原料乳中体细胞数与UHT乳中酪蛋白成分的关系研究

沙淼，肖洪亮

（1.东北农业大学黑龙江省乳品工业技术开发中心，哈尔滨 150086；2.黑龙江省完达山乳业股份有限公司，哈尔滨 150090）

原料乳中体细胞数与UHT乳中酪蛋白成分的关系研究

沙淼1，肖洪亮2

（1.东北农业大学黑龙江省乳品工业技术开发中心，哈尔滨 150086；2.黑龙江省完达山乳业股份有限公司，哈尔滨 150090）

研究了原料乳中体细胞数与15批次UHT乳样本中酪蛋白成分之间的关系。将原料乳巴氏杀菌后进行超高温处理。分别于8，30，60，90和120 d采集贮藏于室温条件下的UHT乳样本，并使用高效液相色谱法对酪蛋白成分进行分析。体细胞数范围1.97×105～8× 105mL-1。体细胞数与原料乳或UHT乳中的κ-酪蛋白质量浓度之间没有相关性(P＜0.05)。原料乳中αs2-酪蛋白和β-酪蛋白与体细胞数呈负相关(P＜0.05)。UHT乳中，αs1-酪蛋白(P＜0.05)和β-酪蛋白(P＜0.05)与体细胞数在贮藏第8天呈负相关，αs2-(P＜0.01)与体细胞数在贮藏第60天呈负相关。结果表明，原料乳中体细胞数较高与β-酪蛋白和αs-酪蛋白的大量水解有关，并且可能导致UHT乳在贮藏期内出现质量问题。

乳房炎；体细胞数；高效液相色谱法；超高温灭菌乳

0 引言

乳房炎会引起原料乳中体细胞数量的增长，并导致乳成分发生变化为乳制品生产带来损失。乳中的钙、乳糖、酪蛋白和脂肪含量下降，而钠、氯和乳清蛋白的含量有所增长[1]。牛乳房有炎症之后，牛乳成分发生改变，并导致牛乳成分合成数量下降，增加了乳腺血管的通透性[2]。体细胞数对乳制品生产的影响主要包括降低干酪利率[3]，增强酸奶中的脂肪分解[4]和导致巴氏灭菌乳中出现明显的蛋白水解。

有关牛乳中体细胞数相关的蛋白水解作用已经开展了大量的研究。牛乳中将近80%的总氮量存在于酪蛋白中。牛乳中的酪蛋白分为4类，性质各不相同：分别是αs1-酪蛋白、αs2-酪蛋白、β-酪蛋白和κ-酪蛋白，分别占酪蛋白总量的38%，10%，34%和15%。原料乳中体细胞数的增高与αs-和β-酪蛋白被蛋白酶水解有关，并因此导致这些成分含量下降。由于某些与体细胞数有关的蛋白酶具有耐热性，因此UHT乳在贮藏过程中也有可能出现上述现象。

UHT乳的保质期通常为4个月左右，在此期间内乳成分不应发生变化。在贮藏期内UHT乳中蛋白含量的变化已受到业界的广泛关注[5]。目前，关于体细胞数对UHT乳中酪蛋白成分变化影响的研究还比较少，Auldist等发现体细胞数较高的原料乳生产的UHT乳比体细胞数较低的原料乳生产的UHT乳产生凝胶的速度快。因此，本研究的目的在于确定原料乳中体细胞数与UHT乳在贮藏期间的酪蛋白成分变化之间的关系。

1 材料与方法

1.1 原料乳采集与体细胞计数

本试验在哈尔滨市一家乳品厂进行，共采集2009年2月至2010年3月间生产的15批次UHT乳样本。原料乳抗生素检测呈阴性。

在进行UHT乳生产之前，在贮奶罐中取2个500 mL原料乳样。每个样本包括5个单独的100 mL样本，在原料乳由平衡罐至巴氏杀菌器传输过程之中，每隔20 min左右取样。取样之后迅速对样本进行体细胞数测定（SCC5000）。同时测定总固形物、脂肪、总蛋白质量浓度、可滴定酸度和pH值（LactoStar）。

1.2 UHT乳生产

原料乳经72-75℃、15 s巴氏杀菌后，冷却至4℃并贮藏约3 h，然后在利乐UHT灭菌机中进行超高温杀菌。巴氏杀菌乳经85℃预加热后，142～145℃（2 s）进行超高温杀菌。将冷凝水除去并在低压室内冷却至70℃，UHT乳在两段均质机内进行均质，然后冷却至20℃左右并无菌包装在1 L利乐包中。本研究中的15批次UHT乳样本均按上述条件生产。UHT乳样本室温贮藏，并在贮藏期的8，30，60，90和120 d进行样本采集与分析。

