甘南牦牛乳及其制品加工技術(shù)研究進(jìn)展

馬玉琴，崔廣智，羅麗，宋禮*

1. 甘肅華羚生物技術(shù)研究中心（蘭州 730000）；2. 甘肅省干酪素工程技術(shù)研究中心（蘭州 730000）

甘肅省的牦牛廣泛分布在甘南藏族自治州和祁連山麓的22個(gè)牧區(qū)及半農(nóng)半牧區(qū)，其中甘南藏族自治州存欄牦牛113萬頭，占甘肅牦?？倲?shù)的78%。甘南牦牛主要分布在合作市、瑪曲、碌曲、夏河、卓尼縣及迭部縣，核心產(chǎn)區(qū)在甘南州的瑪曲、碌曲、夏河、合作三縣一市。牦牛是當(dāng)?shù)靥赜械恼湎贩N和畜牧資源，屬于食草性反芻家畜，被稱為“高原之舟”。

牦牛乳是一種天然的“濃縮乳”，與普通牛乳營養(yǎng)素含量相比，牦牛乳營養(yǎng)價(jià)值更為豐富，蛋白質(zhì)、脂肪、乳糖、維生素、礦物質(zhì)等營養(yǎng)素含量均高于普通牛乳[1-2]。由于牦牛乳脂肪顆粒小、含脂率較高、風(fēng)味獨(dú)特、品質(zhì)優(yōu)良，是生產(chǎn)加工保健功能產(chǎn)品（蛋白粉、蛋白糖）、奶粉系列產(chǎn)品（全脂牦牛乳粉、嬰幼兒配方奶粉、全脂奶粉等）、固體飲料（酥油茶）、酪蛋白系列產(chǎn)品（曲拉、干酪素、酪蛋白酸鈉、酪蛋白磷酸肽等）的優(yōu)質(zhì)原料[3]。

牦牛奶系列產(chǎn)品利用牦牛乳資源優(yōu)勢，結(jié)合功能性、營養(yǎng)平衡型世界食品的發(fā)展趨勢，開發(fā)出多款牦牛乳產(chǎn)品，提升牦牛乳的附加值，填補(bǔ)國內(nèi)高端乳制品的空白[4]。然而中國牦牛乳加工技術(shù)仍采用傳統(tǒng)工藝，使產(chǎn)品色澤、品質(zhì)得不到有效提升，產(chǎn)品研發(fā)相對落后，生產(chǎn)工藝和能力有待改善[5]。為推進(jìn)牦牛乳產(chǎn)業(yè)化發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步、為企業(yè)的成功轉(zhuǎn)型提供新的利潤增長點(diǎn)，急需對牦牛乳系列產(chǎn)品的加工技術(shù)進(jìn)行深入研究，以提高牦牛乳產(chǎn)品的品質(zhì)、色澤、口感等指標(biāo)。

1 牦牛乳營養(yǎng)價(jià)值分析

牦牛乳的理化性狀不僅是制定乳品加工工藝參數(shù)的基礎(chǔ)，也是評價(jià)其營養(yǎng)價(jià)值的重要指標(biāo)。牦牛乳營養(yǎng)成分含量的差異隨地區(qū)海拔、產(chǎn)奶月份、泌乳天數(shù)而變化。

席斌等[6]通過選取海拔不同地區(qū)（甘肅天祝3 000～3 500 m，甘南瑪曲3 300～4 000 m）的牦牛乳為原料，分析其營養(yǎng)成分的變化規(guī)律。結(jié)果顯示，海拔越高，乳蛋白、脂肪、全脂固體含量越高；海拔越低，非乳脂固體、乳糖含量、乳密度、酸度反而越高，但冰點(diǎn)之間無明顯差異[7]。因此，地區(qū)海拔變化對牦牛乳的理化指標(biāo)存在一定影響。具體見表1。

