巴氏殺菌乳與超高

1、巴氏殺菌乳與超高溫滅菌乳及瓶（罐）裝滅菌乳的品質(zhì)比較研究J. Mottar 1 M. Naudts1(比利時(shí)) 中國乳業(yè)編輯部（譯）目標(biāo) 該研究的目標(biāo)是不同的熱處理工藝的效果比較；同時(shí)還探討了是否能夠通過分析的方法來分辨出不同工藝所生產(chǎn)的不同種類的牛奶。研究證實(shí)，超高溫滅菌乳的風(fēng)味不如新鮮的巴氏殺菌乳；風(fēng)味的差別與加熱強(qiáng)度的差別一樣明顯。 巴氏殺菌法對(duì)于有用的賴氨酸、維生素B2、葉酸和維生素C的平均損害較??；而超高溫滅菌工藝的損害效果則比較強(qiáng)烈，在某些間接法超高溫滅菌加熱過程中，營養(yǎng)價(jià)值的損失與傳統(tǒng)的瓶(罐)裝滅菌牛奶相似。 超高溫處理程序的平均加熱程度要顯著高于巴氏殺菌法，在某些間接加熱系統(tǒng)

2、中，超高溫的平均加熱程度等同于傳統(tǒng)的瓶(罐)裝滅菌法 經(jīng)過超高溫加熱的牛奶作為一個(gè)特殊種類，明顯區(qū)別于巴氏殺菌乳和用傳統(tǒng)滅菌方法生產(chǎn)的瓶(罐)裝滅菌乳然而，在某些受限制的情況下，阿莎芬堡(Aschaffenburg)測試并不能夠?qū)Τ邷販缇楹推?罐)裝滅菌乳作出區(qū)分、實(shí)際上，在某些間接加熱的設(shè)備中，加熱程度非常強(qiáng)烈，以至于會(huì)產(chǎn)生負(fù)面反應(yīng)。 牛奶的渾濁程度可以通過渾濁度測試來測定，WPN指數(shù)(WPNI)讓我們對(duì)牛奶所經(jīng)受的熱處理有更精確地了解、通過以上這些方法就可以很客觀的確定牛奶的特征。 應(yīng)用超高溫加熱技術(shù)(UH丁)和無菌灌裝技術(shù)，我們?cè)噲D生產(chǎn)出一種品質(zhì)純正而且不含瓶(罐)裝滅菌缺點(diǎn)的牛奶。

3、我們希望將巴氏殺菌乳的感官和營養(yǎng)品質(zhì)特點(diǎn)，能夠與傳統(tǒng)瓶(罐)裝滅菌乳的易保存特點(diǎn)結(jié)合起來。 根據(jù)國際乳業(yè)聯(lián)合會(huì)(IDF) 1972年的資料:當(dāng)把超高溫滅菌乳置于阿莎芬堡(Aschaffenburg)實(shí)驗(yàn)(IDF, 1972)之下，它將會(huì)變得渾濁。1978年進(jìn)行的一項(xiàng)對(duì)于瑞士生產(chǎn)的超高溫滅菌乳的研究顯示出：間接超高溫處理法中某些設(shè)備的加熱效果非常強(qiáng) 烈(與瓶/罐裝滅菌牛奶相同)，以至于渾濁度測試顯示出負(fù)面結(jié)果。基于這種情況，超高溫滅菌乳就很有可能失去其純正的特點(diǎn)。 這一事實(shí)引導(dǎo)我們?nèi)プ隽艘豁?xiàng)研究:在比利時(shí)市場上出售的超高溫滅菌乳、巴氏殺菌乳和應(yīng)用傳統(tǒng)方法生產(chǎn)的瓶(罐)裝滅菌乳，二者之間的比較;超

4、高溫滅菌乳在感官與營養(yǎng)方而，能在多大程度上保持純正的特點(diǎn)。此外，借助于幾個(gè)與加熱工藝緊密相連的物理一化學(xué)參數(shù)，我們還對(duì)一些分析方法是否能夠區(qū)分經(jīng)不同熱處理方法而得到的不同種類的牛奶，進(jìn)行了研究。1 設(shè)備、材料與方法 1.1樣本選取 研究所用的牛奶樣品，是在6個(gè)乳品廠生產(chǎn)之后立即抽取的。樣本的來源如下：3個(gè)應(yīng)用巴氏殺菌工藝的工廠；4個(gè)瓶(罐)裝滅菌乳工廠;11個(gè)超高溫滅菌設(shè)備，其中5個(gè)是直接加熱系統(tǒng)，6個(gè)是間接加熱系統(tǒng)。樣品只涉及全脂牛奶(脂肪含量3 .5%)。 1.2風(fēng)味評(píng)估 借助于三角評(píng)估的實(shí)驗(yàn)方法，對(duì)不同種類的飲用牛奶的風(fēng)味進(jìn)行了比較。為了完成實(shí)驗(yàn)，我們求助于由10人組成的國家奶品中心專家

