双蛋白酸奶的开发研究进展

王晓英，刘长姣，段连海，霍 岩

(1.吉林工商学院食品工程分院，吉林 长春 130062；2.吉林酒精工业集团有限公司，吉林 长春 130000；3.吉林省粮油卫生检验监测站，吉林 长春 130061)

蛋白质是乳品首先需要考虑的指标。在我国，凭借动物蛋白资源很难满足消费者对乳品的需求，并且食用过多的动物蛋白也会给健康带来不利影响，因此，可以考虑用植物蛋白代替部分牛奶，选择合适的生产工艺，生产成本较低廉、质量保证的双蛋白奶[1]。国外，在牛奶和豆奶的结合产品开发上已经达到一个较成熟的阶段，欧美市场纷纷推出豆奶与牛奶或乳清蛋白相结合的“双蛋白”奶及豆基婴儿配方奶粉。在韩国、日本等国，具有保健功能的大豆酸奶十分流行[2-3]，但在国内市场还没有出现相关的产品[4]。因此，以大豆蛋白替代部分牛奶生产酸奶，既可有效完善酸奶的营养成分，又降低了生产成本，动植物蛋白有机结合，提高了产品的安全性，市场潜力较大。

1 双蛋白酸奶的营养特性

1.1 酸奶的营养成分

酸奶是以鲜牛奶或乳制品为原料，经均质、杀菌、冷却后，加入乳酸菌或双歧杆菌经发酵制成的产品。酸奶除了保留牛奶的全部营养外，在发酵过程中，牛奶中的酪蛋白遇酸凝固，乳中的部分蛋白质分解生成肽链和氨基酸，提高了蛋白质的消化利用率。酸奶与鲜牛奶的最显著差异是含有大量的乳酸及易于人体肠道健康的活性乳酸菌。活性乳酸菌能有效抑制肠道腐败菌的生长繁殖，改善肠道微环境。乳酸菌分解乳糖生成乳酸，可促进消化液的分泌、钙的吸收和利用，避免乳糖不耐受症的发生，同时，乳酸菌还可产生维生素B1、维生素B6、维生素B12等人体所必需的维生素，使酸奶具有良好的保健功能[4-9]。

1.2 大豆的营养成分

大豆是一种分布广的植物性优质蛋白质来源，大豆中蛋白质含量平均约为40%，居所有粮食作物之首（见表1）。大豆蛋白质主要由球蛋白（含量最高）、清蛋白、谷蛋白和醇溶蛋白构成。大豆蛋白质含有8种人体所必需的氨基酸，而且某些氨基酸含量超过联合国粮食及农业组织（food and agriculture organization，FAO）/世界卫生组织（world health organization，WHO）所推荐的标准（见表2），是唯一与动物性蛋白质相似的优质植物蛋白。由于植物蛋白易被人体消化吸收，营养学家认为，增加植物性蛋白，特别是大豆蛋白的食用量，是解决心脑血管疾病、肥胖病、糖尿病等问题的行之有效的办法之一[10-13]。另外，大豆脂肪中含有大量的不饱和脂肪酸及1.8%～3.2%的磷脂，是高血压、动脉粥样硬化、心血管疾病患者的良好食物。大豆异黄酮是天然的植物雌激素，具有抗氧化、抗突变、抗肿瘤、降低心血管疾病发生危险性、抗骨质疏松和防治妇女更年期综合症等有益作用。大豆皂苷可降低过氧化脂质的生成，具有抗氧化、抗血栓形成、提高机体免疫力等作用[14-17]。大豆中还含有维生素A、D、E、K 4种脂溶性维生素，维生素B1（硫胺素）、B2（核黄素）、B6（吡哆醇）、B12（钴胺素）及叶酸、烟酸、泛酸等7种水溶性维生素（见表3）[18]。

表1 大豆与其他粮食作物蛋白质含量对比Table 1 Comparison of protein content between soybeans and other crops

