鮮馬乳與發(fā)酵酸馬乳常規(guī)營養(yǎng)成分的比較分析

李倩，李海，黃新新，李璇玥，賀林嬌，馬玉輝，李曉斌

（1.新疆農業(yè)大學動物科學學院，烏魯木齊 830052；2.新疆昭蘇縣西域馬業(yè)有限責任公司，新疆 昭蘇 835600）

0 引言

隨著我國奶業(yè)的發(fā)展，奶品來源不斷豐富，包括牛、羊、馬、驢、駝乳等已經成為不同消費群體的乳品來源[1]。馬乳作為重要的乳品來源之一，具有豐富的營養(yǎng)價值[2-3]。相對于其它畜乳，馬奶中酪蛋白與乳清蛋白的比例與人乳相近，更容易被人體吸收和利用，其所含氨基酸能夠滿足人體對各種必需氨基酸的需要，是嬰幼兒、老弱病人及牛乳過敏飲者的重要牛乳替代品[4-5]。乳糖含量高是馬乳的營養(yǎng)特點之一，由于我國有一半的成年人存在乳糖不耐受癥，直接飲用鮮馬奶會導致腹瀉、腹痛等癥狀[6]。因此，乳糖高成為限制鮮馬乳直接飲用的因素之一。因而發(fā)酵馬乳成為鮮馬乳利用的主要途徑。通過發(fā)酵制成的酸馬奶乳糖含量降低，適合乳糖不耐受患者飲用[7-8]。酸馬乳在發(fā)酵過程中，會產生一系列的化學和微生物變化，改變了原有的營養(yǎng)組成，產生新的營養(yǎng)物質。在發(fā)酵前后及發(fā)酵過程中馬乳的營養(yǎng)價值發(fā)生了怎樣的變化目前還未有明確的對比研究。因此，本研究以昭蘇縣3家牧戶36匹哈薩克馬的鮮馬乳為原料，采用牧戶傳統(tǒng)發(fā)酵的方法獲取酸馬乳，通過對比分析3家牧戶鮮馬乳及發(fā)酵過程的酸馬乳常規(guī)營養(yǎng)物質的變化情況，為進一步深入研究、開發(fā)和利用馬乳提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 試驗時間與地點

2021年6月至7月在伊犁昭蘇縣喀拉蘇鎮(zhèn)3個放牧草場進行試驗，牧戶1家位于山地草原類草場，牧戶2家位于山地草甸草原類草場，牧戶3家位于山地草甸類草場。

1.2 試驗動物

隨機選擇伊犁昭蘇縣喀拉蘇鎮(zhèn)3個放牧草場飼養(yǎng)的伊犁馬為研究對象。牧戶1：泌乳母馬12匹，胎次3～4胎，年齡6～8歲，12 h平均擠奶量4.3 kg；牧戶2：泌乳母馬10匹，胎次2～4胎，年齡5～8歲，12 h平均擠奶量4.1 kg；牧戶3：泌乳母馬14匹，胎次3～5胎，年齡6～10歲，12 h平均擠奶量4.4 kg。

1.3 儀器與設備

Lactocan多功能乳成分分析儀，杭州浙人優(yōu)創(chuàng)科技有限公司；Lactic Acid assay kit試劑盒（產品編號：A019-2-1），南京建成生物工程研究所；Infinite M200酶標儀，瑞士TECEN集團公司；便攜式pH計，精確度0.01，梅特勒-托利多國際貿易（上海）有限公司。

1.4 試驗設計

以3家牧戶鮮馬奶互為對照進行不同牧戶鮮馬乳乳成分對比分析研究，以3家牧戶各自鮮馬乳與發(fā)酵酸馬乳互為對照進行鮮馬乳與發(fā)酵成熟的酸馬乳營養(yǎng)成分對比分析研究，以3家牧戶各自發(fā)酵不同時間的酸馬乳互為對照進行發(fā)酵不同階段酸馬乳營養(yǎng)成分的變化的分析研究。所有試驗母馬均為各自放牧草上放牧飼養(yǎng)，早中晚各3次集中飲水。

