朱麗艷 吳威
摘要:進入新世紀以來,我國的奶牛飼養產業飛速發展,牛奶的產量和品質得到了極大的提升。牛奶作為一種動物性蛋白的主要來源,在人們的飲食結構中的扮演者十分重要的角色。牛奶中富含多種優質蛋白、免疫抗體,是增強國民體質的重要營養物質。最近幾年,市場對牛奶需求量不斷增加,為了保證牛奶產量、品質和安全性,積極應用高新技術就顯得十分重要了。本文主要結合作者工作經驗,就高新技術在奶牛業上的應用進行了分析,希望通過本次研究對同行有所助益。
關鍵詞:高新技術;乳品加工;應用
1.生物技術在奶牛業上的應用
首先,免疫功能在牛奶產生上的應用。嬰兒出生后及時吃上母乳能夠保證從母乳中獲得相應的抗體。剛出生的嬰幼兒因為自身免疫能力低下,需要依賴于母乳免疫球蛋白的保護。而當母親哺乳量不足時,就需要借助嬰幼兒奶粉代替母乳。最近幾年隨和醫學研究逐漸深入,對母乳中的營養成分進行更加全面的分析,母乳中的營養成分和免疫功能逐漸明晰,促進了嬰幼兒奶粉配方結構不斷完善。牛奶作為一種與人類母乳最為接近的動物性蛋白之一,其中多包含的免疫蛋白具有提高嬰兒抵抗力的作用。牛奶中的免疫球蛋白在人體中具有一定殺菌作用,其對嬰幼兒身體健康的保護是全面的。在未來,隨著免疫學進一步發展,會為嬰幼兒免疫乳品的開發提供無限機會;其次,利用基因工程改善拿牛奶牛奶組分。在西方國家牛奶不僅是一種天然食品,更是一種改善特殊人群健康的營養成分。不同人群飲用牛奶之后會產生不同的效果。我國有很大一部分人群飲用牛奶之后會出現腹瀉腹脹的現象,這主要是因為東方人乳糖代謝基因缺乏,不能很好的乳糖轉化為單糖利用。如果將生物技術應用到牛奶中,通過連續的生物反應,將牛奶中所含有的乳糖進行水解,則乳糖不耐癥患者就能很好的利用牛奶中的營養成分。此外,我們還可以利用基因工程,針對乳蛋白中的轉移RNA,用相應的基因鏈進行編碼,從而讓基因中合成乳糖的基因被淘汰,以此來降低奶牛中乳糖的含量。針對乳糖不耐受者利用基因工程中是降低乳糖含量最好的辦法。此外,生產出無過敏源的牛奶制品,可以利用生物反應器連續進行有控制性的水解反應,控制牛奶中的有害物質。應用這項技術制作出來的奶酪不會產生中間苦味物質,在未來有著廣闊的應用前景;最后,單細胞蛋白飼料在奶牛產業中應用。單細胞蛋白質飼料說白了就會通過生物技術中的微生物發酵技術而獲得細菌體和細菌產生的物質。單細胞蛋白飼料含有奶牛生長所必須的多種氨基酸,特別是草類作物缺乏賴氨酸、色氨酸等,細菌產生的物質中還含有大量的維生素、礦物質、激素,可以顯著促進奶牛生長發育。單細胞蛋白質飼料是利用生物工程而生產的一種新型蛋白質飼料,這種飼料蛋白質含量高,動物好消化,并且生產原料來源廣泛,豆餅、秸稈、腳料都可以作為生產原料。
2.冷殺菌技術在牛奶加工保存中的應用
首先,高壓脈沖殺菌技術在牛奶加工保存中的應用。這種殺菌技術與傳統的熱加工殺菌技術有著明顯的的區別,起主要是利用通電產生的電場脈沖對牛奶中的微生物進行消殺。這項技術目前在我國應用還不是很廣泛,研究不是很深入,但是在西方奶牛養殖產業中,已經進行廣泛的研究,并設計出了比較完善的加工設備,起不僅可以應用到牛奶加工殺菌領域,還可以應用到其他諸如罐頭、果汁等食品加工行業。應用這項技術避免了熱加工過程中對有活性物質的影響,保存了牛奶中的營養成分;其次,超聲波滅菌技術在牛奶加工保存中的應用。超聲波殺菌技術主要利用聲波在不同媒介中產生的頻率震動,產生相應的能量,在極短的時間內殺滅微生物,并且能夠對牛奶中的大分子蛋白質進行裂解,形成很多短鏈的小分子蛋白結構或者形成氨基酸單體,使得牛奶中的營養物質更好的被人體所吸收,超聲波滅菌技術要傳統物理滅菌技術相比較有著無可比擬的優勢,對提高牛奶品質,保證其營養物質有著十分重要的作用。
3自動化管理技術在奶牛飼養管理方面的應用
最近幾年,隨著網絡技術、信息技術的應用和發展,對各個行業產生了深遠的影響。在奶牛飼養管理過程中,應用計算機技術、網絡技術可以實現對奶牛的科學管理。對于大規模養殖的飼養場或者牧場來說,應用電子計算機管理奶牛效率更高。通過應用計算機技術,建設一個自動化管理系統,奶牛飲水、飼料投喂以及保溫、通風和防疫全部實現自動化管理,在節約人工成本的同時,大大提高了飼養管理質量。最近幾年,我國科學院遺傳研究所正在積極研發適合我國奶牛飼養管理的全自動化管理系統,并取得了豐富的的研究經驗和成果,在未來有著廣闊的發展空間。
4.生物傳感器
牛乳鮮率傳感器最早由高橋福辛發明,實際上是一個菌數測定儀。探頭是一種燃料電池,它包括一個鉑陰極和一個Ag2O陽極,兩極間用陰離子交換膜隔開。被測定樣品與陽極接觸,樣品中的細菌可在陽極上氧化,加入電子傳遞介體,如亞甲基蘭、二氯酚靛酚等可加快電極反應速度,增大電流。電流值與樣品中的細菌濃度成正比,菌數越多,表明牛乳越不新鮮。牛乳放置過程中,受細菌作用而產生乳酸,因此,乳酸含量可表示牛乳的鮮度。
5.免疫學技術
免疫學技術在乳品工業中的應用主要有:牛奶成分分析,如乳清蛋白分析;形成牛奶正常和非正常風味的微生物與酶的鑒定;牛奶中的病原微生物和毒素的檢測;加熱工藝對牛奶中蛋白質結構的影響;牛奶中摻雜羊奶的識別。在牛奶中摻雜羊奶會嚴重影響于釀的加工,因為牛奶凝塊的生成將影響最終產品的感官品質和加工特性。用電泳方法從熟化的干酪中識別摻假物,因為電泳得到的圖譜很復雜。根據不同動物的免疫反應不同,一種以抗生奶酪蛋白的專一性抗體的免疫斑點技術被建立。而且由于干酪蛋白的耐熱性,這種方法對巴氏殺菌前后的牛奶或干酪能進行分析。
參考文獻:
[1]郭本恒.現代乳品加工技術[M].北京:化學工業出版社,2014.
[2]時鈞,袁權,高從楷.膜技術手冊[M].北京:化學工業出版社,2018.
[3]李瑞紅.提高乳品加工業科技創新能力對策研究[D].河北農業大學,2017.