發(fā)酵乳加工工藝及檢測(cè)技術(shù)研究進(jìn)展

李欣霏，王彩云，王新妍，楊?yuàn)檴?，烏日娜，張貴斌,，武俊瑞,

（1.沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，遼寧省食品發(fā)酵技術(shù)工程研究中心，沈陽市微生物發(fā)酵技術(shù)創(chuàng)新重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 遼寧 沈陽 110866；2.內(nèi)蒙古乳業(yè)技術(shù)研究院有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010110；3.遼寧輝山乳業(yè)集團(tuán)（沈陽）有限公司，遼寧 沈陽 110000）

近年來，隨著人們生活水平的提高和營養(yǎng)健康知識(shí)的普及，發(fā)酵乳制品因其豐富的營養(yǎng)價(jià)值和獨(dú)特的風(fēng)味、口感越來越受廣大消費(fèi)者的喜愛，在日常飲食市場(chǎng)份額中所占比重快速上升，由2010年的5%到2020年達(dá)到25%。然而，隨著近年來人們飲食結(jié)構(gòu)和消費(fèi)觀念的不斷轉(zhuǎn)變，過去單一、同質(zhì)化的發(fā)酵乳產(chǎn)品已經(jīng)不能滿足不同營養(yǎng)需求、不同健康狀況、不同飲食文化和習(xí)慣、不同健康安全意識(shí)人群的不同需要，市場(chǎng)開始不斷細(xì)分，對(duì)于差異化、個(gè)性化營養(yǎng)安全發(fā)酵乳制品的需求越來越迫切，這在一定程度上助推了發(fā)酵乳制品加工工藝及相關(guān)檢測(cè)技術(shù)不斷推陳出新和發(fā)展進(jìn)步。近年來，超高壓、微膠囊包埋、電子舌、電子鼻、近紅外光譜等新技術(shù)、新工藝獲得了重大進(jìn)展，發(fā)酵乳制品差異化、個(gè)性化加工檢測(cè)技術(shù)獲得突破[1]。市場(chǎng)上也涌現(xiàn)出山羊乳、牦牛乳、駱駝乳、馬乳、驢乳、植物基發(fā)酵乳以及益生菌發(fā)酵乳飲料、新型益生菌發(fā)酵乳、干酪棒、常溫酸乳、液體配方乳、代糖減糖發(fā)酵乳、低鹽低脂發(fā)酵乳、低敏發(fā)酵乳制品、酸乳塊等一大批新型發(fā)酵乳制品，極大地豐富了發(fā)酵乳種類，逐步滿足了廣大消費(fèi)者對(duì)于營養(yǎng)、安全、美味、高品質(zhì)、差異化、個(gè)性化發(fā)酵乳制品的市場(chǎng)需求，乳制品生產(chǎn)和消費(fèi)迎來了新的春天。

本文針對(duì)近年來國內(nèi)外有關(guān)發(fā)酵乳加工及檢測(cè)技術(shù)取得的相關(guān)研究成果與進(jìn)展，進(jìn)行綜述和總結(jié)歸納，以期為業(yè)內(nèi)研究人員與乳制品相關(guān)生產(chǎn)企業(yè)提供一定的參考和依據(jù)。

1 發(fā)酵乳加工新型原料的開發(fā)與應(yīng)用研究進(jìn)展

隨著人們生活水平和營養(yǎng)健康意識(shí)的不斷提高和進(jìn)步，單一以牛乳發(fā)酵而來的發(fā)酵乳品已經(jīng)不再能夠滿足大眾需求，人們更加追求營養(yǎng)價(jià)值高、品質(zhì)優(yōu)良、風(fēng)味獨(dú)特的發(fā)酵乳。在眾多影響發(fā)酵乳品質(zhì)的因素中，原料乳對(duì)其風(fēng)味、口感影響顯著[2]。

近年來，研究人員開始立足于對(duì)馬乳、羊乳、驢乳、鮮牦牛乳及植物酸乳（酸豆乳）等為原料乳進(jìn)行生產(chǎn)的發(fā)酵乳品的研究，例如，楊行等[3]對(duì)驢乳酸乳的發(fā)酵工藝進(jìn)行優(yōu)化，其研究結(jié)果證實(shí)在42 ℃、5.5 h發(fā)酵條件下，驢乳酸乳的品質(zhì)最佳。周雨等[4]從牦牛酸乳的營養(yǎng)價(jià)值、微生物組成、加工技術(shù)等方面研究青藏高原地區(qū)牦牛酸乳的現(xiàn)狀。張曉曉等[5]研究酸馬乳的營養(yǎng)成分、功效，結(jié)果表明，其營養(yǎng)價(jià)值豐富，具有較好的醫(yī)療價(jià)值和發(fā)展前景。這些新型原料乳，有的已廣泛應(yīng)用于食品和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，不僅具有高蛋白、低脂肪、低膽固醇等營養(yǎng)價(jià)值，還具有降血脂血壓、降血清膽固醇、軟化血管的功能特性，以及抗菌抑菌、抗癌抑癌、消炎止痛、抗疲勞、抗氧化等生理功效[6]。

