热处理对牛乳蛋白还原性的影响_谢琳

２００８年第３６卷第３期（总第２０８期）０引言牛乳蛋白中乳清蛋白呈热敏性，一般在６５℃时开始变性，而后凝集沉淀，在乳体系中保持悬浮，和酪蛋白关联［１］；β－乳球蛋白是牛乳中主要的乳清蛋白，其热敏性较强，当加热至８５℃时，出现Ｓ－Ｓ键的裂解，同时产生游离的巯基（－ＳＨ）［２］。

活性巯基具有还原性，因此加热后的牛乳氧化还原电势降低，抗氧化性增强。

随着热处理程度的加强，乳清蛋白的变性率增高，生成的还原性巯基的量也增加，因此，整个体系的抗氧化活性增强，牛乳蛋白的还原性增强。

本研究借鉴ＡＯＡＣ的蛋白还原物质测定法［３］，对不同受热处理的纯牛乳制品以及酪蛋白、乳清的还原性进行了检测研究。

此研究欲通过比较、分析不同热处理牛乳的ＰＲＳ值，而得到不同热处理方式对牛乳蛋白还原性的影响，并用于区分巴氏乳与其它纯牛乳制品；另外，该方法对研究乳清蛋白与酪蛋白之间的热反应也有一定的意义。

１实验１．１样品的收集与制备生鲜牛乳，高温巴氏杀菌乳，全脂乳粉，脱脂乳粉。

低温巴氏杀菌乳：实验室自制，６３￣６５℃，３０ｍｉｎ。

二次灭菌乳：实验室自制，一次灭菌６３￣６５℃３０ｍｉｎ，二次灭菌１１０￣１２０℃，１０￣２０ｍｉｎ。

复原乳：将乳粉按１︰９的比例溶于水中，使之充分复水。

巴氏杀菌采用６３￣６５℃，３０ｍｉｎ。

掺入不同比例的复原乳：将调配好的复原乳分别按照０，２０％，４０％，６０％，８０％，１００％的比例掺入牛乳中，混合均匀后、均质，按要求杀菌而得。

高温巴氏杀菌脱脂乳：实验室自制，脱脂牛乳９０￣９５℃，１０ｍｉｎ。

酪蛋白、乳清：脱脂乳中加醋酸调ｐＨ值至４．６，离心分离得到酪蛋白与乳清。

１．２样品ＰＲＳ值的测定取离心管加１５ｍＬ水，然后加入试样１５ｍＬ，再加５％醋酸３ｍＬ，混合后以１０００￣１５００ｒ／ｍｉｎ离心分离５ｍｉｎ，弃去上清液，洗涤沉淀２次。

此沉淀及空白试验用的离心管内各加饱和尿素３ｍＬ，加水至１５ｍＬ。

混合热处理对牛乳蛋白还原性的影响谢琳，董向华，褚庆环，张佳程（青岛农业大学食品学院，山东青岛２６６１０９）摘要：借鉴ＡＯＡＣ的蛋白－还原物质（ＰＲＳ）测定法，对不同受热处理的牛乳以及酪蛋白、乳清的还原性进行了检测研究。

通过比较、分析不同热处理牛乳的ＰＲＳ值，得到了区分巴氏乳与其它热处理牛乳的ＰＲＳ值，同时得出乳清蛋白与酪蛋白之间的热反应性是影响牛乳蛋白还原性的主要原因，为进一步研究乳清蛋白的热变性以及乳清蛋白与酪蛋白之间的热反应奠定了基础。

