超高温灭菌处理对牛乳氨基酸含量的影响

木其尔，李莎莎，刘莉敏，郭　军

(内蒙古农业大学食品科学与工程学院，呼和浩特　010018)



超高温灭菌处理对牛乳氨基酸含量的影响

木其尔，李莎莎，刘莉敏，郭军

(内蒙古农业大学食品科学与工程学院，呼和浩特010018)

摘要：对8份原奶和18份超高温灭菌(UHT)奶进行18种氨基酸的测定和比较，以随机观察UHT处理对牛乳中氨基酸的影响。结果表明：UHT奶氨基酸总量和必需氨基酸(EAA)分别比原奶低1.9%和0.1%，均无显著差异；非必需氨基酸(NEAA)中UHT奶的Ser与Tyr分别下降10.7%和10.1%，差异显著(P=0.02、P=0.03)；UHT奶和原奶的氨基酸评分(AAS)分别为0.73和0.72，氨基酸化学评分(CS)分别为0.43和0.42，第一限制氨基酸均为Try。又对2份原奶进行UHT(130±2℃、2s)处理，以观察同一批乳热处理前后的氨基酸变化，UHT奶氨基酸总量比原奶下降2.6%，EAA下降2.7%，差异均显著。UHT处理可使一些蛋白质变性，使个别EAA有轻微减少，但对牛乳必需氨基酸的营养价值没有本质的影响。

关键词：氨基酸；原奶；UHT奶

目前市场上液态乳种类较多，按杀菌方式主要分为巴氏杀菌乳、超高温灭菌乳(UHT乳)、保持式灭菌乳等[1，2]，不同加工方式对牛奶的营养价值会造成不同程度的影响[2，3]。超高温灭菌乳(UHT乳)是将牛乳通过蒸汽加热至130～140℃保持3～5s，在无菌环境中包装后制得的产品，灭菌彻底，同时可最大限度地减少产品感官、理化和营养特性改变[4-7]。UHT奶因具有方便携带、保存期长等特点受到广泛消费者喜爱，然而一些消费者和研究学者对其营养价值产生质疑[5，8]。国内对UHT乳氨基酸变化的实验评价文献很少，周洁瑾[9]等报道，牛乳是一种热敏性物料，加热会使蛋白质变性造成部分氨基酸损失，但对其营养价值影响不大。本试验通过对原奶和UHT奶18种氨基酸的测定和比较，观察UHT对牛乳氨基酸含量及其营养价值的影响，为消费者提供一项衡量牛乳品质的指标。

1材料与方法

1.1样品采集

1.1.1随机观测样品原奶8份(内蒙古呼伦贝尔市鄂温克旗蒙古牛乳4份、赤峰市阿鲁科尔沁旗2份、呼和浩特2份)；UHT奶18份(呼和浩特市超市)。原奶-40℃冷冻保藏，在室温下进行解冻和均质后进行测定；UHT奶在-20℃进行贮藏，在室温下解冻后直接进行测定。

1.1.2UHT前后对照样品内蒙古农业大学食品学院益得乳品厂2批牛乳(采于呼和浩特市土默特左旗毕克旗)经UHT(130± 2℃、2s)处理前后分别取样(立即送样测定)。

1.2测定方法

采用日立L-8900型全自动氨基酸分析仪测定17种氨基酸(除色氨酸)；用荧光分光光度法测定色氨酸。

1.3数据分析

氨基酸评分计算：根据FAO/WHO 1973 年建议的氨基酸评分标准模式[10]和全鸡蛋蛋白质的氨基酸模式[11]，分别以(1)、(2)式计算氨基酸评分(AAS)、化学评分(CS)[12]：

AAS=aa/AA(FAO/WHO)

(1)

CS=aa/AA(Egg)

(2)

(1)、(2)式中，aa为被测蛋白中氨基酸含量(mg/g)、AA(FAO/WHO)为评分标准模式中同种氨基酸含量(mg /g)、AA(Egg)为全鸡蛋蛋白质中同种氨基酸含量(mg/g)。

2结果与分析

2.1UHT处理对氨基酸的影响

原奶和UHT奶氨基酸组成及含量见表2。原奶与UHT奶18种氨基酸均值配对t检验，每一种氨基酸进行独立样本t检验，仅Ser和Tyr有显著差异，UHT奶

表1　氨基酸和氨基酸综合指标缩略词

Ser与Tyr分别比原奶低10.7%和10.1%。UHT奶氨基酸总量和EAA分别为3.23±0.35、1.46±0.17，比原奶(3.29±0.58、1.46±0.26)低1.9%和0.1%，均无统计学差异。原奶和UHT奶E/T分别为45.2%和44.4%，EAA/NEAA为0.80和0.83，均高于WHO/FAO的要求(EAA/TAA达40%、EAA/NEAA高于0.6)[10，13，14]。总之，从营养学角度来说，原奶和UHT奶氨基酸的营养价值差异不显著。

