CN101788461A - 一种检测鲜牛奶受热强度的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种鲜牛奶是否被过热处理的检测方法，属于食品检测领域。检测鲜牛奶受热强度的方法即是鲜牛奶是否被过热处理的快速检测方法，包括(1)将待测牛奶样品和新鲜原奶与浓盐酸混合，得到澄清检测液；(2)以上述原奶清液为空白，测定奶样清液在198～450nm区间的吸收光谱；(3)截取270～350nm波段数据，导出至EXCELL，以平行次数平均值建立扫描图谱，记录特征吸收峰的光密度(ODmax)；(4)用ODmax除以测定液中蛋白质的浓度，得到的商值(OD’max)作为参数来评价被测奶样品受热强度。当样品为巴氏杀菌奶时，OD’max＞0.5说明鲜牛奶在进行巴氏杀菌时存在不规范加热问题；当样品为UHT灭菌奶时，OD’max＞0.9说明鲜牛奶在进行UHT灭菌时存在不规范加热问题。本检测方法成本低，操作简便、快捷，测试灵敏度高，易于推广应用。
Description
技术领域
本发明涉及一种鲜牛奶是否被过热处理的检测方法，属于食品检测领域。
背景技术
随着生活水平的提高，居民膳食结构进一步合理化，对奶制品的消费意识增强，奶制品在国内的消费量迅速增加，预计2010年我国城镇居民人均奶制品消费量可达到39千克，与2003年相比，年递增率为6.52％。在所消费奶制品(鲜奶、奶粉、酸奶)中，液态“鲜牛奶”以其“生产工艺简单，营养价值保留度高”而备受欢迎。我国早些时候，液态“鲜牛奶”的“鲜”一直是商家的卖点。但是自2005年起，国家规定凡是经热加工处理的预包装食品，产品名称不能以“鲜”字来命名。按照标准，只有从养殖场直接挤出的奶才能称为“鲜牛奶”，也叫做“原奶”。因其含有一些微生物，一般是不能直接食用的，要进行加热杀菌处理得到具有相应品质的液态奶产品，再进行销售饮用。
从热杀菌的剧烈程度，可将液态奶产品分为巴氏杀菌奶、超高温瞬时(UHT)灭菌奶和保持法灭菌奶。我国常见的是巴氏杀菌奶和UHT奶。巴氏杀菌工艺是指以低温长时(62℃～65℃，保持30min)或高温短时(72℃～76℃，保持15s；或80℃～85℃，保持10s～15s)的方式加热原奶，可杀死生长型致病菌，但是不能杀死嗜热菌、耐热性菌及芽孢等。UHT奶的加工工艺是指130℃以上保持数秒加热原奶进行灭菌处理的方式，主要有两种方法：直接加热法和间接加热法，可消灭乳中的全部细菌和耐热芽孢，产品具有极好的保存性，可在常温下长期贮存，有利于乳品厂扩大其销售和服务范围。
热处理提高了鲜牛奶的安全性和保存性。但是，鲜牛奶中蛋白质、糖含量非常丰富，且蛋白质中赖氨酸含量较高，所以，加热时极易发生美拉德反应，束缚了赖氨酸，使蛋白质的消化利用率降低，从而降低了奶的营养品质。受热程度越剧烈，美拉德反应使赖氨酸损失的越多，产品营养价值越低。所以，从营养价值上来讲，巴氏杀菌奶要优于UHT奶，而UHT奶则优于由奶粉勾兑的复原乳。在原奶、巴氏杀菌奶和UHT灭菌奶中加入复原乳被视为掺假的一种。主要是早期时候我国奶牛养殖业不具规模，奶源出现季节性短缺，导致不法商家以复原乳掺入或直接作为原料生产巴氏杀菌奶和UHT奶，侵害了消费者的健康以及相应的知情权。2005年国家出台了关于巴氏杀菌奶和UHT奶中是否添加了复原乳的鉴定标准。但是，目前巴氏杀菌奶和UHT灭菌奶生产过程中还存在较多问题，特别是鲜牛奶的过热处理。
