巴氏殺菌乳中糠醛類化合物質量分數研究

邢倩倩

（1.乳業生物技術國家重點實驗室，上海乳業生物工程技術研究中心，光明乳業股份有限公司乳業研究院，上海 200436；2.食品營養與安全協同創新中心，江蘇無錫 214122）

0 引言

巴氏殺菌乳采用巴氏殺菌法加工而成，β-乳球蛋白變性率和糠氨酸含量均較低[1]。巴氏殺菌乳殘留的耐熱菌和耐熱酶，會限制巴氏殺菌乳的運輸與銷售[2]。在熱加工過程中，牛乳中活性成分逐漸減少及化學產物逐漸增加[3-8]。乳制品熱加工過程中會發生美拉德反應，該反應在高于35℃的中等濕度，開始加速[9-12]。糠醛為美拉德反應中間階段產物[13-14]，包含羥甲基糠醛（HMF）、糠醛（F）、呋喃甲基酮（FMC）和甲基糠醛（MF）[15]。在糠醛類化合物的藥理方面，顯示其對多個部位有刺激性[16-18]。近些年，有些針對乳制品中糠醛類化合物的研究[19-20]。現有的研究主要針對超高溫滅菌產品[21]。本文對巴氏殺菌乳中的糠醛類化合物檢測，對比不同品牌巴殺乳中糠醛類化合物質量分數區別。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

生牛乳由光明乳業有限公司金山牧場提供；某10個不同品牌巴氏殺菌乳A～J和某1個品牌超高溫滅菌乳（4℃冷藏），市售；草酸二水合物（純度99.5%～102.5%），德國默克股份兩合公司；三氯乙酸（純度≥99.0%），國藥集團化學試劑有限公司；糠醛類化合物標準品：5-羥甲基糠醛（純度98%，CAS號：67-47-0）、2-糠醛（純度99.5%，CAS號：98-01-1）、2-呋喃甲基酮（純度95.5%，CAS號：1192-62-7）和5-甲基糠醛（純度99.6%，CAS號：620-02-0），德國Dr.Ehrenstorfer公司；色譜純乙腈、色譜純甲醇，德國默克股份兩合公司。

1.2 儀器與設備

PL2002電子天和AL104電子天平，梅特勒-托利多儀器上海有限公司；SK5210HP超聲清洗儀，上海科導超聲儀器有限公司；DK-8B電熱恒溫水槽，上海精宏實驗設備有限公司；ZWY-2102C恒溫培養振蕩器，上海智城分析儀器制造有限公司；Beckman Avanti J-30I落地式離心機，美國貝克曼庫爾特有限公司；Agilent 1200型高效液相色譜儀，美國安捷倫科技有限公司；Milli-Q超純水儀器，默克化工技術（上海）有限公司。

1.3 方法

1.3.1 高效液相色譜條件

色譜柱：Waters Atlantis T3（3.0 mm×15 cm，3μm）；流動相：流動相A為水，流動相B為乙腈；梯度洗脫：0～18.0 min，5%～65%（流動相B），18.0～20.0 min，65%～95%（流動相B），20.0～22.0 min，95%～95%（流動相B），22.0～22.1 min，95%～5%（流動相B），22.1～30.0 min，5%～5%（流動相B）；流速為0.6 mL/min；色譜柱溫度30℃；進樣量為5μL；進樣盤溫度：4℃；紫外檢測波長為280 nm。

1.3.2 樣品前處理

稱取15 g左右樣品，加入5 mL濃度為0.15 mol/L當日配置草酸，100℃水浴加熱25min，冷卻至室溫。加入5 mL質量濃度為400 g/L的三氯乙酸溶液，震蕩10 min后，4 355 g離心15 min；取上清液倒入25 m L容量瓶，剩余固體加入5 mL質量濃度為40 g/L的三氯乙酸溶液，震蕩10 min后，4 355 g離心15 min；上清液合并，加入質量濃度為40 g/L的三氯乙酸溶液定容至刻度。然后量取適量樣品，過0.45μm尼龍濾膜，進色譜儀分析。每個樣品均開展3次平行實驗。

2 結果與分析

2.1 不同品牌巴氏殺菌乳中糠醛類化合物質量分數

基于前期文章中建立的檢測乳制品中糠醛類化合物的分析方法，對市售代表性巴氏殺菌乳中糠醛類化合物質量分數進行測定，結果如表1所示（以下糠醛類質量分數的檢測結果均以每100 g液體牛奶中的糠醛類質量分數來計）。4種糠醛的結構式如圖1所示。

