發(fā)酵乳加工工藝及檢測技術研究進展

李欣霏，王彩云，王新妍，楊姍姍，烏日娜，張貴斌,，武俊瑞,

（1.沈陽農(nóng)業(yè)大學食品學院，遼寧省食品發(fā)酵技術工程研究中心，沈陽市微生物發(fā)酵技術創(chuàng)新重點實驗室， 遼寧 沈陽 110866；2.內(nèi)蒙古乳業(yè)技術研究院有限責任公司，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010110；3.遼寧輝山乳業(yè)集團（沈陽）有限公司，遼寧 沈陽 110000）

近年來，隨著人們生活水平的提高和營養(yǎng)健康知識的普及，發(fā)酵乳制品因其豐富的營養(yǎng)價值和獨特的風味、口感越來越受廣大消費者的喜愛，在日常飲食市場份額中所占比重快速上升，由2010年的5%到2020年達到25%。然而，隨著近年來人們飲食結(jié)構(gòu)和消費觀念的不斷轉(zhuǎn)變，過去單一、同質(zhì)化的發(fā)酵乳產(chǎn)品已經(jīng)不能滿足不同營養(yǎng)需求、不同健康狀況、不同飲食文化和習慣、不同健康安全意識人群的不同需要，市場開始不斷細分，對于差異化、個性化營養(yǎng)安全發(fā)酵乳制品的需求越來越迫切，這在一定程度上助推了發(fā)酵乳制品加工工藝及相關檢測技術不斷推陳出新和發(fā)展進步。近年來，超高壓、微膠囊包埋、電子舌、電子鼻、近紅外光譜等新技術、新工藝獲得了重大進展，發(fā)酵乳制品差異化、個性化加工檢測技術獲得突破[1]。市場上也涌現(xiàn)出山羊乳、牦牛乳、駱駝乳、馬乳、驢乳、植物基發(fā)酵乳以及益生菌發(fā)酵乳飲料、新型益生菌發(fā)酵乳、干酪棒、常溫酸乳、液體配方乳、代糖減糖發(fā)酵乳、低鹽低脂發(fā)酵乳、低敏發(fā)酵乳制品、酸乳塊等一大批新型發(fā)酵乳制品，極大地豐富了發(fā)酵乳種類，逐步滿足了廣大消費者對于營養(yǎng)、安全、美味、高品質(zhì)、差異化、個性化發(fā)酵乳制品的市場需求，乳制品生產(chǎn)和消費迎來了新的春天。

本文針對近年來國內(nèi)外有關發(fā)酵乳加工及檢測技術取得的相關研究成果與進展，進行綜述和總結(jié)歸納，以期為業(yè)內(nèi)研究人員與乳制品相關生產(chǎn)企業(yè)提供一定的參考和依據(jù)。

1 發(fā)酵乳加工新型原料的開發(fā)與應用研究進展

隨著人們生活水平和營養(yǎng)健康意識的不斷提高和進步，單一以牛乳發(fā)酵而來的發(fā)酵乳品已經(jīng)不再能夠滿足大眾需求，人們更加追求營養(yǎng)價值高、品質(zhì)優(yōu)良、風味獨特的發(fā)酵乳。在眾多影響發(fā)酵乳品質(zhì)的因素中，原料乳對其風味、口感影響顯著[2]。

近年來，研究人員開始立足于對馬乳、羊乳、驢乳、鮮牦牛乳及植物酸乳（酸豆乳）等為原料乳進行生產(chǎn)的發(fā)酵乳品的研究，例如，楊行等[3]對驢乳酸乳的發(fā)酵工藝進行優(yōu)化，其研究結(jié)果證實在42 ℃、5.5 h發(fā)酵條件下，驢乳酸乳的品質(zhì)最佳。周雨等[4]從牦牛酸乳的營養(yǎng)價值、微生物組成、加工技術等方面研究青藏高原地區(qū)牦牛酸乳的現(xiàn)狀。張曉曉等[5]研究酸馬乳的營養(yǎng)成分、功效，結(jié)果表明，其營養(yǎng)價值豐富，具有較好的醫(yī)療價值和發(fā)展前景。這些新型原料乳，有的已廣泛應用于食品和醫(yī)學領域，不僅具有高蛋白、低脂肪、低膽固醇等營養(yǎng)價值，還具有降血脂血壓、降血清膽固醇、軟化血管的功能特性，以及抗菌抑菌、抗癌抑癌、消炎止痛、抗疲勞、抗氧化等生理功效[6]。

