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075 研究快报 | 不同类型动物奶源制作的开菲尔营养价值和生物活性的比较

文摘 2024-07-13 12:02 河北

研究背景

最近，功能性乳制品，尤其是益生菌、益生元或共生产品对健康的积极影响引起了消费者的关注，并导致乳制品行业的产量显著增加。

开菲尔（Kefir）是乳制品行业中最重要的一种益生菌产品，它是一种新鲜且微酸味的发酵乳饮料，含有复杂的多糖基质中的微生物，较普通酸奶更具营养价值。

最近研究表明，开菲尔乳品具有较好的降血脂和降血糖的功效，还具有抗菌、降胆固醇、抗高血压和抗炎作用，并对结核病亦具有治疗效果。

牛奶作为开菲尔的主要制备原料来历已久，但在过敏性方面，马、骆驼和山羊奶可能比牛奶更适合作为开菲尔的原奶料；骆驼奶的吸收率更佳；驴奶和水牛奶的营养价值也更胜一筹。均可作为牛奶的备用之选。

迄今为止，开菲尔已经成功地由绵羊、水牛、骆驼、母羊、驴和山羊奶制成，均在一定程度上受到消费者的欢迎，这表明通过不同奶源制备开菲尔是可行的。

目前鲜有研究报道不同奶源对制备出的开菲尔的营养价值有何影响。

因此本研究制备了牛、水牛、骆驼、驴、山羊和绵羊奶开菲尔，旨在评估和比较不同奶源对最终产品的影响，并确定哪种类型的奶源在发酵后具有更好的营养成分。

材料与方法

开菲尔粒(Kefir grains)是开菲尔(Kefir)乳品的主要发酵剂，其含有丰富的乳酸菌和酵母菌，其通过添加入奶源进行发酵酿制，最终得到开菲尔饮品。

牛奶开菲尔粒从Kefiralia（西班牙阿拉萨特）购买，奶源均为动物鲜奶。

分别在牛奶、水牛奶、驴牛奶、骆驼奶、山羊奶和绵羊奶中添加开菲尔粒，将新鲜的开菲尔谷物加入奶中，倒入玻璃容器中，在有氧条件下在室温下生长7 d。

每天，通过塑料筛分离谷物，并用去离子水洗涤三次，然后用新鲜牛奶代替培养基，进行开菲尔粒活化。

活化后，将10%（w/v）的开菲尔粒在室温下分别接种六种动物奶中生长24 h，发酵结束后将样品冷冻干燥。

其中，奶牛样品被用作所有奶源和所有开菲尔的参考样品，因其是工业开菲尔生产中使用最广泛的牛奶。

对样品进行微生物计数以确定菌的浓度，测定其pH值、蛋白质、糖分、脂肪酸、总酚含量 (TPC)、抗氧化剂活性、液体流变学以及相关性。

流程如下图所示：

试验结果

微生物计数

除牛对应的样品外，开菲尔粒的细菌数显著高于奶源中的细菌数。

除牛奶和水牛奶外的开菲尔中，主要微生物群是醋酸菌（AAB）。

酵母菌在骆驼、水牛和绵羊对应开菲尔中浓度低，在驴样品中浓度最高。

在发酵结束时，乳球菌在所有奶源的开菲尔中都占主要地位。

pH值

发酵后所有样品的pH值较发酵初期均显著降低。

组间比较发现骆驼、驴和绵羊的样品pH存在显著差异。

蛋白质和糖含量

发酵后，分别通过凯氏定氮和苯酚-硫酸测定法评估蛋白质和糖含量。

发酵后所有样品中的糖含量显著降低，几乎为零。

发酵24 h后，山羊和骆驼样品的蛋白质含量保持不变或有所消耗，除水牛外其他样品均显著增加。

牛奶与对应的开菲尔以及绵羊奶与对应的开菲尔之间蛋白质含量差异显著。

与参考奶源相比，水牛奶和驴奶的蛋白质含量也存在显著差异；骆驼、驴和山羊的开菲尔与参考开菲尔相比也存在显著差异。

脂肪酸谱

通过比较气相色谱色谱图中各峰的保留时间与标准化合物的保留时间来确定定性脂肪酸谱。

在未发酵的牛奶中，饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸含量最高的是水牛奶，其次是骆驼奶。

