家用冰箱3種低溫貯藏方式下生鮮牛奶品質變化

申倩，劉永峰，楊澤莎，張薇

(陜西師范大學 食品工程與營養科學學院，陜西 西安，710062)

奶制品中因富含乳蛋白、乳脂、乳糖、維生素和礦物質等營養物質，已成為人們普遍食用的營養佳品[1-3]。生鮮奶是奶制品生產的基本原料，其中豐富的營養物質是多種類群微生物天然的培養基，如果貯藏不當極易導致腐敗變質。家庭和超市中一般將牛奶置于2～4 ℃的冰箱中貯藏，近年來，市面上逐漸普及的帶變溫室冰箱(溫度調節范圍一般為-18～10 ℃)極大地滿足了人們的需求，用戶可以根據自身需求對冰箱溫度進行設置[4]。研究表明，鮮奶中的細菌增殖與溫度有關，將鮮奶貯藏在10 ℃以下能抑制大多數細菌生長與繁殖[5]。潘治利等[6]研究了4 ℃ 冷藏條件下鮮奶品質的變化以及復合天然防腐劑對鮮奶品質的影響，發現4 ℃下鮮牛奶能保存3 d，通過添加復合防腐劑能有效地延長鮮奶的保質期并降低鮮奶營養成分的損失。翟紅月等[7]研究了油莎草總黃酮的抑菌性以及對牛奶貯藏期的影響，結果顯示油莎草總黃酮有助于延長鮮牛奶的貯藏期。盧蓉蓉等[8]將開封后的屋頂奶貯藏于隔水式電熱恒溫培養箱中，研究了0、4、7 ℃貯藏10 d期間牛奶中微生物、乳脂等的變化，發現隨著貯藏溫度的升高屋頂奶品質變化進程加快。可見，不同保鮮技術和不同溫度對牛奶品質影響的研究較多，家用冰箱中不同低溫對生鮮牛奶品質變化的報道較為鮮見。

鑒于此，本文對家用冰箱分別設置0、4、10 ℃的貯藏溫度，研究生鮮牛奶貯藏5 d的感官特性、色澤、酸度和主要營養成分變化，旨在為生鮮奶的低溫貯藏提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

新鮮的牛奶樣品,采集于西安市郊區奶牛養殖大戶所飼養的成年奶牛，牛奶樣品為多頭檢疫合格奶牛所產牛奶的混合奶，該養殖大戶送交原料奶的當地乳品企業檢測混合牛奶的微生物含量≤2×106CFU/mL。樣品采集后在低溫條件下快速帶回實驗室開展試驗。

將樣品分為45份置于50 mL的經過高壓滅菌處理的離心管中，分3組(每組15管)分別置于家用電冰箱變溫室(設置溫度為0 ℃)、家用電冰箱冷藏室(設置溫度為4 ℃)、家用電冰箱變溫室(設置溫度為10 ℃)中貯藏5 d，每天取3管檢測其感官特性、色澤、酸度和營養成分變化，測樣前上下顛倒離心管使樣品混合均勻。

1.2 試劑、儀器與設備

1.2.1 試劑

NaOH、酚酞、無水乙醇、鄰苯二甲酸氫鉀，以上試劑均為分析純。

1.2.2 儀器設備

NS800分光測色儀，深圳市三恩馳科技有限公司；LactoStar乳成分分析儀，德國Funke Gerber公司；BCD-578WPU9CX家用電冰箱，合肥美菱股份有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 感官特性

取3 mL樣品于色差儀配套的塑料器皿中，在色澤測定前觀察生鮮牛奶的質地、氣味和顏色等并做記錄。

1.3.2 色澤測定

對分光測色儀進行黑板、白板矯正，測定牛奶樣品的色澤，記錄其L*、a*、b*值。

1.3.3 酸度測定

按照國標GB 5009.239—2016的方法對生鮮牛奶進行酸度測定。稱取10 g(精確到0.001 g)已混勻的試樣，置于150 mL錐形瓶中，加20 mL新煮沸冷卻至室溫的水，混勻，加入2.0 mL酚酞指示液，混勻后用NaOH標準溶液滴定，邊滴加邊轉動燒瓶，直到顏色與參比溶液的顏色相似，且5 s內不消退，整個滴定過程應在45 s內完成。滴定過程中向錐形瓶中吹氮氣，防止溶液吸收空氣中的CO2。記錄消耗的氫氧化鈉標準滴定溶液毫升數(V2)，根據公式(1)進行計算。

