閃蒸殺菌工藝對(duì)羊奶的質(zhì)量控制

◎ 王成宇，姚 晶，夏元軍

（黑龍江東方學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150000）

隨著對(duì)山羊奶營(yíng)養(yǎng)價(jià)值認(rèn)識(shí)的深入，人們?cè)絹碓街匾暷躺窖虻陌l(fā)展，在歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家和中東地區(qū)的穆斯林國(guó)家都很重視食用山羊奶及其奶制品。隨著我國(guó)人民消費(fèi)觀念的轉(zhuǎn)變和生活水平的提高，人們更會(huì)傾向于健康、安全的奶制品，奶山羊產(chǎn)業(yè)在我國(guó)有很大的發(fā)展?jié)摿1]。為此，利用閃蒸系統(tǒng)在生產(chǎn)工藝上可以解決羊奶品質(zhì)問題，提高奶制品干物質(zhì)的含量和穩(wěn)定性，還可以去除羊奶中特有的膻味[2]，從而滿足消費(fèi)者的需要，提高消費(fèi)群體的穩(wěn)定性，增強(qiáng)消費(fèi)者對(duì)品牌的忠誠(chéng)度。

1 羊奶的特性和對(duì)人類營(yíng)養(yǎng)意義

1.1 羊奶的特性

牛奶的脂肪球的平均尺寸為4.5 μm，而山羊奶脂肪球更小（平均尺寸為3.5 μm），脂肪球小能使山羊奶中的脂肪更好地分散，給脂肪酶提供更大的表面積，脂肪的消化率也得到提高。從人類健康的角度來看，自然均質(zhì)的山羊奶產(chǎn)品比牛奶產(chǎn)品更易消化[3]。山羊奶中的月桂酸與癸脂肪酸（12∶10）的比例與牛奶不同，它比牛奶的比率顯著降低（0.46∶1.16），在山羊奶中摻入牛奶會(huì)使這個(gè)比例變大，據(jù)此可檢查山羊奶摻入牛奶的程度。山羊奶含有足夠數(shù)量必須脂肪酸是嬰兒所需的[4]，有比牛奶更高的甘油脂，這更有益于護(hù)理新生兒的營(yíng)養(yǎng)，山羊奶中的乳清酸含量更少，這對(duì)于預(yù)防脂肪肝綜合癥有重要作用。山羊奶蛋白質(zhì)氨基酸的組成與牛奶有很大的差異，山羊奶的氨基酸形式更接近于人乳，山羊奶和牛奶中必需氨基酸含量高于人乳，完全符合世界糧農(nóng)組織和衛(wèi)生組織關(guān)于嬰兒對(duì)每一種氨基酸的需求。山羊奶與牛奶相比含有更高濃度的結(jié)合蛋白，使山羊奶的葉酸含量低于牛奶。葉酸是合成血紅蛋白必需的維生素，因此建議將山羊奶用于嬰兒喂養(yǎng)時(shí)需補(bǔ)充葉酸，以防導(dǎo)致羊奶性貧血[5]。

1.2 山羊奶對(duì)人類的營(yíng)養(yǎng)意義

山羊奶在人類營(yíng)養(yǎng)方面具有重要價(jià)值，可作為兒童和病人的一種替代食品，也具有較高的營(yíng)養(yǎng)功效[6]。山羊奶的脂肪球小，更容易消化吸收，山羊奶中的脂類，尤其是脂肪中的短鏈和中鏈脂肪酸含量明顯高于牛奶[7]。對(duì)于人類營(yíng)養(yǎng)有重要作用：①因?yàn)橹久缸饔糜诙替溁蛑墟溨舅岬孽ユI比長(zhǎng)鏈脂肪酸容易，所以山羊奶脂肪比牛奶易消化。②不飽和脂肪酸對(duì)膽固醇具有有益的代謝效果，如通過抑制膽固醇沉積和膽石中膽固醇溶解使組織和血液中膽固醇具有水解活性[8]。③對(duì)于各種營(yíng)養(yǎng)吸收不良患者具有治療作用，如高脂血癥、腸道吸收病例、脂肪瀉、冠狀動(dòng)脈搭橋、童年癲癇癥、早產(chǎn)兒喂養(yǎng)、囊腫性纖維化和膽結(jié)石[9]。

山羊奶中的氨基酸比牛奶易被吸收，而且由于山羊奶蛋白更小更柔軟，極易被胃蛋白酶消化，所以人類可以快速吸收優(yōu)質(zhì)蛋白。山羊奶為天然弱堿性，有較好的緩沖能力，有益于胃病患者。對(duì)治療潰瘍有較好作用。山羊奶中幾乎不含有αs1-酪蛋白的遺傳性特癥是低過敏性食物[10]，這對(duì)牛奶過敏癥的嬰兒和患者來講，具有很強(qiáng)的潛在治療和低過敏優(yōu)勢(shì)，是一種理想的替代品。

