劉麗，陸淳，劉龍女，解曉彤，楊瑞，李興

（1.石家莊君樂寶乳業(yè)有限公司，石家莊050200；2.青島利邦達(dá)海洋科技有限公司，山東青島266000）

0 引言

微量營養(yǎng)素包括維生素和礦物質(zhì)，液態(tài)奶中維生素和礦物質(zhì)不穩(wěn)定，極易受到光照、氧、溫度的影響。目前國內(nèi)的研究主要集中在配方奶粉中維生素和礦物質(zhì)的來源、種類、添加量以及保質(zhì)期內(nèi)穩(wěn)定性的影響，在液態(tài)奶中的研究極少。

液態(tài)奶中各營養(yǎng)素的穩(wěn)定性主要受前期生產(chǎn)加工工藝和后期樣品貯存條件以及包裝形式等因素的影響。由于生產(chǎn)工藝的不同，液態(tài)奶在生產(chǎn)加工過程中可能會經(jīng)過配料、殺菌等多道受熱工序，從而使?fàn)I養(yǎng)素受到不同程度的破壞而導(dǎo)致受熱損失。此外，料液pH值的改變、存放時間的延長、溫度的升高、各種微量營養(yǎng)素之間的相互作用等均會導(dǎo)致最終產(chǎn)品中的各營養(yǎng)素含量發(fā)生不同程度的變化。在后期貯存過程中，液態(tài)奶中各營養(yǎng)素的穩(wěn)定性還受到包裝材質(zhì)、貯存環(huán)境的溫度和濕度、樣品中的氧氣殘留量以及光照等諸多因素的威脅，從而使各營養(yǎng)素發(fā)生不同程度的衰減損失。本文研究了生產(chǎn)工藝（配料和殺菌）和保質(zhì)期內(nèi)微量營養(yǎng)素的損失情況，對于產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)加工以及后期貯存將有實際的指導(dǎo)意義。

1 材料與方法

1.1 材料及儀器

1.1.1 材料

生牛乳，石家莊君樂寶乳業(yè)樂源牧業(yè)；復(fù)合維生素包（維生素A、維生素D、維生素B1、維生素B2、維生素B6、維生素B12、維生素C、煙酰胺、葉酸、泛酸、膽堿、葉黃素、?；撬幔?，帝斯曼維生素上海有限公司；復(fù)合礦物質(zhì)包（鈣、鐵、鋅、硒），帝斯曼維生素上海有限公司；功能原料：低聚半乳糖（保齡寶生物股份有限公司）、低聚果糖（保齡寶生物股份有限公司）、磷脂酰絲氨酸（花臣集團(tuán)）、N-乙酰神經(jīng)氨酸（嘉必優(yōu)生物技術(shù)股份有限公司）；穩(wěn)定劑，嘉吉公司。

1.1.2 儀器

氣相色譜儀，美國安捷倫公司；高效液相色譜儀，美國waters；原子吸收分光光度計，賽默飛等。

1.2 試驗方法

1.2.1 工藝設(shè)計

第一步配料：將部分生牛乳升溫（52～58℃），加入穩(wěn)定劑、復(fù)合礦物質(zhì)和功能原料，化料15 min，降溫后得到料液1。

第二步配料：用部分生牛乳（≤15℃）化復(fù)合維生素，化料5 min，降溫后得到料液2。

混料：將料液1和2與剩余生牛乳混合，得到半成品。

殺菌：半成品均質(zhì)后，經(jīng)過137℃，4 s殺菌，得到成品。

1.2.2 檢測方法

配料工序營養(yǎng)素?fù)p失的檢測：根據(jù)復(fù)合維生素和復(fù)合礦物質(zhì)原料中各營養(yǎng)素的實際檢測結(jié)果，加上牛奶本底中各營養(yǎng)素的檢測結(jié)果，計算半成品中的理論數(shù)值，定為目標(biāo)設(shè)定值，對半成品取樣進(jìn)行測定分析，取3次檢測結(jié)果的平均值，通過與目標(biāo)設(shè)定值對比，得出各營養(yǎng)素的損失率。