鲜牛奶的过热处理是指在进行巴氏杀菌和UHT灭菌时，超规范提高灭菌温度，延长灭菌时间，致使产品遭受到较相应规范工艺强的多的热处理，从而使产品营养价值降低。鲜牛奶的过热处理可分为两种情况：人为和非人为因素。非人为因素是指鲜牛奶在加热过程中，设备运转出现一些异常，这种情况比较少见。鲜牛奶的过热处理主要是人为情况，是为了增强灭菌效果，确保产品保存性，生产企业超规范提高灭菌温度，延长灭菌时间。对于巴氏杀菌奶生产企业，提高灭菌温度、延长灭菌时间的原因：一是巴氏杀菌奶对保存条件要求较高(低温2℃～6℃)，而产品运输、储存等过程常因不达要求的保存条件，致使部分产品在保质期内就已变质。为了避免产品在保质期出现问题，部分巴氏杀菌奶生产企业在实际生产过程中通过延长杀菌时间和提高杀菌温度等方式来降低保存条件要求；二是现有巴氏杀菌奶工艺条件源自国外，国外原料奶的质量好，微生物小于20万mL-1，在我国优级原料奶微生物技术要求小于50万mL-1，而实际各液态奶生产企业所收购的原料奶能达到该技术指标的不太多，部分企业规定原料奶的微生物验收指标为：微生物不超过100万mL-1。对于微生物严重超标的原料奶若还是采用现有的巴氏杀菌工艺可能达不到较好的杀菌效果，所以，为确保产品在保质期内不出现问题，部分巴氏杀菌奶企业采取了提高杀菌温度、延长杀菌时间的工艺条件。对于UHT灭菌乳，存在的问题有：一是两次灭菌过程均采用UHT高温瞬时灭菌；二是生产时在UHT灭菌结束后，产品应被存入无菌存贮罐中等待灌装。但是部分企业没有存贮罐，加热结束的产品直接进行灌装，当灌装机或包装头数量无法满足生产需要时，已经灭菌结束的产品不能得到及时的灌装，只能回流进入生产线，再次进行UHT灭菌。产品的回流现象在企业存在较多，尤其是生产线多条，但包装头只有一个时，产品要进行多次回流，后期包装的产品回流量可以达到100％。所以，大量抽样调查研究表明，我国巴氏杀菌奶和UHT奶中糠氨酸的含量普遍较标准线高的多。
对于鲜牛奶的过热处理问题，国外一直都有研究，认为应该有灵敏而快速的检测方法以规范企业的生产，规范乳品消费市场，保障消费者的健康利益和知情权利，引导健康消费概念。目前，为了限制不同工艺热处理强度，各个国家都选用了一些与热处理相关的化学指标来判定各种液态奶处理强度是否合格：美国和欧盟等多个国家和组织判定巴氏杀菌乳质量合格的标准之一是碱性磷酸酶阴性。因为碱性磷酸酶对温度的稳定性比这些需要杀灭的病原菌略高，所以其活性是评价巴氏杀菌乳卫生安全的重要指示剂，合格巴氏杀菌乳的碱性磷酸酶测试必须是阴性。乳过氧化物酶是相当稳定的内源酶，其活性的测定可以用来确定巴氏杀菌乳的上限。比利时立法规定巴氏杀菌乳乳过氧化物酶测试必须是阳性，如果结果为阴性时必须要贴上“高温巴氏杀菌乳”的标签。意大利乳品法案中则选用糠氨酸(ε-N-2-呋喃甲基-L-赖氨酸)作为评价指标。但是这些方法或者测定仪器昂贵；或者操作繁琐费时，不适用于大批量样品的快速测定；以糠氨酸为指标有一定的局限性，主要是糠氨酸的产生受原料和工艺影响很大，比如UHT灭菌奶达到100％回流时，其糠氨酸含量可能会低于合格UHT灭菌奶，这是因为糠氨酸是美拉德反应初级阶段产物的水解物，一旦奶受热强度太大，美拉德反应进一步增强，已经生成的初级阶段产物发生降解，不再水解产生糠氨酸，使测定结果出现“假阳性”，给分析带来不确定性。迄今，现有技术中还未有一种成本低、操作简便、快捷、灵敏、能准确测定鲜牛奶受热强度的检测方法。
发明内容
针对目前检测技术的缺乏状况，以及现有技术的不足之处，本发明提供一种使用非常简便、快速，且测试灵敏度和准确度高的鲜牛奶是否被过热处理的快速检测方法。有利于规范乳品企业的生产，有利于保障消费者的权益。
