超高温灭菌处理对再制干酪蛋白质和氨基酸含量的影响

边燕飞，闫清泉，李志国，刘豪，司阔林，宗学醒*

内蒙古蒙牛乳业（集团）股份有限公司（呼和浩特 011500）

再制干酪是以干酪为主要原料，加入乳化盐，添加或不添加其他原料，经加热、搅拌、乳化等工艺制成的食品[1]。目前国家标准要求再制干酪产品的菌落总数必须低于100 CFU/g，传统的巴氏灭菌方式无法满足这一要求，而超高温灭菌热处理方式符合产品的国家标准[2]，因此，超高温灭菌技术被广泛应用于中国再制干酪的生产。其中，不同的灭菌方式对产品蛋白质的破坏程度不同，蛋白质是由多种氨基酸构成的极为复杂的化合物，其中含有许多基团，例如—NH、—SH、—COOH、—OH，这些基团在不同的热处理条件下会发生反应[3]，从而影响部分氨基酸的含量，并影响产品蛋白质的营养价值。

因此，此次试验对不同热处理方式再制干酪的蛋白质和氨基酸含量进行测定，研究超高温灭菌对再制干酪蛋白质和氨基酸的影响，以期为再制干酪的工业化生产提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 材料及设备

切达干酪、全脂乳粉、浓缩乳清蛋白粉，新西兰恒天然公司；复配磷酸盐，云南贝克吉利尼天创磷酸盐公司；白砂糖（食品级）；无水黄油（食品级）。

熔化锅、UHT杀菌机、乳化罐，德国KS公司；日立L-8900型氨基酸自动分析仪，日本日立公司。

1.2 方法

1.2.1 工艺流程[4]

巴氏灭菌：原料→预处理→混合→切碎→加热融化→巴氏灭菌（75±5 ℃，15 s）→乳化→包装→冷却→贮藏。

超高温灭菌：原料→预处理→混合→切碎→加热融化→UHT灭杀菌（140±5 ℃，4 s）→乳化→包装→冷却→贮藏。

1.2.2 测定方法

1.2.2.1 蛋白质分析[5]

分别取3组不同批次巴氏灭菌再制干酪（记为P1、P2、P3，各6份）和超高温灭菌再制干酪（记为U1、U2、U3，各6份）样品，根据食品安全国家标准GB 5009.5—2016凯氏定氮法对蛋白质含量进行测定。

1.2.2.2 氨基酸和氨分析[6]

分别取3组不同批次巴氏灭菌再制干酪（记为P1、P2、P3，各6份）和超高温灭菌再制干酪（记为U1、U2、U3，各6份）样品，根据食品安全国家标准GB 5009.124—2016对氨基酸和氨进行测定。

1.3 数据分析

数据结果以“平均值±标准差”表示，并采用SPSS 20.0对数据进行方差分析。

2 结果与分析

2.1 蛋白质含量

热处理是杀死病原微生物的重要手段，然而不同热处理对蛋白质品质的影响不同。由表1可知，3组不同批次的巴氏灭菌和超高温灭菌再制干酪的蛋白质含量均不存在显著性差异（p＞0.05）。再制干酪中的蛋白质经过不同方式的灭菌处理，蛋白质的空间结构和氨基酸组成可能发生变化，但是总含量没有显著变化，这一结果与刘海燕等[7]对不同热处理牛乳的研究结果一致。

表1 再制干酪中蛋白质含量 单位：g/100 g

2.2 氨基酸和氨含量

由表2可知，不同热处理再制干酪的必需氨基酸存在显著性差异（p＜0.05），相比于巴氏灭菌，超高温灭菌再制干酪的必需氨基酸含量显著降低了8.4%～9.0%。其中3组再制干酪的缬氨酸、蛋氨酸、异亮氨酸、亮氨酸和赖氨酸含量均显著降低（p＜0.05），有2组再制干酪中苯丙氨酸的含量显著降低（p＜0.05），仅有1组丝氨酸、丙氨酸和精氨酸含量显著降低（p＜0.05），而天冬氨酸、苏氨酸、酪氨酸、谷氨酸、组氨酸和脯氨酸的含量没有显著性差异（p＞0.05）。

其中，相比于巴氏灭菌，超高温灭菌再制干酪的赖氨酸含量减少量最高，均减少了10%以上。产生这一结果的原因可能是发生了美拉德反应，美拉德反应是羰基化合物（还原糖类）和氨基化合物（氨基酸和蛋白质）之间发生的一种非酶褐变反应，其中羰基和氨基结合的点称为美拉德反应位点。发生美拉德反应较多的氨基酸为赖氨酸，宋慧敏[8]利用质谱仪对不同热处理条件下牛乳中赖氨酸的反应位点进行检测，结果发现随着加热温度的升高，反应位点逐渐增加，当温度超过130 ℃时，赖氨酸上的反应位点急剧增加，从而导致赖氨酸的降解。此外，宋慧敏[8]的研究还发现，随着加热温度的升高，巯基的含量呈现整体下降的趋势，在130 ℃处理5 s时，巯基的含量最低。而蛋氨酸的硫是以巯基的形式存在，因此超高温灭菌使蛋氨酸极易降解，导致再制干酪中蛋氨酸含量的显著降低。

Frantisek等[9]对再制干酪中氨基酸含量的研究结果显示：相比于常规的巴氏灭菌，117 ℃ 20 min的灭菌再制干酪中亮氨酸的含量显著降低，而异亮氨酸和缬氨酸的含量不存在显著性差异。与此次试验结果不一致，产生这一现象的原因可能是此次试验的再制干酪产品在加工过程中添加了一定比例的浓缩乳清蛋白粉。而Elliott等[10]和Morales等[11]利用高效液相色谱法对热处理液态奶中未变性乳清蛋白含量进行了研究，结果表明牛乳的未变性乳清蛋白含量与加热程度具有非常显著的相关性。巴氏奶中未变性乳清蛋白的含量显著高于UHT奶，即UHT热处理方式造成的乳清蛋白变性程度显著高于巴氏灭菌。乳清蛋白含有丰富的支链氨基酸，如亮氨酸、异亮氨酸和缬氨酸等，超高温灭菌再制干酪中乳清蛋白的严重变性，导致氨基酸的大量降解，使得亮氨酸、异亮氨酸和缬氨酸的含量显著降低。

表2 再制干酪中氨基酸的含量 单位：g/100 g

此次试验对3组不同批次的巴氏灭菌和超高温灭菌再制干酪中的氨含量进行了测定，结果如图1所示。相比于巴氏灭菌，3组超高温灭菌再制干酪的氨含量均显著增加（p＜0.05）。结果表明超高温灭菌加强了再制干酪中氨基酸的降解，尤其是发生了脱氨反应，造成氨含量的增加。

图1 再制干酪中氨的含量

3 结论

不同热处理对再制干酪中蛋白质的含量没有显著影响（p＞0.05），但是相比于巴氏灭菌，超高温灭菌再制干酪的必需氨基酸含量显著降低了8.4%～9.0%，其中缬氨酸、蛋氨酸、异亮氨酸、亮氨酸和赖氨酸的含量显著降低（p＜0.05）。而且超高温灭菌加强了氨基酸的脱氨反应，使氨的含量显著增加（p＜0.05）。此次试验结果可为再制干酪的工业化生产提供理论参考。