專利名稱：一種預測uht乳貨架期的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種預測UHT乳貨架期的方法，尤其是一種利用檢測UHT乳 中的脂肪酶含量來預測UHT乳貨架期的方法。
背景技術：
UHT (Ultra High Temperature)乳是在20世紀60年代出現(xiàn)的一種產品，它 是指采用超高溫滅菌和無菌灌裝的工藝過程加工而成的牛乳制品。
與巴氏乳相比，UHT乳解決了液態(tài)乳運輸、儲存、保鮮難的問題，有效地 保持了蛋白質、鈣等營養(yǎng)物質。其特性是產品能達到商業(yè)無菌，只需在常溫 下保存，分銷不需冷鏈，貨架期長(一般能貯存1 6個月)，乳中的營養(yǎng)成份 (除了個別水溶性維生素外)基本同巴氏殺菌乳相同。UHT與傳統(tǒng)的巴氏殺菌 相比，能大大減少牛乳顏色、風味和營養(yǎng)價值的損失，因而成為目前最佳而且 發(fā)展最快的加工方式。
食品貨架期指產品能夠貯存的時間，在貯存時間內產品質量可以被接受并 且滿足顧客質量要求的時間長度。貨架期加速實驗(ASLT， Accelerated shelf-life testing)主要是針對長貨架期的產品在研究中周期長效率低的問題而發(fā)展起來的 一種實驗方法。該實驗方法是將產品置于激烈的條件下加速其反應，使得在較 短的時間內(短于其真正貨架期的時間)預測出產品的真正貨架期。加速試驗 使用的條件主要有高溫、高濕、光照、更嚴格的溫度循環(huán)和高震蕩等，在食 品行業(yè)多用高濕、高溫和光照，其中溫度加速試驗使用的較為廣泛。
近年來，商家為了獲得銷售利益，致力于研究長貨架期的產品，例如近幾 年受到國內外廣泛關注的貨架期延長(Extended shelf-life ESL)乳，即ESL乳。 研究長貨架期的產品已成為了 一種發(fā)展趨勢。
目前，國標和行業(yè)標準中均沒有檢測牛乳特別是UHT乳貨架期的方法，現(xiàn) 在對于UHT新品貨架期的判定，主要依靠研發(fā)員綜合殺菌方式、包裝形式等因 素，給出經驗值，之后將產品在常溫條件下放置，定期觀察，以此來確定產品 的貨架期。這種方法判定的結果帶有很強的主觀性，并且判定時間很長，通常
需要6-8個月來驗證判定的準確性。在改善UHT乳以及開發(fā)新產品的過程中研 究需要的時間長，人力物力的消耗較大。
乳中脂肪酶主要有兩種， 一種存在于原料乳中，稱為天然脂肪酶；另一種 是嗜冷菌所產生的，稱為微生物脂肪酶。原料乳中的天然脂肪酶又分為兩種 一種吸附于脂肪球膜界面間，稱為膜脂肪酶，在末乳和乳房炎乳中含量很高； 另一種存在于乳漿，與酪蛋白結合，稱為乳漿脂肪酶，它會由于牛乳的均質而 吸附于脂肪球上。
牛乳中的天然脂肪酶是由乳腺轉移而來的，被認為是乳腺上皮細胞的滲漏 與合成，它的主要作用是水解乳中的甘油三酸酯生成游離脂肪酸(FFA)，它的 最適pH為9.2，最適溫度為37°C。有活性的脂肪酶含量也會隨著貯存時間增加， 因為一部分脂肪酶在殺菌時被鈍化，失去活性，在貯存時，被鈍化的脂肪酶逐 漸恢復活性，脂肪酶活力增加。
在UHT乳中仍可以檢測到殘留的脂肪酶活性，在UHT乳貯存期間由脂肪 酶水解生成的游離脂肪酸(FFA)含量明顯增加，并造成了 UHT乳酸度的增加。 脂肪酶的脂解作用產生的短鏈和揮發(fā)性脂肪酸會引發(fā)酸敗，會使乳變得發(fā)苦、 不潔、油膩和有收斂性氣味，對乳的風味造成不良影響。
發(fā)明內容
本發(fā)明目的是提供一種用脂肪酶含量預測UHT乳貨架期的方法，通過該方 法，可在較短時間內判定UHT乳的貨架期。
