不同热处理条件下牛奶中热敏指标与功能性蛋白变化规律研究

摘要

牛奶富含各种营养物质，其中的功能性蛋白，对人体健康有非常多的益处。但是，牛奶在上市前都要经过热处理。并且，牛奶热处理的强度越强，功能性蛋白损失越多。糠氨酸和乳果糖是牛奶中两个重要的热敏指标，可以指示牛奶的热处理强度。本文旨在研究不同热处理条件下牛奶中热敏指标（糠氨酸和乳果糖）与功能性蛋白（乳铁蛋白、α-乳白蛋白、β-乳球蛋白）的变化特点以及相互关系，以期为牛奶加工生产和牛奶质量评价提供一定的数据基础。首先本文建立了牛奶中未变性乳铁蛋白含量的检测方法;并在不同条件下对生鲜乳进行加工处理，得到不同热处理条件的牛奶，随后检测其中的热敏物质（糠氨酸、乳果糖）与功能性蛋白（乳铁蛋白、α-乳白蛋白、β-乳球蛋白），分析热敏物质与功能性蛋白在不同热处理条件下的变化特点及相互关系;最后结合本试验及文献数据，对我国市场上主要的国产液态奶和进口液态奶的热敏指标以及功能性蛋白等指标进行了评价。主要试验内容和结果如下:
　　试验一，建立牛奶中未变性乳铁蛋白含量的高效液相色谱(HPLC)检测方法:首先用醋酸调节牛奶pH为4.6，离心取上清，利用肝素与乳铁蛋白之间高强度的结合能力，用肝素亲和柱纯化上清液中的乳铁蛋白，并通过Box-Behnken试验设计优化得到肝素亲和柱富集浓缩乳铁蛋白的最佳条件如下:10mL平衡溶液(10.35 mmol/L磷酸氢二钠(pH6.02))平衡亲和柱，上清液过肝素亲和柱，然后用40 mL平衡溶液淋洗，随后用洗脱液(10.35 mmol/L磷酸氢二钠、1.78 mol/LNaC1，pH7.26)洗脱，收集前4mL洗脱液上机检测。方法验证结果表明，本试验建立的方法在3个加标水平(2、5、10μ.g/mL)下进行试验的回收率为88.3％～95.1％，日间和日内精密度试验结果显示RSD为1.3％～7.2％。热处理牛奶检测结果显示，本试验建立的乳铁蛋白检测方法可以用于不同加工处理方式所得牛奶样品的检测。
　　试验二，不同热处理条件下牛奶中热敏指标与功能性蛋白变化特点及关系研究:生鲜乳在60、65、70、75、80、85、90、95、100、105、110、115、120℃条件下分别加工15s，135、137、139、141、143、145℃条件下分别加工5s后研究糠氨酸、乳果糖与α-乳白蛋白、乳铁蛋白、β-乳球蛋白含量的变化特点以及相互关系。试验结果表明，随着热处理强度的增加，牛奶中乳果糖、糠氨酸含量升高，β-乳球蛋白、α-乳白蛋白和乳铁蛋白含量不断减少。分析试验结果发现，在60～120℃范围内，α-乳白蛋白与糠氨酸和乳果糖含量都存在很强的相关性(R2＞0.9)，而135～145℃范围内，β-乳球蛋白与糠氨酸和乳果糖含量存在很强的相关性(R2＞0.9)。另外，本试验还表明，随着热处理增强，牛奶中功能性成分逐渐减少。这提示我们要严格控制牛奶热处理的工艺，在保证卫生安全的同时，尽可能多的保留牛奶中功能性成分。本文建立了常见热敏指标糠氨酸和乳果糖与有关功能性蛋白含量的相关性，后期有望通过糠氨酸与乳果糖的含量在评价牛奶热处理工艺的同时，量化牛奶的功能性成分的保留程度。
　　试验三，本试验在我国南方及北方地区共24个省份及直辖市的连锁超市及当地超市进行市售液态奶的调研，共采集94批次国产UHT灭菌乳、55批次进口UHT灭菌乳、8批次进口巴氏杀菌乳，并对这些牛奶进行检测，分析其中糠氨酸、乳果糖、β-乳球蛋白、乳铁蛋白及α-乳白蛋白的含量。结果表明，国产品牌UHT灭菌奶中α-乳白蛋白、β-乳球蛋白含量显著高于进口品牌UHT灭菌奶中相应的含量(p＜0.05)，乳铁蛋白含量无显著性差异(p＞0.05);同时，糠氨酸含量显著低于进口品牌UHT灭菌奶中糠氨酸含量(p＜0.05)，乳果糖无显著差异(p＞0.05)。因此从热敏指标和功能性蛋白角度来看，国产品牌UHT灭菌奶质量优于进口品牌UHT灭菌奶。市售进口品牌UHT灭菌奶的保质期显著长于国产品牌UHT灭菌奶的保质期，因此，进口UHT灭菌奶可能经过了很高强度的热处理，导致牛奶中功能性成分含量减少，质量下降。进口品牌巴氏杀菌乳中α-乳白蛋白、β-乳球蛋白及乳铁蛋白含量较低，而糠氨酸和乳果糖含量较高，这说明进口品牌巴氏杀菌乳也存在过热加工的风险。进口品牌巴氏杀菌乳保质期也显著长于常见巴氏杀菌乳的保质期，因此存在贮存时间过长的问题。另外，进口品牌巴氏杀菌奶多批次间α-乳白蛋白、β-乳球蛋白、乳铁蛋白、糠氨酸和乳果糖含量变异比较大，说明进口品牌巴氏杀菌乳品质存在较大差异。因此，我们可以得出结论，“优质奶，本土奶”。
　　巴氏杀菌奶只是经过了轻微的热处理，在保证卫生安全的同时，更多的保留了牛奶中的活性物质，因此是当之无愧的优质奶。因此，面对进口牛奶对国产牛奶的冲击，我们要大力发展巴氏杀菌奶，做到“你无我有”。同时还要继续保持国产UHT灭菌奶的优质品质，做到“你有我优”。同时从原料、加工工艺、产品标识等多方面加强牛奶生产管理和质量控制，保证牛奶饮用安全，提高牛奶品质。

