液态乳制品中脂肪酸的含量分析

乳是婴幼儿和成人膳食结构中非常重要的一部分,可提供对身体健康和生长发育很重要的营养成分[1]。随着世界人口的持续增长,乳及乳制品的消费量日益增加[2]。乳中的脂类以乳脂肪球的形式存在[3]。乳脂中脂肪酸的组成与其营养品质和理化性质密切相关,据报道,乳脂约由400种脂肪酸以上组成。乳和乳制品是人们餐桌上重要的脂肪供给物,其中脂肪酸含量和组成是评价乳和乳制品营养价值的重要依据[4],乳制品脂肪是最复杂的天然脂肪之一[5],近年来国内外对乳中脂肪酸的研究逐渐重视起来。液态奶是由健康奶牛所产的鲜乳汁,经有效的加热杀菌方法处理后,分装出售的饮用牛乳。根据国际乳业联合会的定义,液态奶是巴氏杀菌乳、灭菌乳和酸乳三类乳制品的总称。GB 19645—2010《食品安全国家标准巴氏杀菌乳》规定巴氏杀菌乳是仅以生牛(羊)乳为原料,经巴氏杀菌等工序制得的液体产品。GB 25190—2010《食品安全国家标准灭菌乳》规定超高温灭菌乳(ultra high-temperature milk,UHT)是以生牛(羊)乳为原料,添加或不添加复原乳,在连续流动的状态下,加热到至少132 ℃并保持很短时间的灭菌,再经无菌灌装等工序制成的液体产品。保持灭菌乳是以生牛(羊)乳为原料,添加或不添加复原乳,无论是否经过预热处理,在灌装并密封之后经灭菌等工序制成的液体产品。GB 19302—2010《食品安全国家标准发酵乳》规定风味发酵乳是以80%以上生牛(羊)乳或乳粉为原料,添加其他原料,经杀菌、发酵后pH值降低,发酵前或后添加或不添加食品添加剂、营养强化剂、果蔬、谷物等制成的产品。风味酸乳是以80%以上生牛(羊)乳或乳粉为原料,添加其他原料,经杀菌、接种嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌(德氏乳杆菌保加利亚亚种)发酵前或后添加或不添加食品添加剂、营养强化剂、果蔬、谷物等制成的产品。GB 25191—2010《食品安全国家标准调制乳》规定调制乳是以不低于80%的生牛(羊)乳或复原乳为主要原料,添加其他原料或食品添加剂或营养强化剂,采用适当的杀菌或灭菌等工艺制成的液体产品。NY/T 939—2016《巴氏杀菌乳和UHT灭菌乳中复原乳的鉴定》规定复原乳是将干燥的或者浓缩的乳制品与水按比例混匀后获得的乳液。

为消灭牛奶中对人体有害的微生物和酶,工业生产中会对牛奶进行热处理[6]。采用的方式有低温长时灭菌、高温短时灭菌及超高温瞬时灭菌等。目前国际上通用的巴氏灭菌法主要有两种:第一种是将牛奶加热到62～65 ℃,保持30 min。采用这一方法,可杀死牛奶中各种生长型致病菌,灭菌效率可达97.3%～99.9%,经消毒后残留的只是部分嗜热菌、耐热性菌以及芽孢等,但这些细菌多数是乳酸菌,乳酸菌不但对人无害反而有益健康;第二种方法将牛奶加热到75～90 ℃,保温15～16 s,其杀菌时间更短,工作效率更高[7]。巴氏灭菌法是乳品加工过程中常用的灭菌方法,不仅能够杀死有害的病原菌,还可以尽量保持乳品原有的特性[8]。超高温瞬时杀菌是把加热温度设为135～150 ℃、加热时间为2～8 s、加热后产品达到商业无菌要求的杀菌过程。其基本原理包括微生物热致死原理和如何最大限度地保持食品的原有风味及品质原理。因为微生物对高温的敏感性远远大于多数食品成分对高温的敏感性,故超高温短时杀菌,能在很短时间内有效地杀死微生物,并较好地保持食品应有的品质[9]。蒸汽侵入式直接杀菌(infusion technology,INF)技术是目前国际上一种先进的牛奶杀菌方式,该技术将牛乳在159 ℃、0.09 s条件下瞬时加热,采用此技术制备牛奶,对蛋白质等营养物质的破坏度小,营养成分保留更高,口感更新鲜[10]。

