[科普中國(guó)]-蛋白質(zhì)含量標(biāo)準(zhǔn)化

蛋白質(zhì)含量的標(biāo)準(zhǔn)化簡(jiǎn)介

蛋白質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)化問(wèn)題是近年來(lái)國(guó)際乳品界一直在探討和謀求法規(guī)化的熱點(diǎn)論題。國(guó)際乳業(yè)聯(lián)合會(huì)(IDF)早在1991年在日本召開(kāi)的年會(huì)上就對(duì)這個(gè)論題設(shè)立專(zhuān)門(mén)機(jī)構(gòu)。因乳品行業(yè)對(duì)脂肪標(biāo)準(zhǔn)化已進(jìn)行幾個(gè)時(shí)代，考慮蛋白質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)化已成為不可回避的問(wèn)題。近年來(lái)隨著加工技術(shù)尤其是膜技術(shù)作為單元操作的發(fā)展，蛋白質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)問(wèn)題已不再是瓶頸，但就這個(gè)問(wèn)題與之相關(guān)的提議和脂肪標(biāo)準(zhǔn)化相比遠(yuǎn)不相同。專(zhuān)家們認(rèn)識(shí)到，蛋白質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)化不僅僅具有技術(shù)價(jià)值，它在營(yíng)養(yǎng)、法規(guī)、消費(fèi)者利益、經(jīng)濟(jì)學(xué)等諸方面都很有意義。為此，IDF于1994年的蛋白質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)術(shù)研討會(huì)上成立了一個(gè)新的專(zhuān)門(mén)研究這一課題的專(zhuān)家組D47一乳中蛋白質(zhì)含量的標(biāo)準(zhǔn)化。這次研討會(huì)還總結(jié)了蛋白質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)化論題的研究工作情況，主要內(nèi)容如下：①目前只有保藏乳，如加糖煉乳和乳粉的蛋白質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)化是法規(guī)準(zhǔn)許的；②液體乳和稀奶油的蛋白質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)化還需進(jìn)行進(jìn)一步的研究；③保藏乳的蛋白質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)化法規(guī)也應(yīng)把乳考慮進(jìn)去；④必要時(shí)，IDF將在下一次法典委員會(huì)上建議對(duì)“乳和乳制品原則法典”第1、2款進(jìn)行修改，準(zhǔn)許對(duì)乳和乳制品進(jìn)行蛋白質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)化。

在意識(shí)到技術(shù)可行的同時(shí)，對(duì)蛋白質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)化首先由新西蘭和丹麥兩個(gè)國(guó)家倡導(dǎo)和驅(qū)動(dòng)。它們?cè)趪?guó)際上進(jìn)行著大量的奶粉貿(mào)易，而且它們國(guó)家的奶粉中蛋白質(zhì)含量又顯著高過(guò)全球平均水平，它們看到在國(guó)際市場(chǎng)與那些低蛋白質(zhì)含量的奶粉都以同樣每噸價(jià)位在出售，難怪它們要為公平競(jìng)爭(zhēng)而爭(zhēng)取。另一個(gè)相關(guān)原因是乳脂肪和蛋白質(zhì)相對(duì)價(jià)值的變化，傳統(tǒng)上牛乳脂肪占有相當(dāng)超過(guò)一半的牛乳價(jià)值，但最近在國(guó)際市場(chǎng)價(jià)格上，該平衡已劇烈地轉(zhuǎn)變，牛乳蛋白質(zhì)部分已占有70%的價(jià)值，隨著牛乳蛋白質(zhì)經(jīng)濟(jì)重要性的增加，蛋白質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)化已是一項(xiàng)勢(shì)在必行的工作。目前乳和乳制品的蛋白質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)化，除非有不同的描述，產(chǎn)品尚無(wú)法定承認(rèn)。