关键词：牛乳；酪蛋白；乳清；还原性；ＰＲＳ值中图分类号：ＴＳ２５２．１文献标识码：Ａ文章编号：１００１－２２３０（２００８）０３－００１４－０３ＥｆｆｅｃｔｏｆｈｅａｔｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｎｒｅｄｕｃｉｂｉｌｉｔｙｏｆｍｉｌｋｐｒｏｔｅｉｎＸＩＥＬｉｎ，ＤＯＮＧＸｉａｎｇ－ｈｕａ，ＣＨＵＱｉｎｇ－ｈｕａｎ，ＺＨＡＮＧＪｉａ－ｃｈｅｎｇ（ＤａｉｒｙＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，ＱｉｎｇｄａｏＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｑｉｎｇｄａｏ２６６１０９，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅβ－ｌａｃｔｏｇｌｏｂｕｌｉｎｗｉｌｌｐｒｏｄｕｃｅｓｕｌｆｈｙｄｒｙｌｗｈｅｎｉｔｉｓｈｅａｔｅｄ，ｗｈｉｃｈｍａｋｅｓｔｈｅｒｅｄｕｃｉｂｉｌｉｔｙｏｆｍｉｌｋｐｒｏｔｅｉｎｂｅｃｏｍｅｈｉｇｈｅｒ．Ｔｈｅｒｅ－ｄｕｃｉｂｉｌｉｔｙｏｆｍｉｌｋｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｈｅａｔｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ，ｃａｓｅｉｎａｎｄｗｈｅｙｗａｓｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｂｙｔｈｅｐｒｏｔｅｉｎｒｅｄｕｃｉｂｉｌｉｔｙｓｕｂｓｔａｎｃｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ，ａｎｄｔｈｅＰＲＳｖａｌｕｅｔｏｄｉｓｔｉｎｇｕｉｓｈｐａｓｔｅｕｒｉｚｅｄｍｉｌｋｗａｓｇａｉｎｅｄｂｙｃｏｍｐａｒｉｎｇａｎｄａｎａｌｙｓｉｎｇｔｈｅＰＲＳｖａｌｕｅｓ．Ｔｈｅｍａｉｎｒｅａｓｏｎｆｏｒｔｈｅｒｅｄｕｃｉｂｉｌｉｔｙｏｆｍｉｌｋｐｒｏｔｅｉｎｉｓｔｈｅｔｈｅｒｍａｌｒｅａｃｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｗｈｅｙｐｒｏｔｅｉｎａｎｄｃａｓｅｉｎ．Ｔｈｉｓｉｓｔｈｅｂａｓｅｏｆｆｕｒｔｈｅｒｓｔｕｄｙｆｏｒｔｈｅｈｅａｔｄｅｎａｔｕｒａｔｉｏｎｏｆｗｈｅｙｐｒｏｔｅｉｎａｎｄｔｈｅｔｈｅｒｍａｌｒｅａｃｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｗｈｅｙｐｒｏｔｅｉｎａｎｄｃａｓｅｉｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍｉｌｋ；ｃａｓｅｉｎ；ｗｈｅｙ；ｒｅｄｕｃｉｂｉｌｉｔｙ；ＰＲＳｖａｌｕｅ收稿日期：２００７－０７－３１作者简介：谢琳（１９８１－）女，硕士研究生，研究方向为乳品科学与技术。

通讯作者：张佳程ｗｗｗ．ｃｈｉｎａｄａｉｒｙ．ｎｅｔｒｐｇｙ＠ｃｈｉｎａｊｏｕｒｎａｌ．ｎｅｔ．ｃｎ中国乳品工业１４后，加邻苯二酸缓冲液（ｐＨ值为５．６）５ｍＬ及质量浓度为１０ｇ／Ｌ的铁氰化钾溶液５ｍＬ，搅拌。

于７０℃水浴中加热２０ｍｉｎ，在冰水中冷却。

冷却后加１０％三氯乙酸溶液５ｍＬ，以３０００ｒ／ｍｉｎ离心分离１０ｍｉｎ，收集上清液。

取试管，先加水５ｍＬ，再加上清夜５ｍＬ。

加质量浓度为１ｇ／Ｌ的氯化铁溶液１ｍＬ显色１０ｍｉｎ。

用分光光度计（ＴＵ－１８００ＰＣ）于６１０ｎｍ波长读取空白试验溶液及样品的吸光值（Ａｂｓ）。

以亚铁氰化钾质量浓试为０的溶液作为对照，读取不同含量的亚铁氰化钾在６１０ｎｍ的吸光值（Ａｂｓ），将亚铁氰化钾的毫克数所对应的Ａｂｓ绘制在坐标图上，得亚铁氰化钾的标准曲线。