(1)

式中：X2，試樣的酸度，°T；c2，NaOH標準溶液的摩爾濃度，mol/L；V2，滴定時所消耗NaOH標準溶液的體積，mL；V0，空白實驗所消耗NaOH標準溶液的體積，mL；m2，試樣的質量，g。

1.3.4 營養成分測定

采用乳成分分析儀對牛奶樣品進行營養成分測定。開機后用蒸餾水對機器進行3次清洗，取20 mL生鮮牛奶樣品于塑料杯中，放入取樣器下面，啟動牛奶測定按鈕，記錄乳蛋白、乳脂和乳糖的值。

1.4 數據處理與分析

試驗數據采用SPSS(21.0)進行5%水平的顯著性分析和1%水平的極顯著性分析(Duncan)，結果均

2 結果與分析

2.1 不同低溫貯藏生鮮牛奶感官特性的變化

貯藏第1天，牛奶為均一的乳白色，無乳清析出且無絮狀物漂浮，氣味呈淡淡的乳香氣。貯藏第3天，牛奶表面開始出現白色結塊并有少量氣泡產生，10 ℃貯藏的生鮮牛奶尤為嚴重。貯藏第5天，0 ℃貯藏的生鮮牛奶中有少量氣泡產生；4 ℃貯藏的生鮮牛奶中有少量氣泡產生并有絮狀物漂浮，氣味稍帶發酸；10 ℃ 貯藏的生鮮牛奶中有大量的絮狀物漂浮，伴有嚴重的腐臭味。可見，4 ℃和10 ℃下貯藏5 d的生鮮牛奶已發生變質。

2.2 不同低溫貯藏生鮮牛奶色澤的變化

圖1反映了低溫貯藏下生鮮牛奶色澤的變化。生鮮牛奶的色澤用L*、a*、b*三個參數表示，L*表示亮暗(暗～亮：0～100)，a*表示紅綠(綠～紅：負～正)，b*表示黃藍(藍～黃：負～正)。由圖1-A可知，貯藏第2天，生鮮牛奶的L*值下降極顯著(P<0.01)，貯藏第3～5天，生鮮牛奶的L*值下降顯著(P<0.05)，且在10 ℃下貯藏第5天生鮮牛奶的L*值下降極顯著(P<0.01)，說明隨著貯藏時間延長、貯藏溫度升高，生鮮牛奶顏色變暗。a*的變化如圖1-B所示，生鮮牛奶的a*值在貯藏過程中逐漸下降。0 ℃貯藏下，在貯藏第2～4天生鮮牛奶的a*值變化不顯著(P>0.05)，只有在貯藏第5天下降極顯著(P<0.01)，說明0 ℃貯藏對生鮮牛奶的a*值影響較小。4 ℃貯藏下生鮮牛奶的a*值在貯藏第2天和第5天下降極顯著(P<0.01)，說明4 ℃貯藏對生鮮牛奶a*值產生影響，10 ℃貯藏下，除第3天外，生鮮牛奶的a*值下降極顯著(P<0.01)，說明10 ℃貯藏對生鮮牛奶a*值產生較大影響。a*值的減小使生鮮牛奶朝著發綠的趨勢變化。由圖1-C可知，在貯藏期間生鮮牛奶的b*值沒有明顯的變化趨勢(P>0.05)，說明貯藏對生鮮牛奶的b*影響較小。

A-L*；B-a*；C-b*圖1 生鮮牛奶低溫貯藏過程中色澤的變化Fig.1 Changes of color of raw milk during cryopreservation注：同一指標不同大寫字母表示差異顯著(P<0.05)，不同小寫字母表示差異極顯著(P<0.01)。下圖相同。

