功能性乳制品的开发与应用现状

文 / 宋丽华 韩玉堂 韩吉雨 庞 云 耿 跃 岳丽莎 王小平

（内蒙古伊利实业集团股份有限公司）

近年来，传统牛奶产品在全球市场日趋饱和，优质功能性乳制品的生产逐渐兴起，开发牛奶的新价值、新功效已经成为全球乳业新的发展趋势。牛奶含有丰富的钙和优质蛋白质，是功能性营养元素的良好载体。目前乳制品市场中如共轭亚油酸牛奶、矿物质及维生素强化奶、乳清蛋白、膳食纤维后添加功能性牛奶等都大行其道。

功能性乳制品从添加形式上可以分为两种，后期加工处理过程中添加营养物质所得乳制品称后添加型功能性乳制品；奶牛自身所产含高营养物质或通过调控奶牛日粮，使牛奶中含有某种甚至几种营养物质的牛奶为天然型功能性乳制品。

1 外添加型功能性乳制品现状

1.1 益生菌乳制品

目前国内几家大型乳品企业都引进了发酵较好的乳酸菌品种，比如伊利引进了丹麦的LGG益生菌（鼠李糖乳杆菌Lactobacillus Rhamnosus GG），光明引进了丹麦丹尼斯克集团e+益生菌（保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌、嗜酸乳杆菌、双歧杆菌），蒙牛引进了丹麦科汉森公司的LABS益生菌（L：保加利亚乳杆菌；A：嗜酸乳杆菌；B：双岐杆菌；S：嗜热链球菌）。不管所用菌种如何，但总体功能都是具有调整肠道菌群，预防或改善腹泻，缓解乳糖不耐症状，预防阴道感染，增强人体免疫力，促进肠道消化系统健康，降低血清胆固醇，抑制肿瘤等生理保健功能。

1.2 添加功能性成分（添加剂、配料）制作的乳制品

在原奶中添加对人体有益的功能性物质，如矿物质、维生素、蛋白质、多肽、脂肪酸、天然色素等，这一类添加方式是乳品企业最常用的生产功能奶的方法。

1.2.1 维生素/矿物质牛奶

目前由于大中型城市生活节奏加快，饮食急而快，相对地，饮食种类就变得单一了。考虑到人体维生素慢性缺乏症，多数乳品企业开发出维生素强化牛奶，如牛奶中添加人体常需要的维生素A、C、D和E[1]。各种维生素有其各自功能，维生素之间也具有协同作用。许多企业通过在原奶中添加钙、铁、铜、锌等补充人体所需的矿物质。国内市场上钙铁锌牛奶比比皆是。有研究表明，在牛奶中可同时协调补充多种营养成分，国内多家乳品企业推出富含维生素和矿物质的功能性牛奶[2]。

1.2.2 膳食纤维牛奶

由于膳食纤维能吸收肠内的有害金属，刺激肠壁，促进排便，以清扫肠道来防止大肠癌或直肠癌等疾病，尤其对中年妇女及老年人更能防止便秘。因此近年来膳食纤维牛奶被研制开发出来，如小麦、裸麦、稻米、苹果皮、野菜（如车前草）、苔草、菊花等，经提纯后添加到牛奶中调节人体胃肠道功能及预防疾病[3]。日本在20世纪90年代中期上市了强化水果、芹菜的酸奶，受到广大消费者的信赖。21世纪初，三元和光明也先后推出膳食纤维牛奶[4]。敬思群[6]（2005）等和任璐[5]（2010）分别开发出番茄膳食纤维牛奶和复合型黑米谷物牛奶。

1.2.3 乳清蛋白牛奶

乳清蛋白也是一种很受欢迎的功能性食品添加物质。它是一种非常优质的蛋白质，还可以刺激细胞的生长，提高人体免疫力，预防癌症。近年来，乳清蛋白已经在酸奶、冰淇淋、婴幼儿配方奶粉和干酪等乳制品生产中添加应用[7]。

1.2.4 低聚糖牛奶

低聚糖是一种单糖，进入大肠能促进双歧杆菌增殖，并产生一系列特殊的生理功能，因此称为功能性低聚糖。研究发现，低聚异麦芽糖可添加在婴幼儿配方奶粉、中老年人奶粉、酸奶、鲜牛奶、乳酸菌饮料中，人饮用后可促进肠道双歧杆菌增殖，并可发挥营养保健功能[8]。

