羊乳致膻机理及去膻技术研究进展

蒋玉菡，敖晓琳，杨维维

（四川农业大学食品学院，四川雅安625014）

羊乳致膻机理及去膻技术研究进展

蒋玉菡，敖晓琳，杨维维

（四川农业大学食品学院，四川雅安625014）

羊乳含有丰富的营养，但因其具有膻味，影响了消费者对羊乳制品的选择。系统地介绍了羊乳膻味的形成机理，阐述羊乳膻味在生产、运输、贮藏过程中的变化，并分析了影响膻味强度的因素。综述近年来国内外对羊乳除膻技术研究的新进展，具体讨论了物理、化学、生物除膻技术和综合除膻技术的方法、原理及其应用局限性，以期为今后研究出更合理、更方便的除膻方法提供借鉴与参考，打破羊乳因膻味在发展上所受到的限制。

羊乳；除膻；致膻机理

Abstract:Goat milk contains rich nutrition,but its undesirable gamy odor affects the consumer's choice to goat milk products.To systemati⁃cally introduce the formation mechanism of gamy odor,and formulate the changes in production,transportation,and storage processes.The fac⁃tors which cause undesirable gamy odor of goat milk are described.Reviewing studies about removing gamy odor of home and abroad in re⁃cent years,including physical,chemical,biological and integrated technologies.Their methods,theories and application limitations are also dis⁃cussed additionally.The accumulation of knowledge provides reference for other researchers in inventing more reasonable and convenient technologiesto break the limitations in goat milk's development.

Key words:goat milk;de-odoring;formation mechanism of gamy odor

0 引言

羊乳不仅含有大量的蛋白质，脂肪，钙、铁、锌、维生素等营养物质。羊乳可作为患有乳糖不耐症和肠胃疾病的人群的牛乳替代品，同时由于成分最接近人乳，羊乳也是最适合婴儿饮用的，因为它不易引起过敏反应，并且具有较好的消化性[1]。但是在我国，由于人们对膻味的不适应，羊乳市场一直未得到良好发展。初步研究表明，羊乳中的膻味来自于羊乳中的挥发性脂肪酸，尤其是C 6∶0～C 10∶0，4-乙基辛酸等支链脂肪酸造成了羊乳的膻味。

本文拟简述羊乳膻味产生的机理，并重点介绍近年来国内外对羊乳除膻技术研究的新进展，以期为今后更深入的研究提供参考与借鉴。

1 羊乳膻味的产生因素及机理

1.1 外部因素

有部分学者认为膻味来自于羊舍环境。羊体毛皮上所带有的膻味夹杂物对乳的风味产生了影响，如奶山羊有一种分泌脂质的细胞团，叫角间腺，它位于头部角芽基部后内侧，它所分泌的脂质可散发出特殊的臭味，并可使乳味变膻[2]。

1.2 内部因素

羊乳中大部分的脂肪酸都以三酰基甘油酯形式存在，但仍有小部分中短链的脂肪酸以能够被检测到的游离形式存在。这是羊乳当中独特的脂解作用造成的。羊乳脂解系统中存在两种脂解作用，一种是自发性脂解，一种是在脂蛋白脂肪酶（LPL）作用下发生的诱发性脂解，这种脂解强度大概是自发性脂解的500倍[3]。该作用的强度随着LPL在酪蛋白，乳清和脂肪球之中分布的改变而改变，同时也受到催化剂和抑制剂的影响。羊乳中的LPL更多存在于奶油当中，更易发生催化脂解。Chilliard等认为LPL与脂肪球之间的反应可能与脂肪球膜上的硫酸乙酰肝素含量有关，不仅如此，羊乳中酪蛋白和LPL的相互作用比牛乳中的弱，导致LPL与类肝素物质和脂肪球的相互作用增强，故膻味增强[4]。同时，羊乳中脂肪球较牛乳更小，故总体膜面积更大，更易与LPL接触并发生脂解反应[5]。甘油三酯脂肪球中含有高比例的C 6∶0～C 10∶0和连有甲基或乙基的C 8∶0脂肪酸，由横截面约为10 nm～20 nm，阻止脂肪球聚合和酶退化的乳脂肪球膜包裹[6]。由于脂肪球膜上的不饱和磷脂质部分极易发生自动氧化，其结构完整性被破坏后，甘油三酯在LPL催化下发生水解反应，释放出大量游离脂肪酸（FFA）。甘油三酯水解过程如图1所示。

