加工工藝對乳中生物活性物質(zhì)的影響初探

□ 趙婷婷 光明乳業(yè)股份有限公司

天然牛乳中存在多種生物活性物質(zhì)和活性酶等對人體有益的物質(zhì)，但部分加工工藝會導(dǎo)致其中的活性成分失活。本試驗采用巴氏殺菌乳常用的75～77℃熱處理、7天保質(zhì)期的條件，旨在研究不同的熱處理條件下及產(chǎn)品保質(zhì)期內(nèi)牛乳中的過氧化物酶、乳鐵蛋白、免疫球蛋白這3類活性成分的含量變化。結(jié)果表明，3類物質(zhì)對溫度的敏感性有所差異，保質(zhì)期內(nèi)活性成分含量無明顯變化。

不同的加工工藝會影響牛乳中營養(yǎng)物質(zhì)的含量。目前，我國粗放的加工工藝無法有效保留牛乳中的活性物質(zhì)，這就需要加大對牛奶加工工藝及基礎(chǔ)研究的力度，優(yōu)化生產(chǎn)工藝，在確保食品安全、產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，最大限度地保留牛乳中的生物活性物質(zhì)、活性酶。

過氧化物酶、乳鐵蛋白、免疫球蛋白存在于乳清蛋白中，這些抑菌活性物質(zhì)在牛初乳中的含量較高，相當于正常牛乳的10～100倍。究其緣由，可能是因為產(chǎn)乳量增加產(chǎn)生的稀釋作用導(dǎo)致正常牛乳中活性物質(zhì)含量有所下降。

乳過氧化物酶（lactoperoxidase，Lp）在 牛乳中的含量為11～45mg/L，約含0.07%的鐵。有研究表明，乳過氧化物酶單獨存在時不發(fā)揮生物功能，只有與過氧化氫（H2O2）、硫氰酸鹽（SCN-）組成乳過氧化物酶體系（LPS）時，才可抑制或殺滅假單胞菌、大腸桿菌等多種G-菌，同時對G+G-菌有“靜菌”效應(yīng)。

乳 鐵 蛋 白（lactoferrin，LF）晶體呈紅色，屬于轉(zhuǎn)鐵蛋白（transferrin）的一種，也是乳汁中一種重要的非血紅素鐵結(jié)合糖蛋白，其中性粒細胞顆粒是具有殺菌活性的單體糖蛋白。乳鐵蛋白的分子量為80kDa，主要由乳腺上皮細胞表達和分泌，其在牛初乳中的濃度約為7g/L，且牛乳中的乳鐵蛋白已被批準作為膳食補充劑。當前，乳鐵蛋白的廣譜抗菌能力體現(xiàn)在以下4個方面。

①抑菌功能：促進淋巴細胞增長，抑制病原菌侵入，如對大腸桿菌、白色念珠菌、鏈球菌、流感嗜血桿菌、產(chǎn)氣莢膜梭菌、幽門螺桿菌、銅綠假單胞菌、單核細胞增生李斯特菌、S.霍亂弧菌、腸炎沙門氏菌等的抗菌活性，以及對脊髓灰質(zhì)炎病毒、輪狀病毒、丙型肝炎的抗病毒特性，且與免疫球蛋白及溶菌酶之間有著超強的協(xié)同作用，對大腸桿菌的抗菌效果尤為明顯；

②調(diào)節(jié)功能：促進短雙歧桿菌生長；

③可結(jié)合并傳輸鐵（Fe），能在促進Fe的吸收以防止貧血的同時降低細菌對鐵的利用率，從而抑制細菌生長；

④牛初乳中的乳鐵蛋白含量是常乳的50倍，其能抑制自由基的生成，緩解類風濕性關(guān)節(jié)炎并延緩衰老。

免疫球蛋白（immunoglobulin,Ig）既是各類抗體的統(tǒng)稱，也是一類具有抗體活性或具有與抗體相似分子結(jié)構(gòu)的球狀蛋白。按照抗原類型，可將免疫球蛋白分為5類—IgG、IgA、IgM、IgE、IgD，其中，IgG占比最大，達86%以上。免疫球蛋白能殺死腫瘤細胞、增強機體的免疫抗病能力，以及預(yù)防細菌、病毒、真菌感染等，且在營養(yǎng)代謝和生理調(diào)節(jié)方面具有重要作用。初乳中的免疫球蛋白是新產(chǎn)牛犢免疫球蛋白的主要來源，但會隨著泌乳期的延長而降低，其中的 IgG、IgA、IgM、IgE含量也比常乳高出數(shù)百倍。

