羊乳脫膻工藝研究進展

任 榮，王畢妮*，張富新，趙愛青，劉玉芳

（陜西師范大學(xué)食品工程與營養(yǎng)科學(xué)學(xué)院，陜西 西安 710119）

羊乳營養(yǎng)物質(zhì)豐富，是最接近母乳、營養(yǎng)成分最全面、最易被人體吸收的乳品[1-2]。與牛乳相比，羊乳脂肪球較小，含有更多不飽和脂肪酸、礦物質(zhì)和維生素等營養(yǎng)因子，因此具有較高的消化率、獨特的酸堿度、適宜的緩沖能力，在人體腸道中的生物利用度較高，具有預(yù)防多種疾病的巨大潛力[3-5]，這使得其在歐洲和東南亞國家占有巨大的消費市場[6]。

盡管羊乳有著豐富、獨特的營養(yǎng)價值、消費量逐年增加及不可替代性等競爭優(yōu)勢，但羊乳的特殊膻味使得廣大消費者對羊乳及其制品的接受度不高，使得羊乳產(chǎn)業(yè)化發(fā)展受到阻礙與制約。因此，越來越多學(xué)者把注意力集中到羊乳的脫膻工藝上，力求在脫除羊乳中膻味物質(zhì)的同時保證其營養(yǎng)物質(zhì)不流失[7-8]。本文綜述羊乳中膻味物質(zhì)的成分及來源，對國內(nèi)外的羊乳脫膻技術(shù)進行概述，重點介紹利用乳酸菌發(fā)酵羊乳脫膻的方法，有助于對羊乳脫膻工藝及其應(yīng)用有更清晰的認識和了解，旨在為羊乳脫膻及羊乳產(chǎn)品的開發(fā)與利用提供理論依據(jù)。

1 羊乳中的膻味成分

風(fēng)味是乳制品質(zhì)量的關(guān)鍵參數(shù)，也是影響消費者對乳制品接受度的主要因素，而乳制品中的揮發(fā)性游離脂肪酸能提供適宜的特征風(fēng)味，偶爾也會產(chǎn)生不適的風(fēng)味[9-10]。其中，羊乳的特殊膻味一直受到廣泛關(guān)注。大量研究表明，與牛乳相比，羊乳及其制品的揮發(fā)性低級脂肪酸含量較高[11-12]，羊乳膻味與其含量呈正相關(guān)，且主要特征氣味化合物是高含量的C6～C10揮發(fā)性短直鏈脂肪酸，羊乳膻味是由羊乳中幾種短、中鏈游離脂肪酸和微量的醛類、酮類等物質(zhì)在一定條件下協(xié)同形成的復(fù)合氣味。

艾對等[13]利用氣相色譜法對山羊乳中的短、中鏈脂肪酸進行檢測，并對其脂肪酸組成與羊乳膻味強度進行相關(guān)性分析，發(fā)現(xiàn)羊乳膻味主要由游離脂肪酸引起，其中己酸、辛酸和癸酸是引起羊乳膻味的主要游離脂肪酸，肉豆蔻酸和棕櫚酸對羊乳膻味也有一定貢獻。李林強等[14]采用固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用分析山羊乳和牛乳的揮發(fā)性游離脂肪酸組成差異及山羊乳膻味形成的分子機理，結(jié)果表明，山羊乳中的癸酸可能是影響其風(fēng)味的主要成分，且山羊乳中脂肪合成與代謝相關(guān)酶基因是其膻味形成的關(guān)鍵因素。賈茹等[15]利用電子鼻技術(shù)對山羊乳中與膻味有關(guān)的游離己酸、辛酸和癸酸進行響應(yīng)差異分析，結(jié)果表明，應(yīng)用電子鼻技術(shù)評價山羊乳膻味強度具有一定可行性，并且發(fā)現(xiàn)單一添加不同質(zhì)量濃度的游離己酸、辛酸、癸酸難以完整模擬山羊乳的膻味。Kaffarnik等[16]采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)結(jié)合選擇離子監(jiān)測方法測定山羊乳、綿羊乳及其制品中4-甲基辛酸、4-乙基辛酸及4-甲基壬酸的含量，結(jié)果表明，所有樣品中均檢出4-甲基辛酸和4-乙基辛酸，且前者含量較高，4-乙基辛酸含量雖較低，但其較低的風(fēng)味閾值使其對羊乳膻味有重要貢獻。