表1 不同地區(qū)牦牛乳營養(yǎng)成分變化規(guī)律 %

馬作霖等[8]選取不同產(chǎn)奶月份（6，7，8，9，10，11，12月份）的牦牛乳，分析其營養(yǎng)成分的變化規(guī)律。結(jié)果表明，在12月份蛋白質(zhì)含量高于其他產(chǎn)奶月份，與魏雅萍等[9]所報(bào)道的牦牛乳中蛋白質(zhì)含量升高相一致；脂肪和固形物含量12月達(dá)到最高；乳糖含量在12月最低，但與其他產(chǎn)奶月份含量差異不大；灰分在6～12月基本保持穩(wěn)定。具體見表2。

胡志耘等[10]選取不同泌乳天數(shù)（1，2，3，4，5，6和7 d）的牦牛乳為原料，分析其營養(yǎng)成分的變化規(guī)律。牦牛分娩后7 d內(nèi)，蛋白質(zhì)、脂肪、灰分、干物質(zhì)含量隨泌乳時(shí)間延長而下降，具體見表3。維生素A、K隨泌乳時(shí)間延長而顯著下降（p＜0.05），VB3在1～5 d內(nèi)含量較高，隨后顯著下降（p＜0.05）[11]；礦物質(zhì)元素中Ca呈現(xiàn)先增后減趨勢，其他元素（P、K、Mg、Zn、Ba）呈現(xiàn)先降低后增加趨勢，這與胡小成等[12]對牦牛乳的研究一致。

表2 不同產(chǎn)奶月份牦牛乳營養(yǎng)成分變化規(guī)律 %

表3 不同泌乳天數(shù)下牦牛乳營養(yǎng)成分變化規(guī)律 %

2 牦牛乳泌乳性能分析

甘南牦牛產(chǎn)犢期一般為4～6月，此期間內(nèi)，氣候逐漸回暖，牧草剛發(fā)芽，產(chǎn)奶量少；7～10月除犢牛自然哺乳外，進(jìn)行人工擠奶，氣溫高，牧草充足，產(chǎn)奶量高；10月份以后進(jìn)入冷季停止擠乳，氣溫低，牧草逐漸枯萎，產(chǎn)奶量呈下降趨勢；12月份之后停止泌乳[4]。每頭成年牦牛平均日產(chǎn)奶量1.4～2.25 kg，年產(chǎn)量512.4～823.5 kg。一般影響牦牛泌乳的因素有以下幾種：環(huán)境系統(tǒng)、胎次情況、擠乳次數(shù)[2]。

2.1 環(huán)境系統(tǒng)

良好的環(huán)境系統(tǒng)對母牦牛產(chǎn)奶具有優(yōu)勢。眾所周知，牦牛在暖季（7～10月份），采食牧草后，進(jìn)入能量平衡狀態(tài)，營養(yǎng)良好，體重增加，體況損失最小，泌乳量增加。進(jìn)入寒冷季節(jié)（11～12月份），牦?？惺骋呀?jīng)完全纖維化甚至木質(zhì)化、營養(yǎng)價(jià)值有限的枯草，泌乳量隨之減少[13]。因此，環(huán)境系統(tǒng)直接影響牦牛采食量及營養(yǎng)價(jià)值的攝入，從而影響泌乳量[2]。

2.2 胎次情況

初產(chǎn)和經(jīng)產(chǎn)雌牦牛泌乳差異較大，初產(chǎn)牦牛體質(zhì)較差，乳腺等各方面生理機(jī)能未完全成熟，故產(chǎn)奶量不高[4]。牛小瑩等[14]對不同胎次牦牛產(chǎn)奶量進(jìn)行測定，結(jié)果表明，雌牦牛3歲初產(chǎn)并開始泌乳，此時(shí)泌乳量最低，之后牦牛每生產(chǎn)1胎，泌乳量隨之增加，到第4胎時(shí)泌乳量達(dá)到最大值，此時(shí)牦牛正值青壯時(shí)期，之后隨著生產(chǎn)胎數(shù)、年齡增長泌乳量呈下降趨勢。