5、組，考慮到了其中能夠作出精確分辨的專家的比率。 超高溫滅菌乳在1條件下保存10天和4周之后分別進(jìn)行鑒定，并與新鮮的、剛剛經(jīng)過巴氏殺菌 的牛奶進(jìn)行比較;超高溫滅菌乳還與瓶(罐)裝滅菌乳進(jìn)行了比較，而這2種牛奶都是在1條件下保存2周之后才進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的。 1.3分析方法 1.3.1賴氨酸含量 采用布思(Booth, 1971)所提供的方法，通過卡彭特 (Carp enter)變型來測定。 1.3.2水溶性維生素B12和葉酸 通過微生物法測定，該方法由“化學(xué)分析官方協(xié)會(huì)”(1975)確定。應(yīng)用于測試的微生物分別是萊希曼氏乳桿菌ATCC 7830和糞鏈球菌ATCC8043。為了計(jì)算維生素的含量，應(yīng)用滴定法

6、。 1.3.3抗壞血酸(維生素C) 由二氯芬一靛酚滴定法測定(Hanson and Ols-S 011，1974)。 1.3.4含氮物 采用阿莎芬堡(Aschaffenburg)和杜威(Drewey, 1959)技術(shù)處理;應(yīng)用微一凱氏(Kjel-dahl)定氮法測定;乳清蛋白中氮含量(WPN)則根據(jù)非酪骯的氮(NCN)和非蛋白氮(NPN)之間的差值計(jì)算而得。 WPN指數(shù)是根據(jù)哈蘭一阿施沃斯(HarlandAshworth)的實(shí)驗(yàn)確定的(Kuramoto, 1959)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果由遷移值表示.該數(shù)值為420nm 1.3.5渾濁度測定 采用IDF推薦的渾濁度測試(1972)方法: 20mI,被加熱的

7、濾液冷卻到室溫以后.采用PRT一100渾濁度計(jì)來測定，測定結(jié)果用渾濁度單位(NTU)來表達(dá)。 1.3.6甲基糠醛(HMF) 采用凱尼(Keened)和巴塞特(Basette, 1959)的方法。為了計(jì)算HMF的濃度Y (mol/L) ,應(yīng)用了回歸方程Y=87. 5X一4.8 (X=光波長443nm) 這些分析都是在產(chǎn)品生產(chǎn)之后盡快進(jìn)行的，最 晚是在1條件下保存2周內(nèi)進(jìn)行的;維生素C測量則是在生產(chǎn)的當(dāng)日完成。2 結(jié)果與評(píng)價(jià) 2.1感官特點(diǎn) 評(píng)價(jià)食品品質(zhì)的主要標(biāo)準(zhǔn)之一是感官質(zhì)量，其中食品的風(fēng)味是最重要的因素。超高溫滅菌工藝的設(shè)定是為了得到與巴氏殺菌乳相似的感官特性，因此我們采用三角評(píng)估法，對(duì)超高溫

8、滅菌乳的風(fēng)味與優(yōu)質(zhì)的新鮮巴氏殺菌乳的風(fēng)味進(jìn)行了比較。結(jié)果見表1 在生產(chǎn)10天以后，相當(dāng)數(shù)量的專家能夠分辨出超高溫滅菌乳與巴氏殺菌乳之間風(fēng)味的差別。間接加熱的滅菌乳風(fēng)味區(qū)別更加明顯。這些差別主要在于或多或少的燒煮的味道。雖然這種味道隨著時(shí)間的流逝而逐漸減弱，但是，在4周以后仍然能夠被鑒別出來;盡管在此期間超高溫滅菌乳全被保存在1條件下。 我們用同樣的方法，研究了超高溫滅菌乳的風(fēng)味與瓶(罐)裝滅菌乳風(fēng)味之間的差異程度，結(jié)果見表2。從表2可以看出，不管是用聚乙烯瓶(罐)包裝，還是玻璃瓶/罐包裝，直接法UH丁乳的風(fēng)味與用傳統(tǒng)瓶(罐)方法滅菌的牛奶風(fēng)味，均存在很大差別。總體來說，直接超高溫方法加工的牛奶