2.3 不同低溫貯藏生鮮牛奶酸度的變化

根據中華人民共和國衛生部發布的關于生乳的食品安全國家標準，生鮮牛奶酸度的參考標準為 12～18°T。低溫貯藏生鮮牛奶酸度變化如圖2所示。貯藏過程中，生鮮牛奶的酸度總體呈現出上升的趨勢。在貯藏初期，生鮮牛奶的酸度為15°T，0 ℃的貯藏條件對生鮮牛奶的酸度沒有顯著影響(P>0.05)，均呈現出略微增大的趨勢，在貯藏第5天上升為17°T，未超出食品安全國家標準范圍，說明0 ℃貯藏對生鮮牛奶酸度影響較小。4 ℃貯藏下，貯藏前4 d生鮮牛奶的酸度沒有明顯變化，貯藏第5天，生鮮牛奶的酸度顯著升高為18°T(P<0.05)，說明生鮮牛奶即將變質。10 ℃貯藏下，生鮮牛奶的酸度在貯藏第2天顯著增大至17°T(P<0.05)，并在貯藏第5天極顯著上升為24°T(P<0.01)，嚴重超出了食品安全國家標準范圍，說明生鮮牛奶已發生變質。可見，采用家用冰箱0 ℃的低溫貯藏方式能明顯延長生鮮牛奶的貯藏時間。

圖2 生鮮牛奶低溫貯藏過程中酸度的變化Fig.2 Changes of acidity of raw milk during cryopreservation

2.4 不同低溫貯藏生鮮牛奶乳蛋白含量的變化

低溫貯藏生鮮牛奶乳蛋白含量變化如圖3所示。貯藏第1天，生鮮牛奶的乳蛋白含量為3.1%。0 ℃貯藏下，生鮮牛奶的乳蛋白含量在5 d的貯藏過程中變化不顯著(P>0.05)，說明0 ℃貯藏對生鮮牛奶乳蛋白的影響較小。4 ℃貯藏下，生鮮牛奶的乳蛋白含量只有在貯藏第2天顯著下降(P<0.05)，在貯藏第3～5天變化不顯著(P>0.05)。10 ℃貯藏下，生鮮牛奶的乳蛋白含量在5 d的貯藏過程中變化顯著(P<0.05)，說明10 ℃貯藏對生鮮牛奶乳蛋白含量產生較大影響。

圖3 生鮮牛奶低溫貯藏過程中乳蛋白含量的變化Fig.3 Changes of protein content of raw milk during cryopreservation

2.5 不同低溫貯藏生鮮牛奶乳脂含量的變化

低溫貯藏生鮮牛奶乳脂含量變化如圖4所示。貯藏第1天，生鮮牛奶的乳脂含量為3.74%。0 ℃貯藏下，生鮮牛奶的乳脂含量在貯藏第3天極顯著下降為3.12%并在貯藏第5天極顯著下降為2.78%(P<0.01)。4 ℃貯藏下，生鮮牛奶的乳脂含量在貯藏第3天極顯著下降為3.18%并在貯藏第4天極顯著下降為2.49%(P<0.01)。10 ℃貯藏下，生鮮牛奶的乳脂含量在貯藏前4 d均極顯著下降(P<0.01)，在貯藏第5天下降為2.16%。總之，低溫貯藏過程中生鮮牛奶的乳脂含量逐漸下降明顯，0、4、10 ℃下貯藏5 d，乳脂的損失率分別為25.67%、31.11%、 42.16%，這說明貯藏溫度越高，生鮮牛奶乳脂損失率越高。

圖4 生鮮牛奶低溫貯藏過程中乳脂含量的變化Fig.4 Changes of fat content of raw milk during cryopreservation

2.6 不同低溫貯藏生鮮牛奶乳糖含量的變化

低溫貯藏生鮮牛奶乳脂含量變化如圖5所示。貯藏第1天，生鮮牛奶中的乳糖含量為3.81%。5 d貯藏期間，0和4 ℃貯藏下，生鮮牛奶中的乳糖含量變化不顯著(P>0.05)。10 ℃貯藏下，在貯藏第2天和第4天生鮮牛奶的乳糖含量顯著下降(P<0.05)。貯藏第5天，0、4、10 ℃貯藏下生鮮牛奶中的乳糖含量分別為3.56%、3.63%、3.34%，乳糖損失率分別為6.56%、4.72%、12.36%，這說明貯藏溫度越高，生鮮牛奶乳糖損失率越高。

圖5 生鮮牛奶低溫貯藏過程中乳糖含量的變化Fig.5 Changes of lactose content of raw milk during cryopreservation

