影響羊奶乳脂肪穩(wěn)定性因素的研究

（1.齊魯工業(yè)大學(xué)輕工學(xué)部食品學(xué)院，濟(jì)南250353；2.山東農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院,山東泰安271018）

影響羊奶乳脂肪穩(wěn)定性因素的研究

婁新曼1，王存芳1，王建民2

（1.齊魯工業(yè)大學(xué)輕工學(xué)部食品學(xué)院，濟(jì)南250353；2.山東農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院,山東泰安271018）

對(duì)嶗山奶山羊乳中乳脂肪的穩(wěn)定性進(jìn)行了研究，通過(guò)測(cè)定離心前后吸光度比值（穩(wěn)定性系數(shù)）分析了溫度、超高壓、乳化劑、蔗糖、檸檬酸及鈣離子濃度對(duì)生鮮原料乳中乳脂肪穩(wěn)定性的影響。結(jié)果表明，羊乳中乳脂肪經(jīng)加熱處理后在75℃時(shí)穩(wěn)定性最高；經(jīng)超高壓處理后穩(wěn)定性降低；當(dāng)蔗糖添加量為1%，蔗糖酯的添加量為0.12%時(shí)穩(wěn)定性最高；添加檸檬酸后乳脂肪的穩(wěn)定性明顯下降；一定量的鈣離子能夠增加乳脂肪的穩(wěn)定性，但濃度增加后反而降低乳脂肪的穩(wěn)定性。通過(guò)研究不同因素對(duì)羊乳中乳脂肪穩(wěn)定性的影響為羊乳在實(shí)際生產(chǎn)中提出了一些具有指導(dǎo)意義的意見(jiàn)和建議。

羊乳乳脂肪；穩(wěn)定性；溫度；超高壓；乳化劑；鈣離子

0 引 言

乳制品在生產(chǎn)儲(chǔ)存過(guò)程中往往會(huì)發(fā)生乳脂肪上浮、聚集、浮油的現(xiàn)象，各生產(chǎn)企業(yè)在實(shí)際加工過(guò)程中常常通過(guò)加入乳化劑來(lái)抑制乳脂肪出現(xiàn)上述不良現(xiàn)象，改善乳制品的穩(wěn)定性。研究認(rèn)為，在乳化過(guò)程中必須有足夠的乳化劑覆蓋在油水界面，乳化劑的吸附速率需足夠大才能盡快穩(wěn)定乳狀液[1-2]。目前乳脂肪穩(wěn)定性的表示方法主要是測(cè)定其離心沉淀率[3]、脂肪上浮率[4]以及離心前后的吸光度比值[5]。本文利用脂肪球的雙折射原理[6]，測(cè)定離心前后的吸光度，通過(guò)添加蔗糖酯觀察乳脂肪的乳化效果，探討了加熱、超高壓處理以及添加不同濃度的蔗糖、檸檬酸、鈣離子含量對(duì)羊乳乳脂肪穩(wěn)定性的影響，以期對(duì)企業(yè)在羊奶及其產(chǎn)品的生產(chǎn)加工過(guò)程中提供一定的理論基礎(chǔ)。

1 實(shí) 驗(yàn)

1.1 材料

實(shí)驗(yàn)中所用羊乳的生鮮原料乳均取自泰安市三喜奶山羊養(yǎng)殖場(chǎng)的嶗山奶山羊，取后冰袋帶回，并于-40℃冷凍保藏。

主要儀器：U-1100D可見(jiàn)分光光度計(jì)，TG 16-W S離心機(jī)，F(xiàn)J-200高速分散均質(zhì)機(jī)，DK-98-IIA數(shù)顯恒溫水浴鍋，HPP.L3-600/0.6超高壓處理設(shè)備，METTLER TOLEDO精密電子天平。所用試劑均為分析純，主要有蔗糖酯（H LB11)、碳酸鈣、檸檬酸、蔗糖和超純水。

1.2 方法

1.2.1 蔗糖酯對(duì)乳脂肪穩(wěn)定性的影響

取適量冷凍羊乳，室溫下解凍，分別加入添加量為0.08%，0.12%，0.16%，0.2%（均為質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的蔗糖酯；混合均勻，50℃超聲5 m in，測(cè)定乳脂肪的穩(wěn)定性系數(shù)。

1.2.2 溫度對(duì)乳脂肪穩(wěn)定性的影響

取適量冷凍羊乳，室溫下解凍，在溫度為65，75，85，95℃水浴加熱10m in；取出后冷卻至室溫，每個(gè)樣品分別加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.08%，0.12%，0.16%，0.2%的蔗糖酯；混合均勻，50℃超聲5 m in，測(cè)定不同溫度處理下乳脂肪的穩(wěn)定性系數(shù)。