2 發(fā)酵乳加工新型發(fā)酵劑的開發(fā)與應用研究進展

發(fā)酵乳的發(fā)酵劑通常為包括乳酸乳桿菌和乳鏈球菌菌株的混合發(fā)酵劑，克服了單一菌株易受噬菌體侵襲的弱點，保證發(fā)酵乳生產(chǎn)的正常進行。Mani-López等[7]研究混合菌種發(fā)酵乳的培養(yǎng)條件，結(jié)果表明，通過混合發(fā)酵劑混合發(fā)酵所得的酸乳，產(chǎn)生的風味物質(zhì)成分較為復雜，分布較為分散，其主體風味物質(zhì)比單獨使用一種發(fā)酵菌發(fā)酵而得的普通酸乳更為豐富。印伯星等[8]在對人源多菌株益生菌發(fā)酵條件的研究中發(fā)現(xiàn)，混合乳酸菌發(fā)酵制備的酸乳質(zhì)量較好，混合的目的是利用菌種間的共生作用，這種多菌培養(yǎng)的復雜體系更有利于酸乳產(chǎn)生風味物質(zhì)，其口感、風味更加獨特。

此外，植物乳桿菌和雙歧桿菌也是應用在發(fā)酵乳發(fā)酵過程中的主要益生菌菌株。楊慧[9]、賀菁[10]等在對植物乳桿菌Q7、植物乳桿菌KLDS 1.0391的研究中發(fā)現(xiàn)，在酸乳發(fā)酵過程中植物乳桿菌會有效減緩酸乳后酸化程度，在一定程度上提高酸乳的感官品質(zhì)、營養(yǎng)價值和益生作用。雙歧桿菌是一種重要的腸道有益微生物，對人體健康具有生物屏障、營養(yǎng)作用。隋馨瑤等[11]在對長雙歧桿菌耐氧性的研究中發(fā)現(xiàn)，長雙歧桿菌BBMN68具有較好的耐氧性能，Yang Haiying[12]、Zhu Jun[13]等的研究顯示，它能夠抑制體內(nèi)有害菌的生長，具有調(diào)節(jié)腸道功能、增強機體免疫力、改善便秘等生理功能。

應用在發(fā)酵乳發(fā)酵中的常見益生菌菌株如表1所示。

表1 應用在發(fā)酵乳發(fā)酵中的常見益生菌菌株Table1 Common probiotic strains used in fermented milk fermentation

3 發(fā)酵乳加工新技術的開發(fā)與應用研究進展

3.1 超高壓技術在發(fā)酵乳加工中的應用

傳統(tǒng)的乳品生產(chǎn)加工中發(fā)酵乳的熱處理技術在滅菌的同時會導致乳品中營養(yǎng)物質(zhì)及活性成分流失，大大降低發(fā)酵乳本身的營養(yǎng)價值，同時伴隨著發(fā)酵乳品感官品質(zhì)及功能特性的變化。隨著新一代加工工藝的興起，以超高壓技術為代表的非熱殺菌技術隨之而來，因其可以有效保持乳中的營養(yǎng)成分、風味和口感、提升發(fā)酵乳滋味品質(zhì)，因而在發(fā)酵乳加工過程中具有良好的應用前景[14]。

Hernandez等[15]觀察超高壓技術處理后的原料乳在酸性條件下形成凝膠的性質(zhì)，結(jié)果表明，乳清析出量呈線性減少。Johnston等[16]在對凝固型酸乳生產(chǎn)工藝的研究中也發(fā)現(xiàn)，酸乳的凝膠強度隨著超高壓壓力增加而增加，同時經(jīng)過超高壓處理后，酸乳的持水力增加，乳清析出量明顯減少。以上研究均表明超高壓技術在乳品工業(yè)上的應用可以提高發(fā)酵乳的凝膠硬度，改善其凝固性，具有一定的鎖水性，使其凝膠結(jié)構(gòu)更為致密。

發(fā)酵乳經(jīng)過發(fā)酵后，其中殘留的部分乳糖在貯存、運輸、銷售等過程中繼續(xù)被保加利亞乳桿菌利用，轉(zhuǎn)化成乳酸，使得發(fā)酵乳的酸度繼續(xù)增高，pH值持續(xù)下降，這一現(xiàn)象為發(fā)酵乳的后酸化作用[17]。然而，Chawla等[18]的研究表明，牛乳經(jīng)100～1 200 MPa超高壓處理后可以在有效滅活微生物的同時不對其風味、質(zhì)地、營養(yǎng)成分產(chǎn)生任何有害影響，抑制產(chǎn)品的后酸化作用，從而降低生產(chǎn)成本，有效延長產(chǎn)品貨架期。

發(fā)酵乳經(jīng)過超高壓技術處理可以控制產(chǎn)品的微生物指標，明顯縮短變質(zhì)過程，延長其貨架期。隨著科技的不斷進步，超高壓技術將更廣泛應用于乳品的貯藏保鮮，通過超高壓處理間接影響乳品貨架期內(nèi)的品質(zhì)變化，從而延長乳制品貯藏期的技術工藝將不斷完善。

