巴氏殺菌乳中糠醛類化合物質(zhì)量分?jǐn)?shù)研究

邢倩倩

（1.乳業(yè)生物技術(shù)國家重點實驗室，上海乳業(yè)生物工程技術(shù)研究中心，光明乳業(yè)股份有限公司乳業(yè)研究院，上海 200436；2.食品營養(yǎng)與安全協(xié)同創(chuàng)新中心，江蘇無錫 214122）

0 引言

巴氏殺菌乳采用巴氏殺菌法加工而成，β-乳球蛋白變性率和糠氨酸含量均較低[1]。巴氏殺菌乳殘留的耐熱菌和耐熱酶，會限制巴氏殺菌乳的運輸與銷售[2]。在熱加工過程中，牛乳中活性成分逐漸減少及化學(xué)產(chǎn)物逐漸增加[3-8]。乳制品熱加工過程中會發(fā)生美拉德反應(yīng)，該反應(yīng)在高于35℃的中等濕度，開始加速[9-12]?？啡槊览路磻?yīng)中間階段產(chǎn)物[13-14]，包含羥甲基糠醛（HMF）、糠醛（F）、呋喃甲基酮（FMC）和甲基糠醛（MF）[15]。在糠醛類化合物的藥理方面，顯示其對多個部位有刺激性[16-18]。近些年，有些針對乳制品中糠醛類化合物的研究[19-20]?，F(xiàn)有的研究主要針對超高溫滅菌產(chǎn)品[21]。本文對巴氏殺菌乳中的糠醛類化合物檢測，對比不同品牌巴殺乳中糠醛類化合物質(zhì)量分?jǐn)?shù)區(qū)別。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

生牛乳由光明乳業(yè)有限公司金山牧場提供；某10個不同品牌巴氏殺菌乳A～J和某1個品牌超高溫滅菌乳（4℃冷藏），市售；草酸二水合物（純度99.5%～102.5%），德國默克股份兩合公司；三氯乙酸（純度≥99.0%），國藥集團化學(xué)試劑有限公司；糠醛類化合物標(biāo)準(zhǔn)品：5-羥甲基糠醛（純度98%，CAS號：67-47-0）、2-糠醛（純度99.5%，CAS號：98-01-1）、2-呋喃甲基酮（純度95.5%，CAS號：1192-62-7）和5-甲基糠醛（純度99.6%，CAS號：620-02-0），德國Dr.Ehrenstorfer公司；色譜純乙腈、色譜純甲醇，德國默克股份兩合公司。

1.2 儀器與設(shè)備

PL2002電子天和AL104電子天平，梅特勒-托利多儀器上海有限公司；SK5210HP超聲清洗儀，上?？茖?dǎo)超聲儀器有限公司；DK-8B電熱恒溫水槽，上海精宏實驗設(shè)備有限公司；ZWY-2102C恒溫培養(yǎng)振蕩器，上海智城分析儀器制造有限公司；Beckman Avanti J-30I落地式離心機，美國貝克曼庫爾特有限公司；Agilent 1200型高效液相色譜儀，美國安捷倫科技有限公司；Milli-Q超純水儀器，默克化工技術(shù)（上海）有限公司。

1.3 方法

1.3.1 高效液相色譜條件

色譜柱：Waters Atlantis T3（3.0 mm×15 cm，3μm）；流動相：流動相A為水，流動相B為乙腈；梯度洗脫：0～18.0 min，5%～65%（流動相B），18.0～20.0 min，65%～95%（流動相B），20.0～22.0 min，95%～95%（流動相B），22.0～22.1 min，95%～5%（流動相B），22.1～30.0 min，5%～5%（流動相B）；流速為0.6 mL/min；色譜柱溫度30℃；進樣量為5μL；進樣盤溫度：4℃；紫外檢測波長為280 nm。

1.3.2 樣品前處理

稱取15 g左右樣品，加入5 mL濃度為0.15 mol/L當(dāng)日配置草酸，100℃水浴加熱25min，冷卻至室溫。加入5 mL質(zhì)量濃度為400 g/L的三氯乙酸溶液，震蕩10 min后，4 355 g離心15 min；取上清液倒入25 m L容量瓶，剩余固體加入5 mL質(zhì)量濃度為40 g/L的三氯乙酸溶液，震蕩10 min后，4 355 g離心15 min；上清液合并，加入質(zhì)量濃度為40 g/L的三氯乙酸溶液定容至刻度。然后量取適量樣品，過0.45μm尼龍濾膜，進色譜儀分析。每個樣品均開展3次平行實驗。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同品牌巴氏殺菌乳中糠醛類化合物質(zhì)量分?jǐn)?shù)

基于前期文章中建立的檢測乳制品中糠醛類化合物的分析方法，對市售代表性巴氏殺菌乳中糠醛類化合物質(zhì)量分?jǐn)?shù)進行測定，結(jié)果如表1所示（以下糠醛類質(zhì)量分?jǐn)?shù)的檢測結(jié)果均以每100 g液體牛奶中的糠醛類質(zhì)量分?jǐn)?shù)來計）。4種糠醛的結(jié)構(gòu)式如圖1所示。

