熱處理對(duì)水牛乳物化性質(zhì)的影響

瓦云超，趙海晴，李仁芳，劉演景，伍云，孫寧，王琴，張奇波，于凡，顧瑞霞

(1.揚(yáng)州大學(xué)江蘇省乳品生物技術(shù)與安全控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，食品科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇揚(yáng)州225127；2.皇氏集團(tuán)股份有限公司，南寧530000；3.新疆克拉瑪依農(nóng)牧科學(xué)技術(shù)研究所，新疆克拉瑪依834000)

熱處理對(duì)水牛乳物化性質(zhì)的影響

瓦云超1，趙海晴1，李仁芳2，劉演景2，伍云2，孫寧2，王琴3，張奇波3，于凡3，顧瑞霞1

(1.揚(yáng)州大學(xué)江蘇省乳品生物技術(shù)與安全控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，食品科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇揚(yáng)州225127；2.皇氏集團(tuán)股份有限公司，南寧530000；3.新疆克拉瑪依農(nóng)牧科學(xué)技術(shù)研究所，新疆克拉瑪依834000)

為了探索、比較水牛乳經(jīng)不同熱處理?xiàng)l件處理后，其部分物化性質(zhì)的變化，對(duì)在廣西皇氏乳業(yè)云表生態(tài)奶水?；夭杉?5份雜交高代水牛乳樣品，經(jīng)不同條件熱處理后的色澤度、pH值、滴定酸度、pH值緩沖容量及電導(dǎo)率進(jìn)行了分析比較。結(jié)果表明，與未經(jīng)處理的水牛乳樣品相比，水牛乳經(jīng)不同條件熱處理后，其色澤度、pH值、滴定酸度、pH值緩沖容量及電導(dǎo)率皆發(fā)生顯著變化。其中，在本實(shí)驗(yàn)研究范圍內(nèi)，水牛乳在經(jīng)121℃（15min）處理后，其滴定酸度、緩沖容量和電導(dǎo)率分別達(dá)到最大值21°T，濃度0.0140mol/L和3.905ms/cm；在經(jīng)95℃（5min）處理后，其pH值緩沖容量與電導(dǎo)率有最小值0.0063mol/L和3.600ms/cm。

水牛乳；熱處理；物化性質(zhì)

0 引 言

水牛乳是世界公認(rèn)的乳制品三大主要來源之一[1、2]，與普通牛乳相比，水牛乳具有較高的脂肪、蛋白質(zhì)、鈣及維生素等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)[3]。但由于水牛乳中固形物、脂肪和鈣含量較高、酪蛋白膠粒大且尿素含量較低，因此其熱穩(wěn)定性較差，遇熱處理更易變質(zhì)或凝結(jié)沉淀[4]。目前，國(guó)內(nèi)外關(guān)于熱處理對(duì)荷斯坦牛乳物化性質(zhì)的研究較為深入，但對(duì)水牛乳熱處理后物化性質(zhì)的研究尚十分缺乏。

因此，本實(shí)驗(yàn)對(duì)經(jīng)不同熱處理?xiàng)l件處理后的水牛乳亮度、pH值、滴定酸度、pH值緩沖容量及電導(dǎo)率等物化指標(biāo)進(jìn)行分析，以期在本實(shí)驗(yàn)研究范圍內(nèi)，比較不同熱處理?xiàng)l件對(duì)水牛乳色澤度、鹽類平衡及其體系中帶電顆粒數(shù)量變化等物化性質(zhì)的影響，為開發(fā)水牛乳制品生產(chǎn)實(shí)踐提供一定的參考。

1 實(shí) 驗(yàn)

1.1 材料與儀器

水牛乳（廣西皇氏乳業(yè)云表生態(tài)奶水?；兀?；生化試劑（分析純）。

pH計(jì)，DDSJ-308A電導(dǎo)率儀，HH-6型水浴鍋，自動(dòng)電位位滴定裝置，CM-5分光測(cè)色計(jì)。

1.2 方法

1.2.1 水牛乳色值測(cè)定

參考孫琦[5]方法，室溫下采用KONICA MINOLTA Spectrophotometer CM-5儀器，取10 mL不同溫度處理的樣品放入30 mL分光測(cè)色皿中，放入分光測(cè)色計(jì)進(jìn)行測(cè)定，測(cè)得結(jié)果L*，a*和b*測(cè)三次取平均值。

