家用冰箱3种低温贮藏方式下生鲜牛奶品质变化

申倩，刘永峰，杨泽莎，张薇

(陕西师范大学 食品工程与营养科学学院，陕西 西安，710062)

奶制品中因富含乳蛋白、乳脂、乳糖、维生素和矿物质等营养物质，已成为人们普遍食用的营养佳品[1-3]。生鲜奶是奶制品生产的基本原料，其中丰富的营养物质是多种类群微生物天然的培养基，如果贮藏不当极易导致腐败变质。家庭和超市中一般将牛奶置于2～4 ℃的冰箱中贮藏，近年来，市面上逐渐普及的带变温室冰箱(温度调节范围一般为-18～10 ℃)极大地满足了人们的需求，用户可以根据自身需求对冰箱温度进行设置[4]。研究表明，鲜奶中的细菌增殖与温度有关，将鲜奶贮藏在10 ℃以下能抑制大多数细菌生长与繁殖[5]。潘治利等[6]研究了4 ℃ 冷藏条件下鲜奶品质的变化以及复合天然防腐剂对鲜奶品质的影响，发现4 ℃下鲜牛奶能保存3 d，通过添加复合防腐剂能有效地延长鲜奶的保质期并降低鲜奶营养成分的损失。翟红月等[7]研究了油莎草总黄酮的抑菌性以及对牛奶贮藏期的影响，结果显示油莎草总黄酮有助于延长鲜牛奶的贮藏期。卢蓉蓉等[8]将开封后的屋顶奶贮藏于隔水式电热恒温培养箱中，研究了0、4、7 ℃贮藏10 d期间牛奶中微生物、乳脂等的变化，发现随着贮藏温度的升高屋顶奶品质变化进程加快。可见，不同保鲜技术和不同温度对牛奶品质影响的研究较多，家用冰箱中不同低温对生鲜牛奶品质变化的报道较为鲜见。

鉴于此，本文对家用冰箱分别设置0、4、10 ℃的贮藏温度，研究生鲜牛奶贮藏5 d的感官特性、色泽、酸度和主要营养成分变化，旨在为生鲜奶的低温贮藏提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

新鲜的牛奶样品,采集于西安市郊区奶牛养殖大户所饲养的成年奶牛，牛奶样品为多头检疫合格奶牛所产牛奶的混合奶，该养殖大户送交原料奶的当地乳品企业检测混合牛奶的微生物含量≤2×106CFU/mL。样品采集后在低温条件下快速带回实验室开展试验。

将样品分为45份置于50 mL的经过高压灭菌处理的离心管中，分3组(每组15管)分别置于家用电冰箱变温室(设置温度为0 ℃)、家用电冰箱冷藏室(设置温度为4 ℃)、家用电冰箱变温室(设置温度为10 ℃)中贮藏5 d，每天取3管检测其感官特性、色泽、酸度和营养成分变化，测样前上下颠倒离心管使样品混合均匀。

1.2 试剂、仪器与设备

1.2.1 试剂

NaOH、酚酞、无水乙醇、邻苯二甲酸氢钾，以上试剂均为分析纯。

1.2.2 仪器设备

NS800分光测色仪，深圳市三恩驰科技有限公司；LactoStar乳成分分析仪，德国Funke Gerber公司；BCD-578WPU9CX家用电冰箱，合肥美菱股份有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 感官特性

取3 mL样品于色差仪配套的塑料器皿中，在色泽测定前观察生鲜牛奶的质地、气味和颜色等并做记录。

1.3.2 色泽测定

对分光测色仪进行黑板、白板矫正，测定牛奶样品的色泽，记录其L*、a*、b*值。

1.3.3 酸度测定

按照国标GB 5009.239—2016的方法对生鲜牛奶进行酸度测定。称取10 g(精确到0.001 g)已混匀的试样，置于150 mL锥形瓶中，加20 mL新煮沸冷却至室温的水，混匀，加入2.0 mL酚酞指示液，混匀后用NaOH标准溶液滴定，边滴加边转动烧瓶，直到颜色与参比溶液的颜色相似，且5 s内不消退，整个滴定过程应在45 s内完成。滴定过程中向锥形瓶中吹氮气，防止溶液吸收空气中的CO2。记录消耗的氢氧化钠标准滴定溶液毫升数(V2)，根据公式(1)进行计算。

