濃縮乳熱處理工藝對嬰兒配方乳粉細菌數(shù)及理化性質(zhì)的影響

李妍 ，任東妍，王紅，李海梅，張列兵，3

（1.北京工商大學(xué)食品質(zhì)量與安全北京實驗室，北京100048；2.中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營養(yǎng)工程學(xué)院，北京100083；3.食品安全與營養(yǎng)協(xié)同創(chuàng)新中心東北農(nóng)業(yè)大學(xué)，哈爾濱150030）

0 引言

嗜熱性芽孢桿菌是乳粉的常見污染菌，其污染程度被視為乳粉加工中衛(wèi)生條件的一個衡量指標[1-3]。國產(chǎn)乳粉中的嗜熱芽孢桿菌污染嚴重[4]。，地衣芽孢桿菌（Bacillus licheniformis）是主要污染菌之一[5]。有報道地衣芽孢桿菌可能產(chǎn)生毒素并與食品中毒有關(guān)[6-9]因此，嗜熱芽孢污染對乳粉品質(zhì)及安全構(gòu)成潛在威脅。研究證實，嗜熱芽孢桿菌易在物料的蒸發(fā)濃縮階段增殖并污染乳粉產(chǎn)品[11]對濃縮乳高溫殺菌可在一定程度上降低嗜熱芽孢桿菌數(shù)量，提高乳粉的微生物品質(zhì)[12]。但熱處理在改善微生物指標的同時，會影響乳粉的理化性質(zhì)，本文研究濃縮乳高溫殺菌對嬰兒配方乳粉的細菌總數(shù)及理化特性的影響，考察濃縮乳高溫殺菌工藝的可行性，為改善嬰兒配方乳粉品質(zhì)和安全提供新的方法參考。

1 實驗

1.1 材料

嬰兒配方乳粉配料（每4 kg乳粉中添加量）：鮮乳7 kg，全脂乳粉0.16 kg，WPC70為2 kg，精煉植物油0.76 kg，蔗糖0.2 kg，復(fù)合微量元素0.012 kg，固形物35.6%。

1.2 處理工藝

濃縮乳制備→預(yù)熱（65℃）→均質(zhì)（5 MPa/15 MPa）→熱處理（分別經(jīng)95 ℃/15 s（LHT）和110 ℃/4 s（HHT）殺菌工藝）→噴霧干燥（進風(fēng)180℃，出風(fēng)80℃）→產(chǎn)品（取樣檢測各項指標）

1.3 檢測指標

1.3.1 理化及衛(wèi)生指標

蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物、水分、雜質(zhì)度、細菌總數(shù)指標按GB10765-2010[10]中規(guī)定的方法檢測。

1.3.2 乳粉的物理特性

（1）顆粒密度、容積密度、可分散性、可潤濕性參照文獻[13]中方法檢測。

（2）流動性采用粉體綜合特性測試儀（BT-1000）測定。

（3）不溶度指數(shù)根據(jù)GB 5413.29-2010[14]中的方法測定。

（4）表面游離脂肪，按文獻[15]中方法進行測定。

2 結(jié)果與討論

2.1 對乳粉微生物及理化指標的影響

2.1.1 細菌總數(shù)

為考察被芽孢桿菌污染的濃縮乳物料的殺菌效果，向調(diào)配好的嬰兒配方乳粉濃縮物料中添加104CFU g-1地衣芽孢桿菌。地衣芽孢桿菌是我國國產(chǎn)乳粉中芽孢桿菌污染的優(yōu)勢菌之一[4]。采用LHT和HHT兩種不同方式殺菌處理后，檢測細菌總數(shù)的變化，結(jié)果如表1所示。

表1 不同處理乳粉菌落總數(shù) g-1

細菌總數(shù)是嬰兒配方乳粉重要的衛(wèi)生指標之一。嗜熱芽孢桿菌能夠耐受乳粉生產(chǎn)中的巴氏殺菌而存活，并且能夠在蒸發(fā)濃縮的溫度條件下滋生，極易造成乳粉的污染[1]。兼性嗜熱芽孢桿菌，如地衣芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌能夠在37℃條件下生長，是細菌總數(shù)構(gòu)成的主要菌群[4]。因此降低芽孢桿菌數(shù)對于控制乳粉的細菌總數(shù)指標具有重要意義。由表1可以看出，LHT和HHT兩種不同殺菌條件對乳粉的細菌總數(shù)影響顯著（P＜0.05）。污染地衣芽孢桿菌的濃縮物料經(jīng)HHT處理后，干燥得到的乳粉細菌總數(shù)200 g-1，能夠滿足GB10765的要求，而LHT處理后得到的乳粉細菌總數(shù)超過1 000 g-1，不能達到國標的要求。

2.1.2 理化指標

熱處理強度對乳粉的理化性質(zhì)也有重要的影響。在細菌總數(shù)基礎(chǔ)上檢測乳粉的各項理化指標，結(jié)果如表2所示。

LHT和HHT兩種熱處理條件對乳粉的脂肪、蛋白質(zhì)、碳水化合物、水分質(zhì)量分數(shù)以及滴定酸度的影響不大，處理后得到的兩乳粉樣品這些指標均能達到GB10765的要求，且樣品間差異不大。乳粉的雜質(zhì)度受不同熱處理條件影響顯著，HHT處理的乳粉雜質(zhì)度指標高于LHT處理的樣品（P＜0.05），這可能與高溫處理的濃縮乳在干燥過程中更容易產(chǎn)生焦粉有關(guān)[13]。但兩樣品的雜質(zhì)度指標仍在國標限量范圍內(nèi)。

