雙蛋白酸奶的開發(fā)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(yè)集團有限公司，吉林 長春 130000；3.吉林省糧油衛(wèi)生檢驗監(jiān)測站，吉林 長春 130061)

蛋白質(zhì)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(chǎn)工藝，生產(chǎn)成本較低廉、質(zhì)量保證的雙蛋白奶[1]。國外，在牛奶和豆奶的結(jié)合產(chǎn)品開發(fā)上已經(jīng)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(jié)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(nèi)市場還沒有出現(xiàn)相關(guān)的產(chǎn)品[4]。因此，以大豆蛋白替代部分牛奶生產(chǎn)酸奶，既可有效完善酸奶的營養(yǎng)成分，又降低了生產(chǎn)成本，動植物蛋白有機結(jié)合，提高了產(chǎn)品的安全性，市場潛力較大。

1 雙蛋白酸奶的營養(yǎng)特性

1.1 酸奶的營養(yǎng)成分

酸奶是以鮮牛奶或乳制品為原料，經(jīng)均質(zhì)、殺菌、冷卻后，加入乳酸菌或雙歧桿菌經(jīng)發(fā)酵制成的產(chǎn)品。酸奶除了保留牛奶的全部營養(yǎng)外，在發(fā)酵過程中，牛奶中的酪蛋白遇酸凝固，乳中的部分蛋白質(zhì)分解生成肽鏈和氨基酸，提高了蛋白質(zhì)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?；钚匀樗峋苡行б种颇c道腐敗菌的生長繁殖，改善腸道微環(huán)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(fā)生，同時，乳酸菌還可產(chǎn)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(yǎng)成分

大豆是一種分布廣的植物性優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)來源，大豆中蛋白質(zhì)含量平均約為40%，居所有糧食作物之首（見表1）。大豆蛋白質(zhì)主要由球蛋白（含量最高）、清蛋白、谷蛋白和醇溶蛋白構(gòu)成。大豆蛋白質(zhì)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(lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)組織（food and agriculture organization，F(xiàn)AO）/世界衛(wèi)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(zhì)相似的優(yōu)質(zhì)植物蛋白。由于植物蛋白易被人體消化吸收，營養(yǎng)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(fā)生危險性、抗骨質(zhì)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(zhì)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(zhì)含量對比Table 1 Comparison of protein content between soybeans and other crops

表2 大豆蛋白質(zhì)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(yǎng)特征

雙蛋白酸奶是以鮮牛奶和大豆為主要原料，經(jīng)乳酸菌發(fā)酵而成的活性乳酸菌保健飲品。利用微生物的發(fā)酵作用既能發(fā)揮大豆的營養(yǎng)功效，又能破壞大豆中的抗營養(yǎng)因子，明顯提高大豆蛋白質(zhì)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(jīng)乳酸菌發(fā)酵后也能增加產(chǎn)品中維生素和礦物質(zhì)等含量，而且產(chǎn)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(zhì)互補的目的，使產(chǎn)品營養(yǎng)結(jié)構(gòu)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(chǎn)雙蛋白酸奶的工藝流程

