功能性乳制品的開發(fā)與應(yīng)用現(xiàn)狀

文 / 宋麗華 韓玉堂 韓吉雨 龐 云 耿 躍 岳麗莎 王小平

（內(nèi)蒙古伊利實(shí)業(yè)集團(tuán)股份有限公司）

近年來，傳統(tǒng)牛奶產(chǎn)品在全球市場日趨飽和，優(yōu)質(zhì)功能性乳制品的生產(chǎn)逐漸興起，開發(fā)牛奶的新價值、新功效已經(jīng)成為全球乳業(yè)新的發(fā)展趨勢。牛奶含有豐富的鈣和優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)，是功能性營養(yǎng)元素的良好載體。目前乳制品市場中如共軛亞油酸牛奶、礦物質(zhì)及維生素強(qiáng)化奶、乳清蛋白、膳食纖維后添加功能性牛奶等都大行其道。

功能性乳制品從添加形式上可以分為兩種，后期加工處理過程中添加營養(yǎng)物質(zhì)所得乳制品稱后添加型功能性乳制品；奶牛自身所產(chǎn)含高營養(yǎng)物質(zhì)或通過調(diào)控奶牛日糧，使牛奶中含有某種甚至幾種營養(yǎng)物質(zhì)的牛奶為天然型功能性乳制品。

1 外添加型功能性乳制品現(xiàn)狀

1.1 益生菌乳制品

目前國內(nèi)幾家大型乳品企業(yè)都引進(jìn)了發(fā)酵較好的乳酸菌品種，比如伊利引進(jìn)了丹麥的LGG益生菌（鼠李糖乳桿菌Lactobacillus Rhamnosus GG），光明引進(jìn)了丹麥丹尼斯克集團(tuán)e+益生菌（保加利亞乳桿菌、嗜熱鏈球菌、嗜酸乳桿菌、雙歧桿菌），蒙牛引進(jìn)了丹麥科漢森公司的LABS益生菌（L：保加利亞乳桿菌；A：嗜酸乳桿菌；B：雙岐桿菌；S：嗜熱鏈球菌）。不管所用菌種如何，但總體功能都是具有調(diào)整腸道菌群，預(yù)防或改善腹瀉，緩解乳糖不耐癥狀，預(yù)防陰道感染，增強(qiáng)人體免疫力，促進(jìn)腸道消化系統(tǒng)健康，降低血清膽固醇，抑制腫瘤等生理保健功能。

1.2 添加功能性成分（添加劑、配料）制作的乳制品

在原奶中添加對人體有益的功能性物質(zhì)，如礦物質(zhì)、維生素、蛋白質(zhì)、多肽、脂肪酸、天然色素等，這一類添加方式是乳品企業(yè)最常用的生產(chǎn)功能奶的方法。

1.2.1 維生素/礦物質(zhì)牛奶

目前由于大中型城市生活節(jié)奏加快，飲食急而快，相對地，飲食種類就變得單一了。考慮到人體維生素慢性缺乏癥，多數(shù)乳品企業(yè)開發(fā)出維生素強(qiáng)化牛奶，如牛奶中添加人體常需要的維生素A、C、D和E[1]。各種維生素有其各自功能，維生素之間也具有協(xié)同作用。許多企業(yè)通過在原奶中添加鈣、鐵、銅、鋅等補(bǔ)充人體所需的礦物質(zhì)。國內(nèi)市場上鈣鐵鋅牛奶比比皆是。有研究表明，在牛奶中可同時協(xié)調(diào)補(bǔ)充多種營養(yǎng)成分，國內(nèi)多家乳品企業(yè)推出富含維生素和礦物質(zhì)的功能性牛奶[2]。

