羊乳脱膻工艺研究进展

任 荣，王毕妮*，张富新，赵爱青，刘玉芳

（陕西师范大学食品工程与营养科学学院，陕西 西安 710119）

羊乳营养物质丰富，是最接近母乳、营养成分最全面、最易被人体吸收的乳品[1-2]。与牛乳相比，羊乳脂肪球较小，含有更多不饱和脂肪酸、矿物质和维生素等营养因子，因此具有较高的消化率、独特的酸碱度、适宜的缓冲能力，在人体肠道中的生物利用度较高，具有预防多种疾病的巨大潜力[3-5]，这使得其在欧洲和东南亚国家占有巨大的消费市场[6]。

尽管羊乳有着丰富、独特的营养价值、消费量逐年增加及不可替代性等竞争优势，但羊乳的特殊膻味使得广大消费者对羊乳及其制品的接受度不高，使得羊乳产业化发展受到阻碍与制约。因此，越来越多学者把注意力集中到羊乳的脱膻工艺上，力求在脱除羊乳中膻味物质的同时保证其营养物质不流失[7-8]。本文综述羊乳中膻味物质的成分及来源，对国内外的羊乳脱膻技术进行概述，重点介绍利用乳酸菌发酵羊乳脱膻的方法，有助于对羊乳脱膻工艺及其应用有更清晰的认识和了解，旨在为羊乳脱膻及羊乳产品的开发与利用提供理论依据。

1 羊乳中的膻味成分

风味是乳制品质量的关键参数，也是影响消费者对乳制品接受度的主要因素，而乳制品中的挥发性游离脂肪酸能提供适宜的特征风味，偶尔也会产生不适的风味[9-10]。其中，羊乳的特殊膻味一直受到广泛关注。大量研究表明，与牛乳相比，羊乳及其制品的挥发性低级脂肪酸含量较高[11-12]，羊乳膻味与其含量呈正相关，且主要特征气味化合物是高含量的C6～C10挥发性短直链脂肪酸，羊乳膻味是由羊乳中几种短、中链游离脂肪酸和微量的醛类、酮类等物质在一定条件下协同形成的复合气味。

艾对等[13]利用气相色谱法对山羊乳中的短、中链脂肪酸进行检测，并对其脂肪酸组成与羊乳膻味强度进行相关性分析，发现羊乳膻味主要由游离脂肪酸引起，其中己酸、辛酸和癸酸是引起羊乳膻味的主要游离脂肪酸，肉豆蔻酸和棕榈酸对羊乳膻味也有一定贡献。李林强等[14]采用固相微萃取-气相色谱-质谱联用分析山羊乳和牛乳的挥发性游离脂肪酸组成差异及山羊乳膻味形成的分子机理，结果表明，山羊乳中的癸酸可能是影响其风味的主要成分，且山羊乳中脂肪合成与代谢相关酶基因是其膻味形成的关键因素。贾茹等[15]利用电子鼻技术对山羊乳中与膻味有关的游离己酸、辛酸和癸酸进行响应差异分析，结果表明，应用电子鼻技术评价山羊乳膻味强度具有一定可行性，并且发现单一添加不同质量浓度的游离己酸、辛酸、癸酸难以完整模拟山羊乳的膻味。Kaffarnik等[16]采用气相色谱-质谱联用技术结合选择离子监测方法测定山羊乳、绵羊乳及其制品中4-甲基辛酸、4-乙基辛酸及4-甲基壬酸的含量，结果表明，所有样品中均检出4-甲基辛酸和4-乙基辛酸，且前者含量较高，4-乙基辛酸含量虽较低，但其较低的风味阈值使其对羊乳膻味有重要贡献。

2 羊乳膻味来源

2.1 外部因素

关于羊乳膻味来源的说法不一，目前，羊乳膻味形成原因主要分为乳源外部污染和羊乳本身挥发性成分致膻2 种。乳源外部污染主要包括羊本身、饲料、羊舍环境、挤奶环境等多种因素[17-18]，例如，公羊身上发出的强烈异味极易被羊乳吸附，而且公羊气息对母羊性神经有一定刺激，从而在分泌乳汁时产生较浓的膻味，再者，羊乳膻味是由奶山羊头部角芽基部后内侧的一种淡黄色细胞团——角间腺所分泌的脂质散发出特殊臭味，而且公山羊的角间腺较发达，更容易分泌挥发性物质，使得羊乳吸附致膻[19]；喂食的牧草饲料发霉变质、出现异味、奶羊用水被污染、羊舍卫生管理不合格、羊身上的杂草、脱毛等会污染新鲜羊乳，使其形成膻味[20]。

2.2 内部因素

羊乳本身的挥发性成分形成膻味主要与羊乳中的游离短、中链脂肪酸有关，而羊乳中游离脂肪酸的产生与脂解作用有关，羊乳中脂肪球膜不稳定，脂蛋白脂酶水解甘油三酯释放出游离短、中链脂肪酸，进而呈现出羊乳膻味[21-23]。膻味的产生及强度与这些支链游离脂肪酸的形成和积累密切相关，并受到多种因素的影响，包括品种、季节、哺乳期、喂养、地理条件、加工技术及山羊品种等，并且膻味的感知不仅取决于挥发性游离支链脂肪酸的含量，还取决于其风味阈值的大小[24-27]。

