低脂發(fā)酵乳品質(zhì)改善研究進展

高 鑫，李 博

（上海城建職業(yè)學院，上海 201415）

乳制品中的各類維生素與礦物質(zhì)可以使機體的營養(yǎng)更加均衡，同時具有調(diào)節(jié)人體免疫機能和提高抵抗心腦血管疾病的能力[1]。發(fā)酵乳是以乳或乳制品為原料，經(jīng)過標準化、均質(zhì)、滅菌、接種發(fā)酵等工序加工而成的一種食品。加工過程主要是通過乳酸菌的發(fā)酵，在發(fā)酵過程中，蛋白質(zhì)水解為短肽及人體必需的氨基酸，為乳制品提供了獨特的質(zhì)地及風味[2]。發(fā)酵乳品類繁多，營養(yǎng)豐富，長期食用對人體有一定的保健功能。例如：發(fā)酵乳中的雙歧桿菌可以減少腸胃中的有毒有害物質(zhì)以調(diào)整菌群結(jié)構(gòu)；3-羥基-3-甲基戊二酸和乳酸可以通過降低膽固醇在小腸的吸附能力，使血液中的膽固醇濃度降低[3]。

近些年乳制品由于營養(yǎng)豐富、易于吸收等特點逐漸成為大眾不可或缺的食品，隨著社會的發(fā)展和食品科技的進步，人們越來越重視食品給健康帶來的影響，大眾對乳制品的消費方向也隨之變化[4]。2018 年，我國乳制品市場發(fā)酵乳銷售額首次超過牛乳，標志著進入發(fā)酵乳時代[5]。由于從飲食中攝入大量脂肪會產(chǎn)生患肥胖癥、高血脂、冠心病、高血壓等疾病的風險[6-7]，公眾對于低脂或脫脂發(fā)酵乳的需求逐漸增多，這促進了我國發(fā)酵乳產(chǎn)業(yè)的加速發(fā)展，對發(fā)酵乳的研究逐漸成為熱點。低脂發(fā)酵乳一般是牛奶經(jīng)過標準化處理，將其中的脂肪分離出去，將剩下的低脂牛奶再經(jīng)過發(fā)酵得到的產(chǎn)品。在乳制品發(fā)酵的過程中，脂肪為發(fā)酵乳制品提供了良好的口感和風味，相比一般的乳制品，低脂或脫脂乳發(fā)酵在產(chǎn)品的口感、風味和感官等方面的差異一定程度上限制了低脂發(fā)酵乳的推廣。綜上所述，如何對低脂發(fā)酵乳制品進行感官上的改良，逐漸成為研究者和乳制品企業(yè)重點關(guān)注的問題。

1 低脂發(fā)酵乳風味、品質(zhì)及營養(yǎng)價值的研究進展

在發(fā)酵過程中，乳脂肪作為風味化合物的前體物質(zhì)和攜帶者，它的缺乏將直接影響產(chǎn)品的最終口感與風味。并且，乳脂肪的缺少會導致酪蛋白更易于聚集而產(chǎn)生沉淀，在產(chǎn)品中表現(xiàn)為乳清析出、外觀不佳等現(xiàn)象。以上所述問題，都在一定程度上限制了低脂發(fā)酵乳的推廣。為了尋求該方面的突破，科學研究主要集中于以下幾個方面。

