（农产品加工及贮藏工程专业论文）耐热酶与乳成分对UHT乳稳定性影响的研究.pdf

摘要 u h t 乳是指乳经1 3 5 1 5 0 高温杀菌而生产的一种长货架期液态乳。而且u h t 乳有营养丰富、保存期长、便于携带和饮用，因此倍受消费者青睐。 乳的凝胶现象是u t t t 乳产品中较常见的质量问题，对其明确原因目前国内外还 无定论。通过本研究发现，u i t t 处理不能完全钝化乳中的酶，因此在产品贮存过程 中，乳蛋白酶、脂肪酶能够水解乳中的蛋白质和脂肪，最终使产品发生一定程度的 水解，并表现为乳的粘度、酸度增大，使产品具有形成凝胶的倾向，但是在贮存的 前1 5 0 d 并未发现凝胶的形成，所以在u h t 乳出现凝胶方面有待于进一步深入研究。 脂肪上浮是u h t 乳贮存中存在的普遍现象，影响因素也很多，如原料乳脂肪含 量的差异、原料乳与产品的长期高温贮存、均质参数的选择等。本试验分析了乳中 的酶与乳的理化成分对乳脂肪上浮的影响。乳中存在的蛋白水解酶对产品的脂肪上 浮具有重要影响，表现在产品贮存中，随着蛋白水解度的增大发生脂肪上浮越严重。 而且原料乳的理化成分，尤其表现为脂肪与蛋白含量的不同比对产品的脂肪上浮影 响也很大。当乳中脂肪含量越高时，产品发生脂肪上浮程度越严重。而当乳中含有 的脂肪相对于蛋白含量较低( 在1 1 左右) 时，可以通过添加适量的乳化剂来减缓 乳脂肪的上浮，但是并不能完全消除脂肪上浮现象。此外加工过程中的均质工艺对 乳的质煮也产生一定影响，就目前的产品分析来看，采用二级均质效果较好，均质 压力为2 0 m p 和5 m p ，可以使脂肪球大小一致并均匀分布。 关键词：u h t 乳；耐热酶；凝胶；脂肪上浮 独创性声明 本人声明所提交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作 及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方 外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为 获彳导耐螺矬擞其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一 同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明 并表示谢意。 学位论文作者签名：密礓霞擘字日期：哆年月易曰 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解舀i 黜熳有关保留、使用学位论文的 规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘， 允许论文被查阅和借阅。本人授权画雌生撼可以将学位论文的全部 或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印、或扫描 等复制手段保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名：1 日嵫霞 签字日期：如弓年g 月上弓日 导师虢；阮和 签字日期；g 7 一年月玛日 缩写 a b b r e v i a t i o nk e y s u h t ：u l t r ah i g ht e m p e r a t u r e ，超高温 c n ：c a s e i n ，酪蛋白 p l ：p l a s m i n ，纤维蛋白酶 p g ：p l a s m i n o g e n ，纤维蛋白酶原 p a ：p l a s m i n o g e n a c t i v i t o r ，纤维蛋白酶原激活剂 s c c ：s o m a t i cc e l lc o u n t 。