2.2同一批乳UHT处理前后的氨基酸变化

对2份原奶进行超高温瞬时灭菌(130±2℃，2s)处理后，平行2次测定原奶及热处理后的UHT奶氨基酸，进行18种氨基酸均值配对样本t检验分析，结果UHT奶氨基酸总量和EAA比原奶分别下降2.6%和2.7%，均差异显著；原奶和UHT奶EAA/TAA分别为43.9%和44.0%，EAA/NEAA为0.81和0.82，均高于WHO/FAO对牛乳氨基酸营养价值的要求标准(表2)，说明UHT处理对牛乳必需氨基酸无实质性的影响。

2.3UHT奶和原奶的AAS和CS比较

UHT奶和原奶氨基酸评分无明显差异，UHT奶和原奶AAS分别为0.73和0.72；CS分别为0.43和0.42；第一限制氨基酸均为Try。AAS中UHT奶和原奶的Try和Thr小于1，其他氨基酸均大于1；CS中除Try，其他氨基酸均接近于1(表3)，这也说明UHT处理对牛乳必需氨基酸营养价值无明显影响。

表2　原奶和UHT奶氨基酸含量单位：mg/100mg

注：原奶和UHT奶之间不同字母表示差异显著(P<0.05或P<0.01)

表3　UHT奶和原奶AAS和CS

注：*为第一限制性氨基酸。

3讨论

本结果显示，原奶经UHT处理后氨基酸总量和必需氨基酸均有下降趋势，其中酪氨酸、丝氨酸显著下降。牛乳经加热，一方面会导致蛋白质变性，生物活性蛋白质失活；另一方面个别氨基酸因发生美拉德反应而损失[15，16]。研究表明，酪氨酸和赖氨酸与糖类共热发生美拉德反应使其含量减少[16-20]，陆东林和卫军峰[5，21]结果显示，UHT处理后赖氨酸损失3.8%和5.4%，与本次结果基本接近(3.1%)。UHT奶和原奶的第一限制氨基酸均为Try(AAS<1)，其他必需氨基酸的AAS和CS均接近于1，无明显差异[22，23]，说明UHT加工过程虽然对原奶氨基酸含量有影响，但对必需氨基酸的营养价值没有实质性影响，即热处理的变异小于牛品种、季节或饲养方式等带来的变异。热处理是食品加工非常重要的一种手段，它不仅可以杀菌，还赋予食品特殊的感官品质[3]，牛乳中蛋白质较容易受到热处理影响，但仅对其二级和三级结构有明显作用，肽键并不会被破坏，此外蛋白质变性过程中由于乳清蛋白变性而沉积于酪蛋白胶粒表面，引起蛋白质分子的凝聚，起到保护蛋白分子的作用[24]。热变性后蛋白质的疏散结构更适于人体消化酶的作用，使其比天然蛋白更容易被人体消化吸收[25，26]，因此UHT处理虽然会使一些蛋白质失去生物活性，但不会影响牛乳的必需氨基酸的营养价值，可能还会提高其风味和人体的消化吸收率。◇

参考文献

[1]陈泊韬，卢剑娴.热处理对乳制品加工品质的影响[J].农产品加工(创新版)，2011，8：70-75.

[2]刘锋.内蒙古不同地区牛乳中常规营养成分及氨基酸的比较研究[D].呼和浩特：内蒙古农业大学，2009.

[3]周洁瑾，张列兵，梁建芬.加热及贮藏对牛乳脂肪及蛋白聚集影响的研究[J].食品科技，2010，5：72-76.

[4]梁春明，孙新华.促进我区巴氏杀菌乳发展的思考[J].新疆畜牧业，2014，8：12-13.

[5]陆东林.谈谈巴氏杀菌奶和超高温灭菌奶[J].新疆畜牧业，2003，4：11.

[6]陆东林，张静.倡导饮用巴氏奶的六大理由[J].新疆畜牧业，2010，8：17-18.

[7]顾瑞霞，卞海榕.生产巴氏杀菌乳的科学依据[J].中国乳业，2007，6：30-34.

[8]张书文.原料乳中耐热蛋白酶对UHT乳品质的影响研究[D].中国农业科学院，2012.

