糠氨酸

“糠氨酸”是英文單詞furosine的中文暫譯名，也有人將其譯為“呋喃素”，它是一種有機化合物的通俗名稱，按照“國際純粹和套用化學化合物系統命名法”，其學名是“ε-N-2-呋喃甲基-L-賴氨酸”。

基本介紹

• 中文名：糠氨酸
• 外文名：furosine
• 別名：呋喃素
• 套用：用於鑑定巴氏殺菌乳中是否摻入復原乳

簡介

奶製品中的糠氨酸，是乳蛋白質在高溫條件下與乳糖發生“美拉德反應”所產生的系列產物之一。國際奶業早在上世紀80年代就對它有了足夠的認識並於1992年被歐盟各國政府所接受，作為判斷液態奶成品質量優劣的一個重要指標；其檢測方法於1996年被國際奶業聯合會（IDF）正式確認，為國際標準化組織(ISO)認可的時間是2004年，頒布標準號：18329。

生鮮乳中的含量

生奶里的糠氨酸含量微乎其微，每公斤里約含0.15毫克，且不受奶牛處在正常飼養範圍內的條件變化影響，但是在不同的奶製品成品里的含量變化卻很大。巴氏殺菌奶、直接法超高溫瞬間滅菌奶和間接法超高溫瞬間滅菌奶（UHT）、以及保持法二次滅菌奶，依次分別約為：0.2、2.2和26、以及270（mg/L）；全脂奶粉兌水復原奶的糠氨酸含量一般在每公斤20-250毫克之間。含量幅度變化如此之大，其最主要的原因是生奶在不同的加工工藝過程中所經受熱處理的強度不同，即高溫和在此溫度下保溫時間的組合差異，不當的過熱處理，其實比使用復原奶的後果更嚴重；而更進一步的研究表明，攝入過量的糠氨酸對人體健康有害。

當人們加熱生奶，企圖殺滅其中的致病菌、繼而希望徹底殺滅所有細菌時，所利用的原理是：熱量促使細菌細胞內的蛋白質變性而喪失活性。與此同時，生奶中的乳蛋白質也無可避免地發生了不同程度的改變，隨著熱殺菌的越來越徹底，營養物質的變化也越來越大，表觀表現是牛奶的“色香味”變了，內在實質是梅拉德反應逐步升級，產物越來越複雜，糠氨酸只是其中之一，屬於這類產物的還有乳果糖、羥甲基糠醛等。在加熱牛奶的過程中，早在梅拉德反應發生之初，對生命體具有重要營養功能的另一類物質，乳清蛋白質自身就已經變性而丟失其應有的生理活性了。如其中的“總-β-乳球蛋白”的變性率（%）：巴氏殺菌奶為0.48，直接法超高溫瞬間滅菌奶為21.7，間接法超高溫瞬間滅菌奶為95.6，保持法二次滅菌奶為99.9。再如乳清蛋白中具有“助睡眠”功能的“α-乳球蛋白”的變性率（%）：巴氏殺菌奶為0.32，直接法超高溫瞬間滅菌奶為3.96，間接法超高溫瞬間滅菌奶為61.8，保持法二次滅菌奶為99.9。比較上述兩類物質的含量變化，就不難理解：為什麼國際社會歷來愛好“僅僅殺滅致病菌”的傳統巴氏殺菌奶，以及滅菌奶生產和奶粉製造技術日趨向“直接法加熱”“靠攏”的原因了。有意思的是，上世紀80年代起，自從人們感到有必要判斷液態奶受熱強度的測試以來，選所擇的對象，都來自於這兩類物質。國際奶業聯合會和國際標準化組織已經頒布了近十個這方面的檢驗方法國際標準，在不同的熱處理強度段使用時具有不同的敏感度和精確度，ISO-18329/2004是其中的一個。最近各地技術監督部門在“駐廠監管復原奶”期間，也首次運用國際標準檢驗方法對國內產品進行糠氨酸含量測試，其結果在顯示“復原奶”標籤方面存在一些問題的同時，也暴露了“過熱”處理牛奶的另外一些問題。筆者認為，該是我們加強和規範技術基礎工作的時候了！否則，以藉助“一杯牛奶強壯一個民族”來推動我國農業產業結構調整的良好願望，將會受到負面影響。

