山羊奶营养及加工工艺特性.doc

山羊奶营养及加工工艺特性陈建明1,2，冯建忠2，张居农1（1.石河子大学动物科技学院，新疆石河子832000；2.天津市畜牧兽医研究所,天津300381）摘要：山羊奶是一种营养完全的食品，含有促进人类生长发育以及维持健康的必须营养成分，它所含各种营养成分的比例，适合人类的生理需要。发展山羊奶业不仅是对中国奶业数量上的补充，而且在品质上与牛奶相比更具潜力。山羊奶与牛奶的蛋白质组成结构、蛋白电荷不同，影响两者的稳定性，羊奶比牛奶稳定性要差。关键词：山羊奶；营养；加工；热稳定性；超高温处理山羊奶以其特殊的风味、营养价值、保健功能、易于吸收等优点誉为乳品中的精品，被视称为“奶中之王”，是世界上公认的最接近人奶的奶品，也是现代人类健康的营养佳品。山羊奶的基础结构、特征性和其各项营养元素配比均与人奶接近。采用山羊奶喂养的婴儿在身高、体重和骨密度都超过同期用牛奶喂养的婴儿，而且婴儿血液中维生素和有益微量元素的含量也都高于牛奶喂养的婴儿，婴儿的身体成长、智力发育更迅速，更健康。常饮山羊奶，具有消除疲劳，养颜护肤及滋养肠胃等功效。经高科技脱膻处理后的山羊奶，具有口感香浓、细腻、滑爽，毫无人们担心的“羊臊气”。1山羊奶的营养价值有实验表明，山羊奶含有200多种营养物质和生物活性物质，其中含有多种乳酸、20种氨基酸和维生素、25种矿物质、数10种酶和多种乳糖。表1山羊奶的营养组成及与牛奶、人奶的比较营养组成山羊奶牛奶人奶酸度/°T11.4613.6910.40干物质/g12.5811.6312.02脂肪/%4.003.854.05乳糖/%4.584.706.90蛋白质/%3.543.401.10钙/mgkg13401190320磷/mgkg1110930140VitA(球单位/克脂肪)392132VitB1(g/100mL)684517VitB2(g/100mL)21015926热量(kJ/100mL)305.4284.5326.4由表1可见，山羊奶含有多种矿物质，其含量远高于人奶，也高于牛奶。特别是钙和磷，不仅含量高，而且比例适当，对老人、青少年、婴幼儿，孕妇和哺乳期的妇女特别重要。山羊奶含脂肪量也很高，每100mL山羊奶中含脂肪为4.1g；山羊奶脂肪本身已形成良好的乳化状态，脂肪球的大小与人乳脂肪相近，直径在2m左右，丰富的中链脂肪酸不会造成脂肪的堆积；山羊奶中的乳糖可调节胃酸，有促进肠蠕动和消化腺分泌的作用。山羊奶的总营养价值高于牛奶，其中干物质营养含量一般比牛奶高10%左右，比人奶高5%左右。每100mL山羊奶中含蛋白质3.8g，蛋白质中含有很多种必需氨基酸，其中除蛋氨酸外，其余9种均高于牛奶。山羊奶中的游离氨基酸也高于牛奶，而游离氨基酸是很容易消化的。综上所述，山羊奶可以满足人和动物的营养需要。1.1山羊奶中的蛋白质山羊奶中的蛋白质品质极高，其生物学价值高达85。羊奶蛋白质主要是酪蛋白和乳清蛋白。羊奶、牛奶、人奶三者的酪蛋白与乳清蛋白之比大致为75：25，85：15，60：40。羊奶比牛奶酪蛋白含量低，乳清蛋白含量，与人奶接近。羊奶蛋白质的凝块也比较软(牛乳凝块为5060g。山羊乳为2040g)，因此容易消化吸收。山羊奶中的酪蛋白和白蛋白都是全价蛋白质，含有人体需要的8种必需的氨基酸和畜体需要的10种必需的氨基酸，其蛋白质消化率达98左右。据测定，山羊奶的氨基酸总含量比牛奶高3，在17种氨基酸中，除丙氨酸、蛋氨酸、异亮氨酸、酪氨酸外，其余13种氨基酸含量均比牛奶中高。