2 發(fā)酵乳加工新型發(fā)酵劑的開發(fā)與應(yīng)用研究進(jìn)展

發(fā)酵乳的發(fā)酵劑通常為包括乳酸乳桿菌和乳鏈球菌菌株的混合發(fā)酵劑，克服了單一菌株易受噬菌體侵襲的弱點(diǎn)，保證發(fā)酵乳生產(chǎn)的正常進(jìn)行。Mani-López等[7]研究混合菌種發(fā)酵乳的培養(yǎng)條件，結(jié)果表明，通過混合發(fā)酵劑混合發(fā)酵所得的酸乳，產(chǎn)生的風(fēng)味物質(zhì)成分較為復(fù)雜，分布較為分散，其主體風(fēng)味物質(zhì)比單獨(dú)使用一種發(fā)酵菌發(fā)酵而得的普通酸乳更為豐富。印伯星等[8]在對(duì)人源多菌株益生菌發(fā)酵條件的研究中發(fā)現(xiàn)，混合乳酸菌發(fā)酵制備的酸乳質(zhì)量較好，混合的目的是利用菌種間的共生作用，這種多菌培養(yǎng)的復(fù)雜體系更有利于酸乳產(chǎn)生風(fēng)味物質(zhì)，其口感、風(fēng)味更加獨(dú)特。

此外，植物乳桿菌和雙歧桿菌也是應(yīng)用在發(fā)酵乳發(fā)酵過程中的主要益生菌菌株。楊慧[9]、賀菁[10]等在對(duì)植物乳桿菌Q7、植物乳桿菌KLDS 1.0391的研究中發(fā)現(xiàn)，在酸乳發(fā)酵過程中植物乳桿菌會(huì)有效減緩酸乳后酸化程度，在一定程度上提高酸乳的感官品質(zhì)、營養(yǎng)價(jià)值和益生作用。雙歧桿菌是一種重要的腸道有益微生物，對(duì)人體健康具有生物屏障、營養(yǎng)作用。隋馨瑤等[11]在對(duì)長雙歧桿菌耐氧性的研究中發(fā)現(xiàn)，長雙歧桿菌BBMN68具有較好的耐氧性能，Yang Haiying[12]、Zhu Jun[13]等的研究顯示，它能夠抑制體內(nèi)有害菌的生長，具有調(diào)節(jié)腸道功能、增強(qiáng)機(jī)體免疫力、改善便秘等生理功能。

應(yīng)用在發(fā)酵乳發(fā)酵中的常見益生菌菌株如表1所示。

表1 應(yīng)用在發(fā)酵乳發(fā)酵中的常見益生菌菌株Table1 Common probiotic strains used in fermented milk fermentation

3 發(fā)酵乳加工新技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用研究進(jìn)展

3.1 超高壓技術(shù)在發(fā)酵乳加工中的應(yīng)用

傳統(tǒng)的乳品生產(chǎn)加工中發(fā)酵乳的熱處理技術(shù)在滅菌的同時(shí)會(huì)導(dǎo)致乳品中營養(yǎng)物質(zhì)及活性成分流失，大大降低發(fā)酵乳本身的營養(yǎng)價(jià)值，同時(shí)伴隨著發(fā)酵乳品感官品質(zhì)及功能特性的變化。隨著新一代加工工藝的興起，以超高壓技術(shù)為代表的非熱殺菌技術(shù)隨之而來，因其可以有效保持乳中的營養(yǎng)成分、風(fēng)味和口感、提升發(fā)酵乳滋味品質(zhì)，因而在發(fā)酵乳加工過程中具有良好的應(yīng)用前景[14]。

Hernandez等[15]觀察超高壓技術(shù)處理后的原料乳在酸性條件下形成凝膠的性質(zhì)，結(jié)果表明，乳清析出量呈線性減少。Johnston等[16]在對(duì)凝固型酸乳生產(chǎn)工藝的研究中也發(fā)現(xiàn)，酸乳的凝膠強(qiáng)度隨著超高壓壓力增加而增加，同時(shí)經(jīng)過超高壓處理后，酸乳的持水力增加，乳清析出量明顯減少。以上研究均表明超高壓技術(shù)在乳品工業(yè)上的應(yīng)用可以提高發(fā)酵乳的凝膠硬度，改善其凝固性，具有一定的鎖水性，使其凝膠結(jié)構(gòu)更為致密。

發(fā)酵乳經(jīng)過發(fā)酵后，其中殘留的部分乳糖在貯存、運(yùn)輸、銷售等過程中繼續(xù)被保加利亞乳桿菌利用，轉(zhuǎn)化成乳酸，使得發(fā)酵乳的酸度繼續(xù)增高，pH值持續(xù)下降，這一現(xiàn)象為發(fā)酵乳的后酸化作用[17]。然而，Chawla等[18]的研究表明，牛乳經(jīng)100～1 200 MPa超高壓處理后可以在有效滅活微生物的同時(shí)不對(duì)其風(fēng)味、質(zhì)地、營養(yǎng)成分產(chǎn)生任何有害影響，抑制產(chǎn)品的后酸化作用，從而降低生產(chǎn)成本，有效延長產(chǎn)品貨架期。

發(fā)酵乳經(jīng)過超高壓技術(shù)處理可以控制產(chǎn)品的微生物指標(biāo)，明顯縮短變質(zhì)過程，延長其貨架期。隨著科技的不斷進(jìn)步，超高壓技術(shù)將更廣泛應(yīng)用于乳品的貯藏保鮮，通過超高壓處理間接影響乳品貨架期內(nèi)的品質(zhì)變化，從而延長乳制品貯藏期的技術(shù)工藝將不斷完善。

3.2 微膠囊包埋技術(shù)在發(fā)酵乳加工中的應(yīng)用

隨著發(fā)酵乳品的加工生產(chǎn)進(jìn)入大規(guī)模工業(yè)化階段，解決間歇性生產(chǎn)導(dǎo)致生產(chǎn)效率不高的問題顯得尤為關(guān)鍵。以微膠囊技術(shù)為代表的固定化技術(shù)為發(fā)酵乳工業(yè)化加工生產(chǎn)提供了技術(shù)支撐。微膠囊技術(shù)是利用高分子成膜材料，將固體、液體或氣體物質(zhì)包覆在密封薄囊膜內(nèi)的一種新型包埋技術(shù)，囊膜材料的選擇決定了微膠囊的性能，常用的微膠囊體系有海藻酸類、殼聚糖類、聚丙烯酸酯類和瓊脂類等[19]。

