廣西水牛乳研究與開發(fā)現(xiàn)狀概述

張曦予，李全陽

（廣西大學(xué)輕工與食品工程學(xué)院，廣西 南寧 530004）

水牛是我國南方的特色資源，分布在10多個省區(qū)，數(shù)量最多的是廣西，其次是云南[1]。水牛乳是一種品質(zhì)優(yōu)良、口感醇香的特色乳，營養(yǎng)成分含量豐富，尤其是干物質(zhì)含量達(dá)到18.44%左右，遠(yuǎn)高于其他普通牛乳。水牛乳脂肪含量達(dá)到7.90%，是普通牛乳的2 倍多，蛋白質(zhì)含量為5.30%，是普通牛乳的1.76 倍。水牛乳口味香醇濃厚、無膻味、膽固醇含量低、維生素、微量元素含量豐富，尤其是酪蛋白含量較高[2]，基于水牛乳營養(yǎng)豐富、風(fēng)味醇厚等特點(diǎn)，水牛乳及其相應(yīng)制品受到大眾的廣泛喜愛。

1 廣西水牛乳的產(chǎn)量與發(fā)展

據(jù)廣西水產(chǎn)畜牧獸醫(yī)局統(tǒng)計(jì)，2013年第2季度廣西區(qū)域乳產(chǎn)量3.9 萬t，增長8.3%，其中水牛乳產(chǎn)量1.65 萬t，占42.3%，廣西區(qū)域水牛乳產(chǎn)量成為全國產(chǎn)量龍頭；同期，奶牛存欄量8.77 萬頭，同比增長8.2%，其中荷斯坦奶牛存欄量1.87 萬頭，奶水牛存欄量6.9 萬頭，同比增長11.2%[3]。而據(jù)2020年最新報(bào)道表明，廣西奶水牛存欄量4.42 萬頭，水牛乳產(chǎn)量2.76 萬t，位居全國首位[4]。

根據(jù)2020年第1季度價格監(jiān)測，荷斯坦牛乳的平均購買價格為3.5 元/kg，水牛乳販賣價格一般在8.2 元/kg左右。近年來，水牛乳價格不斷攀升，飼養(yǎng)奶水牛，每頭年獲利約5 000 元，養(yǎng)殖戶積極性高，奶水牛業(yè)保持良好的發(fā)展態(tài)勢。

水牛乳是廣西的優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)，水牛產(chǎn)業(yè)發(fā)展也越來越受到各級政府的關(guān)注及重視，并作為地方特色產(chǎn)業(yè)予以支持。近期，自治區(qū)政府發(fā)展研究中心、自治區(qū)水產(chǎn)畜牧獸醫(yī)局、自治區(qū)財(cái)政廳聯(lián)合出臺《做大做強(qiáng)廣西水牛產(chǎn)業(yè)發(fā)展方案》，該方案旨在到2025年，產(chǎn)奶水牛存欄4 萬頭，水牛乳總產(chǎn)量達(dá)到6 萬t，生鮮、成品水牛乳質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)體系基本建成，產(chǎn)品抽查合格率達(dá)到98%以上，水牛乳業(yè)總產(chǎn)值力爭達(dá)到20 億元，基本建成功能完善、相互銜接、管理高效的奶水牛產(chǎn)業(yè)體系。

2 廣西水牛的品種及品種特性

廣西的水牛養(yǎng)殖歷史悠久，水牛品種豐富多樣，1957年廣西從印度引進(jìn)摩拉水牛，并于1973年從巴基斯坦引進(jìn)尼里-拉菲水牛[5]。由于廣西具有獨(dú)特的地理、氣候優(yōu)勢，農(nóng)作物桔梗豐富，具有較多的冬閑退耕地，能種植大量飼草，因此廣西十分適合水牛的生長繁衍。目前廣西已全面養(yǎng)殖水牛，其范圍遍布14 個地級市，廣西成為全國水牛存欄數(shù)第1的省份。

