低脂發酵乳品質改善研究進展

高 鑫，李 博

（上海城建職業學院，上海 201415）

乳制品中的各類維生素與礦物質可以使機體的營養更加均衡，同時具有調節人體免疫機能和提高抵抗心腦血管疾病的能力[1]。發酵乳是以乳或乳制品為原料，經過標準化、均質、滅菌、接種發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酵，在發酵過程中，蛋白質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地及風味[2]。發酵乳品類繁多，營養豐富，長期食用對人體有一定的保健功能。例如：發酵乳中的雙歧桿菌可以減少腸胃中的有毒有害物質以調整菌群結構；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，我國乳制品市場發酵乳銷售額首次超過牛乳，標志著進入發酵乳時代[5]。由于從飲食中攝入大量脂肪會產生患肥胖癥、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酵乳的需求逐漸增多，這促進了我國發酵乳產業的加速發展，對發酵乳的研究逐漸成為熱點。低脂發酵乳一般是牛奶經過標準化處理，將其中的脂肪分離出去，將剩下的低脂牛奶再經過發酵得到的產品。在乳制品發酵的過程中，脂肪為發酵乳制品提供了良好的口感和風味，相比一般的乳制品，低脂或脫脂乳發酵在產品的口感、風味和感官等方面的差異一定程度上限制了低脂發酵乳的推廣。綜上所述，如何對低脂發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重點關注的問題。

1 低脂發酵乳風味、品質及營養價值的研究進展

在發酵過程中，乳脂肪作為風味化合物的前體物質和攜帶者，它的缺乏將直接影響產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生沉淀，在產品中表現為乳清析出、外觀不佳等現象。以上所述問題，都在一定程度上限制了低脂發酵乳的推廣。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 發酵菌種及發酵方式對低脂發酵乳影響的相關研究

嗜熱鏈球菌是乳制品常用的發酵菌種之一，在發酵過程中，嗜熱鏈球菌不僅可以縮短發酵所需時間，而且還可通過產生胞外多糖等黏性物質提高發酵乳的黏度，從而改善低脂發酵乳感官和風味，并且嗜熱鏈球菌不同菌株對脫脂乳的發酵性能之間存在差異[8-9]。除了常用的一些發酵菌種外，隨著益生菌產業的迅速發展，很多研究人員將注意力轉向了應用益生菌協同傳統發酵劑發酵原料乳的研究上，在原有發酵乳功能的基礎上，益生菌的功能也得以體現，使發酵乳具備更高的營養價值[10]。Mohammadi 等[11]將益生菌發酵乳添加至大鼠食物中，發現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、血清丙氨酸氨基轉移酶水平及堿性磷酸酶水平均顯著下降，說明益生菌發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 可以加強發酵乳的酸化和凝固，并且與未使用長雙歧桿菌CCFM5871 發酵的酸奶相比，其在風味和口感上無顯著差異，確定了長雙歧桿菌CCFM5871 是發酵乳的一個合適的共培養物，可以作為發酵輔助菌株。此外，開菲爾粒也是近些年發酵乳的熱點研究方向之一，開菲爾發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生結腸炎，然后讓大鼠飲用開菲爾發酵乳飲料，發現開菲爾發酵乳飲料能顯著減少葡聚糖硫酸鈉誘導的結腸炎所產生的腸道損傷，開菲爾發酵乳飲料可能具有抗炎作用。也有一些研究發現，通過菌種或菌株的選擇，使發酵乳營養更加豐富，如有研究使用產核黃素的植物乳桿菌菌株和標準酸奶培養物進行發酵，發現其可以提高酸奶發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，新型發酵菌種[15]、新型發酵劑[16-18]（如干制發酵劑、濃縮發酵劑和凍藏發酵劑）及新型發酵方式[19]均可應用于脫脂發酵乳，以探討其對發酵乳的品質影響。也有報道稱，混合乳酸菌發酵劑發酵乳制品中的脂肪酸可以減輕葡聚糖硫酸鈉誘導的結腸炎的嚴重程度，并增強小鼠腸道中益生菌的豐度[20]，這也為低脂發酵乳提供了新的研究方向。綜上所述，不同菌種及發酵方式可以為低脂發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價值，不同菌株進行發酵時，還會使低脂發酵乳具備一些生理功能。因此，不同的發酵菌種和發酵方式將成為未來低脂發酵乳品質研究的熱點方向之一。

