超高溫滅菌處理對再制干酪蛋白質(zhì)和氨基酸含量的影響

邊燕飛，閆清泉，李志國，劉豪，司闊林，宗學醒*

內(nèi)蒙古蒙牛乳業(yè)（集團）股份有限公司（呼和浩特 011500）

再制干酪是以干酪為主要原料，加入乳化鹽，添加或不添加其他原料，經(jīng)加熱、攪拌、乳化等工藝制成的食品[1]。目前國家標準要求再制干酪產(chǎn)品的菌落總數(shù)必須低于100 CFU/g，傳統(tǒng)的巴氏滅菌方式無法滿足這一要求，而超高溫滅菌熱處理方式符合產(chǎn)品的國家標準[2]，因此，超高溫滅菌技術被廣泛應用于中國再制干酪的生產(chǎn)。其中，不同的滅菌方式對產(chǎn)品蛋白質(zhì)的破壞程度不同，蛋白質(zhì)是由多種氨基酸構成的極為復雜的化合物，其中含有許多基團，例如—NH、—SH、—COOH、—OH，這些基團在不同的熱處理條件下會發(fā)生反應[3]，從而影響部分氨基酸的含量，并影響產(chǎn)品蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價值。

因此，此次試驗對不同熱處理方式再制干酪的蛋白質(zhì)和氨基酸含量進行測定，研究超高溫滅菌對再制干酪蛋白質(zhì)和氨基酸的影響，以期為再制干酪的工業(yè)化生產(chǎn)提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料及設備

切達干酪、全脂乳粉、濃縮乳清蛋白粉，新西蘭恒天然公司；復配磷酸鹽，云南貝克吉利尼天創(chuàng)磷酸鹽公司；白砂糖（食品級）；無水黃油（食品級）。

熔化鍋、UHT殺菌機、乳化罐，德國KS公司；日立L-8900型氨基酸自動分析儀，日本日立公司。

1.2 方法

1.2.1 工藝流程[4]

巴氏滅菌：原料→預處理→混合→切碎→加熱融化→巴氏滅菌（75±5 ℃，15 s）→乳化→包裝→冷卻→貯藏。

超高溫滅菌：原料→預處理→混合→切碎→加熱融化→UHT滅殺菌（140±5 ℃，4 s）→乳化→包裝→冷卻→貯藏。

1.2.2 測定方法

1.2.2.1 蛋白質(zhì)分析[5]

分別取3組不同批次巴氏滅菌再制干酪（記為P1、P2、P3，各6份）和超高溫滅菌再制干酪（記為U1、U2、U3，各6份）樣品，根據(jù)食品安全國家標準GB 5009.5—2016凱氏定氮法對蛋白質(zhì)含量進行測定。

1.2.2.2 氨基酸和氨分析[6]

分別取3組不同批次巴氏滅菌再制干酪（記為P1、P2、P3，各6份）和超高溫滅菌再制干酪（記為U1、U2、U3，各6份）樣品，根據(jù)食品安全國家標準GB 5009.124—2016對氨基酸和氨進行測定。

1.3 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)結(jié)果以“平均值±標準差”表示，并采用SPSS 20.0對數(shù)據(jù)進行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 蛋白質(zhì)含量

熱處理是殺死病原微生物的重要手段，然而不同熱處理對蛋白質(zhì)品質(zhì)的影響不同。由表1可知，3組不同批次的巴氏滅菌和超高溫滅菌再制干酪的蛋白質(zhì)含量均不存在顯著性差異（p＞0.05）。再制干酪中的蛋白質(zhì)經(jīng)過不同方式的滅菌處理，蛋白質(zhì)的空間結(jié)構和氨基酸組成可能發(fā)生變化，但是總含量沒有顯著變化，這一結(jié)果與劉海燕等[7]對不同熱處理牛乳的研究結(jié)果一致。