近年来,随着社会经济不断发展,人们生活水平不断提高。人们在饮食方面越来越注重健康,对于乳及乳制品中的脂肪酸含量提出了新的要求。乳及乳制品中的脂肪和脂肪酸含量要控制在合理范围内,以满足民众对健康的需求[11]。本文选取不同品牌市售液态乳制品为样品,利用气相色谱法测定样品中脂肪酸的含量,参照文献[12-13]计算液态乳制品中饱和脂肪酸(saturated fatty acids,SFA)、单不饱和脂肪酸(monounsaturated fatty acids,MUFA)和多不饱和脂肪酸(polyunsaturated fatty acids,PUFA)比例,ω-6和ω-3 PUFA比例评价其营养价值。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

采集市售不同品牌风味发酵乳和风味酸乳样品13个,其他液态乳制品样品15个,共计28个样品。样品分类见表1。

氨水、乙醇、石油醚、甲醇、Na2SO4、NaCl(均为分析纯),天津市津东天正精细化学试剂厂;无水乙醚(分析纯),国药集团化学试剂有限公司;NaOH(分析纯),福晨(天津)化学试剂有限公司;正庚烷(色谱纯),美国Fisher公司;三氟化硼甲醇溶液(分析纯),阿拉丁试剂公司;37种脂肪酸甲酯混标(纯度>95%),上海安谱实验科技股份有限公司;十一碳酸甘油三酯内标溶液(纯度>99%),美国NU CHEK PREP公司。

BS224S型分析天平,德国赛多利斯科学仪器(北京)有限公司;GC-2010型气相色谱仪、毛细管色谱柱,日本岛津公司;恒温水浴锅,北京中兴伟业仪器有限公司;N-1200B型旋转蒸发仪,上海爱郎仪器有限公司。

1.2 实验方法

采用GB 5009.168—2016《食品安全国家标准食品中脂肪酸的测定》中的第一法测定样品中脂肪酸的含量。称取均匀试样于250 mL平底烧瓶中,加入十一碳酸甘油三酯内标溶液,加入氨水水解后,用乙醚石油醚混合液提取样品中的脂肪,在碱性条件下皂化和甲酯化,生成脂肪酸甲酯,经毛细管柱气相色谱分析,内标法定量测定脂肪酸甲酯含量。依据各种脂肪酸甲酯含量和转换系数计算出总脂肪、饱和脂肪(酸)、单不饱和脂肪(酸)、多不饱和脂肪(酸)含量。

采用GB 5009.257—2016《食品安全国家标准食品中反式脂肪酸的测定》测定样品中反式脂肪酸的含量。称取均匀的试样置于50 mL试管中,加入盐酸水解样品后,用乙醚提取样品中的脂肪,在碱性条件下与甲醇进行酯交换反应生成脂肪酸甲酯,并在强极性固定相毛细管色谱柱上分离,用配有氢火焰离子化检测器的气相色谱仪进行测定,面积归一化法定量。

1.3 数据处理

实验数据用平均值±标准差表示,显著性检验用SPSS完成,以P<0.05为差异显著。

2 结果与分析

2.1 SFA含量分析

乳制品中SFA是构成脂质的基本成分之一[14]。由表2可知,鲜牛奶和纯牛奶中SFA含量在1.77～2.55 g/100 g,含量较高的是F品牌纯牛奶、D品牌悦活鲜牛奶、B品牌鲜牛乳和C品牌鲜牛奶,其中,F品牌纯牛奶是高温杀菌乳,D品牌悦活鲜牛奶是超瞬时杀菌乳,B品牌鲜牛乳和C品牌鲜牛奶是全脂巴氏杀菌乳。风味发酵乳和风味酸乳中SFA含量在1.34～2.05 g/100 g,含量最高的是G品牌浓缩酸奶。复原发酵乳中SFA含量为0.059 2和1.14 g/100 g,显著低于其他风味发酵乳和风味酸乳,可能是由于加工处理方式导致复原发酵乳中SFA含量较低。B品牌脱脂鲜牛奶是脱脂巴氏杀菌乳,由于脱脂乳是将鲜乳用物理方法除去其中大部分脂肪而剩余的部分,所以B品牌脱脂鲜牛奶中SFA含量最低,含量为0.047 7 g/100 g。羊乳中SFA含量为1.88和1.92 g/100 g。K品牌奶糖风味牛奶中SFA含量为1.85 g/100 g鲜牛奶和纯牛奶中SFA含量高于风味发酵乳和风味酸乳,脱脂乳和复原发酵乳中SFA含量较低,液态羊乳中SFA的含量和液态牛乳相近。

