巴氏杀菌酸羊奶的生产及营养价值2023-11-22

羊奶以其营养价值丰富且易于被人体消化吸收的优点被视为“乳中精品”。羊奶不仅营养价值高,还具有多种生理功能。酸羊奶是羊奶通过特殊的工艺和制作过程经发酵后产生的兼具羊奶优点和自身特性的乳制品。目前我国市面上的酸羊奶基本是采取低温条件下储存,因此存在保质期短、不利于储存和运输的缺点。巴氏杀菌是一种利用病原菌不耐热的特点,用适宜的温度杀灭原料中致病菌且不影响原料特性的方法。巴氏杀菌酸羊奶是将发酵完成的酸羊奶再次经过巴氏杀菌,将其中的活性乳酸菌及发酵过程中混入的其他致病菌杀灭,从而达到延长保质期的一种处理方法。在巴氏杀菌技术处理过程中,羊奶自身含有的营养物质较少被破坏,同时赋予了酸羊奶独特的风味。因此,巴氏杀菌技术既保证了羊奶的安全,延长了保质期,又不影响其营养价值,且口感独特,被广大消费者所喜爱。但是,我国巴氏杀菌处理酸羊奶的技术尚不成熟,由于酸羊奶加工稳定性差,易出现杀菌后持水能力下降、乳清析出等问题,影响酸羊奶的品质和口感,且巴氏杀菌易受温度、发酵p H值和时间的影响。从酸羊奶的营养价值出发,分析不同巴氏杀菌条件对酸羊奶品质的影响,旨在为后期巴氏杀菌技术处理酸羊奶提供一定的参考依据。

 

1 酸羊奶的营养价值及功能特性

羊奶营养价值高,其营养比例与母乳十分相近,含有人体所需的蛋白质、脂肪、碳水化合物、多种维生素和微量元素。羊奶中加入活性乳酸菌,通过乳酸菌发酵使羊奶中的乳糖水解成乳酸,乳酸使羊奶中的酪蛋白发生一系列变化变性凝固而成凝乳状态则为酸羊奶。酸羊奶保留了羊奶的固有风味和易吸收的特点,并且有效地脱除羊奶的膻味,口感酸甜爽滑,得到广大消费者的喜爱。相关研究显示:羊奶有调节人体微生态平衡、修复组织上皮细胞、提高机体免疫力、防病抗癌、促进生长发育、延缓衰老等多种生理功能。

 

1.1 酸羊奶中蛋白质的特点

乳制品中蛋白质主要为酪蛋白和乳清蛋白。其中:母乳中酪蛋白与乳清蛋白比值为6040,牛奶中比值为8515,而羊奶中比值为7525,羊奶中更接近母乳比例。羊奶因酪蛋白含量低在胃中形成的凝乳颗粒较小且软更利于消化吸收。有研究表明,αS1-酪蛋白是奶制品过敏的主要原因,牛奶中αS1-酪蛋白约占酪蛋白的38%,羊奶中αS1-酪蛋白仅占酪蛋白总量的5%左右,因此,羊奶的致敏性更低。经乳酸菌发酵,酪蛋白被乳酸菌产生的水解蛋白酶进一步水解为氨基酸和小分子肽,使得酸羊奶中的蛋白质更易被消化吸收。酸羊奶中条件必需氨基酸牛磺酸比母乳中含量高。研究发现,牛黄酸是调节机体多种生理机能的活性物质,具有维持正常视觉功能、调节神经传导、促进婴幼儿脑部和视力发育、调节体内糖代谢和脂类代谢、保护心肌细胞等功能。因此,酸羊奶满足了人体对牛磺酸的需求。酸羊奶中存在大量的免疫球蛋白,是人体非特异性免疫的重要成员之一,因此酸羊奶可提高免疫力、增强人体的抗病能力。

 

1.2 酸羊奶中脂肪的特点

羊奶中脂肪含量为3%5%,且多不饱和脂肪酸占比高。羊奶中脂肪球直径为2μm左右小于牛奶中34μm,有利于人体消化吸收,高达97%98%的消化率;羊奶脂肪链短,且缺乏使脂肪自然聚集的凝集素,不易造成脂肪球的聚集和堆积。乳酸菌可将脂肪进一步分解为游离脂肪酸和甘油,更利于脂肪的消化吸收,同时,因为发酵赋予了酸羊奶独特的香味。酸羊奶中必需脂肪酸亚麻酸、亚油酸含量高于牛奶,其具有调节血脂、改善记忆、促进智力发育、清除血栓等重要功能。

 