乳鐵蛋白與免疫球蛋白具有較強的協(xié)同作用，即免疫球蛋白與菌體結(jié)合絮凝后，由于乳鐵蛋白的存在加速了細菌的死亡，繼而增強了抑菌效果。同時，二者還能夠促進鐵的吸收，并具有調(diào)節(jié)機體免疫能力、抗病毒、促進嬰幼兒免疫系統(tǒng)發(fā)育等作用。

抑菌活性因子不僅對于免疫功能低下的病人和老人而言有著更廣泛的食用價值，還在提升民眾身體健康狀況、改善生理功能方面起著越來越重要的作用。本文采用酶聯(lián)免疫法及液相色譜法對低溫巴氏奶中活性物質(zhì)的含量進行監(jiān)測，探究其含量變化規(guī)律，其中提到的活性物質(zhì)包括過氧化物酶、乳鐵蛋白、免疫球蛋白這3類。

表1 試驗設(shè)計

1 材料與方法

1.1 材料

低溫巴氏奶樣品4個，分別是經(jīng)過不同加工工藝處理的巴氏鮮奶。

1.2 儀器

電子天平、高速離心機、磁力加熱攪拌器。

1.3 方法

1.3.1 過氧化物酶

酶聯(lián)免疫法：以酶促反應(yīng)為基礎(chǔ)，將樣品或標準品加入微孔板中，隨后加入底物；樣品或標準品中的LPO底物轉(zhuǎn)化形成藍色產(chǎn)物；加入終止液，溶液由藍色變?yōu)辄S色，在450nm處測定吸光度值；測得樣品中LOP的濃度與吸光度值成反比。

1.3.2 乳鐵蛋白

液相色譜法：試樣中的乳鐵蛋白經(jīng)磷酸鹽緩沖液提取，上清液中的乳鐵蛋白經(jīng)肝素親和柱富集凈化，洗脫液過濾后，用液相色譜儀分析，經(jīng)反相蛋白質(zhì)分離柱分離，紫外光檢測，外標法定量。

1.3.3 免疫球蛋白

高效液相色譜法：根據(jù)高效親和色譜的原理，在磷酸鹽緩沖液條件下將免疫球蛋白IgG與配基連接，在pH值2.5的鹽酸甘氨酸條件下洗脫免疫球蛋白IgG，然后通過高效液相色譜進行分析，外標法定量。

表2 過氧化物酶的含量變化

1.4 試驗設(shè)計（見表1）

試驗設(shè)計。

1.5數(shù)據(jù)處理

利用EXCEL表格進行初步的數(shù)據(jù)處理，用SPSS軟件進行統(tǒng)計分析，P＞0.05為非顯著性差異，P＜0.05為顯著性差異。

表3 乳鐵蛋白的含量變化

表4 免疫球蛋白的含量變化

2 結(jié)果與討論

2.1 熱處理溫度對活性物質(zhì)的影響

分別在75℃、76℃、77℃熱處理溫度條件下探究活性物質(zhì)含量的變化。

2.1.1 過氧化物酶的含量變化（如表2）

將4個樣品分別進行75℃、76℃、77℃這3個梯度的熱處理，發(fā)現(xiàn)牛乳中過氧化物酶（LP）的含量發(fā)生顯著變化（P＜0.05）。樣品1中，LP在75℃時含量最高，在 4000～4500U/L之 間；77 ℃ 時含量最低，在1000U/L左右。樣品2中，LP在75℃時含量最高，在 3500～4000U/L之 間；77 ℃ 時含量最低，在1000U/L左右。樣品3中，LP在75℃時含量最高，在 4500～5500U/L之間；77℃時含量最低，在1300U/L左右。樣品4中，LP在75℃時含量最高，在5000～6000U/L之間；77℃時含量最低，在1500～2000U/L之間。