殺菌工序營養(yǎng)素?fù)p失的檢測：對殺菌灌裝后的成品進(jìn)行取樣測定，取3次檢測平均值，與半成品數(shù)據(jù)對比，得出各營養(yǎng)素的損失率。

保質(zhì)期營養(yǎng)素?fù)p失的檢測：采用無菌磚的包裝形式，保質(zhì)期6個月常溫放置后，對產(chǎn)品進(jìn)行取樣測定，取3次檢測平均值，與剛下線數(shù)據(jù)對比，得出各營養(yǎng)素在保質(zhì)期內(nèi)的損失率。

2 結(jié)果與分析

2.1 配料工序各營養(yǎng)素的損失率

由于穩(wěn)定劑（膠體和乳化劑）溶解需要一定溫度，很多維生素分子有不飽和碳原子或雙鍵結(jié)構(gòu)，是極易氧化的有機(jī)化合物，光、熱、氧、酸、堿等都能引起維生素的損失[1]，礦物質(zhì)對熱相對穩(wěn)定，但礦物質(zhì)和維生素之間的相互反應(yīng)會造成營養(yǎng)素?fù)p失及產(chǎn)品風(fēng)味的變化。因此，在配料工序，采用兩步配料法，穩(wěn)定劑和礦物質(zhì)在高溫（52～58℃）溶解，維生素在低溫（≤15℃）溶解，然后再混合。配料工序各營養(yǎng)素?fù)p失率見表1。

表1 配料工序各營養(yǎng)素?fù)p失率

結(jié)果顯示，采用以上配料工序?qū)ξ⒘繝I養(yǎng)素的影響比較小，其中損失率稍高的是維生素C和維生素B2，分別為11%、12%。有3個營養(yǎng)素的損失率出現(xiàn)了負(fù)值，可能是由于國標(biāo)檢測方法的精密度問題。

2.2 殺菌工序各營養(yǎng)素的損失率

殺菌工序?qū)I養(yǎng)素?fù)p失的影響主要是溫度、時間、氧氣和營養(yǎng)素相互作用，因此在殺菌前對半成品進(jìn)行脫氣處理，減少產(chǎn)品中氧氣含量。本研究采用的是間接式超高溫瞬時殺菌技術(shù)，是目前市場上滅菌乳和調(diào)制乳產(chǎn)品最常使用的一種殺菌方式，有設(shè)備條件的公司推薦采用直接式超高溫瞬時殺菌，在保證商業(yè)無菌的同時，能有效降低產(chǎn)品升溫和降溫時間，減輕熱損失[2]。殺菌工序各營養(yǎng)素?fù)p失率見表2。

表2 殺菌工序各營養(yǎng)素?fù)p失率

結(jié)果顯示，殺菌工序?qū)ξ⒘繝I養(yǎng)素的影響很大，其中維生素的損失率普遍高于礦物質(zhì)。維生素中損失率最高的是維生素C，達(dá)到34%，其次是維生素A、維生素D、維生素B2、維生素B6、葉酸，損失率分別達(dá)到24%、25%、20%、17%、14%；礦物質(zhì)中損失率較高的是鐵，達(dá)到14%。

