牛乳加工中熱穩(wěn)定性的研究進(jìn)展

華欣春，曲鵬，王彩云

（1內(nèi)蒙古乳業(yè)技術(shù)研究院有限責(zé)任公司，呼和浩特010110；2內(nèi)蒙古伊利實(shí)業(yè)集團(tuán)股份有限公司，呼和浩特010110）

0 引 言

牛乳作為一種天然的飲品，富含人體必需的多種營(yíng)養(yǎng)成份，同時(shí)也是微生物包括致病菌良好的“培養(yǎng)基”，為了滿足乳制品的衛(wèi)生要求，熱處理是牛乳加工中常用的工藝。熱處理對(duì)牛乳中蛋白質(zhì)、乳糖和礦物鹽造成不同程度的物理化學(xué)變化，出現(xiàn)沉淀、結(jié)塊和水乳分離等熱穩(wěn)定性問(wèn)題，所以研究熱處理對(duì)乳制品熱穩(wěn)定性影響對(duì)于乳品工業(yè)至關(guān)重要。

超高溫瞬時(shí)滅菌（UHT）是牛乳最常見(jiàn)的熱處理工藝，其工藝關(guān)鍵點(diǎn)在于殺菌溫度和時(shí)間的組合，以及在殺菌前的升溫過(guò)程和殺菌后冷卻過(guò)程，要滿足細(xì)菌效果和化學(xué)效果的要求，必須綜合考慮對(duì)牛乳的熱處理強(qiáng)度，如果熱處理強(qiáng)度過(guò)高就會(huì)導(dǎo)致牛乳蛋白質(zhì)變性過(guò)度、破壞礦物鹽和酪蛋白膠束平衡關(guān)系，出現(xiàn)沉淀、結(jié)膠或水乳分離的現(xiàn)象。如果熱處理強(qiáng)度過(guò)低，又會(huì)導(dǎo)致芽孢殺菌不徹底、酶類不能有效鈍化，從而導(dǎo)致在貨架期中出現(xiàn)酸敗、發(fā)苦、結(jié)塊和水乳分離等現(xiàn)象。所以牛乳在熱處理后的變化、影響其熱穩(wěn)定性的因子及其牛乳熱穩(wěn)定性評(píng)估方法也成為乳企的研究熱點(diǎn)。

1 牛乳的不同熱處理工藝

牛乳在加工過(guò)程中為實(shí)現(xiàn)不同的目的需要對(duì)其進(jìn)行加熱處理，在原奶收集后為了控制微生物的繁殖，通常會(huì)將牛乳冷卻在6℃以下，而牧場(chǎng)為了保證原奶微生物控制會(huì)使用60℃左右加熱10 s左右，然后再冷卻到6℃以下運(yùn)輸至加工廠。

牛乳加工成不同的液態(tài)產(chǎn)品時(shí)，有不同的加工工藝，就純奶而言通常的產(chǎn)品有巴氏奶、ESL奶和UHT奶。三種加工工藝主要區(qū)別在于熱處理的目的和強(qiáng)度的差異，如下表不同熱處理的加工工藝的溫度時(shí)間組合及差異，可以達(dá)到的微生物殺滅效果有所差異[1-2]。不同熱處理工藝的滅菌效果見(jiàn)表1。

1.1 間接UHT和直接UHT

為實(shí)現(xiàn)商業(yè)無(wú)菌的產(chǎn)品，必須使用UHT殺菌及無(wú)菌灌裝工藝，UHT殺菌分為直接式殺菌和間接式殺菌，直接式殺菌又分為噴射式和浸入式兩種，間接式殺菌分為管式、板式、刮板式、保持式滅菌等多種類型。間接殺菌和直接殺菌對(duì)牛乳的化學(xué)效果和微生物效果對(duì)比見(jiàn)表2：

表1 不同熱處理工藝參數(shù)及微生物殺滅效果

表2 直接殺菌和間接殺菌的對(duì)比

間接UHT和直接UHT加工牛乳的化學(xué)變化差異主要由于加熱方式不同，其溫度變化曲線不同導(dǎo)致，兩者在達(dá)到相同滅菌效果時(shí)（或熱處理強(qiáng)度F0值），間接UHT（圖1b）的熱負(fù)荷遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于直接UHT（圖1a），所以直接式殺菌的熱負(fù)荷產(chǎn)物較少，且乳清蛋白變性率較低。

