不同殺菌方式對(duì)牛乳中熱敏性成分的影響研究

閆寧環(huán)，陳偉，吳秋波，史玉東，陳云，季國(guó)志（.內(nèi)蒙古化工職業(yè)學(xué)院，內(nèi)蒙古呼和浩特0503，.內(nèi)蒙古蒙牛乳業(yè)（集團(tuán)）股份有限公司，內(nèi)蒙古呼和浩特0500）

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不同殺菌方式對(duì)牛乳中熱敏性成分的影響研究

閆寧環(huán)1，陳偉2，吳秋波1，史玉東2，陳云2，季國(guó)志2
（1.內(nèi)蒙古化工職業(yè)學(xué)院，內(nèi)蒙古呼和浩特011503，2.內(nèi)蒙古蒙牛乳業(yè)（集團(tuán)）股份有限公司，內(nèi)蒙古呼和浩特011500）

摘要：分別采用管式殺菌、微濾膜殺菌及微濾膜殺菌與巴氏殺菌相結(jié)合3種殺菌方式處理牛乳，對(duì)其熱敏性成分的變化進(jìn)行研究。測(cè)定結(jié)果表明：從殺菌效果考慮，向牛乳中加入乳清蛋白和維生素（包括水溶性維生素和脂溶性維生素），3種殺菌方式均能達(dá)到較高的殺菌率微濾膜+巴氏殺菌結(jié)合的處理方式的殺菌率低于微濾膜除菌及管式殺菌。從營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的損失率考慮，管式殺菌處理對(duì)乳清蛋白的損失率與其它兩種方式相比，影響顯著，且營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的損失率隨著管式殺菌溫度的升高而增大。相對(duì)于乳清蛋白中的乳鐵蛋白和IgG成分，3種殺菌方式對(duì)α-乳白蛋白、β-乳球蛋白的損失率影響較小。向牛乳添加的4種類型的水溶性維生素相比，3種殺菌方式對(duì)維生素B1的損失率影響最小。但高溫（142℃）處理的管式殺菌方式對(duì)4種水溶性維生素的損失率影響均顯著。3種殺菌方式對(duì)脂溶性維生素的損失率的影響高于對(duì)水溶性維生素的影響，尤其對(duì)維生素E的損失率的影響較顯著。

關(guān)鍵詞：牛乳；微濾膜殺菌；巴氏殺菌；管式殺菌；熱敏性成分；乳清蛋白；維生素

隨著人們健康意識(shí)的不斷提升，功能性乳品已逐漸成為市場(chǎng)的主流，功能性乳制品除了具有基本的營(yíng)養(yǎng)功能以外，還必須具有一種或多種已被證實(shí)的改善人體健康或降低患病的功能。而這些功能性成分通常屬于熱敏性成分，現(xiàn)用的殺菌處理技術(shù)往往會(huì)令功能性成分變性失活［1］，從而降低牛乳制品的功能活性。

目前市場(chǎng)上乳制品中常添加熱敏性功能成分有乳鐵蛋白、α-乳白蛋白、β-乳球蛋白、IgG、DHA、ARA、視黃醇、生育酚（VE）、葉酸、抗壞血酸、硝酸硫胺素和VB12等物質(zhì)［2-5］，熱敏性成分的損失率與處理溫度和時(shí)間密切相關(guān)，因此本研究在參照國(guó)外文獻(xiàn)及國(guó)內(nèi)對(duì)熱敏性成分的測(cè)定方法的基礎(chǔ)上［6-10］，采用管式殺菌、微濾膜殺菌及微濾膜殺菌與巴氏殺菌相結(jié)合3種殺菌方式處理牛乳，以相對(duì)損失率為衡量指標(biāo)，考察不同殺菌方式對(duì)不同熱敏性成分的影響，旨在為牛乳中熱敏性功能成分的控制提供參考。

1　材料和方法

1.1試劑與儀器

1.1.1試劑

蒸餾水；乳鐵蛋白（lactoferrin，sigma公司生產(chǎn)，純度≥98%）、α-乳白蛋白（α-lactalbumin，sigma公司生產(chǎn)，純度≥98%）、β-乳球蛋白（β-lactoglobulin，sigma公司生產(chǎn)，純度≥98%）、IgG（sigma公司生產(chǎn)，純度≥98%）、視黃醇A（VA，sigma公司生產(chǎn)，純度≥98%）、生育酚（VE，sigma公司生產(chǎn)，純度≥98%）、葉酸（folic acid，sigma公司生產(chǎn)，純度≥98%）、抗壞血酸（ascorbic acid，sigma公司生產(chǎn)，純度≥98%）、硝酸硫胺素（Thiaminmononitrate，sigma公司生產(chǎn)，純度≥98%）和維生素B12（vitamine 12，sigma公司生產(chǎn)，純度100%）。

