生鮮乳品質(zhì)的影響因子
——酸度

馮小慧 ，王麗芳 ，張三粉 ，杜 琳 ，宋 潔 ，胡澤光

［1.內(nèi)蒙古自治區(qū)農(nóng)牧業(yè)科學(xué)院資源環(huán)境與檢測(cè)技術(shù)研究所，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010031；2.農(nóng)業(yè)部農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心（呼和浩特），內(nèi)蒙古 呼和浩特 010031；3.內(nèi)蒙古寧城縣農(nóng)牧業(yè)局，內(nèi)蒙古 寧城 024200］

生鮮乳在貯存和運(yùn)輸環(huán)節(jié)容易受到細(xì)菌的污染，而且生鮮乳含水量高，含有大量的蛋白質(zhì)、脂肪和乳糖等，會(huì)導(dǎo)致細(xì)菌大量繁殖，分解乳糖等產(chǎn)生酸性物質(zhì)，引起酸度的增加［1-2］。

1 酸度的來(lái)源

生鮮乳中的酸度來(lái)源有2種：自然酸度和發(fā)酵酸度。自然酸度是指剛擠出來(lái)的生鮮乳本身所具有的酸度，主要來(lái)源于生鮮乳中的酪蛋白、白蛋白、檸檬酸鹽、磷酸鹽及二氧化碳等酸性物質(zhì)，其中，磷酸鹽和檸檬酸鹽提供的酸度所占比例最大。發(fā)酵酸度是指生鮮乳在貯存運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中，由于細(xì)菌侵入并在其中生長(zhǎng)繁殖所產(chǎn)生的酸性物質(zhì)而升高的那部分酸度。牛奶中含乳糖4%～6%，在微生物的作用下，分解產(chǎn)生乳酸，酸度增高說(shuō)明微生物在增長(zhǎng)繁殖，因此，通常把酸度作為衡量牛奶新鮮度的指標(biāo)，用以監(jiān)測(cè)牛奶發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生的乳酸含量［3］。

牛奶在貯存運(yùn)輸過(guò)程中受貯存溫度和時(shí)間的影響，會(huì)引起酸度升高；牛奶擠出后，在從牧場(chǎng)到牛奶加工廠的過(guò)程中，如果缺乏適當(dāng)?shù)馁A存設(shè)施、沒(méi)有可以使用的冷庫(kù)或者貯存衛(wèi)生條件差，均會(huì)引起酸度升高，從而導(dǎo)致牛奶的保質(zhì)期縮短，因此，酸度是反映生牛乳新鮮度的重要指標(biāo)，在正常范圍內(nèi)酸度越低，表明牛奶越新鮮，反之新鮮度越差。

Calamari等［4］研究認(rèn)為，生鮮乳的滴定酸度主要來(lái)自于不同的中和反應(yīng)：酪蛋白的酸性基團(tuán)（約占總酸度的2/5），磷酸鹽、碳酸和其他的礦物陰離子（約占總酸度的2/5），有機(jī)酸（主要是檸檬酸）。研究認(rèn)為，新鮮牛奶的自然酸度為16～18°T，其中，2～4°T 來(lái)源于蛋白質(zhì)，2°T 來(lái)源于 CO2，10～12°T來(lái)源于磷酸鹽和檸檬酸鹽。隨著機(jī)械化擠奶、快速制冷和冷鏈運(yùn)輸?shù)燃夹g(shù)的運(yùn)用，發(fā)酵酸度對(duì)生鮮乳的酸度影響也越來(lái)越小，而牛奶經(jīng)殺菌、閃蒸等工藝處理，會(huì)導(dǎo)致二氧化碳散失，產(chǎn)品酸度可能會(huì)下降 0.5～1.0 °T。

2 酸度的正常范圍

部分國(guó)家和地區(qū)已設(shè)置了相應(yīng)的限量，但是，隨著機(jī)械化擠奶、快速制冷和冷鏈運(yùn)輸?shù)燃夹g(shù)的運(yùn)用，發(fā)酵酸度對(duì)生鮮乳酸度的影響越來(lái)越小。因此，需要結(jié)合我國(guó)的國(guó)情制定出有利于提高牛奶質(zhì)量、保證牛奶質(zhì)量安全的限量要求。

我國(guó)食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 《生乳》（GB 19301—2010）中規(guī)定生牛鮮乳的酸度為12～18°T（荷斯坦奶牛）［5］。