1.2.3 超高壓對(duì)乳脂肪穩(wěn)定性的影響

取適量冷凍羊乳，室溫下解凍，在100，200，300，400 M Pa超高壓條件下，25℃下處理10 m in，每個(gè)樣品分別加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.08%，0.12%，0.16%，0.2%的蔗糖酯；混合均勻，50℃超聲5 m in，測(cè)定不同壓力下乳脂肪的穩(wěn)定性系數(shù)。

1.2.4 蔗糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)乳脂肪穩(wěn)定性的影響

取適量冷凍羊乳，室溫下解凍，分別加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%，0.75%，1%，2%的蔗糖；每個(gè)樣品再分別加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.08%，0.12%，0.16%，0.2%的蔗糖酯；混合均勻，50℃超聲5 m in，測(cè)定乳脂肪的穩(wěn)定性系數(shù)。

1.2.5 檸檬酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為對(duì)乳脂肪穩(wěn)定性的影響

取適量冷凍羊乳，室溫下解凍，分別加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%，0.2%，0.3%，0.4%的檸檬酸；每個(gè)樣品分別加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.08%，0.12%，0.16%，0.2%的蔗糖酯；混合均勻，50℃超聲5 m in，測(cè)定乳脂肪的穩(wěn)定性系數(shù)。

1.2.6 鈣離子質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)乳脂肪穩(wěn)定性的影響

取適量冷凍羊乳，室溫下解凍，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%，0.75%，1%，2%的碳酸鈣；每個(gè)樣品分別加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.08%，0.12%，0.16%，0.2%的蔗糖酯；混合均勻，50℃超聲5 m in，測(cè)定乳脂肪的穩(wěn)定性系數(shù)。

1.2.7 穩(wěn)定系數(shù)的計(jì)算

取經(jīng)處理后的0.5 m L混合新鮮羊乳，加水稀釋100倍，測(cè)其吸光度為A1；另取經(jīng)處理后的混合新鮮羊乳，在轉(zhuǎn)速為4 000 r/m in條件下離心10 m in，取中間清液0.5 m L，加水稀釋100倍，測(cè)其吸光度為A2，穩(wěn)定系數(shù)（R≤1）的計(jì)算公式為

穩(wěn)定系數(shù)=A2/A1。

1.2.8 數(shù)據(jù)分析

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用EXCEL 2003及SPSSStatistics17.0進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 蔗糖酯對(duì)乳脂肪穩(wěn)定性的影響

圖1 不同蔗糖酯添加量下羊乳的穩(wěn)定性系數(shù)

乳體系中加入乳化劑后，乳化劑分子迅速吸附到乳脂肪球表面形成一層界面膜，從而維持體系的穩(wěn)定，所形成膜的強(qiáng)度和穩(wěn)定性是影響體系穩(wěn)定性的主要因素[7]。Peter Wilde[8]等人研究認(rèn)為，乳化劑易在油水界面形成一層流動(dòng)的、填充緊密的吸附層，通過(guò)流體吉布斯-馬拉高尼流動(dòng)機(jī)制和弱靜電排斥作用維持體系的穩(wěn)定。蔗糖酯具有較高的表面活性，是乳品中常用的乳化劑。不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的蔗糖酯對(duì)乳脂肪穩(wěn)定性影響結(jié)果如圖1所示。由圖1可以看出，與空白組相比，羊乳中加入蔗糖酯后穩(wěn)定性系數(shù)增加，當(dāng)蔗糖酯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2%時(shí)，穩(wěn)定性系數(shù)最高，這表明此時(shí)有更多的蔗糖酯分子吸附在脂肪球表面，形成的界面膜強(qiáng)度最大，乳脂肪穩(wěn)定性最好。在羊乳的乳體系中，蛋白質(zhì)（主要為酪蛋白）具有乳化劑的作用[9]，對(duì)乳脂肪的穩(wěn)定性具有一定的作用。當(dāng)羊乳中未加乳化劑時(shí)，主要是蛋白質(zhì)中的酪蛋白對(duì)乳脂肪起乳化穩(wěn)定作用，而當(dāng)蔗糖酯加入后，乳脂肪的穩(wěn)定性主要由蔗糖酯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)決定，而當(dāng)蔗糖酯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.08%～0.2%之間，乳脂肪的穩(wěn)定性系數(shù)隨著蔗糖酯添加量的增加而增加。