肖璐[20]通過擠壓法制備出一種酸乳-海藻酸鈉/殼聚糖微膠囊，對(duì)其性質(zhì)進(jìn)行測(cè)定的同時(shí)優(yōu)化了微膠囊的生產(chǎn)工藝，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，微膠囊的壁材可有效控制其進(jìn)入機(jī)體過程中胃液的酸解作用，對(duì)活菌在腸道內(nèi)定植起到一定的保護(hù)及促進(jìn)作用。與此類似，戚薇等[21]將制備出的雙層雙歧桿菌微膠囊顆粒添加到酸乳中，研究發(fā)現(xiàn)，15 d后酸乳中活菌數(shù)較高，說明該法能夠有效提高菌體的存活率和保存期。Mohamed[22]通過體外實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，微膠囊處理對(duì)凝固型酸乳的流變性質(zhì)、生化指標(biāo)、感官指標(biāo)及微生物指標(biāo)有一定的影響。宋雅娟[23]研究不同除氧劑、益生元、包埋條件對(duì)微膠囊化的影響，同時(shí)對(duì)微膠囊的特性和應(yīng)用進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)雙層包埋技術(shù)較單層包埋而言耐酸、耐膽鹽性更好，且在酸乳的最佳貯存期內(nèi)，雙歧桿菌和嗜酸乳桿菌的活菌數(shù)均可達(dá)到106CFU/mL，可見微膠囊技術(shù)對(duì)發(fā)酵乳中益生菌的保護(hù)作用較好。

微膠囊技術(shù)在發(fā)酵乳中的應(yīng)用保證了其內(nèi)部有益菌的存活率、控制其裂解釋放、抵抗性較好，有效避免胃液等強(qiáng)酸性物質(zhì)或環(huán)境對(duì)活菌數(shù)的影響。因此，微膠囊化在保護(hù)益生菌活性、提高發(fā)酵乳品穩(wěn)定性等方面起到了重要作用，具有重要的應(yīng)用前景。

4 發(fā)酵乳的新型檢測(cè)技術(shù)研究與應(yīng)用進(jìn)展

4.1 質(zhì)構(gòu)儀在發(fā)酵乳制品品質(zhì)分析中的應(yīng)用

發(fā)酵乳品的黏性、細(xì)膩度、爽滑度是評(píng)價(jià)其物理特性的重要指標(biāo)。通過質(zhì)構(gòu)儀的反擠壓裝置測(cè)定，采取特定模式，通過質(zhì)構(gòu)測(cè)試曲線對(duì)產(chǎn)品質(zhì)構(gòu)進(jìn)行分析，可對(duì)發(fā)酵乳的風(fēng)味、口感、品質(zhì)等進(jìn)行數(shù)字化評(píng)價(jià)，反映發(fā)酵乳的不同特性[24]。

目前研究所采用的質(zhì)構(gòu)儀主要包括TA-XT Plus型質(zhì)構(gòu)儀、TA-XT2i型質(zhì)構(gòu)儀、CT3型質(zhì)構(gòu)儀等。例如， 羅璠等[25]采用TA-XT Plus型質(zhì)構(gòu)儀測(cè)定酸乳的質(zhì)構(gòu)特性，研究不同原料乳對(duì)酸乳品質(zhì)的影響。吳進(jìn)菊等[26]采用TA-XT Plus型質(zhì)構(gòu)儀對(duì)由不同發(fā)酵劑制作的4 種不同品牌酸乳的質(zhì)構(gòu)進(jìn)行測(cè)定，對(duì)其滋味品質(zhì)的差異性進(jìn)行分析。李博等[27]研究草莓汁對(duì)低脂酸乳品質(zhì)的影響；按照Mousavi等[28]描述的方法，采用TA-XT2i型質(zhì)構(gòu)儀對(duì)低脂酸乳的硬度進(jìn)行測(cè)定，通過質(zhì)構(gòu)特性曲線圖得到酸乳的硬度。金星等[29]也使用此型號(hào)質(zhì)構(gòu)儀，采用TPA模式通過酸乳的硬度、彈性、黏附性、內(nèi)聚性等指標(biāo)描述熱處理乳清蛋白對(duì)凝固型酸乳品質(zhì)的影響。趙秀紅等[24]利用美國Brookfield公司的CT3質(zhì)構(gòu)儀，通過比較變質(zhì)前后攪拌型酸乳、凝固型酸乳及干酪的質(zhì)構(gòu)變化，通過質(zhì)構(gòu)測(cè)試曲線對(duì)產(chǎn)品質(zhì)構(gòu)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)通過質(zhì)構(gòu)儀評(píng)價(jià)乳制品品質(zhì)具有較好的直觀性和客觀性。

除此之外，質(zhì)構(gòu)儀還可用于乳制品實(shí)驗(yàn)室對(duì)發(fā)酵乳的黏稠度、黏附性、細(xì)膩程度和爽滑度等口感進(jìn)行數(shù)字化評(píng)價(jià)。鄭紅莉[30]通過A/BE反擠壓裝置測(cè)定酸乳的質(zhì)構(gòu)特性時(shí)發(fā)現(xiàn)，口感越黏稠的酸乳，正峰值和面積越大，內(nèi)聚力越大，對(duì)活塞下壓時(shí)的抵抗力越大，說明酸乳細(xì)膩度、爽滑性越差。通過建立酸乳的質(zhì)構(gòu)特性和質(zhì)構(gòu)儀力學(xué)傳感器受力值之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，可以將酸乳的風(fēng)味、口感、品質(zhì)量化，其應(yīng)用前景十分廣闊。

