[科普中国]-乳清蛋白氮

脱脂乳粉的热处理程度(乳清蛋白氮指数)

传统上，脱脂乳粉由生产过程中对牛乳的热处理来进行分类。最早对于这种分类的要求来自于面包烘焙业。烘焙业需要高温脱脂乳粉作为营养补充，而其他热处理方式的脱脂乳粉对产品质地会有影响。由于这些要求，就出现了热分类方法和乳清蛋白氮指数的测定方法。

乳清蛋白氮指数是对生产过程中热处理的间接估量。牛乳中的乳清蛋白相对比较热敏感(而酪蛋白就不热敏感)，因此可用乳清蛋白的热变性程度作为所经历热处理的指标。WPNI的定义是1g脱脂乳粉中未变性的乳清蛋白氮的质量(mg)(ADMI，1971)。

按照这一分类标准可以把脱脂乳粉分为3类，如图1所示。

只有低温脱脂乳粉能用于生产再制半硬质乳酪。大多数其他的应用对脱脂乳粉并不要求一定要经过特别的热处理或处于特定的乳清蛋白氮指数范围。WPNI应该被看作是热处理程度的标尺，而不应该把它和脱脂乳粉的性质过分紧密地联系在一起。实际操作中，WPNI只和两种产品的应用有关：烘焙面包(WPNI6.0)。在其他一些产品的应用中，可能乳粉生产过程中的预热处理也很关键，但WPNI值并不都有用。例如，在生产RSCM的过程中，当预热温度升高时，如果预热处理时间固定，产品的黏度通过一个最大值，然后开始下降，而此时的WPNI值随着预热温度的升高继续降低。另外一个预热处理很关键的例子是专门用于REM生产的热稳定性乳粉。它所需要的预热处理非常强烈，以至于WPNI值随着热处理的增强已经无法反应了，因为在这种情况下所有的乳清蛋白应该都已经发生了变性。

最后，这种热分类系统并不适用于全脂乳粉。这是因为有必要对牛乳进行一定的热处理以产生抗氧化复合物，以便延长产品的保质期，预防出现不好的风味。而这才是全脂乳粉生产过程中热处理的最重要作用，因此试图把全脂乳粉的热处理和WPNI值联系起来定义是没有什么意义的1。

乳蛋白质实际上巴氏杀菌对乳蛋白质，即酪蛋白(80%)和乳清蛋白(20%)并没有影响。

超高温处理导致凝乳时间异常加长，通过添加可溶性钙可以改善。短时蒸煮、超高温和保持灭菌将很大程度引起乳清蛋白变性(图2)。括弧中的数值表示由于不同加热处理引起的酪蛋白氮增加量或乳清蛋白氮减少量的百分比。

根据热处理程度不同，酪蛋白氮增加而乳清蛋白氮降低：乳清蛋白氮沉积在酪蛋白上。在实验型的超高温工厂，曾经研究过直接加热和间接加热对β一乳球蛋白的影响，细菌学效果等同的工艺结果表明，直接型超高温处理导致68.4%的β一乳球蛋白变性，而间接超高温处理导致91.9%的变性。乳中乳清蛋白的变性使牛乳色泽变自，但不降低其营养价值，使其转化成易于被人体吸收的软凝结物。来自人乳的这类凝结物是柔软的。

不同的热处理对大多数氨基酸都不产生影响。但是，据记载乳中赖氨酸含量有少许损失(图3)，这类损失大部分取决于热处理的程度。

比较直接超高温和间接超高温处理，二者导致可观察的赖氨酸损失量差异并不显著。

凝乳时间很大程度取决于牛乳的pH。将牛乳加热到140℃，测量热凝乳形成所需的时间。当pH等于6.8或接近6.8时，即牛乳的正常pH，牛乳的热稳定性最差。特别是在碱性环境中，蛋白质的热稳定性急剧上升(图4)。

利用大鼠的动物实验表明，巴氏杀菌、超高温处理、喷雾干燥、滚筒干燥、浓缩和蒸发对乳蛋白质的生物效价几乎没有影响，而保持灭菌则有明显影响(图5)。

饲喂大鼠的试验发现，巴氏杀菌或超高温处理对乳蛋白生物效价没有影响，而保持灭菌导致生物效价显著降低。进一步研究表明，巴氏杀菌或超高温处理不影响全面营养价值2。