贮藏温度对全脂羊奶粉品质稳定性的影响

张 怡(运城学院生命科学系,山西运城 044000)



贮藏温度对全脂羊奶粉品质稳定性的影响

张 怡
(运城学院生命科学系,山西运城 044000)

本文主要研究了贮藏温度(5、25和35 ℃)对全脂羊奶粉品质稳定性的影响。通过测定全脂羊奶粉的酸值(AV)、过氧化值(POV值)、硫代巴比妥酸值(TBA值)、溶解度、色值等指标反应贮藏期间品质的变化。结果表明,贮藏在35 ℃的全脂羊奶粉贮藏期间酸值、过氧化值、TBA值变化速率较快,分别于第4个月后、第2个月后、第3个月后显著高于贮藏在5 ℃和25 ℃的全脂羊奶粉(p<0.05);所有样品的溶解度和色值变化规律相似,但差异不显著(p>0.05)。因此降低贮藏温度可提高全脂羊奶粉品质稳定性。

全脂羊奶粉,温度,品质稳定性

羊奶营养丰富、易消化,被称为“奶中精品”[1]。但由于其产量低、具有膻味,工业化、普及化程度不及牛奶工业,目前羊奶主要加工产品仍是全脂羊奶粉。全脂羊奶粉中脂肪含量高达30%以上[2],且全脂羊奶粉在生产加工中冷冻贮藏、泵运输、均质、搅拌等均会破坏乳脂肪球颗粒[3],因此贮藏期间脂肪易发生氧化降解,产生的氧化产物会与奶粉中其他营养成分发生反应,引起品质劣变,甚至产生有毒有害的物质[4-6]。如何延缓脂肪氧化,提高全脂羊奶粉稳定性,延长货架期已成为研究的目标。目前已有关于高脂液态奶、婴幼儿配方奶粉等产品贮藏期间脂肪氧化稳定性的报道[3,7-8],影响乳脂肪氧化稳定性的因素主要有乳成分、乳预处理温度、贮藏温度、氧气、水分活度及光照和机械力[9-10],其中贮藏温度会影响美拉德反应、脂肪氧化的速率,对产品的品质影响最大。因此本文以全脂羊奶粉为原料,研究贮藏温度对其品质的影响,为全脂羊奶粉贮藏提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

全脂羊乳粉 陕西某乳品厂生产(脂肪含量为31.85%);硫代巴比妥酸(TBA)、三氯乙酸、无水乙醇、乙醚、二氯甲烷、KOH、NaCl等 购于西安森博试剂公司,均为分析纯。

RE-52型旋转蒸发仪 上海安亭有限责任公司;WSC-S型色差仪 上海精密科学仪器有限公司;SHZ-D(Ⅲ)型循环水式真空泵 巩义市予华仪器有限责任公司;277型可见分光光度计 上海光谱仪器有限公司;LXJ-Ⅱ型大容量低速离心机 上海医用分析仪器厂;HH-S4型电热恒温水浴锅 北京科伟永兴仪器有限公司;SPX-250C型培养箱 上海博讯实业有限公司。

1.2 样品处理及贮藏

将新鲜的全脂羊奶粉分装成若干小袋,每袋300 g,分别贮藏在5、25、35 ℃的培养箱中,模拟全脂羊奶粉在销售、贮藏期间出现的低温、室温和高温环境。定时取样(贮藏在5、25、35 ℃培养箱中的全脂羊奶粉分别每3、2、1个月抽取1次样品),测定所有样品的酸值(AV)、过氧化值(POV)、硫代巴比妥酸值(TBA)、溶解性和色度值。

1.3 测定方法

1.3.1 脂肪的提取 采用Nadal[5]的方法提取全脂羊奶粉中的脂肪。

1.3.2 酸值(AV)的测定 按照1.3.1中的方法提取全脂羊奶粉中的脂肪,参照GB5530-2005/ISO660:1996动植物油脂酸值和酸度中的方法[11]测定全脂羊奶粉贮藏期间脂肪的酸值的变化规律,结果表示为KOH mg/g脂肪。

