一種檢測鮮牛奶受熱強度的方法
2023-10-06 17:25:39 1
專利名稱：一種檢測鮮牛奶受熱強度的方法
技術領域：
本發明涉及一種鮮牛奶是否被過熱處理的檢測方法，屬於食品檢測領域。
背景技術：
隨著生活水平的提高，居民膳食結構進一步合理化，對奶製品的消費意識增強，奶 製品在國內的消費量迅速增加，預計2010年我國城鎮居民人均奶製品消費量可達到39千 克，與2003年相比，年遞增率為6.52%。在所消費奶製品(鮮奶、奶粉、酸奶)中，液態"鮮 牛奶"以其"生產工藝簡單，營養價值保留度高"而備受歡迎。我國早些時候，液態"鮮牛奶" 的"鮮"一直是商家的賣點。但是自2005年起，國家規定凡是經熱加工處理的預包裝食品， 產品名稱不能以"鮮"字來命名。按照標準，只有從養殖場直接擠出的奶才能稱為"鮮牛奶"， 也叫做"原奶"。因其含有一些微生物，一般是不能直接食用的，要進行加熱殺菌處理得到具 有相應品質的液態奶產品，再進行銷售飲用。 從熱殺菌的劇烈程度，可將液態奶產品分為巴氏殺菌奶、超高溫瞬時(UHT)滅菌 奶和保持法滅菌奶。我國常見的是巴氏殺菌奶和UHT奶。巴氏殺菌工藝是指以低溫長時 (62。C 65。C，保持30min)或高溫短時(72°C 76°C ，保持15s ;或80。C 85。C，保持10s 15s)的方式加熱原奶，可殺死生長型致病菌，但是不能殺死嗜熱菌、耐熱性菌及芽孢等。UHT 奶的加工工藝是指13(TC以上保持數秒加熱原奶進行滅菌處理的方式，主要有兩種方法 直接加熱法和間接加熱法，可消滅乳中的全部細菌和耐熱芽孢，產品具有極好的保存性，可 在常溫下長期貯存，有利於乳品廠擴大其銷售和服務範圍。 熱處理提高了鮮牛奶的安全性和保存性。但是，鮮牛奶中蛋白質、糖含量非常豐 富，且蛋白質中賴氨酸含量較高，所以，加熱時極易發生美拉德反應，束縛了賴氨酸，使蛋白 質的消化利用率降低，從而降低了奶的營養品質。受熱程度越劇烈，美拉德反應使賴氨酸損 失的越多，產品營養價值越低。所以，從營養價值上來講，巴氏殺菌奶要優於UHT奶，而UHT 奶則優於由奶粉勾兌的復原乳。在原奶、巴氏殺菌奶和UHT滅菌奶中加入復原乳被視為摻 假的一種。主要是早期時候我國奶牛養殖業不具規模，奶源出現季節性短缺，導致不法商家 以復原乳摻入或直接作為原料生產巴氏殺菌奶和UHT奶，侵害了消費者的健康以及相應的 知情權。2005年國家出臺了關於巴氏殺菌奶和UHT奶中是否添加了復原乳的鑑定標準。但 是，目前巴氏殺菌奶和UHT滅菌奶生產過程中還存在較多問題，特別是鮮牛奶的過熱處理。
鮮牛奶的過熱處理是指在進行巴氏殺菌和UHT滅菌時，超規範提高滅菌溫度，延 長滅菌時間，致使產品遭受到較相應規範工藝強的多的熱處理，從而使產品營養價值降低。 鮮牛奶的過熱處理可分為兩種情況人為和非人為因素。非人為因素是指鮮牛奶在加熱過 程中，設備運轉出現一些異常，這種情況比較少見。鮮牛奶的過熱處理主要是人為情況，是 為了增強滅菌效果，確保產品保存性，生產企業超規範提高滅菌溫度，延長滅菌時間。對於 巴氏殺菌奶生產企業，提高滅菌溫度、延長滅菌時間的原因一是巴氏殺菌奶對保存條件要 求較高(低溫2°C 6°C )，而產品運輸、儲存等過程常因不達要求的保存條件，致使部分產 品在保質期內就已變質。為了避免產品在保質期出現問題，部分巴氏殺菌奶生產企業在實