1.2.5 天然植物色素牛奶

开发含有天然植物成分，有利于各年龄段人群吸收的天然色素牛奶是功能奶发展的一个方向。徐新月[9]（2010）发明了一种添加天然植物营养素的绿色牛奶，该绿色牛奶中天然植物营养素的重量百分比为0.1%～20.0%；陈历俊等[10]（2011）采用红色、白色、黄色、黑色和绿色食物原材料生产出具有养生功效的红、白、黄、黑和绿色牛奶，为消费者提供营养健康的养生饮品。

1.3 用酶制剂分解牛乳中的乳糖

部分人饮用牛奶后会出现腹胀、腹痛、腹泻等胃肠不适现象，这种现象是由于体内缺乏乳糖酶或乳糖酶活性降低而造成的乳糖不耐症。针对这种情况，目前多数研究用酶降解法降解牛乳中的乳糖后再供人们饮用。多数研究人员[11，14]均是以固定化β-半乳糖苷酶等酶对牛奶中的乳糖进行水解，并改进酶解工艺，使牛奶中乳糖水解率达70%～90%，可满足乳糖不耐受症患者的需求。

1.4 生物学方法生产的功能性乳

1.4.1 免疫乳

免疫乳是给奶牛有选择性地接种引起人或动物某些疾病的病毒、毒素、细菌的抗原，使其产生免疫应答，分泌出免疫球蛋白（或其它特异性抗体）进入乳中。免疫乳是一种天然、安全、健康并有医疗价值的保健性食品。郁凯明等[15]（1997）用免疫奶牛初乳治疗轮状病毒感染性婴幼儿腹泻症状，总有效率达91.0%，显效率达79%，且无任何副作用。张和平等[16]（1997）报道的免疫乳中IgG含量比非免疫乳中IgG活性高出近8 倍水平。有业内专家预测，免疫乳将会在今后的医疗保健事业中发挥举足轻重的作用。

1.4.2 转基因牛奶

使外源基因在奶牛的乳腺中表达出来，得到转基因奶牛，使奶牛生产出含有特定功能性成分的牛乳。李宁等[17]（2011）提出了奶牛乳腺生物反应器生产重组蛋白的优势：一是奶牛产奶量高，二是饲养成本低；奶牛乳腺生物反应器还可高效地表达出结构复杂的蛋白质。

2 天然功能性乳制品现状

2.1 牛初乳制品

随着人们对奶牛初乳的逐步认识，奶牛初乳的功效也被人们认可。牛初乳中含有多种营养素及生物活性物质，使之具有较强的功能性，而成为保健食品的原料。

2.1.1 牛初乳的营养成分

（1）蛋白质及氨基酸

牛初乳中的蛋白质含量远远高于常乳，特别是第1 天初乳中蛋白质含量达到15%[22]，是常乳的4～8 倍[18]。初乳中的氨基酸也明显高于常乳，其中以精氨酸含量最高，其次是谷氨酸、亮氨酸、脯氨酸、赖氨酸等，含量较低的是半胱氨酸和色氨酸[19]。

（2）脂肪

乳脂肪是衡量奶质的重要指标，也是给人体提供能量的重要物质，奶牛初乳中牛初乳脂肪含量比常乳高约23.5%，主要是以脂肪微粒形式存在[19]。（3）维生素

奶牛分娩后1 天内的初乳中，胡萝卜素、VA、VD、VE的含量都增加，约为常乳的2～7 倍。

（4）矿物质

牛初乳中含有23 种矿物质，其中钙的含量较高：磷、钠、锌、铁、锰等矿物质含量也明显高于常乳[18，22]。

2.1.2 牛初乳的活性物质

（1）免疫球蛋白

牛初乳Ig主要来源于血液和乳腺浆细胞，按抗原性不同分为5 类：lgG、lgA、lgM、lgE、lgD。初乳中IgG占总IgS的80%～86%[20]， 牛初乳中免疫球蛋白含量是人初乳的50 倍[18]。（2）乳铁蛋白