1.5 樣品采集及貯藏

鮮馬乳采集：每家牧戶采集鮮馬奶12個樣，每匹馬每天擠4次，每次采一個混合樣，連續(xù)采3天。

酸馬乳采集：將每家牧戶采集的鮮馬乳分別通過各牧戶家自然發(fā)酵制作成酸馬奶，發(fā)酵方法：1 kg酸馬乳與5 kg鮮馬乳混合到自制發(fā)酵桶內，密封發(fā)酵，期間每隔2 h人工攪拌一次，每次攪拌15 min。在發(fā)酵前、發(fā)酵1、2、4、6、8、12、24 h及48 h用滅菌移液器分別吸取不同發(fā)酵時間的酸馬乳，各200 mL，裝入滅菌采樣瓶中，每個牧戶發(fā)酵每個時間點采集8個樣品，編號后-20℃帶回實驗室。

1.6 乳常規(guī)成分測定

鮮馬奶用Lactocan多功能乳成分分析儀測定乳脂、乳蛋白、乳糖、非脂固形物等含量。測定前，將冷藏樣品預熱至42℃，啟動Lactocan多功能乳成分分析儀，待其校正、預熱20 min穩(wěn)定后，首先吸入蒸餾水進行充分潤洗，隨后將鮮馬奶樣品倒入檢測杯中進行乳成分檢測分析，并記錄乳脂、乳蛋白、乳糖、非脂固形物等數據。

灰分含量測定：參照GB5009.4—2016《食品安全國家標準 食品中灰分的測定》。

蛋白質含量測定：參照GB5009.5—2016《食品安全國家標準食品中蛋白質的測定-凱氏定氮法》。

鈣含量測定：采用鄰-甲酚酞比色法進行乳中鈣的測定[9]。

磷含量測定：參照GB5009.87—2016《食品安全國家標準 食品中磷的測定》。

乳酸含量測定：采用Lactic Acid assay kit試劑盒以及Infinite M200酶標儀進行測定。

pH值測定：使用校準好的便攜式pH計。

1.7 數據處理

在Excel中先將數據進行預處理，再使用SAS 9.2軟件對鮮馬乳與酸馬乳進行一般線性模型(GLM)程序作為隨機完整設計進行分析，該軟件基于統(tǒng)計模型：Yij=μ+Ti+eij，采用Duncan多重比較檢驗進行比較。再使用最小二乘平均值法對不同發(fā)酵時間酸馬乳進行處理。以Mixed混合模型統(tǒng)計，固定效應有處理、采樣時間及二者之間的交互作用。方差結構采用復合對稱型結構（CS），數據為最小二乘平均值，顯著性判斷標準為P＜0.05，采用Lsmeans方法進行多重比較。

2 結果與分析

2.1 不同牧戶鮮馬乳乳成分及pH值對比

由表1可知，乳脂肪含量牧3極顯著高于牧2（P＜0.01），顯著高于牧1（P＜0.05），牧1比牧2高46.67%，有統(tǒng)計學差異（P＜0.05）；乳蛋白含量牧1比牧2與牧3高11.06%與16.00%，有統(tǒng)計學差異（P＜0.05）；牧1與牧3乳糖含量比牧2高5.94%與2.62%，有統(tǒng)計學差異（P＜0.05）；非脂固形物含量牧1比牧2高6.17%，有統(tǒng)計學差異（P＜0.05）；pH值牧2比牧3高2.75%，差異極顯著（P＜0.01），灰分含量各組無統(tǒng)計學差異（P＞0.05）。