(1)

式中：X2，试样的酸度，°T；c2，NaOH标准溶液的摩尔浓度，mol/L；V2，滴定时所消耗NaOH标准溶液的体积，mL；V0，空白实验所消耗NaOH标准溶液的体积，mL；m2，试样的质量，g。

1.3.4 营养成分测定

采用乳成分分析仪对牛奶样品进行营养成分测定。开机后用蒸馏水对机器进行3次清洗，取20 mL生鲜牛奶样品于塑料杯中，放入取样器下面，启动牛奶测定按钮，记录乳蛋白、乳脂和乳糖的值。

1.4 数据处理与分析

试验数据采用SPSS(21.0)进行5%水平的显著性分析和1%水平的极显著性分析(Duncan)，结果均

2 结果与分析

2.1 不同低温贮藏生鲜牛奶感官特性的变化

贮藏第1天，牛奶为均一的乳白色，无乳清析出且无絮状物漂浮，气味呈淡淡的乳香气。贮藏第3天，牛奶表面开始出现白色结块并有少量气泡产生，10 ℃贮藏的生鲜牛奶尤为严重。贮藏第5天，0 ℃贮藏的生鲜牛奶中有少量气泡产生；4 ℃贮藏的生鲜牛奶中有少量气泡产生并有絮状物漂浮，气味稍带发酸；10 ℃ 贮藏的生鲜牛奶中有大量的絮状物漂浮，伴有严重的腐臭味。可见，4 ℃和10 ℃下贮藏5 d的生鲜牛奶已发生变质。

2.2 不同低温贮藏生鲜牛奶色泽的变化

图1反映了低温贮藏下生鲜牛奶色泽的变化。生鲜牛奶的色泽用L*、a*、b*三个参数表示，L*表示亮暗(暗～亮：0～100)，a*表示红绿(绿～红：负～正)，b*表示黄蓝(蓝～黄：负～正)。由图1-A可知，贮藏第2天，生鲜牛奶的L*值下降极显著(P<0.01)，贮藏第3～5天，生鲜牛奶的L*值下降显著(P<0.05)，且在10 ℃下贮藏第5天生鲜牛奶的L*值下降极显著(P<0.01)，说明随着贮藏时间延长、贮藏温度升高，生鲜牛奶颜色变暗。a*的变化如图1-B所示，生鲜牛奶的a*值在贮藏过程中逐渐下降。0 ℃贮藏下，在贮藏第2～4天生鲜牛奶的a*值变化不显著(P>0.05)，只有在贮藏第5天下降极显著(P<0.01)，说明0 ℃贮藏对生鲜牛奶的a*值影响较小。4 ℃贮藏下生鲜牛奶的a*值在贮藏第2天和第5天下降极显著(P<0.01)，说明4 ℃贮藏对生鲜牛奶a*值产生影响，10 ℃贮藏下，除第3天外，生鲜牛奶的a*值下降极显著(P<0.01)，说明10 ℃贮藏对生鲜牛奶a*值产生较大影响。a*值的减小使生鲜牛奶朝着发绿的趋势变化。由图1-C可知，在贮藏期间生鲜牛奶的b*值没有明显的变化趋势(P>0.05)，说明贮藏对生鲜牛奶的b*影响较小。

A-L*；B-a*；C-b*图1 生鲜牛奶低温贮藏过程中色泽的变化Fig.1 Changes of color of raw milk during cryopreservation注：同一指标不同大写字母表示差异显著(P<0.05)，不同小写字母表示差异极显著(P<0.01)。下图相同。