3.2 微膠囊包埋技術在發(fā)酵乳加工中的應用

隨著發(fā)酵乳品的加工生產(chǎn)進入大規(guī)模工業(yè)化階段，解決間歇性生產(chǎn)導致生產(chǎn)效率不高的問題顯得尤為關鍵。以微膠囊技術為代表的固定化技術為發(fā)酵乳工業(yè)化加工生產(chǎn)提供了技術支撐。微膠囊技術是利用高分子成膜材料，將固體、液體或氣體物質(zhì)包覆在密封薄囊膜內(nèi)的一種新型包埋技術，囊膜材料的選擇決定了微膠囊的性能，常用的微膠囊體系有海藻酸類、殼聚糖類、聚丙烯酸酯類和瓊脂類等[19]。

肖璐[20]通過擠壓法制備出一種酸乳-海藻酸鈉/殼聚糖微膠囊，對其性質(zhì)進行測定的同時優(yōu)化了微膠囊的生產(chǎn)工藝，實驗發(fā)現(xiàn)，微膠囊的壁材可有效控制其進入機體過程中胃液的酸解作用，對活菌在腸道內(nèi)定植起到一定的保護及促進作用。與此類似，戚薇等[21]將制備出的雙層雙歧桿菌微膠囊顆粒添加到酸乳中，研究發(fā)現(xiàn)，15 d后酸乳中活菌數(shù)較高，說明該法能夠有效提高菌體的存活率和保存期。Mohamed[22]通過體外實驗發(fā)現(xiàn)，微膠囊處理對凝固型酸乳的流變性質(zhì)、生化指標、感官指標及微生物指標有一定的影響。宋雅娟[23]研究不同除氧劑、益生元、包埋條件對微膠囊化的影響，同時對微膠囊的特性和應用進行研究，發(fā)現(xiàn)雙層包埋技術較單層包埋而言耐酸、耐膽鹽性更好，且在酸乳的最佳貯存期內(nèi)，雙歧桿菌和嗜酸乳桿菌的活菌數(shù)均可達到106CFU/mL，可見微膠囊技術對發(fā)酵乳中益生菌的保護作用較好。

微膠囊技術在發(fā)酵乳中的應用保證了其內(nèi)部有益菌的存活率、控制其裂解釋放、抵抗性較好，有效避免胃液等強酸性物質(zhì)或環(huán)境對活菌數(shù)的影響。因此，微膠囊化在保護益生菌活性、提高發(fā)酵乳品穩(wěn)定性等方面起到了重要作用，具有重要的應用前景。

4 發(fā)酵乳的新型檢測技術研究與應用進展

4.1 質(zhì)構(gòu)儀在發(fā)酵乳制品品質(zhì)分析中的應用

發(fā)酵乳品的黏性、細膩度、爽滑度是評價其物理特性的重要指標。通過質(zhì)構(gòu)儀的反擠壓裝置測定，采取特定模式，通過質(zhì)構(gòu)測試曲線對產(chǎn)品質(zhì)構(gòu)進行分析，可對發(fā)酵乳的風味、口感、品質(zhì)等進行數(shù)字化評價，反映發(fā)酵乳的不同特性[24]。

目前研究所采用的質(zhì)構(gòu)儀主要包括TA-XT Plus型質(zhì)構(gòu)儀、TA-XT2i型質(zhì)構(gòu)儀、CT3型質(zhì)構(gòu)儀等。例如， 羅璠等[25]采用TA-XT Plus型質(zhì)構(gòu)儀測定酸乳的質(zhì)構(gòu)特性，研究不同原料乳對酸乳品質(zhì)的影響。吳進菊等[26]采用TA-XT Plus型質(zhì)構(gòu)儀對由不同發(fā)酵劑制作的4 種不同品牌酸乳的質(zhì)構(gòu)進行測定，對其滋味品質(zhì)的差異性進行分析。李博等[27]研究草莓汁對低脂酸乳品質(zhì)的影響；按照Mousavi等[28]描述的方法，采用TA-XT2i型質(zhì)構(gòu)儀對低脂酸乳的硬度進行測定，通過質(zhì)構(gòu)特性曲線圖得到酸乳的硬度。金星等[29]也使用此型號質(zhì)構(gòu)儀，采用TPA模式通過酸乳的硬度、彈性、黏附性、內(nèi)聚性等指標描述熱處理乳清蛋白對凝固型酸乳品質(zhì)的影響。趙秀紅等[24]利用美國Brookfield公司的CT3質(zhì)構(gòu)儀，通過比較變質(zhì)前后攪拌型酸乳、凝固型酸乳及干酪的質(zhì)構(gòu)變化，通過質(zhì)構(gòu)測試曲線對產(chǎn)品質(zhì)構(gòu)進行分析，發(fā)現(xiàn)通過質(zhì)構(gòu)儀評價乳制品品質(zhì)具有較好的直觀性和客觀性。