2.1 摩拉水牛

1957年6月我國從印度進(jìn)口55 頭摩拉水牛，35 頭經(jīng)農(nóng)業(yè)部分配至廣西，其中公牛3 頭，母牛17 頭，母犢牛15 頭；據(jù)統(tǒng)計(jì)，摩拉母水牛平均泌乳期為281.6 d，平均泌乳量1 780.8 kg，產(chǎn)奶量2 067.4 kg[6]。全乳固體含量16.4%、脂肪含量6.3%、蛋白質(zhì)含量4.3%，母牛發(fā)情周期為21.9 d，初配年齡為32.5 月齡，初配體質(zhì)量為362.6 kg，妊娠期309.8 d，頭胎產(chǎn)犢年齡為42.9 月齡，平均產(chǎn)奶6.0 個泌乳期[7]。

2.2 尼里-拉菲水牛

1973年巴基斯坦贈予我國尼里-拉菲水牛共計(jì)50 頭，分配給廣西公牛10 頭、母牛15 頭，25 頭水牛均為性成熟水牛；1999年8月，我國從巴基斯坦購買了16 個血統(tǒng)、共計(jì)5 216 支尼里-拉菲水牛的冷凍精液；1999年至今，尼里-拉菲水牛中母牛平均年產(chǎn)奶量達(dá)到2 163.3 kg，全乳固體含量17.5%、脂肪含量6.5%、蛋白質(zhì)含量4.2%，母牛發(fā)情周期為21.9 d，初配年齡為33.0 月齡，初配體質(zhì)量為357.2 kg，妊娠期307.6 d，頭胎產(chǎn)犢年齡為43.3 月齡，平均產(chǎn)奶5.1 個泌乳期[5]。

2.3 地中海水牛

廣西水牛研究所于2007年首次從意大利引進(jìn)10 700 支地中海水牛的冷凍精液，經(jīng)國家安全檢疫后，各大本地水牛養(yǎng)殖廠于2009年進(jìn)行本地水牛與意大利引進(jìn)地中海水牛的雜交實(shí)驗(yàn)，并繁育了肉質(zhì)良好、營養(yǎng)豐富的雜交奶水牛，這對當(dāng)?shù)厮I(yè)的發(fā)展有重要作用。地中海水牛乳營養(yǎng)豐富，其總固形物含量達(dá)到19.56%，非脂質(zhì)固形物含量10.27%、乳蛋白含量4.57%、乳脂肪含量8.26%、乳糖含量達(dá)到5.27%。2011年經(jīng)農(nóng)業(yè)部批準(zhǔn)，華胥水牛廠從意大利引進(jìn)30 000 支地中海水牛冷凍精液，并于2014年底引進(jìn)59 頭地中?；铙w種牛（10 頭公牛、49 頭母牛），成為全國唯一擁有世界三大河流型良種水牛遺傳資源的企業(yè)[3]。至2019年10月，華胥水牛廠通過研究繁育技術(shù)，并人工繁育了公牛67 頭、母牛68 頭，共計(jì)135 頭純種地中海奶水牛。華胥水牛廠利用人工授精技術(shù)以純種地中海水牛作為父本，與廣西本地黃水牛及廣西繁育研究多年的摩拉水牛與尼里-拉菲水牛雜交的水牛進(jìn)行雜交，由此得到具有高泌乳量、營養(yǎng)豐富的廣西特色奶水牛。

3 水牛乳的組分及特性

3.1 組分

水牛乳營養(yǎng)物質(zhì)含量高，經(jīng)常用于制作水牛乳制品。通過研究發(fā)現(xiàn)，水牛乳成分包括脂肪、蛋白質(zhì)、乳糖、礦物質(zhì)、維生素、含氮化合物、色素和酶等物質(zhì)[8]。水牛乳相關(guān)成分的含量如表1所示。

表1 水牛乳主要營養(yǎng)成分的平均含量及含量范圍[9]Table 1 Average contents and ranges of main nutrients in buffalo milk[9]