蛋白質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)化區(qū)別于脂肪標(biāo)準(zhǔn)化脂肪標(biāo)準(zhǔn)化已應(yīng)用多年，工藝上也相對(duì)簡(jiǎn)單。從實(shí)踐出發(fā)，牛乳脂肪具有相似的、均勻的組成，其具有相對(duì)較低的密度，非常容易與脫脂牛乳分開(kāi)，經(jīng)離心分離之后，所去除的脂肪與原來(lái)存在于牛乳中的脂肪基本上具有相同的組成。但對(duì)牛乳蛋白而言卻不是這種情況，在本質(zhì)上它不是均一的，它由本質(zhì)上差異顯著的酪蛋白、乳清蛋白和非蛋白氮化物所構(gòu)成；經(jīng)過(guò)超濾處理，低分子質(zhì)量蛋白質(zhì)部分將優(yōu)先通過(guò)膜失去，去除掉的蛋白質(zhì)與牛乳中原有的蛋白質(zhì)不再具有相同的組成，據(jù)計(jì)算這種影響可以改變牛乳中天然的酪蛋白、乳清蛋白比例達(dá)7%～8%。

蛋白質(zhì)比例這種變化改變了天然牛乳蛋白質(zhì)的組成，在法規(guī)制定時(shí)必須對(duì)其加以考慮，一個(gè)基本要求是乳中酪蛋白、乳清蛋白比例應(yīng)保持不變。這是一個(gè)非常重要的要求，當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)標(biāo)準(zhǔn)化首次被考慮時(shí)，就擔(dān)心通過(guò)加入乳清類(lèi)原料進(jìn)行蛋白質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)化，這樣蛋白質(zhì)水平將降低，導(dǎo)致不被接受的質(zhì)量問(wèn)題。為避免這種情況，在國(guó)際范圍內(nèi)已制定了一個(gè)關(guān)于蛋白質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)化的原則：酪蛋白：乳清蛋白的比例保持不變。

另一個(gè)相關(guān)的問(wèn)題是，到目前尚沒(méi)有一個(gè)可行的測(cè)試方法來(lái)檢測(cè)在加熱處理過(guò)牛乳中實(shí)際酪蛋白和乳清蛋白的比例。國(guó)際上已關(guān)注蛋白質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)化重要性的同時(shí)，IDF十分迫切地被要求開(kāi)發(fā)測(cè)定二者比例的方法，目前尚無(wú)結(jié)論。另一個(gè)在蛋白質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)化和脂肪標(biāo)準(zhǔn)化之間的差異是：非脂乳固體的組成，特別是蛋白質(zhì)，在脫脂乳中略高于全脂乳，例如蛋白質(zhì)含量3.0%的全脂乳，當(dāng)離心處理得到脫脂乳時(shí)蛋白質(zhì)含量可達(dá)3.12%。這不僅混淆任何法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)也提高法規(guī)制定的困難性，因牛乳有時(shí)以脂肪含量不同的系列形式出售。如果當(dāng)?shù)胤ㄒ?guī)同意時(shí)，牛乳蛋白質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)化將包括改變蛋白質(zhì)濃度高達(dá)10%，如今是考慮用適當(dāng)工藝來(lái)達(dá)到這一目的1。

潛在工藝就如同離心分離機(jī)是脂肪標(biāo)準(zhǔn)化的關(guān)鍵工藝一樣，超濾是牛乳蛋白質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)化的關(guān)鍵工藝。用超濾處理，將牛乳分成兩部分，簡(jiǎn)單稱(chēng)為組成濃部分和組成稀部分，就同離心分離成稀奶油和脫脂乳一樣，最終的產(chǎn)品需要適當(dāng)比例混合這兩部分來(lái)達(dá)到需要組成濃度。脂肪標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)生的多余脂肪用做它用，同樣蛋白質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)化導(dǎo)致的蛋白富集截留液用做它用。飲用型牛乳蛋白質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)化將產(chǎn)生一個(gè)新的乳制品流，稱(chēng)之為超濾截留液或牛乳蛋白濃縮液(WPC)，該產(chǎn)品的組成將取決于所用超濾工藝的濃縮程度，例如濃縮因子為2，截留蛋白濃度為6.5%，而當(dāng)濃度因子為4.5時(shí)，將導(dǎo)致截留蛋白質(zhì)濃度達(dá)14%。

