優(yōu)質(zhì)巴氏殺菌乳工藝優(yōu)化研究

楊大明，張發(fā)勝，張 峰，陳生英，張明霞，陳倩紅

（酒鋼集團(tuán)甘肅祁牧乳業(yè)有限責(zé)任公司，甘肅 嘉峪關(guān) 735100）

1 概述

優(yōu)質(zhì)巴氏殺菌乳[1-6]是以特優(yōu)級(jí)生乳為原料，經(jīng)過(guò)過(guò)濾、均質(zhì)、巴氏殺菌、潔凈灌裝等工序制得的液體產(chǎn)品。優(yōu)質(zhì)巴氏殺菌乳相對(duì)于巴氏殺菌乳具有顯著的優(yōu)勢(shì)，一是原料乳營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)更高，風(fēng)險(xiǎn)物指標(biāo)更低；二是加工工藝尤其是殺菌溫度和時(shí)間的組合更加合理；三是新技術(shù)在優(yōu)質(zhì)乳生產(chǎn)全過(guò)程設(shè)備中應(yīng)用更加成熟；四是產(chǎn)品的物理、化學(xué)以及感官變化程度最低，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)保留程度最大，質(zhì)量穩(wěn)定且安全。

祁牧乳業(yè)作為甘肅省首家推行優(yōu)質(zhì)乳工程、生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)巴氏殺菌乳的乳制品企業(yè)，保障牧場(chǎng)生產(chǎn)供給的優(yōu)質(zhì)原料奶穩(wěn)定、全面實(shí)施優(yōu)質(zhì)乳產(chǎn)品加工工藝標(biāo)準(zhǔn)化制定及監(jiān)管，確保生產(chǎn)出合格的優(yōu)質(zhì)乳產(chǎn)品。

本文通過(guò)對(duì)優(yōu)質(zhì)乳殺菌工藝的研究，制定殺菌工藝標(biāo)準(zhǔn)，在試生產(chǎn)過(guò)程中，通過(guò)半產(chǎn)品及產(chǎn)品中糠氨酸、乳鐵蛋白、β-乳球蛋白等活性物質(zhì)等的檢測(cè)[7-11]及數(shù)據(jù)分析，優(yōu)化優(yōu)質(zhì)乳殺菌工藝，最終生產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)乳產(chǎn)品達(dá)到 《優(yōu)質(zhì)巴氏殺菌乳標(biāo)準(zhǔn)》T/TDSTIA 004—2019 的相關(guān)要求。

2 材料方法

2.1 試驗(yàn)原料

特優(yōu)級(jí)原料乳，甘肅祁牧乳業(yè)有限責(zé)任公司。

2.2 試驗(yàn)設(shè)備

巴氏殺菌機(jī)；灌裝機(jī)；福斯FT1；液相色譜；熒光檢測(cè)儀。

2.3 工藝流程

2.3.1 優(yōu)質(zhì)巴氏殺菌乳工藝流程圖

特優(yōu)級(jí)原料乳→預(yù)處理→預(yù)熱→殺菌→冷卻→灌裝→檢測(cè)→成品。

2.3.2 優(yōu)質(zhì)巴氏殺菌乳品質(zhì)關(guān)鍵控制參數(shù)分析

（1）原料乳及產(chǎn)品指標(biāo)：好的產(chǎn)品一定來(lái)源于好的原料，對(duì)生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)巴氏殺菌乳的生乳有較高的要求，關(guān)鍵指標(biāo)包括農(nóng)藥殘留、獸藥殘留、蛋白質(zhì)、菌落總數(shù)、體細(xì)胞、糠氨酸、乳鐵蛋白、β-乳球蛋白等，所有原料乳指標(biāo)必須符合T/TDSTIA 002—2019《特優(yōu)級(jí)生乳》 相關(guān)要求，乳制品符合T/TDSTIA 004—2019《優(yōu)質(zhì)巴氏殺菌乳標(biāo)準(zhǔn)》的相關(guān)要求。

（2）殺菌設(shè)備：生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)巴氏殺菌乳的設(shè)備必須是專(zhuān)用設(shè)備，對(duì)巴殺機(jī)溫度感應(yīng)探頭精度和穩(wěn)定性、巴氏殺菌機(jī)保溫段進(jìn)出口溫度差異程度、保溫管保溫和保持時(shí)間性能、巴殺機(jī)閥門(mén)響應(yīng)時(shí)間靈敏度都有嚴(yán)格的要求，達(dá)到相關(guān)設(shè)定的閾值，才能滿(mǎn)足生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)巴氏殺菌乳的生產(chǎn)條件。