1.2.2 膳食纖維牛奶

由于膳食纖維能吸收腸內(nèi)的有害金屬，刺激腸壁，促進(jìn)排便，以清掃腸道來防止大腸癌或直腸癌等疾病，尤其對中年婦女及老年人更能防止便秘。因此近年來膳食纖維牛奶被研制開發(fā)出來，如小麥、裸麥、稻米、蘋果皮、野菜（如車前草）、苔草、菊花等，經(jīng)提純后添加到牛奶中調(diào)節(jié)人體胃腸道功能及預(yù)防疾病[3]。日本在20世紀(jì)90年代中期上市了強(qiáng)化水果、芹菜的酸奶，受到廣大消費(fèi)者的信賴。21世紀(jì)初，三元和光明也先后推出膳食纖維牛奶[4]。敬思群[6]（2005）等和任璐[5]（2010）分別開發(fā)出番茄膳食纖維牛奶和復(fù)合型黑米谷物牛奶。

1.2.3 乳清蛋白牛奶

乳清蛋白也是一種很受歡迎的功能性食品添加物質(zhì)。它是一種非常優(yōu)質(zhì)的蛋白質(zhì)，還可以刺激細(xì)胞的生長，提高人體免疫力，預(yù)防癌癥。近年來，乳清蛋白已經(jīng)在酸奶、冰淇淋、嬰幼兒配方奶粉和干酪等乳制品生產(chǎn)中添加應(yīng)用[7]。

1.2.4 低聚糖牛奶

低聚糖是一種單糖，進(jìn)入大腸能促進(jìn)雙歧桿菌增殖，并產(chǎn)生一系列特殊的生理功能，因此稱為功能性低聚糖。研究發(fā)現(xiàn)，低聚異麥芽糖可添加在嬰幼兒配方奶粉、中老年人奶粉、酸奶、鮮牛奶、乳酸菌飲料中，人飲用后可促進(jìn)腸道雙歧桿菌增殖，并可發(fā)揮營養(yǎng)保健功能[8]。

1.2.5 天然植物色素牛奶

開發(fā)含有天然植物成分，有利于各年齡段人群吸收的天然色素牛奶是功能奶發(fā)展的一個方向。徐新月[9]（2010）發(fā)明了一種添加天然植物營養(yǎng)素的綠色牛奶，該綠色牛奶中天然植物營養(yǎng)素的重量百分比為0.1%～20.0%；陳歷俊等[10]（2011）采用紅色、白色、黃色、黑色和綠色食物原材料生產(chǎn)出具有養(yǎng)生功效的紅、白、黃、黑和綠色牛奶，為消費(fèi)者提供營養(yǎng)健康的養(yǎng)生飲品。

1.3 用酶制劑分解牛乳中的乳糖

部分人飲用牛奶后會出現(xiàn)腹脹、腹痛、腹瀉等胃腸不適現(xiàn)象，這種現(xiàn)象是由于體內(nèi)缺乏乳糖酶或乳糖酶活性降低而造成的乳糖不耐癥。針對這種情況，目前多數(shù)研究用酶降解法降解牛乳中的乳糖后再供人們飲用。多數(shù)研究人員[11，14]均是以固定化β-半乳糖苷酶等酶對牛奶中的乳糖進(jìn)行水解，并改進(jìn)酶解工藝，使牛奶中乳糖水解率達(dá)70%～90%，可滿足乳糖不耐受癥患者的需求。

1.4 生物學(xué)方法生產(chǎn)的功能性乳

1.4.1 免疫乳

免疫乳是給奶牛有選擇性地接種引起人或動物某些疾病的病毒、毒素、細(xì)菌的抗原，使其產(chǎn)生免疫應(yīng)答，分泌出免疫球蛋白（或其它特異性抗體）進(jìn)入乳中。免疫乳是一種天然、安全、健康并有醫(yī)療價值的保健性食品。郁凱明等[15]（1997）用免疫奶牛初乳治療輪狀病毒感染性嬰幼兒腹瀉癥狀，總有效率達(dá)91.0%，顯效率達(dá)79%，且無任何副作用。張和平等[16]（1997）報道的免疫乳中IgG含量比非免疫乳中IgG活性高出近8 倍水平。有業(yè)內(nèi)專家預(yù)測，免疫乳將會在今后的醫(yī)療保健事業(yè)中發(fā)揮舉足輕重的作用。