1.2.2 滴定酸度的測(cè)定

稱取5.00 g左右水牛乳樣品，記錄質(zhì)量m，用40.0 mL蒸餾水稀釋，并加酚酞指示劑，用濃度為0.1 mol/L的NaOH滴定至微紅色，并在30 s內(nèi)不變色，記錄體積V，計(jì)算樣品酸度[6]：

1.2.3 pH值測(cè)定

利用精密pH計(jì)測(cè)定樣品pH值[7]。

1.2.4 緩沖容量測(cè)定

采用姚春杰等[8]方法，取100.0 mL樣品，先用0.1 mol NaOH溶液將樣品pH統(tǒng)一調(diào)整到7.0，然后用電位自動(dòng)滴定儀滴定樣品以pH 10.0為終點(diǎn)，pH值每改變0.2個(gè)單位，記錄NaOH的消耗量，溫度保持在25℃。pH值緩沖容量按下式計(jì)算：

式中：為緩沖容量；△n為N aOH物質(zhì)的量；V為水牛乳的體積；△pH為pH值改變量。

1.2.5 電導(dǎo)率強(qiáng)度及鹽度測(cè)定

采用丁偉等[9]方法取10.0mL樣品于20.0mL離心管中，用電導(dǎo)率儀測(cè)定其電導(dǎo)率強(qiáng)度及鹽度并記錄。

1.2.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

利用SPSS(19.0)統(tǒng)計(jì)分析軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，數(shù)據(jù)為“平均值士標(biāo)準(zhǔn)差”的方式表示。實(shí)驗(yàn)結(jié)果采用單因素方差分析進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)，P＜0.05為顯著性差異。

2 結(jié)果與分析

2.1 熱處理水牛乳色澤影響

將水牛乳樣品分別經(jīng)65℃/30 min、75℃/15 s、95℃/5 min及121℃/15 min熱處理后，冷卻至25℃，采用分光測(cè)色法，測(cè)得水牛亮度值L*，紅綠值a*和黃藍(lán)值b*如表1所示。

表1 熱處理對(duì)水牛乳色澤的影響(n=3,x±sd)

由表1可以看出，水牛乳經(jīng)不同條件熱處理后色澤隨之發(fā)生顯著變化。熱處理后水牛乳白度和亮度的L*值而逐漸降低有顯著性差異(P＜0.05)，說明水牛乳熱處理后亮度降低，121℃/15min處理后水牛乳對(duì)L*最小即亮度最低；而代表水牛乳偏紅或偏綠的a*值顯著增加，表明在熱處理過程中水牛乳色澤偏紅；而代表水牛乳偏黃或偏藍(lán)的b*值顯著增大，表明了水牛乳熱處理后色澤偏黃。

2.2 熱處理對(duì)水牛乳pH值及滴定酸度變化影響

將水牛乳樣品分別經(jīng)65℃/30 min、75℃/15 s、95℃/5min及121℃/15min熱處理后，冷卻至25℃，采用酸堿滴定法和pH計(jì)，測(cè)得水牛乳滴定酸度和pH值如圖1所示。

圖1 熱處理對(duì)水牛乳pH值及滴定酸度的影響

由圖1可以看出，在本研究溫度范圍內(nèi)未熱處理水牛乳與經(jīng)65℃/30 min，75℃/15 s，95℃/5 min及121℃/15 min熱處理后的水牛乳滴定酸度有顯著性差異(P＜0.05)，121℃/15 min熱處理后水牛乳的酸度達(dá)到21；而水牛乳的pH值則經(jīng)65℃/30 min，75℃/ 15 s及95℃/5 min熱處理后并無(wú)明顯變化(P＜0.05)，121℃/15min與其他熱處理pH值有顯著性差異。

