董人富

（南平市食品藥品執(zhí)法支隊(duì)，福建南平 354200）

鈣是人體中的重要礦物質(zhì)之一，占人體重的1.5%～2.0%，當(dāng)人體中鈣攝入量不足時(shí)會(huì)導(dǎo)致各種疾病，嚴(yán)重影響身體健康[1]。乳制品是人體攝入鈣質(zhì)的重要食物來(lái)源，每100 g普通牛奶中含鈣元素100 mg左右。與普通牛奶相比，經(jīng)鈣強(qiáng)化后的高鈣牛奶，不但保留了人體所需的全部營(yíng)養(yǎng)，還提供了更多的利于人體的鈣質(zhì)[2]。本文以輕質(zhì)碳酸鈣、乳礦物鹽和牛奶蛋白粉等鈣源為研究對(duì)象，篩選優(yōu)質(zhì)鈣源，探究產(chǎn)品超高溫瞬時(shí)滅菌條件，并對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行長(zhǎng)期穩(wěn)定性考察，旨在為高鈣牛奶零添加品類的研制提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

輕質(zhì)碳酸鈣，建德市興隆鈣粉有限公司（以下簡(jiǎn)稱建德興?。蝗榈V物鹽、牛奶蛋白粉，丹麥阿拉食品原料有限公司（以下簡(jiǎn)稱丹麥阿拉）。

硝 酸（HNO3），優(yōu)級(jí)純；氬氣（Ar）：氬氣≥99.995%或液氬；氦氣（He）：氦氣≥99.995%；金元素（Au）溶液，濃度為1 000 mg·L-1；淀粉酶，酶活力≥1.5 U·mg-1；氨水，質(zhì)量分?jǐn)?shù)約25%；乙醇，體積分?jǐn)?shù)至少為95%；半胱氨酸鹽酸鹽、標(biāo)準(zhǔn)鈣儲(chǔ)備液、葡萄糖胰蛋白陳瓊脂、甲醇、濃鹽酸、三氟乙酸、乙酸銨、糠氨酸、硫酸銅、硫酸鉀、硫酸、硼酸、甲基紅指示劑、溴甲酚綠指示劑、亞甲基藍(lán)指示劑、氫氧化鈉、無(wú)水乙醚、石油醚、剛果紅、鹽酸和碘。

1.2 儀器與設(shè)備

電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（ICP-MS）、分析天平、微波消解儀（配聚四氟乙烯消解內(nèi)罐）、恒溫干燥箱、控溫電熱板、超聲水浴箱、培養(yǎng)箱、恒溫水浴鍋、無(wú)菌培養(yǎng)皿、高效液相色譜儀、凱氏定氮儀、離心機(jī)、電子天平、定氮蒸餾裝置、電熱鼓風(fēng)干燥箱、干燥器、抽脂瓶、磁力攪拌器和pH計(jì)。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 高鈣原料篩選試驗(yàn)方案

（1）工藝流程。原料乳驗(yàn)收→配料→預(yù)熱→均質(zhì)→殺菌→冷卻→灌裝。具體操作步驟如下。①原料乳驗(yàn)收。對(duì)原料乳進(jìn)行酸度、細(xì)菌數(shù)測(cè)定、感官檢驗(yàn)、抗生素檢測(cè)。②配料。取生牛乳850 g，水浴加熱至50 ℃，加入經(jīng)45～50 ℃水合30 min的高鈣原料，使用剪切機(jī)進(jìn)行剪切混合5 min，剪切速度為2 000 r·min-1，用生牛乳將混合液定量至1 000 g。③預(yù)熱。水浴加熱至65 ℃。④均質(zhì)。采用二級(jí)均質(zhì)機(jī)進(jìn)行均質(zhì)，二級(jí)均質(zhì)壓力為5 MPa，一級(jí)均質(zhì)壓力為20 MPa。⑤殺菌。水浴加熱至95 ℃，保溫5 min進(jìn)行殺菌。⑥冷卻。使用冰水水浴冷卻20 min。⑦灌裝。無(wú)菌灌裝。

（2）樣品穩(wěn)定性觀察方法。取冷卻未灌裝的高鈣奶產(chǎn)品，放置在2～6 ℃冰箱中冷藏，每天肉眼觀察冷藏樣品沉淀產(chǎn)生的情況，并記錄沉淀產(chǎn)生的初始時(shí)間。通過(guò)沉淀產(chǎn)生的時(shí)間確認(rèn)樣品穩(wěn)定性的優(yōu)劣。