同一加工工藝的同一樣品在同一處理溫度下的結(jié)果有所波動，可能與奶源本底含量波動有關(guān)；不同加工工藝的樣品在同一溫度下的LP也有所波動，則可能與加工工藝的處理過程有關(guān)。過氧化物酶含量隨著溫度的升高而降低，在75～77℃條件下，溫度每升高1℃，過氧化物酶損失40%～50%。由此可見，過氧化物酶在加熱后其含量會逐漸改變，且變化速度與溫度密切相關(guān)。

2.1.2 乳鐵蛋白的含量變化（如表3）

將4個樣品分別進行75℃、76℃、77℃這3個梯度的熱處理，發(fā)現(xiàn)乳鐵蛋白（LF）含量發(fā)生顯著變化（P＜0.05）。樣品1中，LF在75℃時含量最高，在85～110mg/L之間；77℃時含量最 低， 在 60～70mg/L之 間。 樣品2中，LF在75℃時含量最高，在 80～100mg/L之間；77℃時含量最低，在60～80mg/L之間。樣品3中，LF在75℃時含量最高，在70～85mg/L之間；77℃時含量最低，在50mg/L左右。樣品4中，LF在75℃時含量最高，在70～90mg/L之間；77℃時含量最低，在50mg/L左右。由此可見，在75～77℃條件下，溫度每升高1℃，乳鐵蛋白的含量就減少10%～20%。

2.1.3 免疫球蛋白的含量變化（如表4）

將4個樣品分別進行75℃、76℃、77℃這3個梯度的熱處理，發(fā)現(xiàn)牛乳中免疫球蛋白（Ig）的含量發(fā)生顯著變化（P＜0.05）。樣品1中，Ig在75℃時含量最高，在200～250mg/L之間；77℃時含量最低，在 150～200mg/L。 樣 品 2中，Ig在75℃時含量最高，在180～250mg/L之間，77℃時含量最低，在150mg/L左右。樣品3中，Ig在 75℃時含量最高，在150～250mg/L之間；77℃時含量最低，在 150～200mg/L之間。樣品4中，Ig在75℃時含量最高，在200mg/L左右；77℃時含量最低，在150mg/L左右。

從表4可以看出，同一加工工藝的同一樣品在同一溫度下結(jié)果有所波動，可能與奶源本底的含量波動有關(guān)。此外，不同加工工藝的樣品在同一溫度的Ig含量也有所波動，這可能跟加工工藝的處理過程有關(guān)。由此可見，免疫球蛋白的含量隨著溫度的升高而降低，在75～77℃條件下，溫度每升高1℃，乳鐵蛋白含量減少15%～30%。

因此，從低溫巴氏奶免疫功能的角度出發(fā)，要在保證產(chǎn)品質(zhì)量安全前提下降低熱處理溫度。

圖1 過氧化物酶的含量變化

圖2 乳鐵蛋白的含量變化

2.2 產(chǎn)品儲存時間對活性物質(zhì)的影響

下線D+0產(chǎn)品與到保質(zhì)期D+7產(chǎn)品進行比較。

2.2.1 過氧化物酶的含量變化

由圖1可知，下線D+0產(chǎn)品與到保質(zhì)期D+7產(chǎn)品未發(fā)生顯著性差異（P＞0.05），過氧化物酶的含量幾乎未改變。

2.2.2 乳鐵蛋白的含量變化

由圖2可知，下線D+0產(chǎn)品與到保質(zhì)期D+7產(chǎn)品未發(fā)生顯著性差異（P＞0.05），乳鐵蛋白的含量幾乎未改變。

2.2.3 免疫球蛋白的含量變化

由圖3可知，下線D+0產(chǎn)品與到保質(zhì)期D+7產(chǎn)品未發(fā)生顯著性差異（P＞0.05），免疫球蛋白的含量幾乎未改變。

以上數(shù)據(jù)表明，在4℃保存條件下，D+0天產(chǎn)品和D+7天產(chǎn)品的過氧化物酶、乳鐵蛋白、免疫球蛋白的含量未發(fā)生顯著性差異（P＞0.05），即保質(zhì)期內(nèi)活性物質(zhì)含量未發(fā)生明顯變化。

圖3 免疫球蛋白的含量變化

3 結(jié)論

本研究表明，殺菌溫度的變化對乳中活性成分的損失有較大影響，3類物質(zhì)對熱的敏感性由強到弱依次是乳過氧化物酶、免疫球蛋白、乳鐵蛋白，但儲存時間對3類活性物質(zhì)的影響微乎其微。