4.2 流變儀在發(fā)酵乳制品品質(zhì)分析中的應(yīng)用

流變儀是用于測(cè)定食品流變性質(zhì)的儀器，通過獲取食品內(nèi)部的流變參量，進(jìn)行流變分析，解決實(shí)際生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的問題，控制產(chǎn)品質(zhì)量品質(zhì)。

流變儀技術(shù)較早應(yīng)用于高分子聚合物特性研究中，在食品尤其是發(fā)酵乳中的研究近幾年來日漸增多。李博等[27]研究草莓汁對(duì)低脂酸乳品質(zhì)的影響，按照Fu Renjie等[31]描述的方法采用R/S Plus旋轉(zhuǎn)流變儀，測(cè)定草莓低脂酸乳的黏度，研究草莓汁對(duì)低脂酸乳品質(zhì)的改善作用。金星等[29]采用TA DHR型流變儀測(cè)定凝固型酸乳的流變測(cè)試參數(shù)，研究熱處理乳清蛋白對(duì)凝固型酸乳流變特性的影響。 潘蕾等[32]使用Anton Paar Physica MCR301流變儀對(duì)所研制的低脂高纖長保質(zhì)期飲用型酸乳的質(zhì)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè)。

以上研究結(jié)果均表明，隨著流變儀技術(shù)在國內(nèi)外的迅速發(fā)展和深入研究，更多業(yè)內(nèi)研究人員較為廣泛地使用可以科學(xué)、準(zhǔn)確、客觀反映產(chǎn)品品質(zhì)的流變儀對(duì)發(fā)酵乳品進(jìn)行分析研究。流變儀在今后的食品工業(yè)中將得到更為長足的發(fā)展，其在發(fā)酵乳質(zhì)構(gòu)檢測(cè)方面的應(yīng)用也為改善發(fā)酵乳的生產(chǎn)工藝配方與提高產(chǎn)品質(zhì)量提供了一定依據(jù)和參考價(jià)值。

4.3 電子舌在發(fā)酵乳制品品質(zhì)分析中的應(yīng)用

電子舌技術(shù)是一種通過模擬人的舌頭感知樣品味覺感官指標(biāo)的一種新型檢測(cè)手段。電子舌按照傳感器陣列的不同可分為電勢(shì)型、光學(xué)型、伏安型及其他類型電子舌，目前基于光化學(xué)反應(yīng)原理的伏安型電子舌，在乳品的品質(zhì)管控方面應(yīng)用較為廣泛[33]。

Winquist等[34]應(yīng)用伏安型電子舌評(píng)價(jià)原料乳變質(zhì)情況，將其引入乳品生產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)對(duì)牛乳加工過程中的品質(zhì)管控。Dias等[35]則將電子舌技術(shù)應(yīng)用于羊乳中摻入牛乳的摻偽檢測(cè)。發(fā)酵乳的滋味是決定消費(fèi)者選購欲的重要因素，也是不同產(chǎn)品中最有區(qū)分度的因素，我國對(duì)于電子舌技術(shù)在發(fā)酵乳品品質(zhì)和滋味區(qū)分上的應(yīng)用也很多。Wei Zhenbo等[36]利用電子舌技術(shù)對(duì)6 種凝固型酸乳進(jìn)行分類，主成分分析和判別函數(shù)分析發(fā)現(xiàn)，電子舌對(duì)6 種酸乳有很好的區(qū)分效果。韓千慧等[37]通過SA 402B型電子舌測(cè)定制備的褐色酸乳和普通酸乳味感指標(biāo)的相對(duì)強(qiáng)度。叢艷君等[38]采用ASTREE II電子舌系統(tǒng)，對(duì)酸乳滋味和干酪滋味品質(zhì)進(jìn)行區(qū)分和鑒別。

現(xiàn)如今電子舌技術(shù)在科研工作中已不再單一使用，其與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)及感官仿生技術(shù)聯(lián)用的情況更多，能夠快速提供被測(cè)樣品組分的整體信息，靈敏性、可靠性、重復(fù)性較高，為發(fā)酵乳的智能化品質(zhì)評(píng)價(jià)提供了一定的理論依據(jù)[39]。

4.4 電子鼻在發(fā)酵乳制品品質(zhì)分析中的應(yīng)用

電子鼻技術(shù)是繼電子舌技術(shù)之后發(fā)展起來的一種模擬人鼻子功能的食品風(fēng)味檢測(cè)裝置，主要由傳感器陣列和模式識(shí)別系統(tǒng)構(gòu)成。陣列中的傳感器與樣品中的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)結(jié)合，產(chǎn)生不同響應(yīng)信號(hào)，與數(shù)據(jù)庫中大量風(fēng)味物質(zhì)信息進(jìn)行比較、判斷、鑒別，從而分析樣品中物質(zhì)組分，得到樣品中揮發(fā)風(fēng)味物質(zhì)的整體信息[40]。

