陳美霞,郝欣雨,尚麗君,鄭楠,王加啟
(1.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所農(nóng)業(yè)農(nóng)村部奶及奶制品質(zhì)量安全控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 北京100193;2.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所農(nóng)業(yè)農(nóng)村部奶產(chǎn)品質(zhì)量安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估實(shí)驗(yàn)室農(nóng)業(yè)農(nóng)村部奶及奶制品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心 動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京100193;3.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué) 動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京100193)
1.1.1 樣品采集
生鮮乳采集于北京當(dāng)?shù)啬翀?chǎng);不同包裝UHT滅菌乳(伊利),包括利樂(lè)枕(保質(zhì)期45 d)、利樂(lè)包(保質(zhì)期180 d)、康美包(保質(zhì)期180 d)以及金典高乳蛋白UHT純牛奶(保質(zhì)期180 d)購(gòu)買(mǎi)于北京當(dāng)?shù)爻?。所有樣品都確保不含復(fù)原乳[14]。
1.1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)
實(shí)驗(yàn)一:為了系統(tǒng)研究不同儲(chǔ)存條件對(duì)液態(tài)奶中乳果糖質(zhì)量濃度的影響,將不同類(lèi)型的UHT滅菌乳(利樂(lè)磚、利樂(lè)枕、利樂(lè)包和康美包包裝的UHT滅菌乳,以及高乳蛋白滅菌乳)分別放置在4℃、常溫(25℃)和37℃條件下(模擬夏季室內(nèi)儲(chǔ)存的極端溫度)中儲(chǔ)存三個(gè)月。儲(chǔ)存第一個(gè)月內(nèi)每3天采樣一次進(jìn)行乳果糖檢測(cè);儲(chǔ)存第2至第3月,每15天采樣一次進(jìn)行乳果糖檢測(cè)。每個(gè)條件3個(gè)平行。
實(shí)驗(yàn)二:為了研究夏季極端運(yùn)輸條件對(duì)液態(tài)奶中乳果糖質(zhì)量濃度的影響,將生鮮乳放置在65℃保存,分別于0和5 h檢測(cè)乳果糖質(zhì)量濃度;UHT滅菌乳放置于65℃,分別于0,5,10 h和20 h檢測(cè)乳果糖質(zhì)量濃度。每個(gè)條件至少5個(gè)平行。
1.1.3 乳果糖的檢測(cè)
樣品中乳果糖質(zhì)量濃度參照農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NY/T 939-2016中規(guī)定的方法用紫外/分光光度計(jì)(DU 800 Beckman,美國(guó))進(jìn)行檢測(cè)[13]。
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤表示,采用SAS9.2統(tǒng)計(jì)軟件中單因子方差分析(One-way ANOVA,LSD)過(guò)程進(jìn)行單因子方差分析,P<0.05為差異顯著。
