牛乳加熱及乳粉熱相關(guān)工藝對(duì)蛋白聚合及凝固特性的影響.pdf

1、牛乳加熱處理是乳制品工業(yè)的重要環(huán)節(jié)。雖然出于感官、營(yíng)養(yǎng)的考慮,低殺菌強(qiáng)度的使用已經(jīng)成為人們的普遍愿望,而由于工藝和安全的原因也有使用較高殺菌強(qiáng)度的要求。同時(shí),我國的原料乳供應(yīng)在地域和季節(jié)上的不平衡使乳粉的生產(chǎn)和使用始終受到重視,然而乳粉加工中的熱相關(guān)處理使其復(fù)原乳凝固特性受到很大影響。本研究的目的是分析加熱處理以及乳粉加工中熱相關(guān)工藝對(duì)乳凝固特性,包括酶誘凝固和酸誘凝固的影響;研究牛乳蛋白聚合和理化特性變化與乳凝固特性的關(guān)系以及相關(guān)機(jī)理

2、;通過化學(xué)控制牛乳蛋白聚合和利用特定乳酸菌分別在乳粉加工環(huán)節(jié)和復(fù)原乳干酪生產(chǎn)環(huán)節(jié)初步解決復(fù)原乳酶凝膠及在干酪中的應(yīng)用問題。
　　不同強(qiáng)度加熱乳的酶誘凝固和酸誘凝固特性研究表明:高強(qiáng)度熱處理乳顯示出更強(qiáng)的酸凝固促進(jìn)作用,以及更大的酶凝固抑制效果。與同批次原料乳相比,70℃/15s加熱乳的酶凝膠硬度降低了16.45％,而90℃/8min則降低了37.27%。采用分子排阻色譜(SEC)技術(shù),本文首次分析了凝膠前的加熱乳中乳漿蛋白聚合體(

3、SPA)以及凝膠后的乳清中蛋白聚合體殘留隨不同加熱強(qiáng)度的變化規(guī)律。發(fā)現(xiàn)SPA的變化與乳凝固質(zhì)地參數(shù)之間存在高度相關(guān)性(|r|>0.75,P<0.001);同時(shí)也發(fā)現(xiàn)乳清中蛋白聚合體殘留與加熱強(qiáng)度有高度依賴關(guān)系。
　　采用SEC對(duì)SPA進(jìn)行分離并對(duì)其性質(zhì)和作用做進(jìn)一步研究。結(jié)果表明SPA顆粒大小隨著處理溫度和時(shí)間的增加而增加,范圍從低強(qiáng)度熱處理的約30nm增加到高溫處理的約100nm。在酶凝固添加試驗(yàn)中,發(fā)現(xiàn)SPA對(duì)酶凝固無抑制作用

4、。隨后考察了熱誘酪蛋白膠束大小、表面疏水性以及活性鈣離子濃度的變化,發(fā)現(xiàn)酪蛋白直徑以及活性鈣離子濃度變化是熱誘酶凝固特性降低的主要因素。
　　本文考察了乳粉加工中熱相關(guān)工藝,包括預(yù)熱殺菌、濃縮和噴霧干燥對(duì)乳凝固特性的影響。隨著乳粉加工工藝的進(jìn)行,乳樣品酶凝膠的硬度逐步降低,同時(shí),乳樣品酸凝膠的硬度呈現(xiàn)逐步上升的趨勢(shì);發(fā)現(xiàn)經(jīng)過加熱、濃縮和干燥工藝后生產(chǎn)的乳粉,與同批次原料乳相比,其復(fù)原乳的酶凝膠硬度降低了73.99%-81.53%。

5、對(duì)乳粉加工中不同乳樣品的SPA變化、酪蛋白大小和鈣離子濃度以及乳粉樣品中蛋白二級(jí)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析,結(jié)果表明這些屬性均具有高度的熱相關(guān)工藝及強(qiáng)度的相關(guān)性。
　　為了考察熱誘酪蛋白膠束與乳清蛋白,特別是與β-乳球蛋白之間的反應(yīng),以及其在乳凝固中的作用,本文采用蛋白免疫與電子顯微鏡結(jié)合技術(shù)研究了加熱和乳粉工藝對(duì)乳蛋白聚合的影響。發(fā)現(xiàn)加熱不會(huì)造成酪蛋白膠束的解離和聚集,然而加熱會(huì)導(dǎo)致乳球蛋白在酪蛋白膠束表面的聚集反應(yīng);而在乳粉復(fù)原乳的微結(jié)構(gòu)

6、中,除上述發(fā)現(xiàn)外,也觀察到酪蛋白膠束發(fā)生很大程度的解離和重排,因此認(rèn)為酪蛋白膠束發(fā)生根本改變是造成乳粉復(fù)原乳酶凝膠特性降低的主要原因。
　　研究了原料乳經(jīng)碘酸鉀(PI)或低聚異麥芽糖處理對(duì)隨后熱誘蛋白聚合分布的控制和修飾作用,SEC發(fā)現(xiàn)PI能明顯增加SEC的乳清蛋白峰C的強(qiáng)度,降低SEC的蛋白聚合體峰B0和B1的強(qiáng)度。同時(shí)也發(fā)現(xiàn)這種修飾作用會(huì)提升加熱乳和乳粉復(fù)原乳酶凝膠的質(zhì)地特性。對(duì)PI處理乳的微結(jié)構(gòu)觀察也證明了熱誘蛋白聚合是可控

7、的,這為加熱乳和乳粉復(fù)原乳酶凝固特性的改善提供了新的思路。
　　在復(fù)原乳干酪(CRMP)的微生物改善研究中,發(fā)現(xiàn)直接酸化CRMP在成熟中會(huì)發(fā)生濕度的降低:從第1天的65.0%降低到第21天的62.5%再到45天的59.9%。而采用特定乳酸菌生產(chǎn)的CRMP能夠在成熟期內(nèi)保持濕度不變,同時(shí)使干酪質(zhì)地得到改善,干酪產(chǎn)量輕微增加(4.6%);并能極大改變CRMP的蛋白網(wǎng)絡(luò)微結(jié)構(gòu),據(jù)此認(rèn)為這是其改善干酪質(zhì)地和技術(shù)特性的主要原因,該研究為CR