2.3 熱處理對(duì)水牛乳的pH值緩沖容量影響

將水牛乳樣品分別經(jīng)65℃/30 min，75℃/15 s，95℃/5 min及121℃/15 min熱處理后，冷卻至25℃，采用酸堿滴定法，測(cè)得水牛乳堿性緩沖性能變化如圖2所示。

圖2 熱處理后水牛乳pH值緩沖容量變化情況

由圖2可以看出，經(jīng)65℃/30 min，75℃/15 s，95℃/5 min及121℃/15 min熱處理后，pH值緩沖容量由濃度為0.0122 mol/L分別變化為0.0117，0.0120，0.0063 m o l/L及0.0140 mol/L；水牛乳緩沖容量在熱處理的最初階段里緩沖容量隨熱處理強(qiáng)度的升高皆發(fā)生顯著變化（P＜0.05），其中65℃/30 min與75℃/15 s熱處理無(wú)顯著差異，當(dāng)處理強(qiáng)度為121℃/15 min時(shí)的水牛乳緩沖容量達(dá)到最大為0.0140m o l/L。同時(shí)可以推斷，在利用水牛乳生產(chǎn)酸乳制品時(shí)，經(jīng)95℃/5 min處理的水牛乳較其他熱處理?xiàng)l件水牛乳而言，乳酸菌發(fā)酵的時(shí)間將會(huì)更短一些。

2.4 熱處理對(duì)水牛乳電導(dǎo)率及鹽度變化影響

將水牛乳樣品分別經(jīng)65℃/30 min，75℃/15 s，95℃/5 min及121℃/15 min熱處理后，冷卻至25℃，使用電導(dǎo)率儀，測(cè)得水牛乳電導(dǎo)率及鹽度大小如表2所示。

表2 熱處理對(duì)水牛乳電導(dǎo)率及鹽度的影響(n=3,x±sd)

由表2可以看出，在本研究范圍內(nèi)，與未經(jīng)熱處理水牛乳相比，經(jīng)四種不同條件熱處理后水牛乳有關(guān)鹽類平衡的指標(biāo)（除經(jīng)95℃/5 min處理后水牛乳鹽度變化不顯著外）都發(fā)生了顯著變化（P＜0.05）。在熱處理?xiàng)l件為95℃/5 min熱處理后降到最低電導(dǎo)率為3.60m s/cm，當(dāng)熱處理強(qiáng)度為121℃/15 min時(shí)電導(dǎo)率升到最高分別為3.905m s/cm。

3 結(jié)果與討論

本文研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)不同條件熱處理后水牛乳樣品的色澤有明顯的變化，可能是由于熱處理后水牛乳中的乳清蛋白變性和聚集[10]，導(dǎo)致了水牛乳中反射粒子增多，且當(dāng)熱處理?xiàng)l件為121℃/15 min時(shí)，水牛乳中美拉德褐變加劇產(chǎn)生褐變，進(jìn)而影響水牛乳的色澤較其他幾種熱處理發(fā)生較大變化；同時(shí)水牛乳經(jīng)熱處理后，水牛乳中鹽類動(dòng)態(tài)平衡發(fā)生變化，引起滴定酸度、pH緩沖容量、電導(dǎo)率的變化，但從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，不同熱處理?xiàng)l件對(duì)水牛乳pH值的影響并不顯著，僅當(dāng)水牛乳經(jīng)121℃/15min處理時(shí)，水牛乳的pH值顯著下降，這可能是由于當(dāng)溫度超過100℃時(shí)水牛乳中乳糖會(huì)降解產(chǎn)生甲酸、乙酸等有機(jī)酸使酸度增加和pH降低[11]。與為經(jīng)處理的水牛乳相比，水牛乳在經(jīng)不同條件熱處理后，其pH緩沖容量、電導(dǎo)率皆發(fā)生了顯著變化，可能是由于水牛乳在熱處理過程中水牛乳膠體體系為了抵抗溫度變化而引起穩(wěn)定體系中的碳酸、檸檬酸、磷酸等與鈉、鉀、鈣、鎂等離子組成的鹽類物質(zhì)在水溶相中的濃度化所導(dǎo)致[12]。其中，當(dāng)水牛乳經(jīng)121℃/min處理時(shí)，其緩沖容量與電導(dǎo)率分別到達(dá)0.0140 mol/L和3.905m s/cm，較其他三種熱處理?xiàng)l件有較大差異，可以推斷，在本實(shí)驗(yàn)研究范圍內(nèi)，當(dāng)熱處理?xiàng)l件為121℃/15 min時(shí)，水牛乳中帶電顆粒數(shù)量變化與鹽類平衡所受影響最大。此外，W ahlgren等[13]研究發(fā)現(xiàn)，在熱處理溫度低于90℃以下時(shí)，牛乳中鹽平衡變化是可逆的，但當(dāng)熱處理程度達(dá)到120℃/20 min時(shí)鹽類的發(fā)生不可逆變化。

