加工工艺对乳中生物活性物质的影响初探

赵婷婷

天然牛乳中存在多种生物活性物质和活性酶等对人体有益的物质，但部分加工工艺会导致其中的活性成分失活。本试验采用巴氏杀菌乳常用的75～77℃热处理、7天保质期的条件，旨在研究不同的热处理条件下及产品保质期内牛乳中的过氧化物酶、乳铁蛋白、免疫球蛋白这3类活性成分的含量变化。结果表明，3类物质对温度的敏感性有所差异，保质期内活性成分含量无明显变化。

不同的加工工艺会影响牛乳中营养物质的含量。目前，我国粗放的加工工艺无法有效保留牛乳中的活性物质，这就需要加大对牛奶加工工艺及基础研究的力度，优化生产工艺，在确保食品安全、产品质量的前提下，最大限度地保留牛乳中的生物活性物质、活性酶。

过氧化物酶、乳铁蛋白、免疫球蛋白存在于乳清蛋白中，这些抑菌活性物质在牛初乳中的含量较高，相当于正常牛乳的10～100倍。究其缘由，可能是因為产乳量增加产生的稀释作用导致正常牛乳中活性物质含量有所下降。

乳过氧化物酶（lactoperoxidase，Lp）在牛乳中的含量为11～45mg/L，约含0.07%的铁。有研究表明，乳过氧化物酶单独存在时不发挥生物功能，只有与过氧化氢（H2O2）、硫氰酸盐（SCN-）组成乳过氧化物酶体系（LPS）时，才可抑制或杀灭假单胞菌、大肠杆菌等多种G-菌，同时对G+＼G-菌有“静菌”效应。

乳铁蛋白（lactoferrin，LF）晶体呈红色，属于转铁蛋白（transferrin）的一种，也是乳汁中一种重要的非血红素铁结合糖蛋白，其中性粒细胞颗粒是具有杀菌活性的单体糖蛋白。乳铁蛋白的分子量为80kDa，主要由乳腺上皮细胞表达和分泌，其在牛初乳中的浓度约为7g/L，且牛乳中的乳铁蛋白已被批准作为膳食补充剂。当前，乳铁蛋白的广谱抗菌能力体现在以下4个方面。

①抑菌功能：促进淋巴细胞增长，抑制病原菌侵入，如对大肠杆菌、白色念珠菌、链球菌、流感嗜血杆菌、产气荚膜梭菌、幽门螺杆菌、铜绿假单胞菌、单核细胞增生李斯特菌、S.霍乱弧菌、肠炎沙门氏菌等的抗菌活性，以及对脊髓灰质炎病毒、轮状病毒、丙型肝炎的抗病毒特性，且与免疫球蛋白及溶菌酶之间有着超强的协同作用，对大肠杆菌的抗菌效果尤为明显;

②调节功能：促进短双歧杆菌生长;

③可结合并传输铁（Fe），能在促进Fe的吸收以防止贫血的同时降低细菌对铁的利用率，从而抑制细菌生长;

④牛初乳中的乳铁蛋白含量是常乳的50倍，其能抑制自由基的生成，缓解类风湿性关节炎并延缓衰老。

免疫球蛋白（immunoglobulin，Ig）既是各类抗体的统称，也是一类具有抗体活性或具有与抗体相似分子结构的球状蛋白。按照抗原类型，可将免疫球蛋白分为5类——IgG、IgA、IgM、IgE、IgD，其中，IgG占比最大，达86%以上。免疫球蛋白能杀死肿瘤细胞、增强机体的免疫抗病能力，以及预防细菌、病毒、真菌感染等，且在营养代谢和生理调节方面具有重要作用。初乳中的免疫球蛋白是新产牛犊免疫球蛋白的主要来源，但会随着泌乳期的延长而降低，其中的IgG、IgA、IgM、IgE含量也比常乳高出数百倍。

乳铁蛋白与免疫球蛋白具有较强的协同作用，即免疫球蛋白与菌体结合絮凝后，由于乳铁蛋白的存在加速了细菌的死亡，继而增强了抑菌效果。同时，二者还能够促进铁的吸收，并具有调节机体免疫能力、抗病毒、促进婴幼儿免疫系统发育等作用。

抑菌活性因子不仅对于免疫功能低下的病人和老人而言有着更广泛的食用价值，还在提升民众身体健康状况、改善生理功能方面起着越来越重要的作用。本文采用酶联免疫法及液相色谱法对低温巴氏奶中活性物质的含量进行监测，探究其含量变化规律，其中提到的活性物质包括过氧化物酶、乳铁蛋白、免疫球蛋白这3类。

1 材料与方法

1.1 材料

低温巴氏奶样品4个，分别是经过不同加工工艺处理的巴氏鲜奶。

1.2 仪器

电子天平、高速离心机、磁力加热搅拌器。

1.3 方法

1.3.1 过氧化物酶

酶联免疫法：以酶促反应为基础，将样品或标准品加入微孔板中，随后加入底物;样品或标准品中的LPO底物转化形成蓝色产物;加入终止液，溶液由蓝色变为黄色，在450nm处测定吸光度值;测得样品中LOP的浓度与吸光度值成反比。

