原料乳中體細胞數與UHT乳中酪蛋白成分的關系研究

沙淼，肖洪亮

（1.東北農業大學黑龍江省乳品工業技術開發中心，哈爾濱 150086；2.黑龍江省完達山乳業股份有限公司，哈爾濱 150090）

原料乳中體細胞數與UHT乳中酪蛋白成分的關系研究

沙淼1，肖洪亮2

（1.東北農業大學黑龍江省乳品工業技術開發中心，哈爾濱 150086；2.黑龍江省完達山乳業股份有限公司，哈爾濱 150090）

研究了原料乳中體細胞數與15批次UHT乳樣本中酪蛋白成分之間的關系。將原料乳巴氏殺菌后進行超高溫處理。分別于8，30，60，90和120 d采集貯藏于室溫條件下的UHT乳樣本，并使用高效液相色譜法對酪蛋白成分進行分析。體細胞數范圍1.97×105～8× 105mL-1。體細胞數與原料乳或UHT乳中的κ-酪蛋白質量濃度之間沒有相關性(P＜0.05)。原料乳中αs2-酪蛋白和β-酪蛋白與體細胞數呈負相關(P＜0.05)。UHT乳中，αs1-酪蛋白(P＜0.05)和β-酪蛋白(P＜0.05)與體細胞數在貯藏第8天呈負相關，αs2-(P＜0.01)與體細胞數在貯藏第60天呈負相關。結果表明，原料乳中體細胞數較高與β-酪蛋白和αs-酪蛋白的大量水解有關，并且可能導致UHT乳在貯藏期內出現質量問題。

乳房炎；體細胞數；高效液相色譜法；超高溫滅菌乳

0 引言

乳房炎會引起原料乳中體細胞數量的增長，并導致乳成分發生變化為乳制品生產帶來損失。乳中的鈣、乳糖、酪蛋白和脂肪含量下降，而鈉、氯和乳清蛋白的含量有所增長[1]。牛乳房有炎癥之后，牛乳成分發生改變，并導致牛乳成分合成數量下降，增加了乳腺血管的通透性[2]。體細胞數對乳制品生產的影響主要包括降低干酪利率[3]，增強酸奶中的脂肪分解[4]和導致巴氏滅菌乳中出現明顯的蛋白水解。

有關牛乳中體細胞數相關的蛋白水解作用已經開展了大量的研究。牛乳中將近80%的總氮量存在于酪蛋白中。牛乳中的酪蛋白分為4類，性質各不相同：分別是αs1-酪蛋白、αs2-酪蛋白、β-酪蛋白和κ-酪蛋白，分別占酪蛋白總量的38%，10%，34%和15%。原料乳中體細胞數的增高與αs-和β-酪蛋白被蛋白酶水解有關，并因此導致這些成分含量下降。由于某些與體細胞數有關的蛋白酶具有耐熱性，因此UHT乳在貯藏過程中也有可能出現上述現象。

UHT乳的保質期通常為4個月左右，在此期間內乳成分不應發生變化。在貯藏期內UHT乳中蛋白含量的變化已受到業界的廣泛關注[5]。目前，關于體細胞數對UHT乳中酪蛋白成分變化影響的研究還比較少，Auldist等發現體細胞數較高的原料乳生產的UHT乳比體細胞數較低的原料乳生產的UHT乳產生凝膠的速度快。因此，本研究的目的在于確定原料乳中體細胞數與UHT乳在貯藏期間的酪蛋白成分變化之間的關系。

1 材料與方法

1.1 原料乳采集與體細胞計數

本試驗在哈爾濱市一家乳品廠進行，共采集2009年2月至2010年3月間生產的15批次UHT乳樣本。原料乳抗生素檢測呈陰性。

在進行UHT乳生產之前，在貯奶罐中取2個500 mL原料乳樣。每個樣本包括5個單獨的100 mL樣本，在原料乳由平衡罐至巴氏殺菌器傳輸過程之中，每隔20 min左右取樣。取樣之后迅速對樣本進行體細胞數測定（SCC5000）。同時測定總固形物、脂肪、總蛋白質量濃度、可滴定酸度和pH值（LactoStar）。

1.2 UHT乳生產

原料乳經72-75℃、15 s巴氏殺菌后，冷卻至4℃并貯藏約3 h，然后在利樂UHT滅菌機中進行超高溫殺菌。巴氏殺菌乳經85℃預加熱后，142～145℃（2 s）進行超高溫殺菌。將冷凝水除去并在低壓室內冷卻至70℃，UHT乳在兩段均質機內進行均質，然后冷卻至20℃左右并無菌包裝在1 L利樂包中。本研究中的15批次UHT乳樣本均按上述條件生產。UHT乳樣本室溫貯藏，并在貯藏期的8，30，60，90和120 d進行樣本采集與分析。

