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热处置对羊乳和骆驼乳中美拉德反映产品和挥发性韵味物质的影响2023-11-06

0 引言

牛乳的营养价值丰硕，含有人体成长所需要的根基营养物质，是我国消费者的重要饮用乳品。随着生涯水平及健康意识的提高，消费者也越来越器沉乳制品的品质，通常牛乳已经不能满足消费者的需要，市场上相继出现了羊乳和骆驼乳等特色乳制品。羊乳的均匀脂肪粒径比牛乳幼，更容易消化吸收，并且比牛乳的致敏性低。而骆驼乳含有人体炊事所需的必须氨基酸，β-酪蛋白比例高，并含有多种职能性蛋白质(如免疫球蛋白、溶菌酶和乳铁蛋白)。

乳制品经过热处置固然能够杀死或节造微生物，但也能够诱导产生美拉德反映。美拉德反映又分为初始阶段、中期阶段和高级阶段，5-羟甲基糠醛和糠氨酸是乳中评估热处置是否加工过度的标志性产品，其对人体健康有潜在风险。除此之表，美拉德反映也会产生分歧于原料乳的韵味物质。因而，本钻研以羊乳和骆驼乳为钻研对象,钻研了热处置过程中美拉德产品的变动法规。同时通过电子舌、电子鼻和固相微萃取-气相色谱-质谱联用仪和顶空气相离子迁徙谱对分歧热处置的羊乳和骆驼乳中挥发性韵味物质进行测定，为羊乳和骆驼乳的出产加工提供理论凭据。

1 .资料与步骤

1.1 资料

1.1.1 样品的网络

鲜山羊乳是来自山东省郑州市奶山羊养殖��；鲜骆驼乳样品采自内蒙古阿拉善。将采集后鲜乳随机分成3组。以不处置的鲜羊乳和鲜骆驼乳为对照，对鲜羊乳和鲜骆驼乳别离通过UHT杀菌机来造备巴氏杀菌（75℃、15 s）、超巴氏杀菌（120℃、15 s），以及超高温瞬时灭菌（羊乳：137℃、4 s，骆驼乳：135℃、5 s）样品。每个温度的颠簸领域为±2℃。样品网络后，在-80℃下贮存30 d，实现各指标的测定。

1.1.2 仪器与设备

电子鼻仪器；电子舌仪器；联用仪；超高效液相色谱、色谱柱、色谱柱；UHT杀菌机。

1.2 步骤

1.2.1 糠氨酸含量的测定

糠氨酸含量的测定是凭据国际尺度ISO 13875并作部门改进。汲取2.00 mL样品于耐热密封管中，再汲取6.00 mL的盐酸溶液（10.6 mol/L），混匀后在110℃下加热水解18 h。取出样品冷却后过滤，将1 mL滤液与5.00 mL 6 g/L的乙酸铵溶液混匀后过0.22μm水相滤膜，经超高效液相色谱仪进行测定。以含0.1%三氟乙酸的去离子水为流动相A，甲醇为流动相B，流速为0.5 mL/min，检测波长为280 nm。对于尺度曲线的构建，分析了已知量为25、12.5、6.25、1.25和0.625μg/mL的尺度FRS样品。所有样品一式三份的分析。

1.2.2 5-羟甲基糠醛含量的测定

5-羟甲基糠醛含量的测定是参照NY/T 1332-2007并作部门改进。将10 mL样品与5 mL 0.15 mol/L草酸溶液混匀，90℃水浴加热30 min，冷却至室温后再参与10 mL甲醇并摇匀，再别离参与3 mL乙酸锌和亚铁氰化钾，摇匀静置15 min，再在4℃下以6 000 r/min的速度离心10 min，将上清液经两次过滤后用甲醇定容至50 mL。经0.45μm水相滤膜过滤后，经超高效液相色谱仪进行测定。甲醇为流动相A，去离子水为流动相B，流速为0.8 mL/min，检测波长为284 nm，洗脱前提为15%:85%甲醇和水。所有样品都进行了一式三份的分析。

1.2.3 电子鼻测定韵味

电子鼻韵味的测定是参照依胜男等的步骤并作部门改进。在电子鼻专用瓶中参与2 mL的羊乳和骆驼乳样品并在室温前提下平衡30 min，在电子鼻设备上测定各样品间气味的差距。电子鼻设备设置：流速为300 mL/min，载气是空气，顶空60 s，延滞180 s。样品是拔取48～50 s较安稳的一个阶段进行信息的采集。每个样品沉复4次，拔取其中3个较好的作为平行。

1.2.4 电子舌测定韵味

电子舌韵味的测定是参照宋慧敏等的步骤并作部门改进。将1 mL样品用去离子水稀释100倍，过0.45μm水滤膜后，放在电子舌专用烧杯中进行样品的测定。每个样品测定7次，拔取后3次作为平行。所有样品一式三份的分析。