山羊奶對(duì)消化道、呼吸道、泌尿系統(tǒng)等組織器官的上皮細(xì)胞有保護(hù)作用，因?yàn)槠浜泻腿巳橐粯拥纳掀ぜ?xì)胞生長(zhǎng)因子，可有效修復(fù)受損表皮黏膜，是天然的抗生素[11]。

2 閃蒸殺菌

2.1 閃蒸殺菌技術(shù)的必要性

羊奶成分（如干物質(zhì)）受各種因素（季節(jié)、飼養(yǎng)與管理?xiàng)l件、乳羊本身健康狀況等）的影響波動(dòng)比牛奶大，但為保證成品干物質(zhì)含量全年平穩(wěn)，市場(chǎng)產(chǎn)品的品質(zhì)需要始終處于一個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)，如通過添加奶粉等來達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，會(huì)影響產(chǎn)品的品質(zhì)，消費(fèi)者較難接受，閃蒸工藝增加后，產(chǎn)品的純度、口感、香味都大有改觀，較以前更純、更香，還會(huì)去除羊奶中特殊的膻味，使產(chǎn)品品質(zhì)得到改善，以滿足消費(fèi)者的需要。

2.2 閃蒸殺菌特點(diǎn)

閃蒸殺菌的加熱和冷卻時(shí)間短，加工能力大并且能夠加工超黏的，在管式殺菌機(jī)中糊壁嚴(yán)重的物料，具有大范圍可調(diào)的系統(tǒng)加工能力。閃蒸殺菌對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行最小的破壞，對(duì)加工產(chǎn)品的黏度維持能力較強(qiáng)，生產(chǎn)的物料具有更佳的色澤和特性[12]，產(chǎn)品的純度、口感、香味都大有改觀，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修成本低。

3 閃蒸殺菌過程關(guān)鍵點(diǎn)

3.1 工藝流程

閃蒸殺菌的工藝流程如圖1所示。

圖1 工藝流程圖

3.2 超高溫直噴式殺菌的控制要點(diǎn)

3.2.1 殺菌溫度的控制

殺菌溫度控制不住主要是受物料成分、預(yù)熱溫度、直噴蒸汽壓力等因素的影響，由于羊奶粉配方中成分較多，如維生素、礦物質(zhì)等，在經(jīng)過超高溫殺菌時(shí)容易結(jié)焦，從而導(dǎo)致殺菌溫度控制不住。預(yù)熱溫差過大會(huì)導(dǎo)致殺菌器內(nèi)短時(shí)間結(jié)焦，影響了傳熱效果，增大蒸汽壓力，殺菌溫度也不提高。劉殿宇等[13]以RNJM02-2400型雙效降膜式蒸發(fā)器為例，通過理論計(jì)算及實(shí)際應(yīng)用兩方面進(jìn)行分析指出蒸發(fā)器殺菌溫度保持不住的主要原因：①殺菌器加熱溫差過大，即各級(jí)物料預(yù)熱面積設(shè)計(jì)過小。②物料比較特殊，即物料性質(zhì)比較特殊及易掛垢或結(jié)焦。③實(shí)際實(shí)用物料與原設(shè)計(jì)物料參數(shù)偏離過大。④物料處理量過大，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了設(shè)計(jì)值。⑤操作不當(dāng)，即蒸發(fā)器在生產(chǎn)過程中，系統(tǒng)參數(shù)控制不穩(wěn)定等都會(huì)使殺菌溫度保持不住。直噴式殺菌需要穩(wěn)定的潔凈蒸汽直接對(duì)物料進(jìn)行殺菌，所以蒸汽的壓力和蒸汽質(zhì)量至關(guān)重要，需要單獨(dú)的設(shè)備對(duì)蒸汽進(jìn)行處理，并且蒸汽壓力要穩(wěn)定。蒸汽溫度與物料對(duì)應(yīng)溫度見表1。

表1 蒸汽溫度與物料對(duì)應(yīng)溫度表

3.2.2 殺菌時(shí)間的控制

殺菌時(shí)間的確定是保證滅菌效率的同時(shí)，確保營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)得損失量最小。高雪峰[14]為了改進(jìn)超溫滅菌（UHT）純牛奶的質(zhì)量，利用改進(jìn)的滿意度函數(shù)，結(jié)合RSM對(duì)UHT純牛奶的瞬時(shí)超高溫殺菌的工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，建立了關(guān)于d值的二次多項(xiàng)數(shù)學(xué)模型，得到UHT純牛奶殺菌的最佳殺菌時(shí)間和溫度，為UHT純牛奶瞬時(shí)超高溫殺菌的工藝參數(shù)優(yōu)化奠定理論基礎(chǔ)。同時(shí)，基于的UHT純牛奶的質(zhì)量改進(jìn)方法，對(duì)UHT純牛奶質(zhì)量的改進(jìn)有明顯的提高。在不同殺菌時(shí)間對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響并針對(duì)生產(chǎn)工藝得出最佳的殺菌時(shí)間。殺菌時(shí)間過短會(huì)導(dǎo)致殺菌效果下降，最終導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量不合格，殺菌時(shí)間過長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致物料營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)嚴(yán)重?fù)p失。