1.1.2儀器和材料

1.1.2.1牛乳

來(lái)源于內(nèi)蒙古蒙牛乳業(yè)。

1.1.2.2儀器設(shè)備

US200/1812微濾膜分離除菌設(shè)備：上海朗極膜分離設(shè)備工程有限公司；25000L巴氏殺菌設(shè)備：上海麥潤(rùn)機(jī)械有限公司；JD-MPL常規(guī)管式UHT除菌設(shè)備：上海嘉迪機(jī)械有限公司。

1.2方法

1.2.1殺菌處理方式

按照一定比例向牛乳中添加相應(yīng)的熱敏性營(yíng)養(yǎng)成分，分別采用不同的方式對(duì)調(diào)制好的牛乳樣品殺菌處理，殺菌處理?xiàng)l件分別如下：

微濾膜分離除菌：利用微濾膜篩分，分離牛奶中的細(xì)菌。膜材料為1.4 μm陶瓷膜，殺菌處理溫度為50℃。

微濾膜+巴氏殺菌：將微濾除菌方式（1.4 μm陶瓷膜，處理溫度50℃）與巴氏殺菌方式（處理溫度為72℃，處理時(shí)間為15 s）相結(jié)合。

常規(guī)管式UHT除菌：管式間接殺菌，處理溫度分別為（142±2）℃、（130±2）℃、（121±2）℃、（137±2）℃，殺菌時(shí)間為4 s。

1.2.2熱敏性成分的測(cè)定

分別測(cè)定不同殺菌方式處理后的乳清蛋白、水溶性維生素、脂溶性維生素等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量，計(jì)算營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)損失率及相對(duì)殺菌率。各指標(biāo)的測(cè)定方法如下：

乳清蛋白含量檢測(cè)按照GB/T 5413.2-1997《嬰幼兒配方食品和乳粉乳清蛋白的測(cè)定方法》進(jìn)行檢測(cè)。

維生素B1含量檢測(cè)按照GB/T 5413.11-2010《嬰幼兒食品和乳品中維生素B1的測(cè)定方法》進(jìn)行檢測(cè)。

維生素B12含量檢測(cè)按照GB/T 5413.14-2010《嬰幼兒食品和乳品中維生素B12的測(cè)定方法》進(jìn)行檢測(cè)。

維生素C含量檢測(cè)按照GB/T 5413.18-2010《嬰幼兒食品和乳品中維生素C的測(cè)定方法》進(jìn)行檢測(cè)。

葉酸含量檢測(cè)按照GB/T 5413.16-2010《嬰幼兒食品和乳品中葉酸（葉酸鹽活性）的測(cè)定方法》進(jìn)行檢測(cè)。

維生素A、維生素E含量檢測(cè)按照GB/T 5413.9-2010《嬰幼兒食品和乳品中維生素A、D、E的測(cè)定方法》進(jìn)行檢測(cè)。

細(xì)菌總數(shù)含量檢測(cè)按照GB/T4789.18-2003《食品微生物學(xué)檢驗(yàn)乳與乳制品檢驗(yàn)的測(cè)定方法》進(jìn)行檢測(cè)。

2　結(jié)果與分析

2.1計(jì)算方法

營(yíng)養(yǎng)損失率/%=（調(diào)制好牛乳中原有營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量-殺菌后營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量）/牛乳中原有營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量× 100

相對(duì)損失率/%=（調(diào)制好的牛乳中原有營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量/調(diào)制好的牛乳中干物質(zhì)含量-殺菌處理后營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量/殺菌處理后干物質(zhì)含量）×100

殺菌率/%=（調(diào)制好的牛乳中原有細(xì)菌總數(shù)-殺菌處理后細(xì)菌總數(shù)）/調(diào)制好的牛乳中原有細(xì)菌總數(shù)×100

2.2測(cè)定結(jié)果

2.2.1不同殺菌條件對(duì)乳清蛋白的影響

向牛乳中加入乳清蛋白，具體配比方式見(jiàn)表1。

表1　牛乳中添加乳清蛋白配比方式Table 1 Modulation mode of lactalbumin in milk

分別采用微濾膜除菌、管式殺菌及微濾膜與巴氏殺菌方式相結(jié)合3種殺菌方式對(duì)按照表1配比好的牛乳樣品進(jìn)行處理，按照GB/T 5413.2-1997《嬰幼兒配方食品和乳粉乳清蛋白的測(cè)定方法》測(cè)定乳清蛋白含量，計(jì)算損失率，測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表2。

表2　不同殺菌方式對(duì)乳清蛋白的影響Table 2 Influence of different sterilization treatment to lactalbuminin milk %

分析表2測(cè)定結(jié)果可得，從殺菌效果考慮，3種殺菌方式均能達(dá)到較高的殺菌率。從營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的損失率考慮，管式殺菌處理對(duì)乳清蛋白的損失率與其它兩種方式相比，影響顯著，且營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的損失率隨著管式殺菌溫度的升高而增大。相對(duì)于乳清蛋白中的乳鐵蛋白和IgG成分，3種殺菌方式對(duì)α-乳白蛋白、β-乳球蛋白的損失率影響較小。

