超高壓處理對生鮮牛乳中氨基酸和微生物的影響

摘要：通過對3種不同超高壓處理（３５０ ＭＰａ，４５ ｍｉｎ，４０ ℃；４５０ ＭＰａ，３５ ｍｉｎ，４０ ℃；５５０ ＭＰａ，２５ ｍｉｎ，４０℃）的牛乳中游離氨基酸的測定，并與生鮮牛乳和巴氏殺菌乳中游離氨基酸含量的進行比較，結果表明，經過超高壓３５０ ＭＰａ，４５ ｍｉｎ，４０ ℃處理的生鮮牛乳游離氨基酸含量最高。另外，各處理條件的殺菌結果表明，壓力越高，殺菌效果越好，其中，在超高壓５５０ ＭＰａ下，溫度為４０ ℃時，處理２５ ｍｉｎ的效果最佳。

關鍵詞：生鮮牛乳；超高壓；游離氨基酸；殺菌

中圖分類號：TS252.41；O521+.9 文獻標識碼：Ａ文章編號：0439－８114（２０11）10－2114-03

Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ Ｕｌｔｒａ－ｈｉｇｈ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｏｎ Ａｍｉｎｏ Ａｃｉｄｓ ａｎｄ Ｍｉｃｒｏｂｅ

ｉｎ Ｆｒｅｓｈ Ｒａｗ Ｍｉｌｋ

ＺＨＥＮＧ Ｊｉａｎ－ｑｉａｎｇ１，ＳＩ Ｊｕｎ－ｌｉｎｇ１，ＺＯＮＧ Ｗｅｉ１，ＹＡＮＧ Ｇｏｎｇ－ｍｉｎｇ２

（１． Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｆｏｏｄ ａｎｄ Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｌｉｇｈｔ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ， Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ ４５０００２， Ｃｈｉｎａ；

２． Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｆｏｏｄ Ｓｃｉｅｎｃｅ， Ｓｏｕｔｈ Ｃｈｉｎａ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ ５１０６４２， Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｔｈｒｅｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｔｒｅａｔｍｅｎｔs ｏｆ ｕｌｔｒａ－ｈｉｇｈ ｐｒｅｓｓｕｒｅ（ＵＨＰ）（３５０ ＭＰａ，４５ ｍｉｎ，４０ ℃；４５０ ＭＰａ，３５ ｍｉｎ，４０ ℃；５５０ ＭＰａ，２５ ｍｉｎ，４０ ℃） ｏｎ ｆｒｅｅ ａｍｉｎｏ ａｃｉｄs ａｎｄ ｍｉｃｒｏｂｅ ｉｎ ｆｒｅｓｈ ｒａｗ ｍｉｌｋ ｗａｓ ｓｔｕｄｉｅｄ． Ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔｓ ｏｆ ｆｒｅｅ ａｍｉｎｏ ａｃｉｄs ｉｎ ｔｈｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ＵＨＰ－ｔｒｅａｔｅｄ ｍｉｌｋ， ｐａｓｔｅｕｒｉｚｅｄ ｍｉｌｋ ａｎｄ ｆｒｅｓｈ ｍｉｌｋ ｗｅｒｅ ｃｏｍｐａｒｅｄ； ａｎｄ ｔｈｅ ｈｉｇｈｅｓｔ ｃｏｎｔｅｎｔ ｉｎ ＵＨＰ－ｔｒｅａｔｅｄ ｍｉｌｋ （３５０ ＭＰａ，４５ ｍｉｎ，４０ ℃） ｗａｓ ｏｂｓｅｒｖｅｄ． Ｔｈｅ ｂｅｓｔ ｓｔｅｒｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｅｆｆｅｃｔ appeared in ｔｈｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｏｆ ５５０ ＭＰａ ｏｆ ＵＨＰ of free amino acids ａｎｄ ４０ ℃ ｆｏｒ ２５ ｍｉｎ. It was ｉｎｄｉｃａｔｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｈｉｇｈｅｒ ｐｒｅｓｓｕｒｅ， ｔｈｅ ｍｏｒｅ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｂａｃｔｅｒｉｃｉｄａｌ ｅｆｆｅｃｔ was．

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｆｒｅｓｈ ｒａｗ ｍｉｌｋ； ｕｌｔｒａ－ｈｉｇｈ ｐｒｅｓｓｕｒｅ； ｆｒｅｅ ａｍｉｎｏ ａｃｉｄ； ｓｔｅｒｉｌｉｚａｔｉｏｎ