ＰＲＳ值的计算：由标准曲线读取以亚铁氰化钾毫克数表示的还原物质量，乘以４０，得１００ｍＬ牛乳的ＰＲＳ值。

按上述步骤分别检测生牛乳和不同热处理的牛乳的ＰＲＳ值；掺入不同比例复原乳的巴氏乳和二次灭菌乳的ＰＲＳ值；脱脂牛乳、酪蛋白、乳清以及脱脂乳不同方式热处理后分离得到的酪蛋白和乳清的ＰＲＳ值。

２结果与讨论２．１不同热处理方式对牛乳ＰＲＳ值的影响图１为生牛乳及不同热处理牛乳的ＰＲＳ值。

经多次实验证明，亚铁氰化钾在６１０ｎｍ处有稳定的吸光值，因此，以亚铁氰化钾的毫克数对应其在６１０ｎｍ处的吸光值绘制标准曲线，曲线的方程为ｙ＝１．１９３６ｘ＋０．００５，相关系数Ｒ２＝０．９９９４。

以此曲线为标准分别检测生牛乳和不同热处理条件下牛乳的ＰＲＳ值，结果如图１所示。

从图中可以看出生牛乳和低温巴氏乳的ＰＲＳ值最低且相差较小，高温巴氏乳、二次灭菌乳和复原乳的ＰＲＳ值与前两者相差较大，且逐渐升高。

这说明随着热处理程度的加强，牛乳中产生的还原性物质逐渐增多，从而使牛乳的还原性逐渐增强，其中脱脂乳粉的还原性最强。

图１生牛乳及不同热处理牛乳的ＰＲＳ值２．２掺入不同比例复原乳的ＰＲＳ值不同热处理牛乳的ＰＲＳ值，实际中还存在牛乳中掺复原乳的问题。

这里针对掺复原乳的牛乳进行ＰＲＳ检测。

由图２可见，二次灭菌乳的ＰＲＳ值比巴氏乳的ＰＲＳ值明显要高，并且随着掺入复原乳比例的增加，二者的ＰＲＳ值也逐渐升高。

另外，从曲线增长的趋势和幅度上也可以看出，当复原乳掺入比例在０￣４０％的时，ＰＲＳ值的增长比较迅速而明显；而当掺入的复原乳大于４０％时，ＰＲＳ值的增长显得比较平稳、缓慢。

图２掺入全脂乳粉的巴氏乳与二次灭菌乳的ＰＲＳ值结合图１和图２可以得出：生牛乳的ＰＲＳ值在２左右；低温巴氏乳的ＰＲＳ值是４￣５，高温巴氏乳的ＰＲＳ值是１０￣１１；如果样品的测定值大于１１，就可判定该试样经受了非巴氏热处理，或者掺入了复原乳。

２．３脱脂乳、酪蛋白与乳清的ＰＲＳ值的检测图３为脱脂乳、酪蛋白与乳清的ＰＲＳ值及其在不同热处理条件下ＰＲＳ值的变化率。

（ａ）（ｂ）图３不同热处理条件下ＰＲＳ值的变化率图３中，Ａ为脱脂牛乳；Ｂ为酪蛋白；Ｃ为乳清；△Ａ为低温巴氏杀菌脱脂乳（６３￣６５℃，３０ｍｉｎ）；△Ｂ为巴ＲｅｓｅａｒｃｈＰａｐｅｒｓ研究报告１５Ｖｏｌ．３６，Ｎｏ．３２００８（ｔｏｔａｌ２０８）氏乳酪蛋白（脱脂牛乳低温巴氏杀菌后分离出的酪蛋白）；Ｂ△为巴氏酪蛋白（纯酪蛋白低温巴氏杀菌热处理）；△Ｃ为巴氏乳乳清（脱脂牛乳低温巴氏杀菌后分离出的乳清）；Ｃ△为巴氏乳清（纯乳清低温巴氏杀菌热处理）。