1.3 酪蛋白成分分析

采用高效液相色谱法对原料乳和贮藏期为8，30，60，90和120 d的UHT乳中的酪蛋白成分进行分析。分析结果输入SAS软件通用线性模型进行方差分析，结果如表2和表3所示。

2 结果与讨论

原料乳与UHT乳的成分特性见表1。原料乳中体细胞数范围为1.97×105～8×105mL-1。原料乳的可滴定酸度低于UHT乳，而pH值稍高(P＜0.05)。酸度和pH值的变化可能是高温灭菌使乳糖降解，产生甲酸和乳果糖而形成的。原料乳的脂肪质量浓度与总固形物质量浓度高于UHT乳(P＜0.05)，这应该是UHT灭菌过程中蒸汽喷射的稀释作用造成的。但是，原料乳与UHT乳的总蛋白和非脂乳固体质量浓度没有差别(P＞0.05)。

表1 原料乳和UHT乳的特性

除αs2-酪蛋白之外，UHT乳中的其他酪蛋白成分均随着贮藏时间而减少(P＜0.05)，其中αs1-和β-酪蛋白比κ-酪蛋白减少的量要大（见表2）。贮藏期间UHT乳中酪蛋白成分的变化与耐热酶的蛋白水解作用有关，可能会降低UHT乳的保质期。

表2 贮藏120 d内原料乳与UHT乳中酪蛋白成分变化g/L

原料乳中体细胞数与原料乳和UHT乳在贮藏期8，30，60，90和120天时每种酪蛋白成分之间的关系如表3所示。原料乳中αs2-酪蛋白和β-酪蛋白与体细胞数呈负相关(P＜0.05)。

UHT乳中（表3），αs1-酪蛋白(P＜0.05)和β-酪蛋白(p＜0.05)与体细胞数在贮藏第8天呈负相关，而αs2-酪蛋白(P＜0.01)与体细胞数在贮藏第60天呈负相关。在整个贮藏期内，β-酪蛋白与体细胞数呈负相关，在30，60和90 d的p值分别为0.09，0.06和0.06。

表3 贮藏期内酪蛋白质量浓度变化的相关系数

本研究中获得的数据表明，UHT乳贮藏期间会出现蛋白水解，并导致β-酪蛋白和αs-酪蛋白含量减少，与纤溶酶产生的蛋白水解方式相类似。

3 结论

本研究结果表明，原料乳中体细胞数与UHT乳贮藏期间αs-酪蛋白和β-酪蛋白的蛋白水解作用呈正相关。因此，建议用于生产UHT乳的原料乳中尽可能降低体细胞数量，以防止在产品贮藏期内出现酪蛋白成分的降解并导致相关质量缺陷发生。

[1]KITCHEN B J.Review of the progress of dairy science:bovine mastitis:milk compositional changes and related diagnostic tests[J].J Dairy Res.1981,52,101-112.

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[4]FERNANDES A M,OLIVEIRA C A F,LIMA C G.Effects of somatic cell counts in milk on physical and chemical characteristics of yoghurt[J].Int Dairy J,2007,17,11-115.

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Relationship between somatic cell counts in raw milk and the casein fractions of UHT milk

SHA Miao1，XIAO Hong-liang2
（1.Heilongjiang Dairy Industrial and Technical Research Center,Northeast Agricultural University,Harbin 150086，China；2.Heilongjiang Wondersun Dairy Company,Harbin 150090，China）

The relationship between SCC in raw milk and casein fractions of 15 batches of UHT milk was studied.The raw milk was collected,pasteurized and transferred to UHT process.Samples of UHT milk were collected on days 8,30,60,90 and 120 of storage at room temperature.Their casein fractions were analyzed by high performance liquid chromatography.The SCC ranged from 1.97×105to 8×105mL-1. No correlation(P＜0.05)was found between SCC and κ-casein concentrations in raw or UHT milks.The αs2-and β-casein concentrations in raw milk were negatively correlated with SCC(P＜0.05).In UHT milk,negative correlations were observed for αs1-casein(P＜0.05)and βcasein(P＜0.05)on the 8th day,and for αs2-casein(P＜0.01)on the 60th day of storage.The results showed that higher SCC in raw milk is associated with substantial degradation of β-casein and αs-casein,which may lead to quality defects in UHT milk during storage.

Mastitis,SCC,HPLC,UHT milk

TS252.1

A

1001-2230（2011）05-0041-02

2011-03-09

沙淼（1974-），男，工程师，研究方向为乳品科学与技术。

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