不同儲存條件對液態(tài)奶中乳果糖質(zhì)量濃度的影響

陳美霞，郝欣雨，尚麗君，鄭楠，王加啟

（1.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所農(nóng)業(yè)農(nóng)村部奶及奶制品質(zhì)量安全控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 北京100193；2.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所農(nóng)業(yè)農(nóng)村部奶產(chǎn)品質(zhì)量安全風(fēng)險評估實(shí)驗(yàn)室農(nóng)業(yè)農(nóng)村部奶及奶制品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測試中心 動物營養(yǎng)學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100193；3.中國農(nóng)業(yè)大學(xué) 動物營養(yǎng)學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100193）

0 引 言

1 實(shí) 驗(yàn)

1.1 方法

1.1.1 樣品采集

生鮮乳采集于北京當(dāng)?shù)啬翀觯徊煌bUHT滅菌乳（伊利），包括利樂枕（保質(zhì)期45 d）、利樂包（保質(zhì)期180 d）、康美包（保質(zhì)期180 d）以及金典高乳蛋白UHT純牛奶（保質(zhì)期180 d）購買于北京當(dāng)?shù)爻小Ｋ袠悠范即_保不含復(fù)原乳[14]。

1.1.2 試驗(yàn)設(shè)計

實(shí)驗(yàn)一：為了系統(tǒng)研究不同儲存條件對液態(tài)奶中乳果糖質(zhì)量濃度的影響，將不同類型的UHT滅菌乳（利樂磚、利樂枕、利樂包和康美包包裝的UHT滅菌乳，以及高乳蛋白滅菌乳）分別放置在4℃、常溫（25℃）和37℃條件下（模擬夏季室內(nèi)儲存的極端溫度）中儲存三個月。儲存第一個月內(nèi)每3天采樣一次進(jìn)行乳果糖檢測；儲存第2至第3月，每15天采樣一次進(jìn)行乳果糖檢測。每個條件3個平行。

實(shí)驗(yàn)二：為了研究夏季極端運(yùn)輸條件對液態(tài)奶中乳果糖質(zhì)量濃度的影響，將生鮮乳放置在65℃保存，分別于0和5 h檢測乳果糖質(zhì)量濃度；UHT滅菌乳放置于65℃，分別于0，5，10 h和20 h檢測乳果糖質(zhì)量濃度。每個條件至少5個平行。

1.1.3 乳果糖的檢測

樣品中乳果糖質(zhì)量濃度參照農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NY/T 939-2016中規(guī)定的方法用紫外/分光光度計（DU 800 Beckman，美國）進(jìn)行檢測[13]。

1.2 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤表示，采用SAS9.2統(tǒng)計軟件中單因子方差分析（One-way ANOVA，LSD）過程進(jìn)行單因子方差分析，P＜0.05為差異顯著。

計算機(jī)技術(shù)發(fā)展很快，網(wǎng)絡(luò)時代的到來極大地改變了人類原有的生活和社會結(jié)構(gòu)，大數(shù)據(jù)已經(jīng)成為當(dāng)前這個時代的重要標(biāo)志之一。目前，大數(shù)據(jù)在人類社會的不同領(lǐng)域均得到了十分廣泛的應(yīng)用，尤其是高等教育領(lǐng)域在使用大數(shù)據(jù)這一關(guān)鍵技術(shù)后，產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)和社會效應(yīng)，對于高等教育的發(fā)展產(chǎn)生了極大的推動作用。縱觀世界高等教育史，每一次科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和變革都講極大的推動高等教育的發(fā)展。在當(dāng)今時代，高等教育的發(fā)展必然日益加快，與大數(shù)據(jù)的聯(lián)系也將日趨緊密。

2 結(jié) 果

2.1 不同包裝UHT滅菌乳在不同儲存條件下乳果糖質(zhì)量濃度的變化

2.1.1 利樂枕包UHT滅菌乳

保質(zhì)期內(nèi)利樂枕UHT滅菌乳（圖1a）在4℃條件下乳果糖質(zhì)量濃度比較穩(wěn)定；在常溫和37℃儲存條件下，隨著時間的延長，其乳果糖質(zhì)量濃度逐漸增加（P＜0.05）。常溫條件下，利樂枕UHT滅菌乳中乳果糖質(zhì)量濃度平均每日增加量約為0.8 mg/L，37℃條件下，乳果糖質(zhì)量濃度平均每日增加量為3.8 mg/mL，說明溫度升高會促進(jìn)乳糖異構(gòu)生成乳果糖。當(dāng)延長保存時間，即保存時間超過45 d時，常溫儲存的利樂枕UHT滅菌乳中乳果糖質(zhì)量濃度顯著升高（P＜0.05），平均每日增加量約為2.8 mg/L，遠(yuǎn)高于保質(zhì)期內(nèi)同樣存儲條件下乳果糖的每日增加量；37℃和4℃條件下，非保質(zhì)期內(nèi)利樂枕UHT滅菌乳如乳果糖質(zhì)量濃度變化與同條件下保質(zhì)期內(nèi)乳果糖質(zhì)量濃度變化類似：37℃時隨時間延長，乳果糖質(zhì)量濃度顯著增加（P＜0.05），平均每日增加量約為2.8 mg/L；4℃條件下，乳果糖質(zhì)量濃度比較穩(wěn)定（P＞0.05）。

