液態(tài)牛初乳功能性食品開發(fā)及應(yīng)用前景

趙紅宇 周盛華 景志剛 王春柳 關(guān)文鳳

摘 要：牛初乳粉作為普通食品原料可添加到各類固態(tài)食品中，但受到原料微生物水平的限制，很難應(yīng)用到液態(tài)食品中。本文分析了牛初乳產(chǎn)品市場(chǎng)現(xiàn)狀和液態(tài)牛初乳功能性食品的開發(fā)，展望了液態(tài)牛初乳功能性食品的應(yīng)用前景，可拓展牛初乳的產(chǎn)品類型，發(fā)展前景廣闊。

關(guān)鍵詞：牛初乳;液態(tài);生物活性

Abstract： As a common food raw material， colostrum powder can be added to all kinds of solid food， but it is difficult to be applied to liquid food due to the limitation of microbial level of raw material. This paper analyzes the current market situation of bovine colostrum products and the development of liquid bovine colostrum functional food， and looks forward to the application prospect of liquid bovine colostrum functional food， which can expand the product types of bovine colostrum and has a broad development prospect.

Keywords： bovine colostrum; liquid; bioactivity

1 牛初乳簡(jiǎn)介

牛初乳是健康奶牛分娩后最初幾天由乳腺分泌的乳汁，尤其是前3 d所產(chǎn)的乳汁[1-3]。牛初乳色黃，有苦味和異臭味，其蛋白質(zhì)、脂肪、無機(jī)鹽和維生素的含量均顯著高于常乳。牛初乳因含有豐富的乳蛋白和乳球蛋白，耐熱性能差，加熱至60 ℃以上即開始形成凝塊，因此不能直接出售，也不能直接混入常乳中用于常規(guī)乳品加工。相比牛初乳的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，人類食用牛初乳更重視其免疫球蛋白、乳鐵蛋白等功效成分。隨著現(xiàn)代乳品工業(yè)和生物科學(xué)的發(fā)展，牛初乳作為一種新型的功能性食品越來越受到人們的重視。

牛初乳是原生營(yíng)養(yǎng)復(fù)合體，含有超過250種功能活性成分和營(yíng)養(yǎng)素，包括免疫因子（免疫球蛋白IgG、免疫球蛋白IgA、免疫球蛋白IgM、免疫球蛋白IgE和免疫球蛋白IgD等）、生長(zhǎng)因子（胰島素樣生長(zhǎng)因子IGF-1、神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)因子NGF、表皮生長(zhǎng)因子FGF、轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子TGF和纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子FGF等）[4]、低聚糖（唾液酸乳糖、巖藻糖基乳糖、N-乙酰氨基葡萄糖等）[5-6]和功能性脂質(zhì)（生長(zhǎng)激素GH、促性腺激素-釋放激素GnRH）[7]等，具有免疫調(diào)節(jié)和平衡、胃腸道修復(fù)和穩(wěn)定及促進(jìn)生長(zhǎng)發(fā)育等多種生理功能[8-10]。在很多國(guó)家和地區(qū)，牛初乳長(zhǎng)期作為功能食品或抗病食物，用來促進(jìn)兒童生長(zhǎng)發(fā)育，改善成人的身體狀況，如印度和斯堪的納維亞，牛初乳被用于制作糖果布丁和其他傳統(tǒng)食品，同時(shí)也作為一種對(duì)健康有益的膳食補(bǔ)充劑投放市場(chǎng)[11-14]。在歐盟，初乳補(bǔ)充劑被認(rèn)定對(duì)健康有多種益處，包括增強(qiáng)免疫力和胃腸道健康[15]。2008年，我國(guó)已對(duì)牛初乳進(jìn)行了流行病學(xué)調(diào)查。牛初乳臨床試驗(yàn)證明補(bǔ)充牛初乳能改善嬰幼兒的消化道和呼吸系統(tǒng)疾病。郝麗萍等[16]研究發(fā)現(xiàn)，服用牛初乳的嬰幼兒在腹瀉和呼吸道感染方面確有減少發(fā)病頻率、縮短病程和輔助療效的作用。近幾十年，隨著科技的發(fā)展，初乳逐漸實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)，可將產(chǎn)乳區(qū)的豐富初乳資源制成終端產(chǎn)品。2005年12月，中國(guó)官方發(fā)布牛初乳行業(yè)規(guī)范。牛初乳被外國(guó)科學(xué)家描述為“大自然的真正白金食品”。2000年，美國(guó)食品科技學(xué)會(huì)（Institute of Food Technologists，IFT）將牛初乳列為21世紀(jì)最佳發(fā)展前景的非草藥類天然健康食品。

