拉曼共聚焦显微镜分析人乳、牛乳及羊乳脂肪球的差异性

内容概要

目前的婴儿配方奶粉主要以牛乳和羊乳作为乳源，经过巴氏杀菌、均质和喷雾干燥等加工处理制成。对于乳中脂质的分析主要通过有机溶剂提取，然后用色谱手段进行检测。因乳脂主要以脂肪球的形式存在，这种处理方法会在一定程度上破坏乳脂的结构。因此，在配方乳粉的生产过程中建立不破坏脂肪球结构的快检方法非常重要。近年来，拉曼光谱作为一种快速的分析工具在食品分析中获得了应用，本文利用拉曼光谱研究了人乳、牛乳和羊乳脂肪球的脂质组成及乳粉生产过程中的脂质组成变化。

人乳、牛乳和羊乳脂肪球的特征

通过I1658/I1443的比值可知牛乳和羊乳脂肪球的脂肪酸饱和度比人乳的高，人乳脂肪球的脂肪酸不饱和度是牛乳和羊乳的2倍。人乳和牛乳脂肪球的脂肪酸不饱和度随着其粒径的增大而减小；而对羊乳，中等大小的脂肪球其脂肪酸的不饱和度最高。

牛乳、羊乳和人乳脂肪球在400-1800 cm-1时的拉曼光谱图

牛乳、羊乳和人乳脂肪球在2600-3200 cm-1时的拉曼光谱图

人乳脂肪球中类胡萝卜素的峰强度随着粒径的减小而增强，且峰的强度比羊乳和牛乳的高。人乳脂肪球在2850 cm-1处的胆固醇含量随粒径的减小而增加，而牛乳和羊乳中的大脂肪球在2850 cm-1处的峰强度要高于中、小脂肪球。

人乳脂肪球的流动性优于牛乳和羊乳的脂肪球流动性。

脂肪球在加工过程中的变化

在配方奶粉的加工过程中，脂肪球会发生一系列的变化。从不同加工过程中不同大小脂肪球的拉曼光谱图可知：生牛乳和巴氏杀菌牛乳的脂肪酸不饱和度随脂肪球的增大而降低；均质后，大的脂肪球转变为小型和中等大小的脂肪球；经过喷雾干燥以后，不饱和度降低。

生牛乳（RM）、巴氏杀菌牛乳（RM）、巴氏杀菌和均质牛乳（PHM）和喷雾干燥牛乳的脂肪球在400-1800 cm-1时的拉曼光谱图

生牛乳（RM）、巴氏杀菌牛乳（RM）、巴氏杀菌和均质牛乳（PHM）和喷雾干燥牛乳的脂肪球在2600-3200 cm-1时的拉曼光谱图

磷脂的特征峰为860、1270和1303 cm-1，其特征峰在不同大小脂肪球经过加工后的趋势没有明显的变化。

胆固醇的特征峰为2850 cm-1，不同大小的脂肪球经过一系列加工后亦没有明显的改变。

类胡萝卜素的特征峰（1010、1160和1530 cm-1）在乳粉加工过程中有明显改变：在生乳中，小脂肪球和大脂肪球这三个特征峰都比中脂肪球弱；然而经巴氏杀菌后，类胡萝卜素特征峰在中等脂肪球中的特征峰减弱，在小脂肪球和大脂肪球中的特征峰增强；均质和喷雾干燥后，此特征峰强度进一步减弱。

脂质的流动性也受加工过程的影响显著，尤其是对于大脂肪球。对于中脂肪球和小脂肪球，在1063、1083和1125 cm-1处的峰强度变化趋势相同。大脂肪球比中、小脂肪球的流动性弱，经过巴氏杀菌后1083 cm-1处的峰强度增加。

此外，经过加工后脂肪球中的α晶型含量有所增加，表明加工过程使乳脂肪的熔点升高。

重要意义

乳脂肪球的脂质组成及流动性直接影响婴儿的消化与吸收。本文应用激光共聚焦拉曼光谱技术对不同粒径大小的人乳、牛乳和羊乳脂肪球的脂质组成进行了对比分析，并进一步揭示了牛乳在巴氏杀菌、均质及喷雾干燥过程中的脂质组成及流动性的变化，为婴幼儿配方乳粉生产引入脂肪球概念并对其进行监测提供了科学参考。

稿件来源：食用油营养与安全科技创新团队