3.2 組分特性

3.2.1 脂肪特性

水牛乳中脂肪含量高于普通牛乳，并且脂肪球直徑大于普通牛乳。Menard等[10]利用粒度測量儀測定水牛乳及普通牛乳脂肪球粒徑，結(jié)果表明，水牛乳脂肪球的平均粒徑為5.00 μm，而普通牛乳的脂肪球平均粒徑僅為3.16 μm。水牛乳中脂肪酸組成優(yōu)勢明顯，而且膽固醇含量低于牛乳[11]。水牛乳中C18、C16、C12等脂肪酸含量高于普通牛乳，并且水牛乳中富含具有潛在保健功能的共軛亞油酸（conjugated linoleic acid，CLA），CLA和二十碳五烯酸的含量高于普通牛乳[12]，特別是CLA含量是普通牛乳的378%[13]。

3.2.2 蛋白質(zhì)特性

水牛乳的蛋白質(zhì)含量普遍高于其他品種的牛乳，乳蛋白一般由酪蛋白及乳清蛋白2 部分構(gòu)成[14]。曾慶坤等[15]利用十二烷基硫酸鈉-聚丙烯酰胺凝膠電泳分別對脫脂乳及乳清蛋白和酪蛋白部分進(jìn)行分離，得出水牛乳蛋白質(zhì)主要由α-乳白蛋白、β-乳球蛋白、免疫球蛋白輕鏈及重鏈、αs1-酪蛋白、αs2-酪蛋白、β-酪蛋白、κ-酪蛋白、血清白蛋白和乳鐵蛋白等成分構(gòu)成；楊攀等[16]研究結(jié)果表明，α-酪蛋白含量是普通牛乳的1.53 倍，β-酪蛋白、κ-酪蛋白分別是普通牛乳的1.58 倍和1.53 倍，并且水牛乳中的氨基酸含量也高于普通牛乳，尤其是人體內(nèi)不能合成的8 種必需氨基酸比例均衡，在人體的轉(zhuǎn)化利用率高。楊同香等[17]研究水牛乳pH值、離子強(qiáng)度及蛋白質(zhì)量濃度對酪蛋白膠束結(jié)構(gòu)的影響，利用熒光光譜進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，當(dāng)水牛乳中酪蛋白質(zhì)量濃度不斷增大，酪蛋白環(huán)境中的離子強(qiáng)度不斷增大、pH值降低，這些結(jié)果表明，通過改變酪蛋白所處環(huán)境的pH值、離子強(qiáng)度及蛋白質(zhì)量濃度，均會引起酪蛋白膠束結(jié)構(gòu)的改變。李紅等[18]對于水牛乳中α-乳白蛋白活性分離的方法進(jìn)行比較，利用水牛乳作為實(shí)驗(yàn)原料，首先通過離心分離脂肪，再用等電點(diǎn)緩慢酸沉去除酪蛋白，之后利用鐵鹽沉淀法和鈣鹽沉淀法分別對乳清蛋白中α-乳白蛋白進(jìn)行活性分離，在保證α-乳白蛋白分離純度的同時，對其活性和得率進(jìn)行分析。該研究對比了在酸性及中性條件下鐵鹽分離α-乳白蛋白的最佳效果，結(jié)果表明，質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.04%的鐵鹽在酸性條件下分離α-乳白蛋白能適當(dāng)提高其得率，質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.005%的鐵鹽在中性條件下進(jìn)行分離則能更好地保持α-乳白蛋白的活性，但是鈣鹽沉淀法分離α-乳白蛋白產(chǎn)物純度較低，不適合用其進(jìn)行分離。

3.2.3 礦物質(zhì)特性

水牛乳中的鈣含量豐富，是人乳的5 倍[19]，因此，水牛乳是一種極好的鈣補(bǔ)充劑，水牛乳中的鈣與酪蛋白中的絲氨酸磷酸鹽殘留物結(jié)合，形成酪蛋白鈣，更容易被人體吸收。此外，水牛乳中磷、鎂等礦物質(zhì)的含量均高于其他常見乳品。