2.2 溫度對(duì)乳脂肪穩(wěn)定性的影響

奶品在加工過(guò)程中常常會(huì)進(jìn)行加熱、均質(zhì)、冷卻等處理，而加熱是一個(gè)關(guān)鍵過(guò)程。何勝華[10]等人通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，牦牛乳中的β-乳球蛋白和α-乳白蛋白在60℃開(kāi)始與脂肪球膜（M FGM）的結(jié)合結(jié)合量，隨著溫度升高，結(jié)合量不斷增加。

圖2 羊乳乳脂肪的熱穩(wěn)定性

由圖2可知，不同的加熱溫度對(duì)乳脂肪的穩(wěn)定性具有不同的作用，當(dāng)加熱溫度為75℃時(shí)達(dá)到穩(wěn)定性最好，而加熱溫度為95℃時(shí)最低。當(dāng)加熱溫度為65，85℃和95℃時(shí)，蔗糖酯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.16%時(shí)，穩(wěn)定性系數(shù)最高，而當(dāng)蔗糖酯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2%時(shí)，穩(wěn)定性系數(shù)均降低。當(dāng)加熱溫度為75℃時(shí)，乳脂肪的穩(wěn)定性系數(shù)明顯升高，且隨著蔗糖酯質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加而增加，當(dāng)蔗糖酯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2%時(shí)，乳脂肪的穩(wěn)定性最高，這可能是因?yàn)镸 FGM在75℃加熱過(guò)程中留下空隙的使得蔗糖酯吸附到新暴露的脂肪球表面，從而增加了乳化效果[11-12]。當(dāng)加熱溫度為95℃時(shí)，乳脂肪的穩(wěn)定性明顯低于其他加熱溫度下的穩(wěn)定性，這可能是因?yàn)楦邷厥谷橹镜慕Y(jié)構(gòu)發(fā)生變化，降低了其乳化效果[13]。

2.3 超高壓對(duì)乳脂肪穩(wěn)定性的影響

超高壓處理技術(shù)被認(rèn)為食品非熱殺菌技術(shù)中最有潛力和發(fā)展前途的一種處理技術(shù)，它不僅可以殺死食品中的細(xì)菌還能更多的保留食品中原有的風(fēng)味和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)[14-15]。Huppertz[16]等研究表明，壓力不同，對(duì)牛乳脂肪上浮有不同的影響。當(dāng)壓力低于250 MPa會(huì)加快乳脂肪的上浮速度，若壓力超過(guò)400MPa則會(huì)抑制乳脂肪的上?。欢Ｈ榈闹厩蛄絽s沒(méi)有發(fā)生明顯變化。

圖3 超高壓處理對(duì)羊乳乳脂肪穩(wěn)定性的影響

本文研究了不同壓力條件對(duì)羊乳乳脂肪穩(wěn)定性的影響，由圖3可知，通過(guò)超高壓處理，羊乳乳脂肪的穩(wěn)定性降低，而當(dāng)壓力為200 M Pa時(shí)，羊乳的穩(wěn)定性系數(shù)最高，當(dāng)壓力為100 M Pa時(shí)，其穩(wěn)定性系數(shù)最低。超高壓處理?xiàng)l件下乳脂肪的穩(wěn)定性隨著蔗糖酯添加量的增加而增加，當(dāng)蔗糖酯質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.12%時(shí)，各壓力條件下穩(wěn)定性系數(shù)均達(dá)到最高，而當(dāng)蔗糖酯質(zhì)量分?jǐn)?shù)＞0.12%時(shí)，其穩(wěn)定性系數(shù)都趨于一致，這可能是因?yàn)楫?dāng)蔗糖酯的添加量過(guò)小時(shí)，壓力處理?xiàng)l件對(duì)乳脂肪穩(wěn)定性的影響占主導(dǎo)作用，而隨著蔗糖酯添加量的增加，蔗糖酯的乳化效果越來(lái)越明細(xì)，其對(duì)乳脂肪的穩(wěn)定性影響越來(lái)越大，而使各壓力處理?xiàng)l件下穩(wěn)定性系數(shù)趨于一致。

2.4 蔗糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)乳脂肪穩(wěn)定性的影響

乳品在加工過(guò)程中，往往會(huì)通過(guò)加入葡萄糖、蔗糖等成分來(lái)改善其品質(zhì)和口感，而這些物質(zhì)對(duì)乳中脂肪穩(wěn)定性的影響卻鮮有報(bào)道，本文研究了不同濃度的蔗糖對(duì)羊乳脂肪穩(wěn)定性的影響。