3 羊乳脱膻工艺

针对外部环境所造成的羊乳膻味，可以在奶山羊饲养管理过程中通过改善奶山羊生长环境部分减轻膻味，例如，将膻味大的公山羊与奶山羊分开饲养，从而减少母羊身上的膻味；小羊羔出生后，去掉羊角，即去掉散发膻味的主要器官角间腺；挤奶时采用现代化的自动挤奶设备，一方面避免人工挤奶给羊乳造成不必要的污染，同时也有效避免鲜乳吸附空气中的膻味；投喂干净的牧草饲料，羊群饮水保持纯净，避免污染：定期、多次对羊舍进行打扫及消毒，保持干净、卫生的环境等[28]。而最根本、最有效的脱膻工艺仍要从羊乳中的挥发性成分着手，加工过程中常用的有物理脱膻、化学脱膻和微生物脱膻3 种方法。

3.1 物理脱膻

采用物理方法脱除羊乳膻味，能够保留羊乳的全部营养成分，目前应用广泛的主要有热处理法、真空闪蒸法和离心脱脂法。孙马龙[29]利用梯度温度处理法（65、85、95、105、115℃）对山羊乳进行短时热处理，综合分析热处理后山羊乳的脱膻效果，结果表明，75℃热处理能够使山羊乳中的短链脂肪酸含量达到最低水平，山羊乳脱膻效果最明显。罗永康等[30]利用β-环糊精包埋和抽真空脱气（闪蒸）方法脱除羊乳膻味，其中真空闪蒸是利用压力下降使羊乳的沸点降低，在低温条件下加热羊乳，使易挥发的短、中链脂肪酸在真空条件下即可低温蒸发除去。在实际生产中，采用热处理和抽真空闪蒸2 种处理手段相结合的方式，不仅能够保证羊乳的风味，也能够避免羊乳本身营养因子的损失，得到品质更好的脱膻纯羊乳。

离心脱脂除膻更多应用于脱脂乳产品生产，利用乳脂分离机的高强度离心力使羊乳中沉降系数不同的物质发生分离，如脂肪及游离脂肪酸上浮，其他营养物质下沉，从而减少羊乳膻味。陈瑜芳[31]研究酸羊乳的脱脂工艺，利用正交试验方法对脱脂工艺中原料羊乳离心温度、离心转速和离心时间3 个单因素进行优化，得出的最优离心脱脂条件为原料羊乳离心温度3.5℃、离心转速5 000 r/min、离心时间25 min，离心脱脂后羊乳的膻味明显减少。

3.2 化学脱膻

化学脱膻方法主要是通过加入吸附剂，如β-环糊精进行包埋[32]，或是加入掩蔽剂，如香精、鞣酸、杏仁酸等具有芳香气味的添加剂来掩盖羊乳原有的膻味。Sadooghy-Saraby[33]从分子水平对β-环糊精包埋脱膻的机制进行阐述，β-环糊精利用其环形结构中的亲水外围和疏水内腔包埋羊乳中游离脂肪酸络合形成的膻味物质，有效减少羊乳膻味，证实了β-环糊精包埋脱膻的有效性。国内关于羊乳膻味掩蔽剂也已有研究。杜远华等[34]选用苦杏仁浆、绿茶、百里香精油3 种物质对羊乳的传统脱膻技术进行研究，结果表明，在苦杏仁浆添加量6%、绿茶添加量4%、百里香精油添加量0.02%的条件下，羊乳脱膻效果最佳。焦凌梅等[35]将新鲜橘皮汁、胡萝卜汁与β-环糊精混合使用，用于改善羊乳风味，结果表明，3 种物质均能在一定程度上减轻羊乳膻味，且混合使用效果更佳。

3.3 生物脱膻

目前，在羊乳生物脱膻方面，国内主要利用乳酸菌发酵达到脱膻目的，乳酸菌发酵羊乳脱膻主要通过2 个途径：乳酸菌在发酵过程中分解蛋白质、脂肪、乳糖等主要乳成分，产生大量具有芳香味的低分子质量物质，如乙醛、丁二酮、丙酮、丁酮及某些游离氨基酸，这些物质可有效掩盖或冲淡羊乳中原有的膻味；其次是乳酸菌发酵产生乳酸，通过创造酸性环境，抑制脂肪酸水解酶活性，减少游离脂肪酸的产生，从而减轻羊乳膻味[36-37]。

