雙蛋白酸奶的開發研究進展

王曉英，劉長姣，段連海，霍 巖

(1.吉林工商學院食品工程分院，吉林 長春 130062；2.吉林酒精工業集團有限公司，吉林 長春 130000；3.吉林省糧油衛生檢驗監測站，吉林 長春 130061)

蛋白質是乳品首先需要考慮的指標。在我國，憑借動物蛋白資源很難滿足消費者對乳品的需求，并且食用過多的動物蛋白也會給健康帶來不利影響，因此，可以考慮用植物蛋白代替部分牛奶，選擇合適的生產工藝，生產成本較低廉、質量保證的雙蛋白奶[1]。國外，在牛奶和豆奶的結合產品開發上已經達到一個較成熟的階段，歐美市場紛紛推出豆奶與牛奶或乳清蛋白相結合的“雙蛋白”奶及豆基嬰兒配方奶粉。在韓國、日本等國，具有保健功能的大豆酸奶十分流行[2-3]，但在國內市場還沒有出現相關的產品[4]。因此，以大豆蛋白替代部分牛奶生產酸奶，既可有效完善酸奶的營養成分，又降低了生產成本，動植物蛋白有機結合，提高了產品的安全性，市場潛力較大。

1 雙蛋白酸奶的營養特性

1.1 酸奶的營養成分

酸奶是以鮮牛奶或乳制品為原料，經均質、殺菌、冷卻后，加入乳酸菌或雙歧桿菌經發酵制成的產品。酸奶除了保留牛奶的全部營養外，在發酵過程中，牛奶中的酪蛋白遇酸凝固，乳中的部分蛋白質分解生成肽鏈和氨基酸，提高了蛋白質的消化利用率。酸奶與鮮牛奶的最顯著差異是含有大量的乳酸及易于人體腸道健康的活性乳酸菌。活性乳酸菌能有效抑制腸道腐敗菌的生長繁殖，改善腸道微環境。乳酸菌分解乳糖生成乳酸，可促進消化液的分泌、鈣的吸收和利用，避免乳糖不耐受癥的發生，同時，乳酸菌還可產生維生素B1、維生素B6、維生素B12等人體所必需的維生素，使酸奶具有良好的保健功能[4-9]。

1.2 大豆的營養成分

大豆是一種分布廣的植物性優質蛋白質來源，大豆中蛋白質含量平均約為40%，居所有糧食作物之首（見表1）。大豆蛋白質主要由球蛋白（含量最高）、清蛋白、谷蛋白和醇溶蛋白構成。大豆蛋白質含有8種人體所必需的氨基酸，而且某些氨基酸含量超過聯合國糧食及農業組織（food and agriculture organization，FAO）/世界衛生組織（world health organization，WHO）所推薦的標準（見表2），是唯一與動物性蛋白質相似的優質植物蛋白。由于植物蛋白易被人體消化吸收，營養學家認為，增加植物性蛋白，特別是大豆蛋白的食用量，是解決心腦血管疾病、肥胖病、糖尿病等問題的行之有效的辦法之一[10-13]。另外，大豆脂肪中含有大量的不飽和脂肪酸及1.8%～3.2%的磷脂，是高血壓、動脈粥樣硬化、心血管疾病患者的良好食物。大豆異黃酮是天然的植物雌激素，具有抗氧化、抗突變、抗腫瘤、降低心血管疾病發生危險性、抗骨質疏松和防治婦女更年期綜合癥等有益作用。大豆皂苷可降低過氧化脂質的生成，具有抗氧化、抗血栓形成、提高機體免疫力等作用[14-17]。大豆中還含有維生素A、D、E、K 4種脂溶性維生素，維生素B1（硫胺素）、B2（核黃素）、B6（吡哆醇）、B12（鈷胺素）及葉酸、煙酸、泛酸等7種水溶性維生素（見表3）[18]。

表1 大豆與其他糧食作物蛋白質含量對比Table 1 Comparison of protein content between soybeans and other crops

表2 大豆蛋白質中必需氨基酸組成Table 2 Essential amino acid composition of soybeans

表3 大豆中維生素含量Table 3 Content of vitamin in soybean

1.3 雙蛋白酸奶的營養特征

雙蛋白酸奶是以鮮牛奶和大豆為主要原料，經乳酸菌發酵而成的活性乳酸菌保健飲品。利用微生物的發酵作用既能發揮大豆的營養功效，又能破壞大豆中的抗營養因子，明顯提高大豆蛋白質的消化率。由于大豆蛋白中脂肪和膽固醇的含量比牛奶低，在酸奶中添加大豆蛋白可以降低酸奶的膽固醇和脂肪含量。經乳酸菌發酵后也能增加產品中維生素和礦物質等含量，而且產品的風味、口感與普通酸奶差別很小。因此，雙蛋白酸奶不僅具有酸奶自身的特點，而且可以達到動植物蛋白質互補的目的，使產品營養結構更加平衡[4，11，19]。