3 影響牛奶酸度的因素

3.1 牛奶的組成成分

牛奶的組成中87%是水，13%是乳固體，在乳固體中27%是乳蛋白質(zhì)，乳蛋白質(zhì)中有20%是乳清蛋白，其余80%都是酪蛋白。在夏季炎熱的條件下，牛奶蛋白質(zhì)濃度降低，其主要原因是酪蛋白濃度的降低，其中，αs-酪蛋白和β-酪蛋白是酪蛋白成分中對(duì)熱最敏感的，而炎熱的夏季則易造成αs-酪蛋白和β-酪蛋白的比例減少。αs-酪蛋白和β-酪蛋白含有豐富的磷酸基團(tuán)，酪蛋白膠束含有2個(gè)酸性基團(tuán)。夏季牛奶中αs-酪蛋白和β-酪蛋白含量比較低，因此，牛奶的滴定酸度較低。另外，新鮮牛奶滴定酸度比較高時(shí)說(shuō)明蛋白質(zhì)濃度高或者含有其他的緩沖成分。游離的脂肪酸也會(huì)對(duì)滴定酸度檢測(cè)造成影響，脂肪發(fā)酵分解會(huì)使牛奶的酸度上升。

3.2 不同供應(yīng)渠道的牛奶

酸度較高可能預(yù)示著生牛乳的運(yùn)輸渠道缺乏冷鏈運(yùn)輸設(shè)備或從擠奶到加工持續(xù)時(shí)間比較長(zhǎng)或脂肪酶活性較高或缺乏殺菌；在農(nóng)村地區(qū)，由于微生物的作用也會(huì)引起酸度迅速升高。另外，在城市和貧民窟地區(qū)也會(huì)出現(xiàn)原料奶酸度較高的現(xiàn)象，這可能是由于在原料奶收集期間未使用冷鏈運(yùn)輸引起牛奶酸敗所致。Tesfay等［6］檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，乳品加工廠的牛奶酸度為（0.195±0.009）%、巴氏殺菌奶的酸度為（0.150±0.014）%、奶牛場(chǎng)生牛乳的酸度為（0.165±0.022）%，乳品加工廠獲得牛奶的酸度顯著高于巴氏殺菌奶和牛場(chǎng)的生鮮牛乳，可能是由于乳品加工廠的牛奶在出售之前長(zhǎng)時(shí)間貯存或運(yùn)輸過(guò)程中被污染造成細(xì)菌生長(zhǎng)繁殖而引起酸度升高所致。

3.3 品種、胎次、泌乳階段和擠奶時(shí)間

生牛乳的滴定酸度與牛的品種有一定的關(guān)系，不同品種的滴定酸度有所不同，不同牛只個(gè)體所產(chǎn)生牛乳的滴定酸度也有所不同。另外，酸度會(huì)隨著泌乳階段的改變而改變，泌乳早期所產(chǎn)的生牛乳酸度較高，其中，初乳階段生牛乳的酸度最高。

3.4 季節(jié)因素

Najafi等［7］對(duì)伊朗呼羅珊省的1 476個(gè)生鮮牛乳樣品進(jìn)行了分析，其中，123個(gè)樣品搜集于2006年4月到2007年3月間，結(jié)果顯示，冬季生鮮牛乳的酸度是14.76°T、春季的酸度是14.75°T、夏季的酸度是14.84°T、秋季的酸度是14.81°T，各季節(jié)生鮮牛乳的酸度差異不顯著。

3.5 奶牛健康狀況

健康奶牛血液的pH值約為7.4，奶牛患乳房炎時(shí)，乳腺膜的通透性增加，更多的血液成分會(huì)進(jìn)入到牛奶中，這就會(huì)使牛奶的pH值增加，并引起酸度降低。當(dāng)體細(xì)胞數(shù)較高時(shí)，相應(yīng)的酸度也會(huì)降低。

3.6 摻酸摻堿

牛奶具有一定的緩沖能力，加入酸或者堿等中和劑后，所形成的緩沖化合物可以抵抗酸度的變化。牛奶的緩沖化合物主要來(lái)自于水溶性的磷酸鈣鹽、檸檬酸鹽、碳酸氫鹽和蛋白質(zhì)側(cè)鏈上的氨基和羧基。實(shí)際生產(chǎn)中，部分奶農(nóng)為了掩飾牛奶酸度升高的現(xiàn)象會(huì)在牛奶中加入堿類物質(zhì)，牛奶中可能添加的堿性物質(zhì)有碳酸氫鈉、碳酸鹽和氫氧化物等，這些堿性物質(zhì)會(huì)中和牛奶的酸度，但是，也會(huì)引起礦物質(zhì)在人體內(nèi)的聚集，導(dǎo)致腎結(jié)石，甚至可能造成人體內(nèi)重金屬砷和鉛的殘留，進(jìn)而對(duì)人類健康造成危害。目前，已有許多方法可以檢測(cè)牛奶中的中和劑，如玫瑰紅酸檢測(cè)法，以及基于比色原理進(jìn)行直接或間接灰分堿度的檢測(cè)，如電化學(xué)法、電位滴定和酸堿滴定等。

