热处理对水牛乳物化性质的影响

瓦云超，赵海晴，李仁芳，刘演景，伍云，孙宁，王琴，张奇波，于凡，顾瑞霞

(1.扬州大学江苏省乳品生物技术与安全控制重点实验室，食品科学与工程学院，江苏扬州225127；2.皇氏集团股份有限公司，南宁530000；3.新疆克拉玛依农牧科学技术研究所，新疆克拉玛依834000)

热处理对水牛乳物化性质的影响

瓦云超1，赵海晴1，李仁芳2，刘演景2，伍云2，孙宁2，王琴3，张奇波3，于凡3，顾瑞霞1

(1.扬州大学江苏省乳品生物技术与安全控制重点实验室，食品科学与工程学院，江苏扬州225127；2.皇氏集团股份有限公司，南宁530000；3.新疆克拉玛依农牧科学技术研究所，新疆克拉玛依834000)

为了探索、比较水牛乳经不同热处理条件处理后，其部分物化性质的变化，对在广西皇氏乳业云表生态奶水牛基地采集的15份杂交高代水牛乳样品，经不同条件热处理后的色泽度、pH值、滴定酸度、pH值缓冲容量及电导率进行了分析比较。结果表明，与未经处理的水牛乳样品相比，水牛乳经不同条件热处理后，其色泽度、pH值、滴定酸度、pH值缓冲容量及电导率皆发生显著变化。其中，在本实验研究范围内，水牛乳在经121℃（15min）处理后，其滴定酸度、缓冲容量和电导率分别达到最大值21°T，浓度0.0140mol/L和3.905ms/cm；在经95℃（5min）处理后，其pH值缓冲容量与电导率有最小值0.0063mol/L和3.600ms/cm。

水牛乳；热处理；物化性质

0 引 言

水牛乳是世界公认的乳制品三大主要来源之一[1、2]，与普通牛乳相比，水牛乳具有较高的脂肪、蛋白质、钙及维生素等营养物质[3]。但由于水牛乳中固形物、脂肪和钙含量较高、酪蛋白胶粒大且尿素含量较低，因此其热稳定性较差，遇热处理更易变质或凝结沉淀[4]。目前，国内外关于热处理对荷斯坦牛乳物化性质的研究较为深入，但对水牛乳热处理后物化性质的研究尚十分缺乏。

因此，本实验对经不同热处理条件处理后的水牛乳亮度、pH值、滴定酸度、pH值缓冲容量及电导率等物化指标进行分析，以期在本实验研究范围内，比较不同热处理条件对水牛乳色泽度、盐类平衡及其体系中带电颗粒数量变化等物化性质的影响，为开发水牛乳制品生产实践提供一定的参考。

1 实 验

1.1 材料与仪器

水牛乳（广西皇氏乳业云表生态奶水牛基地）；生化试剂（分析纯）。

pH计，DDSJ-308A电导率仪，HH-6型水浴锅，自动电位位滴定装置，CM-5分光测色计。

1.2 方法

1.2.1 水牛乳色值测定

参考孙琦[5]方法，室温下采用KONICA MINOLTA Spectrophotometer CM-5仪器，取10 mL不同温度处理的样品放入30 mL分光测色皿中，放入分光测色计进行测定，测得结果L*，a*和b*测三次取平均值。

1.2.2 滴定酸度的测定

称取5.00 g左右水牛乳样品，记录质量m，用40.0 mL蒸馏水稀释，并加酚酞指示剂，用浓度为0.1 mol/L的NaOH滴定至微红色，并在30 s内不变色，记录体积V，计算样品酸度[6]：

1.2.3 pH值测定

利用精密pH计测定样品pH值[7]。

1.2.4 缓冲容量测定

采用姚春杰等[8]方法，取100.0 mL样品，先用0.1 mol NaOH溶液将样品pH统一调整到7.0，然后用电位自动滴定仪滴定样品以pH 10.0为终点，pH值每改变0.2个单位，记录NaOH的消耗量，温度保持在25℃。pH值缓冲容量按下式计算：

