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热处理后牛乳品质的变化 Changes on Milk Quality after Heat Treatment 宋晓飞 Song Xiaofei 刘彬彦 Liu Binyan ( 中瑞北京奶业培训中心) ( China- Sweden Dairy T raining Center) 摘 要 叙述了热处理对牛乳中各种成分的影响, 并简要对比了超高温灭菌乳、 巴氏杀菌乳及二次灭 菌乳的差别。 关键词 热处理 牛乳 品质变化 Abstract The influence of heat treatment on milk components was discussed, and the differences of UHT milk, pasteurized milk and retorting milk were comparatively evaluated from nutrition point of view. Key words UHT milk quality change 1 引 言 巴氏杀菌是将牛乳加热至 72 75e 保持 15 40s以杀死所有致病菌而不损害牛乳品质的加热方 法, 如市场上经常见到的塑料袋奶。二次灭菌是将 灌装后的杀菌乳在高压灭菌容器内加热至 110 120e 保持 15 40min 以达到商业无菌的方法, 如市 场上的塑料瓶装奶。超高温灭菌是将牛乳加热 137 150e 保持 4 20s 以达到商业无菌的加热方法, 超高温灭菌必须与无菌灌装结合在一起, 如市场上 的利乐砖形包装牛奶。 品质的变化是指原料经加工制成成品这个过程 所发生的所有物理化学变化。由于超高温牛乳具有 最大限度地保持鲜乳的感观和营养成分、 保质期长、 无须冷藏要求和运输携带方便等特点, 它正在与巴 氏杀菌奶、 二次灭菌奶一起走向市场, 受到越来越多 消费者的青睐。但是就上述所提及的不同热处理方 法, 对乳营养成分的影响是大不相同的, 因此本文以 超高温灭菌乳为主, 讨论了牛乳营养成分的变化, 并 评估了超高温灭菌乳与巴氏杀菌乳和二次灭菌乳相 比的优势。 2 热处理后牛乳中成分的变化 2. 1 色泽的变化 牛乳在受热时, 乳蛋白质含有的氨基( - NH2) 与乳糖含有的羰基( C= O) 会发生羰氨反应( 美拉德 反应) , 其化学反应过程复杂, 生成的主要产物为羟 甲基糠醛(HMF) ,HMF 的积累会导致褐变。因此, 超高温之后的牛乳在颜色上发生轻微的褐变。 HMF 的浓度与颜色成正比关系, 且 HMF 的浓度决 定于加热手段。通常情况下, 在直接超高温灭菌乳 中,HMF 的浓度为 6 18L mol/ L, 在间接超高温灭 菌乳中 HMF 的浓度为 2 12L mol/ L, 在巴氏杀菌 乳中HMF 的浓度为 1L mol/ L, 但 HMF 的感观阈值 是 16L mol/ L, 故羰氨反应对超高温灭菌乳颜色影响 不大。 另外, 牛乳经高温处理时, 乳糖有可能发生焦糖 化而生成一种黑褐色物质, 因而使得高温灭菌乳的 颜色变深。但这方面的褐变主要存在于二次灭菌乳 中, 在超高温过程中不很明显, 在巴氏杀菌中更不会 发生。 总之, 超高温灭菌乳在正常情况下的颜色变化 不很明显, 与巴氏杀菌乳颜色基本一致, 二次灭菌乳 的颜色则变化较大。 2. 2 乳脂肪的变化 乳脂肪加热后, 酸羟基转化成内脂, 但通常浓度 很小, 对乳的芳香味道几乎没有影响。超高温处理 和二次灭菌对于牛乳中脂肪酸甘油三酯上的脂肪酸 组成影响很小, 仅是甘油酯中不饱合脂肪酸含量略 有降低, 而巴氏杀菌对乳脂肪的组成无任何影响。 32 中 国 乳 品 工 业 第 26 卷第 2 期 2. 3 乳蛋白质的变化 构成牛乳中含氮物质绝大部分的乳蛋白质分为 两部分, 即: 酪蛋白和乳清蛋白质。