近年來,隨著乳制品工業(yè)的發(fā)展以及我國養(yǎng)豬水平的提高,乳清粉已經(jīng)成為幼畜尤其是乳豬料中不可缺少的原料之一。國際食品法典委員會(CAC)對乳清粉的定義為產(chǎn)自于干燥乳清或者酸乳清的一種產(chǎn)品。甜乳清是奶酪、酪蛋白和乳制品凝結(jié)后從凝乳中分離出的一種液狀乳產(chǎn)品,凝結(jié)主要通過凝結(jié)類型的酶的作用獲得;酸乳清是奶酪、酪蛋白和乳制品凝結(jié)后從凝乳中分離出的一種液狀乳產(chǎn)品,凝結(jié)主要通過酸化作用獲得。本文總結(jié)了乳清粉的生產(chǎn)工藝、組成、品質(zhì)控制及應(yīng)用情況,為飼料生產(chǎn)者和養(yǎng)殖者提供參考。
一、乳清粉的生產(chǎn)工藝普通乳清粉的生產(chǎn)流程為乳清的預(yù)處理、殺菌、濃縮、噴霧干燥、冷卻。脫鹽乳清粉的生產(chǎn)工藝基本與普通乳清粉相同,所不同的是脫鹽乳清粉所用的原料乳清經(jīng)脫鹽處理,改變了乳清中的離子平衡。乳清脫鹽多用離子交換樹脂法和離子交換膜的電滲析法。 乳清粉根據(jù)來源不同分為甜乳清粉和酸乳清粉,其pH值分別為5.9-6.6和4.3-4.6;根據(jù)脫鹽與否,分為脫鹽乳清粉和含鹽乳清粉;根據(jù)蛋白質(zhì)分離程度,可以分為高蛋白質(zhì)乳清粉、中蛋白質(zhì)乳清粉和低蛋白質(zhì)乳清粉。
二、乳清粉的組成 乳清粉所含有的獨特營養(yǎng)成分使其非常適宜于生產(chǎn)幼畜飼料。其主要營養(yǎng)組分為乳糖、乳蛋白和礦物質(zhì)。
2.1乳糖乳清粉中的碳水化合物(乳糖)對促進仔豬生長發(fā)育和提高采食量具有重要的作用。仔豬出生后,消化道內(nèi)乳糖酶的含量很高而其他碳水化合物分解酶(淀粉酶和麥芽糖酶)的活性很低,仔豬主要依靠乳糖提供能量。乳糖可以被腸道上皮細胞的乳糖酶快速的轉(zhuǎn)化成單糖(葡萄糖和果糖),而果糖和葡萄糖是腸道上皮細胞和體組織的重要能量來源。乳糖可以被腸道內(nèi)產(chǎn)乳酸微生物利用,發(fā)酵產(chǎn)生乳酸和乙酸,降低腸道pH值,抑制有害微生物的繁殖,并可加強消化道的蠕動,防止下痢。
2.2乳清蛋白:牛奶中乳清蛋白粉的含量僅為0.7%,乳清蛋白是球蛋白和可溶性乳蛋白的總稱,包括α-乳白蛋白(19%)、β-乳球蛋白(48%)、免疫球蛋白(8%)。此外,乳清蛋白還含有溶菌酶、乳鐵蛋白、乳過氧化物酶、脂肪球膜蛋白、酪蛋白巨肽等生物活性物質(zhì)。β-乳球蛋白是乳清蛋白的主要成分,它具備極佳的氨基酸比例,支鏈氨基酸含量極高。支鏈氨基酸是必需氨基酸,包括亮氨酸、纈氨酸、異亮氨酸,其中生物效應(yīng)強的是亮氨酸,可作為谷氨酰胺的基質(zhì)物,也可直接做細胞燃料。研究證實,支鏈氨基酸對促進蛋白質(zhì)合成和減少蛋白質(zhì)分解起著重要的作用。乳清蛋白富含半胱氨酸、免疫球蛋白和蛋氨酸,可以刺激動物的免疫系統(tǒng),提高體液免疫和細胞免疫。乳過氧化物酶是一種天然殺微生物和抗菌劑。它通過酶反應(yīng)來殺死或使廣譜微生物失活,能抑制某些革蘭氏陰性細菌(包括大腸桿菌和某些沙門氏菌)和革蘭氏陽性細菌。
2.3礦物質(zhì):乳清粉中也含有豐富的礦物質(zhì),包括0.1%的鎂、0.6%的磷、1.6%的鉀、0.6%的鈣。乳清粉中的礦物質(zhì)以礦物質(zhì)-蛋白質(zhì)復(fù)合物的形式存在,容易被消化吸收,有很高的飼用價值。大量的研究表明,乳糖也能提高鈣、鎂、鋅的吸收。
三、乳清粉的品質(zhì)
3.1乳糖:乳清粉中的乳糖是乳豬碳水化和物的重要來源。乳清粉中乳糖的檢測非常重要,必需對乳清粉中乳糖進行檢測,以防摻假存在。在生產(chǎn)中一般使用比色法測定乳糖的含量,其原理為乳清粉樣品經(jīng)沉淀劑澄清后,無蛋白質(zhì)濾液中的乳糖在苯酚、氫氧化鈉、苦味酸和亞硫酸氫鈉的作用下生成橘紅色的絡(luò)合物,在520nm處有最大吸收,但測定結(jié)果易受葡萄糖、蔗糖等的影響。為避免其他糖的影響,建議采用液相色譜法準確測定乳清粉中乳糖含量。
