優質巴氏殺菌乳工藝優化研究

楊大明，張發勝，張 峰，陳生英，張明霞，陳倩紅

（酒鋼集團甘肅祁牧乳業有限責任公司，甘肅 嘉峪關 735100）

1 概述

優質巴氏殺菌乳[1-6]是以特優級生乳為原料，經過過濾、均質、巴氏殺菌、潔凈灌裝等工序制得的液體產品。優質巴氏殺菌乳相對于巴氏殺菌乳具有顯著的優勢，一是原料乳營養指標更高，風險物指標更低；二是加工工藝尤其是殺菌溫度和時間的組合更加合理；三是新技術在優質乳生產全過程設備中應用更加成熟；四是產品的物理、化學以及感官變化程度最低，營養物質保留程度最大，質量穩定且安全。

祁牧乳業作為甘肅省首家推行優質乳工程、生產優質巴氏殺菌乳的乳制品企業，保障牧場生產供給的優質原料奶穩定、全面實施優質乳產品加工工藝標準化制定及監管，確保生產出合格的優質乳產品。

本文通過對優質乳殺菌工藝的研究，制定殺菌工藝標準，在試生產過程中，通過半產品及產品中糠氨酸、乳鐵蛋白、β-乳球蛋白等活性物質等的檢測[7-11]及數據分析，優化優質乳殺菌工藝，最終生產的優質乳產品達到 《優質巴氏殺菌乳標準》T/TDSTIA 004—2019 的相關要求。

2 材料方法

2.1 試驗原料

特優級原料乳，甘肅祁牧乳業有限責任公司。

2.2 試驗設備

巴氏殺菌機；灌裝機；福斯FT1；液相色譜；熒光檢測儀。

2.3 工藝流程

2.3.1 優質巴氏殺菌乳工藝流程圖

特優級原料乳→預處理→預熱→殺菌→冷卻→灌裝→檢測→成品。

2.3.2 優質巴氏殺菌乳品質關鍵控制參數分析

（1）原料乳及產品指標：好的產品一定來源于好的原料，對生產優質巴氏殺菌乳的生乳有較高的要求，關鍵指標包括農藥殘留、獸藥殘留、蛋白質、菌落總數、體細胞、糠氨酸、乳鐵蛋白、β-乳球蛋白等，所有原料乳指標必須符合T/TDSTIA 002—2019《特優級生乳》 相關要求，乳制品符合T/TDSTIA 004—2019《優質巴氏殺菌乳標準》的相關要求。

（2）殺菌設備：生產優質巴氏殺菌乳的設備必須是專用設備，對巴殺機溫度感應探頭精度和穩定性、巴氏殺菌機保溫段進出口溫度差異程度、保溫管保溫和保持時間性能、巴殺機閥門響應時間靈敏度都有嚴格的要求，達到相關設定的閾值，才能滿足生產優質巴氏殺菌乳的生產條件。

（3）殺菌工藝參數：優質巴氏殺菌乳殺菌過程包括升溫階段、保持階段和降溫階段，每段的時間和溫度組合要匹配，在選定特定殺菌溫度下的殺菌時間，使產品物理、化學和以及感官變化最小，營養物質保留程度最大，而且達到降低能耗的目的。

（4）冷鏈全過程：優質巴氏殺菌乳從原料到生產，再到銷售的全過程，都需要冷鏈，以此保證優質巴氏殺菌乳產品的質量穩定性。

2.4 試驗設計

先對原料乳進行理化、微生物、糠氨酸等各項指標的檢測，對養殖及原奶生產全過程進行調整，滿足特優級生乳的條件，然后對殺菌設備的穩定性、殺菌能力等相關指標進行驗證，滿足優質乳生產的條件，再次對優質乳進行試生產，對生產的優質乳產品的各項指標進行檢測，與各項指標的限定值對比分析，調整殺菌等關鍵工藝參數，直至生產的產品符合優質巴氏殺菌乳的相關要求，最后制定作業標準，并進行技術培訓，將優化后的生產工藝關鍵控制標準固化。

