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)量安全控制重點實驗室 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)量安全風險評估實驗室農(nóng)業(yè)農(nóng)村部奶及奶制品質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試中心 動物營養(yǎng)學(xué)國家重點實驗室，北京100193；3.中國農(nóng)業(yè)大學(xué) 動物營養(yǎng)學(xué)國家重點實驗室，北京100193）

0 引 言

1 實 驗

1.1 方法

1.1.1 樣品采集

生鮮乳采集于北京當?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?shù)爻小Ｋ袠悠范即_保不含復(fù)原乳[14]。

1.1.2 試驗設(shè)計

實驗一：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天采樣一次進行乳果糖檢測；儲存第2至第3月，每15天采樣一次進行乳果糖檢測。每個條件3個平行。

實驗二：為了研究夏季極端運輸條件對液態(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)標準NY/T 939-2016中規(guī)定的方法用紫外/分光光度計（DU 800 Beckman，美國）進行檢測[13]。

1.2 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

實驗數(shù)據(jù)以平均值±標準誤表示，采用SAS9.2統(tǒng)計軟件中單因子方差分析（One-way ANOVA，LSD）過程進行單因子方差分析，P＜0.05為差異顯著。

計算機技術(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)成為當前這個時代的重要標志之一。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?？v觀世界高等教育史，每一次科學(xué)技術(shù)的進步和變革都講極大的推動高等教育的發(fā)展。在當今時代，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乳糖異構(gòu)生成乳果糖。當延長保存時間，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?？得腊b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)量分數(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)量分數(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輸生鮮乳和集裝箱運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)歷熱處理強度有關(guān)，因此成為液態(tài)奶熱處理強度評價的重要指標之一，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)量分數(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，他們認為這可能是因為儲存期乳糖異構(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]。

本實驗證實在室溫和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，這可能是因為在上述條件下，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?？紤]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)歷的熱負荷的重要指標，一般為乳果糖質(zhì)量濃度越高，說明牛奶所經(jīng)歷的熱負荷越大[9-11]。同時，牛奶在越強的熱負荷處理下，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，為了更準確地利用乳果糖質(zhì)量濃度評價液態(tài)奶熱處理強度或是否有復(fù)原乳添加，獲得更好的味覺體驗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，且夏季奶罐車運輸以及UHT滅菌乳集裝箱運輸時溫度非常高（最高可達約65℃），因此，本實驗進一步模擬了夏季高溫時生鮮乳和常溫奶運輸溫度，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，這可能是因為65℃條件相當于低溫熱處理，促進乳糖異構(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荷越大，進而反映牛奶品質(zhì)下降，因此建議夏季液態(tài)奶實行全過程冷鏈運輸。

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）夏季高溫運輸時生鮮乳和UHT滅菌乳中乳果糖質(zhì)量濃度顯著升高。