1.3.3 过氧化值(POV)的测定 按照1.3.1中的方法提取全脂羊奶粉中的脂肪,参照GB/T5538-2005/ISO3960:2001动植物油脂过氧化值的测定方法[12]测定全脂羊奶粉贮藏期间脂肪的POV值的变化规律,结果用mmol/kg脂肪表示。

1.3.4 硫代巴比妥酸值(TBA)的测定 参照GB/T5009.181-2003猪油中丙二醛[13]和Fenaille[14]的方法测定脂肪TBA值。

1.3.5 色值的测定 称取12 g全脂羊奶粉,加入88 mL蒸馏水复溶,吸取5 mL复原乳于色差仪测样杯中,测定样品的亮度(L*值)、红度(a*值)、黄度(b*值)[15]。全脂羊奶粉贮藏期间会发生一定程度的非酶褐变,从而影响奶粉的色泽和风味。非酶褐变产物羟甲基糠醛的含量与奶粉颜色变化程度呈正相关,即可用全脂羊奶粉色值的变化反应非酶褐变的程度。

1.3.6 溶解性的测定 按照GB5513.29-2010婴幼儿食品和乳品溶解性的测定[16]中溶解度的测定方法检测全脂羊奶粉贮藏期间溶解性的变化,结果表示为g/100 g。

1.4 数据处理

数据采用Excel、DPPS软件进行显著性分析。

2 结果与分析

2.1 贮藏温度对全脂羊奶粉贮藏期间AV的影响

由图1可知,全脂羊奶粉贮藏期间AV均呈上升的趋势,说明贮藏期间所有的样品中的脂肪都有一定程度的水解。贮藏初期(前4个月),各组样品的AV均有一定增加,但差异不显著(p>0.05),贮藏第4个月起,35 ℃贮藏的全脂羊奶粉AV增加速度较快,显著高于其余样品(p<0.05)。Celestino[15]等人研究发现,新鲜奶中含有微生物产生的耐热性的脂肪酶,这些酶可耐受高温而残留在奶粉中,在贮藏过程中可分解乳脂中的甘油三脂,生成游离脂肪酸和甘油等物质,造成全脂羊奶粉脂肪AV上升,而高温可加速水解反应,游离脂肪酸生成积累速度加快,AV上升速度较快,同时游离脂肪酸的增加对全脂羊奶粉脂肪的氧化有一定的促进作用[17]。

图1 贮藏温度对全脂羊奶粉贮藏期间脂肪酸值影响Fig.1 The effect of temperature on the AV of fat in whole goat milk powder during storage

2.2 贮藏温度对全脂羊奶粉贮藏期间POV值的影响

由图2可知,贮藏在5 ℃和25 ℃的全脂羊奶粉贮藏期间POV值增加缓慢,整个贮藏期间差异不显著(p>0.05),而贮藏在35 ℃的全脂羊奶粉整个贮藏期间POV值增加较快,自贮藏第2个月起显著高于贮藏在5 ℃和25 ℃的全脂羊奶粉(p<0.01),贮藏第4个月时达到峰值。过氧化物在脂肪氧化过程中处于动态平衡,一方面乳脂肪氧化生成氢过氧化物,引起POV值升高;同时氢过氧化物不稳定,可进一步裂解成小分子的醛、酮类物质,造成POV值下降。贮藏温度较高时,全脂羊奶粉中脂肪的共价键可发生均裂,生成自由基,引起脂肪的氧化,且贮藏温度与自由基的生成速率和降解速率正相关,降低贮藏温度可延缓脂肪的氧化速度[18]。此外,乳品加工过程中的均质、搅拌、冷冻贮藏处理,可破坏乳脂肪球颗粒,加大脂肪与氧气和酶的接触面积,促进脂肪的氧化。因此人们经常采用低温贮藏来延长高脂肪食品的货架期[3]。

图2 贮藏温度对全脂羊奶粉贮藏期间脂肪过氧化值的影响Fig.2 The effect of temperature on the POV of fat in whole goat milk powder during storage

