[超高压处理对生鲜牛乳中氨基酸和微生物的影响]牛乳中游离氨基酸的测定

　　摘要：通过对3种不同超高压处理（３５０ ＭＰａ，４５ ｍｉｎ，４０ ℃；４５０ ＭＰａ，３５ ｍｉｎ，４０ ℃；５５０ ＭＰａ，２５ ｍｉｎ，４０℃）的牛乳中游离氨基酸的测定，并与生鲜牛乳和巴氏杀菌乳中游离氨基酸含量的进行比较，结果表明，经过超高压３５０ ＭＰａ，４５ ｍｉｎ，４０ ℃处理的生鲜牛乳游离氨基酸含量最高。另外，各处理条件的杀菌结果表明，压力越高，杀菌效果越好，其中，在超高压５５０ ＭＰａ下，温度为４０ ℃时，处理２５ ｍｉｎ的效果最佳。
　　关键词：生鲜牛乳；超高压；游离氨基酸；杀菌
　　中图分类号：TS252.41；O521+.9 文献标识码：Ａ文章编号：0439－８114（２０11）10－2114-03
　　
　　Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ Ｕｌｔｒａ－ｈｉｇｈ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｏｎ Ａｍｉｎｏ Ａｃｉｄｓ ａｎｄ Ｍｉｃｒｏｂｅ
　　ｉｎ Ｆｒｅｓｈ Ｒａｗ Ｍｉｌｋ
　　
　　ＺＨＥＮＧ Ｊｉａｎ－ｑｉａｎｇ１，ＳＩ Ｊｕｎ－ｌｉｎｇ１，ＺＯＮＧ Ｗｅｉ１，ＹＡＮＧ Ｇｏｎｇ－ｍｉｎｇ２
　　（１． Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｆｏｏｄ ａｎｄ Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｌｉｇｈｔ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ， Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ ４５０００２， Ｃｈｉｎａ；
　　２． Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｆｏｏｄ Ｓｃｉｅｎｃｅ， Ｓｏｕｔｈ Ｃｈｉｎａ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ ５１０６４２， Ｃｈｉｎａ）
　　
　　Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｔｈｒｅｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｔｒｅａｔｍｅｎｔs ｏｆ ｕｌｔｒａ－ｈｉｇｈ ｐｒｅｓｓｕｒｅ（ＵＨＰ）（３５０ ＭＰａ，４５ ｍｉｎ，４０ ℃；４５０ ＭＰａ，３５ ｍｉｎ，４０ ℃；５５０ ＭＰａ，２５ ｍｉｎ，４０ ℃） ｏｎ ｆｒｅｅ ａｍｉｎｏ ａｃｉｄs ａｎｄ ｍｉｃｒｏｂｅ ｉｎ ｆｒｅｓｈ ｒａｗ ｍｉｌｋ ｗａｓ ｓｔｕｄｉｅｄ． Ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔｓ ｏｆ ｆｒｅｅ ａｍｉｎｏ ａｃｉｄs ｉｎ ｔｈｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ＵＨＰ－ｔｒｅａｔｅｄ ｍｉｌｋ， ｐａｓｔｅｕｒｉｚｅｄ ｍｉｌｋ ａｎｄ ｆｒｅｓｈ ｍｉｌｋ ｗｅｒｅ ｃｏｍｐａｒｅｄ； ａｎｄ ｔｈｅ ｈｉｇｈｅｓｔ ｃｏｎｔｅｎｔ ｉｎ ＵＨＰ－ｔｒｅａｔｅｄ ｍｉｌｋ （３５０ ＭＰａ，４５ ｍｉｎ，４０ ℃） ｗａｓ ｏｂｓｅｒｖｅｄ． Ｔｈｅ ｂｅｓｔ ｓｔｅｒｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｅｆｆｅｃｔ appeared in ｔｈｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｏｆ ５５０ ＭＰａ ｏｆ ＵＨＰ of free amino acids ａｎｄ ４０ ℃ ｆｏｒ ２５ ｍｉｎ. It was ｉｎｄｉｃａｔｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｈｉｇｈｅｒ ｐｒｅｓｓｕｒｅ， ｔｈｅ ｍｏｒｅ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｂａｃｔｅｒｉｃｉｄａｌ ｅｆｆｅｃｔ was．