圖1 直接殺菌和間接殺菌的溫度變化曲線

1.2 UHT與保持式滅菌

通常在牛乳殺菌后如果是無(wú)菌灌裝會(huì)選擇冷灌裝，而在殺菌后是潔凈灌裝或超潔凈灌裝都要熱灌裝，并且在灌裝后再通過(guò)二次滅菌（保持滅菌）實(shí)現(xiàn)微生物的殺滅而實(shí)現(xiàn)商業(yè)無(wú)菌，保持滅菌一般在較低溫度30 min左右時(shí)間批次殺菌，其與間接UHT滅菌對(duì)比見(jiàn)表3[4-5]。兩者主要差異是熱負(fù)荷強(qiáng)度，由于保持滅菌的熱負(fù)荷強(qiáng)度高，所以其加工牛奶發(fā)生強(qiáng)烈美拉德反應(yīng)，最終產(chǎn)品的蒸煮味和褐變較間接UHT更加嚴(yán)重。

表3 UHT殺菌和保持殺菌的對(duì)比

2 牛乳在加熱過(guò)程中發(fā)生的變化

2.1 密度變化

牛乳的密度與溫度、組成相關(guān)，在20℃時(shí)牛乳的密度約為1.03 g/cm3,此時(shí)脂肪為液態(tài)，低于10℃時(shí)脂肪會(huì)凝固，此時(shí)牛乳的密度約為1.2 g/cm3。牛乳在5～40℃隨溫度升高密度降低，非脂乳固體成分增加，牛乳的密度增加。溫度大于40℃時(shí)，牛乳的密度值變化很小，所以一般測(cè)定牛乳密度時(shí)要先加熱到40℃，然后降低到特定的溫度進(jìn)行測(cè)定，目的是確保脂肪最大限度的轉(zhuǎn)化為液態(tài)[4]。

牛乳的密度與其黏度密切相關(guān)，而黏度是影響熱處理關(guān)鍵指標(biāo)，如下分析牛乳在熱處理過(guò)程中黏度的變化。

2.2 黏度變化

牛乳主要成分為水、蛋白質(zhì)、脂肪、乳糖、礦物鹽和維生素，整體為一類乳濁液，生乳為一種非牛頓流體，而經(jīng)過(guò)均質(zhì)或脫脂乳則表現(xiàn)為牛頓流體特性，首先在加熱過(guò)程中隨著溫度變化其黏度也隨之變化，脫脂乳或均質(zhì)全脂乳在UHT加熱過(guò)程中黏度隨溫度從常溫到100℃有降低趨勢(shì)，而100℃至140℃過(guò)程中黏度值顯上升趨勢(shì)，并在140℃達(dá)到峰值。牛乳（非生乳）在一定范圍內(nèi)恒定溫度和不同剪切速率條件下其黏度值基本保持不變[4]。

2.3 酸度變化

牛乳的酸度分為自然酸度和發(fā)酵酸度，一般合格原奶總酸度在12～18oT，為弱酸體系，pH值在6.6～6.8之間（溫度25℃）。牛乳的酸度隨熱處理溫度的升高而升高（pH值降低），而在高溫處理時(shí)酸度升高（pH值降低）主要因?yàn)樗岬男纬?，而熱處理后冷卻的牛乳酸度都會(huì)有所降低，主要因?yàn)槎趸嫉膿p失。牛乳酸度越高熱穩(wěn)定性越差，越容易凝固[6]。

2.4 pH值的變化

牛乳的pH值和酸度存在一定的負(fù)相關(guān)性，pH值越低其酸度越高，但受牛乳種類、加工條件等因素影響，牛乳在經(jīng)過(guò)熱處理后其pH值會(huì)發(fā)生改變，一般在經(jīng)過(guò)UHT處理后的牛乳其pH值會(huì)有所降低，表4為不同加工工藝對(duì)牛乳的pH值和鈣離子的影響[1]。