2 雙蛋白酸奶的加工工藝

2.1 大豆代替牛乳生產雙蛋白酸奶的工藝流程

2.2 大豆分離蛋白代替牛乳生產雙蛋白酸奶的工藝流程

3 影響雙蛋白酸奶產品質量因素

3.1 雙蛋白酸奶發酵條件

雙蛋白酸奶要求菌種和大豆蛋白之間有良好的適應性，因此，為保證在生產過程中盡快滿足菌種對混合發酵環境的適應性需要對菌種馴化。郭蕓[20]從馴化培養基的配比、馴化后菌種活力測試、菌種的發酵、菌種搭配比例實驗等方面對大豆牛奶雙蛋白乳發酵條件進行了研究。結果表明，保加利亞桿菌在活化到第3代時，凝乳時間3h、酸度110°T、活菌數達到8.8×108CFU/mL左右，活力達到最大；嗜熱鏈球菌在活化到第3代時，凝乳時間3.5h、酸度100°T，活菌數達到9.8×108CFU/mL，活力達到最大；菌株通過4次馴化，凝乳時間、酸度以及活菌數指標基本穩定，組織狀態逐漸好轉，活力保持穩定，能作為生產發酵菌種用于生產發酵劑使用；當保加利亞乳桿菌與嗜熱鏈球菌比例為1∶2時，產品質量易于控制，風味濃郁，狀態穩定。

由于牛乳、豆乳的組成不同，豆乳雖然也能提供乳酸菌生長所需要的營養物質，并產生凝乳現象，但豆乳的酸度、乳酸菌的活菌數都低于牛乳。彭艷等[21]利用大豆替代牛奶發酵，研究不同替代度的豆乳發酵情況以及添加葡萄糖、蔗糖、乳糖及脂肪等對大豆蛋白質發酵的影響。結果表明，可酶解后的大豆蛋白中添加適量的葡萄糖、蔗糖、乳糖或脂肪等替代牛奶發酵，不但含有生物活性物質，功能性多肽，富含多種氨基酸，而且有濃郁的發酵風味，生產成本比酸牛奶低，具有良好的發展前景。楊東升等[22]重點討論了大豆酸奶生產中的大豆乳和牛奶的配比、蔗糖和蜂蜜的配比、乳酸菌種的接種量、發酵時間等工藝條件，結果表明，大豆乳與牛奶以3∶4的比例混合，加入10%的4∶1的蔗糖蜂蜜溶液，接入4%的保加利亞桿菌和嗜熱鏈球菌的混合菌種，在43℃發酵6h，生產的保健型大豆酸奶營養豐富，感官性狀良好。王銀安等[23]探討了大豆分離蛋白在酸性乳飲料應用過程中，大豆分離蛋白對產品組織狀態的影響及最佳工藝條件。其最佳工藝條件為在總蛋白保持≥1%的前提下，用大豆分離蛋白代替總蛋白質量分數的0.20%～0.40%，75～80℃分散、4 500r/min剪切處理30min，然后再進行其他工序的操作。

3.2 雙蛋白酸奶豆腥味的去除

大豆種子中富含脂肪氧化酶，不飽和脂肪酸在脂肪氧化酶的作用下，通過氧化途徑最終生成具有不同程度的異味小分子的醇、醛、酮等揮發性物質，使豆制品產生豆腥味[24]。另外，大豆生長過程中由于脂肪酶的存在及作用，大豆本身就含有豆腥味成分[25]。豆腥味是使產品不被消費者接受的主要原因，因此，豆制品的生產首先解決的問題是如何消除豆腥味。大豆脫腥的方法大都是在鈍化脂肪氧化酶的基礎上發展起來的，有鈍化脂肪氧化酸法、化學添加劑法、氣味掩蓋法、生物工程法等[26]。BLAGDEN T等[27]研究發現，乳酸桿菌和鏈球菌能完全除去未發酵豆乳中的乙醛（導致豆腥味的主要成分之一）。王才華等[28]通過優化磨漿工藝，降低豆腥味，并通過酶解豆漿工藝，將大豆蛋白降解成大豆肽，達到進一步改善豆漿的豆腥味、異味的目的。管斌等[29]分別用化學法、熱磨法、堿泡法、干熱法、磷酸鹽法和抗氧化劑法等不同方法處理大豆，通過測定其脂肪氧化酶活力及感官特性，表明各種處理方法對大豆脂肪氧化酶活性均有不同程度的抑制作用，其中，熱磨法可使大豆脂肪氧化酶活性降至原來的8.77%，可以有效地消除豆腥味，而且操作簡單，經濟實用，適合工業化生產需要。劉志強等[30]用禾本科植物種子芽中的醛脫氫酶使豆乳中的腥味物質轉變為酸，能有效消除豆乳中的豆腥味，與常規熱處理脫腥的方法比較，蛋白質得率高，無豆腥味，豆乳酸甜可口。李俊芳等[31]對鮮奶進行標準化，添加6%的蔗糖，進行接種發酵后，在無菌條件下加入25%的豆腐腦攪拌均勻，得到的產品口感細膩滑潤，酸甜適中，具有濃郁的酸奶香味。