国内学者认为冷藏鲜羊乳中膻味的形成正是由于挥发性游离脂肪酸的存在，尤其是C 4∶0～C 12∶0脂肪酸产生的强烈的特殊气味。骆承庠等通过对乳中脱脂乳相和稀奶油中游离脂肪酸进行分析，得出庚酸(C 7∶0)、辛酸(C 8∶0)、壬酸(C 9∶0)和癸酸(C 10∶0)是羊乳中的主要致膻成分[7]。挪威农业大学收集了404份山羊乳，按膻味大小分为2组，实验证明，这几种脂肪酸本身并没有膻味，在羊乳中它们之间（尤其C 6∶0和C 8∶0之间）存在着相互作用，或者以通过氢键等作用相互结合的形式存在时，才能产生典型的山羊乳膻味[8]。

而国外学者认为，直链脂肪酸（C 6∶0～C10∶0）虽然会导致膻味，但发生脂解作用后的牛乳中同样存在这种脂肪酸，其风味却并不被描述为膻味，说明决定膻味阈值的脂肪酸不仅仅是直链脂肪酸[9]。Brennand等进一步对致膻脂肪酸进行研究发现，发现支链脂肪酸（BCFA）才是决定羊乳膻味的主要因素，其中4-甲基辛酸和4-甲基壬酸以及4-乙基辛酸导致的膻味的形成，这三种物质相对其他致膻脂肪酸阈值最低，使得羊乳膻味极易被感知[10]。

图1 甘油三酯水解过程

另冷藏羊乳中在挤奶、运输、贮藏过程中易受到嗜冷菌污染，羊乳被长时间冷藏在不适当的温度下会导致嗜冷菌产生大量的水解酶，成分主要为脂肪酶与蛋白酶，微生物脂肪酶对甘油三酯的作用不受脂肪球膜的限制，可透过脂肪球膜直接作用于甘油三酯，从而发生脂解反应，产生致膻脂肪酸，这一特点仅嗜冷菌所产脂肪酶具备[11]。游离脂肪酸含量随着冷藏时间的增加而增加，其中的辛酸含量与冷藏时间呈一次直线关系，癸酸含量与冷藏时间呈二次平方关系，因此乳中的膻味和冷藏时间也成正比关系[12]。

尽管乳品工业上会对鲜乳采取巴氏杀菌，但许多热稳性较强的微生物酶仍未被完全灭活，热处理无法阻止脂解反应的发生[13]。Deeth等认为，脂蛋白脂肪酶热不稳定，巴氏杀菌的温度可以使LPL完全失活，从而阻止脂解作用的发生，且不会影响巴氏杀菌乳产品的质量[14]。但Castberg等认为，对乳进行加热处理仅能消除嗜冷菌，依然无法破坏脂解作用[15]。乳中本身存在的脂肪酶在巴氏杀菌法和超高温瞬时灭菌法处理后的乳中都依然存在。热处理及其搅拌过程会破坏脂肪球膜使得大量脂肪酸泄漏并在微生物酶作用下发生脂解作用。巴氏杀菌处理后的羊乳中的脂肪酸有60%～70%都是来自于运输过程中发生的脂解作用。

为防止外源性的嗜冷菌污染，原料采集与加工过程中都需要做好消毒措施。羊乳生产过程中应尽量采用0℃的深度冷藏，防止嗜冷菌大量繁殖，再采用低温和UHT复合处理，使热稳定降解酶失活[16-17]。国外学者发现，一些天然抑菌剂，如壳聚糖溶液、甲基化豆类蛋白等，可使嗜冷菌数量在冷藏过程中明显减少，延长冷藏条件下原料乳的保存期限[18-19]，但该类添加物目前在国内受到相关法律法规的约束。