表4 不同加工工藝對(duì)牛乳pH和鈣離子濃度的影響

2.5 鈣離子和礦物鹽平衡的變化

鈣在牛乳中以膠體磷酸鈣、磷酸鈣和游離鈣離子三種形式存在，并且三種形式以動(dòng)態(tài)平衡方式存在（礦物鹽平衡），在加熱過(guò)程中礦物鹽平衡會(huì)發(fā)生偏移[7]，但傳統(tǒng)檢測(cè)方法無(wú)法在高溫條件下（140℃）檢測(cè)鈣離子的含量，Lew is開(kāi)發(fā)了一種在高溫條件下檢測(cè)鈣離子的設(shè)備，其試驗(yàn)結(jié)果得出在高溫?zé)崽幚頃r(shí)游離鈣離子含量會(huì)降低，礦物鹽平衡會(huì)向膠體磷酸鈣方向移動(dòng)，更多的鈣離子進(jìn)入酪蛋白膠束內(nèi)部，但這種礦物鹽平衡的移動(dòng)會(huì)在牛乳冷卻后恢復(fù)常溫狀態(tài)（Lew is，見(jiàn)4的配圖）。磷酸鈣和檸檬酸鈣的溶解度極低，平衡過(guò)程中受到溫度、離子強(qiáng)度、pH改變等多種因素影響，礦物鹽平衡如圖2所示：

圖2 牛乳礦物鹽平衡圖示

2.6 蛋白質(zhì)的變化

2.6.1 酪蛋白

乳蛋白在溫和熱處理不影響乳蛋白的一級(jí)結(jié)構(gòu)和肽鍵，而是作用于二級(jí)和三級(jí)結(jié)構(gòu)。酪蛋白是一種相對(duì)熱穩(wěn)定性的蛋白質(zhì)，酪蛋白溶液于100℃下加熱30 min，幾乎沒(méi)有變化；在140℃以上的溫度加熱時(shí)，開(kāi)始凝固[8]。

酪蛋白的脯氨酸能阻止蛋白質(zhì)凝聚的氫鍵形成，120℃加熱1 h有近50%酪蛋白去磷酸化，去磷酸化后的酪蛋白熱穩(wěn)定性更好，結(jié)合更少的游離鈣離子[9]。酪蛋白在加熱時(shí)會(huì)發(fā)生水解，長(zhǎng)時(shí)間高溫處理后部分酪蛋白會(huì)轉(zhuǎn)化為非蛋白氮，但對(duì)于UHT殺菌時(shí)此變化很小。κ-酪蛋白對(duì)酪蛋白膠束有保護(hù)作用，其位于酪蛋白膠束的表面，它也是決定酪蛋白膠束熱穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素。

2.6.2 乳清蛋白

乳清蛋白主要組成為α-乳白蛋白、β-乳球蛋白、血清白蛋白、免疫球蛋白等。牛乳經(jīng)過(guò)熱處理后，其感官的變化與乳清蛋白的熱變性相關(guān)，牛乳高溫加熱后，由于乳球蛋白變性而使黏度增大。乳清蛋白為熱敏蛋白，一般在超過(guò)70℃熱處理就會(huì)發(fā)生不同程度的變性[10]，巴氏殺菌乳清蛋白變性率達(dá)10%～20%，直接UHT達(dá)40%～60%，間接UHT達(dá)70%～90%[11]。

乳清蛋白的變性與熱處理的溫度和時(shí)間相關(guān)，77.5℃加熱60min或90℃5min就徹底變性，乳清蛋白變性并不直接沉淀，而是與酪蛋白結(jié)合在酸化時(shí)共沉淀，其在加熱過(guò)程β-乳球蛋白與酪蛋白膠束表面的κ-酪蛋白通過(guò)巰基二硫鍵結(jié)合[1,4,12,13]。