本發(fā)明提供了一種預測UHT乳貨架期的方法， 一種預測UHT乳貨架期的 方法，包括如下步驟
1) 設定一個常溫T2下UHT乳中的脂肪酶含量值作為貨架期參考值，所述 貨架期參考值下貯存時間和貯存溫度滿足如下方程
Logt=A/T+M
其中，t為貯存時間，T為貯存溫度，A為特征系數(shù)，M為相關系數(shù)；
2) 檢測實際貯存溫度T1下貯存的UHT乳中的脂肪酶含量，當實際C存時 間tl檢測得到脂肪酶含量值達到所述貨架期參考值時，將所述實際C存 溫度Tl和所述實際貯存時間tl代入上述方程，求得特征系數(shù)A;
3) 將所述相關系數(shù)M、特征系數(shù)A和所述常溫溫度T2代入上述方程，求 得所述UHT乳在常溫下的貨架期t2。
本發(fā)明中脂肪酶的含量以脂肪酶的酶活力表示， 一個酶活力單位(U)的 定義為PH=8.0， 37。C條件下，水解三丁酸甘油酯每分鐘產生1微摩爾的脂肪 酸所需的酶量。
本發(fā)明中，所述貨架期參考值為100.5-104.9 U。相關系數(shù)M為0.075-0.082。 上述實際貯存溫度T1為40-50。C，優(yōu)選為45。C，常溫T2為25"C。 所述步驟2)中，每3-5天檢測一次所貯存的UHT乳中的脂肪酶含量。 本發(fā)明中，檢測貯存的UHT乳中的脂肪酶含量的方法為
a. )制備多個不同濃度的脂肪酶標準溶液，并將其注入平板培養(yǎng)基的孔中，培
養(yǎng)，測量擴散圈直徑，根據(jù)所測得的數(shù)據(jù)，繪制脂肪酶含量與擴散圈直徑 之間的標準曲線；
b. )將所述UHT乳注入所述平板培養(yǎng)基的孔中，培養(yǎng)，測量所述UHT乳的擴
散圈直徑，將檢測得到的擴散圈直徑與標準曲線比劉，得到貯存的UHT乳 中的脂肪酶含量。
上述平板培養(yǎng)基的配制方法為1.2% (W/W)瓊脂溶于0.1M磷酸鈉緩沖溶 液(PH-8.0),溶解后于121°C，滅菌5min，滅菌后加入0.15% (V/V)的三丁 酸甘油酯和0.05% (W/V)的疊氮鈉，混合乳化lmin，將熱混合液15mL注入 培養(yǎng)皿內，冷卻。
標準曲線的繪制方法為用脂肪酶和0.1M磷酸鈉緩沖溶液(PH=8.0)制成 標準溶液20U、 40U、 60U、 80U、 IOOU、 120U;用滅菌的打孔器在平板培養(yǎng) 基內打孔，孔徑4mm，每孔注入20uL標準溶液；平板培養(yǎng)基在37'C下培養(yǎng)24 小時，測量擴散圈直徑，繪制脂肪酶含量與擴散圈直徑之間的標準曲線。
脂肪酶含量的測定方法如下每lmL貯存的UHT乳加入5i!L10y。疊氮鈉 (W/V)，震蕩；用滅菌的打孔器在平板內打孔，孔徑4mm，每孔注入20uL處 理過的UHT乳；平板培養(yǎng)基在37'C下培養(yǎng)24小時，測量擴散圈直徑，與標準 曲線比對得到脂肪酶含量。
本發(fā)明中，所述脂肪酶的貨架期參考值為100.5-104.9U。在40-50'C下貯存 UHT乳，當其脂肪酶含量達到貨架期參考值(也可以稱做終點濃度)時，記錄 忙存時間tl、貯存溫度Tl，設定相關系數(shù)M。只需將tl、 Tl和M代入 Logt=A/T+M，即可獲得所貯存的UHT乳在常溫下的貨架期。
本發(fā)明用脂肪酶含量檢測UHT乳貨架期，在開發(fā)UHT乳新產品時，可用 這種方法在較短時間內預測其貨架期，減少研發(fā)周期與人力物力的投入，使研
發(fā)成果盡快轉化為經濟效益。本發(fā)明的方法還可以用來檢測已有產品的貨架期。
本發(fā)明的方法檢測速度快，通常需要10-20天即可完成，而一般用現(xiàn)有方法需要 2-6個月。本發(fā)明的方法誤差小于10天，計算方法簡單易行。