1.3 酪蛋白成分分析

采用高效液相色譜法對原料乳和貯藏期為8，30，60，90和120 d的UHT乳中的酪蛋白成分進行分析。分析結果輸入SAS軟件通用線性模型進行方差分析，結果如表2和表3所示。

2 結果與討論

原料乳與UHT乳的成分特性見表1。原料乳中體細胞數范圍為1.97×105～8×105mL-1。原料乳的可滴定酸度低于UHT乳，而pH值稍高(P＜0.05)。酸度和pH值的變化可能是高溫滅菌使乳糖降解，產生甲酸和乳果糖而形成的。原料乳的脂肪質量濃度與總固形物質量濃度高于UHT乳(P＜0.05)，這應該是UHT滅菌過程中蒸汽噴射的稀釋作用造成的。但是，原料乳與UHT乳的總蛋白和非脂乳固體質量濃度沒有差別(P＞0.05)。

表1 原料乳和UHT乳的特性

除αs2-酪蛋白之外，UHT乳中的其他酪蛋白成分均隨著貯藏時間而減少(P＜0.05)，其中αs1-和β-酪蛋白比κ-酪蛋白減少的量要大（見表2）。貯藏期間UHT乳中酪蛋白成分的變化與耐熱酶的蛋白水解作用有關，可能會降低UHT乳的保質期。

表2 貯藏120 d內原料乳與UHT乳中酪蛋白成分變化g/L

原料乳中體細胞數與原料乳和UHT乳在貯藏期8，30，60，90和120天時每種酪蛋白成分之間的關系如表3所示。原料乳中αs2-酪蛋白和β-酪蛋白與體細胞數呈負相關(P＜0.05)。

UHT乳中（表3），αs1-酪蛋白(P＜0.05)和β-酪蛋白(p＜0.05)與體細胞數在貯藏第8天呈負相關，而αs2-酪蛋白(P＜0.01)與體細胞數在貯藏第60天呈負相關。在整個貯藏期內，β-酪蛋白與體細胞數呈負相關，在30，60和90 d的p值分別為0.09，0.06和0.06。

表3 貯藏期內酪蛋白質量濃度變化的相關系數

本研究中獲得的數據表明，UHT乳貯藏期間會出現蛋白水解，并導致β-酪蛋白和αs-酪蛋白含量減少，與纖溶酶產生的蛋白水解方式相類似。

3 結論

本研究結果表明，原料乳中體細胞數與UHT乳貯藏期間αs-酪蛋白和β-酪蛋白的蛋白水解作用呈正相關。因此，建議用于生產UHT乳的原料乳中盡可能降低體細胞數量，以防止在產品貯藏期內出現酪蛋白成分的降解并導致相關質量缺陷發生。

[1]KITCHEN B J.Review of the progress of dairy science:bovine mastitis:milk compositional changes and related diagnostic tests[J].J Dairy Res.1981,52,101-112.

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[5]RECIO I,FRUTOS M,OLANO A.et al.Protein changes in stored untra-high-temperature-treated milks studied by capillary electrophoresis and high-performance liquid chromatography[J].J Agric Food Chem,1996,44,3955-3959.

Relationship between somatic cell counts in raw milk and the casein fractions of UHT milk

SHA Miao1，XIAO Hong-liang2
（1.Heilongjiang Dairy Industrial and Technical Research Center,Northeast Agricultural University,Harbin 150086，China；2.Heilongjiang Wondersun Dairy Company,Harbin 150090，China）

The relationship between SCC in raw milk and casein fractions of 15 batches of UHT milk was studied.The raw milk was collected,pasteurized and transferred to UHT process.Samples of UHT milk were collected on days 8,30,60,90 and 120 of storage at room temperature.Their casein fractions were analyzed by high performance liquid chromatography.The SCC ranged from 1.97×105to 8×105mL-1. No correlation(P＜0.05)was found between SCC and κ-casein concentrations in raw or UHT milks.The αs2-and β-casein concentrations in raw milk were negatively correlated with SCC(P＜0.05).In UHT milk,negative correlations were observed for αs1-casein(P＜0.05)and βcasein(P＜0.05)on the 8th day,and for αs2-casein(P＜0.01)on the 60th day of storage.The results showed that higher SCC in raw milk is associated with substantial degradation of β-casein and αs-casein,which may lead to quality defects in UHT milk during storage.

Mastitis,SCC,HPLC,UHT milk

TS252.1

A

1001-2230（2011）05-0041-02

2011-03-09

沙淼（1974-），男，工程師，研究方向為乳品科學與技術。

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