生乳新鲜度评价指标研究进展.pdf
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1、动物营养学报,():生乳新鲜度评价指标研究进展佀博学,张养东,郑 楠,王加启,(中国农业科学院北京畜牧兽医研究所,农业农村部奶及奶制品质量安全控制重点实验室,北京;中国农业科学院北京畜牧兽医研究所,动物营养学国家重点实验室,北京)摘 要:牛奶是最接近完美的食物,也是微生物生长繁殖的绝佳培养基。生乳在离开母体的那一刻便开始逐步走向腐败,其品质降低和风味变差,甚至危害人们的健康。本文综述了生乳腐败过程、新鲜度评价指标及相应的检测方法,为探索生乳新鲜度评价指标和检测方法提供理论参考。关键词:生乳;新鲜度;评价指标;检测方法中图分类号:文献标识码:文章编号:()收稿日期:基金项目:中国农业科学院科技创
2、新工程();现代农业产业技术体系专项资金()作者简介:佀博学(),男,山东菏泽人,硕士研究生,从事奶牛营养与牛奶品质研究。:通信作者:张养东,副研究员,硕士生导师,:新鲜度是评价食品新鲜、安全的关键指标,也是生鲜食品消费中的关键要素。新鲜牛奶含有丰富的营养物质及活性成分,是人体摄入蛋白质、能量、维生素、氨基酸和矿物质的绝佳来源,且容易被吸收,尤其是面对老弱妇孺等人群,在食物金字塔中扮演着重要角色。牛乳中丰富的营养物质不仅能给人体提供全面的营养,也为微生物繁殖提供了底物。微生物发酵引起蛋白质变性、脂 肪 酸 败 以 及 碳 水 化 合 物 分 解 等 腐 败 反应,导致营养价值降低,风味消失,造
3、成了巨大的食物浪费和经济损失。此外,微生物腐败过程中产生的有毒、有害物质还可能导致食物中毒,危害人们身体健康。新鲜度是衡量生乳品质的重要指标,直接影响牛奶品质和饮食健康。生乳新鲜度是指生乳因运输和贮存时间延长及环境变化所引起的表现,如果贮存时间过长,温度升高,微生物就会增殖、营养和风味变差、有害物质增多,就可判定为新鲜度欠佳。目前,奶制品行业主要依靠冷藏条件来维持生乳在贮存和运输中的新鲜度,然而,运输和贮存时间短则数个小时长则达数十个小时,期间一旦贮藏不当极易发生腐败变质。生乳新鲜度评价指标也一般来源于能表征生乳腐败、变质过程中的标志物。目前,常规评价指标主要有感官指标、菌落总数、酸度和流变学
4、指标等,近年来随着检测技术的不断进步,氨基酸、脂肪酸和生物胺等新型评价指标也在快速发展。充分了解生乳新鲜度降低的过程,分析各新鲜度评价指标的影响因素,以及各项指标在评价过程中存在的问题,对于生乳贮存和保障品质具有重要的现实意义。生乳新鲜度变化原理及一般过程 生乳新鲜度降低过程中其物理状态、化学特性及微生物数量都发生了一系列的变化,对这种变化规律的解析能更清楚地了解新鲜度的各个评价指标。由微生物引起的牛奶变质是生乳新鲜度降低的主要原因。随着贮存时间的延长,生乳一步步迈向腐败、变质,按时间顺序可分为细菌减数、发 酵 产 酸、中 和 和 腐 败 分 解 这 个 阶 段(表),。生乳在腐败、变质过程中
5、微生物数量、营养物质含量、感官性质和理化性质都产生了一系列变化。杜磊等对不同贮存条件下的生鲜乳进行了菌落总数的测定,结果显示,冷藏条件下,动 物 营 养 学 报 卷后细菌开始生长;但是在常温条件下,仅 细菌便快速增长。营养物质含量主要变化趋势表现为逐渐降低,谷雪莲等对不同贮存时间内的生乳进行了营养成分测定,结果显示,随着贮存时间的延长,生乳中的蛋白质、脂肪被不断分解,含量明显降低。营养物质含量是一个复杂的变化过程,一方面大分子营养物质含量降低,其分解产物含量增加;另一方面微生物代谢产物含量增加的同时也间接影响营养物质含量的变化,这是一个综合的连锁反应过程。乳糖在乳酸菌发酵下产生乳酸,进而降低
6、导致生乳中的酪蛋白变性;微生物代谢产生的各种酶,促使蛋白质分解为氨基酸,进而被分解为有机酸、醛、醇和其他无极小分子物质,同时脂肪在脂肪酶和微生物的作用下被分解为脂肪酸,其含量明显降低。新鲜生乳的感官特性为白色或微黄色、均一、无杂质以及是具有奶香味的不透明液体。曾有报道牛乳在变质过程中随着贮存时间的延长,奶香味逐渐被酸味、哈喇味替代;有凝块或沉淀产生,乳清析出;生乳分层,且上层变为澄清液体,组织状态不均一,。生乳理化性质的改变主要有黏度、流变学特性、介电特性、酸度和 等的变化。麦志杰等研究发现,牛奶变质后黏度会大幅度上升。康霞霞应用介电特性测量技术对生乳新鲜度的检测研究结果表明,随着贮存时间的增