表1 不同牧戶鮮馬乳乳成分及pH值對比 /%

2.2 鮮馬乳與發(fā)酵成熟的酸馬乳營養(yǎng)成分及pH值對比

由表2可知，牧1水分含量酸馬乳比鮮馬乳提高4.68%，有統(tǒng)計學差異（P＜0.01），有機物、灰分含量與pH值酸馬乳比鮮馬乳降低60.21%、46.67%與32.20%，有統(tǒng)計學差異（P＜0.01）；牧2水分含量酸馬奶比鮮馬奶提高3.77%，有統(tǒng)計學差異（P＜0.05），有機物、灰分含量與pH值酸馬乳比鮮馬乳降低45.84%、32.65%與56.39%，有統(tǒng)計學差異（P＜0.01）；牧3水分含量酸馬乳比鮮馬乳提高5.30%，有統(tǒng)計學差異（P＜0.01），有機物、灰分含量與pH值酸馬乳比鮮馬乳降低72.98%、42.50%與48.92%，有統(tǒng)計學差異（P＜0.01）；總的水分含量酸馬乳比鮮馬乳提高4.24%，有統(tǒng)計學差異（P＜0.01），有機物、灰分含量與pH值酸馬乳比鮮馬乳降低62.64%、38.30%與46.66%，有統(tǒng)計學差異（P＜0.01）；蛋白質、鈣和磷含量均無統(tǒng)計學差異（P＞0.05）。

表2 鮮馬乳與發(fā)酵成熟的酸馬乳營養(yǎng)成分及pH值對比 %

2.3 發(fā)酵不同階段酸馬乳營養(yǎng)成分及pH值的變化

由表3可知，水分含量牧3極顯著高于牧1與牧2（P<0.01）；有機物含量牧1與牧2極顯著高于牧3（P<0.01）；蛋白質含量牧1與牧2顯著高于牧3（P<0.05）；灰分含量牧1與牧2極顯著高于牧3（P<0.01）；鈣含量（P<0.01）；磷含量牧2極顯著高于牧1與牧3（P<0.01），牧1顯著高于牧3（P<0.05）；pH值牧1極顯著高于牧2與牧3（P<0.01）；乳酸含量牧3極顯著高于牧2與牧1（P<0.01），牧2極顯著高于牧1（P<0.05）。

表3 發(fā)酵不同階段酸馬乳營養(yǎng)成分及pH值的變化

2.4 發(fā)酵不同階段酸馬乳乳酸濃度與pH值的變化

由圖1可知，隨著發(fā)酵時間的增加，乳酸的含量呈上升趨勢，在發(fā)酵8 h前呈平緩上升趨勢，8 h之后呈迅速上升趨勢。牧2與牧3在發(fā)酵24 h時達到頂峰，隨后開始呈下降趨勢，但牧1在發(fā)酵24 h未達到頂峰。由圖2可知，隨著發(fā)酵時間的增加，pH值呈逐漸下降趨勢，發(fā)酵24 h時pH值達到最低值。

