熱處理對水牛乳物化性質的影響

瓦云超，趙海晴，李仁芳，劉演景，伍云，孫寧，王琴，張奇波，于凡，顧瑞霞

(1.揚州大學江蘇省乳品生物技術與安全控制重點實驗室，食品科學與工程學院，江蘇揚州225127；2.皇氏集團股份有限公司，南寧530000；3.新疆克拉瑪依農牧科學技術研究所，新疆克拉瑪依834000)

熱處理對水牛乳物化性質的影響

瓦云超1，趙海晴1，李仁芳2，劉演景2，伍云2，孫寧2，王琴3，張奇波3，于凡3，顧瑞霞1

(1.揚州大學江蘇省乳品生物技術與安全控制重點實驗室，食品科學與工程學院，江蘇揚州225127；2.皇氏集團股份有限公司，南寧530000；3.新疆克拉瑪依農牧科學技術研究所，新疆克拉瑪依834000)

為了探索、比較水牛乳經不同熱處理條件處理后，其部分物化性質的變化，對在廣西皇氏乳業云表生態奶水牛基地采集的15份雜交高代水牛乳樣品，經不同條件熱處理后的色澤度、pH值、滴定酸度、pH值緩沖容量及電導率進行了分析比較。結果表明，與未經處理的水牛乳樣品相比，水牛乳經不同條件熱處理后，其色澤度、pH值、滴定酸度、pH值緩沖容量及電導率皆發生顯著變化。其中，在本實驗研究范圍內，水牛乳在經121℃（15min）處理后，其滴定酸度、緩沖容量和電導率分別達到最大值21°T，濃度0.0140mol/L和3.905ms/cm；在經95℃（5min）處理后，其pH值緩沖容量與電導率有最小值0.0063mol/L和3.600ms/cm。

水牛乳；熱處理；物化性質

0 引 言

水牛乳是世界公認的乳制品三大主要來源之一[1、2]，與普通牛乳相比，水牛乳具有較高的脂肪、蛋白質、鈣及維生素等營養物質[3]。但由于水牛乳中固形物、脂肪和鈣含量較高、酪蛋白膠粒大且尿素含量較低，因此其熱穩定性較差，遇熱處理更易變質或凝結沉淀[4]。目前，國內外關于熱處理對荷斯坦牛乳物化性質的研究較為深入，但對水牛乳熱處理后物化性質的研究尚十分缺乏。

因此，本實驗對經不同熱處理條件處理后的水牛乳亮度、pH值、滴定酸度、pH值緩沖容量及電導率等物化指標進行分析，以期在本實驗研究范圍內，比較不同熱處理條件對水牛乳色澤度、鹽類平衡及其體系中帶電顆粒數量變化等物化性質的影響，為開發水牛乳制品生產實踐提供一定的參考。

1 實 驗

1.1 材料與儀器

水牛乳（廣西皇氏乳業云表生態奶水牛基地）；生化試劑（分析純）。

pH計，DDSJ-308A電導率儀，HH-6型水浴鍋，自動電位位滴定裝置，CM-5分光測色計。

1.2 方法

1.2.1 水牛乳色值測定

參考孫琦[5]方法，室溫下采用KONICA MINOLTA Spectrophotometer CM-5儀器，取10 mL不同溫度處理的樣品放入30 mL分光測色皿中，放入分光測色計進行測定，測得結果L*，a*和b*測三次取平均值。

1.2.2 滴定酸度的測定

稱取5.00 g左右水牛乳樣品，記錄質量m，用40.0 mL蒸餾水稀釋，并加酚酞指示劑，用濃度為0.1 mol/L的NaOH滴定至微紅色，并在30 s內不變色，記錄體積V，計算樣品酸度[6]：

1.2.3 pH值測定

利用精密pH計測定樣品pH值[7]。

1.2.4 緩沖容量測定

采用姚春杰等[8]方法，取100.0 mL樣品，先用0.1 mol NaOH溶液將樣品pH統一調整到7.0，然后用電位自動滴定儀滴定樣品以pH 10.0為終點，pH值每改變0.2個單位，記錄NaOH的消耗量，溫度保持在25℃。pH值緩沖容量按下式計算：

式中：為緩沖容量；△n為N aOH物質的量；V為水牛乳的體積；△pH為pH值改變量。

1.2.5 電導率強度及鹽度測定

采用丁偉等[9]方法取10.0mL樣品于20.0mL離心管中，用電導率儀測定其電導率強度及鹽度并記錄。

1.2.6 統計學方法

利用SPSS(19.0)統計分析軟件對數據進行分析處理，數據為“平均值士標準差”的方式表示。實驗結果采用單因素方差分析進行顯著性檢驗，P＜0.05為顯著性差異。

2 結果與分析

2.1 熱處理水牛乳色澤影響

將水牛乳樣品分別經65℃/30 min、75℃/15 s、95℃/5 min及121℃/15 min熱處理后，冷卻至25℃，采用分光測色法，測得水牛亮度值L*，紅綠值a*和黃藍值b*如表1所示。