3際生產過程中通過延長殺菌時間和提高殺菌溫度等方式來降低保存條件要求；二是現有巴氏殺菌奶工藝條件源自國外，國外原料奶的質量好，微生物小於20萬mL—、在我國優級原料奶微生物技術要求小於50萬mL—、而實際各液態奶生產企業所收購的原料奶能達到該技術指標的不太多，部分企業規定原料奶的微生物驗收指標為微生物不超過100萬mL—、對於微生物嚴重超標的原料奶若還是採用現有的巴氏殺菌工藝可能達不到較好的殺菌效果，所以，為確保產品在保質期內不出現問題，部分巴氏殺菌奶企業採取了提高殺菌溫度、延長殺菌時間的工藝條件。對於UHT滅菌乳，存在的問題有一是兩次滅菌過程均採用UHT高溫瞬時滅菌；二是生產時在UHT滅菌結束後，產品應被存入無菌存貯罐中等待灌裝。但是部分企業沒有存貯罐，加熱結束的產品直接進行灌裝，當灌裝機或包裝頭數量無法滿足生產需要時，已經滅菌結束的產品不能得到及時的灌裝，只能回流進入生產線，再次進行UHT滅菌。產品的回流現象在企業存在較多，尤其是生產線多條，但包裝頭只有一個時，產品要進行多次回流，後期包裝的產品回流量可以達到100%。所以，大量抽樣調查研究表明，我國巴氏殺菌奶和UHT奶中糠氨酸的含量普遍較標準線高的多。 對於鮮牛奶的過熱處理問題，國外一直都有研究，認為應該有靈敏而快速的檢測方法以規範企業的生產，規範乳品消費市場，保障消費者的健康利益和知情權利，引導健康消費概念。目前，為了限制不同工藝熱處理強度，各個國家都選用了一些與熱處理相關的化學指標來判定各種液態奶處理強度是否合格美國和歐盟等多個國家和組織判定巴氏殺菌乳質量合格的標準之一是鹼性磷酸酶陰性。因為鹼性磷酸酶對溫度的穩定性比這些需要殺滅的病原菌略高，所以其活性是評價巴氏殺菌乳衛生安全的重要指示劑，合格巴氏殺菌乳的鹼性磷酸酶測試必須是陰性。乳過氧化物酶是相當穩定的內源酶，其活性的測定可以用來確定巴氏殺菌乳的上限。比利時立法規定巴氏殺菌乳乳過氧化物酶測試必須是陽性，如果結果為陰性時必須要貼上"高溫巴氏殺菌乳"的標籤。義大利乳品法案中則選用糠氨酸(e -^2-呋喃甲基-卜賴氨酸)作為評價指標。但是這些方法或者測定儀器昂貴；或者操作繁瑣費時，不適用於大批量樣品的快速測定；以糠氨酸為指標有一定的局限性，主要是糠氨酸的產生受原料和工藝影響很大，比如UHT滅菌奶達到100%回流時，其糠氨酸含量可能會低於合格UHT滅菌奶，這是因為糠氨酸是美拉德反應初級階段產物的水解物， 一旦奶受熱強度太大，美拉德反應進一步增強，已經生成的初級階段產物發生降解，不再水解產生糠氨酸，使測定結果出現"假陽性"，給分析帶來不確定性。迄今，現有技術中還未有一種成本低、操作簡便、快捷、靈敏、能準確測定鮮牛奶受熱強度的檢測方法。
發明內容
針對目前檢測技術的缺乏狀況，以及現有技術的不足之處，本發明提供一種使用非常簡便、快速，且測試靈敏度和準確度高的鮮牛奶是否被過熱處理的快速檢測方法。有利於規範乳品企業的生產，有利於保障消費者的權益。
本發明為達到以上目的，採用的技術方案如下
檢測鮮牛奶受熱強度的方法，包括下述步驟 (1)將待測牛奶樣品和新鮮原奶與濃鹽酸混合，得到澄清檢測液；(2)以上述原奶清液為空白，測定奶樣清液在198 450nm區間的吸收光譜；(3)截取270 350nm波段數據，導出至EXCELL，以平行次數平均值建立掃描圖譜，記錄特徵吸收峰的光密度(0Dmax);(4)用0Dmax除以測定液中蛋白質的濃度，得到的商值(OD' max)作為參數來評價被測奶樣品受熱強度。 所述的方法，依次包括以下步驟 1)取待測牛奶樣品及新鮮原奶，準確測定其蛋白質含量； 2)分別取待測牛奶樣品及新鮮原奶於比色管中，再向比色管中加入濃鹽酸，立即漩渦震蕩1 3分鐘，得到均一透明的溶液；鹽酸濃度為7 llmol L—、濃鹽酸與待測牛奶樣品的體積比為5 100 : l，兩隻比色管中液體終體積相等，特別是蛋白質含量一致；
