鲜马乳与发酵酸马乳常规营养成分的比较分析

李倩，李海，黄新新，李璇玥，贺林娇，马玉辉，李晓斌

（1.新疆农业大学动物科学学院，乌鲁木齐 830052；2.新疆昭苏县西域马业有限责任公司，新疆 昭苏 835600）

0 引言

随着我国奶业的发展，奶品来源不断丰富，包括牛、羊、马、驴、驼乳等已经成为不同消费群体的乳品来源[1]。马乳作为重要的乳品来源之一，具有丰富的营养价值[2-3]。相对于其它畜乳，马奶中酪蛋白与乳清蛋白的比例与人乳相近，更容易被人体吸收和利用，其所含氨基酸能够满足人体对各种必需氨基酸的需要，是婴幼儿、老弱病人及牛乳过敏饮者的重要牛乳替代品[4-5]。乳糖含量高是马乳的营养特点之一，由于我国有一半的成年人存在乳糖不耐受症，直接饮用鲜马奶会导致腹泻、腹痛等症状[6]。因此，乳糖高成为限制鲜马乳直接饮用的因素之一。因而发酵马乳成为鲜马乳利用的主要途径。通过发酵制成的酸马奶乳糖含量降低，适合乳糖不耐受患者饮用[7-8]。酸马乳在发酵过程中，会产生一系列的化学和微生物变化，改变了原有的营养组成，产生新的营养物质。在发酵前后及发酵过程中马乳的营养价值发生了怎样的变化目前还未有明确的对比研究。因此，本研究以昭苏县3家牧户36匹哈萨克马的鲜马乳为原料，采用牧户传统发酵的方法获取酸马乳，通过对比分析3家牧户鲜马乳及发酵过程的酸马乳常规营养物质的变化情况，为进一步深入研究、开发和利用马乳提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验时间与地点

2021年6月至7月在伊犁昭苏县喀拉苏镇3个放牧草场进行试验，牧户1家位于山地草原类草场，牧户2家位于山地草甸草原类草场，牧户3家位于山地草甸类草场。

1.2 试验动物

随机选择伊犁昭苏县喀拉苏镇3个放牧草场饲养的伊犁马为研究对象。牧户1：泌乳母马12匹，胎次3～4胎，年龄6～8岁，12 h平均挤奶量4.3 kg；牧户2：泌乳母马10匹，胎次2～4胎，年龄5～8岁，12 h平均挤奶量4.1 kg；牧户3：泌乳母马14匹，胎次3～5胎，年龄6～10岁，12 h平均挤奶量4.4 kg。

1.3 仪器与设备

Lactocan多功能乳成分分析仪，杭州浙人优创科技有限公司；Lactic Acid assay kit试剂盒（产品编号：A019-2-1），南京建成生物工程研究所；Infinite M200酶标仪，瑞士TECEN集团公司；便携式pH计，精确度0.01，梅特勒-托利多国际贸易（上海）有限公司。

1.4 试验设计

以3家牧户鲜马奶互为对照进行不同牧户鲜马乳乳成分对比分析研究，以3家牧户各自鲜马乳与发酵酸马乳互为对照进行鲜马乳与发酵成熟的酸马乳营养成分对比分析研究，以3家牧户各自发酵不同时间的酸马乳互为对照进行发酵不同阶段酸马乳营养成分的变化的分析研究。所有试验母马均为各自放牧草上放牧饲养，早中晚各3次集中饮水。

1.5 样品采集及贮藏

鲜马乳采集：每家牧户采集鲜马奶12个样，每匹马每天挤4次，每次采一个混合样，连续采3天。

酸马乳采集：将每家牧户采集的鲜马乳分别通过各牧户家自然发酵制作成酸马奶，发酵方法：1 kg酸马乳与5 kg鲜马乳混合到自制发酵桶内，密封发酵，期间每隔2 h人工搅拌一次，每次搅拌15 min。在发酵前、发酵1、2、4、6、8、12、24 h及48 h用灭菌移液器分别吸取不同发酵时间的酸马乳，各200 mL，装入灭菌采样瓶中，每个牧户发酵每个时间点采集8个样品，编号后-20℃带回实验室。