2.3 贮藏温度对全脂羊奶粉贮藏期间TBA值的影响

由图3可知,整个贮藏期间所有样品的TBA值均呈上升的趋势。贮藏初期,不同贮藏温度下的全脂羊奶粉TBA值增加缓慢,差异不显著(p>0.05),贮藏3个月后,贮藏在35 ℃的全脂羊奶粉TBA值显著高于贮藏在5、25 ℃的全脂羊奶粉(p<0.05)。贮藏期间,随着脂肪氧化的逐步进行,更多的脂肪初级氧化产物氢过氧化物降解为丙二醛等小分子物质,引起TBA值上升。温度作为影响脂肪氧化速率的主要条件之一,在反应中起着重要作用。温度越高,氢过氧化物的生成和降解速率越快,丙二醛的积累速度越快[19],因此降低贮藏温度可延缓脂肪的氧化速率。

图3 贮藏温度对全脂羊奶粉贮藏期间TBA值的影响Fig.3 The effect of temperature on the TBA of whole goat milk powder during storage

2.4 贮藏温度对全脂羊奶粉贮藏期间溶解度的影响

由图4可知,贮藏期间,不同贮藏温度下的全脂羊奶粉的溶解度均呈下降的趋势,但差异不显著(p>0.05)。关于全脂羊奶粉贮藏期间溶解度下降的机理仍不明确,大部分研究认为溶解度的降低主要是由于美拉德反应、乳糖的结晶和脂肪的氧化[15]。贮藏期间奶粉发生美拉德反应的同时,乳清蛋白相互交联产生荧光产物,引起溶解度的下降。

图4 贮藏温度对全脂羊奶粉贮藏期间溶解度的影响Fig.4 The effect of temperature on solubility of whole goat milk powder during storage

2.5 贮藏温度对全脂羊奶粉贮藏期间色度值的影响

全脂羊奶粉的颜色与奶山羊的饲料、产乳季节、奶粉的生产加工方式、贮藏条件等因素有关。全脂羊奶粉贮藏期间会发生一定程度的非酶褐变,从而影响奶粉的色泽和风味。非酶褐变产物羟甲基糠醛的含量与奶粉颜色变化程度呈正相关,即可用全脂羊奶粉色值的变化反应非酶褐变的程度。

由图5可以看出,贮藏期间,不同贮藏温度下的全脂羊奶粉色值变化规律基本一致,全脂羊奶粉在贮藏期间呈色泽变暗、变红、变黄的趋势。由图5(a)可知,所有的全脂羊奶粉贮藏期间L*值均呈下降的趋势,说明全脂羊奶粉亮度降低,其中贮藏在35 ℃的全脂羊奶粉L*值下降较快,但与全脂羊奶粉的初始色值相比差异不显著(p>0.05)。由图5(b)可知,不同贮藏温度下的全脂羊奶粉a*值均上升,说明全脂羊奶粉有变红的趋势。贮藏在35 ℃的全脂羊奶粉a*值上升较快,在整个贮藏期间均高于贮藏在5 ℃和25 ℃的全脂羊奶粉。由图5(c)可知,贮藏期间所有的全脂羊奶粉b*值均上升,表明全脂羊奶粉有变黄的趋势。综上所述,贮藏温度对全脂羊奶粉色值的变化有一定的影响,降低贮藏温度可有效延缓奶粉亮度下降、变黄、变红的趋势,与Stapelfeldt[10]、Lloyd[20]等人的研究结果一致。

图5 贮藏温度对全脂羊奶粉贮藏期间色值的影响Fig.5 The effect of temperature on the color of whole goat milk powder during storage

全脂羊奶粉贮藏期间颜色变暗主要是由于美拉德反应引起的非酶褐变,美拉德反应的中间产物和终产物都会引起全脂羊奶粉褐变。贮藏温度较高时,食品内的脂肪氧化速度快,可产生较多的羰基化合物,增加美拉德反应的底物,而且美拉德反应是一个热反应,温度越高,反应程度越大,奶粉褐变越严重[19]。因此降低全脂羊奶粉的贮藏温度可有效地减缓其贮藏期间颜色的褐变。

3 结论

贮藏在35 ℃的全脂羊奶粉贮藏期间AV、POV值、TBA值变化速率较快,分别于第4个月后、第2个月后、第3个月后显著高于贮藏在5 ℃和25 ℃的全脂羊奶粉(p<0.05);所有样品的溶解度和色值变化规律相似,但差异不显著(p>0.05)。因此降低贮藏温度可提高全脂羊奶粉品质的稳定性。

[1]乌素.活性乳酸菌羊奶粉的研究[D].西安:陕西师范大学,2012.