圖1 不同包裝UHT滅菌乳在不同儲存條件下乳果糖質(zhì)量濃度變化（n=3）

2.1.2 利樂磚包UHT滅菌乳

利樂磚UHT滅菌乳保質(zhì)期一般為6個月，本試驗(yàn)研究了其在不同儲存條件下儲存3個月乳果糖質(zhì)量濃度的變化。結(jié)果如圖1（c）所示，在4℃條件下，利樂磚UHT滅菌乳中乳果糖質(zhì)量濃度比較穩(wěn)定，無明顯增加（P＞0.05）。在常溫和37℃條件下，隨著時間的延長，乳果糖質(zhì)量濃度逐漸增加。利樂磚UHT滅菌乳在常溫下乳果糖質(zhì)量濃度平均每日增加量約為0.2 mg/L，在37℃條件下平均每日增加量約為3.9 mg/L。

2.1.3 康美包UHT滅菌乳

由圖1（d）可知，康美包UHT滅菌乳在4℃儲存條件下乳果糖質(zhì)量濃度比較穩(wěn)定，而在常溫和37℃條件下隨著時間的延長乳果糖質(zhì)量濃度逐漸增加。常溫條件下，康美包滅菌乳中乳果糖平均每日增加量為0.2 mg/L，37℃條件下乳果糖平均每日增加量為3.3 mg/L。康美包包裝是與利樂磚包裝類似的無菌包裝，區(qū)別在于康美包生產(chǎn)時采用上下封口方式，包裝盒內(nèi)含有空氣，而利樂磚包裝盒內(nèi)不含空氣，二者在4℃條件下乳果糖質(zhì)量濃度都比較穩(wěn)定，常溫條件下和37℃條件下二者中乳果糖平均每日增加量無明顯差異，表明空氣對乳果糖質(zhì)量濃度變化并無影響。

2.1.4 高乳蛋白UHT滅菌乳

盡管利樂磚、利樂枕、利樂包以及康美包UHT滅菌乳包裝不同，但它們都屬于普通純牛奶，其乳蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)高一般為2.8%～3.0%，而金典UHT滅菌乳屬于高蛋白純牛奶，其乳蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般≥3.5%，目前并無研究報道高乳蛋白在不同儲存條件下乳果糖質(zhì)量濃度變化。本試驗(yàn)分析了高乳蛋白UHT滅菌乳在4℃、常溫和37℃條件下儲存3個月乳果糖質(zhì)量濃度的變化，結(jié)果表明，在4℃、常溫和37℃3種儲存條件下，隨著時間的延長，高乳蛋白UHT滅菌乳中乳果糖質(zhì)量濃度逐漸增加（P＜0.05）。在常溫和4℃儲存條件下，高乳蛋白UHT滅菌乳中乳果糖平均每日增加量約為0.2 mg/L，在37℃儲存條件下，乳果糖平均每日增加量約為3.4 mg/L，低于康美包包裝的UHT滅菌乳中乳果糖質(zhì)量濃度增加速度，小于利樂磚包裝的UHT滅菌乳中乳果糖質(zhì)量濃度增加速度。

2.2 夏季高溫運(yùn)輸條件對生鮮乳和UHT滅菌乳中乳果糖質(zhì)量濃度的影響

本研究模擬了夏季奶罐車運(yùn)輸生鮮乳和集裝箱運(yùn)輸常溫奶的極限溫度65℃，分析在此條件下生鮮乳和UHT滅菌乳中乳果糖質(zhì)量濃度變化，由表1可知，在65℃條件下經(jīng)過5 h后，生鮮乳中乳果糖質(zhì)量濃度由初始6.0 mg/L升至29.6 mg/L（P＜0.01）；由表2可知，UHT滅菌奶在65℃條件下，隨著時間的延長，乳果糖質(zhì)量濃度顯著增加（P＜0.05），經(jīng)過5、10和20 h后，乳果糖質(zhì)量濃度分別增加38、46.3和64 mg/L。

表1 65℃條件下生乳儲存時間牛奶中乳果糖變化量

表2 65℃條件下UHT乳儲存時間牛奶中乳果糖變化量

表2中，同列數(shù)據(jù)肩標(biāo)相同小寫字母表示差異不顯著（P＞0.05），不同小寫字母表示差異顯著（P＜0.05）。

3 討 論

液態(tài)奶中乳果糖是乳糖異構(gòu)化的一種雙糖[13]，由于其在牛奶熱處理過程中生成，且其質(zhì)量濃度與液態(tài)奶所經(jīng)歷熱處理強(qiáng)度有關(guān)，因此成為液態(tài)奶熱處理強(qiáng)度評價的重要指標(biāo)之一，國際上也用乳果糖來區(qū)分巴氏殺菌乳與UHT滅菌乳[10]。此外，結(jié)合糠氨酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)，乳果糖還可以用于評價液態(tài)奶中是否添加復(fù)原乳[14]。因此，乳果糖對于乳品質(zhì)量控制和市場監(jiān)管非常重要。