体细胞数 v7 1 2 7 ：h - d v a l y l l - l e u c y l l l y s i n e p n i t r o a n i l i d ed i h y d r o c h l o r i d e e a c a ：一氨基己酸 n c n ：n o n c a s e i nn i t r o g e n 非酪蛋白态氮 n p n ：n o n p r o t e i nn i t r o g e n 非蛋白态氮 a d v ：a c i dd e g r e ev a l u e ，酸度值 a d m ：a g a rd i f f u s i o nm e t h o d c f u ：c o l o n yf o r mu n i t 。菌落数 p r m ：蛋白水解菌落数 河北农业大学硕士学位论文 1 文献综述 1 1u h t 处理原理 乳是乳畜在产犊( 羔) 后由乳腺分泌的一种具有胶体特性的生物学液体。色白 或略带黄色，不透明，味微甜并具有特殊香味。含有幼畜生长发育所需的全部营养 成分和保护幼畜免受感染的抗体，是幼畜赖以生长发育的完全食品“。 鲜牛乳中含有大约8 7 的水分，而在剩余的1 3 左右乳固体中，包含有人体所需 的优质蛋白质、脂肪、碳水化合物及丰富的矿物质和各种维生素。牛乳营养价值之 高，是自然界中任何食物都无以伦比的，所以乳制品是“最接近于完美的食品”。 正是由于乳具有较高的营养成分，所以乳极易被微生物侵染而腐败变质，为使乳中 营养成分损失较小，又能彻底杀灭乳中的微生物，使乳能够长期保存而不变质，研 究者们最终提出了超高温灭菌及无菌簟装生产工艺。 超高温( u l t r ah i g ht e m p e r a t u r e ，u f i t ) 处理灭菌的观点最早是在1 9 世纪末提 出的，而应用于乳品工业中是在2 0 世纪4 0 年代末，并于6 0 年代与无菌灌装技术 结合用于生产u t t t 乳。”。采用u h t 处理对乳进行灭菌，是由英国的研究者巴顿等 首次提出的。所依据的原理：加热对乳中细菌的灭菌效果( s e ) ，随着温度的升高， 大大快于乳发生的化学变化( 褐变、维生素破坏、蛋白质变性等) 。在有效温度范 围内，热处理温度每升高i o c ，对乳中细菌孢子的破坏速度提高1l 3 0 倍，而乳 的化学变化仅提高2 5 3 倍。也就是说，温度越高灭菌效果越好，而引起的化学 变化却很小巴顿通过试验绘制了灭蕾效果与褐变速率比较曲线图，在这张图中， 当温度低于1 3 5 1 2 时两者之比未发生急尉变化；而在1 3 5 以上，灭菌效果比褐变 的增长要快得多；当温度升高至1 4 0 ( 2 ，3 6 秒加热时，灭菌效果与褐变速率之比 增大到2 0 0 0 ：1 1 , 5 0 加热0 3 6 秒捌两者之比增大到5 0 0 0 ：1 ；再升高温度，灭 菌效果与褐变速率曲线均上升，说明再提高温度使灭菌效果与褐变速率都增大，这 时已无太大意义，而且更高温度给实际生产也带来一定困难。因此，目前的超高温 瞬时灭菌工艺是以1 5 0 c ，o 3 6 秒作为最高极限，而生产中普遍采用1 3 5 1 5 0 ， 4 1 秒的灭菌方式“。u h t 乳生产工艺过程如下所示： 原料乳一标准化一巴氏杀菌一均质一u h t 处理一无菌灌装一产品 欧共体关于u 册产品的定义是：物科在连续流动的状态下，经1 3 5 1 3 以上不 少于1 秒的超高温瞬时灭菌( 以完全破坏其中可以生长的微生物和芽孢) ，然后在 无菌状态下包装于不透气容器中，以最大限度的减少产品在物理、化学及感官上的 张爱霞耐热酶与乳成分对u i - i t 乳稳定性影响的研究 2 0 0 3 年6 月 变化，这样生产出来的产品称为u h t 产品。 1 2u h t 乳常见问题 从市场调查结果来看，u h t 乳在整个贮存过程中常会出现一些质量问题，如脂 肪上浮、蛋白凝块和乳清析出、酸包和胀包及色泽风味的改变等，这些现象严重影 响着u h t 乳的品质，在定程度上也阻碍了u h t 乳的快速发展。 