圖1 4種糠醛的結(jié)構(gòu)式

表1中的樣品均檢測到HMF和F兩種糠醛，未檢測到FMC和MF。未經(jīng)任何熱處理的生牛乳中糠醛類化合物質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：HMF質(zhì)量分?jǐn)?shù)4.72μg/100 g，F(xiàn)為1.54μg/100 g，均低于經(jīng)過熱處理的牛乳樣品。巴氏殺菌乳A、B、C、D、H、I、J共7種品類中的HM F質(zhì)量分?jǐn)?shù)值在10μg/100 g以下。其他3個標(biāo)稱巴氏殺菌乳的3個產(chǎn)品E、F、G中的HMF質(zhì)量分?jǐn)?shù)值在（15～30）μg/100 g之間。10個巴氏殺菌乳產(chǎn)品中的F質(zhì)量分?jǐn)?shù)值均在3μg/100 g以下。超高溫滅菌乳產(chǎn)品中的HMF質(zhì)量分?jǐn)?shù)為51.95μg/100 g，F(xiàn)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5.64μg/100 g，均高于巴氏殺菌乳。超高溫滅菌乳熱加工條件為132～145℃持續(xù)4 s，其加工強度高于巴氏殺菌乳熱加工強度。糠醛類化合物作為美拉德反應(yīng)代表性產(chǎn)物，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)與熱加工強度密切相關(guān)，因此超高溫滅菌乳中的糠醛類化合物質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于巴氏殺菌乳。

表1 不同品類干酪和煉乳中糠醛類化合物質(zhì)量分?jǐn)?shù)μg/100g

2.2 巴氏殺菌乳保質(zhì)期內(nèi)糠醛類化合物質(zhì)量分?jǐn)?shù)

本節(jié)選擇3個代表性巴氏殺菌乳產(chǎn)品A、B和C作為研究對象，對其保質(zhì)期內(nèi)糠醛類化合物質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別在第0天，第1天，第3天，第6天，第8天和第10天進行測定，結(jié)果如表2～4所示。

表2 巴氏殺菌乳A保質(zhì)期內(nèi)糠醛類化合物質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化 μg/100 g

表3 巴氏殺菌乳B保質(zhì)期內(nèi)糠醛類化合物質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化 μg/100 g

表4 巴氏殺菌乳C保質(zhì)期內(nèi)糠醛類化合物質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化 μg/100 g

巴氏殺菌乳A中的HMF質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨著儲存時間的延長由8.48μg/100 g升至8.65μg/100 g再降至5.74μg/100 g，F(xiàn)質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨著儲存時間的延長由2.07μg/100 g升至2.57μg/100 g再降至1.85μg/100 g。

巴氏殺菌乳B中的HMF質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨著儲存時間的延長由6.61μg/100 g，隨后降至4.04μg/100 g，F(xiàn)質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨著儲存時間的延長由2.07μg/100 g降至1.33μg/100 g。

巴氏殺菌乳C中的HMF質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨著儲存時間的延長由6.56μg/100 g降至3.98μg/100 g，F(xiàn)質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨著儲存時間的延長由1.88μg/100 g升至2.13μg/100 g再降至1.52μg/100 g。

綜上所述，隨著儲存時間的延長，巴氏殺菌乳中的糠醛類化合物質(zhì)量分?jǐn)?shù)整體呈現(xiàn)下降趨勢。由于美拉德反應(yīng)在高于35℃的中高濕度條件下，反應(yīng)進程加快，巴氏殺菌乳整個保質(zhì)期溫度均是4℃，該溫度下美拉德反應(yīng)處于近乎停滯的狀態(tài)，不會生成新的糠醛類化合物；巴氏殺菌乳保質(zhì)期要求為低溫短期，因此通常使用三層紙塑結(jié)構(gòu)的屋頂盒包裝，該包裝材料透氣性較好，而糠醛類化合物本身具有一定揮發(fā)性[22]。因此巴氏殺菌乳中的糠醛類化合物保質(zhì)期內(nèi)下降可能歸因于低溫條件下美拉德反應(yīng)的停滯以及糠醛類化合物的揮發(fā)。

圖2 3種巴氏殺菌乳中糠醛類化合物質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化對比圖

3 結(jié)論

本文針對不同品牌巴氏殺菌乳中的糠醛類化合物質(zhì)量分?jǐn)?shù)展開研究，結(jié)果顯示大部分巴氏殺菌乳中羥甲基糠醛質(zhì)量分?jǐn)?shù)在10μg/100 g以下，少部分品牌產(chǎn)品在15～30μg/100 g之間；糠醛質(zhì)量分?jǐn)?shù)均在3μg/100 g以下；未檢測到2-呋喃甲基酮和甲基糠醛。超高溫滅菌乳加工強度高于巴氏殺菌乳，其糠醛類化合物質(zhì)量分?jǐn)?shù)也明顯高于巴氏殺菌乳。選擇3個巴氏殺菌乳產(chǎn)品，對其保質(zhì)期內(nèi)糠醛類化合物質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化展開研究。隨著儲存時間的延長，巴氏殺菌乳中的糠醛類化合物質(zhì)量分?jǐn)?shù)整體呈現(xiàn)下降趨勢，可能由于低溫條件下美拉德反應(yīng)的停滯以及糠醛類化合物的揮發(fā)。