3.2.4 維生素特性

水牛乳中的維生素種類豐富，含量也高于普通牛乳及人乳，由于水牛乳中的乳脂肪含量較高，更有利于人體對于脂溶性VA、VD、VE、VK的吸收[20]。

3.2.5 功能性

3.2.5.1 抗腸癌作用

Sánchez Negrette等[21]利用水牛乳飼喂1,2-二甲基肼誘變結(jié)腸癌模型大鼠，與未飼喂水牛乳的大鼠進(jìn)行對照，結(jié)果表明，飼喂水牛乳的大鼠患結(jié)腸癌的比例顯著低于未飼喂水牛乳的大鼠。其他的研究發(fā)現(xiàn)，與未飼喂水牛乳的對照組大鼠相比，飼喂水牛乳的大鼠體內(nèi)腫瘤數(shù)及大鼠腸道內(nèi)的異常病變組織分別下降60%、62%，通過此結(jié)果得出，水牛乳中的鈣、酪蛋白、維生素、共軛亞油酸等物質(zhì)的相互作用抑制了細(xì)胞癌變，從而減少了結(jié)腸組織病變的幾率[22]。另據(jù)De Simone等[23]報(bào)道，當(dāng)對水牛乳加工處理后，水牛乳奶酪中存在乳源活性肽，該活性肽對CaCO3的產(chǎn)生有明顯抑制作用，因此水牛乳奶酪能在一定程度上減少結(jié)腸癌細(xì)胞的增殖。

3.2.5.2 增強(qiáng)免疫與抗菌消炎作用

Saksena等[24]從水牛乳中分離得到一種具有免疫應(yīng)答活性并能刺激半抗原反應(yīng)的新型多糖，研究發(fā)現(xiàn)，該新戊糖的結(jié)構(gòu)為GlcNac(1→3)Gal(1→4)GlcNac(1→3)Gal(1→4)Glc。Colarow等[25]從意大利水牛乳中分離得到神經(jīng)苷節(jié)酯GM1片段，能特異性結(jié)合霍亂毒素亞單位B，并具有抗炎作用。Bajaj等[26]研究發(fā)現(xiàn)，利用胃蛋白酶水解水牛乳中的2 種酪蛋白（αs1-酪蛋白和αs2-酪蛋白），分離得到的陽離子活性肽具有抗菌活性。王士長等[27]提取水牛乳中的免疫球蛋白G，并將其加入到接種了2 種致病菌（霍亂弧菌及傷寒桿菌）的培養(yǎng)基中，通過研究發(fā)現(xiàn)，該物質(zhì)有很強(qiáng)的抑菌作用，表明水牛乳具有很強(qiáng)的藥物研發(fā)前景。

3.2.5.3 抗氧化與抗衰老作用

由于人體會在外界環(huán)境影響及個體條件結(jié)合作用下不斷產(chǎn)生自由基，而產(chǎn)生自由基一般與衰老或一些癌癥相關(guān)，相關(guān)研究表明，水牛乳的某些重要成分及其制品具有清除自由基的作用。用益生菌水牛酸乳飼喂大鼠，結(jié)果表明，飼喂酸乳的大鼠體內(nèi)血液以及肝臟、結(jié)腸中的超氧化物歧化酶活性顯著高于對照組大鼠，表明該益生菌水牛酸乳能在一定程度上提高大鼠的自由基清除能力[28]。在60 ℃、pH 10.65條件下加入10 000 U/g堿性蛋白酶水解水牛乳酪蛋白，處理時間2.5 h，研究發(fā)現(xiàn)，得到的乳多肽能顯著降低D-半乳糖致衰老模型小鼠臟器和血清中的丙二醛含量，提高血清及小鼠臟器中超氧化物歧化酶活性，表明水牛乳中的乳多肽可以提高D-半乳糖致衰老模型小鼠的體內(nèi)自由基清除能力[29]。