式中：为缓冲容量；△n为N aOH物质的量；V为水牛乳的体积；△pH为pH值改变量。

1.2.5 电导率强度及盐度测定

采用丁伟等[9]方法取10.0mL样品于20.0mL离心管中，用电导率仪测定其电导率强度及盐度并记录。

1.2.6 统计学方法

利用SPSS(19.0)统计分析软件对数据进行分析处理，数据为“平均值士标准差”的方式表示。实验结果采用单因素方差分析进行显著性检验，P＜0.05为显著性差异。

2 结果与分析

2.1 热处理水牛乳色泽影响

将水牛乳样品分别经65℃/30 min、75℃/15 s、95℃/5 min及121℃/15 min热处理后，冷却至25℃，采用分光测色法，测得水牛亮度值L*，红绿值a*和黄蓝值b*如表1所示。

表1 热处理对水牛乳色泽的影响(n=3,x±sd)

由表1可以看出，水牛乳经不同条件热处理后色泽随之发生显著变化。热处理后水牛乳白度和亮度的L*值而逐渐降低有显著性差异(P＜0.05)，说明水牛乳热处理后亮度降低，121℃/15min处理后水牛乳对L*最小即亮度最低；而代表水牛乳偏红或偏绿的a*值显著增加，表明在热处理过程中水牛乳色泽偏红；而代表水牛乳偏黄或偏蓝的b*值显著增大，表明了水牛乳热处理后色泽偏黄。

2.2 热处理对水牛乳pH值及滴定酸度变化影响

将水牛乳样品分别经65℃/30 min、75℃/15 s、95℃/5min及121℃/15min热处理后，冷却至25℃，采用酸碱滴定法和pH计，测得水牛乳滴定酸度和pH值如图1所示。

图1 热处理对水牛乳pH值及滴定酸度的影响

由图1可以看出，在本研究温度范围内未热处理水牛乳与经65℃/30 min，75℃/15 s，95℃/5 min及121℃/15 min热处理后的水牛乳滴定酸度有显著性差异(P＜0.05)，121℃/15 min热处理后水牛乳的酸度达到21；而水牛乳的pH值则经65℃/30 min，75℃/ 15 s及95℃/5 min热处理后并无明显变化(P＜0.05)，121℃/15min与其他热处理pH值有显著性差异。

2.3 热处理对水牛乳的pH值缓冲容量影响

将水牛乳样品分别经65℃/30 min，75℃/15 s，95℃/5 min及121℃/15 min热处理后，冷却至25℃，采用酸碱滴定法，测得水牛乳碱性缓冲性能变化如图2所示。

图2 热处理后水牛乳pH值缓冲容量变化情况

由图2可以看出，经65℃/30 min，75℃/15 s，95℃/5 min及121℃/15 min热处理后，pH值缓冲容量由浓度为0.0122 mol/L分别变化为0.0117，0.0120，0.0063 m o l/L及0.0140 mol/L；水牛乳缓冲容量在热处理的最初阶段里缓冲容量随热处理强度的升高皆发生显著变化（P＜0.05），其中65℃/30 min与75℃/15 s热处理无显著差异，当处理强度为121℃/15 min时的水牛乳缓冲容量达到最大为0.0140m o l/L。同时可以推断，在利用水牛乳生产酸乳制品时，经95℃/5 min处理的水牛乳较其他热处理条件水牛乳而言，乳酸菌发酵的时间将会更短一些。

2.4 热处理对水牛乳电导率及盐度变化影响

将水牛乳样品分别经65℃/30 min，75℃/15 s，95℃/5 min及121℃/15 min热处理后，冷却至25℃，使用电导率仪，测得水牛乳电导率及盐度大小如表2所示。

表2 热处理对水牛乳电导率及盐度的影响(n=3,x±sd)

由表2可以看出，在本研究范围内，与未经热处理水牛乳相比，经四种不同条件热处理后水牛乳有关盐类平衡的指标（除经95℃/5 min处理后水牛乳盐度变化不显著外）都发生了显著变化（P＜0.05）。在热处理条件为95℃/5 min热处理后降到最低电导率为3.60m s/cm，当热处理强度为121℃/15 min时电导率升到最高分别为3.905m s/cm。