1.4.2 轉(zhuǎn)基因牛奶

使外源基因在奶牛的乳腺中表達(dá)出來，得到轉(zhuǎn)基因奶牛，使奶牛生產(chǎn)出含有特定功能性成分的牛乳。李寧等[17]（2011）提出了奶牛乳腺生物反應(yīng)器生產(chǎn)重組蛋白的優(yōu)勢：一是奶牛產(chǎn)奶量高，二是飼養(yǎng)成本低；奶牛乳腺生物反應(yīng)器還可高效地表達(dá)出結(jié)構(gòu)復(fù)雜的蛋白質(zhì)。

2 天然功能性乳制品現(xiàn)狀

2.1 牛初乳制品

隨著人們對奶牛初乳的逐步認(rèn)識，奶牛初乳的功效也被人們認(rèn)可。牛初乳中含有多種營養(yǎng)素及生物活性物質(zhì)，使之具有較強(qiáng)的功能性，而成為保健食品的原料。

2.1.1 牛初乳的營養(yǎng)成分

（1）蛋白質(zhì)及氨基酸

牛初乳中的蛋白質(zhì)含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于常乳，特別是第1 天初乳中蛋白質(zhì)含量達(dá)到15%[22]，是常乳的4～8 倍[18]。初乳中的氨基酸也明顯高于常乳，其中以精氨酸含量最高，其次是谷氨酸、亮氨酸、脯氨酸、賴氨酸等，含量較低的是半胱氨酸和色氨酸[19]。

（2）脂肪

乳脂肪是衡量奶質(zhì)的重要指標(biāo)，也是給人體提供能量的重要物質(zhì)，奶牛初乳中牛初乳脂肪含量比常乳高約23.5%，主要是以脂肪微粒形式存在[19]。（3）維生素

奶牛分娩后1 天內(nèi)的初乳中，胡蘿卜素、VA、VD、VE的含量都增加，約為常乳的2～7 倍。

（4）礦物質(zhì)

牛初乳中含有23 種礦物質(zhì)，其中鈣的含量較高：磷、鈉、鋅、鐵、錳等礦物質(zhì)含量也明顯高于常乳[18，22]。

2.1.2 牛初乳的活性物質(zhì)

（1）免疫球蛋白

牛初乳Ig主要來源于血液和乳腺漿細(xì)胞，按抗原性不同分為5 類：lgG、lgA、lgM、lgE、lgD。初乳中IgG占總IgS的80%～86%[20]， 牛初乳中免疫球蛋白含量是人初乳的50 倍[18]。（2）乳鐵蛋白

牛乳中的乳鐵蛋白（Lf）又稱為乳轉(zhuǎn)鐵蛋白，是一種鐵結(jié)合性糖分子，含量約為 1.5～5.0 mg/mL，是常乳的50 倍左右[19]。（3）生長因子

牛初乳中的生長因子主要有表皮生長因子（EGF），促進(jìn)體細(xì)胞對葡萄糖和氨基酸吸收的類胰島素生長因子（IGF-1），成纖維細(xì)胞生長因子（FGF），神經(jīng)存活和生長所必需的神經(jīng)營養(yǎng)生長因子（NGF），轉(zhuǎn)移生長因子A和B（TGF-A、TGF-B）。這些生長因子，具有促進(jìn)上皮細(xì)胞增殖，刺激蛋白質(zhì)合成，促進(jìn)血管形成，參與組織修復(fù)的功能，同時對轉(zhuǎn)移細(xì)胞有生長刺激作用。

牛初乳是一種純天然食物，對人體安全無毒，能夠調(diào)節(jié)免疫功能，增強(qiáng)免疫力；促進(jìn)營養(yǎng)吸收，有利于生長發(fā)育；消除疲勞，延緩衰老。牛初乳制品屬天然的功能性乳制品，已在國內(nèi)外廣泛應(yīng)用，國內(nèi)有的牛初乳制品已被國家衛(wèi)生部批準(zhǔn)為健字號保健食品[21]。