3.2.3 閃蒸壓力和溫度的控制

閃蒸壓力和溫度主要是去除由于殺菌進(jìn)入物料中蒸汽。劉樹茂等[15]得出為了避免由于各種因素的變化，造成原料奶干物質(zhì)含量的差異，影響產(chǎn)品的品質(zhì)，通過增加閃蒸工藝，采用兩道標(biāo)準(zhǔn)化（脂肪與蛋白質(zhì)比例標(biāo)準(zhǔn)化和閃蒸干物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)化），達(dá)到了全年產(chǎn)品品質(zhì)穩(wěn)定性，既改善了產(chǎn)品品質(zhì)，又確保了產(chǎn)品營(yíng)養(yǎng)成分的比例均衡和干物質(zhì)指標(biāo)的穩(wěn)定。結(jié)合企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，從生產(chǎn)過程控制等方面進(jìn)行了論述，最好都采用全自動(dòng)控制閃蒸壓力和溫度。閃蒸壓力越小，物料的沸點(diǎn)越低，物料中水分蒸發(fā)量越大，這樣也會(huì)提高后面蒸發(fā)器的干物質(zhì)含量。閃蒸溫度與一效蒸發(fā)溫度溫差不要過大，溫差過大會(huì)導(dǎo)致蒸發(fā)器瞬間結(jié)焦，影響蒸發(fā)效率和生產(chǎn)時(shí)間，最終對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量造成影響。

4 原料奶的質(zhì)量要求

（1）感官要求。應(yīng)具有新鮮羊乳應(yīng)呈白色，具有奶香味并稍帶有苦味，無羊舍味、堿味、腥味、澀味及其他不正常任何異味[16]。

（2）微生物的要求。羊奶是微生物較好的培養(yǎng)基，通過超高溫殺菌可以將微生物殺死，但不會(huì)全部消失，如微生物產(chǎn)生的耐熱酶類和不正常的滋氣味，所以將原奶的微生物下降到最低是保證閃蒸殺菌奶品質(zhì)的重要前提[17]。

生奶要滿足以下微生物指標(biāo)：細(xì)菌總數(shù)≤1.0×105CFU/mL，芽孢菌≤100 CFU/mL，耐熱芽孢≤10 CFU/mL，嗜冷菌≤1.0×103CFU/mL。

（3）其他要求。異常乳不得接收及使用，摻雜摻假乳不允許使用，750(V/V)酒精實(shí)驗(yàn)呈陰性，理化指標(biāo)異常乳不得接收。

（4）原料奶的驗(yàn)收。由收奶操作員對(duì)每一牧場(chǎng)、每一車的原奶按規(guī)定取樣，然后送化驗(yàn)室進(jìn)行檢驗(yàn)，檢驗(yàn)合格后由化驗(yàn)員出“原料奶檢驗(yàn)合格報(bào)告通知單”，方可收奶。對(duì)滋氣味不合格的堅(jiān)決拒收[18]。

微生物指標(biāo)是反應(yīng)生奶新鮮度的重要指標(biāo)，對(duì)其要嚴(yán)格監(jiān)控，針對(duì)每一個(gè)牧場(chǎng)建立相應(yīng)的記錄檔案，出現(xiàn)異常時(shí)要加強(qiáng)控制。

5 總結(jié)

（1）自然均質(zhì)的山羊奶比牛奶更易消化，增添閃蒸工藝能去除羊奶中特有的膻味。

（2）閃蒸殺菌工藝主要控制殺菌溫度、殺菌時(shí)間、潔凈蒸汽壓力、閃蒸壓力、閃蒸溫度，通過控制來達(dá)到優(yōu)化閃蒸殺菌工藝，提高產(chǎn)品質(zhì)量的目的。

（3）增加閃蒸工藝后，產(chǎn)品的純度、香味及口感都大有改善，添加奶粉雖然能提高干物質(zhì)，但口感不好。

（4）產(chǎn)品的質(zhì)量是一項(xiàng)全面性和多方位的，要從原材料到加工工藝全過程進(jìn)行控制，每一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)異常都有可能造成終產(chǎn)品缺陷。

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