2.3 擠乳次數(shù)

研究表明，牛的泌乳量隨擠乳次數(shù)增加而升高，主要是因?yàn)槊谌槠陂g內(nèi)在催乳素作用的刺激下，乳腺內(nèi)泌乳細(xì)胞數(shù)量增加，有助于泌乳量提升[15]。申躍宇等[16]對牛的擠奶次數(shù)進(jìn)行研究分析，發(fā)現(xiàn)初產(chǎn)牛、經(jīng)產(chǎn)牛4次擠奶比3次擠奶分別增加1.08和0.59 kg。

3 牦牛乳制品加工技術(shù)

3.1 曲拉

曲拉是一種發(fā)酵濕凝物，是牦牛乳通過脫脂、接種、發(fā)酵、干燥脫水而制得的酪蛋白制品，是生產(chǎn)酪蛋白（干酪素）、酪朊酸鹽的主要原料[17]。其營養(yǎng)價(jià)值極高，具有調(diào)節(jié)人體腸道微生物、改善腸道菌群的作用[18-19]。

曲拉仍采用傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式，故制備的曲拉存在褐變嚴(yán)重、雜質(zhì)含量高、色澤及風(fēng)味品質(zhì)較差等現(xiàn)象，嚴(yán)重影響后期干酪素產(chǎn)品的食用價(jià)值和市場價(jià)值[20]。為適應(yīng)生產(chǎn)及市場需求，改進(jìn)曲拉的加工技術(shù)成為重要任務(wù)。

中拉茅草在王軍[20]研究的曲拉太陽能熱風(fēng)干燥的基礎(chǔ)上增加脫水工藝，從而改善曲拉的加工技術(shù)。曲拉的優(yōu)化工藝流程為[21]：原料乳過濾→脫脂（4 500 r/min）→接菌→保溫發(fā)酵（40 ℃、12 h）→煮制（63℃）→預(yù)脫水→干燥（41 ℃）→成品→包裝，并通過響應(yīng)面法分析了預(yù)脫水工藝中預(yù)脫水壓力、凝塊含水量、預(yù)脫水時(shí)間對曲拉的色度（L*、a*、b*）的影響。結(jié)果表明，預(yù)脫水壓力300 N、凝塊含水量29%、預(yù)脫水時(shí)間3 h的條件能夠有效提升曲拉色度，此條件下曲拉實(shí)際色度（0.930）與理論預(yù)測值（0.944）的相對誤差為1.48%，證明該工藝穩(wěn)定，可用于實(shí)際生產(chǎn)。優(yōu)化后的曲拉制取工藝不僅縮短干燥時(shí)間，同時(shí)降低氧化褐變和美拉德反應(yīng)在曲拉干燥過程中的發(fā)生率，最大程度上改善曲拉的品質(zhì)和色澤。

3.2 干酪素

干酪素在國內(nèi)外占有較大的市場需求量，年消費(fèi)增長率在20%以上，有良好的發(fā)展前景[22]。干酪素是以牦牛曲拉為原料，通過現(xiàn)代化高新技術(shù)制成的白色或淡黃色粉末的提純物，具有高蛋白、高營養(yǎng)的特征，被廣泛應(yīng)用于各類食品、皮革、紡織、醫(yī)藥及化工等行業(yè)[23]。