羊乳经过乳酸菌发酵后，其丰富的营养物质不仅得以完整保留，并且乳酸菌在肠道迅速生长繁殖，可抑制某些肠道腐败菌的增殖，调节肠道菌群。羊乳中的乳糖经发酵作用转化为乳酸，提高了机体对磷、钙、铁等矿物质元素的利用率，酪蛋白发生一定程度地降解，部分乳脂肪解离出脂肪酸，有利于机体的吸收利用[38-40]。酸羊乳中营养因子含量增加，营养价值有所提高，对改善贫血具有效果，能够提高红细胞的抗氧化能力，减弱贫血恢复期心血管系统的危险因素及铁超载，以减轻与传统补铁剂相关的炎症反应、缓解动脉粥样硬化等[41-43]，因此羊乳经微生物发酵后，不仅可有效减轻羊乳膻味，而且提高了羊乳的商品价值及生物利用率。

张富新[44]以鲜羊乳为原料，对酸羊乳加工技术进行研究，验证了羊乳发酵制成酸乳可减轻羊乳膻味的可行性，确定出酸羊乳的最佳生产工艺为嗜酸乳杆菌（Lactobacillus acidophilus）与嗜热链球菌（Streptococcus thermophilus）配比1∶1、菌种添加量3 mL/100 mL、加糖量9 g/100 mL，所得酸羊乳组织细腻、光滑、无乳清析出、无羊乳膻味。

祝静等[45]使用双歧杆菌（Bifidobacterium）、保加利亚乳杆菌（Lactobacillus bulgaricus）、嗜热链球菌和丁二酮乳酸链球菌（Streptococcus diacetilucs）对羊乳进行单一发酵及复配发酵，并分析不同乳酸菌对酸羊乳感官品质和理化指标的影响，结果表明：采用单一菌种发酵时，双歧杆菌发酵酸羊乳质构特性最佳，丁二酮乳酸链球菌能特异性生成双乙酰，很好地减轻羊乳膻味；综合分析感官评价结果与酸羊乳质构特性，双歧杆菌和丁二酮乳酸链球菌复配使用较适宜作为酸羊乳发酵剂。

苏伟丽等[46]从商业发酵剂分离纯化出保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌，并在羊乳发酵过程中以脂肪酶活性和游离脂肪酸含量为指标，结合膻味感官评定筛选乳酸菌菌株，结果表明：采用单一菌株发酵羊乳时，保加利亚乳杆菌883、保加利亚乳杆菌211、嗜热链球菌187、嗜热链球菌300菌株发酵酸羊乳的膻味较轻；将杆菌和球菌复配使用，保加利亚乳杆菌211与嗜热链球菌187配比2∶1时，酸羊乳中脂肪酶活性和游离脂肪酸含量最低，感官评定时的膻味较低，接受度较高。

目前，羊乳发酵技术已经成熟许多，许多研究人员进行了补充、完善和创新。在羊乳发酵能够有效减轻膻味的基础上，通过筛选优良的乳酸菌发酵剂进行复配，力求在达到最佳脱膻效果的同时，通过调整菌种比例及发酵时间、发酵温度等一系列条件，使酸羊乳的整体可接受度得到提高，为生产优质酸羊乳奠定基础。

4 结 语

羊乳产业及相关产品开发的发展空间巨大，市场前景很可观，将带来较高的市场价值。目前，羊乳脱膻方法较多，但均未突破瓶颈，还有许多实际问题未得到解答。例如，膻味有无的判定标准、羊乳膻味的计量单位未确定，比较时也无具体参照物质，从羊乳膻味物质源头进行脱膻的关键控制点还不是十分清楚，因此，羊乳生产加工过程中脱膻工艺的进一步研究与完善成了亟待解决的重要问题。另外，乳品行业研究者们一直不断地进行羊乳发酵条件的优化，今后羊乳发酵的研究重点可以与羊乳的营养特性相结合，如羊乳中含有丰富的核酸、表皮细胞生长因子[47]、超氧化物歧化酶、免疫球蛋白和生物活性因子环磷腺苷等，可以在发酵过程中增强这些有益成分的作用，最大化地提高酸羊乳的生物利用度。

还可以采用分子生物学方法进行脱膻，可以从分子调控机制入手。羊乳中脂肪的生物合成与分解受各种关键酶的影响，由其催化完成，因此酶活性的控制也在一定程度上决定了羊乳膻味。此外，脂肪酸合成酶基因是羊乳膻味相关的重要候选基因，可通过沉默或敲除相应基因从源头上抑制短、中链游离脂肪酸的合成，对参与脂肪酸合成与分解代谢途径的各种酶类进行研究，采用国家标准允许的酶抑制剂等抑制酶活性[9,15]。脂肪酸合成酶是脂肪合成-降解这一动态过程中的关键酶，其与激素敏感性脂肪酶之间的联系以及在mRNA水平上调控乳脂肪生成也成为羊乳脱膻新的研究方向，具体操作方法仍需要进一步研究[48-50]。羊乳制品生产加工过程中脱膻工艺体系的建立势必会推动整个羊乳产业的发展。

随着生活条件的不断改善和消费观念的逐步转变，消费者更加倾向于消费羊乳等更安全、健康的动物乳制品，进一步提高对羊乳营养和保健功能的认识将有力促进羊乳产业的发展、壮大，引导消费者的自主接受意识，增大羊乳及其制品在乳品市场的份额，提高羊乳对国家经济的带动能力，促进国民身体素质的提高。