图３（ａ）表明了脱脂乳、酪蛋白以及乳清的还原性强弱。

由图３（ａ）可以看出，脱脂牛乳的还原性变化情况与脱脂乳的酪蛋白的还原性变化情况基本一致，即Ａ与Ｂ，△Ａ与△Ｂ的变化基本一样，也即该实验的原理就是检测牛乳酪蛋白的ＰＲＳ值。

另外，不同的样品处理方式所测得的ＰＲＳ值也不同。

△Ｂ的值比Ｂ△的值高，即巴氏杀菌后再分离出的酪蛋白中可能含有少部分变性的乳清蛋白，致使△Ｂ的还原性比Ｂ△的还原性稍强，同时也说明单纯的酪蛋白加热后变性产生的还原性物质很少，即纯酪蛋白的热稳定性好［２，４］；Ｃ△的值较Ｃ升高不是很明显，说明低温巴氏热处理只是使少部分乳清蛋白发生了变性，生成了少部分的还原性物质，而△Ｃ的值不但没有升高反而降低，可能的原因是在对整个乳体系进行热处理时，部分对热不稳定的乳清蛋白发生变性，开始凝集，与酪蛋白结合在一起，当体系的ｐＨ值调整为４．６时，酪蛋白凝集沉淀，同时将与之结合在一起的乳清蛋白共同沉淀下来，而这部分变性的乳清蛋白中含有大量的还原性巯基，致使上清液中活性巯基的量减少，甚至少于生乳乳清，因此△Ｃ的值降低，并且低于生乳乳清的ＰＲＳ值。

图３（ｂ）比较了两种巴氏处理条件下酪蛋白与乳清ＰＲＳ值的变化率。

由图３（ｂ）可见，不同的热处理方式对酪蛋白和乳清的影响大小也不同。

高温热处理比低温热处理使乳中产生更多的还原性物质，因此，总体来说，经高温处理的乳样的还原性变化率高。

比较两种方式处理的酪蛋白（△Ｂ和Ｂ△）可知，纯酪蛋白受温度影响很小，几乎没有变化，此结果与酪蛋白的热稳定性相辅，乳中酪蛋白对热是相对稳定的［２，４］；而先加热后分离得到的酪蛋白的还原性变化受温度的影响很大，这可能是由于变性的乳清蛋白沉积于酪蛋白胶粒表面引起的，热处理会使乳清蛋白和酪蛋白之间形成一种复合物，该复合物的主要成分是κ－酪蛋白和β－乳球蛋白，其凝聚的程度与热处理的强度成正相关［２］，故高温巴氏处理的牛乳ＰＲＳ值变化很大。

比较两种方式处理的乳清（△Ｃ和Ｃ△）可知，纯乳清经低温巴氏处理，其蛋白还原性的变化率很小，而高温巴氏处理后，其还原性的变化率较大，说明温度升高到９０℃以上乳清蛋白的变性率大大增加，一般而言，脱脂牛乳受热时，在４０℃乳清蛋白开始变性，７０℃时变性速度加快，到８５℃有９５％的乳清完全变性［５］；脱脂乳热处理后分离得到的乳清，其还原性的变化与热处理程度的强弱也有关系，牛乳热处理后含有乳清蛋白酪蛋白胶粒以及可溶性乳清蛋白聚合物［６］，其中乳清蛋白酪蛋白胶粒随酪蛋白发生共沉淀作用，从而沉淀中蛋白氮的比例升高，而乳清中乳清蛋白氮的比例降低，但是随着热处理程度的加强，推测可溶性的乳清蛋白聚合物增多，即残留在乳清中的还原性物质增多，致使其还原性也相应增强，因此高温巴氏处理的△Ｃ还原性的变化率较小。