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不同加工方式对驴乳成分及其稳定性的影响
2023-01-15 19:00:07 ℃驴乳色白,味道较牛乳甜,无不良气味,与人乳同属乳清蛋白性乳类[1]。驴乳因其与人乳营养成分相似,乳清蛋白总含量为0.49~0.80 g/100 g,人乳为0.68~0.83 g/100 g,酪蛋白含量低[2],被作为人乳的替代品广泛研究,经常用于对牛奶蛋白过敏的婴幼儿[3]。根据GUO等[4]研究,驴乳平均含脂肪量1.16%、蛋白质1.57%、乳糖6.33%、灰分0.40%,且驴乳比牛奶含有更少的总蛋白质和脂肪,更多的乳糖。驴乳含有许多活性成分,以多种方式参与新陈代谢,具有抗菌[5]、抗病毒[6]、抗氧化活性[7]及低过敏性[8]等多重功能特点。
2.1 加热处理对驴乳成分及其稳定性的影响
由于原料乳保存时间较短,通常采用加热处理的方式进行杀菌,以提高乳品的贮存时间,采用的方式有低温长时灭菌、高温短时灭菌及超高温瞬时灭菌等。60 ℃条件下加热30 min(亦称巴氏灭菌法),是乳品加工过程中常用的灭菌方法,不仅能够杀死有害的病原菌,还可以尽量保持乳品原有的特性。
乳清蛋白主要包括β-乳球蛋白和α-乳白蛋白,通常认为β-乳球蛋白的变性温度较低,在65~75 ℃便开始变性[9]。刘述皇等[10]的研究表明,经过75 ℃加热30 min后,驴乳上清液中的酪蛋白变性速度较慢,变性程度较低;
90 ℃条件下加热30 min后,驴乳沉淀中的β-乳球蛋白的变性量有所增加;
煮沸后,驴乳中的酪蛋白完全发生变性,表明驴乳酪蛋白的变性温度在90~100 ℃。
根据MIAO等[11]研究,从十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳观察到,过度热处理(>85 ℃)降低了蛋白带强度(15 kDa、30 kDa和70 kDa),当温度高于85 ℃时,驴乳中颗粒尺寸增加,当加热温度高于85 ℃时,热处理过度导致离心析出率、颗粒尺寸和表面疏水性显著增加。热稳定性在很大程度上取决于酪蛋白和乳清蛋白的稳定性,根据LUO等[12]的研究,在75 ℃加热10 min后驴乳有沉积现象,电泳结果表明酪蛋白胶束对热处理比乳清蛋白更敏感,较差的胶体稳定性和高钙环境在很大程度上导致了驴酪蛋白胶束的热不稳定性。这与PINHO[13]和POLIDORI[14]等的研究结果相同,驴酪蛋白胶束被发现对热处理比乳清蛋白更敏感。
根据王峰恩[15]的研究,热处理会造成乳中的长链脂肪酸的氧化和降解,热处理强度越高,降解越充分,降解乳脂肪酸的碳链越长,而超高温会额外造成多不饱和脂肪酸的氧化、降解和异构化。就营养角度来看,热处理不仅可杀灭驴乳中有害微生物,而且可改变乳中脂肪酸组成,提高不饱和脂肪酸比例,对人体健康更有益[1]。
ADDO等[16]研究表明,分别经过75 ℃、85 ℃加热1 min的鲜驴乳在4 ℃放置28 d后,发现溶菌酶活性无显著变化。王涵等[17]研究表明,62 ℃处理30 min的驴乳溶菌酶活性较高,72 ℃时,溶菌酶活性出现下降,当温度达到77~87 ℃,溶菌酶活性下降到鲜驴乳的35%~45%。以上研究表明,虽然加热能在一定程度上激活溶菌酶的活性,但是过高的温度会让溶菌酶失活。
2.2 喷雾干燥对驴乳成分及其稳定性的影响
喷雾干燥技术不仅可以延长乳品的保质期,还可以节约运输空间,从而进一步节省产品的成本[18]。陆东林等[19]测定经过喷雾干燥处理后的驴乳粉中氨基酸的含量,发现氨基酸平均含量为(15.9±0.31)g/100 g,且氨基酸组成与生驴乳基本一致。有研究表明,乳粉加工过程中蛋白质氨基酸基本不发生变化[20],与陆东林等研究结果一致。VINCENZETTI等[21]研究表明,与鲜驴乳相比,辛酸、2-庚酮等挥发物质含量增加,表明这些化合物可能是驴乳货架期质量高度合格的标志;