　　Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｆｒｅｓｈ ｒａｗ ｍｉｌｋ； ｕｌｔｒａ－ｈｉｇｈ ｐｒｅｓｓｕｒｅ； ｆｒｅｅ ａｍｉｎｏ ａｃｉｄ； ｓｔｅｒｉｌｉｚａｔｉｏｎ
　　
　　牛乳是人们公认的全价食品，但另一方面，牛乳也是微生物的优质培养基，在其生产过程中，极易被微生物污染。为了避免微生物的污染，人们通常采用加热煮沸等处理灭菌，但是这种处理不仅会破坏牛乳中多种营养成分，同时也会严重破坏牛乳的风味。另一方面，牛乳中含有大量的活性酶，这些酶在生鲜乳的保藏过程中，会显著降低牛乳中的营养成分和口感。超高压技术（Ｕｌｔｒａ－Ｈｉｇｈ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＵＨＰ）的出现，为解决上述问题提供技术支持，该技术可在常温下起到杀菌和灭酶的作用，减少了营养成分的损失和色香味的劣化［１］；可改善产品的质构［２］。另外该技术耗能低，可快速均匀灭菌，处理过程不受食品的大小和形状的影响。而且该技术使用的加压介质一般为水和油等压缩比较小的液态物质，实施过程安全。因此，采用超高压处理的食品，不仅具有爽脆、风味好和营养价值高等特点，而且操作安全风险小，具有较好的应用前景［３－５］。
　　由于超高压杀菌技术对营养成分的影响小，因此超高压杀菌技术在生鲜牛乳或乳制品中的应用研究有着深远的意义。重点对不同超高压对牛乳中游离氨基酸含量变化情况，并对生鲜牛乳、巴氏杀菌乳和ＵＨＴ乳中的游离氨基酸含量进行了对比分析，同时对生鲜牛乳中微生物的杀菌效果进行了分析，该研究将为超高压技术在我国乳品加工的应用提供试验依据。
　　１材料与仪器
　　１．１材料
　　生鲜牛乳、巴氏杀菌乳（河南农业大学畜牧站购买），超高温灭菌（Ｕｌｔｒａ－ｈｉｇｈ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ＵＨＴ）乳（蒙牛）；营养琼脂培养基、孟加拉红培养基、乳糖胆盐培养基、伊红美兰培养基（生化试剂，北京双旋微生物培养基制品厂）
　　１．２仪器
　　ＵＨＰ９００×２－Ｚ超高压处理装置（包头文天有限责任公司），全自动氨基酸自动分析仪（日立Ｌ－８９００）。
　　１．３方法
　　１．３．１技术路线
　　生鲜牛奶→过滤→分装→
　　→氨基酸检测→数据处理
　　→微生物检测→结果统计
　　１．３．２生鲜牛乳超高压处理的方法 采用以下3种超高压处理方法。样品Ａ：压力３５０ ＭＰａ，时间４５ ｍｉｎ，温度４０ ℃；样品Ｂ：压力４５０ ＭＰａ，时间３５ ｍｉｎ，温度４０ ℃；样品Ｃ：压力５５０ ＭＰａ，时间２５ ｍｉｎ，温度４０ ℃。
　　１．３．３氨基酸分析方法色谱条件：４１６ ｍｍ ＩＤ×６０ ｍｍ标准分析柱，带保护柱，３ μｍ Ｎｏ．２６２２交换树脂（日本日立公司），柱温５７ ℃，反应器温度１３５ ℃，检测波长：第１通道５７０ ｎｍ，第２通道４４０ ｎｍ。进样体积：２０ μＬ。
　　１．３．２样品处理分别精确称取生鲜牛乳、巴氏杀菌乳、ＵＨＴ乳和超高压处理的生鲜牛乳各２０．０ ｇ，分别加１０ ｍＬ的６ ｍｏｌ／Ｌ盐酸，滴入几滴苯酚，充氮后封管，置于１１０（±５）℃烘箱中水解２２ ｈ，冷却后经滤纸过滤到５０ ｍＬ容量瓶中，用超纯水反复冲洗水解管及滤纸，最后定容至刻度。取１ ｍＬ稀释液在蒸气浴上蒸干，加超纯水重复３次，残留物用０．０２ ｍｏｌ／Ｌ ＨＣｌ定容至２５ ｍＬ，溶解残留物后，再次蒸干，过０．２５ μｍ微孔滤膜过滤，备用上机［６，７］。
