甘南牦牛乳及其制品加工技术研究进展

马玉琴，崔广智，罗丽，宋礼*

1. 甘肃华羚生物技术研究中心（兰州 730000）；2. 甘肃省干酪素工程技术研究中心（兰州 730000）

甘肃省的牦牛广泛分布在甘南藏族自治州和祁连山麓的22个牧区及半农半牧区，其中甘南藏族自治州存栏牦牛113万头，占甘肃牦牛总数的78%。甘南牦牛主要分布在合作市、玛曲、碌曲、夏河、卓尼县及迭部县，核心产区在甘南州的玛曲、碌曲、夏河、合作三县一市。牦牛是当地特有的珍惜品种和畜牧资源，属于食草性反刍家畜，被称为“高原之舟”。

牦牛乳是一种天然的“浓缩乳”，与普通牛乳营养素含量相比，牦牛乳营养价值更为丰富，蛋白质、脂肪、乳糖、维生素、矿物质等营养素含量均高于普通牛乳[1-2]。由于牦牛乳脂肪颗粒小、含脂率较高、风味独特、品质优良，是生产加工保健功能产品（蛋白粉、蛋白糖）、奶粉系列产品（全脂牦牛乳粉、婴幼儿配方奶粉、全脂奶粉等）、固体饮料（酥油茶）、酪蛋白系列产品（曲拉、干酪素、酪蛋白酸钠、酪蛋白磷酸肽等）的优质原料[3]。

牦牛奶系列产品利用牦牛乳资源优势，结合功能性、营养平衡型世界食品的发展趋势，开发出多款牦牛乳产品，提升牦牛乳的附加值，填补国内高端乳制品的空白[4]。然而中国牦牛乳加工技术仍采用传统工艺，使产品色泽、品质得不到有效提升，产品研发相对落后，生产工艺和能力有待改善[5]。为推进牦牛乳产业化发展和技术进步、为企业的成功转型提供新的利润增长点，急需对牦牛乳系列产品的加工技术进行深入研究，以提高牦牛乳产品的品质、色泽、口感等指标。

1 牦牛乳营养价值分析

牦牛乳的理化性状不仅是制定乳品加工工艺参数的基础，也是评价其营养价值的重要指标。牦牛乳营养成分含量的差异随地区海拔、产奶月份、泌乳天数而变化。

席斌等[6]通过选取海拔不同地区（甘肃天祝3 000～3 500 m，甘南玛曲3 300～4 000 m）的牦牛乳为原料，分析其营养成分的变化规律。结果显示，海拔越高，乳蛋白、脂肪、全脂固体含量越高；海拔越低，非乳脂固体、乳糖含量、乳密度、酸度反而越高，但冰点之间无明显差异[7]。因此，地区海拔变化对牦牛乳的理化指标存在一定影响。具体见表1。

表1 不同地区牦牛乳营养成分变化规律 %

马作霖等[8]选取不同产奶月份（6，7，8，9，10，11，12月份）的牦牛乳，分析其营养成分的变化规律。结果表明，在12月份蛋白质含量高于其他产奶月份，与魏雅萍等[9]所报道的牦牛乳中蛋白质含量升高相一致；脂肪和固形物含量12月达到最高；乳糖含量在12月最低，但与其他产奶月份含量差异不大；灰分在6～12月基本保持稳定。具体见表2。

胡志耘等[10]选取不同泌乳天数（1，2，3，4，5，6和7 d）的牦牛乳为原料，分析其营养成分的变化规律。牦牛分娩后7 d内，蛋白质、脂肪、灰分、干物质含量随泌乳时间延长而下降，具体见表3。维生素A、K随泌乳时间延长而显著下降（p＜0.05），VB3在1～5 d内含量较高，随后显著下降（p＜0.05）[11]；矿物质元素中Ca呈现先增后减趋势，其他元素（P、K、Mg、Zn、Ba）呈现先降低后增加趋势，这与胡小成等[12]对牦牛乳的研究一致。

表2 不同产奶月份牦牛乳营养成分变化规律 %

表3 不同泌乳天数下牦牛乳营养成分变化规律 %

2 牦牛乳泌乳性能分析

甘南牦牛产犊期一般为4～6月，此期间内，气候逐渐回暖，牧草刚发芽，产奶量少；7～10月除犊牛自然哺乳外，进行人工挤奶，气温高，牧草充足，产奶量高；10月份以后进入冷季停止挤乳，气温低，牧草逐渐枯萎，产奶量呈下降趋势；12月份之后停止泌乳[4]。每头成年牦牛平均日产奶量1.4～2.25 kg，年产量512.4～823.5 kg。一般影响牦牛泌乳的因素有以下几种：环境系统、胎次情况、挤乳次数[2]。

2.1 环境系统

良好的环境系统对母牦牛产奶具有优势。众所周知，牦牛在暖季（7～10月份），采食牧草后，进入能量平衡状态，营养良好，体重增加，体况损失最小，泌乳量增加。进入寒冷季节（11～12月份），牦牛啃食已经完全纤维化甚至木质化、营养价值有限的枯草，泌乳量随之减少[13]。因此，环境系统直接影响牦牛采食量及营养价值的摄入，从而影响泌乳量[2]。