圖4 蔗糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)羊乳乳脂肪穩(wěn)定性的影響

如圖4所示，適量蔗糖的添加會(huì)增加乳脂肪的穩(wěn)定性，這是因?yàn)槿榛瘎┰谌榛^(guò)程中通過(guò)與蛋白質(zhì)分子競(jìng)爭(zhēng)形成乳脂肪球膜，降低了脂肪球界面張力，從而增加了乳脂肪的穩(wěn)定性，而蔗糖又能夠與蛋白質(zhì)結(jié)合形成復(fù)合物，阻止蛋白膠束的凝集沉淀，同時(shí)也增加了乳脂肪的乳化效果[17]。當(dāng)蔗糖的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%，0.75%，1%時(shí)，蔗糖酯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.12%時(shí)，其穩(wěn)定性系數(shù)均明顯增加且分別達(dá)到最高，即乳脂肪最穩(wěn)定，當(dāng)蔗糖酯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.16%、2%時(shí)，乳脂肪的穩(wěn)定性系數(shù)明顯下降，這是因?yàn)楫?dāng)乳化后的脂肪球新增表面被蔗糖酯分子全部覆蓋并穩(wěn)定后，再增加的蔗糖酯就沒(méi)有合適的界面去吸附，而這些多余的蔗糖酯分子就會(huì)形成膠束，再繼續(xù)添加穩(wěn)定性效果就會(huì)降低[18]。當(dāng)蔗糖的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%時(shí)，其對(duì)羊乳乳脂肪的穩(wěn)定性表現(xiàn)為抑制作用。由此可得，適量蔗糖的添加會(huì)增加乳脂肪的穩(wěn)定性，但當(dāng)蔗糖的添加量過(guò)多時(shí)反而會(huì)降低乳脂肪的穩(wěn)定性，所以在乳品實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)選擇合適的蔗糖添加量，以免對(duì)產(chǎn)品產(chǎn)生不好的影響。

2.5 檸檬酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)乳脂肪穩(wěn)定性的影響

檸檬酸因有溫和爽快的酸味，普遍用于各種飲料、糖果、餅干、乳制品等食品的制造。在酸性乳飲料的制作過(guò)程中往往會(huì)加入適量的檸檬酸來(lái)改善其口味和品質(zhì)，而檸檬酸對(duì)乳體系穩(wěn)定性的影響目前研究的還比較少。由圖5可知，檸檬酸的加入明顯降低了羊乳中乳脂肪的穩(wěn)定性，且檸檬酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)越高，其穩(wěn)定性越差，這可能因?yàn)闄幟仕岬募尤朐黾恿巳榈乃岫?，從而降低了乳體系及乳脂肪的穩(wěn)定性。在添加了檸檬酸后，蔗糖酯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.08%～0.2%對(duì)乳脂肪穩(wěn)定性的增加并不明顯。

圖5 檸檬酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)羊乳乳脂肪穩(wěn)定性的影響

2.6 鈣離子質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)乳脂肪穩(wěn)定性的影響

乳制品在加工過(guò)程中會(huì)針對(duì)一些特殊人群，如老人、兒童，而向奶品中添加一定量的鈣以滿足特殊人群的需要?！妒称窢I(yíng)養(yǎng)標(biāo)簽管理規(guī)范》規(guī)定，每當(dāng)100 m L液體食品中鈣含量≥120 m g時(shí)，才可以標(biāo)注“高鈣”。但向奶中添加大量的鈣技術(shù)難度較大，而且還會(huì)造成乳體系的不穩(wěn)定。有研究指出，羊乳體系的熱穩(wěn)定性[19]及其不同泌乳期乳蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性[20]均隨著鈣離子濃度的增加而降低。

圖6 Ca2+質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)羊乳乳脂肪穩(wěn)定性的影響

本文研究了不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的Ca2+對(duì)乳脂肪穩(wěn)定性的影響，如圖6所示，一定量的Ca2+會(huì)增加羊乳中乳脂肪的穩(wěn)定性，當(dāng)Ca2+的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%，乳脂肪的穩(wěn)定性系數(shù)反而降低。當(dāng)Ca2+的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%，0.75%，1%，2%時(shí)，蔗糖酯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.12%時(shí)乳脂肪的穩(wěn)定性分別達(dá)到最高，隨后隨著蔗糖酯質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加乳脂肪的穩(wěn)定性逐漸降低，而此時(shí)當(dāng)Ca2+的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%時(shí)，穩(wěn)定性系數(shù)最高。脂肪球膜中含有磷脂、蛋白質(zhì)和27中酶等多種物質(zhì)，當(dāng)乳液中含少量的Ca2+時(shí)，κ-酪蛋白與其結(jié)合能對(duì)乳液中酪蛋白膠束的穩(wěn)定性起到保護(hù)作用，但當(dāng)Ca2+濃度繼續(xù)增大時(shí)，過(guò)多的Ca2+便與αs-酪蛋白、β-酪蛋白結(jié)合形成沉淀，而乳化劑分子能取代乳脂肪球表面的蛋白質(zhì)分子，并且能夠同蛋白質(zhì)分子在氣/水界面發(fā)生競(jìng)爭(zhēng)性吸附，從而降低乳化劑的乳化效果[21-22]。