1.3.2 乳铁蛋白

液相色谱法：试样中的乳铁蛋白经磷酸盐缓冲液提取，上清液中的乳铁蛋白经肝素亲和柱富集净化，洗脱液过滤后，用液相色谱仪分析，经反相蛋白质分离柱分离，紫外光检测，外标法定量。

1.3.3 免疫球蛋白

高效液相色谱法：根据高效亲和色谱的原理，在磷酸盐缓冲液条件下将免疫球蛋白IgG与配基连接，在pH值2.5的盐酸甘氨酸条件下洗脱免疫球蛋白IgG，然后通过高效液相色谱进行分析，外标法定量。

1.4 试验设计（见表1）

试验设计。

1.5数据处理

利用EXCEL表格进行初步的数据处理，用SPSS软件进行统计分析，P>0.05为非显著性差异，P<0.05为显著性差异。

2 结果与讨论

2.1 热处理温度对活性物质的影响

分别在75℃、76℃、77℃热处理温度条件下探究活性物质含量的变化。

2.1.1 过氧化物酶的含量变化（如表2）

将4个样品分别进行75℃、76℃、77℃这3个梯度的热处理，发现牛乳中过氧化物酶（LP）的含量发生显著变化（P<0.05）。样品1中，LP在75℃时含量最高，在4000～4500U/L之间;77℃时含量最低，在1000U/L左右。样品2中，LP在75℃时含量最高，在3500～4000U/L之间;77℃时含量最低，在1000U/L左右。样品3中，LP在75℃时含量最高，在4500～5500U/L之间;77℃时含量最低，在1300U/L左右。样品4中，LP在75℃时含量最高，在5000～6000U/L之间;77℃时含量最低，在1500～2000U/L之间。

同一加工工艺的同一样品在同一处理温度下的结果有所波动，可能与奶源本底含量波动有关;不同加工工艺的样品在同一温度下的LP也有所波动，则可能与加工工艺的处理过程有关。过氧化物酶含量随着温度的升高而降低，在75～77℃条件下，温度每升高1℃，过氧化物酶损失40%～50%。由此可见，过氧化物酶在加热后其含量会逐渐改变，且变化速度与温度密切相关。

2.1.2 乳铁蛋白的含量变化（如表3）

将4个样品分别进行75℃、76℃、77℃这3个梯度的热处理，发现乳铁蛋白（LF）含量发生显著变化（P<0.05）。样品1中，LF在75℃时含量最高，在85～110mg/L之间;77℃时含量最低，在60～70mg/L之间。样品2中，LF在75℃时含量最高，在80～100mg/L之间;77℃时含量最低，在60～80mg/L之间。样品3中，LF在75℃时含量最高，在70～85mg/L之间;77℃时含量最低，在50mg/L左右。样品4中，LF在75℃时含量最高，在70～90mg/L之间;77℃时含量最低，在50mg/L左右。由此可见，在75～77℃条件下，温度每升高1℃，乳铁蛋白的含量就减少10%～20%。

2.1.3 免疫球蛋白的含量變化（如表4）

将4个样品分别进行75℃、76℃、77℃这3个梯度的热处理，发现牛乳中免疫球蛋白（Ig）的含量发生显著变化（P<0.05）。样品1中，Ig在75℃时含量最高，在200～250mg/L之间;77℃时含量最低，在150～200mg/L。样品2中，Ig在75℃时含量最高，在180～250mg/L之间，77℃时含量最低，在150mg/L左右。样品3中，Ig在75℃时含量最高，在150～250mg/L之间;77℃时含量最低，在150～200mg/L之间。样品4中，Ig在75℃时含量最高，在200mg/L左右;77℃时含量最低，在150mg/L左右。

从表4可以看出，同一加工工艺的同一样品在同一温度下结果有所波动，可能与奶源本底的含量波动有关。此外，不同加工工艺的样品在同一温度的Ig含量也有所波动，这可能跟加工工艺的处理过程有关。由此可见，免疫球蛋白的含量随着温度的升高而降低，在75～77℃条件下，温度每升高1℃，乳铁蛋白含量减少15%～30%。

因此，从低温巴氏奶免疫功能的角度出发，要在保证产品质量安全前提下降低热处理温度。

2.2 产品储存时间对活性物质的影响

下线D+0产品与到保质期D+7产品进行比较。

2.2.1 过氧化物酶的含量变化

由图1可知，下线D+0产品与到保质期D+7产品未发生显著性差异（P>0.05），过氧化物酶的含量几乎未改变。

2.2.2 乳铁蛋白的含量变化

由图2可知，下线D+0产品与到保质期D+7产品未发生显著性差异（P>0.05），乳铁蛋白的含量几乎未改变。

2.2.3 免疫球蛋白的含量变化

由图3可知，下线D+0产品与到保质期D+7产品未发生显著性差异（P>0.05），免疫球蛋白的含量几乎未改变。

以上数据表明，在4℃保存条件下，D+0天产品和D+7天产品的过氧化物酶、乳铁蛋白、免疫球蛋白的含量未发生显著性差异（P>0.05），即保质期内活性物质含量未发生明显变化。

3 结论

本研究表明，杀菌温度的变化对乳中活性成分的损失有较大影响，3类物质对热的敏感性由强到弱依次是乳过氧化物酶、免疫球蛋白、乳铁蛋白，但储存时间对3类活性物质的影响微乎其微。