圖1是本發(fā)明的一個實施例中脂肪酶的標準曲線。
具體實施例方式
本發(fā)明的實施方式意在解釋發(fā)明，而不是限制本發(fā)明的保護范圍，本領域 任何普通技術人員都應該能夠清楚地知道和理解，按照說明書中公開的比例范 圍是可以完整無誤地實施本發(fā)明的，任何在因為牛乳乳源的不同而導致的數(shù)值 上的略微差別不應該作為本發(fā)明檢測結果略微不同的理由，所以本發(fā)明旨在保 護利用檢測UHT乳中的脂肪酶含量來預測UHT乳貨架期的方法，而不是要將 比例特別嚴格地限定在某一個具體的數(shù)值上。
本發(fā)明中脂肪酶的含量以脂肪酶的酶活力表示， 一個酶活力單位(U)的 定義為pH=8.0， 37。C條件下，水解三丁酸甘油酯每分鐘產生1微摩爾的脂肪 酸所需的酶量。
實施例l:預測UHT乳的貨架期
設定常溫(T2=25°C)下UHT乳中的脂肪酶含量的貨架期參考值為 100.5-104.9 U，該貨架期參考值下，貯存時間和貯存溫度滿足如下方程
Logt=A7T+M
其中，t為貯存時間，T為貯存溫度，A為特征系數(shù)，M為相關系數(shù)。 該參考值下的相關系數(shù)取M=0.078。
自生產之日起，抽取一個批次的UHT乳樣品，貯存于45'C下，每五天測定 一次實際貯存溫度(T1=45°C)貯存UHT乳的脂肪酶含量。
脂肪酶的檢測步驟如下 1、平板培養(yǎng)基的配制
1.2% (W/W)瓊脂溶于0.1M磷酸鈉緩沖溶液(PH=8.0)，溶解后于12rC， 滅菌5min (ALP ML-30L型高壓蒸汽滅菌器)，滅菌后立即加入0.15% (V/V)
的三丁酸甘油酯和0.05% (W/V)的疊氮鈉，然后再在乳化儀上混合乳化lmin， 將熱的混合液15mL注入培養(yǎng)皿內，冷卻。
2、 標準溶液的配制
用脂肪酶(來源Candidarugosa，分析純，購自sigma)和0.1M磷酸鈉緩 沖溶液(PH=8.0)制成以下酶活的溶液20U、 40U、 60U、 80U、 100U、 120U。
3、 標準曲線的繪制
用脂肪酶和0.1M磷酸鈉緩沖溶液(PH=8.0)制成標準溶液20U、 40U、 60U、 80U、 IOOU、 120U;用滅菌的打孔器在平板培養(yǎng)基內打孔，孔徑4mm， 每孔注入20uL標準溶液；平板培養(yǎng)基置于溫箱中，在37。C下培養(yǎng)24小時，測 量擴散圈直徑，繪制脂肪酶含量與擴散圈直徑之間的標準曲線。所獲得的標準 曲線如圖1所示。
4、 UHT乳中脂肪酶含量的檢測方法
取lmL貯存的UHT乳加入5pL10n/。疊氮鈉(W/V)，震蕩；用滅菌的打孔 器在平板內打孔，孔徑4mm，每孔注入20uL處理過的UHT乳；平板培養(yǎng)基置 于溫箱中，在37'C下培養(yǎng)24小時，測量擴散圈直徑，與標準曲線比對得到脂肪 酶含量。
當T1-45。C貯存的UHT乳中的脂肪酶含量達到101.5U時，落入了所設定 的貨架期參考值100.5-104.9 U范圍內，記錄實際貯存時間tl為22天。
將M、T1和tl代入上述方程即Log22=A/45+0.078,求得特征系數(shù)A-56.卯。 將M、 A和常溫溫度T2-25。C代入上述方程，即Logt2=56.90/25+0.078,求得常 溫下C:存該UHT乳的貨架期t2為226天。
將該UHT乳在常溫25"C下貯存，每五天檢測脂肪酶含量，脂肪酶含量達到 上述貨架期參考值時記錄常溫下的貯存時間為230天。該UHT乳的實際貨架期 與上述預測結果相差4天。
實施例2:預測UHT乳的貨架期