[2]帕克,亨莱因.特种乳技术手册[M].北京:化学工业出版社,2010.

[3]孙婷婷.加工处理对高脂肪含量牛乳氧化稳定性的影响[D].哈尔滨:哈尔滨工业大学,2013.

[4]Liang Jer-Hour. Kietics of fluorescence formation in whole milk powders during oxidation[J]. Food Chemistry,2000,71:459-463.

[5]Nadal M R,Servin J L.Oxidation stability of the lipid fraction in milk powder formulas[J]. Food Chemistry,2007,100:756-763.

[6]葛武鹏.山羊乳营养特性及对嗜酸乳杆菌增酸发酵性能的研究[D].西安:西北农林科技大学,2008.

[7]陈文亮,苏米亚,刘翠平.全脂奶粉的脂肪氧化动力学研究[J].安徽农业科学,2013,41(4):1725-1727.

[8]段潇潇,张岩春,戴志勇.婴幼儿奶粉中脂肪氧化的影响因素及进展研究[J].中国乳品工业,2011,39(12):27-30.

[9]刘庆生,王加启,卜登攀.牛奶乳脂肪氧化的影响因素研究进展[J].食品科学,2009,30(23):443-446.

[10]Stapelfeldt H,Nielsen B R,Skibsted L H. Effect of Heat Treatment,Water Activity and Storage Temperature on the Oxidative Stability of Whole Milk Powder[J].International Dairy Journal,1997,7(5):331-339.

[11]GB5530—2005/ISO660:1996.动植物油脂 AV和酸度的测定[S].北京:国家标准.

[12]GB/T5538-2005/ISO3960:2001.动植物油脂过氧化值的测定[S].北京:国家标准.

[13]GB/T5009.181-2003猪油中丙二醛的测定[S].北京:国家标准.

[14]Fenaille F,Mottier P.Comparison of analytical techniques to quantify malondialdehyde in milk powders[J].Journal of Chromatography A,2001,921:237-245.

[15]Celestino E L,Iyer M,Roginski H. The Effects of Refrigerated Storage of Raw Milk on the Quality of Whole Milk Powder Stored for Different Periods[J].International Dairy Journal,1997,7:119-127.

[16]GB 5413.29-2010.婴幼儿食品和乳品溶解性的测定[S]. 北京:国家标准.

[17]袁德保,刘兴华,马艳萍.鲜食核桃贮藏中脂肪酶活性及油脂酸价变化[J].食品研究与开发,2006(11):79-81.

[18]张海容,王强.光照和温度对牦牛脂肪初期氧化的影响[J].2010,35(6):42-45.

[19]K M Thomsen,L Lauridsen,L H Skibsted,et al. Two Types of Radicals in Whole Milk Powder. Effect of Lactose Crystallization,Lipid Oxidation and Browning Reactions[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry,2005,53(5):1805-1811.

[20]Lloyd M A,Hess S J,Drake M A. Effect of nitrogen flushing and storage temperature on flavor and shelf-life of whole milk powder[J]. Journal of Dairy Science,2009,92(6):2409-2422.

Effect of temperature on the quality stability of whole goat milk powder

ZHANG Yi

(Department of Life Science,Yuncheng University,Yuncheng 044000,China)

The quality stability of whole goat milk powder during storage was investigated at temperature(5,25 and 35 ℃).The acid value,peroxide value,TBA,solubility,color of whole goat milk powder were used for evaluation quality of milk powder during storage. The results showed that the acid value,peroxide value,thiobarbituric acid(TBA)of whole goat milk powder at 35 ℃ was significantly higher than others after four months,two months,three months respectively(p<0.05). The solubility and the color of all samples had no significant difference though a similar tendency existed in both(p>0.05).The stability of whole goat milk powder could improve by reducing its storage temperature.

whole goat milk powder;temperature;quality stability

2017-01-03

张怡(1989-)，女，硕士研究生，助教，研究方向：食品科学，E-mail：651958489@qq.com。

TS252.51

A

1002-0306(2017)14-0276-04

10.13386/j.issn1002-0306.2017.14.054