3)取上述清液進行紫外_可見分光光度測定調整紫外_可見分光光度計的波長掃描範圍為198 450nm，掃描精度為0. 2nm，帶寬為1. 8nm，以上述原奶清液為空白，用lcm雙面石英比色皿建立基線；取待測牛奶樣品清液，按上述參數，測定其198 450nm區間的紫外-可見吸收光譜，每樣品3 6次平行，截取270 350nm波段光譜數據，導出至EXCELL，以平行次數平均值建立掃描圖譜，記錄特徵吸收峰的光密度(0Dmax);
4)用上述OD^除以測定清液中蛋白質的濃度(g mL—"，得到的商值(0D'max)作為參數來評價被測奶樣品受熱強度；當樣品為巴氏殺菌奶時，OD'^ > 0. 5說明原奶在進行巴氏殺菌時存在不規範過熱處理；當樣品為UHT滅菌奶時，OD' max > 0. 9說明原奶在進行UHT滅菌時存在不規範過熱處理。
本發明技術方案的提出基於下述原理 1)乳品中物質成分非常複雜，加熱處理時涉及了各個方面的物理和化學變化，特別是酪蛋白的賴氨酸殘基與糖之間的美拉德反應。乳糖受熱時，自身也可以進行異構和降解，乳糖的異構是通過Lobry de Bruyn-Alberda van Ekenstein(LA)重排實現的，最終降解產生甲酸和脫氧木糖。酪蛋白是大分子物質，除了與乳糖進行正常的美拉德反應過程外，分子間還可以通過美拉德反應相互交聯，產生更大分子的糖基化蛋白終產物(advancedglycosylation end products, AGEs)。本實驗研究證明，乳糖的異構體、乳糖的降解產物、乳糖與酪蛋白的美拉德反應產物、AGEs等各種由於加熱所引起的各種物理和化學變化，均可使產品在紫外區294nm左右具有特徵吸收峰。受熱越強，相應的物理和化學變化越劇烈，產物積累越多，吸收峰強度越大，所以，紫外區294nm左右的特徵吸收峰的強度可以作為鮮牛奶是否被過熱處理的指標。但是，特徵吸收峰的峰位隨受熱強度而有輕微的紅移或藍移，所以要進行掃描分析，確定特徵吸收峰的強度。 2)酪蛋白分子中因酪氨酸、色氨酸和苯丙氨酸殘基含有苯環的雙鍵結構，在紫外區280nm有光吸收，可能干擾上述測定，所以，掃描分析是以含有同樣蛋白質濃度的原奶為空白，消除了蛋白質自身光吸收的影響。奶中的蛋白質膠體對光有散射作用，7 llmo1 L—1的鹽酸可以將其熔解(molten)，消除散射作用，使紫外_可見分光光度掃描分析得以進行。
3)7 llmol L—1鹽酸對酪蛋白的熔解速度極快，使整個掃描測定過程在幾分鐘內能夠完成。7 llmol L—工鹽酸的熔解可能破壞酪蛋白上胺基酸殘基的苯環結構，但是短時間內不會影響加熱產物，特別是美拉德反應初級階段產物。因為糠氨酸是美拉德反應初級階段產物的酸水解物質，一般需要7 llmol L—1的鹽酸於12rC下水解24h，所以幾分鐘的熔解掃描過程可以保證熱反應產物不被破壞。從而以原奶為空白，得到的紫外-可見吸收光譜反映了樣品受熱過程產生的物理化學等具有紫外_可見光吸收特徵的變化。
具體實施例方式
下面用本發明的實施例來進一步說明本發明的實質性內容，但本發明的技術方案 並非局限於此。 檢測鮮牛奶受熱強度的方法，包括下述步驟(1)將待測牛奶樣品和新鮮原奶與濃
鹽酸混合，得到澄清檢測液；(2)以上述原奶清液為空白，測定奶樣清液在198 450nm區
間的吸收光譜；(3)截取270 350nm波段數據，導出至EXCELL，以平行次數平均值建立掃
描圖譜，記錄特徵吸收峰的光密度(0Dmax) ;(4)用OD^除以測定液中蛋白質的濃度，得到的