3 结果与讨论

本文研究发现，经不同条件热处理后水牛乳样品的色泽有明显的变化，可能是由于热处理后水牛乳中的乳清蛋白变性和聚集[10]，导致了水牛乳中反射粒子增多，且当热处理条件为121℃/15 min时，水牛乳中美拉德褐变加剧产生褐变，进而影响水牛乳的色泽较其他几种热处理发生较大变化；同时水牛乳经热处理后，水牛乳中盐类动态平衡发生变化，引起滴定酸度、pH缓冲容量、电导率的变化，但从实验结果可以看出，不同热处理条件对水牛乳pH值的影响并不显著，仅当水牛乳经121℃/15min处理时，水牛乳的pH值显著下降，这可能是由于当温度超过100℃时水牛乳中乳糖会降解产生甲酸、乙酸等有机酸使酸度增加和pH降低[11]。与为经处理的水牛乳相比，水牛乳在经不同条件热处理后，其pH缓冲容量、电导率皆发生了显著变化，可能是由于水牛乳在热处理过程中水牛乳胶体体系为了抵抗温度变化而引起稳定体系中的碳酸、柠檬酸、磷酸等与钠、钾、钙、镁等离子组成的盐类物质在水溶相中的浓度化所导致[12]。其中，当水牛乳经121℃/min处理时，其缓冲容量与电导率分别到达0.0140 mol/L和3.905m s/cm，较其他三种热处理条件有较大差异，可以推断，在本实验研究范围内，当热处理条件为121℃/15 min时，水牛乳中带电颗粒数量变化与盐类平衡所受影响最大。此外，W ahlgren等[13]研究发现，在热处理温度低于90℃以下时，牛乳中盐平衡变化是可逆的，但当热处理程度达到120℃/20 min时盐类的发生不可逆变化。

根据上述实验结果可以推断，4种不同条件的热处理条件中65℃/30min与75℃/15 s两种热处理条件对水牛乳色泽、盐类平衡及带电颗粒数量等物化性质影响较小，而经95℃/5 min与121℃/15 min两种热处理条件处理后的水牛乳，各项指标皆发生了较大变化，这可能影响水牛乳的后续工艺。

[1]武志霞,赵家明,黄艾祥.水牛奶研究开发进展.[J]食品研究与开发, 2006,27(03):139-139

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[3]杨同香.中国水牛奶酸凝胶特性及其形成机制研究[D],广西：广西大学，2013.

[4]Mohamed H.Abd El-Salam&Safinaz El-Shibiny.A comprehensive review on the composition and properties of buffalo milk.[J].Dairy Sci.&Technol.(2011)91:666～669.

[5]孙琦.牛乳热加工特性及其盐类平衡的研究[D].中国农业科学院, 2012（6）:10-11.

[6]食品安全国家标准.GB 5413.34-2010,乳和乳制品酸度的测定[S].北京:中国标准出版社,2010.

[7]骆承庠.乳与乳制品工艺学[M].北京:中国农业出版社,1999.

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Effect of heat treatment on the physicochemical properties of buffalo milk

WA Yun-chao1,ZHAO Hai-qing1,LI Ren-fang2,LIU Yan-jing2,WU Yun2,SUN Ning2, WANG Qin3,ZHANG Qi-bo3,YU Fan3,GU Rui-xia1

(1.Key Laboratory for Dairy Biological Technology and Safety Control of Jiangsu Province,College of Food Science and Engineering，Yangzhou University,Yangzhou 225127,China;2.Royal Group Co.Ltd,Nanning 530000,China;3. Agriculture and animal husbandry science and Technology Research Institute,Karamay 834000,China)

In order to explore and compare buffalo milk after different heat treatment condition,changes in some of its physicochemical properties,collected in Guangxi Dairy Queen's Yun Biao ecological milk buffalo base 15 hybrid high generation of buffalo milk samples,after different heat treatment conditions,the color degree,pH value,titration acidity,pH buffering capacity and conductivity are analyzed and compared.The results show that,compared with untreated buffalo milk,samples by different heat treatment conditions,the degree of color,pH value,titratable acidity,pH buffer capacity and conductivity were significantly changed.Among them,within the scope of the study,the maximum value of titratable acidity,pH buffer capacity and conductivity of 21°T,0.0140mol/L and 3.905ms/cm be reached at the 121℃(15 min),respectively;And the minimum of pH buffer capacity and conductivity 0.0063 mol/L and 3.600 ms/cm be reached at the 95℃(5min),respectively.

buffalo milk;heat treatments;physicochemical properties

TS252.1

A

1001-2230（2016）05-0015-03

2015-10-20

江苏高校优势学科建设工程项目；“十二五”国家科技支撑计划项目(2013BAD18B12)；江苏省科技支撑项目(BN 2014080)；江苏省高校自然科学研究重大项目(12KJA550003)。

瓦云超(1992-)，男，硕士研究生，研究方向为乳品科学。

顾瑞霞