（3）殺菌工藝參數(shù)：優(yōu)質(zhì)巴氏殺菌乳殺菌過(guò)程包括升溫階段、保持階段和降溫階段，每段的時(shí)間和溫度組合要匹配，在選定特定殺菌溫度下的殺菌時(shí)間，使產(chǎn)品物理、化學(xué)和以及感官變化最小，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)保留程度最大，而且達(dá)到降低能耗的目的。

（4）冷鏈全過(guò)程：優(yōu)質(zhì)巴氏殺菌乳從原料到生產(chǎn)，再到銷(xiāo)售的全過(guò)程，都需要冷鏈，以此保證優(yōu)質(zhì)巴氏殺菌乳產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定性。

2.4 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

先對(duì)原料乳進(jìn)行理化、微生物、糠氨酸等各項(xiàng)指標(biāo)的檢測(cè)，對(duì)養(yǎng)殖及原奶生產(chǎn)全過(guò)程進(jìn)行調(diào)整，滿(mǎn)足特優(yōu)級(jí)生乳的條件，然后對(duì)殺菌設(shè)備的穩(wěn)定性、殺菌能力等相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行驗(yàn)證，滿(mǎn)足優(yōu)質(zhì)乳生產(chǎn)的條件，再次對(duì)優(yōu)質(zhì)乳進(jìn)行試生產(chǎn)，對(duì)生產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)乳產(chǎn)品的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，與各項(xiàng)指標(biāo)的限定值對(duì)比分析，調(diào)整殺菌等關(guān)鍵工藝參數(shù)，直至生產(chǎn)的產(chǎn)品符合優(yōu)質(zhì)巴氏殺菌乳的相關(guān)要求，最后制定作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，并進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)，將優(yōu)化后的生產(chǎn)工藝關(guān)鍵控制標(biāo)準(zhǔn)固化。

2.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

所有數(shù)據(jù)采集及圖表制作均使用WPS2019 制作。

3 結(jié)果與討論

3.1 原奶指標(biāo)檢測(cè)

（1）原奶中脂肪、蛋白、非脂乳固體、菌落總數(shù)、體細(xì)胞檢測(cè)值，見(jiàn)表1。

表1 原奶中脂肪、蛋白、非脂乳固體、菌落總數(shù)、體細(xì)胞檢測(cè)值

由表1 得出，脂肪在4.01%～4.30%范圍內(nèi)，蛋白質(zhì)含量在3.10%～3.34%范圍內(nèi)，體細(xì)胞在15.6 萬(wàn)個(gè)/mL～23.0 萬(wàn)個(gè)/mL 之間，菌落總數(shù)在0.93 萬(wàn)CFU/mL～2.74 萬(wàn)CFU/mL 之間，整體符合祁牧乳業(yè)《特優(yōu)級(jí)生乳》的相關(guān)要求。

（2）原奶中乳鐵蛋白79.6mg/kg，糠氨酸3.9mg/100g 蛋白質(zhì)，β-乳球蛋白7655mg/kg，堿性磷酸酶陰性，各檢測(cè)指標(biāo)符合《特優(yōu)級(jí)生乳》的相關(guān)要求。

3.2 殺菌工藝優(yōu)化及驗(yàn)證

（1）巴殺機(jī)各溫度感應(yīng)探頭精度。由表2-5 可以得出，試生產(chǎn)過(guò)程中巴氏殺菌溫度設(shè)置為75℃，報(bào)警溫度為72℃，按巴氏殺菌工藝進(jìn)行測(cè)試，通過(guò)采用最小刻度0.1℃的溫度計(jì)進(jìn)行測(cè)量，均質(zhì)溫度偏差0.2℃，殺菌溫度偏差0.1℃，保溫溫度偏差0.2℃，送出溫度偏差0.2℃，各項(xiàng)檢測(cè)數(shù)據(jù)絕對(duì)偏差都＜±0.25 符合要求。

表2 均質(zhì)溫度（P101TT01）探頭對(duì)比 單位：℃

表3 殺菌溫度（P1X1TT01）探頭對(duì)比 單位：℃

表4 保溫溫度(P101TT02)探頭對(duì)比 單位：℃

表5 送出溫度（P1X7TT72）探頭對(duì)比 單位：℃

（2）巴殺機(jī)溫度感應(yīng)探頭穩(wěn)定性。由圖1 可以得出，通過(guò)對(duì)殺菌設(shè)備調(diào)整及數(shù)據(jù)采集方法的處理，在78℃，15s 不脫氣條件下試生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)乳，166 組數(shù)據(jù)殺菌溫度絕對(duì)偏差均≤±0.25℃，驗(yàn)證結(jié)果合格。