表2 不同處理乳粉的各項理化指標

2.2 對乳粉物理特性的影響

2.2.1 密度

從商業(yè)和功能性角度而言，密度對于乳粉具有重要意義。容積密度指一定體積乳粉的重量。高容積密度的產(chǎn)品可以節(jié)省包裝材料、貯藏和運輸空間。從感官或速溶性出發(fā)，某些乳粉要求通過附聚實現(xiàn)低容積密度[13]。乳粉的容積密度是許多特性綜合的結(jié)果。顆粒密度是決定容積密度的主要因素之一[13]。由表3可以看出，不同熱處理方式對嬰兒配方乳粉密度影響不大，HHT處理的乳粉樣品的顆粒密度和容積密度略高于LHT，但統(tǒng)計學(xué)差異不顯著（p＞0.05）。

表3 不同熱處理乳粉的密度

2.2.2 流動性

流動性是指乳粉自由流動的能力。乳品工業(yè)中，良好流動性對于乳粉輸送、灌裝和貯存、計量或選擇粉體混合條件等都非常重要[13]。流動性受顆粒形狀、大小、密度及表面性質(zhì)等因素影響，通常由休止角，壓縮度、平板角、均齊度、凝集度等指標綜合表示。兩種不同熱處理得到的嬰兒配方乳粉的流動性檢測結(jié)果如表4所示。

表4 不同熱處理乳粉的流動性結(jié)果

休止角是指粉體堆積層的自由表面在靜止平衡狀態(tài)下，與水平面的最大角，是反應(yīng)流動性最直接的指標之一，休止角越小，粉體的流動性越好。壓縮度指樣品的振實密度與松裝密度之差與振實密度之比，其大小反映粉體的凝聚性、疏松狀態(tài)，數(shù)值越小，粉體的流動性越好。通常壓縮度20%以下的粉體流動性較好。平板角（刮鏟角）指將埋在粉體中的平板刮刀垂直向上提起，粉體在平板上形成的斜面和平板之間的夾角。平板角越小，粉體流動性越好。均齊度是乳粉顆粒的形狀指數(shù)，表示顆粒長度、寬度、厚度三者之比。均齊度越小，顆粒形狀規(guī)則，流動性越好[16]。凝集度是粉體顆粒表面上顯現(xiàn)出的相互凝集力。凝集度小，粉體顆粒間相互凝聚力小，流動性好。從表4結(jié)果可見，HHT處理的乳粉樣品休止角、壓縮度、均齊度和凝集度指標值都明顯小于LHT處理的樣品（P＜0.05），而兩樣品的平板角指標無明顯差異（P＞0.05）。這表明HHT處理乳粉的流動性優(yōu)于LHT處理的樣品。

2.2.3 復(fù)水性

乳粉必須水溶解才能消費和應(yīng)用，良好的復(fù)水性非常重要。復(fù)水過程受乳粉顆粒附聚程度、溫度、分散性、潤濕性、沉降性、溶解性等多方面影響[13]。這里采用分散度、潤濕時間和不溶度指數(shù)指標綜合評價兩種不同熱處理對嬰兒配方乳粉復(fù)水性的影響。結(jié)果見表5。

表5 不同處理乳粉復(fù)水性指標結(jié)果

可分散性與粒子擴散和溶解速度有關(guān)，受可潤濕性影響較大。分散性良好的乳粉必需是可潤濕的[13]。溶解性是決定乳粉復(fù)水性總體質(zhì)量的關(guān)鍵因素。由表5可以看出，HHT處理的乳粉分散度高于LHT的樣品（P＜0.05）；潤濕時間也比LHT的乳粉略短，但統(tǒng)計學(xué)意義差異不顯著（P＞0.05）；不溶度指數(shù)兩樣品間沒有差異。這說明本實驗條件下HHT處理的乳粉復(fù)水性優(yōu)于LHT處理。

2.2.4 游離脂肪質(zhì)量分數(shù)

加工工藝處理會影響乳粉中脂肪的存在狀態(tài)及分布。游離脂肪會影響乳粉物理性質(zhì)及貨架期。表面游離脂肪的疏水性會降低乳粉的流動性和分散性，也是全脂乳粉與冷水混合時表面不可潤濕性的直接原因[13]。游離脂肪高易造成乳粉結(jié)塊，外露于空氣中易于氧化，降低乳粉保質(zhì)期及導(dǎo)致風(fēng)味缺陷。本研究中HHT處理后的乳粉的游離脂肪質(zhì)量分數(shù)（36.09%）明顯低于LHT處理的樣品（46.76%）。這可能與高溫處理引起的濃縮乳粘度增加有關(guān)。HHT處理下，濃縮乳中的乳清蛋白變性比LHT更強烈（數(shù)據(jù)未給出），導(dǎo)致濃縮乳粘度增加，有利于降低乳粉游離脂肪的質(zhì)量分數(shù)[13]。

3 結(jié)論

綜上，采用濃縮乳高溫殺菌工藝能夠較有效控制嬰兒配方乳粉細菌總數(shù)指標，HHT處理可有效降低模擬芽孢桿菌污染的物料的細菌數(shù)，使終產(chǎn)品細菌總數(shù)低于1 000 CFU/g。對比分析HHT和LHT處理對嬰兒配方乳粉的產(chǎn)品的基本理化性質(zhì)、流動性、溶解性、游離脂肪質(zhì)量分數(shù)的影響，表明兩種工藝得到的產(chǎn)品基本理化性質(zhì)能達到國家標準要求。與LHT相比，HHT處理后乳粉的流動性、游離脂肪質(zhì)量分數(shù)等指標有改善。實驗結(jié)果表明濃縮乳高溫處理工藝用于控制嬰兒配方粉微生物指標具有一定的可行性。

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