊乳粉的总营养成分和溶解度。Zainil等[90]研究了喷雾干燥温度对山羊乳粉营养成分和物理性能的影响。结果表明,进气温度对山羊乳粉的蛋白、脂肪和水分含量及下沉性均有显著影响,同时,当入口温度为180℃时山羊乳粉的蛋白质和脂肪含量更高,并且具有可接受的水分含量和物理性质。以上研究表明喷雾干燥技术会影响山羊乳粉品质,优化改进喷雾干燥工艺可以提高山羊乳产品品质。

山羊乳是集营养与健康于一体的乳源,具有较好的应用。山羊乳比牛乳更接近母乳的构成,更易被牛乳敏感的婴幼儿及儿童消化。此外,山羊乳制品作为一种营养全面的食品,对于老年人存在的消化吸收差、肌肉退化、钙质流失严重等营养健康问题也具有很好的改善作用。目前羊乳脱膻、UHT、巴氏杀菌、喷雾干燥等各类生产技术日趋成熟,更多新型生产加工技术、生物技术、材料技术也在羊乳行业得到了广泛应用。随着人们对山羊乳及制品需求的增加,山羊乳产业还需更进一步的改进和完善。我国奶山羊养殖产业正向集约化、规模化方向迈进,养殖和加工企业数量也明显增多。在此基础上,相关生产企业及从业人员还需不断加强山羊乳产品品牌建设,保证其产业高效运行,成为我国乳制品行业发展的又一经济增长点;
还要注意多元化山羊乳产品的开发,改变国内市场山羊乳产品仍以羊奶粉为主的局面,加大酸羊奶、液态奶、羊奶酪的生产,且针对不同人群开发有特殊功效的山羊乳产品,朝着“液乳功能化”“配方粉母乳化”“干酪大众化”等方向发展,丰富山羊乳市场的产品种类,满足消费者的个性化需求。相信未来山羊乳产值将不断增长,产品体系也将进一步完善,产业及相关产品的市场前景也将越来越广阔。

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