1 2 1 脂肪上浮 乳中含有多种成分物质，尤以乳脂肪的密度最小，而且乳脂肪球在乳中不停的 做着无规则布朗运动，所以乳脂肪容易发生上浮。脂肪上浮现象无论是在原辩乳冷 藏还是产品的贮存过程中都极为常见。而当产品中出现脂肪上浮时必然会影响到产 品外观品质。从目前情况来看，长货架期的哪乳在贮存中出现脂肪上浮的现象很 普遍，有的贮存2 周甚至更短时间时，就会有一定程度的上浮，早期时出现少量白 色油丝，随着时间延长，油丝逐渐增多增厚最终形成粘度比较大的半固体形式。当 u h t 乳发生轻微的脂肪上浮时，风味和各种物理化学性质无大变化，可以适当饮用， 但是对上浮较严重而且有明显异嗦的奶应慎用影响乳脂肪上浮的因素很多，一方 面与原料乳的质量紧密相关，包括乳的卫生质量、乳的稳定性、掺假情况以及乳中 营养成分的合理配比。另一方面，加工过程中的均质工艺也是一个很重要因素。u h t 乳的生产一般采用= 级均质，均质温度一般为5 5 8 0 c ，均质压力在l o 2 5 m p a 为宜，在此条件下均质效果会更好“1 。同时，目前生产的u i i t 乳般需添加少量的 乳化剂来更好的稳定乳中蛋白和脂肪等成分，因此乳化剂韵选用也很重要此外， 发生脂肪上浮现象又与乳中存在的酶有关“”在乳中，耐热性的蛋白酶能钐水解 a 一酪蛋白、b 一酪蛋白，破坏了乳脂肪球和酪蛋白裹面结构，则会引起脂肪与脂肪、 脂肪与酪蛋白结合并聚集；而脂肪酶通过水解乳脂肪不仅破坏了脂肪球的结构，而 且会产生一定量的游离脂肪酸，影响产品的风味。 1 2 2 蛋白凝块和乳清析出 有的u h t 乳贮藏较长时间( 一般为4 月以上) 时会出现蛋白凝块和乳清析出现 象。目前普遍认为，u h t 全乳出现蛋白凝块主要是由于酶水解乳蛋白引起的，其中 起作用的酶主要包括两种：天然乳蛋白蠹( 纤维蛋白酶) 和微生物蛋白酶“。1 。由 于这些酶类耐热性很高，能存活于u h t 毳中，因此在乳贮存中逐渐发挥水解作用， 使乳蛋白水解变性，当水解达到一定程度时会形成凝块现象。另外，乳中盐类平衡 体系也会影响乳的稳定性”。因为乳本身即作为一个缓冲体系，蛋白质是在各种 2 河北农业大学硕士学位论文 离子组成的平衡体系中处于稳定状态，但是当条件改变( 如酸度过大、过度加热、 加入某些盐类) 可能会影响乳中固有的盐类平衡体系，导致乳蛋白聚集形成沉淀。 尤其乳中钙离子对乳的稳定性影响最大，因为乳中的钙离子形成钙桥，从而将乳蛋 白连接成稳定长链，但是当钙离子被沉淀时则失去了其枢纽作用，使乳蛋白胶粒变 得很不稳定，最终会沉淀下来。一般来讲，由盐类失衡引起的蛋白沉淀现象出现的 较快，可能在2 周内就会发生。对于由乳中盐类失衡引起的蛋白沉淀现象，主要是 把好原料乳的质量关，严禁高酸度乳、酒精阳性乳、热不稳定乳、掺假乳的混入。 1 2 3 酸包和胀包 u h t 乳出现酸包和胀包一般是由微生物引起”。因为乳作为微生物生长最好的 培养基，当乳杀菌不彻底时，残留的微生物会利用乳中的营养迅速繁殖，一方面产 酸，使产品酸度增大，并伴有酸臭味；另一方面产气，使外包装膨胀，即出现胀包 现象。对于一般的乳品企业，很少出现这种情况，每批中可能偶尔存在几包，这也 算正常，否则应查找生产设备的原因，从u h t 杀菌机到无菌灌装机都应作详细检查， 一定确保坏包率最低。 此外，对原料乳的卫生质量也应引起注意。因为杀菌机的杀菌效率与乳的卫生 状况存在相关性，即当乳中细菌数高时，杀菌效率降低。尤其当乳中的某些耐热芽 孢菌数量较多时，由于芽孢菌本身较高的耐热强度，再加上乳缓冲体系对微生物的 保护作用，可能使乳中残存有未披杀死的芽孢菌耐热孢子，这些休眠的孢子在适宜 条件下，随着产品的贮存渐渐被激活，又会形成新的营养体，这些营养体的繁殖， 最终给产品带来酸包和胀包问题所以生产优质的产品应严格控制原料乳的卫生质 量，一般规定用于生产u h t 乳的原料乳的徽生物标准为：细菌总数 1 0 万个_ l ， 嗜冷菌 1 0 0 0 个- 1 ，芽孢菌 1 0 0 个- 1 耐热芽孢菌 6 3 l 2 。