優(yōu)質(zhì)巴氏殺菌乳關(guān)鍵工藝的研究

◎ 鄒 旸

（天津海河乳品有限公司，天津 300000）

巴氏殺菌方法能夠最大限度保存生乳的營養(yǎng)價值，并維持風(fēng)味、顏色和口感，因此被廣泛應(yīng)用于乳制品。我國在2017年頒布的國家優(yōu)質(zhì)乳核心標(biāo)準(zhǔn)中標(biāo)明了對液態(tài)奶的品質(zhì)要求，對此，乳制品企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)對巴氏殺菌乳的工藝研究。

生鮮乳是人類重要的營養(yǎng)物質(zhì)來源。目前，在乳制品的制備上，我國大量使用熱處理的方式滅殺病菌微生物，但是熱處理工藝往往會導(dǎo)致熱損傷，造成乳制品中的營養(yǎng)物質(zhì)流失。牛乳在熱處理過程中會發(fā)生蛋白變性、乳糖異構(gòu)化、美拉德反應(yīng)等理化反應(yīng)，對風(fēng)味、功能性及營養(yǎng)存在影響。由于冷鏈技術(shù)成本較高，所以牛乳市場儲存方式以常溫儲存為主。然而，此種方式需要較高的熱處理工藝以提高保質(zhì)期，對牛乳的熱損傷大，營養(yǎng)物質(zhì)流失多，風(fēng)味改變大。

1 關(guān)鍵工藝對于巴氏殺菌乳的品質(zhì)影響

相比其他液態(tài)乳制品，巴氏殺菌乳的品類單一，各類乳制品企業(yè)的巴氏殺菌乳制備標(biāo)準(zhǔn)在72～85 ℃，加熱15～20 s。由于方法較為單一，所以關(guān)鍵工藝對巴氏殺菌乳的影響權(quán)重也就更大。牛乳殺菌方式主要有冷殺菌和熱殺菌2種。目前，冷殺菌尚未達(dá)到大規(guī)模商業(yè)化生產(chǎn)的需求，超聲波、超高壓、膜分離技術(shù)的殺菌實(shí)證較少。在熱殺菌上，主要使用超高溫短時滅菌法、保持殺菌法、預(yù)熱殺菌法、巴氏殺菌法，我國常用的熱處理殺菌技術(shù)是巴氏殺菌和超高溫短時滅菌法。巴氏殺菌乳能夠避免牛乳中營養(yǎng)物質(zhì)的流失，盡可能保證活性物質(zhì)和風(fēng)味。

1.1 過濾條件影響

生乳過濾是實(shí)現(xiàn)巴氏殺菌乳生產(chǎn)活動的關(guān)鍵工藝之一，其主要目的是去除生乳中含有的雜質(zhì)，提高純凈度，并且在過濾時通過不同的過濾工藝，能夠形成一定剪切力在生乳中的大顆粒脂肪上，幫助生乳中的脂肪顆粒變小，在液態(tài)奶中分布更加均勻，從而提升乳制品的品質(zhì)。前沿科技如膜過濾技術(shù)，能夠有效截留原料奶中的體細(xì)胞和細(xì)菌，在學(xué)界研究上是重點(diǎn)方向之一。

1.2 儲存工藝影響

根據(jù)巴氏殺菌乳的生產(chǎn)工藝標(biāo)準(zhǔn)，不同生乳會有不同的儲存時間。在儲存時，生乳中的微生物會不斷繁衍變化，其嗜冷菌數(shù)量、嗜熱需氧芽孢數(shù)量、需氧芽孢總數(shù)、菌落總數(shù)等都需要精確工藝控制，才能實(shí)現(xiàn)巴氏殺菌乳的質(zhì)量控制。

在目前的乳制品企業(yè)儲存規(guī)定中，明確規(guī)定儲存時間確定之后才開始流轉(zhuǎn)，運(yùn)輸生乳的罐體需要在卸奶后進(jìn)行消毒清潔，卸除后的生乳需要盡快加工，以確保乳制品的品質(zhì)。巴氏殺菌乳的保質(zhì)期一般為14 d。