3.7 溫度

牛奶的酸度會(huì)隨著加熱溫度的變化而變化，牛奶溫度在25℃時(shí)，其pH值通常為6.5～6.7。牛奶的酸堿平衡在加熱過(guò)程中會(huì)受到影響，引起酸度的改變。

牛奶在剛擠出時(shí)大約含有200 mg/L的CO2，而由于空氣中CO2的濃度很低，牛奶擠出后會(huì)損失部分CO2，隨后的加熱、攪拌和真空處理等過(guò)程也會(huì)進(jìn)一步引起CO2損失，損失的CO2會(huì)導(dǎo)致滴定酸度下降約0.02%（乳酸）。當(dāng)加熱溫度超過(guò)100℃時(shí)，乳糖會(huì)降解生成有機(jī)酸，導(dǎo)致滴定酸度的增加。而形成的有機(jī)酸中大多數(shù)是甲酸，乳酸僅占5%。

通過(guò)水的蒸發(fā)形成磷酸鈣膠體，也可以使牛奶的酸度增加；相反，磷酸鈣膠體溶解到溶液中會(huì)導(dǎo)致氫離子濃度的降低，從而導(dǎo)致酸度降低。

緩慢的冷凍也會(huì)引起牛奶酸度的增加，因?yàn)樵诰徛鋬鲂纬杀倪^(guò)程中，牛奶中的溶質(zhì)濃縮，形成磷酸鈣沉淀，同時(shí)釋放氫離子。但是快速冷凍沒(méi)有這種效果，主要原因是牛奶還沒(méi)有時(shí)間發(fā)生這種變化即被冷凍。

4 生鮮乳低酸度的預(yù)防措施

4.1 減緩奶牛熱應(yīng)激

以奶牛營(yíng)養(yǎng)需要為依據(jù)結(jié)合牧場(chǎng)具體情況調(diào)整日糧結(jié)構(gòu)，增加日糧的營(yíng)養(yǎng)濃度，從而提高日糧中能量和蛋白質(zhì)水平。定期清洗水槽，保證奶牛能夠飲用到充足的涼水，牛舍擠奶廳加裝風(fēng)扇噴淋或水冷空調(diào)。根據(jù)奶牛發(fā)生熱應(yīng)激的程度補(bǔ)充抗熱應(yīng)激添加劑。

4.2 加強(qiáng)飼養(yǎng)管理

做好CMT監(jiān)測(cè)，把患隱性乳房炎的奶牛進(jìn)行隔離治療。確保奶牛日糧中各項(xiàng)營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)平衡，能量、蛋白質(zhì)的平衡尤為重要。確保優(yōu)質(zhì)粗飼料的充足供應(yīng)且多樣化，不應(yīng)長(zhǎng)期飼喂同種低質(zhì)粗飼料。杜絕飼喂高鈣或低鈣日糧，應(yīng)確保鈣、磷比例平衡。

5 小結(jié)

酸度是影響生鮮乳品質(zhì)的指標(biāo)之一，隨著我國(guó)居民牛奶消費(fèi)量的日益增長(zhǎng)，牛奶的品質(zhì)也成為政府監(jiān)管部門的工作重點(diǎn)，為此，加強(qiáng)酸度的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)也成了檢測(cè)部門的重中之重。

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［2］TANG T B，ZULKAFLI M S.Electronic tongue for fresh milk assessment A revisit of using pH as indicator［C］//2013 IEEE International Conference on Circuits and Systems（ICCAS）.Kuala Lumpur：IEEE，2013：167-171.

［3］李清，張瑞云，李文，等.不同生鮮水牛乳滴定酸度的分析［J］.食品與機(jī)械，2016，32（10）：53-56.

［4］CALAMARI L，GOBBI L，BANI P.Improving the prediction ability of FT-MIR spectroscopy to assess titratable acidity in cow′s milk ［J］.Food Chemistry，2016，192：477-484.

［5］中華人民共和國(guó)衛(wèi)生部.食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)生乳：GB 19301—2010［S］.北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2010.

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