目前國內(nèi)外對(duì)電子鼻的研究層出不窮，其在乳品中的應(yīng)用包括產(chǎn)品貯藏時(shí)間和成熟期的預(yù)測(cè)、揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)成分分析、不同加工條件下乳品的分類、乳品摻假摻雜檢驗(yàn)等[41-42]。白麗娟等[43]利用Airsense PEN3型便攜式電子鼻系統(tǒng)對(duì)羊乳發(fā)酵前后揮發(fā)性成分進(jìn)行檢測(cè)和分析，采用主成分分析、線性判別分析等處理方法進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，判定其風(fēng)味的變化，體現(xiàn)出發(fā)酵羊乳貯藏期間揮發(fā)性成分的變化趨勢(shì)。郭奇慧等[44]應(yīng)用該型號(hào)電子鼻對(duì)不同貨架期的酸乳進(jìn)行區(qū)分和檢驗(yàn)，還通過對(duì)不同貯藏時(shí)間的酸乳進(jìn)行氣味測(cè)定，運(yùn)用單因素試驗(yàn)等方法確定了一組電子鼻最佳測(cè)定參數(shù)。此類研究結(jié)果均表明，電子鼻能有效區(qū)分發(fā)酵乳的風(fēng)味特征，反映發(fā)酵乳貯藏過程中風(fēng)味物質(zhì)的整體變化規(guī)律，在發(fā)酵乳的質(zhì)量評(píng)價(jià)中具有重要應(yīng)用價(jià)值。

發(fā)酵乳品中的香味物質(zhì)主要來源于脂肪酸的氧化以及菌種發(fā)酵過程產(chǎn)生的揮發(fā)性芳香化合物和乳酸[45]。 電子鼻作為一種新型檢測(cè)技術(shù)，可以避免人工鑒別受到主觀因素的影響，更加客觀、準(zhǔn)確地測(cè)定相關(guān)參數(shù)，控制乳品質(zhì)量[46]。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，電子鼻將在乳品企業(yè)具有較好的發(fā)展和應(yīng)用前景，該項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展為乳品風(fēng)味改善和乳品風(fēng)味的研究提供技術(shù)支持和理論參考。

4.5 氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)在發(fā)酵乳制品品質(zhì)分析中的應(yīng)用

氣相色譜對(duì)有機(jī)化合物具有較好的分離、分辨能力，而質(zhì)譜則是準(zhǔn)確鑒定化合物的有效手段，二者結(jié)合而成的氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)集高效分離和準(zhǔn)確定量為一體，分析取樣量少，檢出限較低，越來越多地應(yīng)用于食品有機(jī)物分析中，尤其是乳品工業(yè)中[47]。

Breme等[48]利用頂空固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)對(duì)草莓酸乳中的風(fēng)味化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行定量分析，發(fā)現(xiàn)其主要成分為醇類和脂肪酸酯。白雪等[49]對(duì)微生物脂肪酶處理前后的奶貝及酸乳中的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)頂空固相微萃取后，使用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀分析測(cè)定其中揮發(fā)性組分并計(jì)算相對(duì)含量。目前國內(nèi)外對(duì)于乳品中風(fēng)味成分的研究處于前沿階段，氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)向著更多元化的方向發(fā)展，其與頂空固相微萃取等多種技術(shù)的聯(lián)用得到了極大應(yīng)用。賀紅軍等[50]采用頂空固相微萃取法富集提取出紫薯酸乳和普通酸乳中的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)，通過GC-MS-2010型氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀對(duì)風(fēng)味化合物進(jìn)行分離檢測(cè)，進(jìn)而比較、鑒定不同酸乳。 馬艷麗等[51]通過固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜分析法檢測(cè)出傳統(tǒng)中式干酪與西方切達(dá)干酪中風(fēng)味物質(zhì)的差異，發(fā)現(xiàn)奶疙瘩中揮發(fā)性化合物種類較多，約為切達(dá)干酪的2 倍。張玥琪等[52]應(yīng)用頂空固相微萃取法及同時(shí)蒸餾萃取法提取出藍(lán)波干酪中的揮發(fā)性風(fēng)味成分后，利用G7890B-5977A型氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀對(duì)藍(lán)波干酪進(jìn)行分離鑒定，確定了其主要風(fēng)味組分。

由此可見，通過氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)可檢測(cè)發(fā)酵乳制品中的各種揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)含量及種類，較準(zhǔn)確地分析發(fā)酵乳制品的特征感官風(fēng)味與風(fēng)味物質(zhì)的相關(guān)性，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜體系中有機(jī)物的定性及定量測(cè)定，為乳品企業(yè)發(fā)酵乳制品相關(guān)品質(zhì)的監(jiān)測(cè)和改進(jìn)提供理論依據(jù)。

4.6 全自動(dòng)氨基酸分析儀在發(fā)酵乳制品品質(zhì)分析中的應(yīng)用

目前，氨基酸的分析方法主要有熒光光譜法、化學(xué)法、電化學(xué)法和分光光度法等，其中熒光光譜法中的全自動(dòng)氨基酸分析儀法具有分析時(shí)間快、適用范圍廣泛、靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)，在現(xiàn)代食品氨基酸含量的測(cè)定及分析中應(yīng)用較廣泛[53]。

全自動(dòng)氨基酸分析儀應(yīng)用在乳及乳制品中的研究已有很多，目前實(shí)驗(yàn)室所用的全自動(dòng)氨基酸分析儀有日立公司的L-8800、L-8900型氨基酸自動(dòng)分析儀、835-50型氨基酸分析儀及英國Biochrom公司30＋系列全自動(dòng)氨基酸分析儀等。王全利等[54]采用L-8800型氨基酸自動(dòng)分析儀測(cè)定酸乳發(fā)酵過程中各種游離氨基酸含量的變化。 周煒等[55]通過L-8800型氨基酸分析儀對(duì)發(fā)酵乳貯藏過程中氨基酸含量和組分進(jìn)行分析。王一然[56]通過L-8900型高效氨基酸分析儀在不同發(fā)酵條件下測(cè)定發(fā)酵酸乳中游離氨基酸含量，從而探究不同發(fā)酵條件對(duì)酸乳營養(yǎng)品質(zhì)的影響。李蕊等[57]使用該型號(hào)氨基酸分析儀研究添加不同益生元對(duì)酸乳中游離氨基酸含量、種類的影響，并對(duì)其進(jìn)行相關(guān)性分析和營養(yǎng)評(píng)價(jià)。