本发明为达到以上目的，采用的技术方案如下：
检测鲜牛奶受热强度的方法，包括下述步骤：
(1)将待测牛奶样品和新鲜原奶与浓盐酸混合，得到澄清检测液；(2)以上述原奶清液为空白，测定奶样清液在198～450nm区间的吸收光谱；(3)截取270～350nm波段数据，导出至EXCELL，以平行次数平均值建立扫描图谱，记录特征吸收峰的光密度(ODmax)；(4)用ODmax除以测定液中蛋白质的浓度，得到的商值(OD’max)作为参数来评价被测奶样品受热强度。
所述的方法，依次包括以下步骤：
1)取待测牛奶样品及新鲜原奶，准确测定其蛋白质含量；
2)分别取待测牛奶样品及新鲜原奶于比色管中，再向比色管中加入浓盐酸，立即漩涡震荡1～3分钟，得到均一透明的溶液；盐酸浓度为7～11mol L-1，浓盐酸与待测牛奶样品的体积比为5～100∶1，两只比色管中液体终体积相等，特别是蛋白质含量一致；
3)取上述清液进行紫外-可见分光光度测定：调整紫外-可见分光光度计的波长扫描范围为198～450nm，扫描精度为0.2nm，带宽为1.8nm，以上述原奶清液为空白，用1cm双面石英比色皿建立基线；取待测牛奶样品清液，按上述参数，测定其198～450nm区间的紫外-可见吸收光谱，每样品3～6次平行，截取270～350nm波段光谱数据，导出至EXCELL，以平行次数平均值建立扫描图谱，记录特征吸收峰的光密度(ODmax)；
4)用上述ODmax除以测定清液中蛋白质的浓度(g mL-1)，得到的商值(OD’max)作为参数来评价被测奶样品受热强度；当样品为巴氏杀菌奶时，OD’max＞0.5说明原奶在进行巴氏杀菌时存在不规范过热处理；当样品为UHT灭菌奶时，OD’max＞0.9说明原奶在进行UHT灭菌时存在不规范过热处理。
本发明技术方案的提出基于下述原理：
1)乳品中物质成分非常复杂，加热处理时涉及了各个方面的物理和化学变化，特别是酪蛋白的赖氨酸残基与糖之间的美拉德反应。乳糖受热时，自身也可以进行异构和降解，乳糖的异构是通过Lobry de Bruyn-Alberda van Ekenstein(LA)重排实现的，最终降解产生甲酸和脱氧木糖。酪蛋白是大分子物质，除了与乳糖进行正常的美拉德反应过程外，分子间还可以通过美拉德反应相互交联，产生更大分子的糖基化蛋白终产物(advanced glycosylation end products，AGEs)。本实验研究证明，乳糖的异构体、乳糖的降解产物、乳糖与酪蛋白的美拉德反应产物、AGEs等各种由于加热所引起的各种物理和化学变化，均可使产品在紫外区294nm左右具有特征吸收峰。受热越强，相应的物理和化学变化越剧烈，产物积累越多，吸收峰强度越大，所以，紫外区294nm左右的特征吸收峰的强度可以作为鲜牛奶是否被过热处理的指标。但是，特征吸收峰的峰位随受热强度而有轻微的红移或蓝移，所以要进行扫描分析，确定特征吸收峰的强度。
2)酪蛋白分子中因酪氨酸、色氨酸和苯丙氨酸残基含有苯环的双键结构，在紫外区280nm有光吸收，可能干扰上述测定，所以，扫描分析是以含有同样蛋白质浓度的原奶为空白，消除了蛋白质自身光吸收的影响。奶中的蛋白质胶体对光有散射作用，7～11mol L-1的盐酸可以将其熔解(molten)，消除散射作用，使紫外-可见分光光度扫描分析得以进行。
