生物技術(shù)在乳制品加工過(guò)程中的應(yīng)用分析

何 輝

（天津市優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)示范中心，天津 301508）

生物技術(shù)指的是利用生物學(xué)、化學(xué)和工程學(xué)的基本原理，利用生物體或其組成部分來(lái)生產(chǎn)有用物質(zhì)或?yàn)槿祟?lèi)提供某種服務(wù)的技術(shù)，該技術(shù)在近幾年發(fā)展過(guò)程中逐漸成熟，并因?yàn)榻?jīng)濟(jì)效益與生態(tài)效益在眾多行業(yè)廣泛應(yīng)用，其中就包括乳制品行業(yè)?！叭故录敝?，我國(guó)乳制品行業(yè)發(fā)展就備受關(guān)注，國(guó)家也加大對(duì)乳制品行業(yè)的監(jiān)管力度，所以近幾年乳制品行業(yè)整體質(zhì)量水平呈現(xiàn)逐年上升的趨勢(shì)，但仍舊無(wú)法滿足人們的基本需求，主要原因就在于“三鹿事件”影響較深，以至于大眾對(duì)國(guó)產(chǎn)乳制品的信任度并不高。在這種情況下，企業(yè)就要更加注重乳制品品質(zhì)的提升，并且利用先進(jìn)技術(shù)最大限度保障乳制品的品質(zhì)及安全。基于此，生物技術(shù)開(kāi)始應(yīng)用于乳制品加工，并且在乳制品行業(yè)發(fā)展中提供有效助力。

1 乳制品加工過(guò)程中應(yīng)用生物技術(shù)的重要性分析

1.1 生物技術(shù)應(yīng)用能夠改變?nèi)橹破烦煞?/h3>

酪蛋白是一種含磷鈣的結(jié)合蛋白，不同物質(zhì)的酪蛋白含量存在明顯差異性。牛乳中乳清蛋白及酪蛋白的比例是15∶78，人乳中乳清蛋白及酪蛋白的比例是60∶40，可以看出牛乳中的酪蛋白比例要明顯高于人乳。基于此，將牛乳加工成母乳奶粉就必須降低酪蛋白的含量，以促使牛乳更加接近母乳，嬰幼兒在使用時(shí)也更加安全。傳統(tǒng)的處理方法是在乳制品中添加乳清粉，稀釋酪蛋白的同時(shí)，提高乳清蛋白的比例，然而乳清粉的價(jià)格比較昂貴，會(huì)增加奶粉的成本。研究發(fā)現(xiàn)，在牛乳加工過(guò)程中應(yīng)用生物技術(shù)可以調(diào)整乳清蛋白及酪蛋白的比例，進(jìn)而達(dá)到降低酪蛋白含量的目的。除此之外，牛乳的酪蛋白中包含αs1-酪蛋白，該成分不易被嬰幼兒吸收，不利于嬰幼兒生長(zhǎng)發(fā)育。現(xiàn)今在加工牛乳時(shí)會(huì)通過(guò)生物技術(shù)對(duì)酪蛋白進(jìn)行改性處理，改性后的酪蛋白更容易被嬰幼兒所吸收，乳制品的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值顯著提升[1]。

1.2 生物技術(shù)應(yīng)用有效強(qiáng)化乳制品增強(qiáng)免疫力的作用

兒童奶粉/牛奶中含有豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，如免疫球蛋白和乳鐵蛋白。免疫球蛋白能夠提高機(jī)體免疫力，乳鐵蛋白對(duì)T細(xì)胞生成及淋巴細(xì)胞自然殺傷細(xì)胞等均有一定的調(diào)節(jié)作用。由此可以看出，部分乳制品具有增強(qiáng)機(jī)體免疫力的作用。在乳制品加工過(guò)程中，應(yīng)用生物技術(shù)可以增加免疫因子的含量，促使乳制品增強(qiáng)免疫力的作用得到強(qiáng)化，兒童飲用后可以顯著提高免疫力，從而實(shí)現(xiàn)健康成長(zhǎng)的目的[2]。

1.3 生物技術(shù)應(yīng)用可以減少苯丙氨酸含量

苯丙氨酸是人體必需的氨基酸之一，當(dāng)機(jī)體合成的苯丙氨酸無(wú)法滿足自身生命活動(dòng)所需時(shí)，人們就需要從食物中攝取苯丙氨酸來(lái)維持正常生命活動(dòng)。部分食物中含有一定量的苯丙氨酸，其中就包括乳制品。相關(guān)報(bào)道表明，乳制品中苯丙氨酸過(guò)高會(huì)嚴(yán)重?fù)p傷兒童中樞神經(jīng)，對(duì)兒童智力發(fā)育造成嚴(yán)重影響。為了提高乳制品的安全性，苯丙氨酸的含量需要嚴(yán)格控制。許多原奶中苯丙氨酸的含量都相對(duì)較高，所以會(huì)在加工過(guò)程中通過(guò)生物技術(shù)來(lái)降低苯丙氨酸的含量。生物技術(shù)可以水解酪蛋白或使微生物在胰酶作用下形成蛋白酶，水解后再用活性炭及離子交換處理乳制品就能降低苯丙氨酸含量，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)提高乳制品安全性的根本目標(biāo)[3]。