2.6.3 酪蛋白與乳清蛋白相互作用

乳清蛋白在70～100℃溫度熱處理過(guò)程中變性，其中β-乳球蛋白與酪蛋白膠束的κ-酪蛋白相互結(jié)合，而α-乳白蛋白通過(guò)與β-乳球蛋白形成復(fù)合物間接與酪蛋白膠束結(jié)合[8]。當(dāng)pH值較高時(shí)（＞7.0）加熱時(shí)，乳清蛋白不和酪蛋白結(jié)合，此時(shí)牛乳的熱穩(wěn)定性更好，可見(jiàn)乳清蛋白與酪蛋白結(jié)合后降低了酪蛋白的熱穩(wěn)定性，而且兩者的結(jié)合依賴于pH值的變化，pH越高結(jié)合越小，pH大于7.0時(shí)兩者幾乎不再結(jié)合，且牛乳熱穩(wěn)定性隨pH升高而增強(qiáng)，可見(jiàn)酪蛋白膠束在不與乳清蛋白結(jié)合的狀態(tài)下熱穩(wěn)定性非常好[14]。

2.7 乳脂肪的變化

乳脂肪主要成分為甘油三酯，大于40℃后以液體形態(tài)存在，高溫處理牛乳會(huì)抑制脂肪的自發(fā)氧化，但脂肪酸及其殘基有可能被氧化，有的氧化產(chǎn)物會(huì)影響產(chǎn)品的風(fēng)味，如腥味、金屬味等。氧化反應(yīng)的程度與溶解氧的含量、儲(chǔ)存溫度相關(guān)[15]。

2.8 乳糖的變化

乳糖是牛乳主要的糖水化合物，普通熱處理對(duì)乳糖沒(méi)有太大的改變，但強(qiáng)烈的加熱會(huì)造成乳糖分解，尤其濃縮乳較為明顯，加熱反應(yīng)生成有機(jī)酸和乳果糖，有機(jī)酸主要為甲酸、乳酸和丙酮酸等，也會(huì)導(dǎo)致牛乳pH值得下降[16]。

2.9 褐變反應(yīng)

牛乳在高溫?zé)崽幚頃?huì)發(fā)生褐變反應(yīng)，主要是酪蛋白的末端氨基酸殘基的氨基與乳糖的羰基發(fā)生反應(yīng)，也就是美拉德反應(yīng)。溫度越高處理時(shí)間越長(zhǎng)，褐變的程度越強(qiáng)。牛乳中添加尿素會(huì)促進(jìn)褐變反應(yīng)，主要是尿素的氨基參與和乳糖的褐變反應(yīng)。同時(shí)發(fā)現(xiàn)尿素會(huì)起到保護(hù)蛋白氨基的作用，而且作用與酪蛋白膠束的四級(jí)結(jié)構(gòu)而促進(jìn)其熱穩(wěn)定性[4]。

3 影響牛奶熱穩(wěn)定性的因子

熱穩(wěn)定性是牛奶重要的加工特性之一，牛乳在滅菌（熱處理）時(shí)抵抗凝膠的能力。其實(shí)確保牛奶通過(guò)加熱處理后可以加工成形狀穩(wěn)定并且在貨架期內(nèi)穩(wěn)定的產(chǎn)品。國(guó)內(nèi)外有很多研究證明，牛乳的熱穩(wěn)定性（UHT）與其組分含量、pH值和微量的礦物鹽相關(guān)，而且即使是相同來(lái)源的牛乳其組分和熱穩(wěn)定性也會(huì)有變化，其熱穩(wěn)定性是多種因子共同綜合影響的結(jié)果。

3.1 膜濾技術(shù)對(duì)牛奶組分的改變應(yīng)用對(duì)牛奶熱穩(wěn)定性的影響

膜濾技術(shù)（微濾、超濾、納濾和反滲透）在濃縮脫脂奶后，酪蛋白膠束直接容易形成粘結(jié)而在膜表面形成凝膠層，在濃縮液體系中也容易導(dǎo)致酪蛋白膠束的粘結(jié)，在熱處理時(shí)其更容易凝固[17]。膜濾技術(shù)濃縮脫脂奶時(shí)會(huì)改變脫脂奶的pH值、鈣離子含量、蛋白質(zhì)含量等多個(gè)組分的變化，最終影響牛乳的熱穩(wěn)定性[18]。