2 羊乳膻味來源

2.1 外部因素

關(guān)于羊乳膻味來源的說法不一，目前，羊乳膻味形成原因主要分為乳源外部污染和羊乳本身揮發(fā)性成分致膻2 種。乳源外部污染主要包括羊本身、飼料、羊舍環(huán)境、擠奶環(huán)境等多種因素[17-18]，例如，公羊身上發(fā)出的強烈異味極易被羊乳吸附，而且公羊氣息對母羊性神經(jīng)有一定刺激，從而在分泌乳汁時產(chǎn)生較濃的膻味，再者，羊乳膻味是由奶山羊頭部角芽基部后內(nèi)側(cè)的一種淡黃色細胞團——角間腺所分泌的脂質(zhì)散發(fā)出特殊臭味，而且公山羊的角間腺較發(fā)達，更容易分泌揮發(fā)性物質(zhì)，使得羊乳吸附致膻[19]；喂食的牧草飼料發(fā)霉變質(zhì)、出現(xiàn)異味、奶羊用水被污染、羊舍衛(wèi)生管理不合格、羊身上的雜草、脫毛等會污染新鮮羊乳，使其形成膻味[20]。

2.2 內(nèi)部因素

羊乳本身的揮發(fā)性成分形成膻味主要與羊乳中的游離短、中鏈脂肪酸有關(guān)，而羊乳中游離脂肪酸的產(chǎn)生與脂解作用有關(guān)，羊乳中脂肪球膜不穩(wěn)定，脂蛋白脂酶水解甘油三酯釋放出游離短、中鏈脂肪酸，進而呈現(xiàn)出羊乳膻味[21-23]。膻味的產(chǎn)生及強度與這些支鏈游離脂肪酸的形成和積累密切相關(guān)，并受到多種因素的影響，包括品種、季節(jié)、哺乳期、喂養(yǎng)、地理條件、加工技術(shù)及山羊品種等，并且膻味的感知不僅取決于揮發(fā)性游離支鏈脂肪酸的含量，還取決于其風(fēng)味閾值的大小[24-27]。

3 羊乳脫膻工藝

針對外部環(huán)境所造成的羊乳膻味，可以在奶山羊飼養(yǎng)管理過程中通過改善奶山羊生長環(huán)境部分減輕膻味，例如，將膻味大的公山羊與奶山羊分開飼養(yǎng)，從而減少母羊身上的膻味；小羊羔出生后，去掉羊角，即去掉散發(fā)膻味的主要器官角間腺；擠奶時采用現(xiàn)代化的自動擠奶設(shè)備，一方面避免人工擠奶給羊乳造成不必要的污染，同時也有效避免鮮乳吸附空氣中的膻味；投喂干凈的牧草飼料，羊群飲水保持純凈，避免污染：定期、多次對羊舍進行打掃及消毒，保持干凈、衛(wèi)生的環(huán)境等[28]。而最根本、最有效的脫膻工藝仍要從羊乳中的揮發(fā)性成分著手，加工過程中常用的有物理脫膻、化學(xué)脫膻和微生物脫膻3 種方法。

3.1 物理脫膻

采用物理方法脫除羊乳膻味，能夠保留羊乳的全部營養(yǎng)成分，目前應(yīng)用廣泛的主要有熱處理法、真空閃蒸法和離心脫脂法。孫馬龍[29]利用梯度溫度處理法（65、85、95、105、115℃）對山羊乳進行短時熱處理，綜合分析熱處理后山羊乳的脫膻效果，結(jié)果表明，75℃熱處理能夠使山羊乳中的短鏈脂肪酸含量達到最低水平，山羊乳脫膻效果最明顯。羅永康等[30]利用β-環(huán)糊精包埋和抽真空脫氣（閃蒸）方法脫除羊乳膻味，其中真空閃蒸是利用壓力下降使羊乳的沸點降低，在低溫條件下加熱羊乳，使易揮發(fā)的短、中鏈脂肪酸在真空條件下即可低溫蒸發(fā)除去。在實際生產(chǎn)中，采用熱處理和抽真空閃蒸2 種處理手段相結(jié)合的方式，不僅能夠保證羊乳的風(fēng)味，也能夠避免羊乳本身營養(yǎng)因子的損失，得到品質(zhì)更好的脫膻純羊乳。

離心脫脂除膻更多應(yīng)用于脫脂乳產(chǎn)品生產(chǎn)，利用乳脂分離機的高強度離心力使羊乳中沉降系數(shù)不同的物質(zhì)發(fā)生分離，如脂肪及游離脂肪酸上浮，其他營養(yǎng)物質(zhì)下沉，從而減少羊乳膻味。陳瑜芳[31]研究酸羊乳的脫脂工藝，利用正交試驗方法對脫脂工藝中原料羊乳離心溫度、離心轉(zhuǎn)速和離心時間3 個單因素進行優(yōu)化，得出的最優(yōu)離心脫脂條件為原料羊乳離心溫度3.5℃、離心轉(zhuǎn)速5 000 r/min、離心時間25 min，離心脫脂后羊乳的膻味明顯減少。