1.6 乳常规成分测定

鲜马奶用Lactocan多功能乳成分分析仪测定乳脂、乳蛋白、乳糖、非脂固形物等含量。测定前，将冷藏样品预热至42℃，启动Lactocan多功能乳成分分析仪，待其校正、预热20 min稳定后，首先吸入蒸馏水进行充分润洗，随后将鲜马奶样品倒入检测杯中进行乳成分检测分析，并记录乳脂、乳蛋白、乳糖、非脂固形物等数据。

灰分含量测定：参照GB5009.4—2016《食品安全国家标准 食品中灰分的测定》。

蛋白质含量测定：参照GB5009.5—2016《食品安全国家标准食品中蛋白质的测定-凯氏定氮法》。

钙含量测定：采用邻-甲酚酞比色法进行乳中钙的测定[9]。

磷含量测定：参照GB5009.87—2016《食品安全国家标准 食品中磷的测定》。

乳酸含量测定：采用Lactic Acid assay kit试剂盒以及Infinite M200酶标仪进行测定。

pH值测定：使用校准好的便携式pH计。

1.7 数据处理

在Excel中先将数据进行预处理，再使用SAS 9.2软件对鲜马乳与酸马乳进行一般线性模型(GLM)程序作为随机完整设计进行分析，该软件基于统计模型：Yij=μ+Ti+eij，采用Duncan多重比较检验进行比较。再使用最小二乘平均值法对不同发酵时间酸马乳进行处理。以Mixed混合模型统计，固定效应有处理、采样时间及二者之间的交互作用。方差结构采用复合对称型结构（CS），数据为最小二乘平均值，显著性判断标准为P＜0.05，采用Lsmeans方法进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 不同牧户鲜马乳乳成分及pH值对比

由表1可知，乳脂肪含量牧3极显著高于牧2（P＜0.01），显著高于牧1（P＜0.05），牧1比牧2高46.67%，有统计学差异（P＜0.05）；乳蛋白含量牧1比牧2与牧3高11.06%与16.00%，有统计学差异（P＜0.05）；牧1与牧3乳糖含量比牧2高5.94%与2.62%，有统计学差异（P＜0.05）；非脂固形物含量牧1比牧2高6.17%，有统计学差异（P＜0.05）；pH值牧2比牧3高2.75%，差异极显著（P＜0.01），灰分含量各组无统计学差异（P＞0.05）。

表1 不同牧户鲜马乳乳成分及pH值对比 /%

2.2 鲜马乳与发酵成熟的酸马乳营养成分及pH值对比

由表2可知，牧1水分含量酸马乳比鲜马乳提高4.68%，有统计学差异（P＜0.01），有机物、灰分含量与pH值酸马乳比鲜马乳降低60.21%、46.67%与32.20%，有统计学差异（P＜0.01）；牧2水分含量酸马奶比鲜马奶提高3.77%，有统计学差异（P＜0.05），有机物、灰分含量与pH值酸马乳比鲜马乳降低45.84%、32.65%与56.39%，有统计学差异（P＜0.01）；牧3水分含量酸马乳比鲜马乳提高5.30%，有统计学差异（P＜0.01），有机物、灰分含量与pH值酸马乳比鲜马乳降低72.98%、42.50%与48.92%，有统计学差异（P＜0.01）；总的水分含量酸马乳比鲜马乳提高4.24%，有统计学差异（P＜0.01），有机物、灰分含量与pH值酸马乳比鲜马乳降低62.64%、38.30%与46.66%，有统计学差异（P＜0.01）；蛋白质、钙和磷含量均无统计学差异（P＞0.05）。

表2 鲜马乳与发酵成熟的酸马乳营养成分及pH值对比 %

2.3 发酵不同阶段酸马乳营养成分及pH值的变化

由表3可知，水分含量牧3极显著高于牧1与牧2（P<0.01）；有机物含量牧1与牧2极显著高于牧3（P<0.01）；蛋白质含量牧1与牧2显著高于牧3（P<0.05）；灰分含量牧1与牧2极显著高于牧3（P<0.01）；钙含量（P<0.01）；磷含量牧2极显著高于牧1与牧3（P<0.01），牧1显著高于牧3（P<0.05）；pH值牧1极显著高于牧2与牧3（P<0.01）；乳酸含量牧3极显著高于牧2与牧1（P<0.01），牧2极显著高于牧1（P<0.05）。