表1 再制干酪中蛋白質(zhì)含量 單位：g/100 g

2.2 氨基酸和氨含量

由表2可知，不同熱處理再制干酪的必需氨基酸存在顯著性差異（p＜0.05），相比于巴氏滅菌，超高溫滅菌再制干酪的必需氨基酸含量顯著降低了8.4%～9.0%。其中3組再制干酪的纈氨酸、蛋氨酸、異亮氨酸、亮氨酸和賴氨酸含量均顯著降低（p＜0.05），有2組再制干酪中苯丙氨酸的含量顯著降低（p＜0.05），僅有1組絲氨酸、丙氨酸和精氨酸含量顯著降低（p＜0.05），而天冬氨酸、蘇氨酸、酪氨酸、谷氨酸、組氨酸和脯氨酸的含量沒有顯著性差異（p＞0.05）。

其中，相比于巴氏滅菌，超高溫滅菌再制干酪的賴氨酸含量減少量最高，均減少了10%以上。產(chǎn)生這一結(jié)果的原因可能是發(fā)生了美拉德反應，美拉德反應是羰基化合物（還原糖類）和氨基化合物（氨基酸和蛋白質(zhì)）之間發(fā)生的一種非酶褐變反應，其中羰基和氨基結(jié)合的點稱為美拉德反應位點。發(fā)生美拉德反應較多的氨基酸為賴氨酸，宋慧敏[8]利用質(zhì)譜儀對不同熱處理條件下牛乳中賴氨酸的反應位點進行檢測，結(jié)果發(fā)現(xiàn)隨著加熱溫度的升高，反應位點逐漸增加，當溫度超過130 ℃時，賴氨酸上的反應位點急劇增加，從而導致賴氨酸的降解。此外，宋慧敏[8]的研究還發(fā)現(xiàn)，隨著加熱溫度的升高，巰基的含量呈現(xiàn)整體下降的趨勢，在130 ℃處理5 s時，巰基的含量最低。而蛋氨酸的硫是以巰基的形式存在，因此超高溫滅菌使蛋氨酸極易降解，導致再制干酪中蛋氨酸含量的顯著降低。

Frantisek等[9]對再制干酪中氨基酸含量的研究結(jié)果顯示：相比于常規(guī)的巴氏滅菌，117 ℃ 20 min的滅菌再制干酪中亮氨酸的含量顯著降低，而異亮氨酸和纈氨酸的含量不存在顯著性差異。與此次試驗結(jié)果不一致，產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因可能是此次試驗的再制干酪產(chǎn)品在加工過程中添加了一定比例的濃縮乳清蛋白粉。而Elliott等[10]和Morales等[11]利用高效液相色譜法對熱處理液態(tài)奶中未變性乳清蛋白含量進行了研究，結(jié)果表明牛乳的未變性乳清蛋白含量與加熱程度具有非常顯著的相關性。巴氏奶中未變性乳清蛋白的含量顯著高于UHT奶，即UHT熱處理方式造成的乳清蛋白變性程度顯著高于巴氏滅菌。乳清蛋白含有豐富的支鏈氨基酸，如亮氨酸、異亮氨酸和纈氨酸等，超高溫滅菌再制干酪中乳清蛋白的嚴重變性，導致氨基酸的大量降解，使得亮氨酸、異亮氨酸和纈氨酸的含量顯著降低。

表2 再制干酪中氨基酸的含量 單位：g/100 g

此次試驗對3組不同批次的巴氏滅菌和超高溫滅菌再制干酪中的氨含量進行了測定，結(jié)果如圖1所示。相比于巴氏滅菌，3組超高溫滅菌再制干酪的氨含量均顯著增加（p＜0.05）。結(jié)果表明超高溫滅菌加強了再制干酪中氨基酸的降解，尤其是發(fā)生了脫氨反應，造成氨含量的增加。

圖1 再制干酪中氨的含量

3 結(jié)論

不同熱處理對再制干酪中蛋白質(zhì)的含量沒有顯著影響（p＞0.05），但是相比于巴氏滅菌，超高溫滅菌再制干酪的必需氨基酸含量顯著降低了8.4%～9.0%，其中纈氨酸、蛋氨酸、異亮氨酸、亮氨酸和賴氨酸的含量顯著降低（p＜0.05）。而且超高溫滅菌加強了氨基酸的脫氨反應，使氨的含量顯著增加（p＜0.05）。此次試驗結(jié)果可為再制干酪的工業(yè)化生產(chǎn)提供理論參考。