分析样品中n p n 百分含量，大小顺序为3 6 4 5 l 2 。由上述两种方法表示蛋白水解程度，出现了一定分歧，分析这一原因， 可能是由于乳中乳清蛋白的影响，因为n g n 中包含有乳清蛋白，而n p n 中又不包括， 而乳中的乳清蛋白也会出现一定程度的水解及其它变化。 2 1 加埔m地加8 6 4 2 o hen)o午一山 张爱霞耐热酶与乳成分对u h t 乳稳定性影响的研究2 0 0 3 年6 月 2 0 0 0 1 8 0 0 皿 嘎1 6 0 0 6 0 d 后脂肪酶具有明显增大的趋势，而且随着乳的贮存酶活性大小处于波动状态， 出现上述现象与酶本身性质有关，因为经过1 3 7 c 的高温处理后，酶基本被钝化， 但是随着乳的贮存，被钝化的酶在适当条件下又陆续不断被激活，所以酶活性变化 呈现出无规律性。 塑j ! 查些查兰堡主堂垡丝塞 表6 报道u h t 乳中脂肪酶活性1表7 加热对脂肪酶活性影响 部分酶活性 加热强度酶活性 u h t 全乳 稀奶油 乳清 酪蛋白胶粒 0 0 2 9 0 0 2 6 0 0 1 6 0 0 1 4 5 0 0 4 5 0 8 参4 瑚 藿3 5 0 盎 磐3 0 0 2 2 原料乳 8 0 1 m i n 9 0 5 m i n 1 0 0 5 m i n 0 0 8 3 5 0 0 6 7 8 0 0 2 6 6 0 0 1 4 3 图1 3 脂肪酶水解直观图 一1 o 一2 一3 i 一4 t r s o 一6 1 09 01 2 0 1 5 01 8 0 时间( d ) 图1 4u h t 乳中脂肪酶活性变化 注：以一i ：数据为三次霞复测定结果所取平均值 张爱霞 耐热酶与乳成分对u h t 乳稳定性影响的研究2 0 0 3 年6 月 分析乳的最终粘度、酸度与乳中酶的关系，在孤立的分析某一点时两者间的关 系并无规律可循，但是当分别将同一样品的不同贮存时间下的某一指标相加后的总 和分别与乳的粘度、酸度相比较时发现具有一定的相关性。下表8 是p l + p g 活性、 n p n 、n c n 、脂肪酶活性大小在不同贮存时间时的汇总结果，以及与乳的最终粘度、 酸度间的相关性分析。分析结果为，样品的最终粘度与s ( n p n ) 、s ( n c n ) 之间具有 一定相关性，相关系数分别为：0 8 3 3 4 和0 7 5 8 4 ，而与s ( p l + p g ) 或s ( 脂肪酶) 间 不具有相关性。但是与这些指标的总和间的相关性要好一些，相关系数为0 8 7 4 2 。 通过分析粘度与纤维蛋白酶的关系，可以认为纤维蛋白酶并不是引起凝胶现象的主 要原因，这一结论与b a s t i a n 报道致1 。分析乳的最终酸度( 以p h 表示) 与各 指标间的相关性结果：p h 值与8 ( n p n ) 和s ( 脂肪酶) 呈负相关，系数分别为0 7 9 1 6 、 0 6 7 3 9 ，最终坤值和最终粘度具有较好的负相关性。相关系数达到了0 9 3 2 6 。而 当综合考虑上述四因素对p h 值的影响时，其相关系数为0 8 2 5 8 。通过上述的相关 性分析结果说明，虽然乳中蛋白酶、脂肪酶的存在不会便产品在一定保质期内产生 明显的凝胶现象，但是这些尊的水解作用却使乳的粘度、酸度增大，这在一定程度 上反映了对产品稳定性的影响。此外，综合考虑这些影晌因素比孤立的分析每一个 影响因素对粘度、酸度影响产生的效果更明显，如下表中这些因素综合和起来考虑 对乳粘度、酸度影响的相关系数分别为0 8 7 4 2 和0 8 2 5 8 。所以可以得出结论；乳 的质量是由多个因素共同作用的结果，而非某一个因素的影响。 