1.2.5 挥发性韵味物质的测定

羊乳的测定步骤（SPME-GC-MS)。在专用瓶中加取2 mL样品，密封。分析在Agilent 7890B仪器上进行，带有5977A质量选择检测器。以氦气为载气，恒流1.5 m L/min。固相微萃取气相色谱-质谱仪法式从初始温度35℃保温5 min，以5℃/min升温至140℃，维持2 min，再以10℃/min的速度升温到250℃维持3 min。进样前提为：直接毛细管界面温度280℃，离子源温度230℃，四极温度150℃，进样器温度250℃，两次进样1μL，脉冲无分流(172.4 kPa空气，0.5 min)。所有样品进行3次沉复尝试。

骆驼乳的测定步骤（HS-GC-IMS)。将2 mL样品置于20 mL顶空样品瓶中，而后将样品在500 r/min和80°C下孵育20 min。之后，注入500μL的顶空体积，注射针温度为85°C。选取装有色谱柱MXT-5(0.1μm,15 m×0.53 mm）的气相色谱仪在60°C下分离，氮气（纯度≥99.999%）为载气，初始载气流速设定为2 mL/min。在0～2 min内维持在2 mL/min，载气速度在2～10 min内从2 mL/min线性增长到10 m L/min。载气速度在10～20 min内从10 mL/min线性增长到100 mL/min。最后，载气速度在20～30 min内从100 mL/min线性增长到150 mL/min。漂移气体流速设置为150 mL/min。柱温设定为60°C，一式三份进行GC-IMS分析。

1.3 数据处置

使用SPSS Statistics 22进行显著性分析；使用O-rigin2018软件进行绘造柱状图和雷达图；GC-MS和GC-IMS的数据选取TBtools软件进行热图的绘造。主成分分析（principal component analysis,PCA）使用Win Muster软件进行数据的处置。每个样品沉复3次。

2 了局与分析

2.1 分歧温度和功夫处置骆驼乳和羊乳样品中FRS含量的变动法规

FRS含量与美拉德反映水平亲昵有关，是美拉德反映低级阶段的产品，美拉德反映与加热的温度和功夫有亲昵的关系，加热温度越高或加热功夫越长，美拉德反映的水平会越剧烈，形成的美拉德产品中FRS含量会越高。FRS的天生速度受蛋白含量的影响较大，因而，FRS含量的暗示单元应以蛋白为基础(mg/100 g蛋白质)。Mehta等测得鲜牛乳和巴氏杀菌牛乳险些不含任何的FRS，其值<10 mg/100 g蛋白质，只有高巴氏杀菌样品显示含量约为30 mg/100 g蛋白质，而在本尝试中鲜羊乳和鲜骆驼乳中的FRS含量3.69和6.89 mg/100 g。Mendoza等测得巴氏山羊乳(35.8 mg/100 g蛋白质)和鲜羊乳(6.8 mg/100 g蛋白质)以及UHT处置过的山羊乳(154.3 mg/100 g蛋白质)中的FRS。由图1中能够看出，巴氏羊乳、超巴氏羊乳和UHT羊乳中FRS含量别离为10.55、67.54和130.22 mg/100 g蛋白质，而巴氏骆驼乳、超巴氏骆驼乳和UHT骆驼乳中FRS含量别离为9.14、33.44和52.25 mg/100 g蛋白质。鲜羊乳中FRS的含量低于鲜骆驼乳FRS的含量；但是经过热处置后，热处置羊乳样品中FRS含量显著高于热处置骆驼乳样品。UHT羊乳和UHT骆驼乳中FRS含量别离是鲜乳的35倍和8倍，出现上述景象的原因可能是由于较高温度的处置，使乳中糖类和蛋白质的结构产生扭转，加快了美拉德反映的过程，从而增长FRS的含量。除了在热处置过程中，FRS含量随热处置强度的增大而增长表，在贮藏过程中，随贮藏功夫耽搁和温度升高，FRS含量也持续增长。

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图1 分歧热处置羊乳和骆驼乳中FRS含量的变动

大写字母A暗示羊乳样品有统计学差距（P<0.05）；幼写字母a暗示骆驼乳有统计学差距（P<0.05）；*暗示有显著统计学差距（P<0.01），**暗示有极显著统计学差距（P<0.001），下同