表2 大豆蛋白质中必需氨基酸组成Table 2 Essential amino acid composition of soybeans

表3 大豆中维生素含量Table 3 Content of vitamin in soybean

1.3 双蛋白酸奶的营养特征

双蛋白酸奶是以鲜牛奶和大豆为主要原料，经乳酸菌发酵而成的活性乳酸菌保健饮品。利用微生物的发酵作用既能发挥大豆的营养功效，又能破坏大豆中的抗营养因子，明显提高大豆蛋白质的消化率。由于大豆蛋白中脂肪和胆固醇的含量比牛奶低，在酸奶中添加大豆蛋白可以降低酸奶的胆固醇和脂肪含量。经乳酸菌发酵后也能增加产品中维生素和矿物质等含量，而且产品的风味、口感与普通酸奶差别很小。因此，双蛋白酸奶不仅具有酸奶自身的特点，而且可以达到动植物蛋白质互补的目的，使产品营养结构更加平衡[4，11，19]。

2 双蛋白酸奶的加工工艺

2.1 大豆代替牛乳生产双蛋白酸奶的工艺流程

2.2 大豆分离蛋白代替牛乳生产双蛋白酸奶的工艺流程

3 影响双蛋白酸奶产品质量因素

3.1 双蛋白酸奶发酵条件

双蛋白酸奶要求菌种和大豆蛋白之间有良好的适应性，因此，为保证在生产过程中尽快满足菌种对混合发酵环境的适应性需要对菌种驯化。郭芸[20]从驯化培养基的配比、驯化后菌种活力测试、菌种的发酵、菌种搭配比例实验等方面对大豆牛奶双蛋白乳发酵条件进行了研究。结果表明，保加利亚杆菌在活化到第3代时，凝乳时间3h、酸度110°T、活菌数达到8.8×108CFU/mL左右，活力达到最大；嗜热链球菌在活化到第3代时，凝乳时间3.5h、酸度100°T，活菌数达到9.8×108CFU/mL，活力达到最大；菌株通过4次驯化，凝乳时间、酸度以及活菌数指标基本稳定，组织状态逐渐好转，活力保持稳定，能作为生产发酵菌种用于生产发酵剂使用；当保加利亚乳杆菌与嗜热链球菌比例为1∶2时，产品质量易于控制，风味浓郁，状态稳定。

由于牛乳、豆乳的组成不同，豆乳虽然也能提供乳酸菌生长所需要的营养物质，并产生凝乳现象，但豆乳的酸度、乳酸菌的活菌数都低于牛乳。彭艳等[21]利用大豆替代牛奶发酵，研究不同替代度的豆乳发酵情况以及添加葡萄糖、蔗糖、乳糖及脂肪等对大豆蛋白质发酵的影响。结果表明，可酶解后的大豆蛋白中添加适量的葡萄糖、蔗糖、乳糖或脂肪等替代牛奶发酵，不但含有生物活性物质，功能性多肽，富含多种氨基酸，而且有浓郁的发酵风味，生产成本比酸牛奶低，具有良好的发展前景。杨东升等[22]重点讨论了大豆酸奶生产中的大豆乳和牛奶的配比、蔗糖和蜂蜜的配比、乳酸菌种的接种量、发酵时间等工艺条件，结果表明，大豆乳与牛奶以3∶4的比例混合，加入10%的4∶1的蔗糖蜂蜜溶液，接入4%的保加利亚杆菌和嗜热链球菌的混合菌种，在43℃发酵6h，生产的保健型大豆酸奶营养丰富，感官性状良好。王银安等[23]探讨了大豆分离蛋白在酸性乳饮料应用过程中，大豆分离蛋白对产品组织状态的影响及最佳工艺条件。其最佳工艺条件为在总蛋白保持≥1%的前提下，用大豆分离蛋白代替总蛋白质量分数的0.20%～0.40%，75～80℃分散、4 500r/min剪切处理30min，然后再进行其他工序的操作。

