淺析超高溫滅菌乳的質量控制及案例分析

文∕李鴻奎 楊學博

（1黑龍江立高科技股份有限公司；2黑龍江貝因美乳業有限公司）

超高溫滅菌，即Ultra High Temperature，簡稱UHT，是指對牛乳或含乳產品進行高溫瞬時的熱處理方式，用以殺死微生物，達到商業無菌的要求，理論上為：產品被加熱到135～150 ℃，保持4～15 s。目前采用較多的設備是瑞典利樂公司的UHT殺菌機，溫度時間組合為137 ℃，保持4 s。

UHT乳有著很長的貨架期，更長的運輸、銷售半徑，多樣的包裝形式及豐富多樣的口感，因此，在2000年以后，在中國迅速流行并迅猛發展，目前已占到70%的液態奶市場份額。但由于受到原料的質量、工藝配方的缺陷、殺菌灌裝環節的無菌操作不當、灌裝后的二次污染、運輸儲存條件等諸多因素的影響，使得UHT乳有著不可避免的零星的或批量的壞包質量問題。本文著重闡述由微生物導致的產品壞包問題的分析方法，并通過實際案例分析，介紹了可采取的糾正措施及解決方案，為UHT乳生產提供參考。

1 原料質量對UHT產品質量的影響

因UHT滅菌不可能殺死所有的微生物，任何一臺UHT殺菌機都有一個殺菌效率，只能殺死相同比例的微生物，比如殘留量為0.00001%，因此，原料中的細菌總量決定了經過UHT殺菌機后的細菌殘留量。這里的原料主要是生乳，當然也包括核桃粉、麥片、可可粉等所有在配方中需要加入到產品中的物質。

對于UHT滅菌而言，絕大多數細菌均可以被殺死，但對于芽孢，特別是耐熱芽孢的殺菌效率相對較低，殘留的芽孢在貨架期內，適宜的溫度、環境會使其重新被激活而發芽，生長成營養體細胞，進而導致產品變質，產生酸包、脹包、腐敗等現象。因此，在原料奶驗收時，不能只關注細菌總數，而忽略芽孢總數。

質量不良的原料乳會給生產加工條件和最終產品質量帶來負面影響，酸敗的牛奶熱穩定性極差，會加速蛋白質在熱表面的沉積、結垢，導致UHT殺菌機連續生產時間縮短、清洗困難。保持管結垢，管徑變細，等量的牛乳通過更細的管路，會使牛奶流速增加，而縮短實際的保持時間，導致滅菌效率降低，使更多的芽孢殘留，影響灌裝后的產品質量。

低溫下長時間儲存的牛乳可能會含有很高數量的嗜冷菌，嗜冷菌會產生一些經UHT滅菌也不會失活的耐熱酶類，在貨架期間，這些酶類會引起滋氣味改變，如酸辣味、苦味甚至產生凝膠化問題。

因此，控制原料乳及原材料是做好UHT產品的前提條件。

2 工藝配方對UHT產品的質量影響

研發一個新品種，要充分考慮工藝的可行性，配方的設計與原材料的選用一定要適合既定的生產工藝及設備，配方中選用的添加劑、穩定劑應能夠滿足長貨架期的要求，穩定劑在足夠長的貨架期內應起作用，而不致于使風味乳產生奶水分離、分層等現象。

工廠生產管理過程中，要考慮到工人實際操作中，能否完全按照工藝配方執行，有無監控體制，是否定為CCP點等。例如麥片、可可粉的溶解、浸泡，在實際操作中時間、溫度是否充分，能否使休眠芽孢被激活，在后續的UHT滅菌中更好地被殺死；再例如生產酸性飲料時，調酸濃度與調酸速度要嚴格按工藝操作規程控制，以確保產品不出現分層現象。

千萬不要認為配料過程對UHT產品不重要，不要依賴后續的UHT滅菌能夠解決一切質量問題，嚴格地執行工藝配方，是生產出優質的UHT產品的重要條件。

3 UHT殺菌機及無菌灌裝機對產品的質量影響

UHT殺菌機與灌裝機的無菌環境是UHT生產最為關注的控制點，一旦出現產品質量問題，首先想到的就是無菌灌裝機及殺菌機，一般情況下，可以從工廠制定的關鍵控制點著手。

3.1 UHT 加工工藝

UHT加工的關鍵控制點為滅菌溫度及保持時間，利樂UHT殺菌機的控制滅菌溫度參數為135～150 ℃，時間為4～10 s。當溫度低于135 ℃或高于150 ℃時，溫度傳感器會發出報警信號而停機；當熱水的溫度與初始的溫度溫差Δt≥5℃，或保持管壓差ΔP≥1 bar，說明管內結垢較嚴重，必須停機清洗，以免降低滅菌效率，殘留大量芽孢，同時繼續生產也不利于設備以后的清洗。

3.2 無菌輸送

無菌輸送是指UHT滅菌機與無菌灌裝機之間的密閉管路。在設備生產前，需要133 ℃以上的熱水進行30 min的滅菌。在正常生產過程中，不允許有任何的泄露及焊接的不良點存在，這里特別關注的應該是自UHT殺菌機的熱水段至環路中最后一臺灌裝機后的1 m，尤其是滅菌機的最終冷卻段的泄露。最終冷卻段的泄露可能會使有菌的冷水進入到無菌產品中而染菌。