2 乳制品加工過(guò)程中生物技術(shù)的具體應(yīng)用

2.1 下一代測(cè)序技術(shù)

傳統(tǒng)的乳制品加工過(guò)程中會(huì)通過(guò)微生物檢測(cè)來(lái)保障乳制品的品質(zhì)，常規(guī)的檢測(cè)方法是微生物培養(yǎng)或者其他可視化方法，然而這些檢測(cè)方法都有一定的局限性，微生物培養(yǎng)的檢測(cè)效率較低，可視化方法的敏感性較差，因此微生物檢測(cè)技術(shù)一直在革新與發(fā)展。下一代測(cè)序技術(shù)是一項(xiàng)顛覆性的生物技術(shù)，該技術(shù)基于細(xì)菌16S rRNA基因以及真菌rRNA基因間隔區(qū)快速獲取檢測(cè)樣本的基因序列或者堿基對(duì)信息，進(jìn)而基于有效分析了解檢測(cè)樣品中微生物情況[4]。該技術(shù)在乳制品加工過(guò)程中應(yīng)用時(shí)不僅不需要進(jìn)行微生物培養(yǎng)，還可以檢測(cè)無(wú)法培養(yǎng)的微生物，使檢測(cè)的敏感性大幅度提升，再加上檢測(cè)速度快，可以更加準(zhǔn)確掌握乳制品微生物情況，為乳制品品質(zhì)與安全性提升提供相應(yīng)依據(jù)。下一代測(cè)序技術(shù)在乳制品加工過(guò)程中的主要應(yīng)用體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

（1）原料乳微生物檢測(cè)。乳制品加工的主要原材料是原料乳，而影響原料乳品質(zhì)安全的因素非常多，如儲(chǔ)存條件、儲(chǔ)存環(huán)境、動(dòng)物品質(zhì)等[5]。下一代測(cè)序技術(shù)通過(guò)對(duì)原料乳微生物情況的檢測(cè)來(lái)保證乳制品安全性，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)原料乳污染原因，為動(dòng)物養(yǎng)殖及養(yǎng)殖環(huán)境管理提供相應(yīng)依據(jù)。

（2）巴氏殺菌乳微生物檢測(cè)。巴氏殺菌乳是一種以新鮮牛奶為原材料，采用巴氏殺菌法加工而成的乳制品。巴氏殺菌方法在保證乳制品品質(zhì)、口感的基礎(chǔ)上利用低溫滅菌方式殺滅乳制品中的有害菌群，從根本上保障乳制品安全性，然而該方法的缺點(diǎn)是無(wú)法殺滅所有的微生物[6]。相關(guān)研究證明，在不同貯藏溫度以及時(shí)間環(huán)境下，乳制品中的微生物含量可能存在明顯差異，為確保巴氏殺菌乳沒(méi)有被微生物所污染，在加工生產(chǎn)過(guò)程中就需要利用下一代測(cè)序技術(shù)實(shí)時(shí)掌握巴氏殺菌乳菌群變化情況，有效保證巴氏殺菌乳的品質(zhì)。

（3）超高溫瞬時(shí)滅菌乳微生物檢測(cè)。除了巴氏殺菌方法以外，超高溫瞬時(shí)滅菌也可以殺滅乳制品中的微生物，超高溫瞬時(shí)滅菌通過(guò)熱處理的方法完全殺滅微生物和芽孢。然而部分報(bào)道顯示，市場(chǎng)上部分超高溫瞬時(shí)滅菌乳也會(huì)出現(xiàn)壞包或者脹包的情況，說(shuō)明超高溫瞬時(shí)滅菌乳的滅菌并不徹底。為了提高超高溫瞬時(shí)滅菌乳的品質(zhì)，在超高溫瞬時(shí)滅菌乳加工生產(chǎn)過(guò)程中可以利用下一代測(cè)序技術(shù)檢測(cè)乳制品中的微生物，從而為超高溫瞬時(shí)滅菌效果提升提供依據(jù)[7]。

（4）配方奶粉微生物檢測(cè)。許多嬰幼兒在斷奶之后需要通過(guò)配方奶粉來(lái)滿足機(jī)體的營(yíng)養(yǎng)需求，為促使嬰幼兒健康成長(zhǎng)，配方奶粉的品質(zhì)與安全十分重要。在配方奶粉加工生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)用下一代測(cè)序技術(shù)可以檢測(cè)配方奶粉中的微生物情況，進(jìn)而為配方奶粉質(zhì)量控制以及監(jiān)管提供科學(xué)依據(jù)[8]。

2.2 超高壓技術(shù)