計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展很快,網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的到來(lái)極大地改變了人類(lèi)原有的生活和社會(huì)結(jié)構(gòu),大數(shù)據(jù)已經(jīng)成為當(dāng)前這個(gè)時(shí)代的重要標(biāo)志之一。目前,大數(shù)據(jù)在人類(lèi)社會(huì)的不同領(lǐng)域均得到了十分廣泛的應(yīng)用,尤其是高等教育領(lǐng)域在使用大數(shù)據(jù)這一關(guān)鍵技術(shù)后,產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效應(yīng),對(duì)于高等教育的發(fā)展產(chǎn)生了極大的推動(dòng)作用。縱觀(guān)世界高等教育史,每一次科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和變革都講極大的推動(dòng)高等教育的發(fā)展。在當(dāng)今時(shí)代,高等教育的發(fā)展必然日益加快,與大數(shù)據(jù)的聯(lián)系也將日趨緊密。
2.1.1 利樂(lè)枕包UHT滅菌乳
保質(zhì)期內(nèi)利樂(lè)枕UHT滅菌乳(圖1a)在4℃條件下乳果糖質(zhì)量濃度比較穩(wěn)定;在常溫和37℃儲(chǔ)存條件下,隨著時(shí)間的延長(zhǎng),其乳果糖質(zhì)量濃度逐漸增加(P<0.05)。常溫條件下,利樂(lè)枕UHT滅菌乳中乳果糖質(zhì)量濃度平均每日增加量約為0.8 mg/L,37℃條件下,乳果糖質(zhì)量濃度平均每日增加量為3.8 mg/mL,說(shuō)明溫度升高會(huì)促進(jìn)乳糖異構(gòu)生成乳果糖。當(dāng)延長(zhǎng)保存時(shí)間,即保存時(shí)間超過(guò)45 d時(shí),常溫儲(chǔ)存的利樂(lè)枕UHT滅菌乳中乳果糖質(zhì)量濃度顯著升高(P<0.05),平均每日增加量約為2.8 mg/L,遠(yuǎn)高于保質(zhì)期內(nèi)同樣存儲(chǔ)條件下乳果糖的每日增加量;37℃和4℃條件下,非保質(zhì)期內(nèi)利樂(lè)枕UHT滅菌乳如乳果糖質(zhì)量濃度變化與同條件下保質(zhì)期內(nèi)乳果糖質(zhì)量濃度變化類(lèi)似:37℃時(shí)隨時(shí)間延長(zhǎng),乳果糖質(zhì)量濃度顯著增加(P<0.05),平均每日增加量約為2.8 mg/L;4℃條件下,乳果糖質(zhì)量濃度比較穩(wěn)定(P>0.05)。
圖1 不同包裝UHT滅菌乳在不同儲(chǔ)存條件下乳果糖質(zhì)量濃度變化(n=3)
2.1.2 利樂(lè)磚包UHT滅菌乳
利樂(lè)磚UHT滅菌乳保質(zhì)期一般為6個(gè)月,本試驗(yàn)研究了其在不同儲(chǔ)存條件下儲(chǔ)存3個(gè)月乳果糖質(zhì)量濃度的變化。結(jié)果如圖1(c)所示,在4℃條件下,利樂(lè)磚UHT滅菌乳中乳果糖質(zhì)量濃度比較穩(wěn)定,無(wú)明顯增加(P>0.05)。在常溫和37℃條件下,隨著時(shí)間的延長(zhǎng),乳果糖質(zhì)量濃度逐漸增加。利樂(lè)磚UHT滅菌乳在常溫下乳果糖質(zhì)量濃度平均每日增加量約為0.2 mg/L,在37℃條件下平均每日增加量約為3.9 mg/L。
2.1.3 康美包UHT滅菌乳
由圖1(d)可知,康美包UHT滅菌乳在4℃儲(chǔ)存條件下乳果糖質(zhì)量濃度比較穩(wěn)定,而在常溫和37℃條件下隨著時(shí)間的延長(zhǎng)乳果糖質(zhì)量濃度逐漸增加。常溫條件下,康美包滅菌乳中乳果糖平均每日增加量為0.2 mg/L,37℃條件下乳果糖平均每日增加量為3.3 mg/L。康美包包裝是與利樂(lè)磚包裝類(lèi)似的無(wú)菌包裝,區(qū)別在于康美包生產(chǎn)時(shí)采用上下封口方式,包裝盒內(nèi)含有空氣,而利樂(lè)磚包裝盒內(nèi)不含空氣,二者在4℃條件下乳果糖質(zhì)量濃度都比較穩(wěn)定,常溫條件下和37℃條件下二者中乳果糖平均每日增加量無(wú)明顯差異,表明空氣對(duì)乳果糖質(zhì)量濃度變化并無(wú)影響。
