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影响超高温灭菌乳货架期品质的相关蛋白酶类研究进展

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王春燕任彩霞任向东关志涵柳春洋乌恩其牛世祯李洪亮

摘要：超高温灭菌乳（UHT乳）在货架期内发生的品质劣变主要是由产品中残存的内源和（或）外源耐热蛋白酶、脂肪酶水解内容物发生的一系列物理、化学变化引起的。本文综述了引发超高温灭菌乳货架期品质劣变的主要蛋白酶及其作用原理，并就未来研究方向进行展望。

关键词：超高温灭菌乳（UHT乳）;货架期品质;蛋白酶

Abstract：ThedeteriorationofUHTmilkduringitsshelflifeismainlycausedbyaseriesofphysicalandchemicalchanges，duetotheresidualendogenousand/orexogenousheat-resistantproteasesandlipasehydrolysatesoftheproduct.ThisreviewdiscussedthemajorproteasesthatcausethedeteriorationofUHTmilkduringitsshelflifeandthemechanismsoftheirfunction，andpointedoutthefutureresearchofthefield.

Keywords：UHTmilk;Shelflifequality;Proteases

：TS252.1

超高温灭菌乳（UHT乳）是以生牛（羊）乳为原料，添加或不添加复原乳，在连续流动的状态下，加热到至少132℃并保持很短时间的灭菌，再利用无菌包材经无菌灌装等工序制成的液体产品。目前，市场销售的纯牛乳主要是巴氏杀菌乳和UHT乳两大类，巴氏杀菌乳由于热处理强度较低（72～75℃处理15～20s），一般只杀灭乳中致病菌而残留一定量的乳酸菌、酵母菌和霉菌;而UHT乳热处理强度相对较高（135～150℃处理2～8s），可以杀死乳中几乎所有微生物（包括病原体、非病原体、芽孢等），且利用无菌包材进行无菌灌装，因此具有常温储存、携带方便、易于保存与货架期长等优势，非常适合我国目前冷链不健全、运输半径大等的市场消费需求。不仅中国，全球范围内对超高温加工和无菌包装牛奶的需求也正在增长。对于许多发展中国家和热带国家而言，UHT乳是液体乳制品的最佳选择，因为它不需要低温物流和存储，并且具有相对较长的保质期（≥6个月），这些特征在乳制品出口国际贸易中具有明显的商业开发优势。

目前，企业对UHT乳产品感官品质的重要评价指标有色泽、滋气味和组织状态[1]，优质液态乳产品在货架期内的品质要求见表1。

尽管UHT乳市场广阔，但其在货架期内经常发生一些品质劣变，如蛋白水解、苦味、老化凝胶、脂肪上浮、风味劣化等。影响UHT乳质量的因素有很多，其中来源于原料乳本身的纤维蛋白溶酶（Plasmin）及来源于原料乳中嗜冷菌的耐热蛋白酶（Protease）对牛乳蛋白的水解作用是影响UHT乳品质的重要因素。虽然UHT先进的加工工艺与设备可杀死原料奶中几乎所有的微生物而保证其产品的生物安全性，但无法在热处理过程中将体细胞和一些细菌释放的耐热酶完全灭活，正常情况下会残留20%～40%的酶活[2]。残留的耐热酶将在产品货架期内缓慢水解乳蛋白、脂肪等成分，导致产品出现老化凝胶、苦味、脂肪分层、风味劣化等质量缺陷，对消费者健康及企业品牌造成巨大的不良影响[3]。

1影响UHT乳货架期品质的蛋白酶及其作用机理

1.1纤维蛋白溶酶系统及其作用机理

1.1.1纤维蛋白溶酶系统

牛奶中的内源酶已经被研究了100多年，到目前为止，已经从牛奶中鉴定出约70种酶[4]，这些酶具有不同的特异性、稳定性和对产品质量的影响[5]。

牛乳中的纤维蛋白溶酶是一个复杂的酶系统，包含纤维蛋白溶酶（PL）、纤维蛋白溶酶酶原（PLG）、纤维蛋白溶酶酶原激活剂（PA）、纤维蛋白溶酶酶原激活剂抑制剂（PAI）以及纤维蛋白溶酶抑制剂（PI）。其中，牛乳纤维蛋白溶酶（EC3.4.21.7）是一种丝氨酸蛋白酶，其最适pH为7.5，最适温度为37℃。纤维蛋白溶酶酶原是纤维蛋白溶酶在乳中的主要存在方式，是非活性形式，可被组织型（tPA）或尿激酶型（uPA）纤维蛋白溶酶酶原激活剂激活。鲜乳中的纤维蛋白溶酶酶原浓度為0.18～2.8mg·L-1，是纤维蛋白溶酶（0.1～0.7mg·L-1）的2～30倍。此外，该系统还受纤维蛋白溶酶和纤维蛋白溶酶酶原激活物抑制剂的调节，如图1所示。

据报道，该酶系统与奶牛乳腺健康相关，即与