飲用型牛乳蛋白質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)化引發(fā)的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題是擔(dān)心過(guò)剩截留液的利用。許多研究已證明該產(chǎn)品有相當(dāng)廣泛的應(yīng)用前景，如在硬質(zhì)和半硬質(zhì)于酪、酸奶、甜食、冷飲、烘焙食品中可以應(yīng)用；成功應(yīng)用蛋白質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)化還有一個(gè)關(guān)鍵成本有效性問(wèn)題，能在現(xiàn)成的產(chǎn)品線中應(yīng)用截留濃縮液而不是作為商品推向市場(chǎng)將大有好處，經(jīng)濟(jì)性更合理，具有較高的經(jīng)濟(jì)回報(bào)。在牛乳蛋白質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)化法規(guī)到來(lái)之時(shí)，很可能每個(gè)廠都自己購(gòu)買(mǎi)和運(yùn)行超濾設(shè)備，因此，合乎邏輯的推測(cè)會(huì)有商品的超濾截留液和濾過(guò)液出售，到時(shí)只需考慮對(duì)這些原料提出要求標(biāo)準(zhǔn)和詳細(xì)說(shuō)明即可。具體標(biāo)準(zhǔn)化方式如下：

(1)蛋白質(zhì)含量向上標(biāo)準(zhǔn)化

改變?nèi)橹械鞍踪|(zhì)含量最常用的技術(shù)是膜過(guò)濾技術(shù)。

超濾：選用合適的膜可以把蛋白質(zhì)與水、乳糖、鹽和其它微量成分分開(kāi)，但這項(xiàng)技術(shù)雖然提高了蛋白質(zhì)含量，也改變了非脂乳固體中蛋白質(zhì)的比例，也改變了原有非脂乳固體的組成。

反滲透：只讓水通過(guò)，在濃縮了蛋白的同時(shí)，也濃縮了非脂乳固體，但非脂乳固體的組成沒(méi)有改變。

微濾：使用微濾過(guò)濾膜技術(shù)時(shí)，乳清蛋白隨滲析液失掉，乳中酪蛋白含量得以提高，此技術(shù)改變了原料乳中酪蛋白與乳清蛋白的比例，已與原料乳完全不同。

另一種提高蛋白質(zhì)的方法是在乳中加入乳蛋白質(zhì)，如干酪素、乳清蛋白或全乳蛋白質(zhì)，從技術(shù)角度講，這種方法最經(jīng)濟(jì)可行，但它面臨口感、標(biāo)簽和消費(fèi)者態(tài)度等許多問(wèn)題。

(2)蛋白質(zhì)向下標(biāo)準(zhǔn)化

通常在高蛋白質(zhì)含量乳中加入超濾滲析液來(lái)減少乳中蛋白質(zhì)的含量，這是目前世界上正使用的方法，也是唯一的方法。乳滲析液含有乳中所有的水溶性成分，對(duì)于乳中含有的含氮化合物，只有分子能通過(guò)超濾膜的極少非蛋白氮區(qū)分物質(zhì)存在于滲析液中，因此用滲析液稀釋高蛋白含量的乳不會(huì)改變?cè)腥橹蟹堑鞍踪|(zhì)的成分。乳品工業(yè)中有大量現(xiàn)成的乳清滲析液，同乳滲析液不同的是它的非蛋白氮含量高，因?yàn)槟檫^(guò)程中分解的酪蛋白大分子肽在乳清超濾后也許會(huì)保留在濾液中，如果用乳清滲析液來(lái)稀釋高蛋白含量的乳，最終產(chǎn)品中非蛋白氮區(qū)分物就會(huì)增加，且一些脂肪水解產(chǎn)物和水解后帶來(lái)的氣味會(huì)破壞最終的感官指標(biāo)。

(3)乳粉蛋白向上標(biāo)準(zhǔn)化

為了提高蛋白質(zhì)與非脂干物質(zhì)的比例，現(xiàn)在常采用下列幾種方法：加入乳蛋白質(zhì)濃縮物或用超濾技術(shù)除去滲析液；加入天然高蛋白質(zhì)含量的乳粉；加入酪蛋白和乳清蛋白比例適合的蛋白質(zhì)濃縮物。

超濾雖然提高了乳中的蛋白質(zhì)含量，卻使最終產(chǎn)品中的非脂乳固體的產(chǎn)出量降低了，這是因?yàn)槿樘呛望}在滲析液中，除去了滲析液也就除去了它們，從而造成了非脂乳固體的產(chǎn)出量的降低。一般來(lái)說(shuō)，使脫脂乳中蛋白質(zhì)含量每提高0.2%，或使脫脂奶粉中蛋白質(zhì)含量每提高2%，則得到經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化的最終產(chǎn)品所需乳的用量約提高7%～10%2。