7、加,生乳阻抗值逐渐降低。李亮利用近红外光谱技术对不同贮存时间的生乳进行了新鲜度监测,酸度在第 天迅速升高、迅速降低。生乳变质过程中诸多变化层出不穷,对其深入研究、解析机理和变化规律能够不断探索出新的生乳新鲜度评价指标。表 生乳腐败、变质的一般过程 阶段变化规律 参考文献细菌减数 新鲜生乳中的天然抗菌物质,具有杀菌、抑菌作用,同时,乳中侵入的细菌也需要适应环境才能开始生长,这一定程度上保证了生乳的新鲜度发酵产酸 贮存时间延长,抑菌物质消耗殆尽,微生物开始快速繁殖,乳糖分解,产生大量乳酸,下降生乳发酵产酸的恶化可分为 个阶段:鲜牛奶 ;变质牛奶 ;腐败牛奶 以下随着微生物大量繁殖、积聚,生乳质量急
8、剧下降蛋白质在酸性条件下发生变性,生乳凝结成网格状的凝胶状态,出现乳凝块并伴有大量乳清析出中和生乳表面开始附着霉菌,最终产生浓厚的一层,生乳颜色开始发生变化,由乳白色逐渐变为淡黄色腐败分解 此阶段腐败严重,蛋白质和脂肪部分被完全分解为醇、醛和酮等小分子物质,生乳分层,并具有臭味产生 生乳新鲜度评价指标及测定方法 目前,生乳新鲜度评价主要包括感官评价指标、微生物评价指标和理化评价指标。随着检测技术的不断发展,光谱、色谱、核磁共振以及生物传感器等新型检测方法不断与常规评价指标相结合进行评价,这极大地促进了生乳新鲜度评价的研究。新型检测技术在新鲜度领域的广泛应用,促使生乳中一些营养性评价指标也不断被
9、发掘成为新的评价指标。感官评价指标 感官评价是指通过视觉、味觉、嗅觉和触觉对产品进行分析、解释和评判的一种科学方法。生乳的感官评价主要通过生乳的色泽、气味和组织状态等方面快速、综合评价生乳的新鲜度,。感官评价被认为是生乳新鲜度检测的第一要素,此检测方法不需要特定的场所和仪器设备,具有简单、快速和低成本的优点。但是,感官评价主观性强,要求必须是经过专业培训的检测员才能进行评价,标准不易量化,缺乏客观性,难以科学地得 期佀博学等:生乳新鲜度评价指标研究进展出正确的结论。表 列举了生乳感官评价指标要求。表 生乳感官评价指标要求 项目评判标准 检测方法 色泽 乳白色或微黄色滋味、气味 具有乳固有的香味
10、,无异味组织状态 均匀一致液体,无凝块、无沉淀、无正常视力可见物取适量样品置于 烧杯中,在自然光下观察色泽和组织状态;闻其气味,用温开水漱口,品尝滋味 微生物评价 生乳中丰富的营养物质是微生物生长繁殖的绝佳培养基,此外水分和高溶解氧的特性也为好氧微生物和兼性厌氧微生物提供了生存条件。微生物评价是指通过检测生乳样品中的微生物数量说明生乳腐败程度,从而反映出新鲜度状况的一种评价方法。生乳在贮存过程中各类微生物都在生长繁殖,乳酸杆菌增殖产生乳酸,大肠杆菌在产酸、产气过程中发酵乳糖,降解蛋白质导致牛奶迅速腐败;嗜冷菌能在 及以下温度继续保持活性,分解营养物质产生代谢废物导致生乳腐败。目前微生物评价在全
11、球有着广泛的应用,所采用的微生物评价指标主要包括菌落总数、大肠杆菌数和致病菌数等。我国生鲜乳国家标准食品安全国家标准 生乳()指出,新 鲜 生 牛 乳 菌 落 总 数 应 不 高 于 (),表 比较了不同国家生乳微生物指标。表 不同国家生乳微生物指标比较 国家 指标 限量 中国 菌落总数 美国 菌落总数 加拿大 菌落总数 新加坡 大肠杆菌数 个 致病菌数菌落总数 日本 大肠杆菌数致病菌数欧盟 菌落总数 新西兰 菌落总数 大肠杆菌数 荷兰 菌落总数 瑞士 菌落总数 传统的微生物评价指标检测方法主要有标准平板计数法和美兰褪色实验等,这些检测方法存在操作繁琐、耗时长、不能批量操作以及对实验场地要求高
12、等弊端,因此微生物作为生乳新鲜度评价指标已经难以应对现代化的检测需要。理化评价指标 酸度 酸度是生乳新鲜度检测最直观的经典理化指标,通常采用吉尔涅尔度()表示,即一定量的生乳样品中和标准氢氧化钠()溶液的毫升数。我国 食 品 安 全 国 家 标 准 生 乳(动 物 营 养 学 报 卷)中 规 定,生 乳 的 酸 度 为 。生乳在贮存、运输过程中受温度和时间的影响,酸度会升高,新鲜度下降。在正常酸度范围内,数值 越 低 表 明 生 乳 越 新 鲜,反 之 越 差。等研究发现,牛奶腐败后酸度会增加,说明可以通过酸度定量分析生乳新鲜程度。李亮通过傅里叶近红外光谱结合人工神经网络建立了酸度、及乳糖的定
13、量分析模型,研究发现,在 冷藏条件下,酸度在第 天开始急剧升高,在第 天时,腐败程度已经非常严重。等研究发现,生乳在 条件下贮藏 ,滴定酸度从 增加到了 。等发现,生乳在低于 的条件下贮藏 以内一般不会发生严重酸败。等通过近红外光谱技术利用酸度快速分析了生乳的新鲜度,结果显示,前 生乳新鲜度保持较好,第 天生乳开始发生酸败,第 天开始腐败,平均酸度为 ,大于 。生乳酸度受到多种因素影响,包括牛奶组成成分和奶牛品种、胎次、泌乳阶段和泌乳季节、健康以及掺酸、掺碱、温度等。目前酸度的测定方法主要有滴定酸度法、酒精试验和煮沸试验等,方法简单、快速、便以操作。但是在实际检测过程中难以控制影响因素,并且可
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