1.3 其他因素

1.3.1 遗传因素

不同物种羊的脂解程度，脂肪酸组成，膻味强度不同，这些基因因素和αS1-酪蛋白基因型有关。羊乳中酪蛋白基因座受4个等位基因的控制，分别是表达较强的A、B、C等位基因，以及表达较弱的F、G等位基因。不同基因型的脂肪球的大小、结构组成和ζ-电位不同。如由相同A等位基因结合的纯合子--A/A基因型山羊，产生的脂肪球直径大于O/O基因型（缺失基因型）山羊所产生的。F/F基因型山羊分泌的羊乳脂肪含量与脂肪球大小都不及A/A基因型的山羊，而脂解作用却更强，导致F/F基因型山羊羊乳的膻味更明显[20]。李军等研究发现，甘油三酯脂肪酶基因的表达可通过影响脂肪酸的运输，脂肪的β氧化过程，以及甘油三酯的成分来调节乳中的脂肪酸组成，从而影响膻味的强度[21]。

1.3.2 生理因素

泌乳期不同阶段的脂肪酸含量和膻味强度不同，如哺乳期高峰脂解作用较强，第4周前和第30周后较弱，这与牛乳中泌乳末期，脂肪酶活力随着脂解作用的进行而降低的特征有很大差别[22]。随着泌乳的进行，短、中链脂肪酸的相对含量分别降了11.74%、6.44%，不饱和脂肪酸含量却有所增加[23]。不同泌乳期产出的羊乳挥发性脂肪酸含量不同，故膻味强度也不同。

1.3.3 营养因素

在饲料中给予不饱和脂肪酸的补充会改变羊乳中脂肪酸的组成。如补充鱼油或富含C 18∶2脂肪酸的葵花油，以及小麦淀粉，会大幅度降低自发性和诱发性脂解的水平，降低膻味强度水平，而当羊长期处于饥饿状态或被饲喂植物油时，脂解活动会加强，导致膻味增大，Chilliard等认为当羊接受膳食脂质补充时，乳腺细胞合成LPL的分区朝向血管附近的基底膜增加，此时流向顶端膜和羊乳中的LPL就会减少，故膳食中有足够脂质补充的羊所产的羊乳膻味较轻。而降低鱼油的补充量，对脂解活动却并无明显影响[24-26]，这也说明了通过膳食脂质的补充来控制膻味这种方法存在剂量依赖性关系。

2 羊乳除膻技术研究进展

羊乳在国内因其膻味不被大多数人接受，目前除膻工艺研究较少，多偏向于利用传统方法掩盖膻味而非从源头除膻。国外除欧洲部分国家有饮用羊乳习惯，其他国家大部分选择食用风味已发生较大改变的奶酪、酸奶等羊乳制品，对于鲜羊乳的除膻研究同样较少。国内相关领域内主要由骆承庠团队带领，对羊乳的理化性质与加工工艺进行研究，产品方向包括鲜乳与乳酪。国外主要由Y Chilliard团队及C.P Bren⁃nand团队对羊乳的膻味产生机理作了较为系统的研究，为未来羊乳除膻工艺的发展奠定了基础。现对目前国内外主要除膻工艺作如下介绍。

2.1 物理化学脱膻方法

目前的物理方法主要有β-环糊精包埋法，高压均质化处理法，抽真空脱气法，蒸汽喷射法等，主要通过将致膻脂肪酸包埋，直接分离不良气味，或通过压力影响脂肪酸结构使致膻脂肪酸含量降低，膻味减弱。而化学方法大多通过添加能够防止氧化、或能发生中和酯化反应的物质来减少致膻脂肪酸的含量。以上物理、化学方法的优缺点及应用见表1。

2.2 生物脱膻

目前国内对于生物除膻方法的研究主要集中在微生物产物对羊乳膻味的影响上。如利用在羊乳中加入乳酸菌等特定微生物，产生一些具有芳香味的物质来掩盖羊乳膻味，同时由于发酵破坏了游离脂肪酸与其它乳成分之间特定的结合形式，乳酸菌产生的乳酸也降低了pH值，抑制脂肪酶的活性，减少再生性游离脂肪酸（FFA），使得羊乳膻味明显降低，但此类方法目前主要应用于发酵型羊乳制品。