圖1 發(fā)酵不同階段酸馬乳乳酸濃度的變化

圖2 發(fā)酵不同階段酸馬乳pH值的變化

3 討論

3.1 不同牧戶鮮馬乳乳成分對比

馬乳中含有豐富的蛋白質、乳糖、維生素、礦物質等營養(yǎng)物質，并且還含有人體不可缺少的氨基酸和脂肪酸，一些微量營養(yǎng)素如亞油酸、亞麻酸、VC以及牛磺酸等的含量，都優(yōu)于其他畜乳。馬乳含脂率低，脂肪球小易于人體消化吸收，是一種低脂高蛋白的乳類，其生物學價值值得人們研究[10]。家畜乳成分受品種、遺傳、環(huán)境、飼養(yǎng)管理、日糧水平等多種因素的影響。姚新奎[11]研究表明，伊犁馬、雜交馬、新吉馬三者常乳在泌乳期中乳蛋白含量、脂肪含量、灰分率、密度整體上沒有顯著性差異。大量研究表明，提高飼糧中鈣、磷水平以及添加各種添加劑，均能提高馬匹的產奶量以及改善乳成分[12-14]。在其他影響因素相同的情況下，飼養(yǎng)管理或日糧水平對乳成分起著主導作用[15-16]。本研究顯示，3戶牧民家鮮馬奶營養(yǎng)成分有統(tǒng)計學差異，其中牧3乳脂率高于牧2與牧1，乳糖率以及乳蛋白率牧1高于牧2與牧戶3，由于放牧的環(huán)境不同，導致其飼養(yǎng)管理與營養(yǎng)水平不同。本試驗中，牧3位于山地草甸類草場，牧草以雜類草為主。牧2位于山地草甸草原類草場，牧草以禾草、雜類草為主。牧1位于山地草原類草場，牧草以禾草為主。禾草粗蛋白含量高，雜草類粗脂肪含量高[17]，牧1馬匹攝入含有較高粗蛋白質含量的禾草，提高了馬匹乳中乳糖以及乳蛋白含量。牧3馬匹攝入含有較高粗脂肪含量的雜草，提高了馬匹乳中乳脂的含量。這可能是導致不同牧戶家鮮馬乳營養(yǎng)成分有所差別的主要原因。

3.2 鮮馬奶與酸馬奶營養(yǎng)成分比較

鮮馬乳乳糖含量高，容易在乳酸菌等微生物作用下迅速發(fā)酵，因此鮮馬乳難以保存。同時，我國有55.1%的成年人存在乳糖不耐受癥狀，直接飲用鮮馬乳會產生腹痛、腹瀉等癥狀[18]。經過發(fā)酵的酸馬奶中有20%～30%的乳糖分解為葡萄糖和半乳糖，葡萄糖通過乳酸發(fā)酵轉化為有機酸（乳酸、乙醇等）及其它產物，降低了乳糖的含量[19]。乳酸本身可作為機體的營養(yǎng)源，每克乳酸可向機體提供15.23 kJ熱量，半乳糖被機體吸收后可形成多肽、氨基酸和脂肪酸，從而提高乳蛋白和乳脂的利用率[20]。馬乳經過發(fā)酵后營養(yǎng)價值會產生改變。Ishii[21]研究表明，蒙古國的酸馬奶營養(yǎng)成分為：蛋白質1.8%～2.7%，脂肪1.3%～1.8%，灰分0.2%～0.4%，固形物4.5%～6.0%，pH值3.7～3.9。孫天松等[22]研究發(fā)現，新疆的酸馬奶蛋白質平均為(2.07±0.29)%，灰分平均為(0.28±0.05)%，鈣含量平均為(72.25±13.46)%，磷含量平均為(52.23±11.35)%，pH值平均為3.89±0.27。王卉等[23]研究表明，內蒙古的酸馬奶營養(yǎng)成分為：蛋白質2.29%，脂肪1.29%，水分89.19%，灰分0.79%。酸馬奶的營養(yǎng)成分取決于發(fā)酵前鮮馬奶的營養(yǎng)成分。鮮馬奶的營養(yǎng)成分受品種、年齡、飼料、泌乳期及胎次等因素的影響[24-25]。本研究所測定的酸馬奶的總蛋白質、灰分及pH與上述所測定的酸馬奶組成基本一致。張萌萌等[26]研究表明，馬奶發(fā)酵過程中脂肪稍有變化，可能是微生物將脂肪分解為小分子的脂肪酸，且脂肪酸與醇類物質發(fā)生酯化反應，造成脂肪含量下降。金花等[27]研究表明，酸馬奶中乳糖含量有減少的趨勢，則乳酸、氨基酸和脂肪酸在含量上會有顯著的增加。本研究結果表明，酸馬奶中乳蛋白率較鮮馬奶有所降低，但差異不顯著。在馬奶發(fā)酵過程中蛋白質被水解成多肽、氨基酸等小分子物質作為乳酸菌的“氮營養(yǎng)源”[26]，由于本試驗測定的蛋白質為粗蛋白，因此蛋白質含量變化不顯著。本研究結果表明，與鮮馬奶相比，酸馬奶中水分含量顯著增加，有機物、灰分含量顯著降低，原因可能是鮮馬乳在乳酸菌與酵母菌的發(fā)酵下，將乳糖等發(fā)酵為有機酸（乳酸、乙醇等）和其他產物，導致酸馬奶中有機物含量減少。乳糖為雙糖，分解為一分子葡萄糖與一分子半乳糖，葡萄糖再通過無氧分解為乳酸，通過有氧分解為二氧化碳與水[28]。另一方面乳蛋白是構成酸奶凝塊的主要物質，其含量越高，酸奶硬度越高，乳清析出減少[29]。由于馬乳中乳清蛋白含量較高，酪蛋白含量較低，其在發(fā)酵過程中，大量乳清被析出，增加了酸馬奶中水分的含量。