2.3 不同低温贮藏生鲜牛奶酸度的变化

根据中华人民共和国卫生部发布的关于生乳的食品安全国家标准，生鲜牛奶酸度的参考标准为 12～18°T。低温贮藏生鲜牛奶酸度变化如图2所示。贮藏过程中，生鲜牛奶的酸度总体呈现出上升的趋势。在贮藏初期，生鲜牛奶的酸度为15°T，0 ℃的贮藏条件对生鲜牛奶的酸度没有显著影响(P>0.05)，均呈现出略微增大的趋势，在贮藏第5天上升为17°T，未超出食品安全国家标准范围，说明0 ℃贮藏对生鲜牛奶酸度影响较小。4 ℃贮藏下，贮藏前4 d生鲜牛奶的酸度没有明显变化，贮藏第5天，生鲜牛奶的酸度显著升高为18°T(P<0.05)，说明生鲜牛奶即将变质。10 ℃贮藏下，生鲜牛奶的酸度在贮藏第2天显著增大至17°T(P<0.05)，并在贮藏第5天极显著上升为24°T(P<0.01)，严重超出了食品安全国家标准范围，说明生鲜牛奶已发生变质。可见，采用家用冰箱0 ℃的低温贮藏方式能明显延长生鲜牛奶的贮藏时间。

图2 生鲜牛奶低温贮藏过程中酸度的变化Fig.2 Changes of acidity of raw milk during cryopreservation

2.4 不同低温贮藏生鲜牛奶乳蛋白含量的变化

低温贮藏生鲜牛奶乳蛋白含量变化如图3所示。贮藏第1天，生鲜牛奶的乳蛋白含量为3.1%。0 ℃贮藏下，生鲜牛奶的乳蛋白含量在5 d的贮藏过程中变化不显著(P>0.05)，说明0 ℃贮藏对生鲜牛奶乳蛋白的影响较小。4 ℃贮藏下，生鲜牛奶的乳蛋白含量只有在贮藏第2天显著下降(P<0.05)，在贮藏第3～5天变化不显著(P>0.05)。10 ℃贮藏下，生鲜牛奶的乳蛋白含量在5 d的贮藏过程中变化显著(P<0.05)，说明10 ℃贮藏对生鲜牛奶乳蛋白含量产生较大影响。

图3 生鲜牛奶低温贮藏过程中乳蛋白含量的变化Fig.3 Changes of protein content of raw milk during cryopreservation

2.5 不同低温贮藏生鲜牛奶乳脂含量的变化

低温贮藏生鲜牛奶乳脂含量变化如图4所示。贮藏第1天，生鲜牛奶的乳脂含量为3.74%。0 ℃贮藏下，生鲜牛奶的乳脂含量在贮藏第3天极显著下降为3.12%并在贮藏第5天极显著下降为2.78%(P<0.01)。4 ℃贮藏下，生鲜牛奶的乳脂含量在贮藏第3天极显著下降为3.18%并在贮藏第4天极显著下降为2.49%(P<0.01)。10 ℃贮藏下，生鲜牛奶的乳脂含量在贮藏前4 d均极显著下降(P<0.01)，在贮藏第5天下降为2.16%。总之，低温贮藏过程中生鲜牛奶的乳脂含量逐渐下降明显，0、4、10 ℃下贮藏5 d，乳脂的损失率分别为25.67%、31.11%、 42.16%，这说明贮藏温度越高，生鲜牛奶乳脂损失率越高。

图4 生鲜牛奶低温贮藏过程中乳脂含量的变化Fig.4 Changes of fat content of raw milk during cryopreservation

2.6 不同低温贮藏生鲜牛奶乳糖含量的变化

低温贮藏生鲜牛奶乳脂含量变化如图5所示。贮藏第1天，生鲜牛奶中的乳糖含量为3.81%。5 d贮藏期间，0和4 ℃贮藏下，生鲜牛奶中的乳糖含量变化不显著(P>0.05)。10 ℃贮藏下，在贮藏第2天和第4天生鲜牛奶的乳糖含量显著下降(P<0.05)。贮藏第5天，0、4、10 ℃贮藏下生鲜牛奶中的乳糖含量分别为3.56%、3.63%、3.34%，乳糖损失率分别为6.56%、4.72%、12.36%，这说明贮藏温度越高，生鲜牛奶乳糖损失率越高。

图5 生鲜牛奶低温贮藏过程中乳糖含量的变化Fig.5 Changes of lactose content of raw milk during cryopreservation