2.2 胎次情况

初产和经产雌牦牛泌乳差异较大，初产牦牛体质较差，乳腺等各方面生理机能未完全成熟，故产奶量不高[4]。牛小莹等[14]对不同胎次牦牛产奶量进行测定，结果表明，雌牦牛3岁初产并开始泌乳，此时泌乳量最低，之后牦牛每生产1胎，泌乳量随之增加，到第4胎时泌乳量达到最大值，此时牦牛正值青壮时期，之后随着生产胎数、年龄增长泌乳量呈下降趋势。

2.3 挤乳次数

研究表明，牛的泌乳量随挤乳次数增加而升高，主要是因为泌乳期间内在催乳素作用的刺激下，乳腺内泌乳细胞数量增加，有助于泌乳量提升[15]。申跃宇等[16]对牛的挤奶次数进行研究分析，发现初产牛、经产牛4次挤奶比3次挤奶分别增加1.08和0.59 kg。

3 牦牛乳制品加工技术

3.1 曲拉

曲拉是一种发酵湿凝物，是牦牛乳通过脱脂、接种、发酵、干燥脱水而制得的酪蛋白制品，是生产酪蛋白（干酪素）、酪朊酸盐的主要原料[17]。其营养价值极高，具有调节人体肠道微生物、改善肠道菌群的作用[18-19]。

曲拉仍采用传统的生产方式，故制备的曲拉存在褐变严重、杂质含量高、色泽及风味品质较差等现象，严重影响后期干酪素产品的食用价值和市场价值[20]。为适应生产及市场需求，改进曲拉的加工技术成为重要任务。

中拉茅草在王军[20]研究的曲拉太阳能热风干燥的基础上增加脱水工艺，从而改善曲拉的加工技术。曲拉的优化工艺流程为[21]：原料乳过滤→脱脂（4 500 r/min）→接菌→保温发酵（40 ℃、12 h）→煮制（63℃）→预脱水→干燥（41 ℃）→成品→包装，并通过响应面法分析了预脱水工艺中预脱水压力、凝块含水量、预脱水时间对曲拉的色度（L*、a*、b*）的影响。结果表明，预脱水压力300 N、凝块含水量29%、预脱水时间3 h的条件能够有效提升曲拉色度，此条件下曲拉实际色度（0.930）与理论预测值（0.944）的相对误差为1.48%，证明该工艺稳定，可用于实际生产。优化后的曲拉制取工艺不仅缩短干燥时间，同时降低氧化褐变和美拉德反应在曲拉干燥过程中的发生率，最大程度上改善曲拉的品质和色泽。

3.2 干酪素

干酪素在国内外占有较大的市场需求量，年消费增长率在20%以上，有良好的发展前景[22]。干酪素是以牦牛曲拉为原料，通过现代化高新技术制成的白色或淡黄色粉末的提纯物，具有高蛋白、高营养的特征，被广泛应用于各类食品、皮革、纺织、医药及化工等行业[23]。

干酪素的色泽决定干酪素质量，脂肪氧化褐变、蛋白质氧化、美拉德反应等影响干酪素的色泽[24]。常海军等[25]以牦牛“曲拉”为原料，生产食品级干酪素。工艺流程为：原料粉碎→16% NaOH溶解（曲拉与水质量比1∶11）→过滤→离心（4 000 r/min，30 min）→过滤→活性炭脱色/酶解脱脂（灭酶）→酸析（17%乳酸，pH 4.6）→过滤→洗涤→脱水造粒→干燥（12 h）→成品。研究对牦牛乳干酪素的关键生产步骤（溶解、活性炭脱色、酶解脱脂、酸析、干燥）进行分析，通过活性炭脱色、酶解脱脂正交试验确定最佳工艺流程。结果表明，食品级牦牛“曲拉”干酪素的最佳工艺条件为：活性炭脱色温度50 ℃、活性炭用量2%、脱色时间40 min、脂肪酶脱脂pH 4.2、脂肪酶体积分数1%、时间55 min、温度35 ℃。将最佳工艺流程下生产的干酪素成品进行感官分析和理化分析，从而确定干酪素的最佳色泽及品质。试验结果表明，经工艺优化的牦牛乳干酪素色泽呈微白色，具有牦牛乳特有的香味，颗粒细小，蛋白质、脂肪、灰分、水分、酸度各项指标含量分别为43.97%，25.75%，5.59%，2.90%和0.83%。该工艺下生产的干酪素品质得到良好的改善，产品质量符合要求。