牛乳是人們公認的全價食品，但另一方面，牛乳也是微生物的優質培養基，在其生產過程中，極易被微生物污染。為了避免微生物的污染，人們通常采用加熱煮沸等處理滅菌，但是這種處理不僅會破壞牛乳中多種營養成分，同時也會嚴重破壞牛乳的風味。另一方面，牛乳中含有大量的活性酶，這些酶在生鮮乳的保藏過程中，會顯著降低牛乳中的營養成分和口感。超高壓技術（Ｕｌｔｒａ－Ｈｉｇｈ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＵＨＰ）的出現，為解決上述問題提供技術支持，該技術可在常溫下起到殺菌和滅酶的作用，減少了營養成分的損失和色香味的劣化［１］；可改善產品的質構［２］。另外該技術耗能低，可快速均勻滅菌，處理過程不受食品的大小和形狀的影響。而且該技術使用的加壓介質一般為水和油等壓縮比較小的液態物質，實施過程安全。因此，采用超高壓處理的食品，不僅具有爽脆、風味好和營養價值高等特點，而且操作安全風險小，具有較好的應用前景［３－５］。

由于超高壓殺菌技術對營養成分的影響小，因此超高壓殺菌技術在生鮮牛乳或乳制品中的應用研究有著深遠的意義。重點對不同超高壓對牛乳中游離氨基酸含量變化情況，并對生鮮牛乳、巴氏殺菌乳和ＵＨＴ乳中的游離氨基酸含量進行了對比分析，同時對生鮮牛乳中微生物的殺菌效果進行了分析，該研究將為超高壓技術在我國乳品加工的應用提供試驗依據。

１材料與儀器

１．１材料

生鮮牛乳、巴氏殺菌乳（河南農業大學畜牧站購買），超高溫滅菌（Ｕｌｔｒａ－ｈｉｇｈ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ＵＨＴ）乳（蒙牛）；營養瓊脂培養基、孟加拉紅培養基、乳糖膽鹽培養基、伊紅美蘭培養基（生化試劑，北京雙旋微生物培養基制品廠）

１．２儀器

ＵＨＰ９００×２－Ｚ超高壓處理裝置（包頭文天有限責任公司），全自動氨基酸自動分析儀（日立Ｌ－８９００）。

１．３方法

１．３．１技術路線

生鮮牛奶→過濾→分裝→

→氨基酸檢測→數據處理

→微生物檢測→結果統計

１．３．２生鮮牛乳超高壓處理的方法 采用以下3種超高壓處理方法。樣品Ａ：壓力３５０ ＭＰａ，時間４５ ｍｉｎ，溫度４０ ℃；樣品Ｂ：壓力４５０ ＭＰａ，時間３５ ｍｉｎ，溫度４０ ℃；樣品Ｃ：壓力５５０ ＭＰａ，時間２５ ｍｉｎ，溫度４０ ℃。

１．３．３氨基酸分析方法色譜條件：４１６ ｍｍ ＩＤ×６０ ｍｍ標準分析柱，帶保護柱，３ μｍ Ｎｏ．２６２２交換樹脂（日本日立公司），柱溫５７ ℃，反應器溫度１３５ ℃，檢測波長：第１通道５７０ ｎｍ，第２通道４４０ ｎｍ。進樣體積：２０ μＬ。

１．３．２樣品處理分別精確稱取生鮮牛乳、巴氏殺菌乳、ＵＨＴ乳和超高壓處理的生鮮牛乳各２０．０ ｇ，分別加１０ ｍＬ的６ ｍｏｌ／Ｌ鹽酸，滴入幾滴苯酚，充氮后封管，置于１１０（±５）℃烘箱中水解２２ ｈ，冷卻后經濾紙過濾到５０ ｍＬ容量瓶中，用超純水反復沖洗水解管及濾紙，最后定容至刻度。取１ ｍＬ稀釋液在蒸氣浴上蒸干，加超純水重復３次，殘留物用０．０２ ｍｏｌ／Ｌ ＨＣｌ定容至２５ ｍＬ，溶解殘留物后，再次蒸干，過０．２５ μｍ微孔濾膜過濾，備用上機［６，７］。

１．３．４微生物檢測分別按照ＧＢ ４７８９．２－２０１０《食品安全國家標準 食品微生物學檢驗 菌落總數測定》［８］，ＧＢ ４７８９．１５－２０１０《食品安全國家標準 食品微生物學檢驗 霉菌和酵母計數測定》［９］以及ＧＢ ４７８９．１５－２０１０《食品安全國家標準 食品微生物學檢驗 大腸菌群計數》［１０］標準方法分析上述樣品中的菌落總數，酵母菌、霉菌以及大腸菌群數量。