1.3 酸羊奶中碳水化合物的特点

碳水化合物是羊奶的主要营养成分,其中99%是乳糖。乳糖是人类和哺乳动物乳汁中含有的特殊碳水化合物,具有促进婴幼儿大脑发育、提供能量、促进钙吸收等功能。羊奶经乳酸菌发酵后,原奶中20%30%的乳糖被水解为半乳糖和葡萄糖,葡萄糖进一步形成乳酸促进粘多糖和脑苷等物质的生成,对婴幼儿脑力、智力和生长发育产生深远影响;酸羊奶经发酵后,乳糖含量的下降进一步减少了乳糖不耐症的发生。有研究表明:亚洲人由于遗传、饮食原因较易出现体内乳糖酶活性低或小肠黏膜缺乏乳糖酶使未被小肠消化吸收的乳糖到达大肠被大肠细菌分解而引起腹泻、腹胀、腹痛等乳糖不耐症症状。也有研究表明:随着年龄的增长人体内乳糖酶的活性会降低,有部分人在儿童期即丧失乳糖酶活性,而丧失乳糖酶活性的儿童,身高、体重等生长发育指标明显低于同龄人,贫血、佝偻病的患病率也高于同龄人。乳糖缺乏会影响乳中钙的吸收,产生钙缺乏引起一系列的症状。因此,酸羊奶可减轻乳糖不耐症的发生和乳钙吸收不良的问题。同时,酸羊奶中含有较多的可调节肠道菌群平衡、润肠通便、调节血脂代谢的低聚糖,其为促进人体肠道健康而发挥作用。

 

1.4 酸羊奶中微量元素及维生素的特点

酸羊奶中含量较高的微量元素有钙、磷、钾、镁、锰等,且以离子态分解布于酸羊奶中,其生物利用度高,其中钙磷含量是牛奶中的4-8倍,且钙分子比较小,钙磷比例接近11,且乳糖含量丰富,促进钙质充分吸收。酸羊奶中含有多种维生素,其中维生素A含量是牛奶中的3.5倍,其能很好的促进视力发育,保护视力;维生素B1、维生素B2是牛奶的1.3倍;维生素E含量较高,具有抗氧化,保护机体免受自由基的损害。

 

1.5 酸羊奶中酸味活性物质的特点

羊奶经发酵后产生一些酸性活性物质,使酸羊奶中的p H值较羊奶下降,低p H值抑制乳中微生物的增长。同时,酸味物质可促进胃液分泌和促进胃肠道蠕动,达到促进消化的作用;酸味物质还可提高机体对FeCaP等的吸收。

 

1.6 酸羊奶的其他营养学特点

酸羊奶中富含与母乳相同的上皮细胞生长因子(EGF),可促进上皮细胞生长,利于人体呼吸道黏膜和胃肠道上皮细胞的生长、修复,从而预防和治疗呼吸道、胃肠道疾病;酸羊奶中含有较多的超氧化物歧化酶,其具有抗氧化、抗炎的作用;酸羊奶中的乳酸菌以活体形式进入肠道创造酸性环境,具有促进肠道有益菌生长繁殖,抑制有害菌的生长,调节肠道菌群平衡的作用;实验证明:乳酸菌在繁殖过程中可产生具有广谱抗菌能力的多肽或多肽前体细菌素。乳酸菌细胞壁中的物质能降低β-葡萄糖醛酸酶、偶氮还原酶及硝基还原酶的活性而发挥抗癌作用。

 

2 巴氏杀菌酸羊奶的生产制作

酸羊奶按储存方式不同可分为低温酸羊奶和常温酸羊奶。低温酸羊奶中含有大量活的乳酸菌,需在低温条件下储存和运输,其保质期比较短,一般不超过21天;常温酸羊奶是指巴氏杀菌酸羊奶,即将发酵完成的酸羊奶再次经过巴氏杀菌处理,可在常温条件下储存的酸羊奶,其保质期一般56个月。酸羊奶经过巴氏杀菌,乳酸菌被杀死或灭活,抑制了因乳酸菌大量繁殖而引起的酸奶酸化败坏,并解决了酸羊奶保质期短的问题。

 

3 不同条件对巴氏杀菌酸羊奶的影响

3.1 温度和时间对巴氏杀菌酸羊奶的影响

巴氏杀菌的时间和温度对酸羊奶中微生物影响显著。有研究表明:同一温度下,杀菌时间越长,酸羊奶中乳酸菌数和菌落总数越少。且温度越高,所需要的时间越少。有文献资料显示:50℃~60℃可杀死乳中霉菌、酵母菌,702 min可杀死致病性大肠菌,乳酸菌的致死温度是70℃~75℃。因此,巴氏杀菌可将酸羊奶中的乳酸菌杀死或灭活,同时,可进一步杀灭加工过程中污染的微生物,减少微生物生长繁殖引起的酸奶腐败而延长保质期。有学者表明:巴氏杀菌酸牛奶7060秒,可将酸奶中的乳酸菌杀死而延长保质期。因此,巴氏杀菌技术可以延长酸羊奶的保质期,且受时间和温度的影响。

 