2.2 MUFA含量分析

MUFA作为膳食脂肪酸中的一类,具有特殊的生理功能和独特的物理、化学特性,适当增加MUFA摄入能有效降低血浆中血清总胆固醇和低密度脂蛋白,降低动脉粥样硬化的发生[15]。由表3可知,鲜牛奶和纯牛奶中MUFA含量在0.832～1.06 g/100 g,含量较高的是E品牌牛乳、D品牌纯牛奶和B品牌鲜牛乳,其中,E品牌牛乳和D品牌纯牛奶是高温杀菌乳,B品牌鲜牛乳是全脂巴氏杀菌乳。风味发酵乳和风味酸乳中MUFA含量在0.628～0.943 g/100 g,含量最高的是G品牌浓缩酸奶,它是风味酸乳。复原发酵乳中MUFA含量为0.028 8和0.532 g/100 g,显著低于其他风味发酵乳和风味酸乳。B品牌脱脂鲜牛奶中MUFA最低,含量为0.018 8 g/100 g。羊乳中MUFA含量为0.890和0.934 g/100 g,K品牌奶糖风味牛奶中MUFA含量是0.867 g/100 g。鲜牛奶和纯牛奶中MUFA含量高于风味发酵乳和风味酸乳,脱脂乳和复原发酵乳中MUFA含量较低,液态羊乳中MUFA的含量和液态牛乳相近。

2.3 PUFA含量分析

PUFA按照从甲基端开始第1个双键的位置不同,可分为ω-3和ω-6 PUFA。研究表明,通过补充PUFA可以减少炎症、中风、氧化应激和肝脏疾病的发生[16-18]。由表2可知,鲜牛奶和纯牛奶中PUFA含量在0.107～0.135 g/100 g,含量较高的是E品牌牛乳、D品牌悦活鲜牛奶和B品牌鲜牛乳,其中,E品牌牛乳是高温杀菌乳,D品牌悦活鲜牛奶是超瞬时杀菌乳,B品牌鲜牛乳是全脂巴氏杀菌乳。风味发酵乳和风味酸乳中PUFA含量在0.072 5～0.103 g/100 g,含量最高的是A品牌炭烧风味发酵乳,它是风味发酵乳。复原发酵乳中PUFA含量为0.003 62和0.027 9 g/100 g,显著低于其他风味发酵乳和风味酸乳。B品牌脱脂鲜牛奶中PUFA含量最低,含量为0.003 15 g/100 g。羊乳中PUFA含量为0.087 8和0.094 1 g/100 g,K品牌奶糖风味牛奶中PUFA含量是0.098 4 g/100 g。鲜牛奶和纯牛奶中PUFA含量高于风味发酵乳和风味酸乳,脱脂乳和复原发酵乳中PUFA含量较低,液态羊乳中PUFA的含量和液态牛乳相近。

2.4 ω-3脂肪酸含量分析

ω-3脂肪酸能够有效的降低人体多余的胆固醇,并且还能抑制血液中血小板的聚集,从而防止血液形成血栓,具有预防或改善高脂血症和抗冠心病的作用[19]。由表2可知,鲜牛奶和纯牛奶中ω-3脂肪酸含量在0.008 95～0.014 9 g/100 g,含量较高的是D品牌悦活鲜牛奶、D品牌纯牛奶和E品牌纯牛乳,其中,D品牌悦活鲜牛奶是超瞬时杀菌乳,D品牌纯牛奶和E品牌纯牛乳是高温杀菌乳。风味发酵乳和风味酸乳中ω-3脂肪酸含量在0.004 75～0.013 9 g/100 g,含量最高的是G品牌浓缩酸奶,它是风味酸乳。B品牌脱脂鲜牛奶和J品牌复原乳风味发酵乳ω-3脂肪酸含量均小于0.005 g/100 g,低于检出限,J品牌复原乳风味发酵乳可能因为复原乳经过多次高温处理,其营养价值会有所降低[20-21],再经过发酵工艺制成的风味发酵乳产品,导致样品中未检出到ω-3脂肪酸。羊乳中ω-3脂肪酸含量为0.008 30和0.010 2 g/100 g,K品牌奶糖风味牛奶中ω-3脂肪酸含量是0.008 95 g/100 g。鲜牛奶和纯牛奶中ω-3脂肪酸含量高于风味发酵乳和风味酸乳,脱脂乳和复原风味发酵乳中未检测到ω-3脂肪酸含量,液态羊乳中ω-3脂肪酸的含量和液态牛乳相近。

