牛奶蛋白饮料热稳定性检测新方法：基于油浴浸没加热与离心沉降技术的定量评估

为解决高蛋白乳饮料在超高温(UHT)和灭菌处理过程中的蛋白聚集沉淀问题，研究人员开发了基于密封不锈钢管油浴加热系统的热稳定性检测方法，结合离心沉降测试和激光散射粒径分析技术。该研究证实冷复水(4°C)结合均质处理的MPC85溶液能显著降低热处理诱导的酪蛋白胶束聚集，并验证了磷酸二钾(DKP)对热稳定性的提升作用。该方法可有效筛选不同配方的热稳定性差异，为乳品工业提供实用工具。

　　

随着消费者对高蛋白乳饮料需求的增长，超高温瞬时(UHT)和灭菌处理技术成为延长货架期的关键手段。然而，牛奶蛋白在高温下易发生不可逆聚集，导致产品出现沉淀、质地劣化等问题。传统热稳定性检测方法依赖主观观察玻璃管内蛋白絮凝情况，缺乏定量评估手段。更棘手的是，不同来源的牛奶蛋白浓缩物(MPC)粉末在复水后表现出显著差异的热稳定性，但目前缺乏快速有效的筛选方法。

为攻克这些技术瓶颈，研究人员创新性地开发了小型油浴浸没加热系统。该系统采用密封不锈钢(SS)工艺管，可精确控制60-170°C范围内的温度和时间参数。通过耦合离心蛋白沉降测试与激光散射粒径分析，实现了对热处理前后蛋白聚集程度的定量评估。研究成果发表在《Journal of Dairy Science》，为乳品工业提供了可靠的质量控制工具。

关键技术包括：(1)冷复水工艺(4°C过夜)促进蛋白水合；(2)19.3 MPa两段均质实现"平滑化"处理；(3)油浴加热系统模拟UHT-DSI(直接蒸汽注入)和灭菌条件；(4)21,000×g离心5分钟定量沉淀蛋白；(5)Malvern Mastersizer 2000分析0.1-0.26 μm区间的酪蛋白胶束分布。

材料与方法
研究设计三个实验：实验一比较均质处理对复水MPC85粒径的影响；实验二评估DKP在不同温度下的稳定效果；实验三检测8种商业MPC85粉末的热稳定性差异。采用GLM统计模型分析数据，所有实验重复两次。

实验结果
实验一证实：冷复水后经均质处理的MPC85溶液，其酪蛋白胶束粒径分布(0.15 μm)与脱脂乳相似，未处理组则存在显著聚集(0.21 μm)。沉降测试显示均质使沉淀蛋白从5.78%降至3.99%。

实验二发现：添加0.15% DKP能显著抑制热处理诱导的蛋白聚集。在UHT条件(155°C)下，未添加DKP样品沉淀率达20.24%，而添加组仅4.20%。值得注意的是，DKP通过螯合钙离子而非调节pH(pH保持6.5-6.7)发挥作用。

实验三揭示：8种商业MPC85粉末存在显著热稳定性差异。其中pH较低(6.58-6.65)的两种粉末在155°C处理时沉淀率高达10-12%，显著高于其他样品(3-6%)。激光散射分析显示，优质MPC85经热处理后仍保持95-99%的酪蛋白胶束粒径在0.1-0.26 μm区间。

讨论与结论
该研究建立的油浴热稳定性检测方法具有三大创新价值：首先，采用定量离心沉降替代传统主观评估，灵敏度可检测0.5%的蛋白沉淀差异；其次，结合粒径分析揭示酪蛋白胶束(CN)聚集机制；最后，小型化设计(6.6 mL/样品)大幅降低检测成本。

实践意义体现在：1) 验证冷复水(4°C)+均质处理的组合工艺可替代化学添加剂，符合清洁标签趋势；2) 为MPC原料筛选提供标准方法，避免不合格原料导致生产损失；3) 证实pH是影响MPC热稳定性的关键因素，为工艺优化指明方向。该技术现已应用于多家乳企的高蛋白饮料开发，有效缩短了产品研发周期。