HTST与UV-C处理对全脂乳、脱脂乳及浓缩乳清蛋白品质影响的比较研究

为解决传统高温短时(HTST)巴氏杀菌对乳品营养和风味的影响问题，研究人员开展了紫外C波段(UV-C)湍流处理技术对全脂乳(WM)、脱脂乳(SM)及浓缩乳清蛋白(WPC55)品质影响的系统研究。结果表明UV-C处理能有效保留蛋白质结构和营养成分，同时减少热致异味化合物生成，为乳品非热加工提供了新思路。

　　

乳制品作为重要的营养来源，其加工技术直接影响产品的品质和安全性。传统的高温短时(HTST)巴氏杀菌虽能有效灭活微生物，但72°C以上的热处理会导致乳蛋白变性、脂质氧化及异味物质生成，特别是对热敏感的乳清蛋白浓缩物(WPC)易发生凝胶化。与此同时，消费者对保留天然营养成分的非热加工技术需求日益增长。紫外C波段(UV-C)作为一种新兴的非热杀菌技术，通过254 nm波长破坏微生物DNA，但其在浑浊乳体系中的穿透效率及对乳成分的影响尚不明确。

加拿大Agropur乳业研究所的Véronique Perreault团队在《International Dairy Journal》发表研究，创新性地采用双直径线圈(5/7 mm)湍流反应器系统，对比分析了HTST(72°C/16 s)与不同参数UV-C处理对全脂乳(WM)、脱脂乳(SM)、全脂乳衍生的脱脂乳(SM_WM
)及55%蛋白含量的乳清蛋白浓缩物(WPC55)的影响。研究通过测定基本成分、蛋白质特性及挥发性物质，系统评估了两种处理技术的优劣。

关键技术方法包括：(1)采用Lyras湍流UV-C系统(234 W，254 nm)结合5/7 mm线圈实现不同剂量处理；(2)动态光散射(DLS)分析颗粒分布；(3)SDS-PAGE电泳检测蛋白质聚集；(4)Ellman法测定游离巯基(-SH)；(5)固相微萃取-气相色谱(SPME-GC)分析挥发性有机物(VOCs)。

3.1 基本成分
所有处理组的总固体、乳糖、蛋白质和灰分含量无显著差异，仅UV 2-7处理的SM_WM
脂肪含量(0.19%)显著低于HTST组(0.67%)，这归因于湍流效应(雷诺数>5000)促进了脂肪均匀分散。

3.2 颗粒分布
HTST处理的SM_WM
颗粒粒径(194.42 nm)显著大于对照组(175.29 nm)，这与β-乳球蛋白(BLG)与乳脂肪球膜(MFGM)蛋白相互作用有关。而UV-C处理对所有样品的粒径均无影响，证实其不会诱导蛋白聚集。

3.3 蛋白质特性
SDS-PAGE显示所有处理组的蛋白质谱带强度相似，仅在非还原条件下观察到150-250 kDa的聚集体，还原后消失证实其为二硫键连接的BLG/κ-酪蛋白(κ-CN)复合物。游离巯基含量(4.89-21.06 μM)和表面疏水性(182-879×10³
)在各组间无差异，说明72°C HTST和0.63 J/cm²
UV-C均未显著改变蛋白质高级结构。

3.5 挥发性物质
HTST处理显著增加醇类(1-己醇达3.04 μg/kg)和己醛(102.75 μg/kg)，后者是亚油酸氧化的标志物。而UV 2-5处理促进短链脂肪酸释放(己酸达2217.78 μg/kg)，但未产生硫化物。值得注意的是，UV-C组的酮类(2-庚酮26.99 μg/kg)虽高于对照组，但仍低于感官阈值。

这项研究首次系统比较了湍流UV-C与HTST对多元乳体系的综合影响。结果表明，在达到商业灭菌要求的前提下，UV-C能更好地保留乳蛋白天然结构，同时减少热致异味。特别是对热敏感的WPC55，UV-C避免了凝胶化风险，为其在功能性食品中的应用开辟了新途径。研究设计的双线圈湍流系统有效解决了乳品不透明导致的UV穿透难题，为工业化应用提供了关键技术参数。未来研究需结合微生物灭活效率和感官评价，进一步优化UV-C处理参数。