除此之外，質(zhì)構(gòu)儀還可用于乳制品實驗室對發(fā)酵乳的黏稠度、黏附性、細膩程度和爽滑度等口感進行數(shù)字化評價。鄭紅莉[30]通過A/BE反擠壓裝置測定酸乳的質(zhì)構(gòu)特性時發(fā)現(xiàn)，口感越黏稠的酸乳，正峰值和面積越大，內(nèi)聚力越大，對活塞下壓時的抵抗力越大，說明酸乳細膩度、爽滑性越差。通過建立酸乳的質(zhì)構(gòu)特性和質(zhì)構(gòu)儀力學傳感器受力值之間的對應關系，可以將酸乳的風味、口感、品質(zhì)量化，其應用前景十分廣闊。

4.2 流變儀在發(fā)酵乳制品品質(zhì)分析中的應用

流變儀是用于測定食品流變性質(zhì)的儀器，通過獲取食品內(nèi)部的流變參量，進行流變分析，解決實際生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的問題，控制產(chǎn)品質(zhì)量品質(zhì)。

流變儀技術較早應用于高分子聚合物特性研究中，在食品尤其是發(fā)酵乳中的研究近幾年來日漸增多。李博等[27]研究草莓汁對低脂酸乳品質(zhì)的影響，按照Fu Renjie等[31]描述的方法采用R/S Plus旋轉(zhuǎn)流變儀，測定草莓低脂酸乳的黏度，研究草莓汁對低脂酸乳品質(zhì)的改善作用。金星等[29]采用TA DHR型流變儀測定凝固型酸乳的流變測試參數(shù)，研究熱處理乳清蛋白對凝固型酸乳流變特性的影響。 潘蕾等[32]使用Anton Paar Physica MCR301流變儀對所研制的低脂高纖長保質(zhì)期飲用型酸乳的質(zhì)構(gòu)進行檢測。

以上研究結(jié)果均表明，隨著流變儀技術在國內(nèi)外的迅速發(fā)展和深入研究，更多業(yè)內(nèi)研究人員較為廣泛地使用可以科學、準確、客觀反映產(chǎn)品品質(zhì)的流變儀對發(fā)酵乳品進行分析研究。流變儀在今后的食品工業(yè)中將得到更為長足的發(fā)展，其在發(fā)酵乳質(zhì)構(gòu)檢測方面的應用也為改善發(fā)酵乳的生產(chǎn)工藝配方與提高產(chǎn)品質(zhì)量提供了一定依據(jù)和參考價值。

4.3 電子舌在發(fā)酵乳制品品質(zhì)分析中的應用

電子舌技術是一種通過模擬人的舌頭感知樣品味覺感官指標的一種新型檢測手段。電子舌按照傳感器陣列的不同可分為電勢型、光學型、伏安型及其他類型電子舌，目前基于光化學反應原理的伏安型電子舌，在乳品的品質(zhì)管控方面應用較為廣泛[33]。

Winquist等[34]應用伏安型電子舌評價原料乳變質(zhì)情況，將其引入乳品生產(chǎn)線，實現(xiàn)對牛乳加工過程中的品質(zhì)管控。Dias等[35]則將電子舌技術應用于羊乳中摻入牛乳的摻偽檢測。發(fā)酵乳的滋味是決定消費者選購欲的重要因素，也是不同產(chǎn)品中最有區(qū)分度的因素，我國對于電子舌技術在發(fā)酵乳品品質(zhì)和滋味區(qū)分上的應用也很多。Wei Zhenbo等[36]利用電子舌技術對6 種凝固型酸乳進行分類，主成分分析和判別函數(shù)分析發(fā)現(xiàn)，電子舌對6 種酸乳有很好的區(qū)分效果。韓千慧等[37]通過SA 402B型電子舌測定制備的褐色酸乳和普通酸乳味感指標的相對強度。叢艷君等[38]采用ASTREE II電子舌系統(tǒng)，對酸乳滋味和干酪滋味品質(zhì)進行區(qū)分和鑒別。

現(xiàn)如今電子舌技術在科研工作中已不再單一使用，其與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)及感官仿生技術聯(lián)用的情況更多，能夠快速提供被測樣品組分的整體信息，靈敏性、可靠性、重復性較高，為發(fā)酵乳的智能化品質(zhì)評價提供了一定的理論依據(jù)[39]。

4.4 電子鼻在發(fā)酵乳制品品質(zhì)分析中的應用

電子鼻技術是繼電子舌技術之后發(fā)展起來的一種模擬人鼻子功能的食品風味檢測裝置，主要由傳感器陣列和模式識別系統(tǒng)構(gòu)成。陣列中的傳感器與樣品中的揮發(fā)性風味物質(zhì)結(jié)合，產(chǎn)生不同響應信號，與數(shù)據(jù)庫中大量風味物質(zhì)信息進行比較、判斷、鑒別，從而分析樣品中物質(zhì)組分，得到樣品中揮發(fā)風味物質(zhì)的整體信息[40]。