两者的热稳定性 有所不同, 酪蛋白的稳定性明显比乳清蛋白质的热 稳定性要好( 见表 1) , 经过超高温处理之后, 会出现 部分乳清蛋白的变性, 变性程度约为 40% 60% , 与之相比, 巴氏杀菌的乳清蛋白变性程度为 10% 20% 。 表 1 几种蛋白质的变性温度 蛋白质种类变性温度( e ) 乳白蛋白72 73 乳球蛋白70 75 酪蛋白 160 200 蛋白质变性会产生沉淀, 影响沉淀量的因素很 多, 例如: 牛乳中的钙平衡、 预热手段的采用、 均质压 力的选择、 盐的添加等等。但在通常情况下, 超高温 灭菌乳、 二次灭菌乳和巴氏杀菌乳沉淀量是很少的。 蛋白质变性的另一后果是产生大量巯基( SH) , 形成硫化氢、 硫化物等挥发性物质, 导致/ 蒸煮味0。 - SH 产生的主要来源是 B- 乳球蛋白。产生量与 加热方法直接相关。据测定普通巴氏杀菌乳不会有 蒸 煮 味 , 在 超 高 温 灭 菌 乳 中 游 离 SH 含 量 为 0. 7Lmol/ L, 会使其带有少量/ 蒸煮味0, 而二次灭菌 乳则相对具有较明显的蒸煮味。 牛乳中的赖氨酸因加热会受到损失, 超高温灭 菌乳和巴氏杀菌乳中赖氨酸损失量基本相同, 而二 次灭菌乳的损失较大, 若保温时间为 20min, 分别以 100e , 110e , 120e 热处理后, 乳中的赖氨酸损失分 别为: 1. 1%, 3. 6%, 9. 6% 。 2. 4 盐类的变化 牛乳在加热时, 其可溶性的钙和磷的比例有所 降低, 降低程度取决于加热方法。超高温灭菌乳中 可溶性钙含量降低约 40% 50% , 但这一反应是可 逆的, 因此, 不同加热处理对牛乳的生理营养影响不 大。老鼠实验结果也表明, 超高温灭菌乳、 巴氏杀菌 乳的钙活性与鲜乳中的钙活性基本一致。 2. 5 维生素的变化 经超高温处理之后, 牛乳中的 VA、 VD、 VB3、 泛 酸、 烟酸等的变化均不明显, 甚至经过 90 天的贮存 之后其含量也基本稳定。VB2、 VB1、 VB6、 VB12经过超 高温之后, 其含量有所降低, 且经 3 个月贮存后其降 低程度增加了 50% , 叶酸经过超高温处理之后约有 20%的降低。VC属于热敏性物质, 经过超高温处理 之后会有一定程度的损失, 但超高温灭菌乳的 VC损 失与巴氏杀菌乳的 VC损失基本相同, 而二次灭菌乳 的 VC损失相对较大( 见表 2) 。 表 2 加热时乳中营养物质损失量(% ) 营养物质巴氏杀菌超高温灭菌二次灭菌 VB1 105 1330 40 VB2046 VB3000 VB6 0 51025 VB121010 2080 100 VC5 255 30 50 叶酸52030 赖氨酸112 10 3 牛乳营养价值的变化 在超高温处理之后, 牛乳中乳糖、 乳脂肪和盐类 的营养价值未发生变化, 乳清蛋白的变性并不意味 着营养价值的降低, 相反, 受热后展开的松散蛋白质 结构更易于蛋白酶的作用, 同时, 热处理还有助于钝 化某些天然牛乳中常含有的胰蛋白酶的抑制因子, 因而热处理后的牛乳更易被消化, 营养价值更高。 牛乳中的 VA、 VD、 VE、 VB2、 VB3、 烟酸等的热稳 定性较好, 其余一些维生素及赖氨酸在超高温之后 会有一定程度的损失( 表 2) 。但总的来说, 超高温 处理之后的营养物质损失与巴氏杀菌后的营养物质 损失基本一致, 远远低于二次灭菌。 4 结 论 ( 1) 不同的热处理方法对牛乳中的脂肪, 盐类 以及 VA、 VD、 VB3、 泛酸、 烟酸等维生素无显著影响, 同时牛乳的酸度也变化不大。 ( 2) 二次灭菌乳与超高温乳和巴氏乳相比, 褐 变现象较明显, 赖氨酸、 VB1、 VB2、 VC、 VB6、 VB12及叶 酸等损失较大, 另外蒸煮味也较明显。 ( 3) 热处理后的牛乳蛋白质更有利于消化吸收。 ( 4) 提高杀菌效率可通过延长保温时间或提高 杀菌温度来实现。然而, 为达到某一杀菌效率, 延长 保