通過全自動(dòng)氨基酸分析儀對(duì)發(fā)酵乳進(jìn)行快速檢測(cè)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)營養(yǎng)成分分析，操作簡單快捷、準(zhǔn)確性和可靠性高，不使用有毒衍生試劑，減少了人工衍生帶來的誤差，降低了安全風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，全自動(dòng)氨基酸分析儀對(duì)發(fā)酵乳中氨基酸含量進(jìn)行高通量檢測(cè)，還可用于產(chǎn)品的質(zhì)量控制、營養(yǎng)成分的確定及真?zhèn)舞b別等方面研究，具有廣闊的應(yīng)用前景。

4.7 近紅外光譜技術(shù)在發(fā)酵乳制品品質(zhì)分析中的應(yīng)用

與傳統(tǒng)方法相比，近紅外光譜技術(shù)是近些年來迅速發(fā)展的一種新型無損檢測(cè)方法，可用于乳品的快速檢測(cè)，具有檢測(cè)準(zhǔn)確度高、測(cè)試速度快、對(duì)樣品無損傷等特點(diǎn)，這為發(fā)酵乳的高效、無損、多組分檢測(cè)提供了新的參考。

孫雷[58]選用傅里葉變換近紅外光譜儀采集酸乳樣品的光譜圖，使用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和偏最小二乘法建立預(yù)測(cè)模型，用近紅外光譜分析法預(yù)測(cè)酸乳中蛋白質(zhì)和脂肪含量；郭美蘭等[59]的研究表明，采用不同光譜預(yù)處理方法對(duì)含有摻偽蛋白、水、三聚氰胺、糊精的摻雜乳品進(jìn)行快速鑒別，可行性好、可靠度高，可以有效檢測(cè)出乳品摻雜情況，這為企業(yè)產(chǎn)品的控制和監(jiān)管提供了新的理論思路和方法，可用于實(shí)際生產(chǎn)。張華秀等[60]將Boosting-偏最小二乘法與近紅外漫反射光譜結(jié)合，建立模型，測(cè)定乳粉中蛋白質(zhì)含量。

4.8 蛋白質(zhì)快速檢測(cè)儀在發(fā)酵乳制品品質(zhì)分析中的應(yīng)用

有研究人員開發(fā)了蛋白質(zhì)快速檢測(cè)儀，實(shí)現(xiàn)對(duì)企業(yè)機(jī)械化生產(chǎn)的乳品快速檢測(cè)，例如，馮旭東等[61]使用GDYN-200S型蛋白質(zhì)快速檢測(cè)儀測(cè)定乳品中蛋白質(zhì)含量，同時(shí)考察時(shí)間、溫度等因素對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響，與凱氏定氮法測(cè)定結(jié)果對(duì)比，確定儀器可靠性。以上檢測(cè)方法操作簡便省時(shí)、準(zhǔn)確度高、精密度高，還可用于檢測(cè)不同來源的蛋白及批量樣品的快速測(cè)定，技術(shù)發(fā)展?jié)摿Σ蝗菪∮U。

4.9 高光譜分析技術(shù)在發(fā)酵乳制品品質(zhì)分析中的應(yīng)用

通過計(jì)數(shù)發(fā)酵乳中的活菌總數(shù)可以判斷發(fā)酵乳品品質(zhì)的優(yōu)劣和功能活性的高低。石吉勇等[62]將新型高光譜分析技術(shù)和乳品菌落計(jì)數(shù)方法相結(jié)合，研究發(fā)酵乳中發(fā)酵菌種的光譜差異，可同時(shí)準(zhǔn)確計(jì)數(shù)每種益生菌總數(shù)，更直觀觀察各種益生菌的生長情況。高光譜分析技術(shù)應(yīng)用在混合菌種發(fā)酵乳品中，對(duì)每種益生菌同步計(jì)數(shù)的可行性較高，可直觀、客觀、準(zhǔn)確、高效地計(jì)數(shù)發(fā)酵乳中每種益生菌總數(shù)。

4.10 新型菌落總數(shù)快速檢測(cè)卡在發(fā)酵乳制品品質(zhì)分析中的應(yīng)用

江學(xué)成[63]發(fā)明了一種實(shí)用新型菌落總數(shù)快速檢測(cè)卡，合理利用計(jì)數(shù)空間，降低生產(chǎn)成本，操作簡單方便，更容易計(jì)數(shù)，為快速、準(zhǔn)確進(jìn)行菌落計(jì)數(shù)提供了新的檢測(cè)思路。梁春梅等[64]通過樣品實(shí)驗(yàn)、精密度實(shí)驗(yàn)、定量限實(shí)驗(yàn)、線性實(shí)驗(yàn)，比對(duì)快速菌落總數(shù)測(cè)試片法與國標(biāo)方法檢測(cè)乳樣菌落總數(shù)的統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，驗(yàn)證其一致性，提高了乳品中菌落總數(shù)的檢測(cè)效率。

這些新型的發(fā)酵乳中菌落計(jì)數(shù)方法免除了傳統(tǒng)方法計(jì)數(shù)要使用不同培養(yǎng)基的復(fù)雜繁瑣，可較為精確、高效地檢測(cè)出菌落總數(shù)，為快速鑒定發(fā)酵乳品質(zhì)提供了檢測(cè)依據(jù)，滿足了現(xiàn)階段乳品實(shí)際生產(chǎn)和快速檢測(cè)中菌落計(jì)數(shù)的需要。