1.2 脂肪替代物對低脂發酵乳影響的相關研究

脂肪替代物在低脂發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酵乳豐富的口感與優良的質地。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，在低脂發酵乳中添加低量的銀耳多糖有助于提升其感官品質，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，活菌數增加，發酵時間縮短[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酵乳pH值偏高、滴定酸度偏低的問題，增加低脂凝固型發酵乳的硬度，利于凝固型酸奶發酵過程中的成型，降低低脂凝固型發酵乳的黏度，增加持水率和降低脫水收縮率，提高低脂凝固型發酵乳的穩定性，避免了由脂肪氧化產生的變紅現象。陸婷婷等[23]利用茶多糖作為脂肪替代物制備褐色乳飲料，結果表明，茶多糖在一定程度上能促進發酵菌種產酸，顯著改善褐色乳飲料的風味、口感、色澤及組織狀態等感官品質，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]，發現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%（質量分數）和魚明膠0.6%（質量分數）混合后添加到低脂酸奶中，使低脂酸奶的持水力、pH 值、活菌數及揮發性風味物質雙乙酰、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面積，使低脂酸奶的品質得到了明顯改善。Elsanhoty[26]研究了富含大麥β-葡聚糖的益生菌發酵低脂酸奶在5 ℃冷藏21 d期間的品質特性，發現大麥β-葡聚糖的添加改善了酸奶中的風味物質，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，發現未變性蛋白含量越低，脫脂乳粉熱變性程度越大，產品的動力學穩定性指數值越高，粒徑越大，背散射光強變化值也越大，飲料體系的穩定性越差。趙強忠等[28]發現，經木瓜蛋白酶水解的酪蛋白水解物能夠縮短低脂發酵乳的發酵時間，對其發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酵乳在理化、質地、微觀結構及感官特性幾個方面與低脂發酵乳無明顯差異，可以在脫脂發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，改善了低脂發酵乳的質構特性，如硬度、稠度、黏聚性及膠著度等和感官品質，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，探究其在發酵過程中的品質特性，結果表明，由于豐富的蛋白質和磷脂含量，這兩者可以提高產品的營養價值和感官品質。此外，乳清蛋白粉和酪乳粉在食品中的使用降低了副產物對環境的污染。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具有較高營養價值的降脂乳制品。Zhao 等[33]研究發現，添加1%白脫牛奶的低脂發酵乳不僅具有類似全脂牛奶的風味，其酯類、醛類、醇類和酸類等揮發性化合物的含量也有提高，除此之外，還發現了獨特的酸、醛、酮、芳烴、酯、醇和硫化物等物質。綜上所述，在現有研究的基礎上，未來發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酵乳制品的營養價值與品質的方向發展。

1.3 其他功能性添加物對低脂發酵乳影響的研究

除了多糖類和蛋白質以外，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酵乳的研究。侯彩云等[34]向低脂發酵乳中添加少量（0.015%～0.025%）天然蘆丁提取物，制得的低脂發酵乳的持水力、抗氧化能力均有所提高，感官品質也得到了改善。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，低脂發酵乳的酸度、抗氧化性能、儲藏性及感官品質均得到了改善。Zhao 等[36]報道稱山藥汁的添加使脫脂發酵乳發酵時間縮短了約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、內聚性、黏度、彈黏模量等質地和流變指標的數值增加，使預成型酸奶的微觀結構更加細膩致密，使酸奶質地較硬，提高了酸奶的營養價值。也有研究表明，將植物甾醇添加至低脂發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酵乳的質構特性，增強其抗氧化活性和穩定性，從而提高發酵乳制品的整體品質[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品的青貯飼料可以生產適合酸奶和奶酪發酵的牛奶，青花菜青貯的添加增強了發酵乳的抗氧化特性，而植物洋薊的添加增強了脂肪酸健康指數[40]。此外，也有研究人員稱，由于水果副產物含有大量的膳食纖維和多酚，可以將水果副產物作為一種新的成分用來提高發酵乳的營養、功能價值及益生菌的生存能力，并且增強發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構和感官品質的影響[42]。這些新思路、新方法都將成為未來低脂發酵乳產品的研究方向，而找到天然、健康并且兼具功能和營養價值的添加物更會成為未來低脂發酵乳制品的研究熱點。

2 低脂發酵乳發展趨勢

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

3 結束語

低脂發酵乳因其營養豐富、具有健康及功能價值而備受消費者喜愛，為提高其營養價值和消費者的食用感受，科研人員通過對菌種、發酵工藝、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，又具備豐富營養物質的優質低脂發酵乳制品，從而為低脂發酵乳制品的生產加工及品質控制提供有力的支撐。