2.2 以營養(yǎng)調(diào)控為手段生產(chǎn)的天然功能奶

2.2.1 天然礦物質(zhì)、維生素功能奶

Loy 等研究表明，增加維生素 A的添加量能夠?qū)е屡Ｈ橹芯S生素A含量的增加[24]。喬良等[25]（2008）報道，日糧中添加過瘤胃保護(hù)維生素 A微膠囊或提高維生素 A的添加量均能明顯增加乳中維生素A含量。試驗(yàn)證明，過瘤胃保護(hù)維生素 A組的乳中維生素A含量比未處理維生素A組高出近1 倍。

劉強(qiáng)等[27]（2007）報道，在奶牛日糧中添加過量的亞硒酸鈉和包被硒，牛奶中可以富集硒，包被硒組生產(chǎn)原料奶可達(dá)130 μg/L。洪霞等[28]（2005）報道，通過在奶牛飼料中添加微量元素鐵、鋅、硒等元素，鮮奶中所含的鐵、鋅、硒都有不同程度地增加，分別提高了4 倍、1.5 倍和10 倍。

2.2.2 天然不飽和脂肪酸功能奶

大部分不飽和脂肪酸對人體都有著特殊功效，美國著名學(xué)者Dhiman[30]（2005）根據(jù)CLA在嚙齒動物體表現(xiàn)的生物活性最低有效劑量，類推到牛奶富集CLA后與人類健康的潛在關(guān)系，認(rèn)為通過消費(fèi)富含CLA的反芻動物產(chǎn)品（奶和肉制品）是人體攝入天然CLA的一種有效途徑。卜登攀[29]（2006）報道，增加日糧亞油酸、EPA和DHA采食量能夠增加乳脂CLA含量，本研究條件下，乳脂g9t11CLA的含量平均可以從0.057 mg/g提高到3.05 mg/g脂肪。胡志勇[31]（2007）研究顯示，豆油組、胡麻油組、豆油+胡麻油組與對照組相比，CLA含量分別提高了236%，156%和176%。

2.2.3 天然激素功能奶

牛奶中天然地含有一些褪黑素，2004年，英國推出了Nighttime牌全天然高褪黑素牛奶，雖然其價格比普通牛奶高1.5 倍，仍頗受消費(fèi)者歡迎。褪黑素是人腦中松果體所分泌的一種激素，具有安神、安眠、調(diào)整睡眠的功能，如大腦中不能產(chǎn)生足夠的褪黑素，人就會失眠[23]。

2.2.4 天然風(fēng)味功能奶

馬燕芬[26]（2009年）報道，在奶牛日糧中添加果香味劑，可以提高奶牛干物質(zhì)消失率，進(jìn)而提高飼料轉(zhuǎn)化率；還可以有效改善牛奶的風(fēng)味，使牛奶具有果香味。

3 未來功能性牛奶的發(fā)展趨勢

隨著現(xiàn)代信息及科技技術(shù)的發(fā)展，人們生活水平的提高和消費(fèi)觀念的更新，新型的、多樣的功能性牛奶不斷研制開發(fā)。而大多是原奶后添加研制而成，多數(shù)添加的是現(xiàn)成配料或添加劑，添加技術(shù)含量較低，制備工藝簡單一致，市場監(jiān)管力度不強(qiáng)，導(dǎo)致市場上功能性牛奶良莠不齊；有的在功能性牛奶開發(fā)研制過程中失去原奶的自身部分營養(yǎng)作用，或者添加后起不到添加劑的功效[32]。由于原奶后添加加工生產(chǎn)的功能奶存在很多問題，各科研院所和企業(yè)一直尋找天然功能性牛奶的制備生產(chǎn)方法，通過飼料添加營養(yǎng)成分飼喂奶牛后，經(jīng)牛體代謝將添加的營養(yǎng)元素轉(zhuǎn)化到牛奶中，保證了牛奶的營養(yǎng)全面、安全健康，可稱之為真正的功能性牛奶。

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