3.2 蛋白質(zhì)的影響

根據(jù)牛乳熱穩(wěn)定性不同分為A型牛奶和B性牛奶（A型有最大值和最小值，B型無(wú)最小值），其中影響牛乳熱穩(wěn)定性的組分的蛋白質(zhì)中，κ-酪蛋白和β-乳球蛋白相互作用為主要因素，研究發(fā)現(xiàn)在A型牛奶添加κ-酪蛋白可以降低或消除最小值而轉(zhuǎn)化為B型牛奶，證明B型牛奶表面有較多的κ-酪蛋白。還有研究發(fā)現(xiàn)添加β-乳球蛋白也可以使A型牛奶轉(zhuǎn)化為B型，所以熱穩(wěn)定性曲線由κ-酪蛋白和β-乳球蛋白比例決定[1-4]。

總蛋白的濃度、酪蛋白含量、β-乳球蛋白含量均對(duì)熱穩(wěn)定性有重要影響，一般總蛋白含量越高其熱穩(wěn)定性越差，這就要求我們?cè)陂_(kāi)發(fā)高蛋白牛奶時(shí)考慮體系的穩(wěn)定性和UHT運(yùn)行時(shí)間。β-乳球蛋白在加熱過(guò)程與酪蛋白聚合防止了酪蛋白膠束在pH值6.5～6.7的熱凝固，而當(dāng)pH大于6.9時(shí)它有促進(jìn)了膠束酪蛋白的解離而降低酪蛋白膠束的熱穩(wěn)定性。

3.3 pH的影響

pH值是影響牛乳熱穩(wěn)定性的最重要因素，大多數(shù)牛乳為A型，在pH 6.6～6.7時(shí)有最大凝固時(shí)間，在pH 6.7～6.9有最短凝固時(shí)間。A型牛乳的HCT曲線還受其他多種因素影響，例如乳清蛋白、κ-酪蛋白、尿素、鈣離子、膠體磷酸鈣、預(yù)熱處理等因素。高溫條件下牛乳的pH會(huì)降低值5.5左右（Lew is高溫條件下檢測(cè)pH儀器），但熱誘導(dǎo)的pH值變化是可逆的，當(dāng)牛乳在冷卻到常溫時(shí)pH值又升高到原始值左右[19]。

A型牛乳出現(xiàn)最小值可能原因是β乳球蛋白和κ-酪蛋白結(jié)合在pH結(jié)合能力最大，兩者結(jié)合發(fā)生共沉淀，而pH值大于6.9后β-乳球蛋白與κ-酪蛋白解離，酪蛋白膠束的熱穩(wěn)定性占主導(dǎo)，從而熱穩(wěn)定性隨pH值升高而加強(qiáng)。

3.4 礦物鹽的影響

牛乳含有豐富的礦物鹽，礦物鹽含量在0.7%左右，占牛乳總固形物含量約5%，主要以磷酸鈣、檸檬酸鈣、氯化鈉、氯化鉀等。其中影響牛乳熱穩(wěn)定性的主要礦物質(zhì)為磷酸鈣，其在牛乳中有三種形態(tài)：膠體磷酸鈣、溶解磷酸鈣和游離鈣離子，三種形態(tài)體現(xiàn)一種動(dòng)態(tài)平衡關(guān)系（礦物鹽平衡）見(jiàn)圖3，當(dāng)溫度升高、pH值升高，游離鈣離子降低，磷酸鈣向酪蛋白膠束中移動(dòng)[11]。RO/蒸發(fā)pH降低，鈣離子稍有增加，UF濃縮pH變化不明顯，鈣離子增加明顯，磷酸氫二鈉DSHP：pH增高，鈣離子降低，硫代氨基脲TSC：pH增高，鈣離子降低，六偏磷酸鈉：pH無(wú)明顯變化，鈣離子降低，冷凍：pH無(wú)明顯變化，鈣離子降低，UHT滅菌（超高溫瞬時(shí)滅菌）：pH無(wú)明顯變化，鈣離子降低，添加氯化鈣：pH降低，鈣離子明顯增加[1,20]。

圖3 不同處理對(duì)牛乳pH和鈣離子含量影響趨勢(shì)圖[1]

3.5 季節(jié)