山羊奶中的蛋白质成分与牛奶相比有明显差异，如山羊奶含有5种基本蛋白质，即a-乳蛋白、ß-乳球蛋白，-酪蛋白和asl-酪蛋白。但缺乏牛奶中的as2-酪蛋白。有人认为，这是饮用山羊奶不会发生过敏反应的主要原因。山羊奶中球蛋白含量高于牛奶，酪蛋白含量低于牛奶，相对地说接近于人奶。球蛋白分子量小，其凝乳表面张力小，营养价值较高，在人体内形成的凝块细而软；而酪蛋白分子量大，在人体内形成的凝块也大。因此山羊奶比牛奶更易于被消化吸收，人体对山羊奶的吸收率高达95%。另外，对牛奶有过敏反应的病人来说，山羊奶更是一种珍贵的食品，原因在于山羊奶的蛋白质中缺乏牛奶中的-酪蛋白，-酪蛋白仅为牛奶的30%。1.2山羊奶中的糖类 山羊奶中的糖类是很容易被消化吸收的单糖(半乳糖)和双糖(乳糖)。表2不同来源奶蛋白质组成的比较种类酪蛋白白蛋白和球蛋白凝张力人奶6040牛奶851550-60山羊奶742620-40乳糖是山羊奶中最丰富的糖类，它构成奶中干物质的30以上，在小肠中它被分解为单糖而被吸收。葡萄糖易于吸收，而乳糖吸收甚慢，但半乳糖是合成维生素K和复合维生素B的肠内细菌生长的促进剂。乳糖还能在肠内细菌的作用下变为乳酸。乳酸可以在肠道内抑制病源菌的生长繁殖。不仅如此，乳糖还能增进矿物质元素钙、磷、镁、钡的吸收。因此，饮用山羊奶完全可以满足人类对糖类的需要。1.3山羊奶中的脂肪山羊奶中的脂肪主要由短链脂肪酸组成。这种脂肪酸更容易消化吸收。乳脂肪是携带维生素A的主要成分之一，且能促进钙的吸收。饮用山羊奶能够满足人类对必需脂肪酸的需求。从营养学分析可知，必需脂肪酸是一种具有生理机能的脂质成分，既是人体组织和器官如脑和神经的重要组成部分，又是体内多功能的代谢物质。山羊奶中的亚油酸、花生四烯酸是婴儿的必需脂肪酸，在所摄取的总能量中应有这类脂肪酸供给。山羊奶中的脂肪球颗粒要比牛奶小的多，有利于人类的吸收。因为脂肪球小，胃液中的脂肪酶接触脂肪球的面积大，所以消化吸收快。除此以外，山羊奶中的脂肪有近20的脂肪酸是短链和中链的，而牛奶中的这类脂肪酸只有14左右。脂肪酶分解短中链脂肪酸的能力要比长链快的多，这是山羊奶脂肪比牛奶脂羊奶脂肪含量为4.0，以脂肪球的形成或存在于乳中，脂肪球的平均直径为2mm左右，而牛奶脂肪球平均直径为3mm；羊奶富含短链脂肪酸，尤其是碳十二以下的低级挥发性脂肪酸占所有的脂肪酸含量的25左右，形成羊奶的特殊风味。而牛奶中则不足10，正由于羊奶脂肪球直径小，使其容易被消化吸收。1.4山羊奶中矿物质与无机盐山羊奶中的矿物质同牛奶一样，呈溶解状态，钙、磷比例适宜，易于消化吸收，且含量丰富。相反，人奶中的矿物质则比山羊奶和牛奶低。l升山羊奶中大约含有1.2g钙和1.0g磷。人奶中的钙仅为山羊奶的l4，磷为l6。山羊奶、牛奶和人奶中的铁都不能满足婴幼儿的营养需要。因此，对哺乳期的婴儿应适当补充。羊奶无机盐含量为0.86，比牛奶高0.14，羊奶中钙、磷含量均比牛奶的高。1.5山羊奶中维生素研究证明，每100g羊奶所含的10种主要的维生素的总量为780g，其中维生素A、B1、B：、D、尼克酸、泛酸、生物素、胆碱均比人奶和牛奶多，而维生素C、叶酸、肌醇则比人奶少。羊奶中VitA,VitB，VitC，泛酸和尼古酸的含量均可满足婴儿的需要。此外山羊乳几乎不含胡萝卜素。因此制成的奶油为白色。为了防止维生素A和维生素B族被破坏，山羊奶应避免日光照射，生产单位最好采用深色瓶装。