表1 熱處理對水牛乳色澤的影響(n=3,x±sd)

由表1可以看出，水牛乳經不同條件熱處理后色澤隨之發生顯著變化。熱處理后水牛乳白度和亮度的L*值而逐漸降低有顯著性差異(P＜0.05)，說明水牛乳熱處理后亮度降低，121℃/15min處理后水牛乳對L*最小即亮度最低；而代表水牛乳偏紅或偏綠的a*值顯著增加，表明在熱處理過程中水牛乳色澤偏紅；而代表水牛乳偏黃或偏藍的b*值顯著增大，表明了水牛乳熱處理后色澤偏黃。

2.2 熱處理對水牛乳pH值及滴定酸度變化影響

將水牛乳樣品分別經65℃/30 min、75℃/15 s、95℃/5min及121℃/15min熱處理后，冷卻至25℃，采用酸堿滴定法和pH計，測得水牛乳滴定酸度和pH值如圖1所示。

圖1 熱處理對水牛乳pH值及滴定酸度的影響

由圖1可以看出，在本研究溫度范圍內未熱處理水牛乳與經65℃/30 min，75℃/15 s，95℃/5 min及121℃/15 min熱處理后的水牛乳滴定酸度有顯著性差異(P＜0.05)，121℃/15 min熱處理后水牛乳的酸度達到21；而水牛乳的pH值則經65℃/30 min，75℃/ 15 s及95℃/5 min熱處理后并無明顯變化(P＜0.05)，121℃/15min與其他熱處理pH值有顯著性差異。

2.3 熱處理對水牛乳的pH值緩沖容量影響

將水牛乳樣品分別經65℃/30 min，75℃/15 s，95℃/5 min及121℃/15 min熱處理后，冷卻至25℃，采用酸堿滴定法，測得水牛乳堿性緩沖性能變化如圖2所示。

圖2 熱處理后水牛乳pH值緩沖容量變化情況

由圖2可以看出，經65℃/30 min，75℃/15 s，95℃/5 min及121℃/15 min熱處理后，pH值緩沖容量由濃度為0.0122 mol/L分別變化為0.0117，0.0120，0.0063 m o l/L及0.0140 mol/L；水牛乳緩沖容量在熱處理的最初階段里緩沖容量隨熱處理強度的升高皆發生顯著變化（P＜0.05），其中65℃/30 min與75℃/15 s熱處理無顯著差異，當處理強度為121℃/15 min時的水牛乳緩沖容量達到最大為0.0140m o l/L。同時可以推斷，在利用水牛乳生產酸乳制品時，經95℃/5 min處理的水牛乳較其他熱處理條件水牛乳而言，乳酸菌發酵的時間將會更短一些。

2.4 熱處理對水牛乳電導率及鹽度變化影響

將水牛乳樣品分別經65℃/30 min，75℃/15 s，95℃/5 min及121℃/15 min熱處理后，冷卻至25℃，使用電導率儀，測得水牛乳電導率及鹽度大小如表2所示。

表2 熱處理對水牛乳電導率及鹽度的影響(n=3,x±sd)

由表2可以看出，在本研究范圍內，與未經熱處理水牛乳相比，經四種不同條件熱處理后水牛乳有關鹽類平衡的指標（除經95℃/5 min處理后水牛乳鹽度變化不顯著外）都發生了顯著變化（P＜0.05）。在熱處理條件為95℃/5 min熱處理后降到最低電導率為3.60m s/cm，當熱處理強度為121℃/15 min時電導率升到最高分別為3.905m s/cm。