目前國內(nèi)外對電子鼻的研究層出不窮，其在乳品中的應用包括產(chǎn)品貯藏時間和成熟期的預測、揮發(fā)性風味物質(zhì)成分分析、不同加工條件下乳品的分類、乳品摻假摻雜檢驗等[41-42]。白麗娟等[43]利用Airsense PEN3型便攜式電子鼻系統(tǒng)對羊乳發(fā)酵前后揮發(fā)性成分進行檢測和分析，采用主成分分析、線性判別分析等處理方法進行數(shù)據(jù)分析，判定其風味的變化，體現(xiàn)出發(fā)酵羊乳貯藏期間揮發(fā)性成分的變化趨勢。郭奇慧等[44]應用該型號電子鼻對不同貨架期的酸乳進行區(qū)分和檢驗，還通過對不同貯藏時間的酸乳進行氣味測定，運用單因素試驗等方法確定了一組電子鼻最佳測定參數(shù)。此類研究結(jié)果均表明，電子鼻能有效區(qū)分發(fā)酵乳的風味特征，反映發(fā)酵乳貯藏過程中風味物質(zhì)的整體變化規(guī)律，在發(fā)酵乳的質(zhì)量評價中具有重要應用價值。

發(fā)酵乳品中的香味物質(zhì)主要來源于脂肪酸的氧化以及菌種發(fā)酵過程產(chǎn)生的揮發(fā)性芳香化合物和乳酸[45]。 電子鼻作為一種新型檢測技術，可以避免人工鑒別受到主觀因素的影響，更加客觀、準確地測定相關參數(shù)，控制乳品質(zhì)量[46]。隨著技術的不斷進步，電子鼻將在乳品企業(yè)具有較好的發(fā)展和應用前景，該項技術的發(fā)展為乳品風味改善和乳品風味的研究提供技術支持和理論參考。

4.5 氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術在發(fā)酵乳制品品質(zhì)分析中的應用

氣相色譜對有機化合物具有較好的分離、分辨能力，而質(zhì)譜則是準確鑒定化合物的有效手段，二者結(jié)合而成的氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術集高效分離和準確定量為一體，分析取樣量少，檢出限較低，越來越多地應用于食品有機物分析中，尤其是乳品工業(yè)中[47]。

Breme等[48]利用頂空固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術對草莓酸乳中的風味化學物質(zhì)進行定量分析，發(fā)現(xiàn)其主要成分為醇類和脂肪酸酯。白雪等[49]對微生物脂肪酶處理前后的奶貝及酸乳中的揮發(fā)性風味物質(zhì)頂空固相微萃取后，使用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀分析測定其中揮發(fā)性組分并計算相對含量。目前國內(nèi)外對于乳品中風味成分的研究處于前沿階段，氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術向著更多元化的方向發(fā)展，其與頂空固相微萃取等多種技術的聯(lián)用得到了極大應用。賀紅軍等[50]采用頂空固相微萃取法富集提取出紫薯酸乳和普通酸乳中的揮發(fā)性風味物質(zhì)，通過GC-MS-2010型氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀對風味化合物進行分離檢測，進而比較、鑒定不同酸乳。 馬艷麗等[51]通過固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜分析法檢測出傳統(tǒng)中式干酪與西方切達干酪中風味物質(zhì)的差異，發(fā)現(xiàn)奶疙瘩中揮發(fā)性化合物種類較多，約為切達干酪的2 倍。張玥琪等[52]應用頂空固相微萃取法及同時蒸餾萃取法提取出藍波干酪中的揮發(fā)性風味成分后，利用G7890B-5977A型氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀對藍波干酪進行分離鑒定，確定了其主要風味組分。

由此可見，通過氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術可檢測發(fā)酵乳制品中的各種揮發(fā)性風味物質(zhì)含量及種類，較準確地分析發(fā)酵乳制品的特征感官風味與風味物質(zhì)的相關性，實現(xiàn)復雜體系中有機物的定性及定量測定，為乳品企業(yè)發(fā)酵乳制品相關品質(zhì)的監(jiān)測和改進提供理論依據(jù)。

4.6 全自動氨基酸分析儀在發(fā)酵乳制品品質(zhì)分析中的應用

目前，氨基酸的分析方法主要有熒光光譜法、化學法、電化學法和分光光度法等，其中熒光光譜法中的全自動氨基酸分析儀法具有分析時間快、適用范圍廣泛、靈敏度高等優(yōu)點，在現(xiàn)代食品氨基酸含量的測定及分析中應用較廣泛[53]。

全自動氨基酸分析儀應用在乳及乳制品中的研究已有很多，目前實驗室所用的全自動氨基酸分析儀有日立公司的L-8800、L-8900型氨基酸自動分析儀、835-50型氨基酸分析儀及英國Biochrom公司30＋系列全自動氨基酸分析儀等。王全利等[54]采用L-8800型氨基酸自動分析儀測定酸乳發(fā)酵過程中各種游離氨基酸含量的變化。 周煒等[55]通過L-8800型氨基酸分析儀對發(fā)酵乳貯藏過程中氨基酸含量和組分進行分析。王一然[56]通過L-8900型高效氨基酸分析儀在不同發(fā)酵條件下測定發(fā)酵酸乳中游離氨基酸含量，從而探究不同發(fā)酵條件對酸乳營養(yǎng)品質(zhì)的影響。李蕊等[57]使用該型號氨基酸分析儀研究添加不同益生元對酸乳中游離氨基酸含量、種類的影響，并對其進行相關性分析和營養(yǎng)評價。