2.2 大豆分離蛋白代替牛乳生產(chǎn)雙蛋白酸奶的工藝流程

3 影響雙蛋白酸奶產(chǎn)品質(zhì)量因素

3.1 雙蛋白酸奶發(fā)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(yīng)性，因此，為保證在生產(chǎn)過程中盡快滿足菌種對混合發(fā)酵環(huán)境的適應(yīng)性需要對菌種馴化。郭蕓[20]從馴化培養(yǎng)基的配比、馴化后菌種活力測試、菌種的發(fā)酵、菌種搭配比例實驗等方面對大豆牛奶雙蛋白乳發(fā)酵條件進行了研究。結(jié)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(shù)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(shù)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(shù)指標基本穩(wěn)定，組織狀態(tài)逐漸好轉(zhuǎn)，活力保持穩(wěn)定，能作為生產(chǎn)發(fā)酵菌種用于生產(chǎn)發(fā)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(chǎn)品質(zhì)量易于控制，風味濃郁，狀態(tài)穩(wěn)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(yǎng)物質(zhì)，并產(chǎn)生凝乳現(xiàn)象，但豆乳的酸度、乳酸菌的活菌數(shù)都低于牛乳。彭艷等[21]利用大豆替代牛奶發(fā)酵，研究不同替代度的豆乳發(fā)酵情況以及添加葡萄糖、蔗糖、乳糖及脂肪等對大豆蛋白質(zhì)發(fā)酵的影響。結(jié)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(fā)酵，不但含有生物活性物質(zhì)，功能性多肽，富含多種氨基酸，而且有濃郁的發(fā)酵風味，生產(chǎn)成本比酸牛奶低，具有良好的發(fā)展前景。楊東升等[22]重點討論了大豆酸奶生產(chǎn)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(fā)酵時間等工藝條件，結(jié)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(fā)酵6h，生產(chǎn)的保健型大豆酸奶營養(yǎng)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(yīng)用過程中，大豆分離蛋白對產(chǎn)品組織狀態(tài)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(zhì)量分數(shù)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(fā)性物質(zhì)，使豆制品產(chǎn)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(chǎn)品不被消費者接受的主要原因，因此，豆制品的生產(chǎn)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(chǔ)上發(fā)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(fā)現(xiàn)，乳酸桿菌和鏈球菌能完全除去未發(fā)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(yōu)化磨漿工藝，降低豆腥味，并通過酶解豆?jié){工藝，將大豆蛋白降解成大豆肽，達到進一步改善豆?jié){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(jīng)濟實用，適合工業(yè)化生產(chǎn)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(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)樗?，能有效消除豆乳中的豆腥味，與常規(guī)熱處理脫腥的方法比較，蛋白質(zhì)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(fā)酵后，在無菌條件下加入25%的豆腐腦攪拌均勻，得到的產(chǎn)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(wěn)定性

酸奶中加入植物蛋白后導致產(chǎn)品體系復(fù)雜，與普通酸奶相比，雙蛋白酸奶更容易出現(xiàn)穩(wěn)定性問題。由于植物蛋白與乳蛋白性質(zhì)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(chǎn)品易出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象（如乳清析出、絮凝、分層、沉淀等）[32]。因此，改善產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵因素是提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性。通常利用適宜的穩(wěn)定劑達到保護產(chǎn)品中分散粒子，降低沉淀率，減少水分析出，提高產(chǎn)品的穩(wěn)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(fù)配對雙蛋白活性乳酸菌飲料穩(wěn)定性的影響。在優(yōu)選配方的基礎(chǔ)上，通過正交試驗以及對產(chǎn)品的感官評價，離心沉淀率、表觀黏度的檢測，優(yōu)選出復(fù)配穩(wěn)定劑的最佳配方。晏志云等[33]實驗結(jié)果得出CMC-Na分別與黃原膠、魔芋膠復(fù)配時體系的穩(wěn)定性較好，其中CMC-Na與黃原膠復(fù)配時，優(yōu)化用量為CMC-Na0.3%、黃原膠0.1%；CMC-Na與魔芋膠復(fù)配時，優(yōu)化用量為CMC-Na0.3%、魔芋膠0.15%。李明等[35]通過采用不同穩(wěn)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(wěn)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(jīng)乳酸菌發(fā)酵生產(chǎn)雙蛋白酸奶，產(chǎn)品不僅有酸奶固有的特點，而且動植物蛋白質(zhì)互補，營養(yǎng)平衡。由于大豆蛋白的穩(wěn)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(wěn)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(guī)模生產(chǎn)雙蛋白酸奶。因此，加大雙蛋白酸奶新的生產(chǎn)工藝的研發(fā)力度，在生產(chǎn)過程中解決好豆腥味的去除、菌種和大豆蛋白間的適應(yīng)性、產(chǎn)品穩(wěn)定性的控制等關(guān)鍵技術(shù)，使雙蛋白酸奶順利進入乳品市場。雙蛋白酸奶的營養(yǎng)保健價值較高，生產(chǎn)雙蛋白酸奶不僅可以降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品的營養(yǎng)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(yè)市場開發(fā)的新的熱點。

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