圖1 4種糠醛的結構式

表1中的樣品均檢測到HMF和F兩種糠醛，未檢測到FMC和MF。未經任何熱處理的生牛乳中糠醛類化合物質量分數為：HMF質量分數4.72μg/100 g，F為1.54μg/100 g，均低于經過熱處理的牛乳樣品。巴氏殺菌乳A、B、C、D、H、I、J共7種品類中的HM F質量分數值在10μg/100 g以下。其他3個標稱巴氏殺菌乳的3個產品E、F、G中的HMF質量分數值在（15～30）μg/100 g之間。10個巴氏殺菌乳產品中的F質量分數值均在3μg/100 g以下。超高溫滅菌乳產品中的HMF質量分數為51.95μg/100 g，F質量分數為5.64μg/100 g，均高于巴氏殺菌乳。超高溫滅菌乳熱加工條件為132～145℃持續4 s，其加工強度高于巴氏殺菌乳熱加工強度。糠醛類化合物作為美拉德反應代表性產物，其質量分數與熱加工強度密切相關，因此超高溫滅菌乳中的糠醛類化合物質量分數高于巴氏殺菌乳。

表1 不同品類干酪和煉乳中糠醛類化合物質量分數μg/100g

2.2 巴氏殺菌乳保質期內糠醛類化合物質量分數

本節選擇3個代表性巴氏殺菌乳產品A、B和C作為研究對象，對其保質期內糠醛類化合物質量分數分別在第0天，第1天，第3天，第6天，第8天和第10天進行測定，結果如表2～4所示。

表2 巴氏殺菌乳A保質期內糠醛類化合物質量分數變化 μg/100 g

表3 巴氏殺菌乳B保質期內糠醛類化合物質量分數變化 μg/100 g

表4 巴氏殺菌乳C保質期內糠醛類化合物質量分數變化 μg/100 g

巴氏殺菌乳A中的HMF質量分數隨著儲存時間的延長由8.48μg/100 g升至8.65μg/100 g再降至5.74μg/100 g，F質量分數隨著儲存時間的延長由2.07μg/100 g升至2.57μg/100 g再降至1.85μg/100 g。

巴氏殺菌乳B中的HMF質量分數隨著儲存時間的延長由6.61μg/100 g，隨后降至4.04μg/100 g，F質量分數隨著儲存時間的延長由2.07μg/100 g降至1.33μg/100 g。

巴氏殺菌乳C中的HMF質量分數隨著儲存時間的延長由6.56μg/100 g降至3.98μg/100 g，F質量分數隨著儲存時間的延長由1.88μg/100 g升至2.13μg/100 g再降至1.52μg/100 g。

綜上所述，隨著儲存時間的延長，巴氏殺菌乳中的糠醛類化合物質量分數整體呈現下降趨勢。由于美拉德反應在高于35℃的中高濕度條件下，反應進程加快，巴氏殺菌乳整個保質期溫度均是4℃，該溫度下美拉德反應處于近乎停滯的狀態，不會生成新的糠醛類化合物；巴氏殺菌乳保質期要求為低溫短期，因此通常使用三層紙塑結構的屋頂盒包裝，該包裝材料透氣性較好，而糠醛類化合物本身具有一定揮發性[22]。因此巴氏殺菌乳中的糠醛類化合物保質期內下降可能歸因于低溫條件下美拉德反應的停滯以及糠醛類化合物的揮發。

圖2 3種巴氏殺菌乳中糠醛類化合物質量分數變化對比圖

3 結論

本文針對不同品牌巴氏殺菌乳中的糠醛類化合物質量分數展開研究，結果顯示大部分巴氏殺菌乳中羥甲基糠醛質量分數在10μg/100 g以下，少部分品牌產品在15～30μg/100 g之間；糠醛質量分數均在3μg/100 g以下；未檢測到2-呋喃甲基酮和甲基糠醛。超高溫滅菌乳加工強度高于巴氏殺菌乳，其糠醛類化合物質量分數也明顯高于巴氏殺菌乳。選擇3個巴氏殺菌乳產品，對其保質期內糠醛類化合物質量分數變化展開研究。隨著儲存時間的延長，巴氏殺菌乳中的糠醛類化合物質量分數整體呈現下降趨勢，可能由于低溫條件下美拉德反應的停滯以及糠醛類化合物的揮發。