水牛奶中的主要饱和脂肪酸为棕榈酸（C16：0,）、硬脂酸（C18：0,）和肉豆蔻酸（C14：0,），而骆驼奶中为肉豆蔻酸。

油酸（C18：1n-9）在水牛奶中含量最高，其次为骆驼、绵羊和山羊。

棕榈油酸（C16：1n-7）在所有研究的牛奶中的含量相近。

奇数脂肪酸（C17：0）含量在水牛奶发酵后显著增加，在其他样品发酵中无显著变化。

结果表明，发酵后脂肪酸增加最多的奶羊来自于牛和羊。

此外研究还测定了单不饱和脂肪酸（SFA）、多不饱和脂肪酸（MUFA）和反式脂肪酸（PUFA）的含量。

牛奶和绵羊奶的发酵均显著增加了MUFA和SFA的含量。

其中，亚油酸（C18：2n-6）、亚油酸（C18：2n-6）和亚麻酸（C18：3n-3）在牛奶和绵羊奶的发酵过程中显著增加。

在发酵过程中，水牛、山羊和绵羊样品的共轭亚油酸（CLA）浓度呈不同程度上升，而骆驼奶中的CLA浓度则下降。

总酚含量

通过对未发酵和发酵的所有样品测定发现，酚类含量因奶源的不同而变化。

发酵24 h后，除山羊外的所有样品的TPC均显著升高。

驴奶的发酵导致苯酚的初始值显着降低，这可能是由于发酵过程中激活的牛奶中微生物酶的降解作用。

液体流变学分析

在研究浓度（8 wt%）下，发酵和未发酵样品在0.1-100 s−1的剪切速率下表现出稀化行为。

表观粘度随着剪切速率的增加而降低，这表明开菲尔表现为假塑性流体。

皮尔逊相关性分析

在牛对应的开菲尔中，FRAP 值与 TPC、半最大效应浓度EC50 (ABTS)、MUFA 和 PUFA 呈显著正相关，而在其他开菲尔样品中则呈负相关。

抗氧化剂活性（ABTS 和 Frap 测定）参见原文说明。

结论：

研究结果提供的证据证明，牛奶的类型对蛋白质含量和脂肪酸组成（包括共轭亚油酸）以及最终开菲尔的总酚含量和抗氧化活性有差异影响。

除了牛开菲尔外，样品的苯酚含量和抗氧化活性之间没有相关性。

开菲尔的抗氧化活性可以通过开菲尔微生物对源奶营养物质的作用而形成的其他生物化合物这一事实来确定。

研究结果强调，绵羊发酵乳可能是一种很有前途的新蛋白质和共轭亚油酸来源，可替代牛开菲尔。同时，牛开菲尔含有最主要的牛乳过敏原β-Ig，而食用发酵山羊奶可能与良好的抗氧化活性有关。

最后：

我们作为营养学专业经常会以营养价值出发去评定一些物质，本篇是以稍微有些不一样的经典理工的角度出发去审视一种奶制品的价值。

其中有我们所熟悉的蛋白质、糖分、脂肪酸的测定，还有一些我们不熟悉的如液体流变学、抗氧化剂测定等（抗氧化我们也测过，相互参照学习一下）。

可能专业外的很多东西都不太了解，这需要多加学习。多方了解，多种求证，将更有助于我们更加立体、更加有力地去证明某物质的营养价值，乃至综合价值的评价。

了解更多请阅读原文献：

https://doi.org/10.3390/molecules29112710

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