3 結果與討論

本文研究發現，經不同條件熱處理后水牛乳樣品的色澤有明顯的變化，可能是由于熱處理后水牛乳中的乳清蛋白變性和聚集[10]，導致了水牛乳中反射粒子增多，且當熱處理條件為121℃/15 min時，水牛乳中美拉德褐變加劇產生褐變，進而影響水牛乳的色澤較其他幾種熱處理發生較大變化；同時水牛乳經熱處理后，水牛乳中鹽類動態平衡發生變化，引起滴定酸度、pH緩沖容量、電導率的變化，但從實驗結果可以看出，不同熱處理條件對水牛乳pH值的影響并不顯著，僅當水牛乳經121℃/15min處理時，水牛乳的pH值顯著下降，這可能是由于當溫度超過100℃時水牛乳中乳糖會降解產生甲酸、乙酸等有機酸使酸度增加和pH降低[11]。與為經處理的水牛乳相比，水牛乳在經不同條件熱處理后，其pH緩沖容量、電導率皆發生了顯著變化，可能是由于水牛乳在熱處理過程中水牛乳膠體體系為了抵抗溫度變化而引起穩定體系中的碳酸、檸檬酸、磷酸等與鈉、鉀、鈣、鎂等離子組成的鹽類物質在水溶相中的濃度化所導致[12]。其中，當水牛乳經121℃/min處理時，其緩沖容量與電導率分別到達0.0140 mol/L和3.905m s/cm，較其他三種熱處理條件有較大差異，可以推斷，在本實驗研究范圍內，當熱處理條件為121℃/15 min時，水牛乳中帶電顆粒數量變化與鹽類平衡所受影響最大。此外，W ahlgren等[13]研究發現，在熱處理溫度低于90℃以下時，牛乳中鹽平衡變化是可逆的，但當熱處理程度達到120℃/20 min時鹽類的發生不可逆變化。

根據上述實驗結果可以推斷，4種不同條件的熱處理條件中65℃/30min與75℃/15 s兩種熱處理條件對水牛乳色澤、鹽類平衡及帶電顆粒數量等物化性質影響較小，而經95℃/5 min與121℃/15 min兩種熱處理條件處理后的水牛乳，各項指標皆發生了較大變化，這可能影響水牛乳的后續工藝。

[1]武志霞,趙家明,黃艾祥.水牛奶研究開發進展.[J]食品研究與開發, 2006,27(03):139-139

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[3]楊同香.中國水牛奶酸凝膠特性及其形成機制研究[D],廣西：廣西大學，2013.

[4]Mohamed H.Abd El-Salam&Safinaz El-Shibiny.A comprehensive review on the composition and properties of buffalo milk.[J].Dairy Sci.&Technol.(2011)91:666～669.

[5]孫琦.牛乳熱加工特性及其鹽類平衡的研究[D].中國農業科學院, 2012（6）:10-11.

[6]食品安全國家標準.GB 5413.34-2010,乳和乳制品酸度的測定[S].北京:中國標準出版社,2010.

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[8]姚春杰,李全陽,黃忠闖.廣西水牛奶與荷斯坦牛奶工藝學特性比較[J].中國乳品工業,2011.39(3):30-31.

[9]丁偉,楊百亮,黃素珍等.利用電導率檢驗牛奶摻假[J].中華預防醫學雜志,1995,29(4):251-251.

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[13]WAHLGREN N M,DEJMEK P,DRAKENBER G T.A calcium-43 and phosphorus-31 NMRS study of the calcium and phosphate equilibria in heated milk solutions[J].Journal of Dairy Research,1990,57(3):355-364.

Effect of heat treatment on the physicochemical properties of buffalo milk

WA Yun-chao1,ZHAO Hai-qing1,LI Ren-fang2,LIU Yan-jing2,WU Yun2,SUN Ning2, WANG Qin3,ZHANG Qi-bo3,YU Fan3,GU Rui-xia1

(1.Key Laboratory for Dairy Biological Technology and Safety Control of Jiangsu Province,College of Food Science and Engineering，Yangzhou University,Yangzhou 225127,China;2.Royal Group Co.Ltd,Nanning 530000,China;3. Agriculture and animal husbandry science and Technology Research Institute,Karamay 834000,China)

In order to explore and compare buffalo milk after different heat treatment condition,changes in some of its physicochemical properties,collected in Guangxi Dairy Queen's Yun Biao ecological milk buffalo base 15 hybrid high generation of buffalo milk samples,after different heat treatment conditions,the color degree,pH value,titration acidity,pH buffering capacity and conductivity are analyzed and compared.The results show that,compared with untreated buffalo milk,samples by different heat treatment conditions,the degree of color,pH value,titratable acidity,pH buffer capacity and conductivity were significantly changed.Among them,within the scope of the study,the maximum value of titratable acidity,pH buffer capacity and conductivity of 21°T,0.0140mol/L and 3.905ms/cm be reached at the 121℃(15 min),respectively;And the minimum of pH buffer capacity and conductivity 0.0063 mol/L and 3.600 ms/cm be reached at the 95℃(5min),respectively.

buffalo milk;heat treatments;physicochemical properties

TS252.1

A

1001-2230（2016）05-0015-03

2015-10-20

江蘇高校優勢學科建設工程項目；“十二五”國家科技支撐計劃項目(2013BAD18B12)；江蘇省科技支撐項目(BN 2014080)；江蘇省高校自然科學研究重大項目(12KJA550003)。

瓦云超(1992-)，男，碩士研究生，研究方向為乳品科學。

顧瑞霞