G randisn（1988）對(duì)全年牛乳在UHT加工運(yùn)行時(shí)間進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)不同季節(jié)的牛奶的UHT運(yùn)行時(shí)間差異很大見(jiàn)圖4，但通過(guò)物理和化學(xué)成分檢測(cè)并不能發(fā)現(xiàn)任何差異，這種差異性還沒(méi)有清楚的結(jié)論。季節(jié)不同主要是奶牛飼養(yǎng)飼料、飼養(yǎng)環(huán)境溫度和氣候不同[1]。

圖4 不同季節(jié)牛奶的UHT運(yùn)行時(shí)間

3.6 泌乳期

奶牛不同泌乳期生產(chǎn)的原料乳熱穩(wěn)定性差異明顯，很大程度是因?yàn)榻M成的差異導(dǎo)致，一般泌乳早期和晚期的牛乳乳清蛋白含量較高，初乳和末乳的pH值也與常乳有差異，都不在常乳熱穩(wěn)定性pH范圍（6.6～6.7），整個(gè)泌乳期總檸檬酸鹽和可溶性檸檬酸鹽含量明顯下降，所以一般初乳和末乳的熱穩(wěn)定性較常乳都差[4]。

3.7 加熱工藝

牛乳在加熱過(guò)程中，蛋白質(zhì)容易發(fā)生變化，不同加熱工藝其對(duì)牛乳的熱處理強(qiáng)度不同，在UHT殺菌過(guò)程中溫度越高受熱強(qiáng)度越大（相同升溫速率和滅菌時(shí)間），其熱穩(wěn)定性越差?，F(xiàn)有很多研究針對(duì)牛乳的熱穩(wěn)定性主要研究其HCT（加熱凝固時(shí)間）和UHT的運(yùn)行時(shí)間的研究，還沒(méi)有針對(duì)兩個(gè)結(jié)論進(jìn)行數(shù)據(jù)模型的關(guān)聯(lián)通過(guò)HCT來(lái)預(yù)測(cè)實(shí)際生產(chǎn)時(shí)的UHT運(yùn)行時(shí)間。

4 牛奶熱穩(wěn)定性評(píng)價(jià)方法

牛乳的熱穩(wěn)定性是指牛乳在加熱過(guò)程抵抗熱凝乳的能力，通常以加熱到某一溫度條件下維持正常狀態(tài)直至蛋白凝固的時(shí)間來(lái)衡量其熱穩(wěn)定性（熱凝固時(shí)間-HCT）。牛乳熱穩(wěn)定性有多種試驗(yàn)評(píng)價(jià)方法，在此總結(jié)了常用可靠的方法。

4.1 熱凝固溫度和熱凝固時(shí)間

常用的熱穩(wěn)定性評(píng)價(jià)方法是將牛乳密封在玻璃管中，玻璃管選擇耐壓耐高溫的石英玻璃（賀利氏石英玻璃）容積4～8 m L，內(nèi)徑1 cm以內(nèi)，以確?？焖俚臒醾鲗?dǎo)和樣品的流動(dòng)，一端開(kāi)口一端為圓平底，開(kāi)口一端使用聚四氟乙烯套墊通過(guò)鋼板家具實(shí)現(xiàn)固定和密封，然后將玻璃管置于油中加熱，使用黏度較低的二甲基硅油，確保油浴鍋內(nèi)上下層的油溫均勻。熱凝固溫度是固定觀察時(shí)間，改變油浴溫度來(lái)分析樣品經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后的變化或是否凝固，而熱凝固時(shí)間是固定油浴加熱溫度，然后觀察樣品從達(dá)到目標(biāo)溫度至蛋白絮凝出現(xiàn)的時(shí)間，該方法會(huì)受到樣品添加量、玻璃管搖擺速度、傾斜角度、樣品升溫速率等因素影響。通常油浴溫度選擇120℃～140℃，此方法為主觀判斷凝固出現(xiàn)的時(shí)間，實(shí)驗(yàn)結(jié)果會(huì)有一定的人為誤差，且該方法是觀察樣品凝固的終點(diǎn)變化，即肉眼可見(jiàn)顆粒[21]。

