闫宁环，陈伟，吴秋波，史玉东，陈云，季国志（.内蒙古化工职业学院，内蒙古呼和浩特0503，.内蒙古蒙牛乳业（集团）股份有限公司，内蒙古呼和浩特0500）



不同杀菌方式对牛乳中热敏性成分的影响研究

闫宁环1，陈伟2，吴秋波1，史玉东2，陈云2，季国志2
（1.内蒙古化工职业学院，内蒙古呼和浩特011503，2.内蒙古蒙牛乳业（集团）股份有限公司，内蒙古呼和浩特011500）

摘要：分别采用管式杀菌、微滤膜杀菌及微滤膜杀菌与巴氏杀菌相结合3种杀菌方式处理牛乳，对其热敏性成分的变化进行研究。测定结果表明：从杀菌效果考虑，向牛乳中加入乳清蛋白和维生素（包括水溶性维生素和脂溶性维生素），3种杀菌方式均能达到较高的杀菌率微滤膜+巴氏杀菌结合的处理方式的杀菌率低于微滤膜除菌及管式杀菌。从营养物质的损失率考虑，管式杀菌处理对乳清蛋白的损失率与其它两种方式相比，影响显著，且营养物质的损失率随着管式杀菌温度的升高而增大。相对于乳清蛋白中的乳铁蛋白和IgG成分，3种杀菌方式对α-乳白蛋白、β-乳球蛋白的损失率影响较小。向牛乳添加的4种类型的水溶性维生素相比，3种杀菌方式对维生素B1的损失率影响最小。但高温（142℃）处理的管式杀菌方式对4种水溶性维生素的损失率影响均显著。3种杀菌方式对脂溶性维生素的损失率的影响高于对水溶性维生素的影响，尤其对维生素E的损失率的影响较显著。

关键词：牛乳；微滤膜杀菌；巴氏杀菌；管式杀菌；热敏性成分；乳清蛋白；维生素

随着人们健康意识的不断提升，功能性乳品已逐渐成为市场的主流，功能性乳制品除了具有基本的营养功能以外，还必须具有一种或多种已被证实的改善人体健康或降低患病的功能。而这些功能性成分通常属于热敏性成分，现用的杀菌处理技术往往会令功能性成分变性失活［1］，从而降低牛乳制品的功能活性。

目前市场上乳制品中常添加热敏性功能成分有乳铁蛋白、α-乳白蛋白、β-乳球蛋白、IgG、DHA、ARA、视黄醇、生育酚（VE）、叶酸、抗坏血酸、硝酸硫胺素和VB12等物质［2-5］，热敏性成分的损失率与处理温度和时间密切相关，因此本研究在参照国外文献及国内对热敏性成分的测定方法的基础上［6-10］，采用管式杀菌、微滤膜杀菌及微滤膜杀菌与巴氏杀菌相结合3种杀菌方式处理牛乳，以相对损失率为衡量指标，考察不同杀菌方式对不同热敏性成分的影响，旨在为牛乳中热敏性功能成分的控制提供参考。

1　材料和方法

1.1试剂与仪器

1.1.1试剂

蒸馏水；乳铁蛋白（lactoferrin，sigma公司生产，纯度≥98%）、α-乳白蛋白（α-lactalbumin，sigma公司生产，纯度≥98%）、β-乳球蛋白（β-lactoglobulin，sigma公司生产，纯度≥98%）、IgG（sigma公司生产，纯度≥98%）、视黄醇A（VA，sigma公司生产，纯度≥98%）、生育酚（VE，sigma公司生产，纯度≥98%）、叶酸（folic acid，sigma公司生产，纯度≥98%）、抗坏血酸（ascorbic acid，sigma公司生产，纯度≥98%）、硝酸硫胺素（Thiaminmononitrate，sigma公司生产，纯度≥98%）和维生素B12（vitamine 12，sigma公司生产，纯度100%）。

1.1.2仪器和材料

1.1.2.1牛乳

来源于内蒙古蒙牛乳业。

1.1.2.2仪器设备

US200/1812微滤膜分离除菌设备：上海朗极膜分离设备工程有限公司；25000L巴氏杀菌设备：上海麦润机械有限公司；JD-MPL常规管式UHT除菌设备：上海嘉迪机械有限公司。