2.2.2不同殺菌條件對(duì)維生素的影響

向牛乳中加入水溶性維生素，具體配比方式見(jiàn)表3。

分別采用微濾膜除菌、管式殺菌及微濾膜與巴氏殺菌方式相結(jié)合3種殺菌方式對(duì)按照表3配比好的牛乳樣品進(jìn)行處理，按照1.2.2的測(cè)定方法分別測(cè)定維生素B1、維生素B12、維生素C及葉酸含量，測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表4。

表3　牛乳中添加水溶性維生素的配比方式Table 3 Modulation mode of water solube vitamin in milk

表4　不同殺菌方式對(duì)水溶性維生素的影響Table 4 Influence of different sterilization treatment conditions to water solube vitamin in milk %

分析表4測(cè)定結(jié)果，從殺菌效果考慮，向牛乳中添加水溶性維生素后，微濾膜+巴氏殺菌結(jié)合的殺菌方式的殺菌率低于微濾膜除菌及管式殺菌。向牛乳添加的4種類型的水溶性維生素相比，3種殺菌方式對(duì)維生素B1的損失率影響最小。高溫（142℃）處理的管式殺菌方式對(duì)4種水溶性維生素的損失率影響均顯著。

向牛乳中加入水溶性維生素，具體配比方式見(jiàn)表5。

表5　牛乳添加脂溶性維生素的配比方式Table 5 Modulation mode of fat solube vitamin in milk

分別采用微濾膜除菌、管式殺菌及微濾膜與巴氏殺菌方式相結(jié)合3種殺菌方式對(duì)按照表5配比好的牛乳樣品進(jìn)行處理，按照1.2.2的測(cè)定方法分別測(cè)定維生素A、維生素E的含量，測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表6。

分析表6測(cè)定結(jié)果，從殺菌角度考慮，3種殺菌方式均能達(dá)到較好的殺菌效果。從營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的損失率角度考慮，3種殺菌方式對(duì)維生素E的損失率的影響較顯著。與水溶性維生素的損失率影響相比，3種殺菌方式對(duì)脂溶性維生素的損失率的影響高于對(duì)水溶性維生素的影響。

表6　不同殺菌方式對(duì)脂溶性維生素?zé)崦粜怨δ苄猿煞值挠绊慣able 6 Influence of different sterilization treatment conditions to fat solube vitamin in milk　%

3　討論

1）從殺菌效果考慮，向牛乳中加入乳清蛋白和維生素（包括水溶性維生素和脂溶性維生素），3種殺菌方式均能達(dá)到較高的殺菌率。

2）從營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的損失率考慮，管式殺菌處理對(duì)乳清蛋白的損失率與其它兩種方式相比，影響顯著，且營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的損失率隨著管式殺菌溫度的升高而增大。相對(duì)于乳清蛋白中的乳鐵蛋白和IgG成分，3種殺菌方式對(duì)α-乳白蛋白、β-乳球蛋白的損失率影響較小。

向牛乳添加的4種類型的水溶性維生素相比，3種殺菌方式對(duì)維生素B1的損失率影響最小。高溫（142℃）處理的管式殺菌方式對(duì)4種水溶性維生素的損失率影響均顯著。

與水溶性維生素的損失率影響相比，3種殺菌方式對(duì)脂溶性維生素的損失率的影響高于對(duì)水溶性維生素的影響，尤其對(duì)維生素E的損失率的影響較顯著。

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Research of Heat Sensitive Composition in Milk with Different Mode of Sterilization

YAN Ning-huan1，CHEN Wei2，WU Qiu-bo1，SHI Yu-dong2，CHEN Yun2，JI Guo-zhi2
（1. Inner Mongolia Vocational College of Institute of Chemical Technology，Hohhot 011503，Inner Mongolia，China；2. Inner Mongolia Mengniu Dairy（Group）Limited by Share Ltd.，Hohhot 011500，Inner Mongolia，China）

Abstract：The heat sensitive composition in milk with the different process mode of UHT sterilization，Microfiltration membrane sterilization，Pasteurization with Microfiltration membrane sterilization were researched. With different treatment modes of methods of sterilization could able to achieve high sterilizing rate. UHT sterilization had obvious affect to sterilizing rate of lactoferrin，and the affect change higher when temperature of UHT was higher. Compared with lactoferrin and IgG in Lactalbumin，all of three modes of sterilization had no significant effect to α-lactalbumin and β-lactoglobulin. With the addition of water soluble vitamin，the sterilizationrate of three modes of sterilization to vitamin B1 was less than other vitamin，but high temperature of UHT （142℃）had obvious affect to sterilizing rate of water soluble vitamin. Consider to fat soluble vitamin，three modes of sterilization had obvious affection，especially vitamin E.

Key words：milk；microfiltration membrane sterilization；pasteurization sterilization；UHT sterilization；heat sensitive composition；lactalbumin；vitamin

DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2016.09.031

作者簡(jiǎn)介：閆寧環(huán)（1980—），女（漢），講師，碩士，從事食品生產(chǎn)工藝開(kāi)發(fā)及環(huán)境、建筑材料等領(lǐng)域的分析檢測(cè)工作。

收稿日期：2015-06-08