2 牛初乳產(chǎn)品市場(chǎng)現(xiàn)狀

生產(chǎn)牛初乳有2種方法，即低溫冷凍干燥法和低溫噴霧干燥法，對(duì)應(yīng)2種產(chǎn)品形式——牛初乳凍干粉和牛初乳噴霧粉。由于冷凍干燥工藝簡(jiǎn)單、設(shè)備成熟，國(guó)內(nèi)大多數(shù)牛初乳生產(chǎn)企業(yè)都是生產(chǎn)牛初乳凍干粉，僅有少數(shù)企業(yè)可以生產(chǎn)牛初乳噴霧粉，而國(guó)外以生產(chǎn)牛初乳噴霧粉為主。目前，美國(guó)是比較大的牛初乳生產(chǎn)國(guó)家，其次是新西蘭與歐洲，但從消費(fèi)市場(chǎng)來說，亞太地區(qū)是最大的消費(fèi)市場(chǎng)，以我國(guó)為首，我國(guó)人口眾多且對(duì)膳食補(bǔ)充劑的需求較大。2000年，國(guó)內(nèi)牛初乳市場(chǎng)規(guī)模約有2億元～3億元，2017年第二屆國(guó)際牛初乳研究與應(yīng)用高峰論壇報(bào)道，我國(guó)牛初乳粉年產(chǎn)能約500 t，已形成50億元以上的市場(chǎng)規(guī)模，并且每年以超過30%的速度增長(zhǎng)，未來3～5年牛初乳產(chǎn)品市場(chǎng)容量將超過100億元。牛初乳粉在《乳制品生產(chǎn)許可審查細(xì)則》中被認(rèn)定為其他乳制品類別中的特色乳制品，但目前牛初乳粉還沒有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，大多數(shù)生產(chǎn)企業(yè)執(zhí)行的是2005年中國(guó)乳制品工業(yè)協(xié)會(huì)發(fā)布的《牛初乳粉》（RHB 602—2005）行業(yè)規(guī)范，或制定企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)。2018年，中國(guó)輕工業(yè)聯(lián)合會(huì)設(shè)立了《初乳粉》《脫脂初乳》的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目，預(yù)計(jì)近期發(fā)布。

2012年，《衛(wèi)生部辦公廳關(guān)于牛初乳產(chǎn)品適用標(biāo)準(zhǔn)問題的復(fù)函》中提到在普通食品中添加牛初乳為原料的乳制品，應(yīng)按照相關(guān)食品標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。牛初乳作為食品原料，可廣泛應(yīng)用于各食品領(lǐng)域。截至2020年，在國(guó)家特殊食品信息查詢平臺(tái)備案的牛初乳保健食品批文共有145個(gè)。除牛初乳保健食品外，市場(chǎng)上很多食品中都含有牛初乳，如調(diào)制乳粉、固體飲料、壓片糖果和運(yùn)動(dòng)營(yíng)養(yǎng)食品等。隨著《保健食品注冊(cè)與備案管理辦法》的正式實(shí)施，牛初乳被歸納到營(yíng)養(yǎng)類食品中，以牛初乳為原料的功能性食品產(chǎn)業(yè)發(fā)展勢(shì)頭持續(xù)向好。牛初乳作為保健食品本身具有很強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，加上多年市場(chǎng)應(yīng)用，技術(shù)的進(jìn)步使牛初乳產(chǎn)品的質(zhì)量越來越好，功能開發(fā)越來越多，受益的人群越來越多。利用牛初乳中的功效成分，針對(duì)特定人群開發(fā)有針對(duì)性的產(chǎn)品，如“免疫+腸道”“初乳運(yùn)動(dòng)營(yíng)養(yǎng)”“初乳零食化”等產(chǎn)品定位將是下一個(gè)市場(chǎng)機(jī)遇。

3 液態(tài)牛初乳功能性食品的開發(fā)

2020年，《營(yíng)養(yǎng)與健康食品及功能性乳制品產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)與展望》專題報(bào)告指出，隨著我國(guó)人們生活水平的提高，由營(yíng)養(yǎng)過剩引起的高血壓、高血脂、高血糖和高尿酸“四高”的人數(shù)超過5億人，慢性疾病負(fù)擔(dān)在中國(guó)所有疾病負(fù)擔(dān)中的占比不斷上升。對(duì)亞健康人群進(jìn)行健康干預(yù)是控制和預(yù)防慢性疾病的主要措施，開發(fā)營(yíng)養(yǎng)與健康的食品是解決人們營(yíng)養(yǎng)不均衡及營(yíng)養(yǎng)過剩引發(fā)慢性疾病的重要方式。功能性乳制品是乳品業(yè)新產(chǎn)品開發(fā)的方向，我國(guó)乳制品主要以酸奶、液態(tài)奶、固體奶粉和嬰幼兒配方奶粉等為主，功能性乳制品相對(duì)較少。目前，牛初乳相關(guān)產(chǎn)品多以牛初乳粉為配料加工制成功能性食品，產(chǎn)品多為粉末狀或塊狀食品，很少有液態(tài)的初乳制品。原因是大多液態(tài)食品需高溫滅菌，添加牛初乳的物料在滅菌時(shí)，免疫球蛋白、乳鐵蛋白、生長(zhǎng)因子等功效成分往往會(huì)喪失活性，達(dá)不到人們食用牛初乳產(chǎn)品后調(diào)節(jié)免疫力的需求。液態(tài)牛初乳能解決這個(gè)問題，且相應(yīng)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)即將發(fā)布，極具應(yīng)用前景。