3 結(jié) 論

羊乳中乳脂肪的穩(wěn)定性與溫度、壓力、蔗糖等因素有關(guān)。羊乳中乳脂肪的穩(wěn)定性隨著加熱溫度的不同而不同，當(dāng)溫度為75℃時(shí)，乳脂肪的穩(wěn)定性系數(shù)達(dá)到最高，蔗糖酯的乳化效果最好，當(dāng)溫度為95℃時(shí)，穩(wěn)定性系數(shù)最低；經(jīng)超高壓處理的羊乳乳脂肪的穩(wěn)定性降低，當(dāng)壓力為200 M Pa時(shí)，乳脂肪的穩(wěn)定性最好，但當(dāng)蔗糖酯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.16%時(shí)，各壓力處理下的乳脂肪的穩(wěn)定性趨于一致；蔗糖的添加能夠提高羊乳乳脂肪的穩(wěn)定性，但當(dāng)蔗糖的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%時(shí)，則會(huì)降低乳脂肪的穩(wěn)定性；乳脂肪的穩(wěn)定性隨著檸檬酸濃度的增加而降低，且蔗糖酯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.08%～0.2%對(duì)乳脂肪穩(wěn)定性的增加并不明顯；適量的Ca2+能夠提高羊乳乳脂肪的穩(wěn)定性，但當(dāng)Ca2+的質(zhì)量分?jǐn)?shù)繼續(xù)增加時(shí)乳脂肪的穩(wěn)定性則會(huì)降低。

隨著人們對(duì)羊奶營(yíng)養(yǎng)保健功能的不斷認(rèn)識(shí)，羊奶漸漸被被消費(fèi)者們所接受，但由于國(guó)內(nèi)對(duì)羊奶的研究起步較晚，使羊奶的開(kāi)發(fā)應(yīng)用工藝等方面還不成熟。本文通過(guò)研究各因素對(duì)羊乳中乳脂肪穩(wěn)定性的影響，為羊乳資源的開(kāi)發(fā)提供了理論依據(jù)，為羊乳產(chǎn)品的加工生產(chǎn)具有指導(dǎo)意義。

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Study on stability of milk fat in laoshan goat milk

LOU Xin-man1,WANG Cun-fang1,WANG Jian-min2
（1.College of Food and Biological Engineering,QILU University of Technology,Jinan 250353,China;2.College of Animal Science and Veterinary Medicine,Shandong Agricultural University,Taian 271018,China）

In this paper，the stability of milk fat in fresh raw milk from Laoshan dairy goat was studied.The ratio of absorbance before and after centrifugation(stability coefficient)was determined and the influence of emulsifier,temperature,super high-pressure,sucrose,citric acid and calcium ion on the stability of goat milk fat were discussed.The results showed that with the treatment of heating，when the temperature was75℃，the stability was highest；with the treatment of ultra high pressure，the stability of milk fat reduced；when the amount of sucrose was added to1%,the addition of sucrose ester arrived to 0.12%，the stability of milk fat was best；after adding citric acid,the stability of milk fat decreased obviously；a certain amount of calcium ion could increase the stability of milk fat,but the stability of milk fat would decreased with the concentration of calcium ion continued increasing.This paper provided some opinions and suggestions for goat milk and its productions in actual production.

goat milk fat;stability;temperature;ultra-high pressure;emulsifier;calcium ion

Q936

：A

：1001-2230（2016）02-0022-04

2015-07-27

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（31501501）；國(guó)家農(nóng)業(yè)部奶山羊行業(yè)專項(xiàng)(201103038)；山東省自然科學(xué)基金項(xiàng)目（ZR 2014JL019）；山東省科技發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目（2013GNC 11306）；山東省博士后創(chuàng)新項(xiàng)目（201303051）。

婁新曼(1990-)，女，碩士研究生，研究方向?yàn)槭称飞锛夹g(shù)。

王存芳