設定常溫(T2=25°C)下UHT乳中的脂肪酶含量的貨架期參考值為 100.5-104.9 U，該貨架期參考值下，貯存時間和貯存溫度滿足如下方程
Logt=A/T+M
其中，t為貯存時間，T為貯存溫度，A為特征系數(shù)，M為相關系數(shù)。 該參考值下的相關系數(shù)取M=0.078。
自生產之日起，抽取一個批次的UHT乳樣品，貯存于45'C下，每三天測定 一次實際貯存溫度(T1=45'C)貯存UHT乳的脂肪酶含量。 脂肪酶的檢測步驟與實施例1中的檢測步驟相同。
當T1二45'C貯存的UHT乳中的脂肪酶含量達到103.6 U時，落入了所設定 的貨架期參考值100.5-104.9 U范圍內，記錄實際貯存時間tl為19天。
將M、T1和tl代入上述方程即Logl9二A/45+0.078，求得特征系數(shù)A=54.03。 將M、 A和常溫溫度T2二25。C代入上述方程，即Logt2=54.03/25+0.078，求得常 溫下貯存該UHT乳的貨架期t2為174天。
將該UHT乳在常溫25。C下貯存，每三天檢測脂肪酶含量，脂肪酶含量達到 上述貨架期參考值時記錄常溫下的貯存時間為168天。該UHT乳的實際貨架期 與上述預測結果相差6天。
實施例3預測UHT乳的貨架期
設定常溫(T2=25°C)下UHT乳中的脂肪酶含量的貨架期參考值為 100.5-104.9 U，該貨架期參考值下，貯存時間和貯存溫度滿足如下方程
Logt=A/T+M
其中，t為貯存時間，T為貯存溫度，A為特征系數(shù)，M為相關系數(shù)。 該參考值下的相關系數(shù)取M=0.078。
自生產之日起，抽取一個批次的UHT乳樣品，貯存于45"C下，每五天測定 一次實際貯存溫度(T1=45°C)貯存UHT乳的脂肪酶含量。 脂肪酶的檢測步驟與實施例1中的檢測步驟相同。
當丁1=45匸貯存的UHT乳中的脂肪酶含量達到102.4 U時，落入了所設定 的貨架期參考值100.5-104.9 U范圍內，記錄實際貯存時間tl為17天。
將M、T1和tl代入上述方程即Logl7二A/45+0.078，求得特征系數(shù)A=51.86。 將M、 A和常溫溫度T2-25。C代入上述方程，即Logt2=51.86/25+0.078，求得常 溫下貯存該UHT乳的貨架期t2為142天。
將該UHT乳在常溫25'C下貯存，每五天檢測脂肪酶含量，脂肪酶含量達到 上述貨架期參考值時記錄常溫下的貯存時間為139天。該UHT乳的實際貨架期 與上述預測結果相差3天。
實施例4預測UHT乳的貨架期
設定常溫(T2=25°C)下UHT乳中的脂肪酶含量的貨架期參考值為 100.5-104.9 U，該貨架期參考值下，貯存時間和C:存溫度滿足如下方程
Logt=A/T+M
其中，t為貯存時間，T為貯存溫度，A為特征系數(shù)，M為相關系數(shù)。 該參考值下的相關系數(shù)取M=0.075。
自生產之日起，抽取一個批次的UHT乳樣品，貯存于45'C下，每二天測定 一次實際貯存溫度(T1=45°C)貯存UHT乳的脂肪酶含量。 脂肪酶的檢測步驟與實施例1中的檢測步驟相同。
當T1-45'C貯存的UHT乳中的脂肪酶含量達到103.6U時，落入了所設定 的貨架期參考值100.5-104.9 U范圍內，記錄實際貯存時間tl為13天。
將M、T1和tl代入上述方程即Logl3:A/45+0.075，求得特征系數(shù)A-46.75。 將M、 A和常溫溫度T2二25。C代入上述方程，即Logt2=46.75/25+0.075，求得常 溫下貯存該UHT乳的貨架期t2為88天。
將該UHT乳在常溫25。C下貯存，每三天檢測脂肪酶含量，脂肪酶含量達到 上述貨架期參考值時記錄常溫下的貯存時間為90天。該UHT乳的實際貨架期 與上述預測結果相差1天。