圖1 巴殺機(jī)溫度感應(yīng)探頭驗(yàn)證數(shù)據(jù)

（3）巴氏殺菌機(jī)保溫段進(jìn)出口溫度差異測(cè)試。由圖2 可以得出，在78℃，15s 不脫氣條件下試生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)乳，取197 組數(shù)據(jù)，巴氏殺菌機(jī)保溫段進(jìn)出口溫度差異滿(mǎn)足≤0.5℃要求，驗(yàn)證結(jié)果合格。

圖2 巴氏殺菌機(jī)保溫段進(jìn)出口溫差表

（4）保溫管保持時(shí)間性能測(cè)試。由表6 得出，對(duì)保溫管保溫時(shí)間進(jìn)行測(cè)量，通過(guò)6 組保溫時(shí)間電導(dǎo)率儀變化讀數(shù)，最短保溫時(shí)間為18.37s，最長(zhǎng)保溫時(shí)間為18.38s，平均保溫時(shí)間為18.38s，沒(méi)有負(fù)偏差，符合殺菌要求。

表6 保溫管保濕時(shí)間數(shù)據(jù)分析表

（5）閥門(mén)響應(yīng)時(shí)間測(cè)試。由表7 得出，經(jīng)過(guò)閥門(mén)響應(yīng)時(shí)間測(cè)試看出，閥門(mén)開(kāi)啟響應(yīng)時(shí)間最大值為0.50s，最小值為0.44s，最大偏差為0.06s；關(guān)閉響應(yīng)時(shí)間最大值為0.63s，最小值0.56s，最大偏差為0.07s，滿(mǎn)足最大偏差不超過(guò)0.1 的要求。

表7 閥門(mén)響應(yīng)時(shí)間統(tǒng)計(jì)表

3.3 生乳和優(yōu)質(zhì)乳產(chǎn)品中指標(biāo)對(duì)標(biāo)

（1）糠氨酸的含量。由圖3 可以得出，共計(jì)檢測(cè)的樣本10 批次，牧場(chǎng)生乳和優(yōu)質(zhì)乳產(chǎn)品中糠氨酸含量分別低于風(fēng)險(xiǎn)含量8mg/100g、12mg/100g，平均值分別為4.16mg/100g、3.12mg/100g，符合T/TDSTIA 004—2019《優(yōu)質(zhì)巴氏殺菌乳標(biāo)準(zhǔn)》的相關(guān)要求。

圖3 生乳和優(yōu)質(zhì)乳產(chǎn)品中糠氨酸的含量

（2）乳鐵蛋白含量。由圖4 可以得出，共計(jì)檢測(cè)的樣本10 批次，牧場(chǎng)生乳和優(yōu)質(zhì)乳產(chǎn)品中乳鐵蛋白含量分別高于內(nèi)控風(fēng)險(xiǎn)含量50mg/kg、30mg/kg，平均值分別為73.4mg/kg、45.1mg/kg，符合T/TDSTIA 004—2019《優(yōu)質(zhì)巴氏殺菌乳標(biāo)準(zhǔn)》的相關(guān)要求。

圖4 生乳和優(yōu)質(zhì)乳產(chǎn)品中乳鐵蛋白的含量

（3）β-乳球蛋白。由圖5 可以得出，共計(jì)檢測(cè)的樣本10 批次，牧場(chǎng)生乳和優(yōu)質(zhì)乳產(chǎn)品中β-乳球蛋白含量分別高于內(nèi)控風(fēng)險(xiǎn)含量4500mg/kg、2500mg/kg，平均值分別為為9446mg/kg、5305mg/kg，符合T/TDSTIA 004—2019《優(yōu)質(zhì)巴氏殺菌乳標(biāo)準(zhǔn)》的相關(guān)要求。

圖5 生乳和優(yōu)質(zhì)乳產(chǎn)品中β-乳球蛋白的含量

5 結(jié)論

本研究結(jié)果表明，乳制品廠(chǎng)以自由牧場(chǎng)提供特優(yōu)級(jí)生乳為原料，通過(guò)設(shè)備改進(jìn)及工藝優(yōu)化，各檢測(cè)數(shù)據(jù)通過(guò)分析及驗(yàn)證，最終生產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)巴氏殺菌乳達(dá)到《優(yōu)質(zhì)巴氏殺菌乳標(biāo)準(zhǔn)》的相關(guān)要求，為企業(yè)在優(yōu)質(zhì)乳生產(chǎn)中提供方法和數(shù)據(jù)支撐，并形成企業(yè)生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)乳標(biāo)準(zhǔn)。