云南奶业协会 - 2011年第1期 - 牦牛“奶渣”理化成分及干酪素生产工艺研究

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牦牛“奶渣”理化成分及干酪素生产工艺研究

李进波孙昊孙烨琪吕俊梅黄艾祥

（云南农业大学食品科学技术学院，昆明 650201）

摘要：本文对采自香格里拉地区的牦牛“奶渣”（提取乳脂肪后的牦牛乳成分经压榨而成）鲜样、发酵样、干样进行理化分析，并对鲜、干“奶渣”加工干酪素的工艺进行研究。结果表明：香格里拉鲜“奶渣”蛋白质为19.64％，脂肪为2.40％，水分为74.40％，灰分为1.1％，钙为0.47％，磷为0.17％，酸度为54⁰T，pH值为3.66。通过正交试验筛选出以鲜“奶渣”生产干酪素的最佳工艺参数为离心脱脂转速为4000 r/min、时间为5min、干燥时间为10h（60℃），干酪素成品率34.18％；筛选出以干“奶渣”生产干酪素的最佳工艺参数脱脂离心转速为5000 r/min、离心脱脂时间为5min、成品干燥时间为15h（60℃），成品率达83.40％。经测定成品符合QB／T 3780—1999 工业干酪素的要求。

关键词：牦牛“奶渣”；理化成分；干酪素；工艺

Research on Physico-chemical Composition of " Nai-zha " and Processing Technology of Casein from Yaks Milk

LI Jin-bo, SUN Hao, SUN Ye-qi, LV Jun-mei, HUANG Ai-xiang

(Institute of Food Science and Technology, Yunnan Agricultural University, Kunming 650201)

Abstract: In this paper, the physico-chemical composition of "Nai-zha"(which was made by congealing、depositing and pressing of Yak milk after extracted fat, the samples were collected from the shangri-la area) were analyzed, and the processing technology of yak casein from "Nai-zha was studied by orthogonal experiment. The results indicted that the physico-chemical composition of the fresh "Nai-zha" as: protein (19.64%); fat (2.40％); moisture (74.40%); ash (1.1%); calcium (0.47％); phosphorus (0.17%); acidity (54⁰T); pH(3.66). The best technical parameters of casein products from fresh "Nai-zha" were that the centrifugal defatted speed (4,000 r/min); centrifugal time(5min); drying for 10h (60 ℃) and the casein yield 34.18%. The optimal technical parameters of casein products from dry "Nai-zha" were that the centrifugal defatted speed (5000 r/min); centrifugal time (5min);drying time for 15h (60 ℃), and the casein yield 83.40%. The products of Yak casein met the standard of Industrial Casein (QB / T 3780-1999).

Key words: "Nai-zha" from Yak milk; Chemical Composition; Casein; Processing Technology

0前言

酥油是云南三大民族传统乳制品之一，是藏族人民日常生活中的一种主要食品^[1]。其副产物“奶渣”是牦牛乳提取酥油后凝固沉淀的经自然发酵后形成的一种副产品，呈乳白色至淡黄色块饼状，是蛋白质含量极为丰富的营养物质。有报道显示，四川地区牦牛“奶渣”中脂肪和蛋白质含量分别为1.69％与63.92％，“奶渣”中含有16种水解氨基酸,必需氨基酸占总氨基酸含量的46.76%^[2]；毛永江等人对牦牛“奶渣”蛋白质组分进行了研究^[3]，但有关香格里拉地区牦牛“奶渣”的理化成分的研究未见报道，本文旨在通过对不同状态下的“奶渣”理化指标进行研究，更好的为“奶渣”的开发利用提供科学依据。

香格里拉的人们除将“奶渣”自食外，其余主要作牲畜饲料或因霉变丢弃，仅少数进入市场销售转化成经济收入。为了提高牦牛奶的综合利用价值，增加香格里拉地区牧民的经济收入,“奶渣”生产干酪素是解决这一问题的最佳举措。干酪素是动物乳汁中的含磷蛋白，是无臭、无味的白色至黄色粉末，广泛用于酪素胶、乳胶、制革、造纸、军工、涂料、食品、保鲜膜、粘结剂、医药等生产，具有较大的国内和国际市场，因此“奶渣”生产干酪素具有较大的开发价值。经查阅相关的文献，“奶渣”生产干酪素在省外有一定的研究，但在省内对这方面的研究还相对薄弱。本文旨在对干、湿“奶渣”加工干酪素的工艺进行研究，从影响干酪素产率及品质的主要工艺条件中优选出合理的工艺条件组合，为干酪素的生产提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 “奶渣”样于2010年10月采集自香格里拉不同地区，共6份。