3.3 不同發(fā)酵時間酸馬奶營養(yǎng)成分對比

酸馬奶是鮮馬奶經乳酸菌、酵母菌發(fā)酵后產生具有獨特風味的乳制品。酸馬奶的營養(yǎng)成分取決于發(fā)酵前鮮馬奶的營養(yǎng)成分，而其乳酸和乙醇含量則取決于發(fā)酵時間、溫度和菌群結構等[30]。本試驗結果表明，不同牧戶家，相同發(fā)酵時間的酸馬奶其營養(yǎng)成分各不相同。由于不同牧戶家鮮馬奶營養(yǎng)成分有所差異，導致其發(fā)酵后所含營養(yǎng)成分變化也有所不同。傳統(tǒng)發(fā)酵酸馬奶中的微生物種類繁多，酸馬奶中的微生物組成和數量受地域、自然環(huán)境、季節(jié)、制作方法、發(fā)酵時間等多種因素影響[31]。Tamime等[32]研究發(fā)現，酸馬奶中酵母菌發(fā)酵類型有3種，分別為乳糖發(fā)酵酵母、非乳糖發(fā)酵酵母以及非糖發(fā)酵酵母。姚國強等[33]研究表明，在傳統(tǒng)酸馬奶中除乳酸菌能發(fā)酵產生有機酸外，還存在著其他的有益微生物，也能產生有機酸等多種活性物質。不同發(fā)酵方式及發(fā)酵時間，可以得到不同口感的酸馬奶。乳酸發(fā)酵是由乳酸菌進行發(fā)酵，生成乳酸及抗生素（如乳酸鏈球菌素），乙醇發(fā)酵主要是由酵母菌進行發(fā)酵，生成二氧化碳和乙醇[34]。酸馬奶是乙醇含量低，酸度較高，馬奶酒則乙醇含量高。本試驗研究發(fā)現，在發(fā)酵當發(fā)酵24 h時，乳酸含量最高，pH值最低，隨后乳酸含量逐漸降低，pH值升高。原因可能是前期以乳酸菌發(fā)酵為主，生成乳酸，發(fā)酵24 h后轉變?yōu)榻湍妇l(fā)酵。不同的微生物有不同的生長特性，在各個發(fā)酵時期內的生長速度也不同，確定生產所需菌株的最適發(fā)酵時間，以提高酸馬奶以及乳制品的質量。

4 結 論

本試驗研究表明，不同牧戶間鮮馬奶乳成分各不相同，發(fā)酵過后的酸馬乳乳成分也各不相同。與鮮馬乳相比，酸馬乳中水分含量升高；有機物、灰分含量與pH值降低；蛋白質、鈣和磷含量均無顯著差異。隨著發(fā)酵時間的增加乳酸含量也隨之增加，pH值不斷降低，發(fā)酵24 h時，乳酸含量達到最高，此時pH值達到最低值。