超高壓技術(shù)指的是利用100 MPa以上的壓力，在常溫或者低溫條件下促使食品中的酶、蛋白質(zhì)及淀粉等生物大分子改變活性、變性或糊化，同時(shí)殺死細(xì)菌等微生物的生物技術(shù)[9]。乳制品中的小分子間距在超高壓狀態(tài)下會(huì)明顯縮小，而大分子不會(huì)受到影響，隨著小分子間距的縮小，水分子會(huì)滲透到出現(xiàn)的縫隙中，在乳制品恢復(fù)常壓時(shí)，大分子的立體結(jié)構(gòu)就會(huì)被破壞，這是超高壓技術(shù)滅菌的主要原理。該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于不會(huì)影響乳制品的成分和味道，在乳制品加工中主要應(yīng)用體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

（1）原料乳加工中應(yīng)用。原料乳本身的微生物含量較多，經(jīng)過(guò)相應(yīng)的殺菌處理之后可以延長(zhǎng)原料乳的保質(zhì)期，同時(shí)提高原料乳的安全性，但有些殺菌技術(shù)也會(huì)破壞原料乳本身的營(yíng)養(yǎng)成分，在殺菌時(shí)能夠破壞原料乳的品質(zhì)。超高壓技術(shù)應(yīng)用于原料乳加工過(guò)程中時(shí)可以在有效殺菌的同時(shí)，保障原料乳的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，提高乳制品的安全性和品質(zhì)[10]。

（2）干酪乳制品加工中應(yīng)用。干酪乳制品加工中應(yīng)用超高壓技術(shù)可以有效減少乳制品中微生物含量，因?yàn)榇蠖鄶?shù)微生物在500 MPa壓力下無(wú)法存活，根據(jù)不同的干酪產(chǎn)品設(shè)置合理的處理壓力，微生物殺滅效果相對(duì)顯著[11]。除此之外，超高壓技術(shù)處理干酪乳制品時(shí)會(huì)促使乳制品中的酶活性和底物反應(yīng)性發(fā)生變化，這種情況下干酪乳制品就更容易成熟，極大程度上提高了干酪乳制品的生產(chǎn)效率。

（3）酸奶加工中應(yīng)用。酸奶最大的缺陷是脫水收縮，在酸奶加工過(guò)程中應(yīng)用超高壓技術(shù)可以改善酸奶的貯藏特性和流變特性，促使酸奶緊實(shí)度明顯提升，防止脫水收縮的同時(shí)，還能增強(qiáng)酸奶的保水能力，從而延長(zhǎng)酸奶的保質(zhì)期[12]。超高壓技術(shù)處理酸奶時(shí)可以促使凝乳更加干凈，降低乳清滲出量，顯著提升酸奶品質(zhì)。

（4）冰淇淋加工中應(yīng)用。冰淇淋加工中應(yīng)用超高壓技術(shù)可以增強(qiáng)冰淇淋混合物的黏度，提高冰淇淋的抗融化性，促使低脂冰淇淋品質(zhì)更高，為制備無(wú)穩(wěn)定劑冰淇淋奠定良好基礎(chǔ)的同時(shí)，獲取更多的經(jīng)濟(jì)效益。除此之外，利用超高壓技術(shù)對(duì)乳清蛋白溶液進(jìn)行處理，可以促使低脂冰淇淋與全脂冰淇淋的質(zhì)地更加相似。超高壓技術(shù)的應(yīng)用可以增加冰淇淋混合料的黏度和硬度，最終制成的低脂冰淇淋口感較好[13]。雖然超高壓技術(shù)現(xiàn)今在乳制品加工中應(yīng)用較少，但是擁有巨大的發(fā)展?jié)摿?，在乳制品加工產(chǎn)業(yè)優(yōu)化中勢(shì)必會(huì)發(fā)揮更大的作用。

3 結(jié)語(yǔ)

乳制品除了要營(yíng)養(yǎng)豐富以外，還要新鮮、口感良好，最重要的是能夠安全食用，企業(yè)為了能夠生產(chǎn)出符合上述要求的乳制品，就需要在乳制品加工過(guò)程中應(yīng)用生物技術(shù)。下一代測(cè)序技術(shù)、超高壓技術(shù)等均是現(xiàn)階段在乳制品加工過(guò)程中應(yīng)用的生物技術(shù)，其中下一代測(cè)序技術(shù)通過(guò)對(duì)乳制品加工過(guò)程中微生物的有效監(jiān)測(cè)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)微生物的控制，防止乳制品被污染，以此保證乳制品的品質(zhì)與安全；超高壓技術(shù)不僅能夠在原料乳滅菌中發(fā)揮重要作用，還能改變部分乳制品產(chǎn)品的風(fēng)味與質(zhì)構(gòu)，促使這些乳制品的品質(zhì)與營(yíng)養(yǎng)價(jià)值得到顯著提升。這兩種生物技術(shù)雖然現(xiàn)今在乳制品加工過(guò)程中應(yīng)用并不廣泛，但是具有極大的發(fā)展?jié)摿?，隨著研究的深入可以發(fā)揮更大的作用，從而推動(dòng)乳產(chǎn)品行業(yè)進(jìn)一步發(fā)展。