（3）樣品感官品嘗測(cè)試試驗(yàn)方法。組織10名感官品鑒員對(duì)生產(chǎn)樣品進(jìn)行評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)如表1。通過(guò)感官評(píng)價(jià)結(jié)果，確認(rèn)樣品口味的優(yōu)劣。

表1 樣品感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

1.3.2 超高溫瞬時(shí)滅菌試驗(yàn)方案

（1）滅菌方法。使用超高溫殺菌設(shè)備對(duì)高鈣奶樣品進(jìn)行殺菌，實(shí)驗(yàn)條件如表2所示。

表2 超高溫瞬時(shí)滅菌實(shí)驗(yàn)條件

（2）理化指標(biāo)測(cè)定。取經(jīng)超高溫瞬時(shí)滅菌后的樣品，以如下方法測(cè)定樣品滅菌后鈣、耐熱芽孢、糠氨酸含量，并通過(guò)樣品滅菌后鈣、耐熱芽孢、糠氨酸含量變化情況，確認(rèn)超高溫瞬時(shí)滅菌最適的溫度和時(shí)間。①鈣檢測(cè)參考《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中鈣的測(cè)定》（GB 5009.92—2016）中的電感耦合等離子體質(zhì)譜法（第四法）。②耐熱芽孢檢測(cè)參考《乳與乳制品中嗜冷菌、需氧芽孢及嗜熱需氧芽孢數(shù)的測(cè)定》（NY/T1331—2007）。③糠氨酸檢測(cè)參考《巴氏殺菌乳和UHT滅菌乳中復(fù)原乳的鑒定》（NY/T 939—2016）。

1.3.3 高鈣奶產(chǎn)品長(zhǎng)期穩(wěn)定性試驗(yàn)方案

按前步驟（1.3.2）確認(rèn)的最適滅菌溫度和時(shí)間，對(duì)高鈣奶樣品進(jìn)行滅菌，無(wú)菌灌裝后，常溫保存樣品，并在0個(gè)月、3個(gè)月、5個(gè)月、7個(gè)月、9個(gè)月的時(shí)間節(jié)點(diǎn)，按照如下方法對(duì)樣品pH值、蛋白質(zhì)、脂肪和鈣含量進(jìn)行測(cè)定，并以高鈣奶樣品的pH值、蛋白質(zhì)、脂肪和鈣含量隨時(shí)間變化穩(wěn)定與否，確認(rèn)滅菌高鈣奶的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。①蛋白質(zhì)檢測(cè)參考《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中蛋白質(zhì)的測(cè)定》GB 5009.5—2016（第一法）。②脂肪檢測(cè)參考《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中脂肪的測(cè)定》GB 5009.6—2016（第三法）。③pH值檢測(cè)方法。取100 mL樣品，用磁力攪拌器混合均勻，插入pH計(jì)，待數(shù)值穩(wěn)定后記錄pH值。

2 結(jié)果與分析

2.1 高鈣原料的篩選

2.1.1 信息檢索情況

按照《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)》（GB 2760—2014）[3]、《衛(wèi)生部關(guān)于批準(zhǔn)茶葉籽油等7種物品為新資源食品的公告（2009第18號(hào)）》[4]《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 乳粉》（GB 19644—2010）等法律法規(guī)的要求，碳酸鈣、乳礦物鹽和牛奶蛋白粉均可作為高鈣奶的原料（表3）。碳酸鈣的鈣含量最高，價(jià)格便宜，也是目前市面上高鈣調(diào)制乳中最常用的高鈣原料，但是，它屬于食品添加劑，需要用到穩(wěn)定體系；乳礦物鹽的鈣含量較高，來(lái)源于乳清，是通過(guò)膜分離技術(shù)將牛乳中天然存在的鈣及礦物質(zhì)鹽經(jīng)濃縮得到，屬于新食品原料[5]；牛奶蛋白粉的鈣含量較低，但牛奶蛋白粉中的鈣主要來(lái)源于牛奶中的酪蛋白結(jié)合的鈣離子，這種形式的鈣更有利于人體吸收與利用[6]。