1.2方法

1.2.1杀菌处理方式

按照一定比例向牛乳中添加相应的热敏性营养成分，分别采用不同的方式对调制好的牛乳样品杀菌处理，杀菌处理条件分别如下：

微滤膜分离除菌：利用微滤膜筛分，分离牛奶中的细菌。膜材料为1.4 μm陶瓷膜，杀菌处理温度为50℃。

微滤膜+巴氏杀菌：将微滤除菌方式（1.4 μm陶瓷膜，处理温度50℃）与巴氏杀菌方式（处理温度为72℃，处理时间为15 s）相结合。

常规管式UHT除菌：管式间接杀菌，处理温度分别为（142±2）℃、（130±2）℃、（121±2）℃、（137±2）℃，杀菌时间为4 s。

1.2.2热敏性成分的测定

分别测定不同杀菌方式处理后的乳清蛋白、水溶性维生素、脂溶性维生素等营养物质含量，计算营养物质损失率及相对杀菌率。各指标的测定方法如下：

乳清蛋白含量检测按照GB/T 5413.2-1997《婴幼儿配方食品和乳粉乳清蛋白的测定方法》进行检测。

维生素B1含量检测按照GB/T 5413.11-2010《婴幼儿食品和乳品中维生素B1的测定方法》进行检测。

维生素B12含量检测按照GB/T 5413.14-2010《婴幼儿食品和乳品中维生素B12的测定方法》进行检测。

维生素C含量检测按照GB/T 5413.18-2010《婴幼儿食品和乳品中维生素C的测定方法》进行检测。

叶酸含量检测按照GB/T 5413.16-2010《婴幼儿食品和乳品中叶酸（叶酸盐活性）的测定方法》进行检测。

维生素A、维生素E含量检测按照GB/T 5413.9-2010《婴幼儿食品和乳品中维生素A、D、E的测定方法》进行检测。

细菌总数含量检测按照GB/T4789.18-2003《食品微生物学检验乳与乳制品检验的测定方法》进行检测。

2　结果与分析

2.1计算方法

营养损失率/%=（调制好牛乳中原有营养物质含量-杀菌后营养物质含量）/牛乳中原有营养物质含量× 100

相对损失率/%=（调制好的牛乳中原有营养物质含量/调制好的牛乳中干物质含量-杀菌处理后营养物质含量/杀菌处理后干物质含量）×100

杀菌率/%=（调制好的牛乳中原有细菌总数-杀菌处理后细菌总数）/调制好的牛乳中原有细菌总数×100

2.2测定结果

2.2.1不同杀菌条件对乳清蛋白的影响

向牛乳中加入乳清蛋白，具体配比方式见表1。

表1　牛乳中添加乳清蛋白配比方式Table 1 Modulation mode of lactalbumin in milk

分别采用微滤膜除菌、管式杀菌及微滤膜与巴氏杀菌方式相结合3种杀菌方式对按照表1配比好的牛乳样品进行处理，按照GB/T 5413.2-1997《婴幼儿配方食品和乳粉乳清蛋白的测定方法》测定乳清蛋白含量，计算损失率，测定结果见表2。

表2　不同杀菌方式对乳清蛋白的影响Table 2 Influence of different sterilization treatment to lactalbuminin milk %

分析表2测定结果可得，从杀菌效果考虑，3种杀菌方式均能达到较高的杀菌率。从营养物质的损失率考虑，管式杀菌处理对乳清蛋白的损失率与其它两种方式相比，影响显著，且营养物质的损失率随着管式杀菌温度的升高而增大。相对于乳清蛋白中的乳铁蛋白和IgG成分，3种杀菌方式对α-乳白蛋白、β-乳球蛋白的损失率影响较小。

2.2.2不同杀菌条件对维生素的影响

向牛乳中加入水溶性维生素，具体配比方式见表3。

分别采用微滤膜除菌、管式杀菌及微滤膜与巴氏杀菌方式相结合3种杀菌方式对按照表3配比好的牛乳样品进行处理，按照1.2.2的测定方法分别测定维生素B1、维生素B12、维生素C及叶酸含量，测定结果见表4。