液體牛初乳產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝主要有2種。①新鮮牛初乳→離心脫脂→陶瓷膜除菌→有機(jī)膜超濾濃縮→灌裝。②新鮮牛初乳→離心脫脂→陶瓷膜除菌→聚醚砜膜超濾濃縮→無菌過濾→無菌灌裝。第1種工藝生產(chǎn)的產(chǎn)品主要適用于區(qū)域流通低溫冷藏食品和空運(yùn)冷鏈?zhǔn)称?，如低溫鮮奶、酸奶等，第2種工藝生產(chǎn)的產(chǎn)品主要適用于長(zhǎng)貨架期的液態(tài)和半液態(tài)食品，應(yīng)用范圍廣泛，如調(diào)制乳、飲料、罐頭和果凍等。與傳統(tǒng)的高溫殺菌工藝相比，這2種工藝共同的優(yōu)勢(shì)主要是采用了膜過濾除菌，全過程低溫操作，不僅完全保留了牛初乳中免疫球蛋白、乳鐵蛋白、生長(zhǎng)因子等功能性成分，還充分保護(hù)了這些成分的天然生物活性。采用多級(jí)膜分離的工藝和技術(shù)手段，開發(fā)出快速、高效的液體初乳產(chǎn)品的過濾技術(shù)，確定工藝參數(shù)是該工藝開發(fā)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。在此工藝基礎(chǔ)上，結(jié)合色譜分離技術(shù)、質(zhì)譜分析技術(shù)，牛初乳中如免疫球蛋白IgG、免疫球蛋白IgA、胰島素樣生長(zhǎng)因子IGF-1等功能性組分可以被逐一開發(fā)出來，制備成富集特定組分、具有定向功能性的液態(tài)牛初乳產(chǎn)品，豐富牛初乳的產(chǎn)品類型。

液體牛初乳既可作為功能性食品配料添加到下游液態(tài)產(chǎn)品中，也可直接包裝成終端產(chǎn)品銷售，生產(chǎn)工藝主要采用膜分離技術(shù)，最終產(chǎn)品無需進(jìn)行干燥處理，有效保留了牛初乳中功能性組分的生物活性，食用方便，生物利用度高，是目前牛初乳粉產(chǎn)品的升級(jí)換代產(chǎn)品。

4 結(jié)語

近年來，隨著低溫奶產(chǎn)品的興起，越來越多的乳企開始研發(fā)、生產(chǎn)含有生物活性成分的低溫巴氏殺菌鮮奶和酸奶產(chǎn)品，產(chǎn)品標(biāo)簽標(biāo)注“免疫球蛋白、乳鐵蛋白、乳過氧化物酶”等指標(biāo)。由于這些活性成分在乳制品中的含量較低，在成品中的檢測(cè)較困難，對(duì)檢測(cè)儀器和檢測(cè)方法要求較高，部分廠家為提高此類產(chǎn)品中生物活性成分的含量，在產(chǎn)品中添加牛初乳粉，但由于牛初乳粉的溶解性不佳，往往需在后續(xù)加工中采用均質(zhì)化處理，且牛初乳粉的微生物水平無法達(dá)到商業(yè)無菌，此類產(chǎn)品大多采用高溫巴氏殺菌工藝進(jìn)行殺菌，最終產(chǎn)品由于高溫?fù)p失了大部分免疫球蛋白等活性物質(zhì)，達(dá)不到產(chǎn)品添加牛初乳后預(yù)期效果，因此如果沒有合適的原料和加工方法就無法保證最終產(chǎn)品的生物功能。

液態(tài)牛初乳產(chǎn)品的開發(fā)就是為解決牛初乳產(chǎn)品在低溫產(chǎn)品和長(zhǎng)貨架期產(chǎn)品中的添加難題。產(chǎn)品是以牛初乳為原料，采用多級(jí)膜分離技術(shù)，全程冷鏈加工制成液態(tài)產(chǎn)品，不僅保留原有的活性物質(zhì)，而且微生物指標(biāo)完全滿足巴氏殺菌乳要求，還可通過無菌膜過濾技術(shù)使產(chǎn)品達(dá)到商業(yè)無菌水平，既可作為原料直接添加到巴氏低溫牛奶、酸奶、飲料等液態(tài)食品中，還可采用無菌灌裝設(shè)備直接生產(chǎn)終端口服產(chǎn)品。目前，我國(guó)北方已有企業(yè)獲得了液態(tài)牛初乳產(chǎn)品制備的專利技術(shù)，并申報(bào)了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，液態(tài)牛初乳產(chǎn)品發(fā)展前景廣闊。

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