3 討論

生鮮牛奶的感官特性與牛奶品質密切相關[9]。本研究結果顯示，在貯藏過程中，生鮮牛奶中逐漸出現氣泡和絮狀物，并伴有酸敗腐臭味的產生。這一現象可能與生鮮奶中豐富的營養物質和牛奶中的微生物有關[10]。生鮮牛奶中的絮狀物可能是由于蛋白分解菌分解乳蛋白，致使牛奶質地發生改變[8]。貯藏過程生鮮牛奶的腐臭味可能是多種物質相互作用影響呈味，例如鹽類物質影響咸味，乳糖分解影響甜味，病原微生物的傳播引起酸敗味[11-12]。

牛奶品質變化過程中其色澤、酸度等理化特性發生了明顯變化。本研究結果顯示，隨著貯藏時間的延長，生鮮牛奶的L*值逐漸減小，并且隨著貯藏溫度升高，L*值減小的進程加快。趙光遠等[13]研究發現，L*值的大小與生鮮牛奶中的酪蛋白有關，在貯藏過程中，L*值的降低可能是由于酪蛋白的溶解所致，并且在低溫貯藏下此過程是不可逆的。HARTE等[14]研究發現，牛奶的L*值與乳脂球和酪蛋白膠束散射光粒子有關。因此，L*的降低可能是由于乳脂和酪蛋白的降解造成的。本研究中，在整個貯藏過程中，生鮮牛奶的酸度逐漸上升，并隨貯藏溫度的升高而上升。這可能是由于生鮮牛奶中豐富營養物質和適宜溫度適合多種微生物的生長繁殖，微生物在代謝過程中產生的酸性物質導致生鮮牛奶酸度的上升[15]。也有研究表明，生鮮牛奶在貯藏過程中乳蛋白的變性、乳脂酸敗、碳水化合物發酵等也會引起其酸度上升[16-18]。10 ℃貯藏的生鮮牛奶在貯藏第5天嚴重超出國家食品衛生標準范圍，4 ℃貯藏的生鮮牛奶在貯藏第5天已達國家食品衛生標準范圍，0 ℃貯藏的生鮮牛奶在貯藏期內符合國家食品衛生標準范圍，這與李小珍等[19]的觀點基本一致，即需要貯藏3 d的生鮮牛奶貯藏溫度應保持在4 ℃以下。

乳蛋白、乳脂和乳糖含量是評價生鮮牛奶營養品質的重要指標[20-21]。本研究中，生鮮牛奶中的乳蛋白、乳脂和乳糖等在貯藏過程中均發生不同程度的降解，這可能是由于生鮮牛奶中細菌的生長繁殖使得營養物質被分解[22]。生鮮牛奶在5 d的貯藏過程中乳脂含量下降明顯。這可能是由于乳脂分解與解酯酶、微生物情況有關，低溫環境降低了解酯酶的活化能并抑制微生物活性，進而使乳脂分解減緩。乳脂含量的下降也可能是由于乳脂的自動氧化造成的。10 ℃貯藏的第5天，乳脂含量下降減緩，這可能是由于貯藏后期牛奶中的營養物質消失殆盡，微生物分解乳脂受到限制，此結果與谷雪蓮等[23]對牛奶貯藏過程中乳脂變化的研究結果基本一致。生鮮牛奶貯藏過程中的乳蛋白含量總體呈下降趨勢，這與庫婷等[10]的表述一致。隨著儲藏溫度的升高，生鮮牛奶的乳蛋白含量變化顯著，這是因為生鮮牛奶和微生物中存在蛋白酶，溫度升高提高了乳蛋白分解速率。生鮮牛奶在貯藏過程中乳糖含量降低，可能是由于乳糖被轉化為乳酸和乙醇等代謝產物所致。可見，0 ℃的貯藏溫度能使生鮮牛奶中的營養物質得到最大保留。

4 結論

家用電冰箱3種低溫貯藏方式對生鮮牛奶感官特性、色澤、酸度和主要營養成分影響不同。相比4 ℃和10 ℃，0 ℃貯藏下生鮮牛奶感官特性良好，色澤變化幅度較小，酸度符合國家食品衛生標準范圍且乳脂、乳蛋白、乳糖等主要營養成分損失率低。可見，0 ℃下貯藏生鮮牛奶可顯著延長生鮮牛奶的貯藏期并使生鮮牛奶中的營養物質得到保留。