表3　牛乳中添加水溶性维生素的配比方式Table 3 Modulation mode of water solube vitamin in milk

表4　不同杀菌方式对水溶性维生素的影响Table 4 Influence of different sterilization treatment conditions to water solube vitamin in milk %

分析表4测定结果，从杀菌效果考虑，向牛乳中添加水溶性维生素后，微滤膜+巴氏杀菌结合的杀菌方式的杀菌率低于微滤膜除菌及管式杀菌。向牛乳添加的4种类型的水溶性维生素相比，3种杀菌方式对维生素B1的损失率影响最小。高温（142℃）处理的管式杀菌方式对4种水溶性维生素的损失率影响均显著。

向牛乳中加入水溶性维生素，具体配比方式见表5。

表5　牛乳添加脂溶性维生素的配比方式Table 5 Modulation mode of fat solube vitamin in milk

分别采用微滤膜除菌、管式杀菌及微滤膜与巴氏杀菌方式相结合3种杀菌方式对按照表5配比好的牛乳样品进行处理，按照1.2.2的测定方法分别测定维生素A、维生素E的含量，测定结果见表6。

分析表6测定结果，从杀菌角度考虑，3种杀菌方式均能达到较好的杀菌效果。从营养物质的损失率角度考虑，3种杀菌方式对维生素E的损失率的影响较显著。与水溶性维生素的损失率影响相比，3种杀菌方式对脂溶性维生素的损失率的影响高于对水溶性维生素的影响。

表6　不同杀菌方式对脂溶性维生素热敏性功能性成分的影响Table 6 Influence of different sterilization treatment conditions to fat solube vitamin in milk　%

3　讨论

1）从杀菌效果考虑，向牛乳中加入乳清蛋白和维生素（包括水溶性维生素和脂溶性维生素），3种杀菌方式均能达到较高的杀菌率。

2）从营养物质的损失率考虑，管式杀菌处理对乳清蛋白的损失率与其它两种方式相比，影响显著，且营养物质的损失率随着管式杀菌温度的升高而增大。相对于乳清蛋白中的乳铁蛋白和IgG成分，3种杀菌方式对α-乳白蛋白、β-乳球蛋白的损失率影响较小。

向牛乳添加的4种类型的水溶性维生素相比，3种杀菌方式对维生素B1的损失率影响最小。高温（142℃）处理的管式杀菌方式对4种水溶性维生素的损失率影响均显著。

与水溶性维生素的损失率影响相比，3种杀菌方式对脂溶性维生素的损失率的影响高于对水溶性维生素的影响，尤其对维生素E的损失率的影响较显著。

参考文献：

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Research of Heat Sensitive Composition in Milk with Different Mode of Sterilization

YAN Ning-huan1，CHEN Wei2，WU Qiu-bo1，SHI Yu-dong2，CHEN Yun2，JI Guo-zhi2
（1. Inner Mongolia Vocational College of Institute of Chemical Technology，Hohhot 011503，Inner Mongolia，China；2. Inner Mongolia Mengniu Dairy（Group）Limited by Share Ltd.，Hohhot 011500，Inner Mongolia，China）

Abstract：The heat sensitive composition in milk with the different process mode of UHT sterilization，Microfiltration membrane sterilization，Pasteurization with Microfiltration membrane sterilization were researched. With different treatment modes of methods of sterilization could able to achieve high sterilizing rate. UHT sterilization had obvious affect to sterilizing rate of lactoferrin，and the affect change higher when temperature of UHT was higher. Compared with lactoferrin and IgG in Lactalbumin，all of three modes of sterilization had no significant effect to α-lactalbumin and β-lactoglobulin. With the addition of water soluble vitamin，the sterilizationrate of three modes of sterilization to vitamin B1 was less than other vitamin，but high temperature of UHT （142℃）had obvious affect to sterilizing rate of water soluble vitamin. Consider to fat soluble vitamin，three modes of sterilization had obvious affection，especially vitamin E.

Key words：milk；microfiltration membrane sterilization；pasteurization sterilization；UHT sterilization；heat sensitive composition；lactalbumin；vitamin

DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2016.09.031

作者简介：闫宁环（1980—），女（汉），讲师，硕士，从事食品生产工艺开发及环境、建筑材料等领域的分析检测工作。

收稿日期：2015-06-08