實施例5預測UHT乳的貨架期
設定常溫(T2=25°C)下UHT乳中的脂肪酶含量的貨架期參考值為 100.5-104.9 U，該貨架期參考值下，貯存時間和貯存溫度滿足如下方程
Logt=A/T+M
其中，t為貯存時間，T為貯存溫度，A為特征系數(shù)，M為相關系數(shù)。 該參考值下的相關系數(shù)取M=0.082。
自生產之日起，抽取一個批次的UHT乳樣品，貯存于4(TC下，每三天測定 一次實際貯存溫度(T1=40°C)貯存UHT乳的脂肪酶含量。 脂肪酶的檢測步驟與實施例1中的檢測步驟相同。
當T—4(TC貯存的UHT乳中的脂肪酶含量達到101.6U時，落入了所設定 的貨架期參考值100.5-104.9 U范圍內，記錄實際貯存時間tl為20天。
將M、T1和tl代入上述方程即Log20=A/40+0.082，求得特征系數(shù)A=48.76。 將M、 A和常溫溫度T2^25i:代入上述方程，即Logt2=48.76/25+0.082，求得常
溫下貯存該UHT乳的貨架期t2為108天。
將該UHT乳在常溫25。C下貯存，每三天檢測脂肪酶含量，脂肪酶含量達到 上述貨架期參考值時記錄常溫下的貯存時間為116天。該UHT乳的實際貨架期 與上述預測結果相差8天。
實施例6預測UHT乳的貨架期
設定常溫(T2=25°C)下UHT乳中的脂肪酶含量的貨架期參考值為 100.5-104.9 U，該貨架期參考值下，貯存時間和貯存溫度滿足如下方程
Logt=A/T+M
其中，t為貯存時間，T為貯存溫度，A為特征系數(shù)，M為相關系數(shù)。 該參考值下的相關系數(shù)取M=0.076。
自生產之日起，抽取一個批次的UHT乳樣品，貯存于5(TC下，每三天測定 一次實際貯存溫度(T1=50°C)貯存UHT乳的脂肪酶含量。 脂肪酶的檢測步驟與實施例1中的檢測步驟相同。
當T1-50'C貯存的UHT乳中的脂肪酶含量達到104.9U時，落入了所設定 的貨架期參考值100.5-104.9 U范圍內，記錄實際貯存時間tl為7天。
將M、T1和tl代入上述方程即Log13=A/50+0.076，求得特征系數(shù)A=38.45。 將M、 A和常溫溫度T2^25。C代入上述方程，即Logt2=38.45/25+0,076，求得常 溫下貯存該UHT乳的貨架期t2為41天。
將該UHT乳在常溫25'C下貯存，每三天檢測脂肪酶含量，脂肪酶含量達到 上述貨架期參考值時記錄常溫下的貯存時間為47天。該UHT乳的實際貨架期 與上述預測結果相差6天。
本領域技術人員應該理解，以上實施例中所述的每三天或每五天檢測一次， 并不意味著全部檢測都必須嚴格的按照該時間間隔進行。在檢測所得到的脂肪 酶含量較為接近貨架期參考值時，檢測間隔可以縮短，例如每天檢測一次，以 得到準確的結果。
用脂肪酶含量檢測UHT乳貨架期的方法，可在較短時間內確定UHT乳新 產品貨架期，減少研發(fā)周期與人力物力的投入，使研發(fā)成果盡快轉化為經濟效 益，計算方法簡單易行。
權利要求
1. 一種預測UHT乳貨架期的方法，包括如下步驟1)設定一個常溫T2下UHT乳中的脂肪酶含量值作為貨架期參考值，所述貨架期參考值下貯存時間和貯存溫度滿足如下方程Logt＝A/T+M其中，t為貯存時間，T為貯存溫度，A為特征系數(shù)，M為相關系數(shù)；2)檢測實際貯存溫度T1下貯存的UHT乳中的脂肪酶含量，當實際貯存時間t1檢測得到脂肪酶含量值達到所述貨架期參考值時，將所述實際貯存溫度T1和所述實際貯存時間t1代入上述方程，求得特征系數(shù)A；3)將所述相關系數(shù)M、特征系數(shù)A和所述常溫溫度T2代入上述方程，求得所述UHT乳在常溫下的貨架期t2。