3.2溶解性:低蛋白質(zhì)乳清粉易溶解于溫水中,溶液呈熒光黃綠色,溶液透明,沒有殘留物。有殘留物或渾濁的,表明乳清粉加工過度,發(fā)生美拉德反應(yīng)或者摻假。高蛋白質(zhì)乳清粉溶于水分,分層,上層為澄清夜,下層為絮狀沉淀,典型的乳清奶香味。
3.3鹽分和灰分:鹽分和灰分是評價乳清粉品質(zhì)的重要指標。乳清粉灰分越低,品質(zhì)越好。高灰分是高鹽分的表現(xiàn)。另外,高灰分還有可能是為改進產(chǎn)品的流動性添加的流動劑所致。高鹽分可以導(dǎo)致仔豬腸道滲透壓失調(diào),導(dǎo)致仔豬腹瀉。田河山等(2008)報道,由于脫鹽工藝的復(fù)雜和成本因素的影響,近半數(shù)進口乳清粉的灰分指標大于9%,一方面限制了乳清粉的添加量,另一方面可引起動物下痢隱患。因此,飼料廠家在選擇乳清時,在品質(zhì)相同的情況下,盡量選用鹽分和灰分較低的乳清粉,灰分的含量不宜高于8%,鹽分的含量不宜高于2%。
3.4顏色:高品質(zhì)乳清粉應(yīng)呈灰白奶油色,有一些呈現(xiàn)更深的黃色,可能是因為加工工藝或者牛奶中高水平的葉紅素。若為褐色通常表明加工過程中加熱過度并伴有美拉德反應(yīng)發(fā)生,賴氨酸的ε-氨基團與碳水化合物結(jié)合的賴氨酸不能被吸收,這將會削弱乳清粉的營養(yǎng)價值,并可能影響乳清粉的適口性。
四、應(yīng)用
仔豬的消化系統(tǒng)適應(yīng)于消化液體母乳,母乳中含有高消化率的乳蛋白、乳化脂肪和乳糖。斷奶仔豬不能很好消化以植物蛋白質(zhì)和碳水化合物(淀粉)來源的斷奶日糧。而乳清粉有很好的消化性,且含有很多功能性組分,對仔豬的生長和健康有利。近年來,由于仔豬的斷奶日齡越來越早,乳清粉在乳仔豬日糧中添加越來越普遍,取得了很好的效果。
4.1對生產(chǎn)性能的影響:高玉紅等(2002)研究了在28日齡7.7kg杜長大斷奶仔豬日糧中添加5%、10%和20%的乳清粉對仔豬生產(chǎn)性能的影響。試驗結(jié)果表明,20%乳清粉組的生長效果最佳,與5%乳清粉組相比,日增重提高28.47%,料重比降低11.26%。Naranjo等(2010)在5.7kg斷奶仔豬日糧中分別添加0、12.5%、25%的乳清粉,飼養(yǎng)試驗21d。試驗結(jié)果表明,25%乳清粉組生產(chǎn)性能最好,與對照組相比,日增重提高6.25%,采食量提高8.11%。Mahan(1993)評價了白色和褐色兩種不同品質(zhì)的食品級乳清粉對6kg斷奶仔豬生產(chǎn)性能的影響,乳清粉的添加量為20%。與褐色乳清粉組相比,第0-14d白色乳清粉組日增重提高29.25%;第15-35d白色乳清粉組日增重提高11.92%。通過營養(yǎng)成分分析表明,褐色乳清粉組的賴氨酸僅為0.5%,遠低于白色乳清粉組的0.79%。這說明,加工工藝降低了褐色乳清粉組的營養(yǎng)價值,從而影響了仔豬的生產(chǎn)性能。綜合相關(guān)文獻,在乳豬誘食階段,乳清粉的添加量以15%-25%為宜;在斷奶仔豬階段,乳清粉的添加量以10%-20%為宜。
4.2對腸道菌群的影響:高玉紅等(2002)研究了在28日齡斷奶仔豬日糧中添加5%、10%和20%的乳清粉對仔豬消化吸收和糞便菌群的影響。試驗結(jié)果標明,與5%乳清粉組相比,20%乳清粉組仔豬糞便大腸桿菌含量降低8.15%,乳酸桿菌數(shù)量提高6.83%;粗蛋白質(zhì)的消化率提高5.23%,粗脂肪的消化率提高21.39%,腹瀉率降低6.75%。這表明,乳清粉中的乳糖可以被乳酸桿菌發(fā)酵成乳酸,降低胃腸道pH值,促進乳酸桿菌的增殖,從而抑制了有害菌的數(shù)量,減少下痢的發(fā)生。