4.2 離心沉淀法（離心沉淀率評(píng)估體系變化）

通過(guò)測(cè)定經(jīng)熱處理后以低速離心沉淀方法，以質(zhì)量百分比來(lái)確定熱穩(wěn)定性，該方法還有用在粉末原料化料效果的驗(yàn)證，在做熱穩(wěn)定性評(píng)價(jià)時(shí)，一般使用3 000～10 000 g離心力，需要對(duì)樣品熱處理不同時(shí)間取樣，檢測(cè)發(fā)現(xiàn)離心沉淀率迅速增加并超過(guò)一定范圍則說(shuō)明樣品已經(jīng)出現(xiàn)絮凝，該方法較為客觀，且分析樣品凝固起點(diǎn)（與熱凝固時(shí)間方法觀察凝固終點(diǎn)恰好相反）[22]。

4.3 換熱設(shè)備的結(jié)垢

通過(guò)UHT試驗(yàn)設(shè)備測(cè)量總傳熱系數(shù)（OHTC）[1]：?jiǎn)挝粫r(shí)間通過(guò)單位面積傳遞的熱量，其值越高傳熱效率越高，如圖5為不同熱處理溫度條件下總傳熱系數(shù)隨時(shí)間的變化，從圖中可以看出，總傳熱系數(shù)的降低說(shuō)明UHT設(shè)備的持熱管已經(jīng)結(jié)垢，當(dāng)?shù)陀谝欢ㄖ岛蟊仨毻C(jī)清洗，從而評(píng)估UHT的運(yùn)行時(shí)間。

4.4 黏度的測(cè)量

通過(guò)流變儀高溫高壓?jiǎn)卧獧z測(cè)樣品在升溫和保溫過(guò)程一定剪切速率的黏度值，在發(fā)生蛋白質(zhì)凝固時(shí)體系的黏度會(huì)迅速上升，此時(shí)為絮凝的出現(xiàn)。

4.5 酪蛋白膠束粒度值

圖5 山羊奶在不同溫度總傳熱系數(shù)隨加工時(shí)間的變化

粒徑分析法與離心沉淀法類似，觀察的是樣品出現(xiàn)絮凝的起點(diǎn)，客觀的分析樣品的在熱處理后蛋白的變化，通過(guò)檢測(cè)粒度值發(fā)現(xiàn)通過(guò)一定熱處理時(shí)間后樣品粒度會(huì)迅速增大，這可以判斷樣品絮凝的開(kāi)始時(shí)間點(diǎn)[23]。

4.6 酒精穩(wěn)定性

使用一定濃度乙醇與等體積牛乳混合，混勻后觀察牛乳是否出現(xiàn)絮凝，乙醇穩(wěn)定性可以用來(lái)評(píng)估牛奶的UHT熱穩(wěn)定性，如果乙醇穩(wěn)定性低于75%時(shí)需要謹(jǐn)慎對(duì)待，如果乙醇穩(wěn)定性高于75%，但存在沉淀物問(wèn)題（大于0.5%），可能是添加過(guò)量的穩(wěn)定劑導(dǎo)致[24]。

4.7 磷酸鹽試驗(yàn)

使用牛乳10 m L與一定體積的0.5M磷酸二氫鉀混合，然后再100℃加熱10 min后觀察牛乳穩(wěn)定性，添加磷酸二氫鉀的體積為評(píng)估熱穩(wěn)定性的標(biāo)準(zhǔn)[25-26]。

5 總結(jié)

本綜述首先介紹了牛乳常用的熱處理工藝，對(duì)比了不同熱處理的工藝參數(shù)和殺菌微生物的效果，其次并分析了牛乳在加熱過(guò)程中發(fā)生的變化，闡述了牛乳在加熱過(guò)程中蛋白質(zhì)、礦物鹽等主要組分相互作用及其發(fā)生的變化?？偨Y(jié)了內(nèi)外部對(duì)影響牛乳熱穩(wěn)定性因素，并對(duì)影響因素如何對(duì)牛奶特性發(fā)生改變進(jìn)行分析，為我們?cè)谌橹破烽_(kāi)發(fā)提供參考。最后總結(jié)了牛乳熱穩(wěn)定性評(píng)價(jià)方法，并結(jié)合本人試驗(yàn)應(yīng)用的方法分析了不同方法的優(yōu)勢(shì)和不足，為我們后續(xù)再研究牛乳熱穩(wěn)定性奠定了基礎(chǔ)。