1.1 發(fā)酵菌種及發(fā)酵方式對低脂發(fā)酵乳影響的相關(guān)研究

嗜熱鏈球菌是乳制品常用的發(fā)酵菌種之一，在發(fā)酵過程中，嗜熱鏈球菌不僅可以縮短發(fā)酵所需時間，而且還可通過產(chǎn)生胞外多糖等黏性物質(zhì)提高發(fā)酵乳的黏度，從而改善低脂發(fā)酵乳感官和風味，并且嗜熱鏈球菌不同菌株對脫脂乳的發(fā)酵性能之間存在差異[8-9]。除了常用的一些發(fā)酵菌種外，隨著益生菌產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，很多研究人員將注意力轉(zhuǎn)向了應用益生菌協(xié)同傳統(tǒng)發(fā)酵劑發(fā)酵原料乳的研究上，在原有發(fā)酵乳功能的基礎上，益生菌的功能也得以體現(xiàn)，使發(fā)酵乳具備更高的營養(yǎng)價值[10]。Mohammadi 等[11]將益生菌發(fā)酵乳添加至大鼠食物中，發(fā)現(xiàn)與未添加益生菌的對照組相比較，大鼠的體重、腹部脂肪含量、肝重、血清丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶水平及堿性磷酸酶水平均顯著下降，說明益生菌發(fā)酵乳具有較好的抗肥胖效果。Tian 等[12]研究表明：添加長雙歧桿菌CCFM5871 可以加強發(fā)酵乳的酸化和凝固，并且與未使用長雙歧桿菌CCFM5871 發(fā)酵的酸奶相比，其在風味和口感上無顯著差異，確定了長雙歧桿菌CCFM5871 是發(fā)酵乳的一個合適的共培養(yǎng)物，可以作為發(fā)酵輔助菌株。此外，開菲爾粒也是近些年發(fā)酵乳的熱點研究方向之一，開菲爾發(fā)酵乳飲料是一種功能性食品，具有多種有益作用，包括抗炎和抗氧化。Karina 等[13]用葡聚糖硫酸鈉誘導大鼠產(chǎn)生結(jié)腸炎，然后讓大鼠飲用開菲爾發(fā)酵乳飲料，發(fā)現(xiàn)開菲爾發(fā)酵乳飲料能顯著減少葡聚糖硫酸鈉誘導的結(jié)腸炎所產(chǎn)生的腸道損傷，開菲爾發(fā)酵乳飲料可能具有抗炎作用。也有一些研究發(fā)現(xiàn)，通過菌種或菌株的選擇，使發(fā)酵乳營養(yǎng)更加豐富，如有研究使用產(chǎn)核黃素的植物乳桿菌菌株和標準酸奶培養(yǎng)物進行發(fā)酵，發(fā)現(xiàn)其可以提高酸奶發(fā)酵乳中的核黃素含量，滿足人體對核黃素的需求[14]。除此之外，新型發(fā)酵菌種[15]、新型發(fā)酵劑[16-18]（如干制發(fā)酵劑、濃縮發(fā)酵劑和凍藏發(fā)酵劑）及新型發(fā)酵方式[19]均可應用于脫脂發(fā)酵乳，以探討其對發(fā)酵乳的品質(zhì)影響。也有報道稱，混合乳酸菌發(fā)酵劑發(fā)酵乳制品中的脂肪酸可以減輕葡聚糖硫酸鈉誘導的結(jié)腸炎的嚴重程度，并增強小鼠腸道中益生菌的豐度[20]，這也為低脂發(fā)酵乳提供了新的研究方向。綜上所述，不同菌種及發(fā)酵方式可以為低脂發(fā)酵乳帶來風味和口感等感官上的變化，同時，菌種的改變還影響著低脂乳制品的營養(yǎng)價值，不同菌株進行發(fā)酵時，還會使低脂發(fā)酵乳具備一些生理功能。因此，不同的發(fā)酵菌種和發(fā)酵方式將成為未來低脂發(fā)酵乳品質(zhì)研究的熱點方向之一。

1.2 脂肪替代物對低脂發(fā)酵乳影響的相關(guān)研究

脂肪替代物在低脂發(fā)酵乳中主要有兩方面的作用：一是可以降低食品中的熱量，滿足消費者對低脂健康飲食的要求；二是可以提供低脂發(fā)酵乳豐富的口感與優(yōu)良的質(zhì)地。目前研究較多、應用較廣的脂肪替代物主要是碳水化合物類和蛋白質(zhì)類。