9、風(fēng)味與巴氏消毒奶的差別則要小得多，甚至并不明顯。 2.2營養(yǎng)特性 牛奶是主要營養(yǎng)素很好的來源，其營養(yǎng)價(jià)值來自于豐富的化學(xué)物質(zhì)的含量、組成以及這些化學(xué)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)。因此，由加熱過程導(dǎo)致的化學(xué)物質(zhì)的變化，會(huì)在生理作用和營養(yǎng)功能方而改變牛奶的價(jià)值。 脂類很少或者不受熱處理的影響。對(duì)于營養(yǎng)特性來說，非常重要的脂肪酸、短鏈脂肪酸和不飽和脂肪酸都不會(huì)被改變。因?yàn)楦鞣N規(guī)范的熱處理工藝都不會(huì)引起脂肪降解產(chǎn)物的形成，而降解產(chǎn)物會(huì)損害牛奶的營養(yǎng)價(jià)值。在各種熱處理工藝的影響下，礦物質(zhì)成分也沒有顯著的變化。 牛奶中的蛋白質(zhì)由于其特性而具有非常大的生物價(jià)值，這主要應(yīng)歸功于其豐富的氨基酸含量。而某些氨基酸會(huì)在熱處理工藝中被

10、改變。通過梅拉德( Maillard)反應(yīng)，賴氨酸可以與還原糖反應(yīng)，而胱氨酸則在蛋白質(zhì)的某些交互反應(yīng)中被改變。這些都會(huì)減弱主要氨基酸的可用性，從而導(dǎo)致營養(yǎng)價(jià)值的減少。 表3列出了不同熱處理工藝加工的牛奶中賴氨酸的平均損失情況。這些數(shù)據(jù)顯示，不同的生產(chǎn)工藝所引起的賴氨酸的損失差別也很大。在超高溫滅菌乳這一組中發(fā)現(xiàn)，在直接加熱工藝和間接加熱工藝之間存在著差別:間接加熱工藝加工的牛奶，賴氨酸損失了6.5%，而直接加熱工藝加工的僅損失了4.3%。同時(shí)還注意到，在某些情況下，對(duì)于間接UHT熱處理來說，賴氨酸的損失情況與瓶(罐)裝滅菌乳的損失情況相接近。 加熱工藝對(duì)于牛奶營養(yǎng)價(jià)值的影響，還可以通過維生素的

11、損失來判斷。脂溶性維生素A, P和E是熱穩(wěn)定性相對(duì)較好的，水溶性維生素B,也同樣。而其它的水溶性維生素，如維生素B1 、B6 、 B12，葉酸和維生素C對(duì)熱都很敏感。 表4列出了熱處理工藝對(duì)維生素B12 、葉酸和維生素C的影響。應(yīng)用巴氏殺菌法所引起的維生素?fù)p失較小，通常為13%。而在超高溫滅菌牛奶中維生的損失則更高些;在直接加熱系統(tǒng)和間接加熱系統(tǒng)之間，維生素的損失也有差別，分別為17%20%和30%35% 。在間接加熱過程中，維生素的損失情況與用聚乙烯瓶(罐)裝滅菌乳中維生素的損失情況相似。 2.3其它指標(biāo)分析結(jié)果 2.3.1乳清蛋白質(zhì)含量 通過對(duì)乳清蛋白變性程度的測定，我們對(duì)各種熱處理工藝的

12、熱強(qiáng)度進(jìn)行了研究。實(shí)際上，乳清蛋白質(zhì)對(duì)溫度非常敏感。表5列出了不同種類的飲用牛奶中，乳清蛋白質(zhì)氮的殘留量。數(shù)據(jù)顯示不同的熱處理程序釋放的熱負(fù)荷也不相同。 巴氏殺菌法只在很小程度上對(duì)乳清蛋白有影響。未變性的蛋白質(zhì)的減少平均僅為15%;而超高溫滅菌工藝的效果則顯然增強(qiáng)，為50%77%。令人吃驚的是，直接加熱法和間接加熱法之間的平均差距之大:某些間接加熱設(shè)備的加熱強(qiáng)度與傳統(tǒng)的瓶(罐)裝滅菌法的強(qiáng)度相接近。 生產(chǎn)飲用牛奶的不同生產(chǎn)工藝的熱處理強(qiáng)度之間的差別，就可以解釋我們所觀察到的不同牛奶品質(zhì)之間的差別。 用巴氏殺菌法生產(chǎn)的牛奶，測定的WPN指數(shù)的平均值為54.6，而用直接加熱的超高溫方法生產(chǎn)的牛奶的