　　１．３．４微生物检测分别按照ＧＢ ４７８９．２－２０１０《食品安全国家标准 食品微生物学检验 菌落总数测定》［８］，ＧＢ ４７８９．１５－２０１０《食品安全国家标准 食品微生物学检验 霉菌和酵母计数测定》［９］以及ＧＢ ４７８９．１５－２０１０《食品安全国家标准 食品微生物学检验 大肠菌群计数》［１０］标准方法分析上述样品中的菌落总数，酵母菌、霉菌以及大肠菌群数量。
　　３结果与分析
　　３．１各种牛乳游离氨基酸结果与分析
　　生鲜牛乳、巴氏杀菌乳、ＵＨＴ乳和经超高压处理的牛乳（Ａ、Ｂ、Ｃ）中游离氨基酸的色谱图，图谱分别见图１－６。
　　通过与标准游离氨基酸色谱图进行比较，采用单点法计算，得出以下牛乳中游离氨基酸的分析结果，见表１。对表１中不同超高压处理乳与生鲜牛乳、巴氏杀菌乳和ＵＨＴ乳中游离氨基酸进行比较，结果表明，生鲜牛乳、巴氏杀菌乳和ＵＨＴ乳中胱氨酸、蛋氨酸和酪氨酸含量较低，其检测结果均为小于０．０２ ｍｇ／１００ ｇ，而生鲜牛乳经超高压处理后，含量均显著增加，平均含量分别达到２．２７ ｍｇ／１００ ｇ，０．５９ ｍｇ／１００ ｇ，０．２４ ｍｇ／１００ ｇ；另外，超高压处理后，牛乳中的丙氨酸、缬氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸和精氨酸的含量比生鲜牛乳、巴氏杀菌乳和ＵＨＴ乳中的含量都明显增加，尤其是苯丙氨酸，比生鲜牛乳中含量增加６倍以上，比巴氏杀菌乳和ＵＨＴ乳增加近1倍；全部超高压处理后乳中的谷氨酸和甘氨酸含量显著高于生鲜牛乳和巴氏杀菌乳，与ＵＨＴ乳中含量基本持平，而Ａ处理乳中的天冬氨酸含量也高于生鲜牛乳、巴氏杀菌乳和ＵＨＴ乳６７％以上。随着处理压力的增加，超高压处理乳中天冬氨酸低于ＵＨＴ乳，而与巴氏杀菌乳含量持平。苏氨酸和组氨酸经超高压处理后含量基本保持不变。丝氨酸经超高压处理后，其含量约为生鲜牛乳2倍，与巴氏杀菌乳和ＵＨＴ乳基本持平。异亮氨酸的含量随着超高压的压力增大，含量依次增加，当经过４５０ ＭＰａ、５５０ ＭＰａ处理后，比生鲜牛乳、巴氏杀菌乳和ＵＨＴ乳含量明显增加1倍以上。脯氨酸经超高压处理后，由生鲜牛乳中的微量增加到０．５３ ｍｇ／１００ ｇ，与巴氏杀菌乳和ＵＨＴ乳含量基本保持一致。
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　　采用相对应的国标方法检测方法，对生鲜牛乳和超高压处理（Ａ、Ｂ和Ｃ）牛乳中微生物进行检测，检测结果见表２。从表２可以得出，压力越高，灭菌效果越好。５５０ ＭＰａ时，霉菌和酵母菌已基本杀灭，但是细菌还是有极少的残留，表明细菌比霉菌和酵母菌更耐高压。
　　３小结与讨论
　　１）超高压杀菌乳与巴氏杀菌乳和ＵＨＴ乳对比分析，经超高压３５０ ＭＰａ处理牛乳氨基酸含量最高。经超高压３５０ ＭＰａ处理牛乳同生鲜牛乳比较可知，天冬氨酸增加６７％，丙氨酸增加了１．１７倍，缬氨酸增加了７７％，而胱氨酸、蛋氨酸、酪氨酸和脯氨酸含量极低（检测结果均为微量），处理后分别达到２．３１、０．４４、０．２９、０．５３ ｍｇ／１００ ｇ；苯丙氨酸含量增加６．４倍，赖氨酸含量增加１３．７倍；精氨酸增加９６％；但另一方面亮氨酸和组氨酸含量分别减少了４３％和２４％。经超高压处理的牛乳与巴氏杀菌乳对比分析，谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸和精氨酸含量明显增加；与ＵＨＴ乳比较，谷氨酸、丙氨酸、缬氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸、精氨酸和脯氨酸含量明显增加。
　　２）超高压杀菌乳中的微生物数量远低于生鲜牛乳，而且氨基酸含量显著高于生鲜牛乳，表明生鲜牛乳中的微生物可能会消耗牛乳中的蛋白质和氨基酸；另一方面，虽然巴氏杀菌乳和ＵＨＴ乳的氨基酸含量均低于超高压杀菌乳，除了超高压处理的因素外，也有可能与牛奶产地、加工方式以及储藏条件等因素有关，这些因素有待后续试验进行分析和探讨。
　　３）在相同的温度下，超高压５５０ Ｍｐａ处理对生鲜牛乳的灭菌效果最好。
　　
　　参考文献：
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