文/周 穎 黃 銳

（中墾華山牧乳業(yè)有限公司）

牛乳作為一種天然的食物，富含多種氨基酸、維生素、微量元素等營養(yǎng)成分，但同時也是微生物繁殖的理想環(huán)境，因此，殺菌是生乳加工過程中的重要步驟[1]。為了保證乳制品的衛(wèi)生要求，熱處理是最為常用的加工工藝，但熱處理對牛乳中的蛋白質(zhì)、乳糖和礦物質(zhì)鹽會造成不同程度的物理及化學變化，所以，熱處理研究對乳制品加工工業(yè)至關(guān)重要[2]。

比較溫和的熱處理方式，如巴氏殺菌，能較少地改變牛乳中的熱不穩(wěn)定物質(zhì)；而滅菌程度較強的高溫熱處理則會導致牛乳的穩(wěn)定性和膠體性發(fā)生較大變化[3]，使牛乳中的營養(yǎng)成分受到損失[4，5]。生乳中最重要的活性蛋白包含乳過氧化物酶、乳鐵蛋白、α-乳白蛋白和β-乳球蛋白，它們具有多種功能特性和生物活性，研究最為廣泛和深入[6～8]。在高強度熱處理下，這些活性蛋白質(zhì)發(fā)生不同程度地變性，在同樣溫度條件下，使90.0%的β-乳球蛋白變性的加熱時間，短于使90.0%的α-乳白蛋白發(fā)生變性的時間，說明β-乳球蛋白的熱敏性高于α-乳白蛋白[9]。在高溫下，蛋白質(zhì)通過與其他分子的相互作用而發(fā)生聚集和化學修飾[10，11]。Pinto等[12]研究葡萄糖對熱處理（90 ℃處理24 h）誘導的β-酪蛋白和β-乳球蛋白聚集及聚集物的相對消化率的影響。結(jié)果表明，還原糖的存在明顯影響蛋白質(zhì)的熱誘導聚集，延緩β-乳球蛋白的動態(tài)聚集，有利于共價結(jié)合β-酪蛋白聚集體的形成。此外，在葡萄糖存在下，兩種蛋白質(zhì)形成的聚集體對酶消化的抵抗力更強。本文利用利樂UHT殺菌機對生乳進行不同強度的熱處理，通過初步探究糠氨酸含量、乳果糖、β-乳球蛋白的變化情況，為合理設(shè)定滅菌乳殺菌強度提供一定的參考。

1 材料與方法

1.1 主要試劑

糠氨酸標準品（肽純度72.6%），法國Polypeptide公司；β-乳球蛋白標準品，Sigma公司。

1.2 儀器與設(shè)備

1260 Infinity液相色譜儀，美國Agilent；Atlantis?RdC18色譜柱，美國Waters；Xbridge Protein BEH C4柱，美國Waters；Kjeltec 8400自動凱氏定氮儀，丹麥FOSS；KQ5200V超聲波清洗器，昆山舒美超聲儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 乳果糖的測定

按照NY/T939—2016《巴氏殺菌乳和UHT滅菌乳中復(fù)原乳的鑒定》對乳果糖含量進行檢測[13]。

表1 洗脫梯度

1.3.2 β-乳球蛋白的測定

液相色譜法檢測β-乳球蛋白[14]。

1.3.3 糠氨酸含量測定

對樣品中的糠氨酸含量按照如下步驟進行測定[13]。

（1）樣品水解液準備

取2.00 mL樣品，置于密閉耐熱試管中，加入10.60 mol/L鹽酸溶液6.00 mL，混勻。密閉試管置于110 ℃烘箱中加熱水解，加熱約1 h后，輕輕搖動試管，繼續(xù)加熱17～20 h。加熱結(jié)束后，將試管從干燥箱中取出，冷卻后用濾紙過濾，濾液供測定。

（2）樣品中蛋白質(zhì)含量測定

取2.0 mL樣品水解液，按GB 5009.5—2016《食品安全國家標準食品中蛋白質(zhì)的測定》的要求進行檢測[15]。

（3）糠氨酸標準儲備液和標準工作溶液的制備

糠氨酸標準儲備液（500.00 mg/L）：稱取6.89 mg糠氨酸標準品，用3.00 mol/L鹽酸溶液溶解并定容至10.00 mL，即制得500.00 mg/L的糠氨酸標準儲備溶液。

糠氨酸標準工作溶液（2.00 mg/L）：移取100.00 μL糠氨酸標準儲備溶液于25.00 mL容量瓶，用3.00 mol/L鹽酸溶液溶解并定容，即制得2.00 mg/L的糠氨酸標準工作溶液。

（4）液相色譜檢測

移取1.00 mL樣品水解液，加入6.00 g/L乙酸銨溶液5.00 mL，混勻，過0.22 μm水相濾膜，濾液供上機測定。

采用Agilent液相色譜儀分析；Atlantis○RdC18色譜柱，4.60 mm×250.00 mm×5.00 μm粒徑；Agilent G7114A紫外檢測器；柱溫32 ℃；波長280 nm；0.10%三氟乙酸溶液為流動相A，甲醇為流動相B；進樣量10.00 μL。洗脫梯度如表1所示。

（5）糠氨酸含量計算

糠氨酸含量以質(zhì)量分數(shù)F計，數(shù)值以mg/100 g蛋白質(zhì)表示。

公式1中At為樣品中糠氨酸峰面積的數(shù)值；Astd為糠氨酸標準溶液中糠氨酸峰面積的數(shù)值；Cstd為糠氨酸標準溶液的濃度，單位為mg/L；D為測定時稀釋倍數(shù)（D=6）；M為樣品水解液中蛋白質(zhì)濃度，單位為g/L。