表8 各因素阃的相关性分析 注i s 表示不同时间测定结果的总和 2 指u f r 乳贮存6 个月时的粘度值和p h 值 3 六个不同样品的每一指标与粘度值的相关系数 河北农业大学硕士学位论文 4 六个不同样品的各项指标总和与粘度值间的相关系数 5 六个不同样品的每一指标与p h 值问的相关系数。 6 六个不同样品各项指标总和与p h 值间的相关系数 3 2 乳中微生物测定 下表9 为随机取六个不同的原料乳在不同培养温度下进行微生物及蛋白水解 微生物总数的测定结果。相比较来看，在中温( 3 6 1 2 ) 时微生物总数( c f u ) 及蛋 白水解微生物( p r m ) 数量要高于低温和高温培养条件。这说明，原料乳中主要以 嗜中温微生物存在，而且微生物分泌蛋白酶的最适条件也是在中温条件下。所以原 料乳在加工前的冷藏是很有必要的，因为在低温下，不仅可以抑制某些微生物的生 长，而且抑制了酶的分泌及酶对乳成分的水解作用。比较两种测定嗜冷菌的方法发 现，2 l 下比在5 培养嗜冷菌及蛋白水解嗜冷菌数量要高。此外对不同温度下培养 的蛋白水解微生物进行分离及革兰氏染色发现，这类微生物包括范围很广，既有革 兰氏阴性菌也有阳性菌，但是以阴性菌居多，包括球菌和杆菌类，同时存在一定数 量的芽孢杆菌类。而且通过初步鉴定，5 下生长的p r - m 主要为革兰氏阴性杆菌和 少量球菌类，并初步认为这些杆菌类属于假单胞菌；2 1 和3 6 c 下培养的p r m 包 括很大数量的乳酸菌类和芽孢杆菌；而4 3 1 2 下则以芽孢杆菌类居多。通过该试验 结果发现，目前的原料乳中存在相当数量的具有蛋白水解作用的微生物，虽然这些 微生物在加热中已被杀死，但是它们分泌的一些酶类具有很高的耐热性，会在产品 的贮存中慢慢被激活( 见前文分析) ，而且这些微生物在原料乳的贮存中已发挥了 一定程度的水解作用，所以无论从原料乳还是产品角度分析。蛋白水解微生物具有 一定的不利影响。 表9 原料乳中微生物计数 2 7 张爱霞耐热酶与乳成分对u h t 乳稳定性影响的研究 2 0 0 3 年6 月 注1c f u ：菌落总个数 2p r m ：蛋白水解菌落数 3 3 乳中理化成分与乳脂肪上浮 脂肪上浮是长货架期液态乳制品存在的普遍现象。产品的长时间放置，会出现 不同程度的脂肪上浮现象，开始是少量白色油丝，随贮存时间延长，上层脂肪逐渐 增多，严重影响产品的感官质量。乳体系非常复杂，是由多种成分组成的混合乳状 液，因此每一种成分物质均会对乳的性状产生影响。而且乳作为生物流体，乳的成 分、性质及状态也会随生物个体的差异而改变。同时，乳中各成分的密度也存在很 大差异，尤其以乳脂肪密度最低( o 9 4 左右) ，这一特性也决定了脂肪上浮的必然 性。如何延缓脂肪上浮现象的发生，则是下面所要研究的内容。 3 3 1 乳成分分析 鉴于目前饲养条件的改变，首先对乳的理化成分作一分析，下图1 5 为统计的 某一奶户在2 0 0 1 年与2 0 0 2 年全年中理化成分的变化情况。其中数据结果为统计的 每月3 0 天内乳中各理化成分含量的平均值。 由统计数据来看，在全年内乳的成分并不是很稳定，随季节的变化出现了一定 波动，总的趋势是冬、春季节( 一、二、十一、十二月) 乳中总干物质、脂肪、蛋 白含量普遍要高于夏、秋季节，这主要是由于季节不同所饲嚷的饲料不同，因为夏 秋季节主要以青草为主，丙冬季饲喂的青贮饲料有助于提高乳中的干物质含量。通 过计算每一指标的标准偏差发现( 如表1 0 ) ，乳蛋白的变化幅度最小，而乳脂肪交 化要大，从而也影响着乳中总千糖质的较大波动通过比较2 0 0 1 年与2 0 0 2 年乳中 各理化成分，发现有上升的趋势，而且以脂肪增加的幅度最大( 4 4 麟) ，蛋白次之 ( 2 3 3 ) 。出现上述现象的原因，认为曩主要是由于奶牛饲喂条件的改变，从而导 致乳成分含量的不稳定。从下表的标准偏差分析结果也反映出了乳理化成分的波动 状态正是由于原料乳的这种不稳定性，给生产带来了一定困难，同时也导致了产 品理化成分含量的不稳定图1 6 为臁测定的不同产品的理化成分图表及分析结 果。