1.1.2 鲜“奶渣”：牛奶提取乳脂肪（酥油）后凝固沉淀的蛋白质、乳糖等营养物质压制而成。

1.1.3 发酵“奶渣”：鲜“奶渣”经一定时间的自然发酵而成。

1.1.4 干“奶渣”：鲜“奶渣”经烘干脱水而成。

1.2 实验设备

SKD-08S1型红外石英硝化炉：上海沛欧分析仪器有限公司

K-370型凯式定氮仪：北京欧仕科技有限公司

DHG-9070A型电热恒温鼓风干燥箱：郑州南北仪器设备有限公司

SER 148/3型脂肪测定仪(索式抽提器)：嘉盛（香港）科技有限公司

722可见分光光度计：上海菁华科技仪器有限公司

SX₂-4-10箱式电阻炉：上海索域仪器设备有限公司

Starter 3C型实验室pH计：上海台衡仪器仪表有限公司

TDL-5-A台式离心机：上海安亭科学仪器厂

1.3 实验方法

1.3.1 理化指标测定

1.3.1.1 蛋白质测定：参照国标GB 5009.5-2010食品中蛋白质的测定

1.3.1.2 脂肪测定：参照国标GB 5413.3—2010 婴幼儿食品和乳品中脂肪的测定

1.3.1.3 水分测定：参照国标 GB 5009.3—2010 食品中水分的测定

1.3.1.4 灰分测定：参照国标 GB 5009.4—2010 食品中灰分的测定

1.3.1.5 钙测定：参照国标GB/T 6436一2002 饲料中钙的测定

1.3.1.6 磷测定：参照国标GB/T 6437- 2002 饲料中总磷的测定

1.3.1.7 酸度测定

称取5g已准备好的样品（准确至10mg）于三角瓶中，加入50ml蒸馏水（煮沸除去CO₂），加热到60℃并在此温度下保持30min，每间隔10min振摇1次，再加50ml水，混匀后，冷却至室温，并用干滤纸过滤。吸取澄清的滤液50ml于三角烧瓶中，加入5滴2%酚酞-乙醇溶液，用0.1N的氢氧化钠溶液滴定直至出现微红色，并在1min内不褪色为止。将所消耗的0.1N的氢氧化钠溶液的毫升数（准确至0.01ml）乘以40即得待检样品的酸度(^oT)。

1.3.1.8 pH值测定

称取5g待检样品，加水稀释至250ml，后打浆，用酸度计测定。直到酸度计的读数稳定为止。

1.3.2 干酪素工艺设计

1.3.2.1 本研究采用碱溶酸析的方法将蛋白质沉淀，通过离心脱脂分离，最后干燥制得成品^[4]。

1.3.2.2 生产工艺流程：奶渣→加碱→离心脱脂→加酸→离心分离→干燥→干酪素

1.3.2.3 生产工艺试验因素与水平

本试验结合生产实际确定因素水平，采用正交试验筛选生产工艺最佳参数，如表1所示。

表1 生产工艺试验因素与水平

水平	A B C
	离心脱脂转速/（r/min）离心脱脂时间/（min）干燥时间/（h）
1 3000 3 10 2 4000 4 15 3 5000 5 20

1.3.2.4 成品率计算

成品率（％）＝干酪素质量／“奶渣”质量×100％

1.3.2.5 成品干酪素测定：依据轻工业部颁发QB／T 3780-1999要求进行。

2 结果与讨论

2.1 牦牛“奶渣”理化指标

测定结果见表2和表3。

表2 牦牛“奶渣”蛋白质和脂肪含量

指标样品	蛋白质含量		脂肪含量
指标样品	湿基％	干基％	湿基％	干基％
鲜“奶渣”	19.64±0.48	79.93±1.70^﹡	2.40±0.38	9.34±0.63
发酵“奶渣”	23.92±1.83	77.26±0.99^﹡	3.12±0.51	7.37±1.78
干“奶渣”	59.35±2.96	66.90±3.43	8.31±0.01	9.37±0.58