3.2 双蛋白酸奶豆腥味的去除

大豆种子中富含脂肪氧化酶，不饱和脂肪酸在脂肪氧化酶的作用下，通过氧化途径最终生成具有不同程度的异味小分子的醇、醛、酮等挥发性物质，使豆制品产生豆腥味[24]。另外，大豆生长过程中由于脂肪酶的存在及作用，大豆本身就含有豆腥味成分[25]。豆腥味是使产品不被消费者接受的主要原因，因此，豆制品的生产首先解决的问题是如何消除豆腥味。大豆脱腥的方法大都是在钝化脂肪氧化酶的基础上发展起来的，有钝化脂肪氧化酸法、化学添加剂法、气味掩盖法、生物工程法等[26]。BLAGDEN T等[27]研究发现，乳酸杆菌和链球菌能完全除去未发酵豆乳中的乙醛（导致豆腥味的主要成分之一）。王才华等[28]通过优化磨浆工艺，降低豆腥味，并通过酶解豆浆工艺，将大豆蛋白降解成大豆肽，达到进一步改善豆浆的豆腥味、异味的目的。管斌等[29]分别用化学法、热磨法、碱泡法、干热法、磷酸盐法和抗氧化剂法等不同方法处理大豆，通过测定其脂肪氧化酶活力及感官特性，表明各种处理方法对大豆脂肪氧化酶活性均有不同程度的抑制作用，其中，热磨法可使大豆脂肪氧化酶活性降至原来的8.77%，可以有效地消除豆腥味，而且操作简单，经济实用，适合工业化生产需要。刘志强等[30]用禾本科植物种子芽中的醛脱氢酶使豆乳中的腥味物质转变为酸，能有效消除豆乳中的豆腥味，与常规热处理脱腥的方法比较，蛋白质得率高，无豆腥味，豆乳酸甜可口。李俊芳等[31]对鲜奶进行标准化，添加6%的蔗糖，进行接种发酵后，在无菌条件下加入25%的豆腐脑搅拌均匀，得到的产品口感细腻滑润，酸甜适中，具有浓郁的酸奶香味。

3.3 双蛋白酸奶稳定性

酸奶中加入植物蛋白后导致产品体系复杂，与普通酸奶相比，双蛋白酸奶更容易出现稳定性问题。由于植物蛋白与乳蛋白性质差异较大（植物蛋白的粒径大于乳蛋白），两者在乳体系中较难形成融合的整体，产品易出现不稳定现象（如乳清析出、絮凝、分层、沉淀等）[32]。因此，改善产品质量的关键因素是提高产品的稳定性。通常利用适宜的稳定剂达到保护产品中分散粒子，降低沉淀率，减少水分析出，提高产品的稳定性的作用[33]。陈毓滢等[34]通过单因素和正交试验研究了羧甲基纤维素钠（sodium carboxyl methyl cellulose，CMC-Na）与黄原胶、魔芋胶、无机盐复配对双蛋白活性乳酸菌饮料稳定性的影响。在优选配方的基础上，通过正交试验以及对产品的感官评价，离心沉淀率、表观黏度的检测，优选出复配稳定剂的最佳配方。晏志云等[33]实验结果得出CMC-Na分别与黄原胶、魔芋胶复配时体系的稳定性较好，其中CMC-Na与黄原胶复配时，优化用量为CMC-Na0.3%、黄原胶0.1%；CMC-Na与魔芋胶复配时，优化用量为CMC-Na0.3%、魔芋胶0.15%。李明等[35]通过采用不同稳定剂配比进行正交试验，研制出蛋白含量＞1.5%的酸性双蛋白饮料配方，并确定了稳定剂的种类及添加量。

4 展望

大豆蛋白是一种来源广泛的植物蛋白，是目前报道的唯一含有人体所需的8种必需氨基酸的植物全价蛋白。大豆蛋白和牛奶蛋白的等电点都在pH4.2～4.6左右，因此，用牛奶和大豆为主要原料，经乳酸菌发酵生产双蛋白酸奶，产品不仅有酸奶固有的特点，而且动植物蛋白质互补，营养平衡。由于大豆蛋白的稳定性差、大豆本身存在的不良因子及特殊的豆腥味，导致双蛋白酸奶在稳定性、口感、风味等方面均存在一些缺点，使得目前我国还没有大规模生产双蛋白酸奶。因此，加大双蛋白酸奶新的生产工艺的研发力度，在生产过程中解决好豆腥味的去除、菌种和大豆蛋白间的适应性、产品稳定性的控制等关键技术，使双蛋白酸奶顺利进入乳品市场。双蛋白酸奶的营养保健价值较高，生产双蛋白酸奶不仅可以降低生产成本，提高产品的营养价值，还可以缓解我国牛奶资源紧张的局面。双蛋白酸奶将成为未来乳品工业市场开发的新的热点。

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