冷冻干燥会影响驴乳中的β-乳球蛋白和溶菌酶含量,由于高温,喷雾干燥过程显著降低了溶菌酶的酶活性(残留活性的58%)和β-乳球蛋白的含量(鲜驴乳中为 6.43 mg·mL-1,乳粉中为 5.51 mg·mL-1)。
2.3 冷冻对驴乳成分及其稳定性的影响
根据BUDAK[22]的研究,冷冻对驴乳的化学性质和pH值均无显著影响,但VINCENZETTI等[23]的研究结果相反,在-20 ℃下,随着冷冻时间的增加,总蛋白质含量会下降,这可能与驴乳采样的时间以及驴的品种有关。
与生鲜驴乳相比,冷冻驴乳中溶菌酶、乳铁蛋白和β-乳球蛋白的浓度变化不显著,冷冻驴乳对溶菌酶浓度无显著影响[22]。根据VINCENZETTI等[21]的研究,溶菌酶在冻干驴乳中保持96%的残留活性,SHARMA等[24]的研究也同样说明冷冻不会影响驴乳中的溶菌酶浓度。上述研究表明,冷冻并不会影响驴乳稳定性,而且其抗菌活性依然存在,所以在加工过程中如果能与杀菌技术相结合,既可以提高驴乳的贮藏时间,又可以保证营养成分不被破坏,对驴乳未来深加工有重要意义。
2.4 发酵对驴乳成分及其稳定性的影响
彭珊珊[25]使用鼠李糖乳杆菌、罗伊乳杆菌、干酪乳杆菌、植物乳杆菌、卷曲乳杆菌及青春双歧杆菌均可凝乳,其中罗伊乳杆菌和植物乳杆菌凝乳时间最短,分别为5 h和6.5 h。杨行[26]的研究表明,以产酸能力、凝乳状态及凝乳后酸化能力为指标,筛选出德氏乳杆菌 SL·1-1、乳酸片球菌 WQ·1-3 和屎肠球菌 TX·2-3进行组合发酵,发酵出的驴乳酸奶组织黏稠、结构稳定、驴乳香味浓郁、无乳清析出现象。
根据TURCHI等[27]的研究,植物乳杆菌可以加快酸化过程,促进嗜热链球菌的生长,以两种嗜热链球菌St2和St5、植物乳杆菌Lp7组合的形式进行发酵,得到口感和营养特性较好的发酵驴乳饮料。杨博等[28]从驴乳中分离出7株凝乳特性较好的菌株进行发酵,其中乳酸片球菌HL12-21、植物乳杆菌HL21-44、弯曲乳杆菌HL29-1和戊糖片球菌HL29-5分别制备的发酵驴乳均组织状态良好,具有发酵乳特有的风味,无乳清析出,综合评分最高。发酵后的驴乳香味浓郁、组织状态稳定,且更容易被人体消化和吸收,是驴乳加工较为常见的方式之一。
2.5 超声波对驴乳成分及其稳定性的影响
离心沉淀率从一定程度上可以反映乳品的稳定性,沉淀率越低则乳品稳定性越高。根据MIAO等[11]的研究发现,当超声功率大于200 W时,酪蛋白的变化最为显著,酪蛋白完全消失,而超声处理前后乳清蛋白则表现出相对稳定的状态,蛋白降解率低于12%。与加热处理相比,超声处理的驴乳稳定性更高,这可能是由于超声处理使驴乳中的蛋白质和脂肪分散更均匀[29]。上述研究表明,超声处理对驴乳稳定性影响较小,但与加热处理相比,超声处理不能很好地杀灭乳品中的致病菌,在驴乳加工研究中,合理地利用超声波和杀菌技术处理,可能会起到事半功倍的效果。
随着现代社会的发展,人们对健康的要求越来越高。由于驴乳与人乳营养成分相似,可以为对牛乳过敏的婴幼儿提供营养,同时驴乳脂肪和蛋白质含量较低,与牛乳相比对肾脏负担更小,“三高”患者可以用其替代牛乳。然而,目前对驴乳的研究主要集中在营养成分分析,缺乏对驴乳的综合利用开发。因此,开展驴乳加工的应用基础研究,拓宽其应用途径,对驴乳的商品化生产和推广具有积极的意义,同时具有重要的社会经济效益。
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