多糖是碳水化合物類中應用較多的脂肪替代物。有研究表明，在低脂發(fā)酵乳中添加低量的銀耳多糖有助于提升其感官品質(zhì)，在銀耳多糖添加量為0.37 mg/mL時，酸奶的持水力、硬度及脆度顯著提高，活菌數(shù)增加，發(fā)酵時間縮短[21]。孫敏等[22]利用低聚果糖作為脂肪替代物，有效改善了低脂凝固型發(fā)酵乳pH值偏高、滴定酸度偏低的問題，增加低脂凝固型發(fā)酵乳的硬度，利于凝固型酸奶發(fā)酵過程中的成型，降低低脂凝固型發(fā)酵乳的黏度，增加持水率和降低脫水收縮率，提高低脂凝固型發(fā)酵乳的穩(wěn)定性，避免了由脂肪氧化產(chǎn)生的變紅現(xiàn)象。陸婷婷等[23]利用茶多糖作為脂肪替代物制備褐色乳飲料，結(jié)果表明，茶多糖在一定程度上能促進發(fā)酵菌種產(chǎn)酸，顯著改善褐色乳飲料的風味、口感、色澤及組織狀態(tài)等感官品質(zhì)，并提高了飲料的持水力和抗氧化活性。也有研究使用酶改性馬鈴薯淀粉作為脂肪替代品[24]，發(fā)現(xiàn)添加淀粉酶和地衣芽孢桿菌淀粉酶改性淀粉后的低脂酸奶的特性與天然淀粉非常相似。王雪杭等[25]利用其自制的植物乳桿菌（Lactobacillus plantarum）JLAU103 胞外多糖0.1%（質(zhì)量分數(shù)）和魚明膠0.6%（質(zhì)量分數(shù)）混合后添加到低脂酸奶中，使低脂酸奶的持水力、pH 值、活菌數(shù)及揮發(fā)性風味物質(zhì)雙乙酰、2-壬酮、2,3-戊二酮等含量得以提高，黏度趨于正常酸奶，并降低了低脂酸奶的滴定酸度和觸變環(huán)面積，使低脂酸奶的品質(zhì)得到了明顯改善。Elsanhoty[26]研究了富含大麥β-葡聚糖的益生菌發(fā)酵低脂酸奶在5 ℃冷藏21 d期間的品質(zhì)特性，發(fā)現(xiàn)大麥β-葡聚糖的添加改善了酸奶中的風味物質(zhì)，并且用大麥β-葡聚糖替代脂肪顯著提高了酸奶的感官特性，大麥β-葡聚糖可以安全地用于功能性乳制品。

除碳水化合物外，蛋白也可以改善低脂發(fā)酵乳。田慧青等[27]通過對不同未變性蛋白含量的乳粉進行檢測，發(fā)現(xiàn)未變性蛋白含量越低，脫脂乳粉熱變性程度越大，產(chǎn)品的動力學穩(wěn)定性指數(shù)值越高，粒徑越大，背散射光強變化值也越大，飲料體系的穩(wěn)定性越差。趙強忠等[28]發(fā)現(xiàn)，經(jīng)木瓜蛋白酶水解的酪蛋白水解物能夠縮短低脂發(fā)酵乳的發(fā)酵時間，對其發(fā)酵有顯著的促進作用。也有研究表明，添加了芝士乳清中提取的濃縮乳清蛋白的脫脂發(fā)酵乳在理化、質(zhì)地、微觀結(jié)構(gòu)及感官特性幾個方面與低脂發(fā)酵乳無明顯差異，可以在脫脂發(fā)酵乳中作為脂肪替代物使用[29]。李紅娟等[30]制備了乳清蛋白-黃油乳液凝膠顆粒，改善了低脂發(fā)酵乳的質(zhì)構(gòu)特性，如硬度、稠度、黏聚性及膠著度等和感官品質(zhì)，可以將其作為脂肪替代物使用。Neslihan 等[31]利用乳清蛋白粉和酪乳粉代替脫脂乳粉，探究其在發(fā)酵過程中的品質(zhì)特性，結(jié)果表明，由于豐富的蛋白質(zhì)和磷脂含量，這兩者可以提高產(chǎn)品的營養(yǎng)價值和感官品質(zhì)。此外，乳清蛋白粉和酪乳粉在食品中的使用降低了副產(chǎn)物對環(huán)境的污染。Sánchez-Obando 等[32]將微乳清蛋白在干酪膨化和小豬乳中的應用與未添加脂肪替代物的對照相比，在感官評價上具有相似性。微乳清蛋白的應用有助于開發(fā)具有較高營養(yǎng)價值的降脂乳制品。Zhao 等[33]研究發(fā)現(xiàn)，添加1%白脫牛奶的低脂發(fā)酵乳不僅具有類似全脂牛奶的風味，其酯類、醛類、醇類和酸類等揮發(fā)性化合物的含量也有提高，除此之外，還發(fā)現(xiàn)了獨特的酸、醛、酮、芳烴、酯、醇和硫化物等物質(zhì)。綜上所述，在現(xiàn)有研究的基礎上，未來發(fā)酵乳制品的脂肪替代物的研究熱點將向不但能夠滿足人們感官的需求，并且可以改善低脂發(fā)酵乳制品的營養(yǎng)價值與品質(zhì)的方向發(fā)展。