3.3 水牛乳在加工中的優(yōu)勢

3.3.1 化學(xué)成分優(yōu)勢

在加工乳品時，干物質(zhì)含量是一個重要指標(biāo)。由表2可知，水牛乳干物質(zhì)含量較高，所以水牛乳相關(guān)的乳制品產(chǎn)出率會大大提高。水牛乳的乳脂肪含量高于普通牛乳，而且水牛乳中含碳原子數(shù)6～12的飽和脂肪酸含量高于普通牛乳，該碳原子數(shù)的飽和脂肪酸能有效維持人體腸道菌群穩(wěn)定、降低血脂及膽固醇，而且水牛乳中的長鏈飽和脂肪酸含量豐富，所以水牛乳乳脂的極性較大，對其乳化能力有很大的提升作用。水牛乳中的鈣、鎂等常見礦物質(zhì)含量及鈣磷比均高于普通牛乳[26]。

表2 水牛乳與普通牛乳的主要成分含量比較[26-27]Table 2 Comparison of main nutrient components between buffalo milk and bovine milk[26-27]

3.3.2 物理特性優(yōu)勢

由于水牛乳的熱容量低、熱導(dǎo)率高、可膨脹性好，需要緩慢的熱能流動和較低的能量值才能凝結(jié)[28]。由于水牛乳中的酪蛋白聚集形成酪蛋白膠團(tuán)，此時的酪蛋白膠團(tuán)直徑較大，并且該酪蛋白膠團(tuán)能形成彈性較大的蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，有益于水牛乳相關(guān)制品的制備[30]。

4 水牛乳制品

4.1 干酪

干酪可經(jīng)過特殊的發(fā)酵、酶解和濃縮工藝制成多種制品。水牛乳的物料性質(zhì)與普通牛乳不同，因此，在開發(fā)水牛乳干酪時需借鑒傳統(tǒng)干酪的制作方法，尤其在開發(fā)適合中國人口味的水牛乳干酪時，很多方面值得探討。魯紅巖[31]根據(jù)水牛乳的特性研究適合中國人食用的切達(dá)型益生菌水牛乳干酪，通過添加新篩選的益生菌菌株，結(jié)合單因素及響應(yīng)面分析方法探究最佳工藝參數(shù)，感官評價結(jié)果表明該產(chǎn)品符合大眾的口味，接受度高。梁曉琳等[32]利用凱氏定氮法測定荷斯坦牛乳切達(dá)干酪及中國特色水牛乳切達(dá)干酪成熟過程中磷鎢酸可溶性氮、三氯乙酸可溶性氮和pH 4.6可溶性氮含量變化，結(jié)果表明，在干酪成熟過程中，2 種干酪中3 種氮含量隨著成熟時間延長而增大，中國水牛乳干酪的磷鎢酸可溶性氮、三氯乙酸可溶性氮和pH 4.6可溶性氮含量高于荷斯坦牛乳干酪，表明水牛乳中蛋白質(zhì)的降解程度較徹底。這些研究都表明水牛乳制品相較于其他牛乳制品營養(yǎng)更豐富，有益于促進(jìn)中國特色水牛乳切達(dá)干酪在中國的發(fā)展。

4.2 發(fā)酵乳制品

水牛乳酸乳不僅能在合適的條件下快速發(fā)酵，而且能發(fā)酵產(chǎn)生良好風(fēng)味，所以水牛乳發(fā)酵酸乳大眾接受度較高。孫薈等[33]利用本實(shí)驗(yàn)室從長壽老人分泌物中分離出的優(yōu)良益生菌羅伊氏乳桿菌，與傳統(tǒng)發(fā)酵菌種保加利亞乳桿菌、嗜熱鏈球菌組合發(fā)酵水牛乳，通過優(yōu)化得出該發(fā)酵乳的最佳制備工藝為羅伊氏乳桿菌發(fā)酵劑、傳統(tǒng)發(fā)酵劑（保加利亞乳桿菌與嗜熱鏈球菌）質(zhì)量比2∶1、白砂糖添加量3.00%、發(fā)酵溫度40.00 ℃，此時發(fā)酵乳大眾接受度最高，羅伊氏乳桿菌活菌數(shù)高達(dá)1.033×10－8CFU/mL，保留高活菌數(shù)在提高風(fēng)味的同時也能很好地調(diào)節(jié)人體腸道健康，得到具有獨(dú)特益生性的水牛乳發(fā)酵乳。陳文碩等[34]結(jié)合廣西特色水果芒果與水牛乳作為原料進(jìn)行發(fā)酵，制作出具有廣西本地特色的風(fēng)味發(fā)酵乳。