13、WPN指數(shù)的平均值為71.4，間接加熱的為85.2。某些間接加熱的超高溫乳的WPN指數(shù)與聚乙烯瓶(罐)裝滅菌乳的WPN指數(shù)(約為90)相似?？傮w而言，WPN指數(shù)方法能夠很好的區(qū)分不同種類的飲用牛奶。 2.3.2渾濁度 阿莎芬堡(Aschaffenburg)實(shí)驗(yàn)通常用來判斷一種牛奶的品質(zhì)，該實(shí)驗(yàn)就是對(duì)表現(xiàn)出來的渾濁程度作視覺上的觀察。這種操作方法易受主觀影響，尤其是在一些受限制的情況下。 表7列出了一些受測牛奶的渾濁度(NTU)情況。通過運(yùn)用渾濁度測定法發(fā)現(xiàn)，不同種類的牛奶之間渾濁程度也存在著非常大的差別。巴氏滅菌乳的平均渾濁程度為771 NTU，明顯高于超高溫滅菌乳的渾濁度;在經(jīng)過直接加熱的超

14、高溫處理之后，牛奶的平均渾濁程度為181NTU，而間接加熱的超高溫牛奶的混濁度為14NTU;瓶(罐)裝滅菌乳的渾濁度大約為1NTU。 在某些特殊情況下，瓶(罐)裝滅菌牛奶和間接加熱的超高溫牛奶的渾濁度數(shù)值有所交叉。但是一般來說，不同種類的牛奶的渾濁度之間存在著明顯的區(qū)別。實(shí)驗(yàn)顯示，當(dāng)渾濁度的變化達(dá)到20NTU時(shí)就可以通過肉眼觀察到。 實(shí)驗(yàn)顯示，當(dāng)渾濁度的變化達(dá)到20NTU時(shí)就可以通過肉眼觀察到。 2.3.3輕甲基糠醛的含量 輕甲基糠醛是梅拉德(Maillard)反應(yīng)的一種中間產(chǎn)物，其形成對(duì)溫度的依賴性非常之高。表8記錄了不同的牛奶中測量的輕甲基糠醛的濃度 一般來說，不同類型的牛奶中輕甲基糠醛含

15、量的差別非常明顯。用巴氏殺菌法生產(chǎn)的牛奶中輕甲基糠醛的含量平均為2.4mol/L;在超高溫牛奶中，直接加熱牛奶中輕甲基糠醛的含量為5.3mo1/L，而間接加熱的則為10.0 mol/L;用傳統(tǒng)方法生產(chǎn)的瓶(罐)裝滅菌牛奶中輕甲基糠醛的平均含量則要高于17 mol/L。 然而實(shí)驗(yàn)顯示，不同種類的牛奶的輕甲基糠醛含量之間有很大一部分是交叉的，這就使得通過測定輕甲基糠醛的含量來區(qū)分檢驗(yàn)的準(zhǔn)確性有所降低。此外，在保存期間，輕甲基糠醛容易發(fā)生合成和降解反應(yīng).而目保存的溫度越高.這些反應(yīng)就越明顯3 結(jié)論 通過感官方面的、營養(yǎng)方面的檢驗(yàn)和分析比較，我們得出結(jié)論:經(jīng)過超高溫滅菌和在無菌條件下灌裝的牛奶作為一個(gè)特殊種類，明顯區(qū)別于巴氏殺菌乳和用傳統(tǒng)的瓶(罐)裝的滅菌方法生產(chǎn)的牛奶。然而某些間接超高溫滅菌的生產(chǎn)工藝釋放出強(qiáng)烈的熱負(fù)荷，以至于生產(chǎn)的牛奶的特點(diǎn)與瓶(罐)裝滅菌乳幾乎沒有差別。 從技術(shù)上來講.應(yīng)用超高溫滅菌法可以生產(chǎn)出在一定限度上能夠滿足消費(fèi)者的質(zhì)量要求的牛奶。原則上，通過兩種不同的超高溫