注：同行肩标*表示差异显著（P﹤0.05），未标表示差异不显著（P﹥0.05）。

由表2可看出，鲜“奶渣”、发酵“奶渣”和干“奶渣”蛋白质含量分别为19.64％±0.48、23.92％±1.83和59.35％±2.96；脂肪含量分别为2.40％±0.38、3.12％±0.51、8.31±0.01。林亚秋等人研究了四川地区牦牛干“奶渣”脂肪和蛋白质含量分别为1.69％与63.92％^[2]，而本次研究测定出的香格里拉干“奶渣”脂肪大于，蛋白质小于林亚秋等人研究的。出现这一现象的原因可能有二：一是当地的藏民仍保留着传统“打酥油”制取酥油的工艺，“打酥油”是靠人的臂力将油水分离^[5]，其分离效果远不及离心分离设备的分离效果；二是家庭式离心分离机的乳脂分离效果不及试验室及工厂的分离设备。

赵树平等人对云南剑川县山羊乳饼化学组成进行了研究，结果表明云南三大民族传统乳制品乳饼当中蛋白质含量为20.06％±1.27[6]；

通过方差分析香格里拉地区发酵“奶渣”和鲜“奶渣”蛋白质（干基）含量没有差异，而干“奶渣”和其他两种“奶渣”蛋白质（干基）含量之间有差异，且差异显著。从干酪素生产的原料蛋白质含量较高为优，且能够缩短加工工艺中原料浸泡时间等方面考虑，我们可以得出发酵“奶渣”和鲜“奶渣”比较适合作为干酪素生产的原料。但同时鲜“奶渣”脂肪含量也较高，在加工时应相应增大离心脱脂转速或延长脱脂时间，以达到较好的脱脂效果。

表3 牦牛“奶渣”理化成分

指标样品	水分％	灰分％	磷％	钙％	酸度⁰T	pH
鲜“奶渣”	74.40±0.28	1.60±0.11	0.17±0.01	0.47±0.34	54±0.50	3.66±0.16
发酵“奶渣”	65.47±2.77	2.73±0.32	0.16±0.01	2.03±0.03	60±3.50	3.55±0.98
干“奶渣”	11.28±0.03	5.35±0.30	0.34±0.08	1.45±1.38	54±1.50	4.76±0.13

由表3可看出鲜“奶渣”、发酵“奶渣”和干“奶渣”的水分分别为74.40％±0.28、65.47％±2.77和11.28％±0.03。水分出现递减的现象，原因是鲜“奶渣”是提取酥油后的沉淀物压制而成，其水分含量较高。发酵“奶渣”是鲜“奶渣”在储藏过程中经自然发酵而成，水分会随着储藏时间的延长而流失。干“奶渣”是鲜“奶渣”经烘干脱水而成。

鲜“奶渣”酸度为54⁰T，说明刚生产出的“奶渣”本身就带有一定的酸味；发酵“奶渣”酸度较高，为60⁰T，酸度过高是由于发酵“奶渣”是经自然发酵后的产品，经微生物发酵，尤其是乳酸菌产酸所致。