表3 发酵不同阶段酸马乳营养成分及pH值的变化

2.4 发酵不同阶段酸马乳乳酸浓度与pH值的变化

由图1可知，随着发酵时间的增加，乳酸的含量呈上升趋势，在发酵8 h前呈平缓上升趋势，8 h之后呈迅速上升趋势。牧2与牧3在发酵24 h时达到顶峰，随后开始呈下降趋势，但牧1在发酵24 h未达到顶峰。由图2可知，随着发酵时间的增加，pH值呈逐渐下降趋势，发酵24 h时pH值达到最低值。

图1 发酵不同阶段酸马乳乳酸浓度的变化

图2 发酵不同阶段酸马乳pH值的变化

3 讨论

3.1 不同牧户鲜马乳乳成分对比

马乳中含有丰富的蛋白质、乳糖、维生素、矿物质等营养物质，并且还含有人体不可缺少的氨基酸和脂肪酸，一些微量营养素如亚油酸、亚麻酸、VC以及牛磺酸等的含量，都优于其他畜乳。马乳含脂率低，脂肪球小易于人体消化吸收，是一种低脂高蛋白的乳类，其生物学价值值得人们研究[10]。家畜乳成分受品种、遗传、环境、饲养管理、日粮水平等多种因素的影响。姚新奎[11]研究表明，伊犁马、杂交马、新吉马三者常乳在泌乳期中乳蛋白含量、脂肪含量、灰分率、密度整体上没有显著性差异。大量研究表明，提高饲粮中钙、磷水平以及添加各种添加剂，均能提高马匹的产奶量以及改善乳成分[12-14]。在其他影响因素相同的情况下，饲养管理或日粮水平对乳成分起着主导作用[15-16]。本研究显示，3户牧民家鲜马奶营养成分有统计学差异，其中牧3乳脂率高于牧2与牧1，乳糖率以及乳蛋白率牧1高于牧2与牧户3，由于放牧的环境不同，导致其饲养管理与营养水平不同。本试验中，牧3位于山地草甸类草场，牧草以杂类草为主。牧2位于山地草甸草原类草场，牧草以禾草、杂类草为主。牧1位于山地草原类草场，牧草以禾草为主。禾草粗蛋白含量高，杂草类粗脂肪含量高[17]，牧1马匹摄入含有较高粗蛋白质含量的禾草，提高了马匹乳中乳糖以及乳蛋白含量。牧3马匹摄入含有较高粗脂肪含量的杂草，提高了马匹乳中乳脂的含量。这可能是导致不同牧户家鲜马乳营养成分有所差别的主要原因。

