牛乳中乳過氧化物酶活性影響因素的研究

牛乳作為人類飲食結(jié)構(gòu)中不容忽視的重要部分，不僅富含優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)、脂肪、維生素和礦物質(zhì)，還含有諸多生物活性物質(zhì)，其中最具代表性的物質(zhì)就是乳過氧化物酶。乳過氧化物酶（英文：Lactoperoxidase，EC1.11.1.7，縮寫為LP）普遍存在于動物乳汁中，是一種具有催化雙氧水（H）分解功能的過氧化物酶，其分子結(jié)構(gòu)中含有血紅素基團(tuán)，因此是一種具有獨(dú)特抗菌性的血紅素蛋白。在牛乳中，乳過氧化物酶與雙氧水和硫氰酸根（SCN）共同組成乳過氧化物酶體系（英文：LactoperoxidaseSystem，簡稱LPS），具有強(qiáng)大的抑菌活性。

牛乳的采集環(huán)境、儲存以及加工過程比較特殊，很容易受到微生物污染，導(dǎo)致牛乳品質(zhì)下降甚至引發(fā)食品安全問題。目前，市場上主要采取熱處理的方法對牛乳進(jìn)行滅菌，包括低溫長時間滅菌法（如BASDERS滅菌法）、高溫短時間滅菌法以及超高溫瞬時滅菌法等。但在熱處理過程中，過高的溫度或過長的時間均可能對牛乳中的生物活性成分尤其是乳過氧化物酶造成不利影響，進(jìn)而影響乳品的整體品質(zhì)。

乳過氧化物酶活性的測定方法較多，基于顏色反應(yīng)和分光光度計(jì)測定的方法操作簡單、結(jié)果準(zhǔn)確，因而得到廣泛應(yīng)用。本實(shí)驗(yàn)通過分析不同的處理工藝（如不同溫度和時間的熱處理）和貯藏條件（如溫度和時間），揭示了牛乳中乳過氧化物酶活性的影響因素，以期為乳制品加工工業(yè)提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。

1.材料與設(shè)備

1.1材料與試劑

牛乳，GM乳業(yè)東興牧場；二水合磷酸二氫鈉，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；磷酸二氫鉀，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；過氧化氫溶液，長沙化學(xué)試劑公司；2，2'-聯(lián)氮雙（3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸），鄭州杰克斯化工有限公司；去離子水，CIVINWANG-廣州和為醫(yī)藥科技。

1.2儀器與設(shè)備

TE612-L電子天平，青島駿源設(shè)備有限公司；BPS-1000CA隔水式恒溫培養(yǎng)箱，上海一恒科學(xué)儀器有限公司；AvantiJ-301高效離心機(jī)，美國BeckmanCoulter有限公司；pH計(jì)，上海雷磁儀器有限公司；Specord205紫外分光光度計(jì)，德國耶拿分析儀器股份公司。

2.實(shí)驗(yàn)與方法

2.1配置緩沖溶液

將二水合磷酸二氫鈉0.72g、磷酸二氫鉀3.99g加水450mL溶解，控制其pH在6.00±0.02，充分混合均勻后放置于500mL的燒杯中，再用去離子水定容。

2.2配制過氧化氫溶液

取質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.3的過氧化氫溶液100μL，置于容量為100mL的燒杯中，用去離子水定容。

2.3配制二、二銨鹽（ABTS）溶液

取2，2'-聯(lián)氮雙（3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸）55mg，加入緩沖溶液30mL，再將配置好的雙氧水溶液1mL與其融合，然后用緩沖溶液定容。

2.4測定牛乳中乳過氧化酶活性在不同殺菌過程中所受的影響

取3份牛乳原料，分別加熱至75、85、125℃，保持溫度15s進(jìn)行殺菌處理，再進(jìn)行低溫陶瓷膜過濾，過濾后存放在冰箱中備用。隨后做準(zhǔn)備，測定不同殺菌過程對乳過氧化物酶活性的影響。

2.5測定牛乳濃縮或脫脂過程中乳過氧化物酶活性所受的影響

取2份相同的原料牛乳，分別采用蒸發(fā)濃縮和離心脫脂，再采用75℃、15s的熱處理，冷藏備用。后續(xù)分別對2份原料牛乳進(jìn)行測定，對樣品中的乳過氧化物酶進(jìn)行蒸發(fā)濃縮和脫脂工藝處理，并測定活性。

2.6研究牛乳中乳過氧化物酶的貯藏溫度和時間對其活性的影響

取3份相同質(zhì)量的原料牛乳，首先在75℃下熱處理15s，然后將其分別置于5、20、30℃三種不同溫度條件下。在各溫度下，將原料牛乳樣再分為9等份，分別放置0、5、15、30、60、90、120、240h，準(zhǔn)備后續(xù)測定乳過氧化物酶的活性。

2.7牛乳樣品稀釋液的制備

取待測牛乳樣品，使其靜置至室溫。取原料牛乳取1份，加40倍水稀釋；取鮮牛乳1份加20倍水稀釋；取高溫滅菌乳和超高溫滅菌乳各1份，后兩種樣品不做稀釋處理。

2.8牛乳中乳過氧化物酶活性的測定方法

計(jì)算牛乳中乳過氧化物酶活力的公式如下：

其中，V1為待測體積總和；V2為牛乳樣品體積；ε為摩爾吸光系數(shù)；d為比色皿的路徑長度；n為稀釋倍數(shù)；1000為換算系數(shù)，此式中為定值；2為化學(xué)計(jì)量系數(shù)，也為定值。

