热处理对驼乳乳清蛋白变性及凝乳性的影响

本研究比较了不同热处理条件（40℃，65℃/30min，72℃/30s，75℃/5min，85℃/5min和90℃/5min）对驼乳乳清蛋白的作用，将样品加热至指定时间后，立即放入冷水中迅速冷却。热处理后立即从每个热处理的乳样品中取出50ml并冷却至40℃后加入骆驼凝乳酶。使用原料牛乳作为对照。研究者首先利用乳自动分析仪检测牛乳及驼乳的总成分；通过分析非酪蛋白氮(NCN)和非蛋白氮(NPN)的值，确定乳清蛋白总变性百分比；利用SDS-PAGE比较乳清蛋白质谱带；同时利用自由振荡流变仪测定驼乳和牛乳的凝胶时间(GT)、最大凝胶强度(G' max)和到达最大凝胶强度的时间(G' max)以衡量驼乳的凝乳性。

表1 生乳的成分分析

用于实验的生驼乳和牛乳样品的化学成份见表1。生乳样本的成分结果与前人报道结果一致。

表2 不同强度的热处理对驼乳和牛乳中总乳清蛋白变性的影响

当热处理温度超过72℃/30s 时，驼乳NCN显著降低(p < 0.05)，且降低程度随热处理程度的增加而增加。牛乳也出现类似趋势(p < 0.05)。NCN的减少可能是由于热诱导引起乳清蛋白变性与酪蛋白胶束的相互作用以及可溶性乳清蛋白相互聚集的形成造成的。热处理对驼乳中 NPN 含量的影响不显著(p > 0.05) ，而牛乳中 NPN 含量随热处理强度的增加而增加，这可能是热诱导引起蛋白质降解。高温处理(90℃/5min)后，驼乳中 WPN 含量显著降低(p < 0.05) ，乳清蛋白总变性增加，牛乳也观察到类似的结果。在目前的研究中，骆驼乳中乳清蛋白的变性百分比似乎低于牛奶，这可能是由于驼乳清蛋白相对牛乳清蛋白具有更高的耐热性造成的。

图1 热处理后牛乳和驼乳的SDS-PAGE图谱

图2 热处理后牛乳和驼乳的SDS-PAGE谱带强度

随着热处理水平的提高，驼乳的α-乳白蛋白（α-La）条带仅表现出微小变化；相反，在85℃/5min 和90℃/5min的热处理条件下，牛乳中的α-La条带强度显著降低，甚至完全消失。与 α-La 相比，骆驼血清白蛋白CSA在热处理过程中可能优先与驼乳中的酪蛋白相互作用，在85℃/5min 后，驼乳CSA谱带的强度持续下降 (图2a)。同样，牛血清白蛋白BSA条带在75℃/5min 后也出现持续下降并消失。对于驼乳和牛乳，乳铁蛋白（LF）条带的强度也随着加热温度的升高而降低(图1，图2)。

表3 热处理对驼乳和牛乳凝胶化时间的影响

热处理后凝乳酶诱导的驼乳凝胶时间明显延长(p < 0.01)，在75℃/5min或以上的温度下，凝乳酶诱导的驼乳凝胶时间无明显变化(表3)。同样，在90℃/5min条件下，牛乳的凝胶时间(GT)随热处理程度的增加而显著增加(p < 0.01)，但在观察时间(60min)内未发现凝胶现象(表3)。随着热处理的增加，GT的增加可能是热诱导引起的乳清蛋白和酪蛋白共价相互作用(即二硫键)，导致与凝乳酶的接触减少，从而延缓了酪蛋白的水解作用 。

图3 热处理对牛乳(黑条)和驼乳(深灰条)最大凝胶强度的影响

NC 表明牛乳在60min 后没有凝固，原料乳在40℃下预处理

驼乳和牛乳的G'max 值存在较大差异(图3)。驼乳最大凝胶强度低可能是由于驼乳中的酪蛋白胶束较大引起的，因为已经证明较小的酪蛋白胶束(在牛乳中)能够提供更强的凝胶。在添加酶前，驼乳的G'max值随着加热量的增加而显著降低(p < 0.05)，在40℃(112pa)、65℃/30min (51pa)和72℃/30s (24pa)加热条件下，观察到凝胶的形成。然而，热处理更严重的样品在60分钟内导致弱凝胶，没有可观察到的G'max (图3)。随着热处理的增加，牛乳样品中也形成较弱的凝乳(p < 0.05)。生牛乳样品在40℃下培养的G'max最高(417pa) ，65℃/30min 热处理的牛乳样品的凝胶硬度值为111pa。温度高于65℃会导致乳清蛋白变性，并导致更长的凝固时间和弱凝胶基质结构。

图4 热处理对牛乳(黑条)和驼乳(深灰条)达到最大凝胶强度(G'max)时间的影响

NC 表明牛乳在60min 后没有凝固，原料乳在40℃下预处理。

随着热处理程度的增加，驼乳达到G'max的时间显著增加(p < 0.05)(图4)。与其他处理相比，在40℃加热的原始牛乳样品达到其最大G'max的时间更短(图4)。随着热处理的增加，牛乳的G'max时间也显著增加(p < 0.05)(图4)。在90℃/5min处理的牛乳和驼乳在60分钟内均不凝固(图4)。

参考文献：

Genene A, Hansen E B, Eshetu M, Hailu Y, Ipsen R. Effect of heat treatment on denaturation of whey protein and resultant rennetability of camel milk[J]. LWT- Food Science and Technology, 2019, 101: 404-409.