商值(OD' max)作為參數來評價被測奶樣品受熱強度。 更具體地，本發明的方法依次包括下述步驟 1)取待測牛奶樣品及新鮮原奶，準確測定其蛋白質含量。 2)分別取待測牛奶樣品及新鮮原奶於比色管中，再向比色管中加入濃鹽酸，立即 漩渦震蕩1 3分鐘，得到均一透明的溶液；鹽酸濃度為7 llmol L—、濃鹽酸與待測牛奶 樣品的體積比為5 100 : l，兩隻比色管中液體終體積相等，特別是蛋白質含量一致；
3)取上述清液進行紫外_可見分光光度測定調整紫外_可見分光光度計的掃描 範圍為198 450nm，掃描精度為0. 2nm，帶寬為1. 8nm，以上述原奶清液為空白，用lcm雙 面石英比色皿測定奶樣清液在198 450nm區間的吸收光譜，每樣品3 6次平行，截取 270 350nm波段光譜數據，導出至EXCELL，以平行次數平均值建立掃描圖譜；記錄特徵吸 收峰的光密度(0DMX); 4)用上述OD^除以測定清液中蛋白質的濃度(g mL—"，得到的商值(0D'max)作為 參數來評價被測奶樣品受熱強度；當樣品為巴氏殺菌奶時，OD'^ > 0. 5說明原奶在進行巴 氏殺菌時存在不規範加熱問題；當樣品為UHT滅菌奶時，OD' max > 0. 9說明原奶在進行UHT 滅菌時存在不規範加熱問題。
實施例1 : 鮮牛奶是否被過熱處理的快速測定方法，依次進行以下操作
1)吸取待測牛奶樣品和新鮮原奶，準確測定其蛋白質含量。 2)準確吸取100 ii L待測牛奶樣品於比色管中，加入5mL 8mol L—1的鹽酸溶液，漩 渦震蕩，得到均一透明的溶液。製備同體積、含有相同蛋白質濃度的原奶溶液。
3)調整紫外-可見分光光度計的波長掃描範圍為198 450nm，掃描精度為 0. 2nm，帶寬為1. 8nm，以上述原奶清液為空白，用lcm雙面石英比色皿測定樣品清液的吸收 光譜，3次平行，截取270 350nm波段光譜數據，導出至EXCELL，以平行次數平均值建立掃 描圖譜。記錄特徵吸收峰的光密度(0DMX)。 4)將0Dmax除以測定清液中蛋白質的濃度，當樣品為巴氏殺菌奶時，OD' max > 0. 5 說明原奶在進行巴氏殺菌時存在不規範加熱問題；當樣品為UHT滅菌奶時，OD'^ > 0. 9說 明原奶在進行UHT滅菌時存在不規範加熱問題。
實施例2 : 鮮牛奶是否被過熱處理的快速測定方法，依次進行以下操作
1)吸取待測牛奶樣品和新鮮原奶，準確測定其蛋白質含量。 2)準確吸取50 ii L待測牛奶樣品於比色管中，加入3mL lOmol L—1的鹽酸溶液，漩 渦震蕩，得到均一透明的溶液。製備同體積、含有相同蛋白質濃度的原奶溶液。
3)調整紫外-可見分光光度計的掃描範圍為198 450nm，掃描精度為0. 2nm，帶 寬為1. 8nm，以上述原奶清液為空白，用lcm雙面石英比色皿測定樣品清液的吸收光譜，6次 平行，截取270 350nm波段光譜數據，導出至EXCELL，以平行次數平均值建立掃描圖譜。 記錄特徵吸收峰的光密度(0DMX)。 4)將0Dmax除以測定清液中蛋白質的濃度，當樣品為巴氏殺菌奶時，OD' max > 0. 5 說明原奶在進行巴氏殺菌時存在不規範加熱問題；當樣品為UHT滅菌奶時，OD'^ > 0. 9說 明原奶在進行UHT滅菌時存在不規範加熱問題。
實施例3 : 鮮牛奶是否被過熱處理的快速測定方法，依次進行以下操作
1)吸取待測牛奶樣品和新鮮原奶，準確測定其蛋白質含量。 2)準確吸取0. 5mL待測牛奶樣品於比色管中，加入2. 5mL llmol L—1的鹽酸溶液， 漩渦震蕩，得到均一透明的溶液。製備同體積、含有同樣蛋白質濃度的原奶溶液。