从结果来看，产品的理化成分是不稳定的，处于波动状态，从标准偏差来看， 乳脂肪和总干物质波动较大，乳蛋白变化幅度较小。所以鉴于以上现象，为减小由 于原料乳中组成成分的变化对产品的影响，建议生产企业应配备有标准化设备，可 以根据现有的原料乳的质量进行人工调整成分含量，以保障产品中理化成分含量的 稳定。 河北农业大学硕士学位论文 3 6 0 3 6 0 孳3 4 0 餐3 3 0 蒹3 2 0 面3 1 0 娶3 - 0 0 2 9 0 2 8 0 2 0 0 1 龟 月份 1 1 8 0 1 1 4 0 1 1 3 0 二三四五六七八九十十一十二 1 2 2 0 1 2l o 1 1 6 0 1 1 5 0 2 0 0 2 年一二三 四五六七八九十十一十二 月份 图1 5 原料乳理化成分图 表l o 原料乳理化成分标准偏差分析 乳磨腑乳蛋白总于物质 2 0 0 1平均值3 4 32 9 41 1 6 2 年 标准偏差0 惦1 80 0 3 1 6o 2 0 0 2平均值3 6 93 o l1 1 舵 芷 标准偏差0 0 1 1 9o 0 7 1 80 1 6 7 8 2 9 v 峰霉巾珀 女v 噬s 中啦 舌； 舯 阳 i l 舌伯翮蚰如加5 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 2 fv皿嘲辞龌磐酥 张爱鹱耐热酶与乳成分对唧乳稳定性影响的研究 2 0 0 3 年6 月 艺 皿 嘲 辞 鸯 磐 踩 2 9 0 2 8 0 样品号 l3579l l1 31 51 71 9 图1 6u h t 乳理化成分变化 表1 1 哪乳理化成分标准偏差分析 1 2 9 0 1 2 8 0 1 2 7 0 1 2 6 0 1 2 5 0 ； 1 2 4 0 怄 1 2 3 0 彝 1 2 2 0 珀h - 1 2 1 0 1 2 0 0 1 1 9 0 1 1 8 0 3 3 2 乳脂肪上浮研究 在贮存过程中，发现u h t 乳样品均发生了不同程度的脂肪上浮现象，在本试验 中，以顶部和底部脂肪含量之差表示脂肪上浮的严重程度。下表1 2 是测得上述六 个u h t 样品的理化指标与贮存1 5 0 d ( 2 0 c ) 后的脂肪上浮情况。从表中数据来看， 这些样品脂肪上浮现象已非常严重，而且在脂肪上浮的过程中也伴随着乳蛋白的上 浮。出现这一现象，是由于在乳脂肪上浮的过程中携带了与之相结合的一定的乳蛋 白。下表1 3 为分析乳中各耐热醵、理化成分的差异等因素对脂肪上浮的影响，其 相关性结果为：脂肪酶活性总和、样品的最终n c n 含量、脂肪与蛋白的不同比例及 脂肪含量与脂肪上浮程度的相关系数分别为0 7 8 7 、0 8 0 9 、0 8 1 4 、o 7 5 6 ，从这 一分析结果发现，脂肪上浮程度与乳中的脂肪酶总和具有一定相关性，而与蛋白的 水解程度( n c n 表示) 具有较好的相关性，同时还与乳中含有的脂肪与蛋白不同比 例有一定相关性。虽然这些相关系数不是太高，但是在一定程度上反映了脂肪酶、 蛋白水解酶以及乳中理化成分对乳脂肪上浮的影响，同时也说明了还存在有其它影 孙的蛐加m 河北农业大学硕士学位论文 响乳脂肪上浮的因素，如加工工艺、乳化剂的选择等。此外通过这些相关性结果表 明，乳中的各个因素都对乳的质量产生一定影响，而且这些因素在独立作用的同时， 也是互相影响的。 表1 2 乳的理化与脂肪上浮分折 表1 3 脂肪上浮与因素问的相关性分析 下表1 4 是针对加工中的均质温度、乳化荆不同添加量、以及乳脂肪与乳蛋白 的不同比例三因素对乳脂肪上浮影响的正交试验结果分析。 根据脂肪上浮程度分析，选取较优试验方案：舡b 晶( 岛) ，即乳脂肪：乳蛋白= 1 1 ， 乳化剂用量= 0 1 2 ，均质温度为8 0 原料乳脂肪：孚i 蛋白的不同比例是影响脂肪 上浮的主要因素，其次为乳化剂用量，均质温度影响最小，由于在7 0 1 2 和8 0 c 时 差别极小，考虑到节能及生产的实用性，所以选用均质温度7 0 7 5 c 。