2.3 保質(zhì)期內(nèi)各營養(yǎng)素的損失率

2.3.1 產(chǎn)品微量營養(yǎng)素添加種類優(yōu)化

為保證終產(chǎn)品的風(fēng)味和體系穩(wěn)定性，對可能影響到的維生素和礦物質(zhì)進(jìn)行優(yōu)化。首先，B族維生素是影響產(chǎn)品風(fēng)味的主要原因，主要是維生素B1、維生素B2、維生素B6和維生素B12，采用培訓(xùn)型感官評價員進(jìn)行口味測試的方法，最終確定維生素B2是影響風(fēng)味的主要因素，因此進(jìn)行了去除。其次，維生素C非常的不穩(wěn)定，極易被氧化，含量受生產(chǎn)工藝影響極大，為降低生產(chǎn)風(fēng)險進(jìn)行了去除。最后，由于本產(chǎn)品為中性產(chǎn)品，添加酸性成分極易造成牛奶變性，影響產(chǎn)品穩(wěn)定性，因此對各營養(yǎng)素的pH值進(jìn)行了測定（溶解于水配置一定比例1∶40），去除了pH值最低的酒石酸氫膽堿（pH值3.46）。最終的復(fù)合維生素包括：維生素A、維生素D、維生素B1、維生素B6、維生素B12、煙酸、葉酸、泛酸、葉黃素、?；撬?；復(fù)合礦物質(zhì)包括：鈣、鐵、鋅；還有牛奶中本身含有的維生素K、磷、鉀、鎂，總計17種微量營養(yǎng)素，對這些營養(yǎng)素進(jìn)行保質(zhì)期內(nèi)損失率的檢測。

2.3.2 保質(zhì)期內(nèi)各營養(yǎng)素的損失率

一般來說，包裝材料的隔氧性和避光性是影響產(chǎn)品中微量營養(yǎng)素穩(wěn)定性的主要因素[3-4]。本研究采用無菌磚的包裝形式，對光和氧的阻隔性較強(qiáng)。保質(zhì)期內(nèi)各營養(yǎng)素?fù)p失率見表3。

表3 保質(zhì)期內(nèi)各營養(yǎng)素?fù)p失率

結(jié)果顯示，產(chǎn)品常溫貯存6個月后，維生素的損失率多在10%～20%之間，其中維生素A、維生素D和葉酸的損失率較高，分別為18%、15%和19%。保質(zhì)期儲存溫度、樣品中氧殘留量、微量元素的存在都會對維生素的損失率產(chǎn)生影響。Chavez-Servin等[5]分別對液態(tài)奶和奶粉在不同貯存溫度下維生素A的穩(wěn)定性進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，在其他條件相同的情況下隨著貯存溫度的升高，維生素A的損失率有所增大，并且貯存時間對維生素A的降解有顯著影響。維生素A的降解還和樣品中氧殘留量有關(guān)[6]，當(dāng)氧氣的初始濃度不同，其反應(yīng)表現(xiàn)不同，初始濃度越低，誘導(dǎo)階段越長。維生素A和維生素D屬于脂溶性維生素，過量攝入不能排出對機(jī)體會有副作用，因此，研究其在生產(chǎn)和貯存過程中的變化對于初始添加量的設(shè)計非常重要。水溶性維生素葉酸在保質(zhì)期內(nèi)的損失率高達(dá)19%，食品中葉酸的生物利用率平均約50%或更少，在配方設(shè)計時，應(yīng)考慮到葉酸的損失率和生物利用率。由于維生素C的熱不穩(wěn)定性，在殺菌工序的損失率很高（34%），因此并未在最終產(chǎn)品中添加，關(guān)于維生素C在保質(zhì)期內(nèi)的損失率需進(jìn)一步的研究。與維生素不同的是，礦物質(zhì)在保質(zhì)期內(nèi)的含量比較穩(wěn)定，基本沒有衰減，損失率均小于檢測偏差。

3 結(jié)論

根據(jù)以上檢測數(shù)據(jù)，液態(tài)奶生產(chǎn)過程中，微量營養(yǎng)素的損失主要是在殺菌工序，受到溫度、氧殘留量和營養(yǎng)素相互作用的影響，總體來說，維生素的損失率要高于礦物質(zhì)。保質(zhì)期貯存過程中，由于采用了對光和氧阻隔性較好的無菌磚的包裝，大部分的微量營養(yǎng)素比較穩(wěn)定，損失率較高的是維生素A、維生素D和葉酸，在產(chǎn)品配方設(shè)計時，需要著重考慮。本研究的檢測數(shù)據(jù)，為營養(yǎng)素強(qiáng)化量設(shè)計，控制產(chǎn)品質(zhì)量提供了重要的參考依據(jù)。