1.3 其他功能性添加物對低脂發(fā)酵乳影響的研究

除了多糖類和蛋白質(zhì)以外，還有將其他功能性添加物，如植物及其提取物應用于低脂發(fā)酵乳的研究。侯彩云等[34]向低脂發(fā)酵乳中添加少量（0.015%～0.025%）天然蘆丁提取物，制得的低脂發(fā)酵乳的持水力、抗氧化能力均有所提高，感官品質(zhì)也得到了改善。孫月娥等[35]研究表明，在低脂低乳糖酸奶中添加黑蒜、黑洋蔥、桑葚汁、葡萄汁等食品輔料后，低脂發(fā)酵乳的酸度、抗氧化性能、儲藏性及感官品質(zhì)均得到了改善。Zhao 等[36]報道稱山藥汁的添加使脫脂發(fā)酵乳發(fā)酵時間縮短了約1 h，并使酸奶在4 ℃儲藏時的后酸化率更高、活菌數(shù)增加，山藥汁還降低了預成型酸奶儲藏過程中的脫水程度，導致硬度、黏附性、內(nèi)聚性、黏度、彈黏模量等質(zhì)地和流變指標的數(shù)值增加，使預成型酸奶的微觀結(jié)構(gòu)更加細膩致密，使酸奶質(zhì)地較硬，提高了酸奶的營養(yǎng)價值。也有研究表明，將植物甾醇添加至低脂發(fā)酵乳中可有效降低中度高膽固醇血癥患者的低密度脂蛋白膽固醇，且對氧化應激生物標志物無有害影響[37]。其他研究也證明了將植物甾醇添加至牛乳后，確實有降低甘油三酯的作用[38]。也有一些報道稱，表沒食子兒茶素沒食子酸酯可以改善發(fā)酵乳的質(zhì)構(gòu)特性，增強其抗氧化活性和穩(wěn)定性，從而提高發(fā)酵乳制品的整體品質(zhì)[39]。另有研究報道，在奶山羊的平衡日糧中長期添加40%青花菜和洋薊植物副產(chǎn)品的青貯飼料可以生產(chǎn)適合酸奶和奶酪發(fā)酵的牛奶，青花菜青貯的添加增強了發(fā)酵乳的抗氧化特性，而植物洋薊的添加增強了脂肪酸健康指數(shù)[40]。此外，也有研究人員稱，由于水果副產(chǎn)物含有大量的膳食纖維和多酚，可以將水果副產(chǎn)物作為一種新的成分用來提高發(fā)酵乳的營養(yǎng)、功能價值及益生菌的生存能力，并且增強發(fā)酵乳的物理和感官特性[41]。另有研究人員綜述了不同類型的基于水膠體的脂肪替代物及其對低脂乳制品質(zhì)構(gòu)和感官品質(zhì)的影響[42]。這些新思路、新方法都將成為未來低脂發(fā)酵乳產(chǎn)品的研究方向，而找到天然、健康并且兼具功能和營養(yǎng)價值的添加物更會成為未來低脂發(fā)酵乳制品的研究熱點。

2 低脂發(fā)酵乳發(fā)展趨勢

隨著人民群眾物質(zhì)、精神生活水平的進一步提高以及當代經(jīng)濟社會、科技的持續(xù)發(fā)展，消費者對于食品的健康、風味和口感的追求越來越高，這給低脂發(fā)酵乳帶來了廣闊的發(fā)展空間。低脂發(fā)酵乳的研究趨勢在于低脂發(fā)酵乳制品給人們的營養(yǎng)與感官上的滿足。后續(xù)可以向發(fā)酵工藝的研究、菌種改良研究、底物多樣化研究、低脂發(fā)酵乳營養(yǎng)成分研究、功能性研究、風味和感官等方面的研究。

3 結(jié)束語

低脂發(fā)酵乳因其營養(yǎng)豐富、具有健康及功能價值而備受消費者喜愛，為提高其營養(yǎng)價值和消費者的食用感受，科研人員通過對菌種、發(fā)酵工藝、脂肪替代物、天然功能性添加物進行研究，以尋找能夠既滿足消費者感官需求，又具備豐富營養(yǎng)物質(zhì)的優(yōu)質(zhì)低脂發(fā)酵乳制品，從而為低脂發(fā)酵乳制品的生產(chǎn)加工及品質(zhì)控制提供有力的支撐。