4.11 代謝組學(xué)技術(shù)在發(fā)酵乳制品品質(zhì)分析中的應(yīng)用

發(fā)酵乳的發(fā)酵過程較為復(fù)雜，發(fā)酵后的乳品品質(zhì)受多方面因素影響，常規(guī)的研究方法難以詳細(xì)探究影響發(fā)酵乳品營養(yǎng)成分、口感、風(fēng)味的因素和影響機(jī)制。代謝組學(xué)技術(shù)作為新興的組學(xué)技術(shù)，以基因組學(xué)和蛋白組學(xué)的研究思想為依據(jù)，對(duì)所有代謝產(chǎn)物的組成進(jìn)行定量分析，并尋找代謝產(chǎn)物含量變化與目標(biāo)物質(zhì)變化情況的對(duì)應(yīng)關(guān)系，進(jìn)而研究整個(gè)體系的代謝途徑[65]。

王一然[56]通過液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)對(duì)不同發(fā)酵溫度下厭氧發(fā)酵的酸乳代謝產(chǎn)物進(jìn)行代謝組學(xué)分析，研究其代謝通路變化和差異代謝產(chǎn)物。Settachaimongkon等[66]采用頂空固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜和核磁共振氫譜分別鑒定酸乳中的35 種揮發(fā)性物質(zhì)和43 種非揮發(fā)性極性代謝產(chǎn)物，根據(jù)代謝產(chǎn)物的特征探究決定酸乳發(fā)酵過程和品質(zhì)的關(guān)鍵因素。Lu Yi等[67]利用核磁共振技術(shù)對(duì)不經(jīng)過任何預(yù)處理的酸乳發(fā)酵過程中所產(chǎn)生的各種物質(zhì)進(jìn)行分析測(cè)定，快速、直接地實(shí)現(xiàn)復(fù)雜化學(xué)成分的非靶向代謝產(chǎn)物測(cè)定。

隨著組學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步，在常用的微生物代謝組學(xué)研究方法基礎(chǔ)上，采用超高效液相色譜-四極桿飛行時(shí)間質(zhì)譜（ultra-performance liquid chromatographyquadrupole-time-of-flight mass spectrometry，UPLC-QTOF-MS）等新型代謝組學(xué)技術(shù)研究發(fā)酵乳發(fā)酵過程中益生菌活性的相關(guān)報(bào)道也逐漸增多。王越男[68]利用UPLCQ-TOF-MS結(jié)合多元統(tǒng)計(jì)分析方法對(duì)植物乳桿菌P-8與商業(yè)發(fā)酵劑YC-X11復(fù)配得到的發(fā)酵乳小分子代謝產(chǎn)物進(jìn)行鑒定，從代謝組學(xué)角度分析其相對(duì)于普通單菌發(fā)酵乳的優(yōu)勢(shì)。與此類似，潘琳等[69]應(yīng)用UPLC-Q-TOF-MS、代謝組學(xué)技術(shù)結(jié)合統(tǒng)計(jì)學(xué)方法揭示了俄羅斯布里亞特傳統(tǒng)酸乳和市售酸乳之間代謝產(chǎn)物含量上的差異。

代謝組學(xué)技術(shù)能夠高效鑒定代謝產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)，保留和反映代謝產(chǎn)物的總體信息，從而利于全面分析發(fā)酵乳發(fā)酵過程中產(chǎn)生的各種代謝產(chǎn)物組成變化情況和代謝機(jī)理，這一能夠從整體水平檢測(cè)代謝特征的組學(xué)技術(shù)為乳品高通量分析鑒定提供了新的研究思路。

4.12 蛋白組學(xué)技術(shù)在發(fā)酵乳制品品質(zhì)分析中的應(yīng)用

蛋白質(zhì)組學(xué)是以蛋白質(zhì)組為研究對(duì)象，研究其結(jié)構(gòu)功能、組成成分、表達(dá)水平、修飾狀態(tài)以及各蛋白質(zhì)之間的相互關(guān)聯(lián)作用、變化規(guī)律的科學(xué)，其研究技術(shù)主要包括蛋白質(zhì)分離技術(shù)與蛋白質(zhì)鑒定技術(shù)[70]。

乳蛋白是乳中最為重要的營養(yǎng)成分，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、種類繁多，為了對(duì)乳中蛋白質(zhì)進(jìn)行較為系統(tǒng)、深入的研究，不少研究者將蛋白組學(xué)技術(shù)應(yīng)用于乳品行業(yè)。例如，陳笛[71]利用蛋白組學(xué)技術(shù)對(duì)均質(zhì)及不同熱處理加工后的羊乳蛋白進(jìn)行比較定量，進(jìn)而推斷各加工處理因素對(duì)酸乳品質(zhì)的影響；楊梅等[72]通過十二烷基硫酸鈉-聚丙烯酰胺凝膠電泳將牛乳蛋白分離，酶解后進(jìn)行電噴霧質(zhì)譜鑒定，分析牛乳中不同蛋白質(zhì)的組成和功能；翟征遠(yuǎn)[73]通過將蛋白組學(xué)和轉(zhuǎn)錄水平分析相結(jié)合，應(yīng)用基質(zhì)輔助激光解吸電離-飛行時(shí)間質(zhì)譜等蛋白組學(xué)技術(shù)對(duì)德氏乳桿菌保加利亞亞種CAUH1發(fā)酵乳酸脅迫下的差異蛋白進(jìn)行分離鑒定，然后通過聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)分析差異蛋白在轉(zhuǎn)錄水平上的變化。

蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)定量精確，適用范圍廣泛，發(fā)展迅速，為目前較為前沿的高通量技術(shù)手段。現(xiàn)今隨著對(duì)其研究的逐步深入，蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)已經(jīng)擺脫傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方法的弊端，為從動(dòng)態(tài)的整體蛋白質(zhì)水平上研究蛋白間的相互作用提供了可能。