3.2 鲜马奶与酸马奶营养成分比较

鲜马乳乳糖含量高，容易在乳酸菌等微生物作用下迅速发酵，因此鲜马乳难以保存。同时，我国有55.1%的成年人存在乳糖不耐受症状，直接饮用鲜马乳会产生腹痛、腹泻等症状[18]。经过发酵的酸马奶中有20%～30%的乳糖分解为葡萄糖和半乳糖，葡萄糖通过乳酸发酵转化为有机酸（乳酸、乙醇等）及其它产物，降低了乳糖的含量[19]。乳酸本身可作为机体的营养源，每克乳酸可向机体提供15.23 kJ热量，半乳糖被机体吸收后可形成多肽、氨基酸和脂肪酸，从而提高乳蛋白和乳脂的利用率[20]。马乳经过发酵后营养价值会产生改变。Ishii[21]研究表明，蒙古国的酸马奶营养成分为：蛋白质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。孙天松等[22]研究发现，新疆的酸马奶蛋白质平均为(2.07±0.29)%，灰分平均为(0.28±0.05)%，钙含量平均为(72.25±13.46)%，磷含量平均为(52.23±11.35)%，pH值平均为3.89±0.27。王卉等[23]研究表明，内蒙古的酸马奶营养成分为：蛋白质2.29%，脂肪1.29%，水分89.19%，灰分0.79%。酸马奶的营养成分取决于发酵前鲜马奶的营养成分。鲜马奶的营养成分受品种、年龄、饲料、泌乳期及胎次等因素的影响[24-25]。本研究所测定的酸马奶的总蛋白质、灰分及pH与上述所测定的酸马奶组成基本一致。张萌萌等[26]研究表明，马奶发酵过程中脂肪稍有变化，可能是微生物将脂肪分解为小分子的脂肪酸，且脂肪酸与醇类物质发生酯化反应，造成脂肪含量下降。金花等[27]研究表明，酸马奶中乳糖含量有减少的趋势，则乳酸、氨基酸和脂肪酸在含量上会有显著的增加。本研究结果表明，酸马奶中乳蛋白率较鲜马奶有所降低，但差异不显著。在马奶发酵过程中蛋白质被水解成多肽、氨基酸等小分子物质作为乳酸菌的“氮营养源”[26]，由于本试验测定的蛋白质为粗蛋白，因此蛋白质含量变化不显著。本研究结果表明，与鲜马奶相比，酸马奶中水分含量显著增加，有机物、灰分含量显著降低，原因可能是鲜马乳在乳酸菌与酵母菌的发酵下，将乳糖等发酵为有机酸（乳酸、乙醇等）和其他产物，导致酸马奶中有机物含量减少。乳糖为双糖，分解为一分子葡萄糖与一分子半乳糖，葡萄糖再通过无氧分解为乳酸，通过有氧分解为二氧化碳与水[28]。另一方面乳蛋白是构成酸奶凝块的主要物质，其含量越高，酸奶硬度越高，乳清析出减少[29]。由于马乳中乳清蛋白含量较高，酪蛋白含量较低，其在发酵过程中，大量乳清被析出，增加了酸马奶中水分的含量。

3.3 不同发酵时间酸马奶营养成分对比

酸马奶是鲜马奶经乳酸菌、酵母菌发酵后产生具有独特风味的乳制品。酸马奶的营养成分取决于发酵前鲜马奶的营养成分，而其乳酸和乙醇含量则取决于发酵时间、温度和菌群结构等[30]。本试验结果表明，不同牧户家，相同发酵时间的酸马奶其营养成分各不相同。由于不同牧户家鲜马奶营养成分有所差异，导致其发酵后所含营养成分变化也有所不同。传统发酵酸马奶中的微生物种类繁多，酸马奶中的微生物组成和数量受地域、自然环境、季节、制作方法、发酵时间等多种因素影响[31]。Tamime等[32]研究发现，酸马奶中酵母菌发酵类型有3种，分别为乳糖发酵酵母、非乳糖发酵酵母以及非糖发酵酵母。姚国强等[33]研究表明，在传统酸马奶中除乳酸菌能发酵产生有机酸外，还存在着其他的有益微生物，也能产生有机酸等多种活性物质。不同发酵方式及发酵时间，可以得到不同口感的酸马奶。乳酸发酵是由乳酸菌进行发酵，生成乳酸及抗生素（如乳酸链球菌素），乙醇发酵主要是由酵母菌进行发酵，生成二氧化碳和乙醇[34]。酸马奶是乙醇含量低，酸度较高，马奶酒则乙醇含量高。本试验研究发现，在发酵当发酵24 h时，乳酸含量最高，pH值最低，随后乳酸含量逐渐降低，pH值升高。原因可能是前期以乳酸菌发酵为主，生成乳酸，发酵24 h后转变为酵母菌发酵。不同的微生物有不同的生长特性，在各个发酵时期内的生长速度也不同，确定生产所需菌株的最适发酵时间，以提高酸马奶以及乳制品的质量。

4 结 论

本试验研究表明，不同牧户间鲜马奶乳成分各不相同，发酵过后的酸马乳乳成分也各不相同。与鲜马乳相比，酸马乳中水分含量升高；有机物、灰分含量与pH值降低；蛋白质、钙和磷含量均无显著差异。随着发酵时间的增加乳酸含量也随之增加，pH值不断降低，发酵24 h时，乳酸含量达到最高，此时pH值达到最低值。