3)7～11mol L-1盐酸对酪蛋白的熔解速度极快，使整个扫描测定过程在几分钟内能够完成。7～11mol L-1盐酸的熔解可能破坏酪蛋白上氨基酸残基的苯环结构，但是短时间内不会影响加热产物，特别是美拉德反应初级阶段产物。因为糠氨酸是美拉德反应初级阶段产物的酸水解物质，一般需要7～11mol L-1的盐酸于121℃下水解24h，所以几分钟的熔解扫描过程可以保证热反应产物不被破坏。从而以原奶为空白，得到的紫外-可见吸收光谱反映了样品受热过程产生的物理化学等具有紫外-可见光吸收特征的变化。
具体实施方式
下面用本发明的实施例来进一步说明本发明的实质性内容，但本发明的技术方案并非局限于此。
检测鲜牛奶受热强度的方法，包括下述步骤(1)将待测牛奶样品和新鲜原奶与浓盐酸混合，得到澄清检测液；(2)以上述原奶清液为空白，测定奶样清液在198～450nm区间的吸收光谱；(3)截取270～350nm波段数据，导出至EXCELL，以平行次数平均值建立扫描图谱，记录特征吸收峰的光密度(ODmax)；(4)用ODmax除以测定液中蛋白质的浓度，得到的商值(OD’max)作为参数来评价被测奶样品受热强度。
更具体地，本发明的方法依次包括下述步骤：
1)取待测牛奶样品及新鲜原奶，准确测定其蛋白质含量。
2)分别取待测牛奶样品及新鲜原奶于比色管中，再向比色管中加入浓盐酸，立即漩涡震荡1～3分钟，得到均一透明的溶液；盐酸浓度为7～11mol L-1，浓盐酸与待测牛奶样品的体积比为5～100∶1，两只比色管中液体终体积相等，特别是蛋白质含量一致；
3)取上述清液进行紫外-可见分光光度测定：调整紫外-可见分光光度计的扫描范围为198～450nm，扫描精度为0.2nm，带宽为1.8nm，以上述原奶清液为空白，用1cm双面石英比色皿测定奶样清液在198～450nm区间的吸收光谱，每样品3～6次平行，截取270～350nm波段光谱数据，导出至EXCELL，以平行次数平均值建立扫描图谱；记录特征吸收峰的光密度(ODmax)；
4)用上述ODmax除以测定清液中蛋白质的浓度(g mL-1)，得到的商值(OD’max)作为参数来评价被测奶样品受热强度；当样品为巴氏杀菌奶时，OD’max＞0.5说明原奶在进行巴氏杀菌时存在不规范加热问题；当样品为UHT灭菌奶时，OD’max＞0.9说明原奶在进行UHT灭菌时存在不规范加热问题。
实施例1：
鲜牛奶是否被过热处理的快速测定方法，依次进行以下操作：
1)吸取待测牛奶样品和新鲜原奶，准确测定其蛋白质含量。
2)准确吸取100μL待测牛奶样品于比色管中，加入5mL 8mol L-1的盐酸溶液，漩涡震荡，得到均一透明的溶液。制备同体积、含有相同蛋白质浓度的原奶溶液。
3)调整紫外-可见分光光度计的波长扫描范围为198～450nm，扫描精度为0.2nm，带宽为1.8nm，以上述原奶清液为空白，用1cm双面石英比色皿测定样品清液的吸收光谱，3次平行，截取270～350nm波段光谱数据，导出至EXCELL，以平行次数平均值建立扫描图谱。记录特征吸收峰的光密度(ODmax)。
4)将ODmax除以测定清液中蛋白质的浓度，当样品为巴氏杀菌奶时，OD’max＞0.5说明原奶在进行巴氏杀菌时存在不规范加热问题；当样品为UHT灭菌奶时，OD’max＞0.9说明原奶在进行UHT灭菌时存在不规范加热问题。
实施例2：
鲜牛奶是否被过热处理的快速测定方法，依次进行以下操作：
1)吸取待测牛奶样品和新鲜原奶，准确测定其蛋白质含量。
2)准确吸取50μL待测牛奶样品于比色管中，加入3mL 10mol L-1的盐酸溶液，漩涡震荡，得到均一透明的溶液。制备同体积、含有相同蛋白质浓度的原奶溶液。