2.2 分歧温度和功夫处置骆驼乳和羊乳样品中5-HMF含量的变动法规

在酸性环境下，乳糖与蛋白质反映产生的化合物会水解形成5-HMF，并且乳糖分化成葡萄糖和半乳糖，会加快5-HMF的形成。Haghani-Haghighi等在鲜牛乳和巴氏杀菌牛乳中检测不到5-HMF，而Morales等在巴氏杀菌牛乳中发现5-HMF为2.49μmol/L，在UHT牛乳中，乳糖含量为120和250 mg/L时，5-HMF含量为5.6和8.7μmol/L。而本尝试中，在鲜羊乳和鲜骆驼乳中未检测到5-HMF。如图2所示，巴氏羊乳、超巴氏羊乳和UHT羊乳中5-HMF含量别离为0.32、0.67和1.31 mg/100 g蛋白质，而巴氏骆驼乳、超巴氏骆驼乳和UHT骆驼乳中5-HMF含量别离为0、0.96和1.79 mg/100 g蛋白质。巴氏羊乳中5-HMF的含量高于巴氏骆驼乳中5-HMF的含量，但是经过超巴氏和UHT热处置后的羊乳样品中5-HMF含量显著低于热处置骆驼乳样品。生驼乳和巴氏杀菌驼乳中未检测到5-HMF，而在超巴氏杀菌驼乳和UHT驼乳中检测到5-HMF，可能是由于5-HMF能够通过赖氨酸和乳糖之间的美拉德反映产生，但是也能够在没有赖氨酸的情况下，通过温度的升高（>100℃）导致乳糖的异构化和降解产生。

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图2 分歧热处置羊乳和骆驼乳中5-HMF含量的变动

5-HMF含量与FRS含量增长趋向可反映美拉德反映中占重要过程的特定反映阶段。高萌同样发现，随热处置温度增高和功夫增长，巴氏杀菌牛乳和UHT牛乳中5-HMF含量均产生了显著变动，热处置温度越高和热处置功夫越长，导致牛乳中5-HMF含量越高。在本尝试中发现鲜羊乳和鲜骆驼乳进行UHT处置时，美拉德反映第1、第2阶段的同时剧烈进行，进而导致FRS和5-HMF的含量均激增。

2.3 分歧处置乳样品中电子鼻的了局分析

由图3可知，图（a）和图（b）第一主成分和第二主成分的总贡献率别离为98.61%和98.80%，险些蕴含了大部门的样本信息，可有效地表白各样品间的差距性。图3中的椭圆代表每个样品的整体信息特点，图形的距离代表样品之间气味的差距；表格中玄色数值代表有显著性差距，绿色数值代表有极显著性差距。从图3(a）中能够看出巴氏杀菌羊乳与超巴氏杀菌羊乳气味较类似，与UHT乳、鲜羊乳样品气味差距较大，这可能是由于鲜乳的UHT处置睬导致乳中蛋白质、碳水化合物、脂类以及其他化合物的挥发性化合物的形成。在图3(b）中能够看出，分歧热处置的骆驼乳样品间有显著差距，其中巴氏杀菌骆驼乳与超巴氏杀菌骆驼乳气味较类似，与UHT骆驼乳样品气味差距较大，可能是由于高温处置使乳中形成了大量的酮类物质，进而造成韵味的显著差距，而温度的凹凸和功夫长短对新物质形成及其含量的大幼起了至关沉要的作用，所以，在PCA图中可观察到样品韵味存在显著差距。在图3中，随着热处置水平的增长，羊乳和骆驼乳样品的PCA图呈逆使仉方向旋转，由此可揣摩其他热处置羊乳和骆驼乳样品的PCA图，为电子鼻数据提供理论凭据。

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图3 分歧热处置样品电子鼻PCA图

2.4 分歧处置乳样品中电子舌的了局分析

乳中由于含有丰硕的乳糖、蛋白质、脂肪以及一些无机盐如钠盐和钙盐等，在加热过程中蛋白质之间相互作用，蛋白质分化为肽段和氨基酸，与乳糖产生美拉德反映，与无机盐产生螯合作用等城市对乳的滋味产生很大的影响。在本尝试中，电子舌建设的5个传感器能够别离对酸、咸、鲜、甜和苦这5种滋味作出评价，但是由于甜和苦这两种滋味的呈味物质较为复杂，因而仪器不能进行具体评价。如图4所示，利用电子舌传感器对分歧处置前提下骆驼乳和羊乳中酸、咸和美味的味感值进行测定，其中UHT羊乳的美味最大和咸的味感值最幼，超巴氏羊乳的酸味和咸味的味感值最大；鲜骆驼乳的酸味和美味的味感值最大且咸味最幼，巴氏骆驼乳和UHT骆驼乳的味感值较靠近。从图4(a）中能够看出，与鲜羊乳相比，超巴氏羊乳与UHT羊乳的味感值变动较为显著。而从图4(b）能够看出，与鲜骆驼乳相比，巴氏骆驼乳、超巴氏骆驼乳和UHT骆驼乳中酸味和美味的味感值变动较为显著，导致滋味产生扭转的可能原因是在加热过程中蛋白质与乳糖产生美拉德反映，对鲜乳的滋味产生较大扭转，此表，热处置后脂肪的水解会影响鲜乳的酸味，钠盐和钙盐会在咸味方面阐扬肯定作用。电子舌检测时获取的信息是来自于乳制品中的所有物质(蕴含挥发性，半挥发性和难挥发性物质等)；固然电子鼻的操作过程较电子舌更为轻便，操作功夫更短，但是电子鼻检测时获取的样品信息重要来自于奶制品中挥发性和半挥发性物质，因而电子舌较电子鼻能更齐全获取样品信息，得到更精确的了局。为了达到尽可能在短功夫内将样品精确的分辨的主张，能够将电子鼻和电子舌的结合以此来解决问题。