通過全自動氨基酸分析儀對發(fā)酵乳進行快速檢測，進而實現(xiàn)營養(yǎng)成分分析，操作簡單快捷、準確性和可靠性高，不使用有毒衍生試劑，減少了人工衍生帶來的誤差，降低了安全風險。同時，全自動氨基酸分析儀對發(fā)酵乳中氨基酸含量進行高通量檢測，還可用于產(chǎn)品的質(zhì)量控制、營養(yǎng)成分的確定及真?zhèn)舞b別等方面研究，具有廣闊的應用前景。

4.7 近紅外光譜技術在發(fā)酵乳制品品質(zhì)分析中的應用

與傳統(tǒng)方法相比，近紅外光譜技術是近些年來迅速發(fā)展的一種新型無損檢測方法，可用于乳品的快速檢測，具有檢測準確度高、測試速度快、對樣品無損傷等特點，這為發(fā)酵乳的高效、無損、多組分檢測提供了新的參考。

孫雷[58]選用傅里葉變換近紅外光譜儀采集酸乳樣品的光譜圖，使用BP神經(jīng)網(wǎng)絡和偏最小二乘法建立預測模型，用近紅外光譜分析法預測酸乳中蛋白質(zhì)和脂肪含量；郭美蘭等[59]的研究表明，采用不同光譜預處理方法對含有摻偽蛋白、水、三聚氰胺、糊精的摻雜乳品進行快速鑒別，可行性好、可靠度高，可以有效檢測出乳品摻雜情況，這為企業(yè)產(chǎn)品的控制和監(jiān)管提供了新的理論思路和方法，可用于實際生產(chǎn)。張華秀等[60]將Boosting-偏最小二乘法與近紅外漫反射光譜結(jié)合，建立模型，測定乳粉中蛋白質(zhì)含量。

4.8 蛋白質(zhì)快速檢測儀在發(fā)酵乳制品品質(zhì)分析中的應用

有研究人員開發(fā)了蛋白質(zhì)快速檢測儀，實現(xiàn)對企業(yè)機械化生產(chǎn)的乳品快速檢測，例如，馮旭東等[61]使用GDYN-200S型蛋白質(zhì)快速檢測儀測定乳品中蛋白質(zhì)含量，同時考察時間、溫度等因素對測定結(jié)果的影響，與凱氏定氮法測定結(jié)果對比，確定儀器可靠性。以上檢測方法操作簡便省時、準確度高、精密度高，還可用于檢測不同來源的蛋白及批量樣品的快速測定，技術發(fā)展?jié)摿Σ蝗菪∮U。

4.9 高光譜分析技術在發(fā)酵乳制品品質(zhì)分析中的應用

通過計數(shù)發(fā)酵乳中的活菌總數(shù)可以判斷發(fā)酵乳品品質(zhì)的優(yōu)劣和功能活性的高低。石吉勇等[62]將新型高光譜分析技術和乳品菌落計數(shù)方法相結(jié)合，研究發(fā)酵乳中發(fā)酵菌種的光譜差異，可同時準確計數(shù)每種益生菌總數(shù)，更直觀觀察各種益生菌的生長情況。高光譜分析技術應用在混合菌種發(fā)酵乳品中，對每種益生菌同步計數(shù)的可行性較高，可直觀、客觀、準確、高效地計數(shù)發(fā)酵乳中每種益生菌總數(shù)。

4.10 新型菌落總數(shù)快速檢測卡在發(fā)酵乳制品品質(zhì)分析中的應用

江學成[63]發(fā)明了一種實用新型菌落總數(shù)快速檢測卡，合理利用計數(shù)空間，降低生產(chǎn)成本，操作簡單方便，更容易計數(shù)，為快速、準確進行菌落計數(shù)提供了新的檢測思路。梁春梅等[64]通過樣品實驗、精密度實驗、定量限實驗、線性實驗，比對快速菌落總數(shù)測試片法與國標方法檢測乳樣菌落總數(shù)的統(tǒng)計學差異，驗證其一致性，提高了乳品中菌落總數(shù)的檢測效率。

這些新型的發(fā)酵乳中菌落計數(shù)方法免除了傳統(tǒng)方法計數(shù)要使用不同培養(yǎng)基的復雜繁瑣，可較為精確、高效地檢測出菌落總數(shù)，為快速鑒定發(fā)酵乳品質(zhì)提供了檢測依據(jù)，滿足了現(xiàn)階段乳品實際生產(chǎn)和快速檢測中菌落計數(shù)的需要。