1.3 殺菌溫度影響

巴氏殺菌屬于熱殺菌工藝，加熱處理是其最為關(guān)鍵的工藝。在加熱時，不僅會導(dǎo)致生乳中的致病菌被滅殺，同時也會降低生乳中的活性物質(zhì)，流失營養(yǎng)成分。在我國國標(biāo)中巴氏殺菌溫度是范圍值，伴隨殺菌溫度的上升，產(chǎn)品中的殘留微生物數(shù)量越少，活性物質(zhì)越低。劉燕珺等學(xué)者在殺菌溫度工藝影響下對巴氏殺菌乳進(jìn)行探究，其結(jié)果顯示75 ℃、15 s時效果最佳[1]。王瑞云學(xué)者的研究同樣能夠佐證此點(diǎn)，巴氏殺菌的低溫殺菌技術(shù)能夠在滅殺病菌的同時，保留乳制品中的活性物質(zhì)和風(fēng)味。此外，相關(guān)研究者使用超高溫滅菌技術(shù)，比對營養(yǎng)物質(zhì)和各類檢測指標(biāo)的變化，其結(jié)果顯示，低溫處理技術(shù)最接近新鮮生乳，能夠最大限度保證品質(zhì)。楊大明等學(xué)者分析對比了巴氏殺菌乳工藝參數(shù)，其結(jié)果顯示，經(jīng)優(yōu)化處理后能夠生產(chǎn)出最佳的巴氏殺菌乳[2-3]。

如果在預(yù)巴氏之后再進(jìn)行巴氏殺菌，會進(jìn)一步降低活性物質(zhì)，加熱時產(chǎn)生的糠氨酸增多。巴氏殺菌工藝是常見的殺菌工藝之一，其能夠延長原料乳的儲存時間。原理是原料乳在儲存入生乳罐前，利用預(yù)巴氏殺菌操作，殺滅原料乳中的致病菌，可以延長保質(zhì)時間。經(jīng)預(yù)巴氏殺菌處理后，生乳保質(zhì)期能夠延長至24 h，便于長距離運(yùn)輸。如何減少生乳熱處理中產(chǎn)生的熱損失，并確保食品安全，最大限度留存活性物質(zhì)，還需相關(guān)學(xué)者不斷進(jìn)行研究。

2 關(guān)鍵工藝對巴氏殺菌乳影響研究

2.1 實(shí)驗(yàn)方法

巴氏殺菌乳的工藝流程為生乳收集→過濾→平衡罐→過濾→冷卻→儲存→過濾→脂肪標(biāo)準(zhǔn)化→預(yù)殺菌→冷卻→儲存→脫氣→均質(zhì)→巴氏殺菌→冷卻→儲存→成品。

本次實(shí)驗(yàn)以生乳作為實(shí)驗(yàn)原料，生乳罐溫度保持在4 ℃，檢測儲存時間對于巴氏殺菌乳原料的影響。指標(biāo)包含嗜冷菌數(shù)量、需氧芽孢總數(shù)、嗜熱需氧芽孢綜述、菌落總數(shù)、乳蛋白質(zhì)、乳脂肪、酸度、乳糖、pH值。檢測時間為每4 h檢測1次，持續(xù)24 h，做3次平行[4]。

在巴氏殺菌溫度影響上，對比不同的殺菌溫度，以5 ℃為變量標(biāo)準(zhǔn)，由75～95 ℃對比巴氏殺菌乳產(chǎn)品品質(zhì)影響，殺菌時長統(tǒng)一為15 s。監(jiān)測指標(biāo)包括菌落總數(shù)、金黃色葡萄球菌、堿性磷酸酶、嗜冷菌。污染物如鉛、總汞、總砷、鉻、黃曲霉毒素，做3次平行。

在過濾工藝對巴氏殺菌乳的影響研究上，研究不同過濾方法對品質(zhì)的影響，檢測雜質(zhì)度、乳糖、乳脂肪、乳蛋白質(zhì)。第2次過濾時，通過自流方式從生乳罐經(jīng)過孔道式40目過濾器進(jìn)入緩沖罐，經(jīng)由離心泵進(jìn)入縫隙式80目過濾器，過濾完成后泵入儲存罐中，經(jīng)過巴氏殺菌取得成品，取樣檢測[5]。相比第2次過濾，第3次過濾增加袋式200目過濾器，過濾后泵入儲存，經(jīng)過巴氏殺菌得到成品后取樣檢測。

預(yù)巴氏殺菌工藝影響研究：預(yù)巴氏殺菌使用常規(guī)預(yù)處理方法，經(jīng)過預(yù)巴氏殺菌工藝去除生乳致病菌，延長儲存時間。檢測指標(biāo)有堿性磷酸酶、嗜冷菌數(shù)量、需氧芽孢總數(shù)、菌落總數(shù)。理化指標(biāo)如糠氨酸、乳鐵蛋白等。