實(shí)驗(yàn)時先取2，2'-聯(lián)氮雙（3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸）溶液2mL，再在比色皿中滴入取樣，進(jìn)行25℃水浴。加入50μL稀釋牛乳樣本，充分?jǐn)嚢枋怪鶆蚧旌稀Ｔ诜止舛葴y量儀上再次快速放入混合液，在波長為420nm的吸光度處，測定時間分別為15s和2min，記錄其值A(chǔ)1和A2。

2.9計(jì)算乳過氧化物酶在牛乳中的活性損失率

乳過氧化物酶在牛乳中的活性損失率計(jì)算公式如下：

其中，a1表示牛乳中乳過氧化物酶活力；a2表示經(jīng)過不同工藝處理后樣品中乳過氧化物酶活力。

3.結(jié)果與分析

3.1不同殺菌過程中乳過氧化物酶的活性

實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，牛乳樣本在75℃加熱15s后，經(jīng)過低溫陶瓷膜過濾處理，乳過氧化物酶活性仍保持在較強(qiáng)水平；在85℃加熱15s后絕大多數(shù)失去活性；125℃加熱15s后則幾乎全部失去活性。經(jīng)過低溫陶瓷膜過濾處理的牛乳汁，其過氧化酶活性在幾種處理方法中損失最小，具體數(shù)據(jù)詳見圖1。

3.2經(jīng)濃縮或脫脂工藝后牛乳中乳過氧化物酶的活性

由表1、圖2、圖3可以看出，牛乳樣品在不同貯藏溫度、貯藏時間下，其乳過氧化物酶的活性變化相對較大。溫度越高，貯藏時間越長，則乳過氧化酶活性損失越多，甚至?xí)霈F(xiàn)變質(zhì)的情況。

綜上所述，本文通過系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，深入探究了不同熱處理?xiàng)l件下，不同滅菌方式對牛乳中乳過氧化物酶活性的影響。

首先，乳過氧化物酶的活性受到熱處理溫度的影響。在75℃條件下進(jìn)行15s的巴氏殺菌處理，能夠有效殺滅大部分病原菌，并保留相對較高的乳過氧化物酶活性。這表明在適宜的溫度下，乳過氧化物酶能夠在一定程度上抵抗熱處理帶來的不利影響，并保持自身生物活性。當(dāng)熱處理溫度升至85℃時，乳過氧化物酶的活性損失明顯加劇，尤其是在處理時間延長的情況下，酶活性幾乎完全喪失，說明過高的溫度會破壞乳過氧化物酶的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致其功能喪失。當(dāng)熱處理溫度達(dá)到125℃時，無論處理時間如何，乳過氧化物酶的活性均幾乎消失，這一極端條件的實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了高溫對酶活性的破壞作用，也強(qiáng)調(diào)了應(yīng)在實(shí)際生產(chǎn)中避免用過高溫度處理牛乳。

其次，不同的滅菌方式會對乳過氧化物酶活性產(chǎn)生影響。例如，相較于傳統(tǒng)的直接加熱滅菌方式，低溫陶瓷膜過濾處理在保留乳過氧化物酶活性方面展現(xiàn)出明顯優(yōu)勢，能在不引入高溫的前提下，有效去除牛乳中的微生物，并最大限度地保留乳過氧化物酶等熱敏性生物活性物質(zhì)。這一發(fā)現(xiàn)為乳制品加工工業(yè)提供了新思路，即通過非熱處理手段實(shí)現(xiàn)牛乳的滅菌和保鮮。

最后，本文還探討了貯藏溫度、時間對乳過氧化物酶活性所產(chǎn)生的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在同樣的儲存時間內(nèi)，儲存溫度越高，乳過氧化物酶失去活性的速度越快，這可能是由于高溫加速了酶分子的降解和失活。另外，隨著儲存時間的延長，不論儲存溫度如何變化，乳過氧化物酶活性都呈現(xiàn)出逐漸降低的趨勢，這提示在乳制品貯藏和運(yùn)輸過程中，應(yīng)嚴(yán)格控制貯藏條件，以減緩乳過氧化物酶活性的損失，進(jìn)而延長產(chǎn)品的保質(zhì)期。

最終我們可以得出三大結(jié)論：第一，熱處理的溫度對乳過氧化物酶的活性影響很大，溫度過高會使酶活性迅速遭到破壞；第二，低溫陶瓷膜過濾處理這種非熱處理滅菌方法可以保留乳過氧化物酶的最大活性；第三，貯藏溫度和時間對乳過氧化物酶的活性影響顯著，為了延長產(chǎn)品的保質(zhì)期，應(yīng)嚴(yán)格控制貯藏條件。這為我們理解乳過氧化物酶的熱處理過程提供了寶貴的參考，并為乳制品加工工藝的優(yōu)化提供了科學(xué)依據(jù)，有助于通過優(yōu)化生產(chǎn)工藝提高產(chǎn)品質(zhì)量和安全性。

作者簡介：張瑩璐（1991-），女，漢族，山西大同人，實(shí)驗(yàn)師，碩士研究生，研究方向?yàn)樯锟茖W(xué)。