有资料认为山羊奶中缺微量元素铁和叶酸，山羊奶中铁含量仅为0.25X106mg100mL，人奶中含1.25X106，相差近5倍。山羊奶中的叶酸含量为0.0008mg1.00mL，人奶中含0.0038mg100mL，相差近5倍。因此，有人认为单独用山羊奶哺喂婴儿可能会发生贫血症，影响生长发育。对此进行了核查，发现有些地方的奶山羊在纯放牧饲养条件下由于土壤和饲料中缺铁，也导致了山羊奶中铁的不足。在以精料和糟渣为主的日粮中，由于缺乏青绿饲料，也可导致山羊奶中叶酸的不足。为了防止山羊奶中铁和叶酸及维生素的不足，在舍饲条件下实行青粗精饲料搭配的全价饲养，就可有效地提高山羊奶中铁和叶酸等微量营养成分的含量，所测结果与轻工业出版社出版的新版乳制品配方中所公布的羊奶营养成分测值相似。可见，山羊奶的营养成分不仅与奶山羊的乳汁合成、生理代谢有关，而且与饲草饲料中所提供的养分含量也有密切的关系。因此，全价饲养是保证山羊奶营养全价的关键。2羊奶的物理性质以及与牛奶的区别2.1热量羊奶热量接近人奶，稍高于牛奶。每千克羊奶的热量为3054kJ，比牛奶高209kJ。2.2最大缓冲能力和缓冲指数山羊奶pH5.5时为0.043，牛奶最大缓冲能力在pH5.5时为0.0250.050（最大缓冲能力和缓冲指数活缓冲值时使1L1克分子缓冲液改变以个pH单位时所需要的质子活羟基离子的当量数，等于（1/m）（dn/dpH），m为缓冲液克分子数，dpH为加入dn个当量的质子活羟基离子而产生的pH变化）。它的主要缓冲成分是蛋白质和磷酸盐类。羊奶优越的缓冲性能使之成为治疗胃溃疡的理想食品。2.3酸-碱平衡山羊奶等电点较低于牛奶，前者为6.36.7，后者约为6.56.7。2.4滴定酸度羊奶的酸度(11.46。T)低于牛奶的自然酸度(13.69。T)，羊奶和牛奶均呈弱酸性。pH分别为6.72和6.62。2.5表面张力山羊奶全脂乳为0.052N/m。脱脂乳为0.056N/m，牛奶为0.04-0.06N/m（20），水为0.073N/m。（N/m为牛顿/米）3山羊奶的加工工艺特性3.1加热杀菌处理的影响山羊奶经61，63，64，30min杀菌或71，15s杀菌，其乳清蛋白稍有变性（3.6%7.4%），溶解的钙和磷各降低3.6%5.2%和2.8%6.0%，凝块张力降低28%56%。63，30min保持式杀菌者，凝块张力的程度比高温短时间杀菌大，140，45s的超高温杀菌更好。对杀菌规模小的厂，最好用63，30min，而规模大的厂，则采用140，3s超高温瞬时杀菌方式。3.2预热对浓缩中热稳定性得影响山羊奶先经过90，10min预热处理，再浓缩到2:1者较稳定。一般用山羊奶制造淡炼乳时，总乳固体要控制在22%左右为佳；牛奶淡炼乳得总乳固体一般控制在26%。因为山羊奶淡炼乳再装罐后的灭菌时不稳定，所以总乳固体含量（即浓度）不应太高。山羊奶淡炼乳在灭菌后其焖煮气味较牛奶轻，成品在21以下保藏四个半月风味无影响，无沉淀。故用山羊奶经维生素强化生产婴儿淡炼乳最为适宜。3.3脂肪上浮山羊奶脂肪直径约为110nm,其中小脂肪球（直径约14nm）占多数。山羊奶得稀奶油上浮现象极为轻微，山羊奶静置时几乎无上浮现象，如果将山羊奶得稀奶油与牛奶得脱脂乳混合后，则出现上浮；反之，将山羊奶脱脂乳与牛奶得稀奶油混合，则几乎不出现脂肪上浮。4山羊奶加工的热稳定性热处理是影响奶质量特别是物理化学和酵素成分的重要过程。山羊奶的热稳定性低于牛奶,山羊和绵羊奶比牛奶稳定性要差。