4.11 代謝組學技術在發(fā)酵乳制品品質(zhì)分析中的應用

發(fā)酵乳的發(fā)酵過程較為復雜，發(fā)酵后的乳品品質(zhì)受多方面因素影響，常規(guī)的研究方法難以詳細探究影響發(fā)酵乳品營養(yǎng)成分、口感、風味的因素和影響機制。代謝組學技術作為新興的組學技術，以基因組學和蛋白組學的研究思想為依據(jù)，對所有代謝產(chǎn)物的組成進行定量分析，并尋找代謝產(chǎn)物含量變化與目標物質(zhì)變化情況的對應關系，進而研究整個體系的代謝途徑[65]。

王一然[56]通過液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術對不同發(fā)酵溫度下厭氧發(fā)酵的酸乳代謝產(chǎn)物進行代謝組學分析，研究其代謝通路變化和差異代謝產(chǎn)物。Settachaimongkon等[66]采用頂空固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜和核磁共振氫譜分別鑒定酸乳中的35 種揮發(fā)性物質(zhì)和43 種非揮發(fā)性極性代謝產(chǎn)物，根據(jù)代謝產(chǎn)物的特征探究決定酸乳發(fā)酵過程和品質(zhì)的關鍵因素。Lu Yi等[67]利用核磁共振技術對不經(jīng)過任何預處理的酸乳發(fā)酵過程中所產(chǎn)生的各種物質(zhì)進行分析測定，快速、直接地實現(xiàn)復雜化學成分的非靶向代謝產(chǎn)物測定。

隨著組學技術的不斷發(fā)展進步，在常用的微生物代謝組學研究方法基礎上，采用超高效液相色譜-四極桿飛行時間質(zhì)譜（ultra-performance liquid chromatographyquadrupole-time-of-flight mass spectrometry，UPLC-QTOF-MS）等新型代謝組學技術研究發(fā)酵乳發(fā)酵過程中益生菌活性的相關報道也逐漸增多。王越男[68]利用UPLCQ-TOF-MS結(jié)合多元統(tǒng)計分析方法對植物乳桿菌P-8與商業(yè)發(fā)酵劑YC-X11復配得到的發(fā)酵乳小分子代謝產(chǎn)物進行鑒定，從代謝組學角度分析其相對于普通單菌發(fā)酵乳的優(yōu)勢。與此類似，潘琳等[69]應用UPLC-Q-TOF-MS、代謝組學技術結(jié)合統(tǒng)計學方法揭示了俄羅斯布里亞特傳統(tǒng)酸乳和市售酸乳之間代謝產(chǎn)物含量上的差異。

代謝組學技術能夠高效鑒定代謝產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)，保留和反映代謝產(chǎn)物的總體信息，從而利于全面分析發(fā)酵乳發(fā)酵過程中產(chǎn)生的各種代謝產(chǎn)物組成變化情況和代謝機理，這一能夠從整體水平檢測代謝特征的組學技術為乳品高通量分析鑒定提供了新的研究思路。

4.12 蛋白組學技術在發(fā)酵乳制品品質(zhì)分析中的應用

蛋白質(zhì)組學是以蛋白質(zhì)組為研究對象，研究其結(jié)構(gòu)功能、組成成分、表達水平、修飾狀態(tài)以及各蛋白質(zhì)之間的相互關聯(lián)作用、變化規(guī)律的科學，其研究技術主要包括蛋白質(zhì)分離技術與蛋白質(zhì)鑒定技術[70]。

乳蛋白是乳中最為重要的營養(yǎng)成分，其結(jié)構(gòu)復雜、種類繁多，為了對乳中蛋白質(zhì)進行較為系統(tǒng)、深入的研究，不少研究者將蛋白組學技術應用于乳品行業(yè)。例如，陳笛[71]利用蛋白組學技術對均質(zhì)及不同熱處理加工后的羊乳蛋白進行比較定量，進而推斷各加工處理因素對酸乳品質(zhì)的影響；楊梅等[72]通過十二烷基硫酸鈉-聚丙烯酰胺凝膠電泳將牛乳蛋白分離，酶解后進行電噴霧質(zhì)譜鑒定，分析牛乳中不同蛋白質(zhì)的組成和功能；翟征遠[73]通過將蛋白組學和轉(zhuǎn)錄水平分析相結(jié)合，應用基質(zhì)輔助激光解吸電離-飛行時間質(zhì)譜等蛋白組學技術對德氏乳桿菌保加利亞亞種CAUH1發(fā)酵乳酸脅迫下的差異蛋白進行分離鑒定，然后通過聚合酶鏈式反應分析差異蛋白在轉(zhuǎn)錄水平上的變化。