苏伟丽从商业发酵剂分离纯化出6株保加利亚乳杆菌和6株嗜热链球菌，研究其在羊乳酸奶发酵中脂肪酶活性、FFA以及膻味的变化.结果表明，用单一菌株发酵羊乳时，保加利亚乳杆菌L.b-883和L.b-211菌株、嗜热链球菌S.t-187和S.t-300菌株制作的羊乳酸奶中脂肪酶活性和FFA含量较低，羊乳酸奶膻味较轻；当杆菌和球菌配合应用时，L.b-211菌株与S.t-187菌株以2∶1比例配合时，感官评定几乎无膻味[37]。

表1 物理、化学方法优、缺点及应用分析

Gómez-Torres等探究了罗氏菌素对于羊乳产品中挥发性风味物质的影响。罗氏菌素是罗伊氏乳杆菌产生的代谢产物，能够大范围地抑制腐败微生物的生长，从而阻止微生物作用对乳产品产生不利影响。罗氏菌素pH适应范围广，且能够抵抗脂肪酶作用。将罗伊氏乳杆菌INIA P572与起促进其产生罗氏菌素作用的甘油一起在羊乳乳酪的成熟期进行培养，结果证实，经处理后的乳酪辛酸含量下降，膻味强度明显降低[38]。

2.3 综合脱膻法

对脱膻程度要求高时，可将各种方法结合起来。如采用两段法脱膻，首先用轻度闪蒸除去外界污染的气味，再用乳酸菌发酵掩盖内在的膻味。还可先抽真空脱气（闪蒸），再加入β-环糊精包埋。其中β-环糊精的最佳用量为0.2‰，抽真空脱气的最佳方法为奶温65℃，在真空度0.085 MPa下抽气1 min[31]。另百里香精油由于含有十分丰富的酚类物质，不同的酚类物质呈现各自不同的特殊气味，掩盖了羊乳的膻味，并且对羊乳品质无不良影响。新鲜橘皮、胡萝卜汁、β-环状糊精等物质均能去除羊乳的膻味。

3 展望

在过去的几十年中，关于羊乳除膻的研究较少，生产规模小，并且在对鲜乳的处理技术上许多学者观点不同。但未来随着人们对营养要求的提高，更多的羊乳产品会被接受，这也将带动除膻工艺的研究和完善，进而将羊乳产业的发展带入良性的循环。

上述的各种除膻技术各有其优缺点，应该视情况确定不同的除膻工艺，以达到最佳的除膻效果。生产源头除膻，优化运输、储藏条件，以及各种物理除膻方法由于具有成本较低，处理条件易于控制，对食品营养结构影响小等优点，目前应用最为广泛，也仍会是今后研究的主要方向，但某些需要大型设备的方法不适合于中小企业，具有一定的局限性；化学除膻技术虽有较好效果，但因可能发生化学物质残留或损坏乳品品质的情况，往往受到相关法规的约束；生物除膻或成为未来研究的新热点，除通过针对羊乳的生物途径的加工方法外，从源头上沉默相关基因、对脂解系统中各种组分之间的相互作用进行一步研究以控制脂解作用强度，如控制脂肪酶活性从而降低脂解强度，从源头上控制致膻脂肪酸的产生，或选择羊乳膻味较轻的品种育种，都是能够减轻羊乳膻味的有效方式。

未来大力加强物理除膻技术、天然化学物质除膻、生物除膻技术的研究，确定更加方便，应用性更强，效果更佳的除膻方法，对羊乳产业的发展具有重要的理论和实践意义。

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Study on the formation mechanism of gamy odorin goat milk and the develop⁃ment of de-odoring

JIANG Yuhan，AO Xiaolin，YANG Weiwei
（College of Food Science,Sichuan Agriculture University,Yaan 625014,China）

S879.1

B

1001-2230（2017）09-0041-04

2016-12-20

蒋玉菡(1996-),女,本科,研究方向为乳制品加工。

∶敖晓琳