3.2 发酵p H对巴氏杀菌酸羊奶的影响

发酵p H值对酸羊奶中微生物影响较大。不同条件下巴氏杀菌及37℃储存10 d后酸羊奶中乳酸菌数和菌落数随着发酵p H值的降低而降低。酸羊奶发酵p H值降到较低时,巴氏杀菌不仅会减少乳中微生物的数量,且低p H值会抑制储存过程中微生物的增殖。有学者表明:商业无菌检测显示:酸羊奶的发酵p H值控制在4.34.4,7030 min7510 min805 min以上符合商业无菌要求,可在常温下进行较长时间的储存,但杀菌后均有不同程度的乳清析出。

 

3.3 传统稳定剂对巴氏杀菌酸羊奶品质的影响

酸羊奶由于其结构差异加工稳定性较差,经巴氏杀菌后易导致持水能力下降,乳清析出,因此,通常采取添加稳定剂的方法来提高酸羊奶凝胶稳定性,减少乳清析出。经实验得出:常用的五种稳定剂(果胶、琼脂、变性淀粉、结冷胶、双乙酰酒石酸单双甘油酯)均能提高酸羊奶的黏度和持水性能力,提高稳定性,以变性淀粉效果最好。稳定剂复配使用效果优于单体,可取长补短,对酸羊奶的口感、质地、黏稠度、防止乳清析出等方面均有改善作用,其中果胶0.09%、琼脂0.03%、变性淀粉1.4%、结冷胶0.04%、双乙酰酒石酸单双甘油酯0.06%是最优配比。此时,酸羊奶的黏度和持水能力最好,其组织爽滑细腻,富有弹性,风味浓郁,稳定性好,无乳清析出,口感较佳。

 

3.4 谷氨酰胺转移酶对巴氏杀菌酸羊奶品质的影响

为解决常温酸奶稳定性差的问题,一般会在制作过程中添加稳定剂,但传统的稳定剂对酸羊奶的口感和风味会有不良影响。近年来,谷氨酰氨基转移酶(TG酶)作为能够促进蛋白质交联的酶制剂被广泛应用于乳制品领域,其通过催化蛋白质中的谷氨酰胺残基和赖氨酸残基发生共价交联而提高蛋白质的稳定性,其对酸羊奶的品质影响主要表现在:(1)TG酶可降低酸羊奶发酵过程中乳酸菌的产酸能力,使酸羊奶的酸度降低,而酸度是反应酸羊奶品质好坏的指标之一。也有报道显示,经TG酶处理的牛奶酸度也降低。(2)经低浓度TG酶处理后,降低了酸羊奶的凝胶渗透性,从而提高了其持水性和黏度,黏度可反映酸羊奶稳定性的表征;而高浓度的TG酶则会使酸羊奶的持水性下降。(3)TG酶处理会抑制酸羊奶中风味物质如乙醛、双乙酰的产生。也有报道显示,TG酶处理后酸牛奶中乙醛和双乙酰合成下降。(4)经不同浓度TG酶处理后,酸羊奶的内聚力降低,而弹性不受影响,质构特性得到改善,而质构特性是反映酸羊奶口感及消费者接受度的一个重要指标。(5)经不同浓度TG酶处理后的酸羊奶感官评分高于未经TG酶处理组,其质地细腻、光滑,未有乳清析出,且经4 U/g TG酶处理的酸羊奶品质最佳,其口感爽滑、无乳清析出、呈现乳白色。因此,经TG酶处理后的酸羊奶,其酸度下降、持水性能力提升、稳定性好,黏稠度增大,风味物质丰富,风味浓郁,酸羊奶质构和感官性能均有明显改善。此时,口感最佳,品质最好。

 

3.5 巴氏杀菌后酸羊奶稳定性的变化

当酸羊奶经巴氏杀菌时,高温会使凝固的凝乳状态发生内力的变化产生重排出现持水能力下降,乳清析出的现象。巴氏杀菌后均会有乳清析出,且受杀菌时长和发酵p H值的影响。有数据显示,将发酵p H值从4.6降至4.3时,乳清析出明显减少,且杀菌时间越短,析出越少。在发酵p H值为4.34.4,80℃杀菌5 min,只有少量乳清析出,酸羊奶稳定性相对较好。

 

4 小结

低温酸羊奶经巴氏杀菌技术处理后,可延长保质期,但羊奶加工稳定性较差差,巴氏杀菌处理易导致乳清析出、持水能力下降等问题,因此在巴氏杀菌处理酸羊奶的过程中可加入稳定剂。传统稳定剂均可提高酸羊奶的稳定性,但稳定剂复配优于单体使用。同时,谷氨酰氨基转移酶提高酸羊奶稳定性的作用优于传统稳定剂,在4 U/g谷氨酰氨基转移酶经适宜的时间、温度和发酵p H值处理后的酸羊奶感官、酸度、黏度、质构、持水性等最佳,品质最好。