4.13 高通量測(cè)序技術(shù)在發(fā)酵乳制品品質(zhì)分析中的應(yīng)用

高通量測(cè)序技術(shù)以能一次并行對(duì)較大數(shù)量的DNA分子進(jìn)行序列測(cè)定和一般讀長較短等為標(biāo)志，又被稱為深度測(cè)序[74]。近幾年來，高通量測(cè)序技術(shù)被廣泛應(yīng)用于乳品微生物研究，尤其在發(fā)酵乳品的品質(zhì)檢測(cè)與工藝改進(jìn)方面起到了一定的促進(jìn)作用。

劉怡萱等[75]基于16S rDNA高通量測(cè)序方法研究西藏農(nóng)區(qū)和牧區(qū)2 種生產(chǎn)方式的牦牛酸乳中菌群結(jié)構(gòu)的多樣性，結(jié)果表明，不同地區(qū)的牦牛酸乳菌群具有顯著差異，但優(yōu)勢(shì)菌屬相同。與此類似，張敏等[76]應(yīng)用高通量測(cè)序技術(shù)對(duì)新疆地區(qū)的不同種類原料乳及其對(duì)應(yīng)的酸乳中微生物的多樣性和細(xì)菌群體結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)酸乳發(fā)酵過程中環(huán)境因素會(huì)影響其微生物多樣性，從而造成乳品間菌群組成的差異性。馬才仁卓瑪?shù)萚77]通過Illumina Miseq高通量測(cè)序技術(shù)對(duì)西藏林芝傳統(tǒng)發(fā)酵酸乳和酪乳樣品進(jìn)行細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)分析，結(jié)果顯示，二者的菌群組成具有一定的相似度和差異性。同時(shí)，基于發(fā)酵乳的貯藏溫度與時(shí)間對(duì)乳中微生物組成的重要性，利用高通量測(cè)序技術(shù)研究冷藏條件對(duì)發(fā)酵乳及其原料乳中細(xì)菌群落的影響有助于檢測(cè)和改善液態(tài)乳的品質(zhì)和安全[78]。 瑪依樂·艾海提等[79]使用高通量454焦磷酸測(cè)序技術(shù)對(duì)新疆傳統(tǒng)發(fā)酵酸乳中微生物類群及群落結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，進(jìn)而探討酸乳中微生物群落多樣性。

目前，測(cè)序更快、便攜性更高的新一代測(cè)序設(shè)備正在研制過程中，不同測(cè)序技術(shù)的互補(bǔ)聯(lián)用使發(fā)酵乳品質(zhì)、加工、檢測(cè)等方面的研究走向成熟。這一技術(shù)的興起將會(huì)不斷推動(dòng)乳品行業(yè)的發(fā)展，為乳品行業(yè)食品微生物水平的控制提供一定的參考價(jià)值[80]。

5 結(jié) 語

目前，隨著人們生活水平的提高，對(duì)于發(fā)酵乳的口感、風(fēng)味、營養(yǎng)價(jià)值等有了更高要求。與發(fā)酵乳相關(guān)的新型加工工藝及高新的檢測(cè)技術(shù)不斷出現(xiàn)，正在不斷刷新和改變著人們對(duì)于營養(yǎng)健康的原有認(rèn)識(shí)和理解。本文綜述發(fā)酵乳的新型加工工藝，包括以馬乳、驢乳、牦牛乳為主的新型原料，以雙歧桿菌、植物乳桿菌等混合而成的新型發(fā)酵劑，以超高壓技術(shù)和微膠囊技術(shù)為主的新型技術(shù)，以及發(fā)酵乳的新型檢測(cè)技術(shù)，包括結(jié)構(gòu)檢測(cè)新技術(shù)（質(zhì)構(gòu)儀、流變儀）、風(fēng)味檢測(cè)新技術(shù)（電子舌、電子鼻、氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)）、營養(yǎng)檢測(cè)新技術(shù)（全自動(dòng)氨基酸分析儀、近紅外光譜技術(shù)、蛋白質(zhì)快速檢測(cè)儀）、菌落計(jì)數(shù)新方法（高光譜分析技術(shù)、新型菌落總數(shù)快速檢測(cè)卡）、組學(xué)技術(shù)（代謝組學(xué)技術(shù)、蛋白組學(xué)技術(shù)）、高通量測(cè)序技術(shù)等。

隨著科技的不斷發(fā)展和進(jìn)步，以電子芯片和內(nèi)置機(jī)器人等人工智能為主導(dǎo)的尖端科技應(yīng)用于控制發(fā)酵乳品質(zhì)量及在線生產(chǎn)監(jiān)測(cè)的技術(shù)將不斷成熟，前沿的加工工藝及高新的檢測(cè)技術(shù)會(huì)在發(fā)酵乳相關(guān)產(chǎn)品質(zhì)量安全性與貯藏穩(wěn)定性的控制方面起到關(guān)鍵性促進(jìn)作用。同時(shí)，多種新型技術(shù)在科研領(lǐng)域互補(bǔ)聯(lián)用，相互融合，其與計(jì)算機(jī)技術(shù)等應(yīng)用學(xué)科相結(jié)合的情況將更為多見，這更有利于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理和分析。這些關(guān)于發(fā)酵乳加工及檢測(cè)技術(shù)的研究新進(jìn)展可以對(duì)發(fā)酵乳的營養(yǎng)價(jià)值、口感、風(fēng)味、產(chǎn)品質(zhì)量、代謝情況、微生態(tài)環(huán)境、內(nèi)部各組分含量的真實(shí)變化及差異做出更為全面的闡釋，從而為發(fā)酵乳的生產(chǎn)加工、品質(zhì)管控、貯藏保鮮提供一定的理論基礎(chǔ)和技術(shù)支撐。