三种热加工方式对香草风味乳蛋白饮料化学、物理及感官特性的影响比较研究

本研究针对即饮型(RTD)蛋白饮料市场快速增长但热加工工艺对产品特性影响机制不明的问题，系统比较了超高温直接蒸汽注入(UHT-DSI)、高压灭菌(retort)和高压釜(autoclave)三种热加工方式对6.5%蛋白含量的重组乳蛋白饮料的影响。通过成分分析、矿物质测定、挥发性物质检测及专业感官评价，发现不同热处理会显著改变蛋白质溶解性、色泽及风味特征：UHT-DSI产生典型硫磺味，而retort和autoclave则通过美拉德反应形成焦糖风味。该研究为RTD蛋白饮料加工工艺选择提供了重要理论依据，成果发表于《Journal of Dairy Science》。

　　

随着全球功能性饮料市场的高速增长，即饮型(RTD)蛋白饮料作为重要品类面临关键挑战：热加工过程中蛋白质变性、风味劣变等问题直接影响产品品质。目前对UHT-DSI、retort和autoclave三种常用灭菌工艺在乳蛋白饮料中的应用差异缺乏系统研究，这制约了工艺优化和产品创新。

为解析这一科学问题，中国某研究机构团队在《Journal of Dairy Science》发表重要研究成果。研究选用含6.5%蛋白质的香草风味重组乳蛋白饮料为模型，通过多维度分析揭示了不同热加工方式对产品特性的差异化影响。

研究采用UHT-DSI(142°C/3s)、retort(123°C, F₀
=5)和autoclave(112°C/6min)三种处理方式，结合成分分析、矿物质检测、色度测定、流变学分析、粒径分布、专业感官评价、挥发性物质检测及糠氨酸(furosine)测定等方法。特别运用顶空固相微萃取-气相色谱质谱联用(HS-SPME-GCMS)和感官谱分析法(Spectrum method)等先进技术。

Beverage Composition
热加工导致非蛋白氮(NPN)显著升高，retort和autoclave组NPN值较未处理组提高2倍，表明热处理促使乳糖与乳清蛋白相互作用生成12%三氯乙酸(TCA)可溶性物质。

Mineral Content, pH, Color, and Viscosity Analysis
所有热处理均显著降低pH值(pH 6.95→6.77-6.89)，CIE b*值升高证实美拉德反应加剧。UHT-DSI组L值最高(77.41)，呈现最白外观。

Particle Size
激光散射显示UHT-DSI处理后99.97%颗粒保持酪蛋白胶束尺寸(0.05-0.27μm)，而retort组蛋白聚集最显著(仅81.56%维持胶束结构)。

Descriptive Analysis
感官评价发现UHT-DSI特有硫磺蛋腥味(强度1.2)，retort/autoclave则产生独特焦糖风味(强度1.1-1.5)。未处理组黏度最高(2.4 vs 热处理组1.9-2.0)。

Volatiles and Furosine
HS-SPME-GCMS检测到30种风味物质：UHT-DSI组硫化氢(60μg/kg)和甲硫醇(25.9μg/kg)含量最高；retort/autoclave组2-甲基丁醛、2-呋喃甲醇等美拉德反应产物显著增加。值得注意的是，重组乳蛋白饮料中糠氨酸含量呈现反常趋势：未处理组最高(60.8mg/100g CP)，热处理后反而降低。

该研究首次系统阐明三种热加工方式对乳蛋白饮料特性的差异化影响：UHT-DSI因瞬时高温产生硫化物特征风味，而retort/autoclave通过长时间热处理促进美拉德反应形成焦糖风味。特别发现重组乳蛋白饮料中糠氨酸不适合作为热损伤指标，这对RTD蛋白饮料加工工艺选择具有重要指导意义。研究结果为开发特定风味特征的蛋白饮料产品提供了科学依据，也为解决热加工导致的蛋白溶解性和风味控制难题开辟了新思路。