3.2 化學(xué)脫膻

化學(xué)脫膻方法主要是通過加入吸附劑，如β-環(huán)糊精進行包埋[32]，或是加入掩蔽劑，如香精、鞣酸、杏仁酸等具有芳香氣味的添加劑來掩蓋羊乳原有的膻味。Sadooghy-Saraby[33]從分子水平對β-環(huán)糊精包埋脫膻的機制進行闡述，β-環(huán)糊精利用其環(huán)形結(jié)構(gòu)中的親水外圍和疏水內(nèi)腔包埋羊乳中游離脂肪酸絡(luò)合形成的膻味物質(zhì)，有效減少羊乳膻味，證實了β-環(huán)糊精包埋脫膻的有效性。國內(nèi)關(guān)于羊乳膻味掩蔽劑也已有研究。杜遠華等[34]選用苦杏仁漿、綠茶、百里香精油3 種物質(zhì)對羊乳的傳統(tǒng)脫膻技術(shù)進行研究，結(jié)果表明，在苦杏仁漿添加量6%、綠茶添加量4%、百里香精油添加量0.02%的條件下，羊乳脫膻效果最佳。焦凌梅等[35]將新鮮橘皮汁、胡蘿卜汁與β-環(huán)糊精混合使用，用于改善羊乳風(fēng)味，結(jié)果表明，3 種物質(zhì)均能在一定程度上減輕羊乳膻味，且混合使用效果更佳。

3.3 生物脫膻

目前，在羊乳生物脫膻方面，國內(nèi)主要利用乳酸菌發(fā)酵達到脫膻目的，乳酸菌發(fā)酵羊乳脫膻主要通過2 個途徑：乳酸菌在發(fā)酵過程中分解蛋白質(zhì)、脂肪、乳糖等主要乳成分，產(chǎn)生大量具有芳香味的低分子質(zhì)量物質(zhì)，如乙醛、丁二酮、丙酮、丁酮及某些游離氨基酸，這些物質(zhì)可有效掩蓋或沖淡羊乳中原有的膻味；其次是乳酸菌發(fā)酵產(chǎn)生乳酸，通過創(chuàng)造酸性環(huán)境，抑制脂肪酸水解酶活性，減少游離脂肪酸的產(chǎn)生，從而減輕羊乳膻味[36-37]。

羊乳經(jīng)過乳酸菌發(fā)酵后，其豐富的營養(yǎng)物質(zhì)不僅得以完整保留，并且乳酸菌在腸道迅速生長繁殖，可抑制某些腸道腐敗菌的增殖，調(diào)節(jié)腸道菌群。羊乳中的乳糖經(jīng)發(fā)酵作用轉(zhuǎn)化為乳酸，提高了機體對磷、鈣、鐵等礦物質(zhì)元素的利用率，酪蛋白發(fā)生一定程度地降解，部分乳脂肪解離出脂肪酸，有利于機體的吸收利用[38-40]。酸羊乳中營養(yǎng)因子含量增加，營養(yǎng)價值有所提高，對改善貧血具有效果，能夠提高紅細胞的抗氧化能力，減弱貧血恢復(fù)期心血管系統(tǒng)的危險因素及鐵超載，以減輕與傳統(tǒng)補鐵劑相關(guān)的炎癥反應(yīng)、緩解動脈粥樣硬化等[41-43]，因此羊乳經(jīng)微生物發(fā)酵后，不僅可有效減輕羊乳膻味，而且提高了羊乳的商品價值及生物利用率。

張富新[44]以鮮羊乳為原料，對酸羊乳加工技術(shù)進行研究，驗證了羊乳發(fā)酵制成酸乳可減輕羊乳膻味的可行性，確定出酸羊乳的最佳生產(chǎn)工藝為嗜酸乳桿菌（Lactobacillus acidophilus）與嗜熱鏈球菌（Streptococcus thermophilus）配比1∶1、菌種添加量3 mL/100 mL、加糖量9 g/100 mL，所得酸羊乳組織細膩、光滑、無乳清析出、無羊乳膻味。

