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杀菌温度对优质巴氏杀菌乳中热敏感和生物活性物质的影响2023-09-26

0 引言

优质乳工程是2016年农业村落部领导国度奶业科技创新联盟推动执行的，解决中国消费者“喝好奶”问题的沉要民生工程。优质巴氏杀菌乳是指仅以特优级（A+）生乳为原料，经过滤、均质、HTST高温短功夫杀菌工艺、干净灌装等工序造得的液体产品。其主题指标蕴含优质生乳、优质巴氏杀菌工艺、设备不变性、热敏感和生物活性物质指标等。尺度中对低温巴氏杀菌工艺推荐方式72～80℃，维持功夫为15 s，但分歧企业因生乳指标、出产设备的分歧，选取的杀菌温度/功夫组合不尽一样，出产过程中具体选取的温度/功夫组合需出产企业结合自身情况予以确定。为探索分歧杀菌温度对优质巴氏杀菌乳中热敏感和生物活性物质的影响，本文拔取74～80℃杀菌温度下的巴氏杀菌乳作为钻研对象，对比制品中热敏感和生物活性物质含量，为行业同类产品出产参数的拔取提供参考。

1 乳中热敏感和生物活性物质介绍

分歧的杀菌温度对制品中热敏感和生物活性物质指标影响较大，优质乳工程技术系统主题指标对优质巴氏杀菌乳中热敏感和生物活性物质指标要求见表1。

1.1 热敏感物质

1.1.1 糠氨酸

糠氨酸（Furosine）是牛奶热加工过程中出现的副产品。牛乳中糠氨酸由氨基酸残基（重要是蛋白质中的赖氨酸残基）和重要的还原糖乳糖反映产生，是早期美拉德反映产生的第一阶段经酸水解的产品�？钒彼嶙魑狪I型热负荷批示剂常被用于评估美拉德反映的早期阶段，不仅可用来检测评估奶受热侵害的水平，并且可与乳果糖指标结合甄别复原乳。

1.1.2 碱性磷酸酶

碱性磷酸酶（ALP）是牛奶中的内源酶，其活性可用来确定巴氏杀菌乳产品是否经过适当的巴氏杀菌，由于ALP灭活比结核分枝杆菌必要稍高的温度和功夫，结核分枝杆菌是巴氏杀菌乳中对热抵抗力最强的病原菌。因而，ALP阴性在工艺上能够被以为是充分巴氏杀菌的，能够安全食用。

1.1.3 乳过氧化物酶

乳过氧化物酶（LPO）也是牛奶中的内源酶，拥有沉要的健康利用价值。LPO能够参加组成宿主匹敌入侵微生物的天然防御系统，同时拥有抗菌活性、降解各类致癌物质以及�；ざ锵赴谎趸淖饔�。

1.2 生物活性营养物质

1.2.1 乳铁蛋白

乳铁蛋白（Lactoferrin）是牛奶中沉要的活性蛋白因子之一，是由乳腺上皮细胞表白和排泄的一种非血红素铁结合糖蛋白，属转铁蛋白家族。乳铁蛋白拥有很强的铁亲和能力，亲和常数约莫是1 020，约为血清中转铁蛋白的260倍，可能通过提高铁在肝脏的储蓄，改善机体的血虚情况，此表其在抗菌、抗病毒、抗肿瘤等方面的职能也得到分歧钻研者的科学尝试证实。

1.2.2 免疫球蛋白

免疫球蛋白（Ig）又称为抗体，存在于所有泌乳动物的乳和初乳中。其生物学职能是赐与后世一种免疫�；�，招架微生物病原体和毒素及�；と橄僭し老叭�。免疫球蛋白的重要机造是加强吞噬作用，通过白细胞加强细胞介导的毒性反映，凝聚细菌，中和细菌和毒素。婴儿可在子宫内获得免疫球蛋白，可降低肠路习染的风险。

1.2.3 α-乳白蛋白

α-乳白蛋白（α-lactalbumin）是乳清蛋白中第二大丰硕的蛋白质，占乳清蛋白27%左右，α-乳白蛋白是唯一能结合钙的乳清蛋白，从牛奶中分离出来的α-乳白蛋白在氨基酸比例和结构方面与人乳有72%一致性，而α-乳白蛋白是人乳蛋白的重要存在大局，对婴幼儿的成长发育拥有沉要影响。