目录

声明

摘要

英文缩略表

1．1 研究目的和意义

1．2 研究背景和国内外研究现状

1．2．1 牛奶热处理的意义

1．2．2 常见牛奶热处理方式

1．2．3 热处理对牛奶中乳清蛋白的影响

1．2．4 热处理对热敏指标的影响

1．2．5 多指标联合评价牛奶热处理

1．2．6 牛奶中乳铁蛋白检测方法研究进展

1．2．7 牛奶中α-La和β-Lg检测方法研究进展

1．3 研究内容和研究方法

第二章 牛奶中非变性乳铁蛋白检测方法的建立

2．1 试验试剂与材料、设备

2．1．1 主要试验试剂

2．1．2 主要试验材料与设备

2．2 试验方法

2．2．1 溶液的配制

2．2．2 样品前处理

2．2．3 液相色谱条件

2．2．4 结果计算

2．3 结果与分析

2．3．1 色谱条件的优化选择

2．3．2 前处理条件的优化

2．3．3 方法学验证

2．4 本章小结

第三章 不同热处理条件下牛奶中热敏指标及功能性成分变化关系研究

3．1 材料与方法

3．1．1 样品的制备

3．1．2 仪器与设备

3．1．3 主要试剂

3．2 试验方法

3．2．1 乳果糖检测方法

3．2．2 糠氨酸检测方法

3．2．3 乳铁蛋白检测方法

3．2．4 α-乳白蛋白及β-乳球蛋白检测方法

3．3 数据处理

3．4 结果与分析

3．4．1 不同热处理对牛奶中热敏指标的影响

3．4．2 不同热处理对牛奶中功能性成分的影响

3．4．3 不同热处理条件下牛奶中热敏指标及功能性成分变化关系

3．5 本章小结

第四章 市场牛奶中热敏指标与主要功能蛋白分析

4．1 材料与方法

4．1．1 样品采集

4．1．2 试剂与材料

4．1．3 样品检测

4．1．4 数据分析方法

4．2 结果与分析

4．2．1 进口品牌与国产品牌UHT灭菌奶比较分析

4．2．2 进口品牌巴氏杀菌奶各指标分析

4．3 本章小结

4．4 建议

第五章 全文结论

参考文献

致谢

作者简历