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图4 分歧热处置样品电子舌雷达图

2.5 分歧温度和功夫处置骆驼乳和羊乳样品中挥发性韵味物质的变动法规

了局见图5。

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图5 分歧热处置样品挥发性韵味物质热图

由图5可见，通过GC-MS和GC-IMS别离检测分歧热处置前提下骆驼乳和羊乳中挥发性韵味物质并结合聚类分析和归一化处置得到的热图。从图5(a）能够看出，与鲜羊乳相比，经过热处置后的样品中挥发性韵味物质在组成和含量上产生了较大变动，尤其是UHT羊乳。随着热处置强度的增长，酸类（壬酸、癸酸和酸楚等）和酯类物质（乙酸己酯和异戊酸异戊酯）的含量削减，酮类（2-壬酮和2-甲基-3-辛酮）和醇类物质（糠醇、异辛醇和正己醇）的含量增长。有文件报路，羊乳中酸楚、壬酸和癸酸等酸类物质能够产生膻味，而在本尝试中经热处置的羊乳中该类物质相对含量削减，注明热处置在肯定水平上能够降低羊乳的膻味。在巴氏杀菌羊乳和超巴氏杀菌羊乳样品中，挥发性化合物的类型类似，但由于加热强度分歧，韵味物质的相对含量也分歧，与电子鼻的了局一致。从图5(b）能够看出，在鲜骆驼乳样品中检测到苯乙醛、丁醛、3-甲基丁醛、2-甲基丁醛、3-羟基-2-丁酮和异戊醇，驼乳中的醛类和酮类在加热前后变动很大。在羊乳样品中检测出酸类物质和烷类物质，而骆驼乳样品中并未检测到。醛类、酮类和有机酸是美拉德反映的重要产品。

乳中韵味的形成除了自体态成的韵味表，在加工阶段中原料乳的一些酶产生了酶促反映，从而形成了怪异的韵味。在热处置过程中，乳中韵味变动的关键与美拉德反映、脂质降解过程中乳脂蛋白、乳清蛋白和乳脂幼球膜中其他蛋白质的热变性有关。随着科技的发展与检测技术的提升，SPME-GC-MS的检测步骤为样品中韵味物质的分离和甄别提供了很大的援手，能够较大水平地分离和甄别乳中挥发性韵味物质。何静等利用GC-MS技术鉴定出醇类、醛类、酮类、酯类是骆驼乳中重要韵味物质，分歧的加热方式处置的骆驼乳重要的挥发性成分差距显著,尤其UHT处置后驼乳中的烷烃类化合物较多。依胜男等使用SPME-GC-MS技术鉴定分歧热处置牛乳中挥发性韵味物质，发现热处置强度越大，韵味物质种类增长越多，其中醛类、酮类和酯类相对含量增长显著，部门酸类相对含量显著削减。

3 结论

本钻研对分歧热处置的羊乳和骆驼乳中美拉德产品和挥发性韵味物质进行比力，证实了热处置睬使羊乳和骆驼乳中美拉德产品含量增长，也会使挥发性韵味物质产生变动。其中鲜羊乳、巴氏杀菌羊乳、超巴氏杀菌羊乳和UHT羊乳中FRS的含量随着热处置强度的增长逐步增长，别离是驼乳的0、1.15、2.02和2.49倍；鲜驼乳、巴氏杀菌驼乳、超巴氏杀菌驼乳和UHT驼乳中5-HMF的含量随着热处置强度的增长逐步增长，别离是羊乳的0、0、1.43和1.37倍。电子鼻和电子舌测定的羊乳和骆驼乳中气味和滋味差距显著，但是气味和滋味之间也存在肯定的有关性。通过GC-MS和GC-IMS测定分歧热处置前提下羊乳和骆驼乳中挥发性韵味物质,其中UHT羊乳中韵味物质与其他羊乳样品间差距极其显著，而鲜驼乳中韵味物质与其他热处置驼乳样品差距极其显著。由此可见，分歧的热处置方式对羊乳和骆驼乳的韵味品质有分歧的影响。因而，在满足产品工艺和杀菌要求的情况下，尽可能的提高产品的营养和活性物质水平、降低美拉德反映产品的天生、改善产品韵味。

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