根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以推斷，4種不同條件的熱處理?xiàng)l件中65℃/30min與75℃/15 s兩種熱處理?xiàng)l件對(duì)水牛乳色澤、鹽類平衡及帶電顆粒數(shù)量等物化性質(zhì)影響較小，而經(jīng)95℃/5 min與121℃/15 min兩種熱處理?xiàng)l件處理后的水牛乳，各項(xiàng)指標(biāo)皆發(fā)生了較大變化，這可能影響水牛乳的后續(xù)工藝。

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[4]Mohamed H.Abd El-Salam&Safinaz El-Shibiny.A comprehensive review on the composition and properties of buffalo milk.[J].Dairy Sci.&Technol.(2011)91:666～669.

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[6]食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn).GB 5413.34-2010,乳和乳制品酸度的測(cè)定[S].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2010.

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[13]WAHLGREN N M,DEJMEK P,DRAKENBER G T.A calcium-43 and phosphorus-31 NMRS study of the calcium and phosphate equilibria in heated milk solutions[J].Journal of Dairy Research,1990,57(3):355-364.

Effect of heat treatment on the physicochemical properties of buffalo milk

WA Yun-chao1,ZHAO Hai-qing1,LI Ren-fang2,LIU Yan-jing2,WU Yun2,SUN Ning2, WANG Qin3,ZHANG Qi-bo3,YU Fan3,GU Rui-xia1

(1.Key Laboratory for Dairy Biological Technology and Safety Control of Jiangsu Province,College of Food Science and Engineering，Yangzhou University,Yangzhou 225127,China;2.Royal Group Co.Ltd,Nanning 530000,China;3. Agriculture and animal husbandry science and Technology Research Institute,Karamay 834000,China)

In order to explore and compare buffalo milk after different heat treatment condition,changes in some of its physicochemical properties,collected in Guangxi Dairy Queen's Yun Biao ecological milk buffalo base 15 hybrid high generation of buffalo milk samples,after different heat treatment conditions,the color degree,pH value,titration acidity,pH buffering capacity and conductivity are analyzed and compared.The results show that,compared with untreated buffalo milk,samples by different heat treatment conditions,the degree of color,pH value,titratable acidity,pH buffer capacity and conductivity were significantly changed.Among them,within the scope of the study,the maximum value of titratable acidity,pH buffer capacity and conductivity of 21°T,0.0140mol/L and 3.905ms/cm be reached at the 121℃(15 min),respectively;And the minimum of pH buffer capacity and conductivity 0.0063 mol/L and 3.600 ms/cm be reached at the 95℃(5min),respectively.

buffalo milk;heat treatments;physicochemical properties

TS252.1

A

1001-2230（2016）05-0015-03

2015-10-20

江蘇高校優(yōu)勢(shì)學(xué)科建設(shè)工程項(xiàng)目；“十二五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2013BAD18B12)；江蘇省科技支撐項(xiàng)目(BN 2014080)；江蘇省高校自然科學(xué)研究重大項(xiàng)目(12KJA550003)。

瓦云超(1992-)，男，碩士研究生，研究方向?yàn)槿槠房茖W(xué)。

顧瑞霞