3.3 雙蛋白酸奶穩定性

酸奶中加入植物蛋白后導致產品體系復雜，與普通酸奶相比，雙蛋白酸奶更容易出現穩定性問題。由于植物蛋白與乳蛋白性質差異較大（植物蛋白的粒徑大于乳蛋白），兩者在乳體系中較難形成融合的整體，產品易出現不穩定現象（如乳清析出、絮凝、分層、沉淀等）[32]。因此，改善產品質量的關鍵因素是提高產品的穩定性。通常利用適宜的穩定劑達到保護產品中分散粒子，降低沉淀率，減少水分析出，提高產品的穩定性的作用[33]。陳毓瀅等[34]通過單因素和正交試驗研究了羧甲基纖維素鈉（sodium carboxyl methyl cellulose，CMC-Na）與黃原膠、魔芋膠、無機鹽復配對雙蛋白活性乳酸菌飲料穩定性的影響。在優選配方的基礎上，通過正交試驗以及對產品的感官評價，離心沉淀率、表觀黏度的檢測，優選出復配穩定劑的最佳配方。晏志云等[33]實驗結果得出CMC-Na分別與黃原膠、魔芋膠復配時體系的穩定性較好，其中CMC-Na與黃原膠復配時，優化用量為CMC-Na0.3%、黃原膠0.1%；CMC-Na與魔芋膠復配時，優化用量為CMC-Na0.3%、魔芋膠0.15%。李明等[35]通過采用不同穩定劑配比進行正交試驗，研制出蛋白含量＞1.5%的酸性雙蛋白飲料配方，并確定了穩定劑的種類及添加量。

4 展望

大豆蛋白是一種來源廣泛的植物蛋白，是目前報道的唯一含有人體所需的8種必需氨基酸的植物全價蛋白。大豆蛋白和牛奶蛋白的等電點都在pH4.2～4.6左右，因此，用牛奶和大豆為主要原料，經乳酸菌發酵生產雙蛋白酸奶，產品不僅有酸奶固有的特點，而且動植物蛋白質互補，營養平衡。由于大豆蛋白的穩定性差、大豆本身存在的不良因子及特殊的豆腥味，導致雙蛋白酸奶在穩定性、口感、風味等方面均存在一些缺點，使得目前我國還沒有大規模生產雙蛋白酸奶。因此，加大雙蛋白酸奶新的生產工藝的研發力度，在生產過程中解決好豆腥味的去除、菌種和大豆蛋白間的適應性、產品穩定性的控制等關鍵技術，使雙蛋白酸奶順利進入乳品市場。雙蛋白酸奶的營養保健價值較高，生產雙蛋白酸奶不僅可以降低生產成本，提高產品的營養價值，還可以緩解我國牛奶資源緊張的局面。雙蛋白酸奶將成為未來乳品工業市場開發的新的熱點。

[1]陳 鴿，華欲飛，孔祥珍，等.改性大豆分離蛋白對液態奶研制工藝及品質的影響[J].食品工業科技，2009（8）：69-72.

[2]吳祖興，楊 倩.新型雙蛋白奶產品的研究[J].食品科技，2008（10）：25-28.

[3]蔣建平，王 靖.“雙蛋白”開發戰略與國民膳食模式最佳選擇[J].農產品加工（學刊），2006（11）：52-54.

[4]劉曉恒.大豆蛋白替代牛乳蛋白對酸奶性質的影響[D].無錫：江南大學碩士論文，2013.

[5]段善海，繆 銘，李麗莎，等.多株乳酸菌協同發酵制備甜玉米酸奶及穩定性的研究[J].食品科學，2005，26（11）：278-282.

[6]李 祥，趙 征.酸奶的生產現狀及發展趨勢[J].安徽農業科學，2006，34（19）：5033-5034.

[7]GILLAND S E,SPECK M L.Deconjugation of bile acids by intestinal lactobacilli[J].Appl Environ Microb,1977,33(1):15-18.