此外本试 验结果也证明了，当原科乳中脂肪含量较商时产品稳定性会降低，加重了脂肪的上 浮现象，这与相关资料结论一致“1 。此外，加入适量的某乳化剂在一定程度上能够 减缓乳脂肪的上浮，但是并不能完全控制，所以在实际生产中选择合适的乳化剂及 张爱霞 耐热酶与乳成分对u h t 乳稳定性影响的研究 2 0 0 3 年6 月 适当的添加量，可以有效的抑制乳脂肪的上浮速度，因此对提高产品的稳定性具有 重要意义。此外本研究通过多次试验表明，当原料乳中脂肪与蛋白含量之比更大时 ( 13 0 左右) ，产品的脂肪上浮现象却有所减轻，分析出现这一现象的原因，根据 s t o k es 定律，是由于乳中理化成分含量的增加，使乳的粘度增大( 产品粘度 2 4 ) ， 阻碍了乳脂肪球的剧烈运动，因此有效的稳定了乳中脂肪与蛋白等成分。但是从实 际情况来看，目前原料乳中脂肪与蛋白含量之比一般为i 1 1 2 5 而且从营养学 角度考虑，乳脂肪含量过高对人体健康产生一定影响，因此，要通过提高乳中腊肪 含量来改善乳脂肪上浮现象是不太可能的。所以在控制u h t 乳脂肪上浮现象方面仍 需进一步深入研究。 表1 4 脂肪上浮正交试验结果分析 k 1o2 603 30 2 8 k 201 80 2 40 2 6 k 30 3 40 2 60 2 4 k l0 0 8 70 1 1 000 9 3 k 2 0 0 6 00 鹏00 0 8 7 k 3 0 1 1 30 0 8 70 0 8 0 极差r0 0 5 30 0 30 0 1 3 较好水平 a 2b 2c 3 因素主次 1 2 3 3 3 3 乳脂肪球的研究 乳中脂肪球在乳体系中不停的作不规则布朗运动均质前乳脂舫球大小不等， 其中以大的脂肪球居多，经过均质后，脂肪球分布均匀而且大小趋于一致。因此有 研究提出，可以以脂肪球的大小来评价均质的效果“”经过高压均质后，脂肪球 大小在2l j _ 以下一般认为均质效果较好而且前文提到由s t o k e s 定律分析影响乳 脂肪上浮的因素，其中包括乳脂肪球的大小针对当前所取样品，通过粒径成分分 析仪，对u 盯乳中存在的粒径作一分析，如下图1 7 所示。从图中粒度分布情况来 看，当前的均质效果比较理想，乳中的颗粒大小均在0 1 1 0 p m ( 占9 5 左右) ， 其中0 i 0 2 p 1 i 占2 8 ，0 2 0 5 p - 占4 5 ，0 5 1 0 p 占2 2 ，而大于1 0 河北农业大学硕士学位论文 pm 仅占5 ，粒径在2 um 以上颗粒不存在。由上面统计数据可见，u h t 乳中颗粒 分布均匀，而且不存在较大颗粒( 2p - 以上) ，能够达到所要求的均质效果。 但是，针对目前所研究的u h t 乳，在贮存过程中均出现了一定程度的脂肪上浮 现象。而且在显微镜下观察，发现脂肪球有聚集现象，如下图1 7 所示，有的两三 个脂肪球轻微的聚集，而有的则是由多个脂肪球聚集成较大的脂肪团块。当脂肪球 聚集成大的颗粒后由于表面积增大，所以所受浮力增加，导致上浮的趋势增大。而 且通过观察研究发现，发生脂肪上浮的产品一般都会出现不同程度的脂肪球聚集现 象。对于导致脂肪球发生聚集的因素，目前认为主要是由于形成脂肪球表面的膜物 质不足或受损坏造成的。由于均质及杀菌工艺都会对脂肪球膜产生破坏作用，而且 均质后脂肪球数量急剧增多，乳中固有的膜已不足以包裹更多的新脂肪球，所以乳 中的蛋白成分则会优先被吸附于脂肪球表面组成新膜的成分物质，而当现有的蛋白 或其它成分不足时，则需通过加入其它具有乳化作用的成分来填补，也就是适当添 加乳化剂的意义之所在。此外，在乳的贮存过程中，由于乳中存在的酶类能够水解 脂肪球膜成分物质，所以使膜表现出不稳定状态，也可导致脂肪球问的吸附与聚集， 如前文研究，乳中存在的蛋白酶、脂肪水解酶与乳脂肪上浮程度具有一定相关性。 由以上研究，影响乳脂肪上浮的因素是多方面的，但是