1.3.4 試驗方法

通過設(shè)定UHT殺菌機參數(shù)，對生乳分別進行不同程度的熱處理。

（1）對生乳進行75 ℃/15.00 s加熱抑菌后，再進行138 ℃/5.16 s熱處理，取樣檢測糠氨酸、乳果糖、β-乳球蛋白含量。

（2）對生乳進行75 ℃/15.00 s加熱抑菌后，再進行137 ℃/5.16 s熱處理，取樣檢測糠氨酸、乳果糖、β-乳球蛋白含量。

（3）對生乳進行75 ℃/15.00 s加熱抑菌后，再進行137 ℃/4.26 s熱處理，取樣檢測糠氨酸、乳果糖、β-乳球蛋白含量。

（4）直接對生乳進137 ℃/4.26 s殺菌，取樣檢測糠氨酸、乳果糖、β-乳球蛋白含量。

（5）直接對生乳進80 ℃/15.00 s殺菌，取樣檢測糠氨酸、乳果糖、β-乳球蛋白含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 生乳熱處理后指標見表2

2.2 糠氨酸含量的變化

不同殺菌強度下糠氨酸含量的變化見圖1。

通過試驗發(fā)現(xiàn)，糠氨酸含量隨著熱處理強度的降低而降低。UHT殺菌溫度降低1 ℃，糠氨酸含量降低6.20 mg/100 g蛋白質(zhì)；UHT殺菌時間縮短0.90 s，產(chǎn)品糠氨酸含量降低14.20 mg/100 g蛋白質(zhì)；取消UHT之前的預(yù)巴氏殺菌，產(chǎn)品糠氨酸含量降低32.50 mg/100 g蛋白質(zhì)。通過樣品4中UHT工藝優(yōu)化，可使糠氨酸含量降低53.30 mg/100 g蛋白質(zhì)，降低32.70%。

表2 生乳熱處理后指標

圖1 不同熱處理強度下的糠氨酸含量變化

圖2 不同熱處理強度下的乳果糖含量變化

2.3 乳果糖含量的變化

不同殺菌強度下乳果糖含量的變化見圖2。

通過試驗發(fā)現(xiàn)，乳果糖含量隨著熱處理強度的降低而降低。UHT殺菌溫度降低1 ℃，產(chǎn)品乳果糖含量降低76.80 mg/L；UHT殺菌時間縮短0.90 s，產(chǎn)品乳果糖含量降低51.60 mg/L；取消UHT之前的預(yù)巴氏殺菌，產(chǎn)品乳果糖含量降低62.30 mg/L。通過樣品4中UHT工藝優(yōu)化，可使乳果糖含量降低190.70 mg/L，降低37.40%。

2.4 β-乳球蛋白含量的變化

不同殺菌強度下β-乳球蛋白含量的變化見圖3。

通過試驗發(fā)現(xiàn)，β-乳球蛋白含量隨著熱處理強度的降低而升高。UHT殺菌溫度降低1 ℃，產(chǎn)品β-乳球蛋白含量無明顯增加；UHT殺菌時間縮短0.90 s，β-乳球蛋白含量增加34.10 mg/kg；取消UHT之前的預(yù)巴氏殺菌，β-乳球蛋白含量增加16.60 mg/kg。通過對樣品4的UHT工藝優(yōu)化，可使β-乳球蛋白含量較樣品1處理后的含量增加50.40 mg/kg，增加86.70%。

3 小結(jié)

糠氨酸和乳果糖是生乳加熱過程中的副產(chǎn)品，加熱強度越高，其含量越高，本文研究表明，通過UHT工藝優(yōu)化，可使糠氨酸含量降低32.70%，乳果糖含量降低37.40%。

圖3 不同熱處理強度下的過β-乳球蛋白含量變化

β-乳球蛋白是牛乳乳清蛋白的主要成分，約占牛乳總蛋白的12.00%，β-乳球蛋白可作為視黃醇的載體，使其免受氧化并將其從胃運輸?shù)叫∧c，在小腸將視黃醇轉(zhuǎn)給視黃醇蛋白；同時β-乳球蛋白還能和游離脂肪酸結(jié)合，減少游離脂肪酸對脂肪酶的抑制作用，可以促進脂質(zhì)分解。國際乳業(yè)聯(lián)合會（IDF）規(guī)定巴氏殺菌乳和高溫巴氏殺菌乳中可溶性β-乳球蛋白的質(zhì)量濃度應(yīng)分別大于2 600.00 mg/L和2 000.00 mg/L，UHT乳中可溶性β-乳球蛋白濃度應(yīng)高于50.00 mg/L[16]。加熱對β-乳球蛋白的結(jié)果和含量產(chǎn)生重要的影響，因此，β-乳球蛋白可以作為牛奶熱加工質(zhì)量評價的一種指標，在不同熱加工處理下β-乳球蛋白的含量能夠反映熱處理強度。本文研究表明，80 ℃、15.00 s的熱處理下，β-乳球蛋白含量可達2 194.80 mg/kg，而通過UHT工藝優(yōu)化，β-乳球蛋白含量為108.50 mg/kg，較經(jīng)75 ℃、15.00 s預(yù)巴氏，138 ℃、5.16 s的熱處理后的含量增長了86.70%。通過實驗證明，熱處理過程中乳成分會發(fā)生各種變化，處理方法會直接影響最終產(chǎn)品的功能特性。本文的研究可對UHT殺菌溫度提供一定的參考。