4.3 液態(tài)乳與煉乳

水牛乳本身具有黏性，容易形成一層薄薄的奶油，而且固體含量高，使得水牛乳較濃稠，適合制作高品質(zhì)的液態(tài)乳制品。水牛乳液態(tài)乳的出現(xiàn)豐富了乳制品的種類，讓大眾有更多有營養(yǎng)的乳品選擇。另外，水牛乳的熱穩(wěn)定性與黃牛乳相當(dāng)，水牛乳質(zhì)量較好，風(fēng)味獨(dú)特。因此，水牛乳也適合制作煉乳，這是增加水牛乳價值的好方法。

4.4 奶油

奶油與乳清是干酪生產(chǎn)中的副產(chǎn)品，也是企業(yè)生產(chǎn)必須解決的問題，利用好奶油和乳清不僅能為企業(yè)提供更大的效益，也能很好地利用水牛乳豐富的營養(yǎng)。水牛乳中干物質(zhì)、脂肪、固形物含量高，由于水牛乳中丁酸含量高，使水牛乳乳化性增強(qiáng)，從而使稀奶油與鮮奶油更容易分離，可用于生產(chǎn)奶油，產(chǎn)率更高。另外，水牛乳本身具有醇厚的氣味，用水牛乳奶油制成的咖啡伴侶也有獨(dú)特的香甜氣味，更好地增加了奶油的附加值。

4.5 功能性產(chǎn)品

水牛乳含有大量的活性肽及免疫球蛋白，還含有一些特殊的抗炎物質(zhì)，對體弱多病的兒童和老人來說是理想的保健品。研究表明，水牛免疫乳可以預(yù)防和治療腸道微生物感染，一些研究者開始注意到免疫乳的其他生理功能，如抗衰老、抗過敏和抗炎癥等作用[35]?？寡趸钚噪难邪l(fā)成為近期研究的熱點(diǎn)，抗氧化活性肽具有清除各種自由基、抑制相關(guān)脂肪氧化反應(yīng)等抗氧化功效，在一定程度上能延緩機(jī)體的衰老。閉秋華等[36]以水牛乳為原料，分離純化得到乳清蛋白，通過5 種不同蛋白酶水解，制備抗氧化活性肽。研究發(fā)現(xiàn)，利用中性蛋白酶酶解得到的水牛乳乳清蛋白酶解液還原能力和1,1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基清除率較其他4 種酶高，并進(jìn)行了相應(yīng)的工藝優(yōu)化，制備出具有較高抗氧化活性的活性肽產(chǎn)品。袁靖琳等[37]利用銳孔法結(jié)合海藻酸鈉、殼聚糖作為微膠囊原料，制備高穩(wěn)定性的活性肽微膠囊，掃描電子顯微鏡結(jié)果表明，利用該方法制備的活性肽微膠囊結(jié)構(gòu)完整性能得到很好的保護(hù)，使得水牛乳活性肽微膠囊能在腸道內(nèi)很好地發(fā)揮其緩解腸道炎癥、維持腸道穩(wěn)態(tài)等作用。

5 結(jié) 語

水牛具有適應(yīng)性強(qiáng)、耐高溫高濕、耐粗飼及抗病力強(qiáng)等特點(diǎn)，與本土飼養(yǎng)水牛和黑白花奶牛相比，水牛的飼養(yǎng)成本低、收入穩(wěn)定、牲畜患病風(fēng)險(xiǎn)小，為生產(chǎn)者及加工者都能帶來良好的收益。而且相較于普通牛乳，水牛乳風(fēng)味醇厚，香氣怡人，含有很多有益于身體健康的物質(zhì)，因此水牛乳深受好評，水牛乳及制品的消費(fèi)市場大大增長，可進(jìn)一步研發(fā)水牛乳制品，豐富水牛乳產(chǎn)品種類。