3.3 無菌灌裝

這里以利樂TFA/3型枕包灌裝機舉例說明無菌灌裝的關鍵控制點。

3.3.1 包材滅菌

包材滅菌的化學試劑是食品級的雙氧水，應由合格的供應商提供；濃度是35%～40%，由化驗室在生產前檢測；雙氧水的消耗量在生產過程中定時監測，在生產結束時計算耗量，推薦值在180～250 mL/h；雙氧水與包材的接觸時間由設備的構造決定，為常量，無需控制；雙氧水的蒸發溫度靠管式加熱器加熱，通過溫度傳感器控制，為480 ℃。

3.3.2 無菌的灌裝環境

3.3.3 包裝完整性

包裝完整性是指灌裝成型后產品的封合嚴密性，主要檢查橫封、縱封的嚴密性，主要與包材、縱封條的質量有關，還與設備的設定參數，如加熱器的溫度及熱空氣的壓力、夾爪間隙、超程等有關，還與橫封膠條、高頻感應棒的磨損程度有關。生產過程中，需按時取樣進行封合的撕拉等破壞性檢查以及電導實驗與染色實驗等檢查，發現問題應停機，扣下相關產品，并根據破壞因素檢查、解決問題。

當出現一次壞包，或零星壞包事件，經常是某一臺灌裝機的壞包，通常我們會根據經驗或直覺去判斷，有些根據以上的控制點可以直接找出原因，進而得到控制，有些則是查不到任何征兆，但接下來的生產就正常了，此多為操作人員的失誤造成的二次污染而導致。而批量的壞包就需要進行系統分析，有時往往不是單一的原因造成的，可能是綜合因素導致。下面以實際案例說明如何分析及應采取的糾正措施。

某工廠共有3 套UHT殺菌機，共帶有10 臺灌裝機。售后接到投訴，某月11日、27日、30日出現產品壞包。按照系統分析方法如下：

（1）問題。1號殺菌機所帶的A、B、C、D 4 臺灌裝機在×年×月11日、27日、30日生產的核桃牛奶被投訴出現了批量壞包，A機、C機壞包量多于B機、D機。

（2）設備。1號殺菌機所帶的A、B、C、D 4 臺灌裝機出現壞包，2號殺菌機生產的純奶沒有發現壞包；3號殺菌機生產的核桃奶沒有問題。

（3）只有核桃牛奶現出壞包，其它產品沒有出現壞包。

（4）再取樣。對再生產的產品連續取樣32 袋/8 min，從開機生產至生產結束，5 天保溫培養，結果顯示壞包集中在生產10～15 h，8～9 h有個別的零星壞包。而3號生產時間在8～9 h后結束生產，因此沒有發現壞包。

反腐倡廉建設是新時期黨的建設的重要內容，也是我黨一貫堅持的政治立場和人民群眾高度關注的政治問題。黨的十八大強調，這個問題解決不好，就會對黨造成致命傷害，甚至亡黨亡國。在反腐倡廉建設實踐中，有幾個基礎理論問題需要我們認真研究、準確把握，只有這樣，才能把反腐倡廉建設落到實處，進而提升黨的建設科學化水平。

（5）評價。產品壞包形式為脹包，產氣產酸，產品呈腦狀。

（6）產品變化與菌相。大部分壞包為脹包、凝結，pH值4.6～6.2；革蘭氏陽性菌。

（7）歷史。未發生過同類案例。

（8）分析。排除了操作人員的誤操作，因為4 臺灌裝機全部都出現壞包，不是個例，而且前八九個小時沒有壞包；排除包材滅菌不徹底、無菌環境被破壞、包材封合不良等，原因同上；排除UHT滅菌工藝的問題，因生產開始的8 h時沒有壞包；也沒有證據說明中間產品、原材料有問題。經分析，可能是綜合因素造成的：原料乳只監控細菌總數，而未控制芽孢總數；在配料過程中，核桃粉的溶解可能不夠充分；UHT殺菌機連續生產時間過長，導致保持管結垢嚴重，殺菌效率降低。由于這些綜合因素，導致對芽孢桿菌的滅菌不徹底，在灌裝后適宜的溫度環境下，芽孢重新被激活而生長成營養體細胞進而大量繁殖，導致壞包。

因此，工廠重點針對芽孢，采取了以下糾正措施：

（1）加強對于原料乳的進廠檢驗，尤其是芽孢總數的控制；

（2）嚴格執行工藝，提高配料環節核桃粉的溶解溫度及延長浸泡時間；

（3）加大奶倉、半成品、生產過程的監控力度；

（4）加強管路、儲罐的清洗及檢查力度；

（5）將UHT殺菌機的殺菌溫度提高1～2 ℃；

（6）縮短UHT殺菌機連續生產的時間，由8～10 h中間清洗縮短為6～8 h中間清洗；

（7）加強環境衛生的處理力度；

（8）加強關鍵控制點的監控和執行。

通過以上措施，工廠解決了此次的批量壞包事故，同時，工廠的產品質量得到了進一步的提升。