乳制品富含各种蛋白质、微生物和矿物质,牛奶约含有3.5%蛋白质,可提供人体所需的必需氨基酸。然而,牛奶中丰富的营养成分极易导致微生物滋生,牛奶保存通常需要经过杀菌处理。热处理作为最常用的杀菌方式可杀灭大部分需氧或致病微生物,然而高温处理同样会造成部分营养及活性成分的破坏。电场技术如欧姆加热等已应用于果蔬汁和蛋液等的杀菌处理,且对样品理化性质影响较小。感应电场作为一种新兴的电场技术,区别于传统电场作用,根据电磁感应原理,通过磁路将磁能转换为电能直接加载于液态样品,具有热效应及非热效应。
江南大学食品学院徐学明教授、杨哪和金亚美副研究员研究团队在农林科学领域Top期刊Food Bioscience在线发表了题为“Effect of induced electric field on microorganism inactivation, nutrients and physicochemical properties of milk”的文章,采用磁感应电场低温杀菌系统(英都斯特(无锡)感应科技有限公司),探究在300、400和500 V激励电压及50 kHz频率下处理不同时间,感应电场(IEF)处理对牛奶微生物、营养成分及理化性质的影响。
研究发现,在生牛乳中接种大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的初始菌落总数为7.39和7.13个对数,在11.11 V/cmIEF作用下处理不同时间,且保持样品温度低于50 ℃,大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的分别减少0.89和0.51个对数,该条件下对微生物的灭活效应主要为非热效应。随着电压和停留时间的增加,牛奶样品的温度上升,可达到87 ℃-95 ℃,杀菌效果显著,杀灭7个对数以上,但对牛奶中营养成分破坏较为明显。当牛奶样品杀菌温度达64 ℃和69 ℃,微生物灭活率在6个对数左右,而相同条件下的巴氏杀菌灭活率约为5.6个对数。将初始菌落数为5.77个对数的生牛乳在18.52 V/cm下(IEF 64 ℃)杀菌处理后,总菌落数减少3.16个多数,而在IEF 69 ℃下可减少4.58个对数。对照组中热处理使大肠杆菌表面形态变形起皱,金黄色葡萄球菌外观变化较少,而IEF处理后,细菌表面凹陷出现裂缝,变形和起皱更明显。与对照相比,IEF处理后的牛奶pH和色值等更接近于生牛乳,无显著变化。随着温度的升高,乳脂球聚集,IEF下脂肪球更细、更分散。在70 ℃以下IEF处理,牛奶中酪蛋白和乳铁蛋白含量无显著差异,且α-乳清蛋白和β-乳球蛋白保留较好,对热敏蛋白影响较小。此外,IEF下总游离氨基酸略有增加。磁感应电场技术利用快速升温和对微生物的电穿孔等热效应及非热效应,为液态食品低温杀菌,改善其营养及风味品质提供了一种新的可行性方案。
参考文献
https://doi.org/10.1016/j.fbio.2024.103708