3 讨论

生鲜牛奶的感官特性与牛奶品质密切相关[9]。本研究结果显示，在贮藏过程中，生鲜牛奶中逐渐出现气泡和絮状物，并伴有酸败腐臭味的产生。这一现象可能与生鲜奶中丰富的营养物质和牛奶中的微生物有关[10]。生鲜牛奶中的絮状物可能是由于蛋白分解菌分解乳蛋白，致使牛奶质地发生改变[8]。贮藏过程生鲜牛奶的腐臭味可能是多种物质相互作用影响呈味，例如盐类物质影响咸味，乳糖分解影响甜味，病原微生物的传播引起酸败味[11-12]。

牛奶品质变化过程中其色泽、酸度等理化特性发生了明显变化。本研究结果显示，随着贮藏时间的延长，生鲜牛奶的L*值逐渐减小，并且随着贮藏温度升高，L*值减小的进程加快。赵光远等[13]研究发现，L*值的大小与生鲜牛奶中的酪蛋白有关，在贮藏过程中，L*值的降低可能是由于酪蛋白的溶解所致，并且在低温贮藏下此过程是不可逆的。HARTE等[14]研究发现，牛奶的L*值与乳脂球和酪蛋白胶束散射光粒子有关。因此，L*的降低可能是由于乳脂和酪蛋白的降解造成的。本研究中，在整个贮藏过程中，生鲜牛奶的酸度逐渐上升，并随贮藏温度的升高而上升。这可能是由于生鲜牛奶中丰富营养物质和适宜温度适合多种微生物的生长繁殖，微生物在代谢过程中产生的酸性物质导致生鲜牛奶酸度的上升[15]。也有研究表明，生鲜牛奶在贮藏过程中乳蛋白的变性、乳脂酸败、碳水化合物发酵等也会引起其酸度上升[16-18]。10 ℃贮藏的生鲜牛奶在贮藏第5天严重超出国家食品卫生标准范围，4 ℃贮藏的生鲜牛奶在贮藏第5天已达国家食品卫生标准范围，0 ℃贮藏的生鲜牛奶在贮藏期内符合国家食品卫生标准范围，这与李小珍等[19]的观点基本一致，即需要贮藏3 d的生鲜牛奶贮藏温度应保持在4 ℃以下。

乳蛋白、乳脂和乳糖含量是评价生鲜牛奶营养品质的重要指标[20-21]。本研究中，生鲜牛奶中的乳蛋白、乳脂和乳糖等在贮藏过程中均发生不同程度的降解，这可能是由于生鲜牛奶中细菌的生长繁殖使得营养物质被分解[22]。生鲜牛奶在5 d的贮藏过程中乳脂含量下降明显。这可能是由于乳脂分解与解酯酶、微生物情况有关，低温环境降低了解酯酶的活化能并抑制微生物活性，进而使乳脂分解减缓。乳脂含量的下降也可能是由于乳脂的自动氧化造成的。10 ℃贮藏的第5天，乳脂含量下降减缓，这可能是由于贮藏后期牛奶中的营养物质消失殆尽，微生物分解乳脂受到限制，此结果与谷雪莲等[23]对牛奶贮藏过程中乳脂变化的研究结果基本一致。生鲜牛奶贮藏过程中的乳蛋白含量总体呈下降趋势，这与库婷等[10]的表述一致。随着储藏温度的升高，生鲜牛奶的乳蛋白含量变化显著，这是因为生鲜牛奶和微生物中存在蛋白酶，温度升高提高了乳蛋白分解速率。生鲜牛奶在贮藏过程中乳糖含量降低，可能是由于乳糖被转化为乳酸和乙醇等代谢产物所致。可见，0 ℃的贮藏温度能使生鲜牛奶中的营养物质得到最大保留。

4 结论

家用电冰箱3种低温贮藏方式对生鲜牛奶感官特性、色泽、酸度和主要营养成分影响不同。相比4 ℃和10 ℃，0 ℃贮藏下生鲜牛奶感官特性良好，色泽变化幅度较小，酸度符合国家食品卫生标准范围且乳脂、乳蛋白、乳糖等主要营养成分损失率低。可见，0 ℃下贮藏生鲜牛奶可显著延长生鲜牛奶的贮藏期并使生鲜牛奶中的营养物质得到保留。