[8]LIMA K G C,KRUGER M F,BEHRENS J,et al.Evaluation of culture media for enumeration ofLactobacillus acidophilus,Lactobacillus caseiandBifidobacterium animalisin the presence ofLactobacillus delbrueckiisubspbulgaricusandStreptococcus thermophilus[J].LWT-FoodSci Technol,2009,42(2):491-495.

[9]田其英.酸奶的研究進展[J].食品與發酵科技，2013，29（1）：91-94..

[10]李玉珍，林親錄，肖懷秋.大豆分離蛋白在肉制品中的應用研究[J].肉類研究，2006（1）：26-30.

[11]王 洋.雙蛋白乳制品的開發與應用[C].北京：首屆中國奶業大會論文集，2010.

[12]李莉峰.我國大豆加工利用發展研究[J].農業科技與裝備，2011（1）：6-8.

[13]SHURYO NAKAI.Food proteins[M].New York:Wiley-VCH,Inc.,1999.

[14]ZAELK S,YU R,PARK S,et al.His-His-Leu,an angiotensin I converting enzyme inhibitory peptide derived from Korean soybean paste,exerts antibypertensive activityin vivo[J].J Agr Food Chem,2001,49(6):3004-3009.

[15]MARK A B,ELIZABETH D W,STEVEN F V,et al.Characterization and antimutagenic activity of soybean saponins[J].Mutat Res-Fund Mol M,2000,448(1):11-22.

[16]ALICE H.Soy protein,isoflavones and cardiovascular disease risk[J].J Nutr,1998,128(10):1598-1592.

[17]高永清，吳小楠，蔡美琴.營養與食品衛生學[M].北京：科學出版社，2008.

[18]夏劍秋，張毅方.大豆中主要營養成分和微量元素的功能作用[J].中國油脂，2007，32（1）：71-73.

[19]田娟梅.雙蛋白發酵乳制品的研制開發及營養價值[J].飲料工業，2009，12（7）：22-24.

[20]郭 蕓.大豆牛奶雙蛋白乳發酵條件的研究[J].農產品加工，2012（12）：68-69，72.

[21]彭 艷，趙謀明.大豆蛋白替代牛奶發酵的研究[J].食品科學，2003，24（2）：86-90.

[22]楊東升，羅先群，李辰陽.大豆代替牛乳生產發酵型酸奶工藝研究[J].中國食品添加劑，2006（1）：44-46，64.

[23]王銀安，洪梓申，胡德亮，等.酸性雙蛋白乳飲料中大豆分離蛋白的預處理工藝[J].中國乳品工業，2008，36（3）：27-29.

[24]RACKIS J J,HONIG D H,SESSA D J,et al.Flavor and flatulence factors in soybean protein products[J].J Agr Food Chem,1970,18(6):977-982.

[25]代養勇，曹 健，董海洲，等.大豆食品豆腥味研究進展[J].中國糧油學報，2007，20（4）：50-53.

[26]NIELSEN P M,PETERSEN D,DAMBMANN C.Improved method for determining food protein degree of hydrolysis[J].Food Sci,2001,66(5):642-646.

[27]BLAGDEN T D,GILLILAND S E.Reduction of levels of volatile components associated with the“beany”flavor in soymilk byLactobacilliandStreptococci[J].J Food Sci,2005,70(3):186-189.

[28]王才華，畢會敏，周雪松，等.大豆蛋白乳酸菌飲料工藝研究[J].現代食品科技，2013，29（5）：1085-1088，1122.

[29]管 斌，隋曉峰，孔 青.大豆脫腥及胰蛋白酶抑制因子去除方法的研究[J].中國釀造，2010，29（2）：151-154.

[30]劉志強，王珍輝.酶法脫除大豆乳腥味因子研究[J].食品工業科技，2003，24（5）：17-18，22.

[31]李俊芳，田 陽，郝萬剛.豆腐腦酸奶制作工藝[J].中國乳品工業，2011，39（11）：33-35.

[32]徐志宏，魏振承，張 礁，等.幾種蛋白質功能性質的比較研究[J].食品科學，2006，27（12）：249-252.

[33]晏志云，陳毓瀅，周雪松.羧甲基纖維素鈉與幾種膠體復配對雙蛋白活性乳酸菌飲料穩定性的影響[J].現代食品科技，2008，24（7）：664-666.

[34]陳毓瀅，周雪松，曾建新.膠體、鹽對雙蛋白活性乳酸菌飲料穩定性的影響[J].食品工業科技，2008，29（11）：176-177，180.

[35]李 明，陳明星，孫麗麗.酸性雙蛋白飲料穩定性的研究[J].大豆通報，2008（3）：35-39.

[36]王恩慧.中國大豆消費現狀與展望[J].農業展望，2010，6（5）：33-36.