３結果與分析

３．１各種牛乳游離氨基酸結果與分析

生鮮牛乳、巴氏殺菌乳、ＵＨＴ乳和經超高壓處理的牛乳（Ａ、Ｂ、Ｃ）中游離氨基酸的色譜圖，圖譜分別見圖１－６。

通過與標準游離氨基酸色譜圖進行比較，采用單點法計算，得出以下牛乳中游離氨基酸的分析結果，見表１。對表１中不同超高壓處理乳與生鮮牛乳、巴氏殺菌乳和ＵＨＴ乳中游離氨基酸進行比較，結果表明，生鮮牛乳、巴氏殺菌乳和ＵＨＴ乳中胱氨酸、蛋氨酸和酪氨酸含量較低，其檢測結果均為小于０．０２ ｍｇ／１００ ｇ，而生鮮牛乳經超高壓處理后，含量均顯著增加，平均含量分別達到２．２７ ｍｇ／１００ ｇ，０．５９ ｍｇ／１００ ｇ，０．２４ ｍｇ／１００ ｇ；另外，超高壓處理后，牛乳中的丙氨酸、纈氨酸、苯丙氨酸、賴氨酸和精氨酸的含量比生鮮牛乳、巴氏殺菌乳和ＵＨＴ乳中的含量都明顯增加，尤其是苯丙氨酸，比生鮮牛乳中含量增加６倍以上，比巴氏殺菌乳和ＵＨＴ乳增加近1倍；全部超高壓處理后乳中的谷氨酸和甘氨酸含量顯著高于生鮮牛乳和巴氏殺菌乳，與ＵＨＴ乳中含量基本持平，而Ａ處理乳中的天冬氨酸含量也高于生鮮牛乳、巴氏殺菌乳和ＵＨＴ乳６７％以上。隨著處理壓力的增加，超高壓處理乳中天冬氨酸低于ＵＨＴ乳，而與巴氏殺菌乳含量持平。蘇氨酸和組氨酸經超高壓處理后含量基本保持不變。絲氨酸經超高壓處理后，其含量約為生鮮牛乳2倍，與巴氏殺菌乳和ＵＨＴ乳基本持平。異亮氨酸的含量隨著超高壓的壓力增大，含量依次增加，當經過４５０ ＭＰａ、５５０ ＭＰａ處理后，比生鮮牛乳、巴氏殺菌乳和ＵＨＴ乳含量明顯增加1倍以上。脯氨酸經超高壓處理后，由生鮮牛乳中的微量增加到０．５３ ｍｇ／１００ ｇ，與巴氏殺菌乳和ＵＨＴ乳含量基本保持一致。

３．３微生物檢測結果

采用相對應的國標方法檢測方法，對生鮮牛乳和超高壓處理（Ａ、Ｂ和Ｃ）牛乳中微生物進行檢測，檢測結果見表２。從表２可以得出，壓力越高，滅菌效果越好。５５０ ＭＰａ時，霉菌和酵母菌已基本殺滅，但是細菌還是有極少的殘留，表明細菌比霉菌和酵母菌更耐高壓。

３小結與討論

１）超高壓殺菌乳與巴氏殺菌乳和ＵＨＴ乳對比分析，經超高壓３５０ ＭＰａ處理牛乳氨基酸含量最高。經超高壓３５０ ＭＰａ處理牛乳同生鮮牛乳比較可知，天冬氨酸增加６７％，丙氨酸增加了１．１７倍，纈氨酸增加了７７％，而胱氨酸、蛋氨酸、酪氨酸和脯氨酸含量極低（檢測結果均為微量），處理后分別達到２．３１、０．４４、０．２９、０．５３ ｍｇ／１００ ｇ；苯丙氨酸含量增加６．４倍，賴氨酸含量增加１３．７倍；精氨酸增加９６％；但另一方面亮氨酸和組氨酸含量分別減少了４３％和２４％。經超高壓處理的牛乳與巴氏殺菌乳對比分析，谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸、纈氨酸、苯丙氨酸、賴氨酸和精氨酸含量明顯增加；與ＵＨＴ乳比較，谷氨酸、丙氨酸、纈氨酸、異亮氨酸、苯丙氨酸、賴氨酸、精氨酸和脯氨酸含量明顯增加。

２）超高壓殺菌乳中的微生物數量遠低于生鮮牛乳，而且氨基酸含量顯著高于生鮮牛乳，表明生鮮牛乳中的微生物可能會消耗牛乳中的蛋白質和氨基酸；另一方面，雖然巴氏殺菌乳和ＵＨＴ乳的氨基酸含量均低于超高壓殺菌乳，除了超高壓處理的因素外，也有可能與牛奶產地、加工方式以及儲藏條件等因素有關，這些因素有待后續試驗進行分析和探討。

３）在相同的溫度下，超高壓５５０ Ｍｐａ處理對生鮮牛乳的滅菌效果最好。

參考文獻：

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注：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內容請以PDF格式閱讀原文