祝靜等[45]使用雙歧桿菌（Bifidobacterium）、保加利亞乳桿菌（Lactobacillus bulgaricus）、嗜熱鏈球菌和丁二酮乳酸鏈球菌（Streptococcus diacetilucs）對羊乳進行單一發(fā)酵及復(fù)配發(fā)酵，并分析不同乳酸菌對酸羊乳感官品質(zhì)和理化指標的影響，結(jié)果表明：采用單一菌種發(fā)酵時，雙歧桿菌發(fā)酵酸羊乳質(zhì)構(gòu)特性最佳，丁二酮乳酸鏈球菌能特異性生成雙乙酰，很好地減輕羊乳膻味；綜合分析感官評價結(jié)果與酸羊乳質(zhì)構(gòu)特性，雙歧桿菌和丁二酮乳酸鏈球菌復(fù)配使用較適宜作為酸羊乳發(fā)酵劑。

蘇偉麗等[46]從商業(yè)發(fā)酵劑分離純化出保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌，并在羊乳發(fā)酵過程中以脂肪酶活性和游離脂肪酸含量為指標，結(jié)合膻味感官評定篩選乳酸菌菌株，結(jié)果表明：采用單一菌株發(fā)酵羊乳時，保加利亞乳桿菌883、保加利亞乳桿菌211、嗜熱鏈球菌187、嗜熱鏈球菌300菌株發(fā)酵酸羊乳的膻味較輕；將桿菌和球菌復(fù)配使用，保加利亞乳桿菌211與嗜熱鏈球菌187配比2∶1時，酸羊乳中脂肪酶活性和游離脂肪酸含量最低，感官評定時的膻味較低，接受度較高。

目前，羊乳發(fā)酵技術(shù)已經(jīng)成熟許多，許多研究人員進行了補充、完善和創(chuàng)新。在羊乳發(fā)酵能夠有效減輕膻味的基礎(chǔ)上，通過篩選優(yōu)良的乳酸菌發(fā)酵劑進行復(fù)配，力求在達到最佳脫膻效果的同時，通過調(diào)整菌種比例及發(fā)酵時間、發(fā)酵溫度等一系列條件，使酸羊乳的整體可接受度得到提高，為生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)酸羊乳奠定基礎(chǔ)。

4 結(jié) 語

羊乳產(chǎn)業(yè)及相關(guān)產(chǎn)品開發(fā)的發(fā)展空間巨大，市場前景很可觀，將帶來較高的市場價值。目前，羊乳脫膻方法較多，但均未突破瓶頸，還有許多實際問題未得到解答。例如，膻味有無的判定標準、羊乳膻味的計量單位未確定，比較時也無具體參照物質(zhì)，從羊乳膻味物質(zhì)源頭進行脫膻的關(guān)鍵控制點還不是十分清楚，因此，羊乳生產(chǎn)加工過程中脫膻工藝的進一步研究與完善成了亟待解決的重要問題。另外，乳品行業(yè)研究者們一直不斷地進行羊乳發(fā)酵條件的優(yōu)化，今后羊乳發(fā)酵的研究重點可以與羊乳的營養(yǎng)特性相結(jié)合，如羊乳中含有豐富的核酸、表皮細胞生長因子[47]、超氧化物歧化酶、免疫球蛋白和生物活性因子環(huán)磷腺苷等，可以在發(fā)酵過程中增強這些有益成分的作用，最大化地提高酸羊乳的生物利用度。

還可以采用分子生物學(xué)方法進行脫膻，可以從分子調(diào)控機制入手。羊乳中脂肪的生物合成與分解受各種關(guān)鍵酶的影響，由其催化完成，因此酶活性的控制也在一定程度上決定了羊乳膻味。此外，脂肪酸合成酶基因是羊乳膻味相關(guān)的重要候選基因，可通過沉默或敲除相應(yīng)基因從源頭上抑制短、中鏈游離脂肪酸的合成，對參與脂肪酸合成與分解代謝途徑的各種酶類進行研究，采用國家標準允許的酶抑制劑等抑制酶活性[9,15]。脂肪酸合成酶是脂肪合成-降解這一動態(tài)過程中的關(guān)鍵酶，其與激素敏感性脂肪酶之間的聯(lián)系以及在mRNA水平上調(diào)控乳脂肪生成也成為羊乳脫膻新的研究方向，具體操作方法仍需要進一步研究[48-50]。羊乳制品生產(chǎn)加工過程中脫膻工藝體系的建立勢必會推動整個羊乳產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

隨著生活條件的不斷改善和消費觀念的逐步轉(zhuǎn)變，消費者更加傾向于消費羊乳等更安全、健康的動物乳制品，進一步提高對羊乳營養(yǎng)和保健功能的認識將有力促進羊乳產(chǎn)業(yè)的發(fā)展、壯大，引導(dǎo)消費者的自主接受意識，增大羊乳及其制品在乳品市場的份額，提高羊乳對國家經(jīng)濟的帶動能力，促進國民身體素質(zhì)的提高。