1.2.4 β-乳球蛋白

β-乳球蛋白（β-lactoglobulin）是乳清蛋白重要成分之一，占总蛋白质12%左右，占乳清蛋白50%左右。β-乳球蛋白的水解物或分子建饰物，拥有降胆固醇与抗氧化等生理活性，是牛奶中的沉要活性因子。

2 优质生乳的拔取

优质生乳指标应切合《GB19301—2010食品安全国度尺度生乳》，在此基础上特优级（A+）生乳的主题指标还蕴含脂肪、蛋白质、菌落总数和体细胞数，本文拔取我国东南某乳品企业特优级（A+）生乳，对迸着质生乳要求指标见表2。

表1 优质乳工程技术系统对优质巴氏杀菌乳中热敏感和生物活性物质指标的要求

3 巴氏杀菌乳杀菌温度/功夫组合出产工艺试验

3.1 资料与仪器

本试验拔取49批次特优级（A+）生乳。选取的仪器有巴氏杀菌机、乳成分分析仪、液相色谱仪配紫表检测器（PDA）和梯度洗脱装置、分析天平、p H计、混匀器、超过水机、光学发光检测仪、水浴锅、乳活性成分试剂河注糠氨酸尺度品、过氧化物酶试剂盒等。

3.2 检测步骤与尺度

试验生乳使用HTST杀菌温度/功夫组合顺次为74℃/15 s、75℃/15 s、76℃/15 s、77℃/15 s、78℃/15 s、79℃/15 s、80℃/15 s，对杀菌后样品进行检测。凭据有关钻研及行业共识，以上杀菌温度/功夫组合均能够保障杀菌后产品微生物含量切合《GB19645—2010食品安全国度尺度巴氏杀菌乳》，故本文不再进行微生物菌落数的验证。对巴氏杀菌后制品用《NY/T 939—2016巴氏杀菌乳和UHT灭菌乳中复原乳的鉴定》高效液相色谱法检测分析乳中的糠氨酸含量；用《MRT/B 03—2017奶业创新团队尺度乳中碱性磷酸酶的测定》划定的发光法检测碱性磷酸酶活性指标；用《T/TDSTIA001—2021奶及奶制品中乳过氧化物酶对测定检测》比色法检测乳过氧化物酶活性指标；用《MRT/B02—2017奶业创新团队尺度乳中乳铁蛋白的测定》丈量活性营养物质乳铁蛋白含量；用《MRT/B 01—2017奶业创新团队尺度乳中乳球蛋白的测定》检测β-乳球蛋白、免疫球蛋白和ɑ-乳白蛋白含量。

3.3 出产试验规划

巴氏杀菌设备工艺选取高机能全自动杀菌系统。重要设备及管线见图1，蕴含平衡罐（1）、流量节造泵（2）、板式换热器（3）、脱气罐（4）、Tetra Alex30均质机（5）、加压泵（6）、15S维持管（7）、背压阀（8）。试验过程中，试验生乳首先进入Tetra Plex C式换热器组中进行再生预热，随后被循环热水系统加热到杀菌温度，产品在维持管中维持杀菌温度15 s。在再生换热段，处置后的高温产品通过再生换热的方式加热没有处置的产品，出于对产品安全的思考，经过杀菌后的产品侧压力高于未杀菌的产品侧压力。通过再生换热后的产品，将持续用冰水进行冷却，至设置的出口温度。其中，平衡罐含液位传感器和自动调节阀，拥有液位调节职能。加热阶段由双热水回路执行，所有与产品接触的阀门、管路和管路附件均为ANSI316材质。

图1 巴氏杀菌系统

表2 试验拔取的特优级生乳指标

在出产试验过程中，产品流量不变在10 000 L/h，杀菌温度误差在±0.25℃，维持功夫颠簸相对误差为+0.3%，调整杀菌温度，别离选取74℃/15 s、75℃/15 s、76℃/15 s、77℃/15 s、78℃/15 s、79℃/15 s、80℃/15 s的温度功夫组合，杀菌实现后，从巴氏杀菌机出口取样。别离取49批次试验产品，试验产品菌落数由1.0×104 CFU/m L降低到1.0×102 CFU/m L以下。