鑑定意義

試驗研究了生乳與巴氏殺菌乳中糠氨酸含量及其測定方法,並提出糠氨酸作為巴氏殺菌乳中復原乳成分的標示物質,可鑑定巴氏殺菌乳中是否摻入復原乳。研究結果表明,生乳中糠氨酸含量應低於7 m g/100 g;乳粉中糠氨酸含量大於135 m g/100 g;不含復原乳的巴氏殺菌乳中糠氨酸含量應小於12 m g/100 g。使用高效液相色譜(HPLC)紫外檢測糠氨酸平均偏差＜5%(n=5);回收率為98.2%。

通過改進液相色譜條件及樣品前處理方式,最佳化乳品中糠氨酸含量的定量分析方法,並研究不同熱處理溫度與乳品中糠氨酸含量之間的關係。方法：採用液相色譜法檢測乳品中糠氨酸含量,通過改進色譜條件縮短單個樣品檢測時間,並使用微波消解代替普通水解縮短樣品前處理時間最佳化檢測方法,同時比較不同溫度的熱處理對乳製品中糠氨酸含量的影響。採集不同乳品的中紅外光譜圖和不同濃度復原乳近紅外譜圖,建立紅外精準模型實現乳品中復原乳含量的檢測分析。結果：1.色譜條件實驗結果表明：採用改進後的ISO18329色譜檢測方法,糠氨酸保留時間短(3.59min)、單一樣品檢測時間短(25min),穩定性好(CV=0.088),糠氨酸回收率較好(89.9%)。2.微波消解實驗結果表明：套用微波消解處理牛奶,可將水解時間由普通酸水解的24h大幅縮短到4h,且樣品穩定性好(CV=0.013),糠氨酸回收率較高(90.0%)。當生鮮乳中摻入5%復原乳時,糠氨酸含量達到6.01mg/100g蛋白,超過國標規定生鮮乳中糠氨酸含量上限(5mg/100g蛋白),因此該法能夠準確地檢測出生鮮乳中是否含有復原乳。3.熱處理實驗結果表明：當熱處理溫度低於75℃時,復原乳中糠氨酸含量隨溫度變化緩慢,85℃時復原乳中糠氨酸檢測含量為159.8mg/100g蛋白質。85℃時生鮮乳中糠氨酸檢測含量為32.5mg/100g蛋白質,是未經過加熱的生鮮乳中糠氨酸含量(5mg/100g蛋白質)的6倍。4.紅外模型檢測實驗表明：糠氨酸在1724.0cm-1處存在羰基團特徵峰,復原乳在此處特徵峰比生鮮乳高。採用偏最小二乘法建立預測數學模型,定量模型的最佳光譜區間為7200.9cm-1-4481.76cm-1。採用光纖分析法建立復原乳近紅外模型,穩定性好,相關係數為為0.984,預測均方差為0.045,計算均方差為0.075。結論：1.改進後的ISO18329色譜方法其保留時間及單一樣品檢測時間均明顯縮短,樣品穩定性好、回收率高。採用微波消解法替代普通水解法,樣品前處理時間大幅縮短,樣品穩定性好、回收率高,該種方法適於檢測復原乳摻入量在5%以上的生鮮乳樣品。2.生鮮乳、巴氏殺菌乳、UHT滅菌乳和復原乳中的糠氨酸含量隨熱處理溫度升高而升高,其中生鮮乳中糠氨酸含量在85℃條件下明顯超過國家規定的檢測上限(5mg/100g蛋白質),過度加熱容易導致生鮮乳中糠氨酸含量超標。3.紅外建模確定糠氨酸在1724.0cm-1處存在羰基團特徵峰,模型的最佳光譜區間為7200.9cm-1-4481.76cm-1,相關性良好。套用該方法樣品不需預處理,能夠快速分析乳製品中復原乳含量,並對生鮮乳中摻有5%以上的復原乳具有較好的檢測能力。