蛋白質(zhì)組學技術定量精確，適用范圍廣泛，發(fā)展迅速，為目前較為前沿的高通量技術手段。現(xiàn)今隨著對其研究的逐步深入，蛋白質(zhì)組學技術已經(jīng)擺脫傳統(tǒng)實驗方法的弊端，為從動態(tài)的整體蛋白質(zhì)水平上研究蛋白間的相互作用提供了可能。

4.13 高通量測序技術在發(fā)酵乳制品品質(zhì)分析中的應用

高通量測序技術以能一次并行對較大數(shù)量的DNA分子進行序列測定和一般讀長較短等為標志，又被稱為深度測序[74]。近幾年來，高通量測序技術被廣泛應用于乳品微生物研究，尤其在發(fā)酵乳品的品質(zhì)檢測與工藝改進方面起到了一定的促進作用。

劉怡萱等[75]基于16S rDNA高通量測序方法研究西藏農(nóng)區(qū)和牧區(qū)2 種生產(chǎn)方式的牦牛酸乳中菌群結(jié)構(gòu)的多樣性，結(jié)果表明，不同地區(qū)的牦牛酸乳菌群具有顯著差異，但優(yōu)勢菌屬相同。與此類似，張敏等[76]應用高通量測序技術對新疆地區(qū)的不同種類原料乳及其對應的酸乳中微生物的多樣性和細菌群體結(jié)構(gòu)進行分析，發(fā)現(xiàn)酸乳發(fā)酵過程中環(huán)境因素會影響其微生物多樣性，從而造成乳品間菌群組成的差異性。馬才仁卓瑪?shù)萚77]通過Illumina Miseq高通量測序技術對西藏林芝傳統(tǒng)發(fā)酵酸乳和酪乳樣品進行細菌群落結(jié)構(gòu)分析，結(jié)果顯示，二者的菌群組成具有一定的相似度和差異性。同時，基于發(fā)酵乳的貯藏溫度與時間對乳中微生物組成的重要性，利用高通量測序技術研究冷藏條件對發(fā)酵乳及其原料乳中細菌群落的影響有助于檢測和改善液態(tài)乳的品質(zhì)和安全[78]。 瑪依樂·艾海提等[79]使用高通量454焦磷酸測序技術對新疆傳統(tǒng)發(fā)酵酸乳中微生物類群及群落結(jié)構(gòu)進行分析，進而探討酸乳中微生物群落多樣性。

目前，測序更快、便攜性更高的新一代測序設備正在研制過程中，不同測序技術的互補聯(lián)用使發(fā)酵乳品質(zhì)、加工、檢測等方面的研究走向成熟。這一技術的興起將會不斷推動乳品行業(yè)的發(fā)展，為乳品行業(yè)食品微生物水平的控制提供一定的參考價值[80]。

5 結(jié) 語

目前，隨著人們生活水平的提高，對于發(fā)酵乳的口感、風味、營養(yǎng)價值等有了更高要求。與發(fā)酵乳相關的新型加工工藝及高新的檢測技術不斷出現(xiàn)，正在不斷刷新和改變著人們對于營養(yǎng)健康的原有認識和理解。本文綜述發(fā)酵乳的新型加工工藝，包括以馬乳、驢乳、牦牛乳為主的新型原料，以雙歧桿菌、植物乳桿菌等混合而成的新型發(fā)酵劑，以超高壓技術和微膠囊技術為主的新型技術，以及發(fā)酵乳的新型檢測技術，包括結(jié)構(gòu)檢測新技術（質(zhì)構(gòu)儀、流變儀）、風味檢測新技術（電子舌、電子鼻、氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術）、營養(yǎng)檢測新技術（全自動氨基酸分析儀、近紅外光譜技術、蛋白質(zhì)快速檢測儀）、菌落計數(shù)新方法（高光譜分析技術、新型菌落總數(shù)快速檢測卡）、組學技術（代謝組學技術、蛋白組學技術）、高通量測序技術等。

隨著科技的不斷發(fā)展和進步，以電子芯片和內(nèi)置機器人等人工智能為主導的尖端科技應用于控制發(fā)酵乳品質(zhì)量及在線生產(chǎn)監(jiān)測的技術將不斷成熟，前沿的加工工藝及高新的檢測技術會在發(fā)酵乳相關產(chǎn)品質(zhì)量安全性與貯藏穩(wěn)定性的控制方面起到關鍵性促進作用。同時，多種新型技術在科研領域互補聯(lián)用，相互融合，其與計算機技術等應用學科相結(jié)合的情況將更為多見，這更有利于實驗數(shù)據(jù)的處理和分析。這些關于發(fā)酵乳加工及檢測技術的研究新進展可以對發(fā)酵乳的營養(yǎng)價值、口感、風味、產(chǎn)品質(zhì)量、代謝情況、微生態(tài)環(huán)境、內(nèi)部各組分含量的真實變化及差異做出更為全面的闡釋，從而為發(fā)酵乳的生產(chǎn)加工、品質(zhì)管控、貯藏保鮮提供一定的理論基礎和技術支撐。