3.4 试验了局

对49批次试验产品选取3.2要求的检测步骤与尺度进行检测。取49批次检测值的均匀值，绘造分歧杀菌温度下热敏感物质活性和活性物质含量变动图。图2显示分歧杀菌温度下优质乳中内源酶乳过氧化物酶和碱性磷酸酶的活性变动；图3显示分歧杀菌温度下活性营养物质均匀含量变动；图4显示分歧杀菌温度下糠氨酸含量均匀值的变动。

图2 分歧杀菌温度下内源酶活性变动

图3 分歧杀菌温度下活性营养物质含量变动

3.4.1 分歧杀菌温度下乳过氧化物酶和碱性磷酸酶活性变动

碱性磷酸酶在出产温度从74～80℃变动过程中，各试验了局的均匀值（含最大值）均≤350 m U/L，即巴氏杀菌温度/功夫组合74℃/15 s、75℃/15 s、76℃/15 s、77℃/15 s、78℃/15 s、79℃/15 s、80℃/15 s均可使碱性磷酸酶呈阴性�；诠参郎踩运伎�，74～80℃/15 s的巴氏杀菌乳均切合公共卫生安全要求。乳过氧化物酶在杀菌温度升高的过程中活性降低，其中74℃和75℃相比变动不大，但当杀菌温度高于75℃时，乳过氧化物酶的活性急剧降落，80℃时活性仅存50 U/L。有关钻研批注，乳中过氧化物酶在85℃的杀菌温度下即失活，与本试验了局相近。

3.4.2 分歧杀菌温度下免疫球蛋白含量变动

随着杀菌温度从74℃升高到75℃过程中，免疫球蛋白含量降低不显著，均维持在200 mg/L左近。当杀菌温度从76℃升高到80℃过程中，免疫球蛋白含量急剧降低，80℃杀菌温度下免疫球蛋白含量降低为0，活性营养损失显著。

3.4.3 乳铁蛋白、ɑ-乳白蛋白和β-乳球蛋白含量变动

乳铁蛋白、ɑ-乳白蛋白和β-乳球蛋白含量随着温度的升高都呈降落趋向，整体降落趋向类似。其中74℃和75℃之间含量变动不显著。但77℃起头，含量降落至75℃的70%左右。杀菌温度从77℃升高到78℃时，乳铁蛋白和ɑ-乳白蛋白含量变动很幼。80℃的乳铁蛋白和ɑ-乳白蛋白含量仅为75℃含量的60%。β-乳球蛋白在80℃杀菌后含量急剧降落至75℃的20%.

3.4.4 分歧杀菌温度下糠氨酸含量变动

分歧杀菌温度下糠氨酸含量变动见图4，优质乳在杀菌温度从74～80℃变动过程中糠氨酸含量随着热处置强度逐步增大，糠氨酸含量也增大，但在较低的巴氏杀菌温度前提下，其含量都低于10 mg/100 g蛋白质。75℃时糠氨酸含量增长了60%,76～80℃的变动过程中糠氨酸含量变动不大。

图4 分歧杀菌温度下糠氨酸含量变动

4 幼结

巴氏杀菌温度/功夫组合74℃/15 s、75℃/15s、76℃/15 s、77℃/15 s、78℃/15 s、79℃/15 s、80℃/15 s均可使碱性磷酸酶呈阴性，即在15 s维持功夫下，74～80℃的杀菌温度下，优质乳的微生物热处置水平都能够满足公共卫生要求。乳过氧化物酶在杀菌温度升高的过程中活性降低，其中74℃和75℃相比变动不大，但当杀菌温度高于75℃时，过氧化物酶的活性急剧降落，80℃时活性仅存50 U/L.

随着杀菌温度的提高，乳中的活性物质乳铁蛋白、免疫球蛋白、ɑ-乳白蛋白和β-乳球蛋白含量呈降落趋向，从74℃升高到75℃变动不显著；当杀菌温度从76℃升高至80℃中，活性营养成分急剧降落。单从乳活性物质的保留来看，杀菌温度越低，保留的活性营养越多。加热附产品糠氨酸在出产温度从74～80℃变动过程中，随着杀菌温度的升高呈上升趋向。

结合优质巴氏杀菌乳现实出产工艺，思考产品公共卫生安全、低碳加工及养吩旆质要求，推荐选取75℃/15 s作为优质巴氏杀菌乳的出产温度/功夫组合，为行业同类产品出产参数的选择提供参考。

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