牛乳中的乳铁蛋白（Lf）又称为乳转铁蛋白，是一种铁结合性糖分子，含量约为 1.5～5.0 mg/mL，是常乳的50 倍左右[19]。（3）生长因子

牛初乳中的生长因子主要有表皮生长因子（EGF），促进体细胞对葡萄糖和氨基酸吸收的类胰岛素生长因子（IGF-1），成纤维细胞生长因子（FGF），神经存活和生长所必需的神经营养生长因子（NGF），转移生长因子A和B（TGF-A、TGF-B）。这些生长因子，具有促进上皮细胞增殖，刺激蛋白质合成，促进血管形成，参与组织修复的功能，同时对转移细胞有生长刺激作用。

牛初乳是一种纯天然食物，对人体安全无毒，能够调节免疫功能，增强免疫力；促进营养吸收，有利于生长发育；消除疲劳，延缓衰老。牛初乳制品属天然的功能性乳制品，已在国内外广泛应用，国内有的牛初乳制品已被国家卫生部批准为健字号保健食品[21]。

2.2 以营养调控为手段生产的天然功能奶

2.2.1 天然矿物质、维生素功能奶

Loy 等研究表明，增加维生素 A的添加量能够导致牛乳中维生素A含量的增加[24]。乔良等[25]（2008）报道，日粮中添加过瘤胃保护维生素 A微胶囊或提高维生素 A的添加量均能明显增加乳中维生素A含量。试验证明，过瘤胃保护维生素 A组的乳中维生素A含量比未处理维生素A组高出近1 倍。

刘强等[27]（2007）报道，在奶牛日粮中添加过量的亚硒酸钠和包被硒，牛奶中可以富集硒，包被硒组生产原料奶可达130 μg/L。洪霞等[28]（2005）报道，通过在奶牛饲料中添加微量元素铁、锌、硒等元素，鲜奶中所含的铁、锌、硒都有不同程度地增加，分别提高了4 倍、1.5 倍和10 倍。

2.2.2 天然不饱和脂肪酸功能奶

大部分不饱和脂肪酸对人体都有着特殊功效，美国著名学者Dhiman[30]（2005）根据CLA在啮齿动物体表现的生物活性最低有效剂量，类推到牛奶富集CLA后与人类健康的潜在关系，认为通过消费富含CLA的反刍动物产品（奶和肉制品）是人体摄入天然CLA的一种有效途径。卜登攀[29]（2006）报道，增加日粮亚油酸、EPA和DHA采食量能够增加乳脂CLA含量，本研究条件下，乳脂g9t11CLA的含量平均可以从0.057 mg/g提高到3.05 mg/g脂肪。胡志勇[31]（2007）研究显示，豆油组、胡麻油组、豆油+胡麻油组与对照组相比，CLA含量分别提高了236%，156%和176%。

2.2.3 天然激素功能奶

牛奶中天然地含有一些褪黑素，2004年，英国推出了Nighttime牌全天然高褪黑素牛奶，虽然其价格比普通牛奶高1.5 倍，仍颇受消费者欢迎。褪黑素是人脑中松果体所分泌的一种激素，具有安神、安眠、调整睡眠的功能，如大脑中不能产生足够的褪黑素，人就会失眠[23]。

2.2.4 天然风味功能奶

马燕芬[26]（2009年）报道，在奶牛日粮中添加果香味剂，可以提高奶牛干物质消失率，进而提高饲料转化率；还可以有效改善牛奶的风味，使牛奶具有果香味。

3 未来功能性牛奶的发展趋势

随着现代信息及科技技术的发展，人们生活水平的提高和消费观念的更新，新型的、多样的功能性牛奶不断研制开发。而大多是原奶后添加研制而成，多数添加的是现成配料或添加剂，添加技术含量较低，制备工艺简单一致，市场监管力度不强，导致市场上功能性牛奶良莠不齐；有的在功能性牛奶开发研制过程中失去原奶的自身部分营养作用，或者添加后起不到添加剂的功效[32]。由于原奶后添加加工生产的功能奶存在很多问题，各科研院所和企业一直寻找天然功能性牛奶的制备生产方法，通过饲料添加营养成分饲喂奶牛后，经牛体代谢将添加的营养元素转化到牛奶中，保证了牛奶的营养全面、安全健康，可称之为真正的功能性牛奶。

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