3.3 酪蛋白酸钠

酪蛋白酸钠是以牦牛乳为原料，通过科学的加工技术精制而成，是一种天然的多功能食品添加剂，含有人体所需各种必需氨基酸和多种微量元素，营养价值极高[26]。由于其具有较强的乳化性、起泡性、持水性、保气性、保鲜、保湿等优势，被联合国粮农组织（FAO）和世界卫生组织（WHO）食品添加剂委员会确定为无限量使用的食品添加剂无需提供毒理学资料，被广泛用于肉制品、烘焙食品、饮料等行业[27-28]。

马志安等[29]以牦牛湿奶酪为原料制备鲜奶级酪蛋白酸钠，其制备流程为：牦牛湿奶酪（含水量65%～80%）+12%软化水→搅拌溶解（46～45 ℃，45 min）→调pH（8～9）→静置（20 min）→脱脂分离→杀菌除臭（115 ℃）→调pH（3.9～4.4）→洗涤→浸泡→脱水→均质→杀菌→喷雾干燥→成品。工艺采用的原料是牦牛乳提取的酥油即脂肪后酸化的湿奶酪，酪蛋白含量极高，生产出的鲜奶级酪蛋白酸钠为乳白色固体颗粒，流动性好、无结块、无潮解现象、无异味、有独特的牦牛鲜奶级酪蛋白酸钠的气味，产品技术指标均符合要求。此工艺下制备的鲜奶级酪蛋白酸钠的品质、色泽、杂质度明显有所改善，且因牧民经济利用率低具有较大的商业利用价值。

3.4 酪蛋白磷酸肽

酪蛋白磷酸肽（CPPs）是以牛乳酪蛋白为原料，经蛋白酶水解，分离纯化得到含有磷酸丝氨酰基的肽（-Ser（P）-Ser（P）-Ser（P）-Glu-Glu）[30]。CPPs能够促进多种矿物质元素的吸收和利用，且具有防止龋齿、增强机体免疫力、诱导细胞凋亡及促进动物体外受精等诸多生理功能[31-32]。因此，被广泛应用于保健食品、功能性食品及医药方面[33]。

专利CN 105385738采用离心协同多级膜分离系统纯化牦牛奶酪蛋白磷酸肽，从而保证牦牛奶酪蛋白磷酸肽产品质量，降低生产成本，提高产品生产效率[34]。主要生产工艺为：牦牛乳酪蛋白→酶解（0.1%～0.2%蛋白酶）→膜纯化（膜压力1～2 MPa，25～40 ℃）→喷雾干燥（出风温度70～90 ℃；进风温度140～180 ℃）→成品。在此工艺下制备的牦牛奶酪蛋白磷酸肽色度良好，为白色或淡黄色粉末；提纯率较高，纯度≥90%；产品质量有所提高，得率≥17%、分子量1 000～5 000 Da、无苦味，且除杂和浓缩效果好，适合规模化工业生产。

3.5 酥油茶

酥油茶是甘南藏区专有的特色食品，主要以酥油、砖茶、食盐为原料，通过特有的工艺加工制成的固体饮料[35]。酥油的营养价值极高，其中硬脂酸钠、反式油酸、共轭亚油酸（CLA）含量较高，在食疗和保健方面发挥着重要作用[36]。酥油茶富含脂肪，可达96.91%，使其具有维持体温、保护内脏、提供必需脂肪酸的功能，并促进脂溶性维生素的吸收，增加饱腹感[37]。

胡爱华等[38]以牦牛乳中提炼的酥油、砖茶、食盐为主要原料，制备酥油茶。其制备的工艺流程为：茶叶→浸提→过滤→配料添加（酥油、食盐或白砂糖、单甘脂、蔗糖酯、黄原胶、羧甲基纤维素钠（CMC））→搅拌溶解→均质→灌装→杀菌→冷却→成品。在传统的酥油茶制备的工艺基础上，采用正交优化法对酥油茶加工技术中的关键控制点浸提、均质、杀菌进行了研究。结果表明，浸提时，茶水比1∶90 g/mL、浸提温度80 ℃、浸提时间12 min；均质工艺采用的均质压力20 MPa、温度80 ℃，并添加0.1%乳化稳定剂；杀菌工艺设定杀菌温度115 ℃，杀菌时间5 min。在此优化的工艺条件下制备的酥油茶色泽良好，均呈现浅咖啡色，口感细腻，并伴有浓厚的乳香味和茶味。工艺流程及优化的最佳工艺参数为酥油茶制作奠定基础。

4 结语

牦牛乳营价值高，易消化、吸收，为高寒牧区牧民群众生活提供重要的食品来源。牦牛乳中营养成分含量的差异随地区海拔、产奶月份、泌乳天数而变化；牦牛乳泌乳性能受环境系统、胎次情况、挤乳次数的影响泌乳量存在差异；科学合理的加工技术可有效提高牦牛乳产品的品质。随着牦牛乳加工技术的不断成熟，牦牛乳产品日趋丰富化，其消费市场初步形成，乳品加工业中牦牛乳的开发利用已成为一种趋势。在研究与开发牦牛乳营养价值基础上，发展牦牛乳加工新技术，将科学技术与传统牦牛乳加工技术有效结合，有利于改善产品品质、色泽、口感等指标。