陈晓欣， 张晓瑞， 林 清， 李林强*

(1.陕西师范大学食品工程与营养科学学院，陕西 西安 710119；2.西北农林科技大学动物科技学院，陕西 杨凌 712100)

乳是人们青睐的食源之一。对于素食主义者来说，乳品也许就是他们唯一的动物性完全蛋白来源，特别是牛乳、羊乳。热处理是所有乳制品生产过程中必不可少的一个关键环节。通过热处理杀死微生物，特别是致病、致毒微生物，从而达到预防食源性疾病的目的[1]，同时也可以延长乳制品的货架期，便于销售和远距离运输。目前开发的各种热处理技术均是为了保证乳制品质量安全，保障消费者的健康，经过热处理的乳制品也更有利于人体消化和吸收，但同时热处理也会对乳的自然成分产生一定程度的改变，这有可能影响乳制品的感官品质，甚至还可能产生一些不良因子。

本文分析总结了热处理对牛、羊乳中蛋白质、脂肪、碳水化合物的理化特性和其中酶的活性的影响，并分析其变化机制，以期揭示热处理对乳主要营养素组成结构的改变及其可能对人体生理产生的调节作用。

1 热处理对乳蛋白质的影响

乳蛋白主要分为酪蛋白和乳清蛋白两大类。牛乳、羊乳和人乳三者酪蛋白与乳清蛋白之比分别为4∶1、3.5∶1、和1∶1.5，三者酪蛋白质量百分数依次为80%、78%和40%，乳清蛋白则相应为20%、22%和60%，可见羊奶酪蛋白含量比牛奶低，而乳清蛋白含量则高于牛奶，其营养模式更接近人乳[2]。乳中酪蛋白主要包括：αs1-酪蛋白、αs2-酪蛋白、β-酪蛋白和κ-酪蛋白4种单体，其在牛乳酪蛋白中其重量比依次为4∶1∶4∶1。乳清蛋白主要包括：α-乳白蛋白(α-lactalbumin)和β-乳球蛋白(β-lactoglobulin)，以及少量的免疫球蛋白(immunoglobulin，IG)、血清白蛋白(serum albumin，SA)等(见表1)。

普遍认为乳中酪蛋白具有较高的热稳定性，这是由于多个酪蛋白单体聚集成酪蛋白胶束形式存在，其间存在钙离子黏合作用、疏水相互作用、静电作用、氢键作用和二硫键等作用力，这些力能够维持酪蛋白胶束结构的稳定；另外，也有报道认为κ-酪蛋白可能使αs1-酪蛋白和β-酪蛋白免受钙离子影响而沉淀。但是，热处理也会对酪蛋白的这些作用力产生不同程度的影响。

酪蛋白主要以酪蛋白磷酸钙胶束、胶粒的形式存在，温度升高会使其物理性碰撞频率增加，有可能导致酪蛋白聚集，但温度过高则会破坏酪蛋白的次级结构，增加其静电斥力，从而使酪蛋白不易结块[3]，当温度高于115 ℃时，酪蛋白将发生糖基化[4-5]。55～100 ℃的热处理会影响酪蛋白胶束结构一些次级键，其中的二硫键的形成较易发生[6]。高于70 ℃的热处理会使酪蛋白胶束表面的κ-酪蛋白与β-乳球蛋白形成二硫键发生聚合反应[7]，温度再高，这种聚合作用就越大[8]，热处理导致乳蛋白颗粒增大也间接证实了这一点[9-11]。相比较酪蛋白，乳清蛋白对热不稳定则更为显著，70 ℃以上就能引起乳清蛋白的热变性;甚至热处理的方式也会对乳清蛋白的变性有影响，间接加热更易造成乳清蛋白的变性[12]。在相同的热处理条件下，羊乳热处理后蛋白质的沉淀率显著高于牛乳，原子力显微镜微观分析结果显示羊乳蛋白质胶束粒子明显大于牛乳[9]。这可能首先是由于鲜牛乳蛋白胶束粒度大小主要集中在1 nm以下，羊乳则大部分主要分布在1～1 000 nm的范围内[9-10]；也可能是由于热处理更有利于β-乳球蛋白、α-乳白蛋白形成二硫键；或者是热处理破坏了乳清蛋白的部分疏水作用。显然，乳清蛋白和酪蛋白比例可能是影响乳热稳定性的一个重要因素[13]。

还有研究表明，酪蛋白易于与热变性去折叠的乳清蛋白形成二硫桥键[14]，αs1-CN、β-CN也有相同的特性[15]。也有报道不同的热处理会导致乳中氨基酸含量发生变化，而游离氨基酸之间会发生反应[16]。宏观上讲，热处理会影响乳蛋白的二级结构。

表1 不同乳的蛋白组成比较 g/kg

注：表中“-”代表未检测到。

2 乳热处理过程中脂肪的变化

羊奶脂肪含量为3.6～4.5 g/100 g，脂肪球直径2 μm左右，富含短中链脂肪酸，约占总脂肪含量的25%左右；而牛奶脂肪球直径为 3～4 μm，其中短链脂肪酸占总脂肪含量不到10%[13,17]。在85 ℃的条件下，随着加热时间延长，羊乳短链脂肪酸含量进一步升高，长链脂肪酸含量降低；超高温(T≥128 ℃)条件下羊乳中多不饱和脂肪酸含量减少，短、中链脂肪酸的含量也增加。牛乳脂肪热处理变化情况与羊乳相似[18]。

3 乳热处理过程中乳糖和酶的变化

乳在热处理过程中的变化是复杂多样的，除了蛋白质、脂肪变性之外，乳的热变性还体现乳糖异构化、酶失活等方面。乳经过热处理会使乳糖水解产生的葡萄糖异构化为果糖，半乳糖可异构化为酮糖[19]。乳糖在热处理过程中主要发生水解、美拉德反应和异构化等，这3个过程都是可逆的，存在动态平衡。

乳液中的酶主要分为内源酶和外源酶。内源酶有60多种，多来源于乳腺组织、血浆和白细胞等；外源酶多由微生物产生，或者为死亡的菌体或细胞凋亡溶解后释放出的胞内酶。这些酶除溶菌酶、过氧化物酶等有助于改善乳的品质外，其余多对乳产生不良影响。热处理过程会使乳中大部分蛋白酶失活，这可抑制蛋白酶、脂肪酶等对乳制品的蛋白质、脂肪和碳水化合物的降解，从而保证乳制品在贮藏期间质量的稳定性和安全。

4 结 论

热处理是保证乳制品质量安全的必要环节，但同时也改变了乳的基本理化特性，特别是乳制品的稳定性以及其部分营养价值，甚至产生不良因子。因此，合理控制乳热处理条件，降低其对乳制品的不良影响将是一项长期的研发任务。