2.1.4 高乳蛋白UHT滅菌乳
盡管利樂(lè)磚、利樂(lè)枕、利樂(lè)包以及康美包UHT滅菌乳包裝不同,但它們都屬于普通純牛奶,其乳蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)高一般為2.8%~3.0%,而金典UHT滅菌乳屬于高蛋白純牛奶,其乳蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般≥3.5%,目前并無(wú)研究報(bào)道高乳蛋白在不同儲(chǔ)存條件下乳果糖質(zhì)量濃度變化。本試驗(yàn)分析了高乳蛋白UHT滅菌乳在4℃、常溫和37℃條件下儲(chǔ)存3個(gè)月乳果糖質(zhì)量濃度的變化,結(jié)果表明,在4℃、常溫和37℃3種儲(chǔ)存條件下,隨著時(shí)間的延長(zhǎng),高乳蛋白UHT滅菌乳中乳果糖質(zhì)量濃度逐漸增加(P<0.05)。在常溫和4℃儲(chǔ)存條件下,高乳蛋白UHT滅菌乳中乳果糖平均每日增加量約為0.2 mg/L,在37℃儲(chǔ)存條件下,乳果糖平均每日增加量約為3.4 mg/L,低于康美包包裝的UHT滅菌乳中乳果糖質(zhì)量濃度增加速度,小于利樂(lè)磚包裝的UHT滅菌乳中乳果糖質(zhì)量濃度增加速度。
本研究模擬了夏季奶罐車(chē)運(yùn)輸生鮮乳和集裝箱運(yùn)輸常溫奶的極限溫度65℃,分析在此條件下生鮮乳和UHT滅菌乳中乳果糖質(zhì)量濃度變化,由表1可知,在65℃條件下經(jīng)過(guò)5 h后,生鮮乳中乳果糖質(zhì)量濃度由初始6.0 mg/L升至29.6 mg/L(P<0.01);由表2可知,UHT滅菌奶在65℃條件下,隨著時(shí)間的延長(zhǎng),乳果糖質(zhì)量濃度顯著增加(P<0.05),經(jīng)過(guò)5、10和20 h后,乳果糖質(zhì)量濃度分別增加38、46.3和64 mg/L。
表1 65℃條件下生乳儲(chǔ)存時(shí)間牛奶中乳果糖變化量
表2 65℃條件下UHT乳儲(chǔ)存時(shí)間牛奶中乳果糖變化量
表2中,同列數(shù)據(jù)肩標(biāo)相同小寫(xiě)字母表示差異不顯著(P>0.05),不同小寫(xiě)字母表示差異顯著(P<0.05)。
液態(tài)奶中乳果糖是乳糖異構(gòu)化的一種雙糖[13],由于其在牛奶熱處理過(guò)程中生成,且其質(zhì)量濃度與液態(tài)奶所經(jīng)歷熱處理強(qiáng)度有關(guān),因此成為液態(tài)奶熱處理強(qiáng)度評(píng)價(jià)的重要指標(biāo)之一,國(guó)際上也用乳果糖來(lái)區(qū)分巴氏殺菌乳與UHT滅菌乳[10]。此外,結(jié)合糠氨酸質(zhì)量分?jǐn)?shù),乳果糖還可以用于評(píng)價(jià)液態(tài)奶中是否添加復(fù)原乳[14]。因此,乳果糖對(duì)于乳品質(zhì)量控制和市場(chǎng)監(jiān)管非常重要。
液態(tài)奶中乳果糖質(zhì)量濃度除了受加工工藝和熱處理強(qiáng)度的影響,還受儲(chǔ)存條件的影響。Nangpal等報(bào)道液態(tài)奶儲(chǔ)存于20℃條件下隨著時(shí)間的延長(zhǎng),乳果糖質(zhì)量濃度增加,并且這種增加與樣品儲(chǔ)存時(shí)初始乳果糖質(zhì)量濃度無(wú)關(guān)[20]。De Bloek等[17]報(bào)道在22℃和30℃條件下儲(chǔ)存10周,UHT滅菌乳中乳果糖質(zhì)量濃度顯著增加,增加量分別為20 mg/L和95 mg/L。但是Andrews等[18]和Elliott等[11]卻發(fā)現(xiàn)室溫條件下,牛奶中乳果糖質(zhì)量濃度不變。