[9]周洁瑾，张列兵，梁建芬.热处理对牛乳蛋白质品质的影响[J].食品科技，2010，6：74-77.

[10]Pellett PL，Yong VR.Nutritional evaluation of protein foods[M].Tokyo：The United National University Publishing Company，1980：26-29.

[11]杨春，等.小米蛋白质的氨基酸组成及品质评价分析[J].农产品加工(学刊)，2008，12：8-10.

[12]宋超，等.野生及人工养殖中华鲟幼鱼肌肉营养成分的比较[J].动物学报，2007，53(3)：502-510.

[13]钱爱萍，林虬，余亚白.闽产柑橘果肉中氨基酸组成及营养评价[J].中国农学通报，2008，24(6)：86-90.

[14]李正中.花粉、灵芝与珍珠中必需氨基酸的定量测定与分析比较[J].氨基酸杂志，1988，4：41-43.

[15]潘斌.湖北杂交水牛乳中脂肪酸和氨基酸成分分析及其营养价值评价[D].武汉：华中农业大学，2014.

[16]李倩.不同热处理的牛乳乳清蛋白成分的分析及营养价值的评定[D].哈尔滨：东北农业大学，2012.

[17]Morales F J，Romero C，Jime N R S.Fluorescence associated with Maillard reaction in milk and milk-resem-bling systems[J].Food Chemistry，1996，57(3)：423-428.

[18]Kakade M L，Liener I E.Determination of available lysine in proteins[J].Analvtial Biochemistry，1969，27(2)：273-280.

[19]Jelen P，Rattray W.Thermal denaturation of whey protein[M].Belgium：International Dairy Federation，1995：66-80.

[20]Pallini M，Compagnone D，Di Stefano S.et al.Immunodetection of lactosylated proteins as a useful tool to determine heat treatment in milk sanples[J].Analyst，2001，126(1)：66-70.

[21]卫军峰，赵平.热处理和包装对牛奶营养物质的影响[J].中国乳业，2009，9：58-59.

[22]刘锋.内蒙古不同地区牛乳中常规营养成分及氨基酸的比较研究[D].呼和浩特：内蒙古农业大学，2009.

[23]双金，敖力格日玛，金曙光，侯先志.奶牛品种对乳中氨基酸含量的影响研究[J].中国奶牛，2011，10：32-34.

[24]张和平，张列兵.现代乳品工业手册[M].北京：中国轻工业出版社，2005：8.

[25]Carbonaro M，Cappelloni M，Sabbadini S，et al.Disulfide Reactivity and in Vitro-Protein Digestibility of Different Thermal-Treated Milk Samples and Whey Proteins[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry，1997，45(1)：95-100.

[26]茅林春，叶立扬，应铁进.以有效赖氨酸含量评价大豆蛋白中赖氨酸损伤程度的研究[J].浙江农业大学学报，1994，2：111-115.

(责任编辑李婷婷)

Effects of UHT Treatment on Amino Acids in Milk

MU Qi-er，LI Sha-sha，LIU Li-min，GUO Jun

(FoodScienceandEngineeringCollegeofInnerMongoliaAgriculturalUniversity，Hohhot010018，China)

Abstract：To randomly observe the effects of UHT treatment on amino acids in milk，18 kinds of amino acids of 8 raw milk and 18 UHT milk samples were determined and compared.Results showed that total amino acids(TAA)and essential amino acids(EAA)of UHT milk were lower by 1.9% and 0.1% than raw milk，which had no significant difference.Among NEAA，Ser and Tyr in UHT milk were declined by 10.7% and 10.1% respectively(P=0.02 and P=0.03).AAS were 0.73 and 0.72，and CS were 0.43 and 0.42 for UHT and raw milk respectively，and the first limited amino acids of raw milk and UHT milk were both Try.Simultaneously，we conducted UHT treatment on 2 batch of raw milk(130±2℃，2s)to observe possible amino acids changes of a batch of milk by control experiment，and results showed that TAA of UHT declined by 2.6%，and EAA declined by 2.7%，both had statistical significant difference.UHT had little impact on nutritional value of amino acids in milk.

Keywords：amino acid；raw milk；UHT milk

通讯作者：郭军(1969—)，男，博士，教授，硕士生导师，研究方向：营养、食品质量与安全。

作者简介：木其尔(1992—)，女，硕士，研究方向：食品加工与安全。

基金项目：“十二五”农村领域国家科技计划(项目编号：2012BAD33B01-6)；内蒙古自治区自然科学基金面上项目(项目编号：2015MS0352)。