2. 如權利要求l所述的方法，其特征在于，所述貨架期參考值為100.5-104.9U。
3. 如權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述相關系數(shù)M為0.075-0.082。
4. 如權利要求l所述的方法，其特征在于，所述實際貯存溫度T1為40-50'C， 優(yōu)選為45'C。
5. 如權利要求l所述的方法，其特征在于，所述常溫T2為25'C。
6. 如權利要求l所述的方法，其特征在于，所述步驟2)中，每3-5天檢測一次 所貯存的UHT乳中的脂肪酶含量。
7. 如權利要求l-6之一所述的方法，其特征在于，所述檢測貯存的UHT乳中的 脂肪酶含量的方法為a. )制備多個不同濃度的脂肪酶標準溶液，并將其注入平板培養(yǎng)基的孔中，培養(yǎng)，測量擴散圈直徑，根據(jù)所測得的數(shù)據(jù)，繪制脂肪酶含量與擴散圈 直徑之間的標準曲線；b. )將所述UHT乳注入所述平板培養(yǎng)基的孔中，培養(yǎng)，測量所述UHT乳的擴散圈直徑，將檢測得到的擴散圈直徑與標準曲線比對，得到貯存的 UHT乳中的脂肪酶含量。
8. 如權利要求7所述的方法，其特征在于，所述平板培養(yǎng)基的配制方法為1.2%(W/W)瓊脂溶于0.1M磷酸鈉緩沖溶液(pH=8.0)，溶解后于121'C，滅菌 5min，滅菌后加入0.15% (V/V)的三丁酸甘油酯和0.05% (W/V)的疊氮鈉， 混合乳化lmin，將熱混合液15mL注入培養(yǎng)皿內，冷卻。
9. 如權利要求8所述的方法，其特征在于，所述標準曲線的繪制方法為用脂肪酶和0.1M磷酸鈉緩沖溶液(pH=8.0)制成標準溶液20U、 40U、 60U、 80U、 IOOU、 120U;用滅菌的打孔器在平板培養(yǎng)基內打孔，孑L徑4mm，每孔 注入20uL標準溶液；平板培養(yǎng)基在37'C下培養(yǎng)24小時，測量擴散圈直徑， 繪制脂肪酶含量與擴散圈直徑之間的標準曲線。
10. 如權利要求9所述的方法，其特征在于，所述脂肪酶含量的測定方法如下 每lmL貯存的UHT乳加入5nL10。/。疊氮鈉(W/V)，震蕩；用滅菌的打孔器 在平板內打孔，孔徑4mm，每孔注入20uL處理過的UHT乳；平板培養(yǎng)基在 37'C下培養(yǎng)24小時，測量擴散圈直徑，與標準曲線比對得到脂肪酶含量。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種預測UHT乳貨架期的方法，包括如下步驟設定一個常溫T2下UHT乳中的脂肪酶含量值作為貨架期參考值，所述貨架期參考值下貯存時間和貯存溫度滿足如下方程Logt＝A/T+M，其中，t為貯存時間，T為貯存溫度，A為特征系數(shù)，M為相關系數(shù)；檢測實際貯存溫度T1下貯存的UHT乳中的脂肪酶含量，當實際貯存時間t1檢測得到脂肪酶含量值達到貨架期參考值時，將T1和t1代入方程，求得A；將M、A和T2代入方程，求得所述UHT乳在常溫下的貨架期t2。本發(fā)明建立了一種用脂肪酶含量預測UHT乳貨架期的方法，在開發(fā)UHT乳新產品時，可用這種方法在較短時間內確定其貨架期，使研發(fā)成果盡快轉化為經濟效益。
文檔編號G01N33/04GK101387627SQ20081017169
公開日2009年3月18日 申請日期2008年10月24日 優(yōu)先權日2008年10月24日
發(fā)明者劉衛(wèi)星, 雪 白, 胡新宇, 郭奇慧 申請人:內蒙古蒙牛乳業(yè)(集團)股份有限公司