2.5 ω-6脂肪酸含量分析

ω-6脂肪酸有促进炎症反应的作用,促进细胞生长发育,调节生长激素的释放[16]。由表2可知,鲜牛奶和纯牛奶中ω-6脂肪酸含量在0.063 6～0.135 g/100 g,含量较高的是E品牌牛乳、D品牌悦活鲜牛奶和B品牌鲜牛乳,其中,E品牌牛乳是高温杀菌乳,D品牌悦活鲜牛奶是超瞬时杀菌乳,B品牌鲜牛乳是全脂巴氏杀菌乳。风味发酵乳和风味酸乳中ω-6脂肪酸含量在0.079 7～0.103 g/100 g,含量最高的是A品牌炭烧风味发酵乳,它是风味发酵乳。复原发酵乳中ω-6脂肪酸含量为0.003 60和0.026 2 g/100 g,显著低于其他风味发酵乳和风味酸乳。B品牌脱脂鲜牛奶中ω-6脂肪酸含量最低,含量为0.003 15 g/100 g。羊乳中ω-6脂肪酸含量为0.087 8和0.094 1 g/100 g,K品牌奶糖风味牛奶中ω-6脂肪酸含量是0.098 5 g/100 g。鲜牛奶和纯牛奶中ω-6脂肪酸含量高于风味发酵乳和风味酸乳,脱脂乳和复原发酵乳中ω-6脂肪酸含量较低,液态羊乳中ω-6脂肪酸的含量和液态牛乳相近。

2.6 反式脂肪酸含量分析

反式脂肪酸是一种含有反式非共轭双键结构的不饱和脂肪酸,食用过多可能会造成人体血脂代谢紊乱,对心血管疾病或冠心病产生某种程度的影响[22]。但乳制品中反式脂肪酸含量较低,在正常膳食摄入量下,对健康没有危害。由表2可知,鲜牛奶和纯牛奶中反式脂肪酸含量在0.051 5～0.093 7 g/100 g,风味发酵乳和风味酸乳中反式脂肪酸含量在0.020 7～0.103 g/100 g,G品牌浓缩酸奶中反式脂肪酸含量比较高,含量为0.103 g/100 g。C品牌复原乳风味酸牛奶和J品牌复原乳风味发酵乳中反式脂肪酸含量分别为0.111 g/100 g和0.001 41 g/100 g, C品牌复原乳风味酸牛奶和J品牌复原乳风味发酵乳同为复原乳,但因其品牌和生产工艺不同从而产生了含量的差异。B品牌脱脂鲜牛奶中未检出反式脂肪酸。羊乳中反式脂肪酸含量为0.047 7 g/100 g和0.073 8 g/100 g,K品牌奶糖风味牛奶中反式脂肪酸含量是0.043 7 g/100 g。鲜牛奶和纯牛奶中反式脂肪酸含量高于风味发酵乳和风味酸乳,脱脂乳中反式脂肪酸含量最低,液态羊乳中反式脂肪酸的含量和液态牛乳相近。

2.7 总脂肪酸含量分析

脂肪酸是由碳、氢、氧3种元素组成的一类化合物,是中性脂肪、磷脂和糖脂的主要成分,脂肪酸储存在脂肪细胞中,以备人体不时之需。由表2可知,鲜牛奶和纯牛奶中总脂肪酸含量在3.36～3.90 g/100 g,含量较高的是D品牌悦活鲜牛奶、E品牌牛乳和B品牌鲜牛乳,其中,D品牌悦活鲜牛奶是超瞬时杀菌乳,E品牌牛乳是高温杀菌乳,B品牌鲜牛乳是全脂巴氏杀菌乳。风味发酵乳和风味酸乳中总脂肪酸含量在2.49～3.89 g/100 g,含量最高的是G品牌浓缩酸奶,它是风味酸乳。B品牌脱脂鲜牛奶中总脂肪酸含量最低,含量为0.082 8 g/100 g。鲜牛奶和纯牛奶中总脂肪酸含量高于风味发酵乳和风味酸乳,脱脂乳中总脂肪酸含量最低,液态羊乳中总脂肪酸的含量和液态牛乳相近。

3 结论

28种液态乳制品中,SFA含量较高,MUFA次之,PUFA中ω-6脂肪酸含量较多,反式脂肪酸含量最少。巴氏杀菌乳、超高温灭菌乳、INF乳中SFA、MUFA、PUFA、ω-3脂肪酸、ω-6脂肪酸、反式脂肪酸和总脂肪酸的含量普遍高于风味发酵乳和风味酸乳,液态羊乳中脂肪酸的组成和含量与液态牛乳相近。28种液态乳制品中,脂肪酸的组成和含量差异非常显著,这是因为28种液态乳制品中有牛乳、羊乳、复配乳、浓缩乳等不同来源的乳品,可能直接导致了脂肪酸的组成和含量的差异。不同液态乳制品的加工处理方式不同,对脂肪酸的含量具有显著影响。此外高温杀菌乳、超瞬时杀菌乳的贮藏时间的不同可能也会导致脂肪酸含量的差异性。后续研究应该侧重不同乳来源、不同热处理方式、不同保质期液态乳制品中脂肪酸含量的差异研究。

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