干酪素的色澤決定干酪素質(zhì)量，脂肪氧化褐變、蛋白質(zhì)氧化、美拉德反應(yīng)等影響干酪素的色澤[24]。常海軍等[25]以牦牛“曲拉”為原料，生產(chǎn)食品級(jí)干酪素。工藝流程為：原料粉碎→16% NaOH溶解（曲拉與水質(zhì)量比1∶11）→過濾→離心（4 000 r/min，30 min）→過濾→活性炭脫色/酶解脫脂（滅酶）→酸析（17%乳酸，pH 4.6）→過濾→洗滌→脫水造?！稍铮?2 h）→成品。研究對牦牛乳干酪素的關(guān)鍵生產(chǎn)步驟（溶解、活性炭脫色、酶解脫脂、酸析、干燥）進(jìn)行分析，通過活性炭脫色、酶解脫脂正交試驗(yàn)確定最佳工藝流程。結(jié)果表明，食品級(jí)牦?！扒备衫宜氐淖罴压に嚄l件為：活性炭脫色溫度50 ℃、活性炭用量2%、脫色時(shí)間40 min、脂肪酶脫脂pH 4.2、脂肪酶體積分?jǐn)?shù)1%、時(shí)間55 min、溫度35 ℃。將最佳工藝流程下生產(chǎn)的干酪素成品進(jìn)行感官分析和理化分析，從而確定干酪素的最佳色澤及品質(zhì)。試驗(yàn)結(jié)果表明，經(jīng)工藝優(yōu)化的牦牛乳干酪素色澤呈微白色，具有牦牛乳特有的香味，顆粒細(xì)小，蛋白質(zhì)、脂肪、灰分、水分、酸度各項(xiàng)指標(biāo)含量分別為43.97%，25.75%，5.59%，2.90%和0.83%。該工藝下生產(chǎn)的干酪素品質(zhì)得到良好的改善，產(chǎn)品質(zhì)量符合要求。

3.3 酪蛋白酸鈉

酪蛋白酸鈉是以牦牛乳為原料，通過科學(xué)的加工技術(shù)精制而成，是一種天然的多功能食品添加劑，含有人體所需各種必需氨基酸和多種微量元素，營養(yǎng)價(jià)值極高[26]。由于其具有較強(qiáng)的乳化性、起泡性、持水性、保氣性、保鮮、保濕等優(yōu)勢，被聯(lián)合國糧農(nóng)組織（FAO）和世界衛(wèi)生組織（WHO）食品添加劑委員會(huì)確定為無限量使用的食品添加劑無需提供毒理學(xué)資料，被廣泛用于肉制品、烘焙食品、飲料等行業(yè)[27-28]。

馬志安等[29]以牦牛濕奶酪為原料制備鮮奶級(jí)酪蛋白酸鈉，其制備流程為：牦牛濕奶酪（含水量65%～80%）+12%軟化水→攪拌溶解（46～45 ℃，45 min）→調(diào)pH（8～9）→靜置（20 min）→脫脂分離→殺菌除臭（115 ℃）→調(diào)pH（3.9～4.4）→洗滌→浸泡→脫水→均質(zhì)→殺菌→噴霧干燥→成品。工藝采用的原料是牦牛乳提取的酥油即脂肪后酸化的濕奶酪，酪蛋白含量極高，生產(chǎn)出的鮮奶級(jí)酪蛋白酸鈉為乳白色固體顆粒，流動(dòng)性好、無結(jié)塊、無潮解現(xiàn)象、無異味、有獨(dú)特的牦牛鮮奶級(jí)酪蛋白酸鈉的氣味，產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)均符合要求。此工藝下制備的鮮奶級(jí)酪蛋白酸鈉的品質(zhì)、色澤、雜質(zhì)度明顯有所改善，且因牧民經(jīng)濟(jì)利用率低具有較大的商業(yè)利用價(jià)值。

3.4 酪蛋白磷酸肽

酪蛋白磷酸肽（CPPs）是以牛乳酪蛋白為原料，經(jīng)蛋白酶水解，分離純化得到含有磷酸絲氨?；碾模?Ser（P）-Ser（P）-Ser（P）-Glu-Glu）[30]。CPPs能夠促進(jìn)多種礦物質(zhì)元素的吸收和利用，且具有防止齲齒、增強(qiáng)機(jī)體免疫力、誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡及促進(jìn)動(dòng)物體外受精等諸多生理功能[31-32]。因此，被廣泛應(yīng)用于保健食品、功能性食品及醫(yī)藥方面[33]。