液態(tài)奶中乳果糖質(zhì)量濃度除了受加工工藝和熱處理強(qiáng)度的影響，還受儲存條件的影響。Nangpal等報道液態(tài)奶儲存于20℃條件下隨著時間的延長，乳果糖質(zhì)量濃度增加，并且這種增加與樣品儲存時初始乳果糖質(zhì)量濃度無關(guān)[20]。De Bloek等[17]報道在22℃和30℃條件下儲存10周，UHT滅菌乳中乳果糖質(zhì)量濃度顯著增加，增加量分別為20 mg/L和95 mg/L。但是Andrews等[18]和Elliott等[11]卻發(fā)現(xiàn)室溫條件下，牛奶中乳果糖質(zhì)量濃度不變。報道室溫條件下存儲對牛奶中乳果糖質(zhì)量濃度沒有影響，他們認(rèn)為這可能是因?yàn)閮Υ嫫谌樘钱悩?gòu)化形成乳果糖的速度和乳糖降解的速度處于動態(tài)變化中，且這種變化與牛奶組成和其所處外部環(huán)境有關(guān)，因此，可能解釋不同的儲存條件下液態(tài)奶中乳果糖質(zhì)量濃度變化不一致的現(xiàn)象。本課題組前期也證明在（19±2）℃儲存條件下，UHT滅菌乳中乳果糖質(zhì)量濃度會隨時間的延長而逐漸升高，且UHT滅菌乳的生產(chǎn)工藝也會影響乳果糖隨儲存時間的變化趨勢[21]。

本實(shí)驗(yàn)證實(shí)在室溫和37℃（夏季室內(nèi)儲存時極端溫度）條件下，隨著時間的延長，不同類型的UHT滅菌乳中乳果糖質(zhì)量濃度均逐漸升高，這可能是因?yàn)樵谏鲜鰲l件下，液態(tài)奶仍然會發(fā)生乳糖異構(gòu)化反應(yīng)，并隨著時間的延長使乳果糖質(zhì)量濃度增加。此外，我們發(fā)現(xiàn)，在4℃條件下存儲時，除高蛋白UHT滅菌乳中乳果糖質(zhì)量濃度有極少量乳果糖增加外，其他不同包裝的UHT滅菌乳中乳果糖質(zhì)量濃度均比較穩(wěn)定。考慮到熱處理過程中牛奶中乳果糖質(zhì)量濃度規(guī)律性，因此將乳果糖作為評價牛奶所經(jīng)歷的熱負(fù)荷的重要指標(biāo)，一般為乳果糖質(zhì)量濃度越高，說明牛奶所經(jīng)歷的熱負(fù)荷越大[9-11]。同時，牛奶在越強(qiáng)的熱負(fù)荷處理下，營養(yǎng)物質(zhì)損失越大，如巴氏殺菌后，乳清蛋白變性率僅為15.4%～20%，而在超高溫滅菌后，乳清蛋白變性率高達(dá)91%[22]。更為具體地，王欣報道，保存溫度越高，牛奶表現(xiàn)為乳果糖質(zhì)量濃度越高，感官評分越低，滴定酸度越高[23]。因此，為了更準(zhǔn)確地利用乳果糖質(zhì)量濃度評價液態(tài)奶熱處理強(qiáng)度或是否有復(fù)原乳添加，獲得更好的味覺體驗(yàn)以及保證更好的營養(yǎng)價值[23-24]，建議UHT滅菌乳存儲于4℃。

此外，考慮到儲存環(huán)境會影響液態(tài)奶中乳果糖質(zhì)量濃度，且夏季奶罐車運(yùn)輸以及UHT滅菌乳集裝箱運(yùn)輸時溫度非常高（最高可達(dá)約65℃），因此，本實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步模擬了夏季高溫時生鮮乳和常溫奶運(yùn)輸溫度，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在65℃條件下存儲后，生鮮乳和UHT滅菌乳中乳果糖顯著增加，這可能是因?yàn)?5℃條件相當(dāng)于低溫?zé)崽幚恚龠M(jìn)乳糖異構(gòu)化反應(yīng)生成乳果糖。如前所述，乳果糖質(zhì)量濃度越高反映牛奶熱負(fù)荷越大，進(jìn)而反映牛奶品質(zhì)下降，因此建議夏季液態(tài)奶實(shí)行全過程冷鏈運(yùn)輸。

4 結(jié) 論

（1）儲存條件影響液態(tài)奶中乳果糖質(zhì)量濃度，表現(xiàn)為儲存溫度越高、時間越長，乳果糖質(zhì)量濃度越高。

（2）不同包裝UHT滅菌乳中乳果糖平均每日增加量不同。

（3）夏季高溫運(yùn)輸時生鮮乳和UHT滅菌乳中乳果糖質(zhì)量濃度顯著升高。