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为探究热加工对发酵骆驼奶品质、抗氧化及抗菌特性的影响,研究发现 90°C 加热处理效果最佳,保障安全且提升品质。
# 热加工如何重塑发酵骆驼奶的品质与功能?
在广袤的非洲和中东地区,骆驼奶作为一种特色饮品,正逐渐走向全球市场。据联合国粮食及农业组织(FAO)2023 年的统计数据,全球骆驼数量约 4240 万头,每年能产出约 410 万吨骆驼奶,围绕骆驼奶的乳制品市场价值在 2023 年已达 141 亿美元。骆驼奶可不简单,它富含多种生物活性成分,像是维生素 C 含量比牛奶高出三到五倍,还含有乳铁蛋白、α- 乳白蛋白等,这些成分赋予了骆驼奶独特的抗氧化和抗菌特性。
不过,看似营养丰富的骆驼奶却隐藏着安全隐患。生骆驼奶常常受到大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等病原体的污染,这主要是因为在生产、处理和运输过程中卫生条件难以保证。与此同时,骆驼奶发酵也面临难题,发酵时间长、质地不理想等问题困扰着生产厂家。而且,目前关于热加工对骆驼奶制品,尤其是发酵骆驼奶品质、抗氧化和抗菌活性影响的研究还十分有限。在这样的背景下,来自埃及沙漠研究中心、干旱土地种植研究所和亚历山大大学等机构的研究人员开展了一项重要研究,相关成果发表在《Scientific Reports》上。
研究人员采用了多种关键技术方法来开展研究。首先,在样品处理上,他们将骆驼奶分为七份,一份作为对照不进行热处理,另外六份分别进行不同条件的热处理,包括 63°C 处理 30 分钟、72°C 处理 15 秒等多种组合。之后,接种 YOFLEX? 冻干酸奶发酵剂(含有保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌)进行发酵,并在 4±1°C 下储存。在检测分析方面,运用了 SDS-PAGE(十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶电泳)技术来监测乳清蛋白组分的变化;采用 OPA(邻苯二甲醛)法测定蛋白水解度;通过旋转粘度计测定发酵乳的表观粘度;利用标准孔扩散琼脂法检测发酵乳对多种病原体(如鼠伤寒沙门氏菌、大肠杆菌等)的抗菌活性。
下面来看看具体的研究结果:
- 发酵过程:生骆驼奶发酵时间长、酸化速率慢,这可能是其中的免疫球蛋白、乳铁蛋白等抑制了发酵剂的活性。适度热处理(63°C 30 分钟或 72°C 15 秒)能略微缩短发酵时间,而更高温度(85°C 和 90°C)的处理则显著加快酸化速率、缩短发酵时间,其中 90°C 处理 30 分钟的牛奶发酵时间最短,仅 4 小时 15 分钟。
- 微生物质量:生骆驼奶微生物数量超标,含有大量金黄色葡萄球菌。热处理能有效降低牛奶中的微生物数量,所有热处理后的牛奶总细菌数和大肠菌群数均符合 FAO 标准。发酵乳中,热处理同样显著改善了微生物质量,且发酵乳中乳酸菌(LAB)数量在储存期间大多显著增加,不过 90°C 处理的发酵乳 LAB 数量有所下降,可能是酸度上升所致,但所有发酵乳 LAB 数量均超过推荐标准。
- pH 和可滴定酸度:90°C 加热处理的发酵乳在冷藏期间 pH 值最低,随着储存时间延长,发酵乳 pH 值下降、酸度上升,这是因为发酵剂持续产酸。
- SDS-PAGE 分析:不同热处理对乳清蛋白影响各异。随着热处理强度增加,多数蛋白条带强度下降,部分热敏感蛋白在较低温度处理后消失。90°C 处理 30 分钟时,蛋白电泳图谱变化剧烈,出现蛋白相互作用和聚合物形成的现象。
- 蛋白水解度:生骆驼奶发酵样品的蛋白水解度显著高于热处理后的样品。适度热处理的发酵乳蛋白水解度较高,而高温处理则降低了蛋白水解度。不过,90°C 加热发酵的牛奶蛋白水解度比 85°C 时更高,且在储存过程中蛋白水解度显著增加。
- 表观粘度:热处理显著提高了发酵骆驼奶的粘度,且粘度随热处理强度增加而增大,90°C 处理 30 分钟的样品粘度最高。这主要是因为乳清蛋白变性与酪蛋白相互作用,增强了凝胶网络结构,同时发酵乳的酸度也与粘度相关。
- 抗氧化活性:在铁还原能力方面,适度热处理降低了发酵乳的还原能力,而高温处理(85°C 和 90°C)则显著提高了还原能力,90°C 处理 30 分钟时还原能力最强,且储存结束时所有样品还原能力均显著增加。在 DPPH 自由基清除活性方面,热处理降低了发酵乳的清除活性,生骆驼奶发酵样品清除活性最高,但 90°C 处理的样品在所有热处理组中清除活性相对较高,且储存时间对自由基清除活性有显著影响,第一天时最高。
- 抗菌活性:发酵骆驼奶对蜡样芽孢杆菌无抗菌效果,但对大肠杆菌、鼠伤寒沙门氏菌和金黄色葡萄球菌有抑制作用,且对鼠伤寒沙门氏菌的抗菌效果最为显著。热处理对发酵乳针对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌活性影响不显著,但显著增强了对鼠伤寒沙门氏菌的抗菌活性,90°C 处理的发酵乳抗菌活性最强,且储存能显著增强对鼠伤寒沙门氏菌的抗菌活性。
综合来看,这项研究意义重大。它明确了生骆驼奶及其发酵产品存在的安全风险,强调了热处理对保障骆驼奶安全的必要性。90°C 加热处理不仅能缩短发酵时间、提高发酵乳粘度,还能改善微生物质量,增强抗氧化和抗菌性能。这一研究结果为发酵骆驼奶产业优化生产工艺提供了关键依据,有助于推动骆驼奶产业的健康发展,让消费者能享受到更安全、品质更高的骆驼奶产品。但研究人员也指出,后续还需进一步探究该处理方式对发酵产品生物学价值的影响 。