3)調整紫外-可見分光光度計的掃描範圍為198 450nm，掃描精度為0. 2nm，帶 寬為1. 8nm，以上述原奶清液為空白，用lcm雙面石英比色皿測定樣品清液的吸收光譜，6次 平行，截取270 350nm波段光譜數據，導出至EXCELL，以平行次數平均值建立掃描圖譜。 記錄特徵吸收峰的光密度(0DMX)。 4)將0Dmax除以測定清液中蛋白質的濃度，當樣品為巴氏殺菌奶時，OD' max > 0. 5 說明原奶在進行巴氏殺菌時存在不規範加熱問題；當樣品為UHT滅菌奶時，OD'^ > 0. 9說 明原奶在進行UHT滅菌時存在不規範加熱問題。
權利要求
檢測鮮牛奶受熱強度的方法，包括下述步驟(1)將待測牛奶樣品和新鮮原奶與濃鹽酸混合，得到澄清檢測液；(2)以上述原奶清液為空白，測定奶樣清液在198～450nm區間的吸收光譜；(3)截取270～350nm波段數據，導出至EXCELL，以平行次數平均值建立掃描圖譜，記錄特徵吸收峰的光密度(ODmax)；(4)用ODmax除以測定液中蛋白質的濃度，得到的商值(OD’max)作為參數來評價被測奶樣品受熱強度。
2. 如權利要求1所述的方法，其特徵在於依次包括以下步驟1) 取待測牛奶樣品及新鮮原奶，準確測定其蛋白質含量；2) 分別取待測牛奶樣品及新鮮原奶於比色管中，再向比色管中加入濃鹽酸，立即漩渦 震蕩1 3分鐘，得到均一透明的溶液；鹽酸濃度為7 llmol L—、濃鹽酸與待測牛奶樣品 的體積比為5 100 : l，兩隻比色管中液體終體積相等，特別是蛋白質含量一致；3) 取上述清液進行紫外-可見分光光度測定調整紫外-可見分光光度計的波長掃描 範圍為198 450nm，掃描精度為0. 2nm，帶寬為1. 8nm，以上述原奶清液為空白，用lcm雙 面石英比色皿建立基線；取待測牛奶樣品清液，按上述參數，測定其198 450nm區間的紫 外_可見吸收光譜，每樣品3 6次平行，截取270 350nm波段光譜數據，導出至EXCELL， 以平行次數平均值建立掃描圖譜，記錄特徵吸收峰的光密度(0Dmax);4) 用上述OD^除以測定清液中蛋白質的濃度(g mL—"，得到的商值(0D'max)作為參數 來評價被測奶樣品受熱強度；當樣品為巴氏殺菌奶時，OD'^ > 0. 5說明原奶在進行巴氏殺 菌時存在不規範過熱處理；當樣品為UHT滅菌奶時，OD'^ > 0. 9說明原奶在進行UHT滅菌 時存在不規範過熱處理。
全文摘要
本發明涉及一種鮮牛奶是否被過熱處理的檢測方法，屬於食品檢測領域。檢測鮮牛奶受熱強度的方法即是鮮牛奶是否被過熱處理的快速檢測方法，包括(1)將待測牛奶樣品和新鮮原奶與濃鹽酸混合，得到澄清檢測液；(2)以上述原奶清液為空白，測定奶樣清液在198～450nm區間的吸收光譜；(3)截取270～350nm波段數據，導出至EXCELL，以平行次數平均值建立掃描圖譜，記錄特徵吸收峰的光密度(ODmax)；(4)用ODmax除以測定液中蛋白質的濃度，得到的商值(OD’max)作為參數來評價被測奶樣品受熱強度。當樣品為巴氏殺菌奶時，OD’max＞0.5說明鮮牛奶在進行巴氏殺菌時存在不規範加熱問題；當樣品為UHT滅菌奶時，OD’max＞0.9說明鮮牛奶在進行UHT滅菌時存在不規範加熱問題。本檢測方法成本低，操作簡便、快捷，測試靈敏度高，易於推廣應用。
文檔編號G01N21/31GK101788461SQ20091016323
公開日2010年7月28日 申請日期2009年12月25日 優先權日2009年12月25日
發明者孫麗平, 莊永亮, 張會林, 白雪 申請人:昆明理工大學