虽然热诱导反应在动物种类间是相似的,与不同温度相关的改变取决于不同的胶束结构，胶体和水合物中的盐分和蛋白之间的相互作用,山羊奶含有较低的蛋白质和酪蛋白。但是，尽管较低的钙和磷酸盐分别接近于1200和900mg/kg，而山羊分别为2200和1300mg/kg，这将会显著的影响胶束系统。改变pH值、添加盐类、磷酸盐、柠檬酸盐或膜技术的利用（例如改变乳清蛋白到酪蛋白比例）能够减少热稳定性的问题。除去奶自身的不稳定性归因于热处理外，酵乳素能够被用作热处理过程的钝化。符合法定要求的有效指标（例如通过测试巴氏杀菌奶），碱性磷酸盐（AP）在物种间AP含量有许多可观的变化。山羊，绵羊和牛奶AP的集中范围分别是11513000、830017300和18004750µg/mL。牛奶在140下加热，观察其凝固时间的关系，发现pH6.7时呈最大值（约23min）山羊奶在pH6.8时呈最大值（大约有时23min左右），但随着pH的上升，山羊奶的热稳定性急剧下降，pH.9时达到最低点（约2.5min即凝固），牛奶则在碱性侧时，其热稳定性反而升高，pH7.2时，其凝固时间可达26min。这里，酪蛋白起主要作用，乃是由于酪蛋白电荷和水和作用的缘故，牛奶与山羊奶得蛋白质组成不一样，故其蛋白电荷不同，影响两者的稳定性。山羊奶酪蛋白缺少-酪蛋白，而且k-酪蛋白仅为牛奶的30%，所以呈现出低的热稳定性。如果添加牛奶-酪蛋白于羊奶酪蛋白胶束，分散于牛奶渗析液中（0.5g/100mL的比例）即可显著增高其热稳定性（在pH6.9以下）。这说明缺乏酪蛋白会降低蛋白质的电荷，从而显著地使羊奶pH下降低了其热稳定性。5结语近年来。随着部分羊奶企业规模的扩大、工艺的改进和品种的增多，我国羊奶消费露出冰山一角，开始从导入期逐步走向成长期。但与竞争激烈的牛奶市场相比，国内羊奶的品牌竞争显得有些冷清。在国际市场，羊奶的生产和销售日渐呈现出强劲的增长趋势，在一些欧美国家，羊奶已成为人们生活必需的消费品，其市场占有率达到80以上，羊奶及其制品的价格也比牛奶高一半以上。山羊奶具有独特的保健作用。中国药典巨著本草纲目记载：“羊乳甘温无毒补寒冷虚发，润心肺，治消渴，疗虚劳，益精气，补肺肾气和小肠气”，“含之治口疮，解蜘蛛咬毒”。山羊奶中含有上皮细胞生长因子（EGF），有修复黏膜的功能，可有效提高人体免疫力，从而免受肠道疾病，呼吸道疾病，皮肤病。山羊奶中超氧化物歧化酶（SOD）含量非常丰富，常饮用和洗用能养颜美容，抗炎，抗衰老。由于山羊奶中免疫球蛋白含量较高，在一些有效成分上，远远高于母乳，这对婴幼儿的生长发育大有益处。老年人常喝山羊奶，可降低胆固醇，防止心脑血管系统疾病，预防老年老化性疾病。一般民间传统也认为羊乳具有补肾，滋肺，健胃，利肠的作用。西欧一些科学家称羊奶是一种天然抗生素，常喝山羊奶病不沾身，面色红润，体力充沛。由于山羊奶取自哺乳期的母羊乳汁，数量有限，价格较高，因此在海外普遍被看作高档次饮品，在有些国家更被称为“贵族奶”，而近年来发达国家的中产阶级，已将喝羊奶，吃羊胎素，用绵羊油视为养身，保健，美容的新时尚。山羊奶酪如今风靡欧洲，美国加州把山羊奶列为甲级绿色食品，我国的港澳台地区也掀起了喝羊奶的热潮，山羊奶价格一般时牛奶的四倍。在我国农村，常年喝山羊奶长寿的老人比比皆是。乳业在我国农副产业中是最具市场潜力和竞争力的行业。中国加入世贸组织后，乳业的竞争将日趋热化，而羊乳的脱颖而出则令人眼前一亮。随着山羊奶脱膻技术的应用和广大消费者对羊奶营养价值的认同，山羊奶有望在乳品市场大出风头，山羊奶消费市场已经初步形成。