報(bào)道室溫條件下存儲(chǔ)對(duì)牛奶中乳果糖質(zhì)量濃度沒(méi)有影響,他們認(rèn)為這可能是因?yàn)閮?chǔ)存期乳糖異構(gòu)化形成乳果糖的速度和乳糖降解的速度處于動(dòng)態(tài)變化中,且這種變化與牛奶組成和其所處外部環(huán)境有關(guān),因此,可能解釋不同的儲(chǔ)存條件下液態(tài)奶中乳果糖質(zhì)量濃度變化不一致的現(xiàn)象。本課題組前期也證明在(19±2)℃儲(chǔ)存條件下,UHT滅菌乳中乳果糖質(zhì)量濃度會(huì)隨時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸升高,且UHT滅菌乳的生產(chǎn)工藝也會(huì)影響乳果糖隨儲(chǔ)存時(shí)間的變化趨勢(shì)[21]。
本實(shí)驗(yàn)證實(shí)在室溫和37℃(夏季室內(nèi)儲(chǔ)存時(shí)極端溫度)條件下,隨著時(shí)間的延長(zhǎng),不同類(lèi)型的UHT滅菌乳中乳果糖質(zhì)量濃度均逐漸升高,這可能是因?yàn)樵谏鲜鰲l件下,液態(tài)奶仍然會(huì)發(fā)生乳糖異構(gòu)化反應(yīng),并隨著時(shí)間的延長(zhǎng)使乳果糖質(zhì)量濃度增加。此外,我們發(fā)現(xiàn),在4℃條件下存儲(chǔ)時(shí),除高蛋白UHT滅菌乳中乳果糖質(zhì)量濃度有極少量乳果糖增加外,其他不同包裝的UHT滅菌乳中乳果糖質(zhì)量濃度均比較穩(wěn)定??紤]到熱處理過(guò)程中牛奶中乳果糖質(zhì)量濃度規(guī)律性,因此將乳果糖作為評(píng)價(jià)牛奶所經(jīng)歷的熱負(fù)荷的重要指標(biāo),一般為乳果糖質(zhì)量濃度越高,說(shuō)明牛奶所經(jīng)歷的熱負(fù)荷越大[9-11]。同時(shí),牛奶在越強(qiáng)的熱負(fù)荷處理下,營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)損失越大,如巴氏殺菌后,乳清蛋白變性率僅為15.4%~20%,而在超高溫滅菌后,乳清蛋白變性率高達(dá)91%[22]。更為具體地,王欣報(bào)道,保存溫度越高,牛奶表現(xiàn)為乳果糖質(zhì)量濃度越高,感官評(píng)分越低,滴定酸度越高[23]。因此,為了更準(zhǔn)確地利用乳果糖質(zhì)量濃度評(píng)價(jià)液態(tài)奶熱處理強(qiáng)度或是否有復(fù)原乳添加,獲得更好的味覺(jué)體驗(yàn)以及保證更好的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值[23-24],建議UHT滅菌乳存儲(chǔ)于4℃。
此外,考慮到儲(chǔ)存環(huán)境會(huì)影響液態(tài)奶中乳果糖質(zhì)量濃度,且夏季奶罐車(chē)運(yùn)輸以及UHT滅菌乳集裝箱運(yùn)輸時(shí)溫度非常高(最高可達(dá)約65℃),因此,本實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步模擬了夏季高溫時(shí)生鮮乳和常溫奶運(yùn)輸溫度,結(jié)果發(fā)現(xiàn)在65℃條件下存儲(chǔ)后,生鮮乳和UHT滅菌乳中乳果糖顯著增加,這可能是因?yàn)?5℃條件相當(dāng)于低溫?zé)崽幚恚龠M(jìn)乳糖異構(gòu)化反應(yīng)生成乳果糖。如前所述,乳果糖質(zhì)量濃度越高反映牛奶熱負(fù)荷越大,進(jìn)而反映牛奶品質(zhì)下降,因此建議夏季液態(tài)奶實(shí)行全過(guò)程冷鏈運(yùn)輸。
(1)儲(chǔ)存條件影響液態(tài)奶中乳果糖質(zhì)量濃度,表現(xiàn)為儲(chǔ)存溫度越高、時(shí)間越長(zhǎng),乳果糖質(zhì)量濃度越高。
(2)不同包裝UHT滅菌乳中乳果糖平均每日增加量不同。
(3)夏季高溫運(yùn)輸時(shí)生鮮乳和UHT滅菌乳中乳果糖質(zhì)量濃度顯著升高。