表3 高鈣原料信息對(duì)比

2.1.2 穩(wěn)定性方面

由表4可知，以輕質(zhì)碳酸鈣和乳礦物鹽為高鈣原料的樣品放置第5天出現(xiàn)沉淀，以牛奶蛋白粉為高鈣原料的樣品放置第30天觀察到出現(xiàn)沉淀，說(shuō)明在不添加任何穩(wěn)定劑的情況下，牛奶蛋白粉作為高鈣原料，其產(chǎn)品的穩(wěn)定性更優(yōu)。加入牛奶蛋白粉的高鈣奶無(wú)需穩(wěn)定劑的原因可能是牛奶蛋白粉中的蛋白主要以酪蛋白為主，酪蛋白中絲氨酸的磷酸殘基與鈣離子穩(wěn)定結(jié)合[4]，溶于牛乳后，形成酪蛋白酸鈣-磷酸鈣復(fù)合膠束，具有良好的穩(wěn)定性[7]。同時(shí)，牛奶蛋白作為蛋白質(zhì)的一種，本身具蛋白質(zhì)的功能特性，如乳化性、增稠性等，從而提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性[8]。

2.1.3 風(fēng)味品嘗方面

由表4可知，以輕質(zhì)碳酸鈣為高鈣原料的樣品奶香一般，有粉澀感；以乳礦物鹽為高鈣原料的樣品奶香濃郁，有粉澀感；以牛奶蛋白粉為高鈣原料的樣品奶香濃郁，口感順滑。因此，在不添加任何穩(wěn)定劑的情況下，以3種高鈣原料為產(chǎn)品的風(fēng)味品嘗結(jié)果為牛奶蛋白粉＞乳礦物鹽＞輕質(zhì)碳酸鈣。

表4 不同高鈣奶穩(wěn)定性及風(fēng)味對(duì)比

2.2 超高溫瞬時(shí)滅菌條件的確定

由表5可知，超高溫滅菌溫度136～138 ℃和保持時(shí)間3～5 s，對(duì)樣品中的鈣含量和耐熱芽孢數(shù)量沒(méi)有顯著性影響，而耐熱芽孢殘留菌引起的變質(zhì)是影響超高溫瞬時(shí)滅菌奶制品質(zhì)量的主要因素之一[9]。所以在滅菌溫度136～138 ℃和保持時(shí)間3～5 s，提高溫度和時(shí)間對(duì)提高產(chǎn)品質(zhì)量沒(méi)有顯著作用。隨著殺菌溫度的提高和保持時(shí)間的延長(zhǎng)，糠氨酸含量也相應(yīng)提高，而糠氨酸是美拉德反應(yīng)的重要產(chǎn)物，其可以間接反映牛奶熱處理過(guò)程中賴氨酸營(yíng)養(yǎng)成分的損失程度[10]。這表明樣品在超高溫滅菌溫度136 ℃和保持時(shí)間3 s的條件下，營(yíng)養(yǎng)成分保留最佳。綜上，超高溫滅菌溫度136 ℃和保持時(shí)間3 s是最佳的超高溫瞬時(shí)滅菌條件。

表5 超高溫瞬時(shí)滅菌后高鈣奶相關(guān)理化指標(biāo)

2.3 高鈣奶產(chǎn)品的長(zhǎng)期穩(wěn)定性考察

由表6可知，高鈣奶產(chǎn)品在超高溫滅菌溫度136 ℃和保持時(shí)間3 s滅菌后，1～9個(gè)月的時(shí)間內(nèi)，pH值、蛋白質(zhì)、脂肪和鈣含量等理化指標(biāo)均比較穩(wěn)定，變化不大，反映了該高鈣奶產(chǎn)品在較長(zhǎng)時(shí)期（1～9月）內(nèi)的穩(wěn)定性較好，也說(shuō)明了該零添加高鈣奶產(chǎn)品可能會(huì)具有較長(zhǎng)的貨架期。

表6 滅菌后高鈣奶理化指標(biāo)的變化

3 結(jié)論

本文篩選出了比輕質(zhì)碳酸鈣和乳礦物鹽更適合高鈣奶的鈣源——牛奶蛋白粉，確定了以牛奶蛋白粉為鈣源，不添加穩(wěn)定劑高鈣奶的最適超高溫瞬時(shí)滅菌條件為溫度136 ℃、保持時(shí)間3 s，為開(kāi)辟零添加高鈣牛奶新品類奠定了基礎(chǔ)。