2.2 干酪素生产工艺正交试验

根据表1设计，以成品率为依据，分别对“奶渣”干、鲜样的离心脱脂转速、离心脱脂时间、干燥时间进行筛选，结果如表4、表5所示。

表4 工艺参数正交试验结果与方差分析

实验组 A B C 成品率（鲜样）％成品率（干样）％

1 1（3000） 1（3） 1（10） 29.33 70.09

2 1 2（4） 3（20） 28.74 74.59

3 1 3（5） 2（15） 31.78 66.35

4 2（4000） 1 2 28.52 72.67

5 2 2 3 32.38 70.57

6 2 3 1 34.18 67.78

7 3（5000） 1 3 33.93 68.10

8 3 2 1 33.82 75.21

9 3 3 2 31.98 83.40

K1 89.85（211.03）91.78（210.86）93.33（213.08）

K2 95.08（211.02）94.94（220.37）92.28（222.42）

K3 99.73（226.71）97.94（217.53）95.05（213.26）

k1 29.95（70.34） 30.59（70.29） 32.44（71.03）

k2 31.69（70.34） 31.65（73.46） 30.76（74.14）

k3 33.24（75.57） 32.65（72.51） 31.68（71.09）

R 3.29（5.23） 2.06（3.17） 1.68（3.11）

正交试验结果表明，极差R值越大，对成品率的影响也就越大。从表4得出的R值可知，三因素对成品率的影响顺序为A＞B＞C，以鲜“奶渣”为原料生产干酪素的最佳工艺组合为A₂B₃D₁,即离心脱脂转速为4000 r/min、离心脱脂时间为5min、干燥时间为10h时生产的干酪素其成品率最高，为34.18％；以干“奶渣”为原料生产干酪素的最佳工艺组合为A₃B₃C₂，即离心脱脂转速为5000 r/min、离心脱脂时间为5min、干燥时间为15h时生产的干酪素其成品率最高，为83.40％。

2.3干酪素成品的理化指标

将试验成品的感官、理化（蛋白质、脂肪、水分）质量指标进行测定。结果表明各项指标均符合QB／T 3780-1999 工业干酪素的要求，测定结果见表5。

表5 干酪素成品质量

测定项目标准值（二级）实测值（鲜样）实测值（干样）单项结论

蛋白质（以干基计）/％ ≥90.0 93.13 92.16 符合

脂肪（以干基计）/％ ≤2.50 1.36 1.24 符合

水分/％ ≤12.0 8.80 9.99 符合

本品为浅黄色或本品为浅黄色本品为浅黄色

感官黄色粉末，无臭，粉末，无臭，粉末，无臭，符合

无味无味无味

由表5可知，干、湿“奶渣”生产的干酪素，其感官、理化均符合轻工行业标准。采用上述生产的干酪素感官指标达到轻工行业标准的二级，而未能达到一级标准。究其原因可能有二：一是生产的干酪素脂肪含量较高，在干燥过程中乳脂氧化分解时产品着色；二是干燥的条件所致，干燥的温度过高或时间过长，使产品发生了非霉促褐变变黄，有的甚至变为棕色^[7]。

3 结论

3.1 通过对香格里拉牦牛“奶渣”理化成分的分析，我们对香格里拉不同状态下的牦牛“奶渣”理化成分有初步的了解。“奶渣”中蛋白质含量较高，在食品工业中可将其广泛的开发利用，其中鲜“奶渣”和干“奶渣”蛋白质含量较高，较适合做干酪素生产的原料。

3.2 通过对鲜“奶渣”和干“奶渣”生产干酪素工艺研究，可得出以鲜“奶渣”和干“奶渣”为原料生产干酪素的最佳工艺组合为离心脱脂转速为4000 r/min、离心脱脂时间为5min、干燥时间为10h，干酪素成品率为34.18％；以干“奶渣”为原料生产干酪素的最佳工艺组合为离心脱脂转速为5000 r/min、离心脱脂时间为5min、干燥时间为15h，干酪素为83.40％。通过以上工艺生产的干酪素均符合QB／T 3780-1999要求，能更好的为食品和化工等工业服务。

参考文献：

【1】吕才有刘勤晋.酥油茶风味品质及营养成分的研究【J】.云南农业大学学报，1996(1):20～23

【2】林亚秋郑玉才杜晰等.牦牛奶渣营养成分分析【J】.食品科技，2009,7:26

【3】毛永江郑玉才钟光辉彭先文.牦牛奶渣中蛋白质组分的研究【J】.中国畜产与食品，1998,5（4）:163～164

【4】郑旭华高旭.奶渣生产干酪素的方法【J】.新疆化工，2005，3:22～23

【5】喻峰熊华吕培蕾.西藏牦牛酥油脂肪酸成分分析及功能特性评价【J】.中国油脂，2006，31（11）:35～38

【6】赵树平董成刘红霞等.云南剑川县山羊乳饼化学组成与微生物学分析【J】.中国乳品工业，2007,12（35）:19～21

【7】顾瑞霞．乳与乳制品工艺学【M】.中国计量出版社，2006,1:103

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