3)调整紫外-可见分光光度计的扫描范围为198～450nm，扫描精度为0.2nm，带宽为1.8nm，以上述原奶清液为空白，用1cm双面石英比色皿测定样品清液的吸收光谱，6次平行，截取270～350nm波段光谱数据，导出至EXCELL，以平行次数平均值建立扫描图谱。记录特征吸收峰的光密度(ODmax)。
4)将ODmax除以测定清液中蛋白质的浓度，当样品为巴氏杀菌奶时，OD’max＞0.5说明原奶在进行巴氏杀菌时存在不规范加热问题；当样品为UHT灭菌奶时，OD’max＞0.9说明原奶在进行UHT灭菌时存在不规范加热问题。
实施例3：
鲜牛奶是否被过热处理的快速测定方法，依次进行以下操作：
1)吸取待测牛奶样品和新鲜原奶，准确测定其蛋白质含量。
2)准确吸取0.5mL待测牛奶样品于比色管中，加入2.5mL 11mol L-1的盐酸溶液，漩涡震荡，得到均一透明的溶液。制备同体积、含有同样蛋白质浓度的原奶溶液。
3)调整紫外-可见分光光度计的扫描范围为198～450nm，扫描精度为0.2nm，带宽为1.8nm，以上述原奶清液为空白，用1cm双面石英比色皿测定样品清液的吸收光谱，6次平行，截取270～350nm波段光谱数据，导出至EXCELL，以平行次数平均值建立扫描图谱。记录特征吸收峰的光密度(ODmax)。
4)将ODmax除以测定清液中蛋白质的浓度，当样品为巴氏杀菌奶时，OD’max＞0.5说明原奶在进行巴氏杀菌时存在不规范加热问题；当样品为UHT灭菌奶时，OD’max＞0.9说明原奶在进行UHT灭菌时存在不规范加热问题。
Claims (2)
1.检测鲜牛奶受热强度的方法，包括下述步骤：
(1)将待测牛奶样品和新鲜原奶与浓盐酸混合，得到澄清检测液；
(2)以上述原奶清液为空白，测定奶样清液在198～450nm区间的吸收光谱；
(3)截取270～350nm波段数据，导出至EXCELL，以平行次数平均值建立扫描图谱，记录特征吸收峰的光密度(ODmax)；
(4)用ODmax除以测定液中蛋白质的浓度，得到的商值(OD’max)作为参数来评价被测奶样品受热强度。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于依次包括以下步骤：
1)取待测牛奶样品及新鲜原奶，准确测定其蛋白质含量；
2)分别取待测牛奶样品及新鲜原奶于比色管中，再向比色管中加入浓盐酸，立即漩涡震荡1～3分钟，得到均一透明的溶液；盐酸浓度为7～11mol L-1，浓盐酸与待测牛奶样品的体积比为5～100∶1，两只比色管中液体终体积相等，特别是蛋白质含量一致；
3)取上述清液进行紫外-可见分光光度测定：调整紫外-可见分光光度计的波长扫描范围为198～450nm，扫描精度为0.2nm，带宽为1.8nm，以上述原奶清液为空白，用1cm双面石英比色皿建立基线；取待测牛奶样品清液，按上述参数，测定其198～450nm区间的紫外-可见吸收光谱，每样品3～6次平行，截取270～350nm波段光谱数据，导出至EXCELL，以平行次数平均值建立扫描图谱，记录特征吸收峰的光密度(ODmax)；
4)用上述ODmax除以测定清液中蛋白质的浓度(g mL-1)，得到的商值(OD’max)作为参数来评价被测奶样品受热强度；当样品为巴氏杀菌奶时，OD’max＞0.5说明原奶在进行巴氏杀菌时存在不规范过热处理；当样品为UHT灭菌奶时，OD’max＞0.9说明原奶在进行UHT灭菌时存在不规范过热处理。
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