專利CN 105385738采用離心協(xié)同多級(jí)膜分離系統(tǒng)純化牦牛奶酪蛋白磷酸肽，從而保證牦牛奶酪蛋白磷酸肽產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品生產(chǎn)效率[34]。主要生產(chǎn)工藝為：牦牛乳酪蛋白→酶解（0.1%～0.2%蛋白酶）→膜純化（膜壓力1～2 MPa，25～40 ℃）→噴霧干燥（出風(fēng)溫度70～90 ℃；進(jìn)風(fēng)溫度140～180 ℃）→成品。在此工藝下制備的牦牛奶酪蛋白磷酸肽色度良好，為白色或淡黃色粉末；提純率較高，純度≥90%；產(chǎn)品質(zhì)量有所提高，得率≥17%、分子量1 000～5 000 Da、無苦味，且除雜和濃縮效果好，適合規(guī)?；I(yè)生產(chǎn)。

3.5 酥油茶

酥油茶是甘南藏區(qū)專有的特色食品，主要以酥油、磚茶、食鹽為原料，通過特有的工藝加工制成的固體飲料[35]。酥油的營養(yǎng)價(jià)值極高，其中硬脂酸鈉、反式油酸、共軛亞油酸（CLA）含量較高，在食療和保健方面發(fā)揮著重要作用[36]。酥油茶富含脂肪，可達(dá)96.91%，使其具有維持體溫、保護(hù)內(nèi)臟、提供必需脂肪酸的功能，并促進(jìn)脂溶性維生素的吸收，增加飽腹感[37]。

胡愛華等[38]以牦牛乳中提煉的酥油、磚茶、食鹽為主要原料，制備酥油茶。其制備的工藝流程為：茶葉→浸提→過濾→配料添加（酥油、食鹽或白砂糖、單甘脂、蔗糖酯、黃原膠、羧甲基纖維素鈉（CMC））→攪拌溶解→均質(zhì)→灌裝→殺菌→冷卻→成品。在傳統(tǒng)的酥油茶制備的工藝基礎(chǔ)上，采用正交優(yōu)化法對酥油茶加工技術(shù)中的關(guān)鍵控制點(diǎn)浸提、均質(zhì)、殺菌進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，浸提時(shí)，茶水比1∶90 g/mL、浸提溫度80 ℃、浸提時(shí)間12 min；均質(zhì)工藝采用的均質(zhì)壓力20 MPa、溫度80 ℃，并添加0.1%乳化穩(wěn)定劑；殺菌工藝設(shè)定殺菌溫度115 ℃，殺菌時(shí)間5 min。在此優(yōu)化的工藝條件下制備的酥油茶色澤良好，均呈現(xiàn)淺咖啡色，口感細(xì)膩，并伴有濃厚的乳香味和茶味。工藝流程及優(yōu)化的最佳工藝參數(shù)為酥油茶制作奠定基礎(chǔ)。

4 結(jié)語

牦牛乳營價(jià)值高，易消化、吸收，為高寒牧區(qū)牧民群眾生活提供重要的食品來源。牦牛乳中營養(yǎng)成分含量的差異隨地區(qū)海拔、產(chǎn)奶月份、泌乳天數(shù)而變化；牦牛乳泌乳性能受環(huán)境系統(tǒng)、胎次情況、擠乳次數(shù)的影響泌乳量存在差異；科學(xué)合理的加工技術(shù)可有效提高牦牛乳產(chǎn)品的品質(zhì)。隨著牦牛乳加工技術(shù)的不斷成熟，牦牛乳產(chǎn)品日趨豐富化，其消費(fèi)市場初步形成，乳品加工業(yè)中牦牛乳的開發(fā)利用已成為一種趨勢。在研究與開發(fā)牦牛乳營養(yǎng)價(jià)值基礎(chǔ)上，發(fā)展牦牛乳加工新技術(shù)，將科學(xué)技術(shù)與傳統(tǒng)牦牛乳加工技術(shù)有效結(jié)合，有利于改善產(chǎn)品品質(zhì)、色澤、口感等指標(biāo)。