[科普中國(guó)]-乳清蛋白氮

脫脂乳粉的熱處理程度(乳清蛋白氮指數(shù))

傳統(tǒng)上，脫脂乳粉由生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)牛乳的熱處理來(lái)進(jìn)行分類。最早對(duì)于這種分類的要求來(lái)自于面包烘焙業(yè)。烘焙業(yè)需要高溫脫脂乳粉作為營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充，而其他熱處理方式的脫脂乳粉對(duì)產(chǎn)品質(zhì)地會(huì)有影響。由于這些要求，就出現(xiàn)了熱分類方法和乳清蛋白氮指數(shù)的測(cè)定方法。

乳清蛋白氮指數(shù)是對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中熱處理的間接估量。牛乳中的乳清蛋白相對(duì)比較熱敏感(而酪蛋白就不熱敏感)，因此可用乳清蛋白的熱變性程度作為所經(jīng)歷熱處理的指標(biāo)。WPNI的定義是1g脫脂乳粉中未變性的乳清蛋白氮的質(zhì)量(mg)(ADMI，1971)。

按照這一分類標(biāo)準(zhǔn)可以把脫脂乳粉分為3類，如圖1所示。

只有低溫脫脂乳粉能用于生產(chǎn)再制半硬質(zhì)乳酪。大多數(shù)其他的應(yīng)用對(duì)脫脂乳粉并不要求一定要經(jīng)過(guò)特別的熱處理或處于特定的乳清蛋白氮指數(shù)范圍。WPNI應(yīng)該被看作是熱處理程度的標(biāo)尺，而不應(yīng)該把它和脫脂乳粉的性質(zhì)過(guò)分緊密地聯(lián)系在一起。實(shí)際操作中，WPNI只和兩種產(chǎn)品的應(yīng)用有關(guān)：烘焙面包(WPNI6.0)。在其他一些產(chǎn)品的應(yīng)用中，可能乳粉生產(chǎn)過(guò)程中的預(yù)熱處理也很關(guān)鍵，但WPNI值并不都有用。例如，在生產(chǎn)RSCM的過(guò)程中，當(dāng)預(yù)熱溫度升高時(shí)，如果預(yù)熱處理時(shí)間固定，產(chǎn)品的黏度通過(guò)一個(gè)最大值，然后開始下降，而此時(shí)的WPNI值隨著預(yù)熱溫度的升高繼續(xù)降低。另外一個(gè)預(yù)熱處理很關(guān)鍵的例子是專門用于REM生產(chǎn)的熱穩(wěn)定性乳粉。它所需要的預(yù)熱處理非常強(qiáng)烈，以至于WPNI值隨著熱處理的增強(qiáng)已經(jīng)無(wú)法反應(yīng)了，因?yàn)樵谶@種情況下所有的乳清蛋白應(yīng)該都已經(jīng)發(fā)生了變性。

最后，這種熱分類系統(tǒng)并不適用于全脂乳粉。這是因?yàn)橛斜匾獙?duì)牛乳進(jìn)行一定的熱處理以產(chǎn)生抗氧化復(fù)合物，以便延長(zhǎng)產(chǎn)品的保質(zhì)期，預(yù)防出現(xiàn)不好的風(fēng)味。而這才是全脂乳粉生產(chǎn)過(guò)程中熱處理的最重要作用，因此試圖把全脂乳粉的熱處理和WPNI值聯(lián)系起來(lái)定義是沒有什么意義的1。

乳蛋白質(zhì)實(shí)際上巴氏殺菌對(duì)乳蛋白質(zhì)，即酪蛋白(80%)和乳清蛋白(20%)并沒有影響。

超高溫處理導(dǎo)致凝乳時(shí)間異常加長(zhǎng)，通過(guò)添加可溶性鈣可以改善。短時(shí)蒸煮、超高溫和保持滅菌將很大程度引起乳清蛋白變性(圖2)。括弧中的數(shù)值表示由于不同加熱處理引起的酪蛋白氮增加量或乳清蛋白氮減少量的百分比。

根據(jù)熱處理程度不同，酪蛋白氮增加而乳清蛋白氮降低：乳清蛋白氮沉積在酪蛋白上。在實(shí)驗(yàn)型的超高溫工廠，曾經(jīng)研究過(guò)直接加熱和間接加熱對(duì)β一乳球蛋白的影響，細(xì)菌學(xué)效果等同的工藝結(jié)果表明，直接型超高溫處理導(dǎo)致68.4%的β一乳球蛋白變性，而間接超高溫處理導(dǎo)致91.9%的變性。乳中乳清蛋白的變性使牛乳色澤變自，但不降低其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，使其轉(zhuǎn)化成易于被人體吸收的軟凝結(jié)物。來(lái)自人乳的這類凝結(jié)物是柔軟的。

不同的熱處理對(duì)大多數(shù)氨基酸都不產(chǎn)生影響。但是，據(jù)記載乳中賴氨酸含量有少許損失(圖3)，這類損失大部分取決于熱處理的程度。

比較直接超高溫和間接超高溫處理，二者導(dǎo)致可觀察的賴氨酸損失量差異并不顯著。

凝乳時(shí)間很大程度取決于牛乳的pH。將牛乳加熱到140℃，測(cè)量熱凝乳形成所需的時(shí)間。當(dāng)pH等于6.8或接近6.8時(shí)，即牛乳的正常pH，牛乳的熱穩(wěn)定性最差。特別是在堿性環(huán)境中，蛋白質(zhì)的熱穩(wěn)定性急劇上升(圖4)。

利用大鼠的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明，巴氏殺菌、超高溫處理、噴霧干燥、滾筒干燥、濃縮和蒸發(fā)對(duì)乳蛋白質(zhì)的生物效價(jià)幾乎沒有影響，而保持滅菌則有明顯影響(圖5)。

飼喂大鼠的試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，巴氏殺菌或超高溫處理對(duì)乳蛋白生物效價(jià)沒有影響，而保持滅菌導(dǎo)致生物效價(jià)顯著降低。進(jìn)一步研究表明，巴氏殺菌或超高溫處理不影響全面營(yíng)養(yǎng)價(jià)值2。