閃蒸殺菌工藝對羊奶的質量控制

◎ 王成宇，姚 晶，夏元軍

（黑龍江東方學院，黑龍江 哈爾濱 150000）

隨著對山羊奶營養價值認識的深入，人們越來越重視奶山羊的發展，在歐美等發達國家和中東地區的穆斯林國家都很重視食用山羊奶及其奶制品。隨著我國人民消費觀念的轉變和生活水平的提高，人們更會傾向于健康、安全的奶制品，奶山羊產業在我國有很大的發展潛力[1]。為此，利用閃蒸系統在生產工藝上可以解決羊奶品質問題，提高奶制品干物質的含量和穩定性，還可以去除羊奶中特有的膻味[2]，從而滿足消費者的需要，提高消費群體的穩定性，增強消費者對品牌的忠誠度。

1 羊奶的特性和對人類營養意義

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，自然均質的山羊奶產品比牛奶產品更易消化[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使這個比例變大，據此可檢查山羊奶摻入牛奶的程度。山羊奶含有足夠數量必須脂肪酸是嬰兒所需的[4]，有比牛奶更高的甘油脂，這更有益于護理新生兒的營養，山羊奶中的乳清酸含量更少，這對于預防脂肪肝綜合癥有重要作用。山羊奶蛋白質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，完全符合世界糧農組織和衛生組織關于嬰兒對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時需補充葉酸，以防導致羊奶性貧血[5]。

1.2 山羊奶對人類的營養意義

山羊奶在人類營養方面具有重要價值，可作為兒童和病人的一種替代食品，也具有較高的營養功效[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]。對于人類營養有重要作用：①因為脂肪酶作用于短鏈或中鏈脂肪酸的酯鍵比長鏈脂肪酸容易，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對于各種營養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、冠狀動脈搭橋、童年癲癇癥、早產兒喂養、囊腫性纖維化和膽結石[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質蛋白。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]，這對牛奶過敏癥的嬰兒和患者來講，具有很強的潛在治療和低過敏優勢，是一種理想的替代品。

山羊奶對消化道、呼吸道、泌尿系統等組織器官的上皮細胞有保護作用，因為其含有和人乳一樣的上皮細胞生長因子，可有效修復受損表皮黏膜，是天然的抗生素[11]。

2 閃蒸殺菌

2.1 閃蒸殺菌技術的必要性

羊奶成分（如干物質）受各種因素（季節、飼養與管理條件、乳羊本身健康狀況等）的影響波動比牛奶大，但為保證成品干物質含量全年平穩，市場產品的品質需要始終處于一個穩定的狀態，如通過添加奶粉等來達到標準要求，會影響產品的品質，消費者較難接受，閃蒸工藝增加后，產品的純度、口感、香味都大有改觀，較以前更純、更香，還會去除羊奶中特殊的膻味，使產品品質得到改善，以滿足消費者的需要。

2.2 閃蒸殺菌特點

閃蒸殺菌的加熱和冷卻時間短，加工能力大并且能夠加工超黏的，在管式殺菌機中糊壁嚴重的物料，具有大范圍可調的系統加工能力。閃蒸殺菌對產品進行最小的破壞，對加工產品的黏度維持能力較強，生產的物料具有更佳的色澤和特性[12]，產品的純度、口感、香味都大有改觀，而且結構簡單，維修成本低。

3 閃蒸殺菌過程關鍵點

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

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、礦物質等，在經過超高溫殺菌時容易結焦，從而導致殺菌溫度控制不住。預熱溫差過大會導致殺菌器內短時間結焦，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型雙效降膜式蒸發器為例，通過理論計算及實際應用兩方面進行分析指出蒸發器殺菌溫度保持不住的主要原因：①殺菌器加熱溫差過大，即各級物料預熱面積設計過小。②物料比較特殊，即物料性質比較特殊及易掛垢或結焦。③實際實用物料與原設計物料參數偏離過大。④物料處理量過大，遠遠超過了設計值。⑤操作不當，即蒸發器在生產過程中，系統參數控制不穩定等都會使殺菌溫度保持不住。直噴式殺菌需要穩定的潔凈蒸汽直接對物料進行殺菌，所以蒸汽的壓力和蒸汽質量至關重要，需要單獨的設備對蒸汽進行處理，并且蒸汽壓力要穩定。蒸汽溫度與物料對應溫度見表1。

表1 蒸汽溫度與物料對應溫度表

3.2.2 殺菌時間的控制

殺菌時間的確定是保證滅菌效率的同時，確保營養物質得損失量最小。高雪峰[14]為了改進超溫滅菌（UHT）純牛奶的質量，利用改進的滿意度函數，結合RSM對UHT純牛奶的瞬時超高溫殺菌的工藝參數進行優化，建立了關于d值的二次多項數學模型，得到UHT純牛奶殺菌的最佳殺菌時間和溫度，為UHT純牛奶瞬時超高溫殺菌的工藝參數優化奠定理論基礎。同時，基于的UHT純牛奶的質量改進方法，對UHT純牛奶質量的改進有明顯的提高。在不同殺菌時間對產品質量的影響并針對生產工藝得出最佳的殺菌時間。殺菌時間過短會導致殺菌效果下降，最終導致產品質量不合格，殺菌時間過長會導致物料營養物質嚴重損失。

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，造成原料奶干物質含量的差異，影響產品的品質，通過增加閃蒸工藝，采用兩道標準化（脂肪與蛋白質比例標準化和閃蒸干物質標準化），達到了全年產品品質穩定性，既改善了產品品質，又確保了產品營養成分的比例均衡和干物質指標的穩定。結合企業的實際生產經驗，從生產過程控制等方面進行了論述，最好都采用全自動控制閃蒸壓力和溫度。閃蒸壓力越小，物料的沸點越低，物料中水分蒸發量越大，這樣也會提高后面蒸發器的干物質含量。閃蒸溫度與一效蒸發溫度溫差不要過大，溫差過大會導致蒸發器瞬間結焦，影響蒸發效率和生產時間，最終對產品質量造成影響。

4 原料奶的質量要求

（1）感官要求。應具有新鮮羊乳應呈白色，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基，通過超高溫殺菌可以將微生物殺死，但不會全部消失，如微生物產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的重要前提[17]。

生奶要滿足以下微生物指標：細菌總數≤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)酒精實驗呈陰性，理化指標異常乳不得接收。

（4）原料奶的驗收。由收奶操作員對每一牧場、每一車的原奶按規定取樣，然后送化驗室進行檢驗，檢驗合格后由化驗員出“原料奶檢驗合格報告通知單”，方可收奶。對滋氣味不合格的堅決拒收[18]。

微生物指標是反應生奶新鮮度的重要指標，對其要嚴格監控，針對每一個牧場建立相應的記錄檔案，出現異常時要加強控制。

5 總結

（1）自然均質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、殺菌時間、潔凈蒸汽壓力、閃蒸壓力、閃蒸溫度，通過控制來達到優化閃蒸殺菌工藝，提高產品質量的目的。

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

（4）產品的質量是一項全面性和多方位的，要從原材料到加工工藝全過程進行控制，每一個環節出現異常都有可能造成終產品缺陷。

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