巴氏殺菌使用75 ℃ 15 s，預(yù)巴氏使用85 ℃ 15 s。

2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

由表1 、表2 可知，在儲存時間上，伴隨儲存時間增加，對于酸度、乳糖、脂肪、乳蛋白質(zhì)、pH值的影響不明顯，然而嗜冷菌、需氧芽孢總數(shù)、菌落總數(shù)隨著時間增加而增長。在8 h儲存時長時，上升幅度較小，在24 h時微生物大量增長，可見生乳儲存時間不應(yīng)超過8 h。

表1 儲存時間對微生物的影響表

表2 儲存時間對理化指標(biāo)的影響表

由表3可見，伴隨殺菌溫度增長，糠氨酸遞增，而乳鐵蛋白以及β-乳球蛋白不斷降低。

表3 殺菌溫度對理化指標(biāo)的影響表

由表4可見，在殺菌溫度中，伴隨溫度升高菌落總數(shù)不斷降低，均在100 CFU/mL以內(nèi)，滿足國標(biāo)要求?？梢?，75～95 ℃均滿足殺菌微生物指標(biāo)。

表4 殺菌溫度對微生物指標(biāo)的影響表

由表5可見，在不同殺菌溫度下，重金屬以及真菌毒素均屬于國標(biāo)檢出線以下標(biāo)準(zhǔn)，對于重金屬和真菌毒素影響不明顯。綜合來說，殺菌溫度75 ℃能夠滿足殺菌要求，對重金屬、真菌毒素均滿足要求，并最大保存活性物質(zhì)。

表5 殺菌溫度對真菌毒素和重金屬的影響表

在過濾方法上，2次過濾和3次過濾對于乳糖、脂肪、蛋白質(zhì)沒有影響，在雜質(zhì)度上能夠較好過濾。說明3次過濾方法能夠有效過濾雜質(zhì)，提升巴氏殺菌乳的品質(zhì)。 牛奶的雜質(zhì)來源主要有儲存設(shè)備墊圈、牧場環(huán)境、牛體衛(wèi)生，選用3次過濾方法能夠有效濾除雜質(zhì)。

在預(yù)巴氏處理對比下，對于乳鐵蛋白、β-乳球蛋白、糠氨酸有著明顯變化，在菌落總數(shù)上降低了1倍，嗜冷菌、金黃色葡萄球菌無檢出。

預(yù)巴氏處理對比下，均能滿足國標(biāo)要求，然而熱處理會導(dǎo)致糠氨酸升高，并且大量降低乳鐵蛋白以及β-乳球蛋白。要提高巴氏殺菌乳品質(zhì)，應(yīng)避免使用預(yù)巴氏殺菌工藝，降低熱處理的熱損失。

2.3 結(jié)果分析

巴氏殺菌乳的關(guān)鍵工藝對于巴氏殺菌乳的品質(zhì)有很大影響，儲存時長、殺菌溫度、過濾方法、預(yù)巴氏處理都能夠減少菌落總數(shù)，并且降低活性物質(zhì)。因此，伴隨熱處理溫度上升，糠氨酸濃度增大，而關(guān)鍵工藝不會導(dǎo)致生成堿性磷酸酶，同時能夠有效去除金黃色葡萄球菌。在過濾上，經(jīng)過2次、3次過濾后，能夠有效去除樣品中的雜質(zhì)，提升巴氏殺菌乳的品質(zhì)。

3 結(jié)論

儲存時間8 h以內(nèi)能夠最大限度保存牛乳的品質(zhì)，當(dāng)儲存時間大于8 h時，會導(dǎo)致生乳中的需氧芽孢總數(shù)、嗜冷菌、菌落總數(shù)大量增加。在殺菌溫度中，75～95 ℃均能滿足殺菌滅毒作用。然而，在75 ℃殺菌溫度下能夠最大保存巴氏殺菌乳中的β-乳球蛋白、乳鐵蛋白，提升巴氏殺菌乳品質(zhì)。在過濾方法上，2次過濾和3次過濾對比，僅在雜質(zhì)度上存在區(qū)別，3次過濾能夠有效降低樣品雜質(zhì)，較為適宜。在預(yù)巴氏處理上，熱處理會導(dǎo)致巴氏殺菌乳的糠氨酸上升，β-乳球蛋白、乳鐵蛋白降低，降低巴氏殺菌乳的品質(zhì)，不應(yīng)使用預(yù)巴氏殺菌工藝。可見，巴氏殺菌乳最佳品質(zhì)應(yīng)當(dāng)為3次過濾，儲存時間8 h，75 ℃巴氏殺菌，無預(yù)巴氏處理。