2.5 數據統計與分析

所有數據采集及圖表制作均使用WPS2019 制作。

3 結果與討論

3.1 原奶指標檢測

（1）原奶中脂肪、蛋白、非脂乳固體、菌落總數、體細胞檢測值，見表1。

表1 原奶中脂肪、蛋白、非脂乳固體、菌落總數、體細胞檢測值

由表1 得出，脂肪在4.01%～4.30%范圍內，蛋白質含量在3.10%～3.34%范圍內，體細胞在15.6 萬個/mL～23.0 萬個/mL 之間，菌落總數在0.93 萬CFU/mL～2.74 萬CFU/mL 之間，整體符合祁牧乳業《特優級生乳》的相關要求。

（2）原奶中乳鐵蛋白79.6mg/kg，糠氨酸3.9mg/100g 蛋白質，β-乳球蛋白7655mg/kg，堿性磷酸酶陰性，各檢測指標符合《特優級生乳》的相關要求。

3.2 殺菌工藝優化及驗證

（1）巴殺機各溫度感應探頭精度。由表2-5 可以得出，試生產過程中巴氏殺菌溫度設置為75℃，報警溫度為72℃，按巴氏殺菌工藝進行測試，通過采用最小刻度0.1℃的溫度計進行測量，均質溫度偏差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℃，各項檢測數據絕對偏差都＜±0.25 符合要求。

表2 均質溫度（P101TT01）探頭對比 單位：℃

表3 殺菌溫度（P1X1TT01）探頭對比 單位：℃

表4 保溫溫度(P101TT02)探頭對比 單位：℃

表5 送出溫度（P1X7TT72）探頭對比 單位：℃

（2）巴殺機溫度感應探頭穩定性。由圖1 可以得出，通過對殺菌設備調整及數據采集方法的處理，在78℃，15s 不脫氣條件下試生產優質乳，166 組數據殺菌溫度絕對偏差均≤±0.25℃，驗證結果合格。

圖1 巴殺機溫度感應探頭驗證數據

（3）巴氏殺菌機保溫段進出口溫度差異測試。由圖2 可以得出，在78℃，15s 不脫氣條件下試生產優質乳，取197 組數據，巴氏殺菌機保溫段進出口溫度差異滿足≤0.5℃要求，驗證結果合格。

圖2 巴氏殺菌機保溫段進出口溫差表

（4）保溫管保持時間性能測試。由表6 得出，對保溫管保溫時間進行測量，通過6 組保溫時間電導率儀變化讀數，最短保溫時間為18.37s，最長保溫時間為18.38s，平均保溫時間為18.38s，沒有負偏差，符合殺菌要求。

表6 保溫管保濕時間數據分析表

（5）閥門響應時間測試。由表7 得出，經過閥門響應時間測試看出，閥門開啟響應時間最大值為0.50s，最小值為0.44s，最大偏差為0.06s；關閉響應時間最大值為0.63s，最小值0.56s，最大偏差為0.07s，滿足最大偏差不超過0.1 的要求。

表7 閥門響應時間統計表

3.3 生乳和優質乳產品中指標對標

（1）糠氨酸的含量。由圖3 可以得出，共計檢測的樣本10 批次，牧場生乳和優質乳產品中糠氨酸含量分別低于風險含量8mg/100g、12mg/100g，平均值分別為4.16mg/100g、3.12mg/100g，符合T/TDSTIA 004—2019《優質巴氏殺菌乳標準》的相關要求。

圖3 生乳和優質乳產品中糠氨酸的含量

（2）乳鐵蛋白含量。由圖4 可以得出，共計檢測的樣本10 批次，牧場生乳和優質乳產品中乳鐵蛋白含量分別高于內控風險含量50mg/kg、30mg/kg，平均值分別為73.4mg/kg、45.1mg/kg，符合T/TDSTIA 004—2019《優質巴氏殺菌乳標準》的相關要求。

圖4 生乳和優質乳產品中乳鐵蛋白的含量

（3）β-乳球蛋白。由圖5 可以得出，共計檢測的樣本10 批次，牧場生乳和優質乳產品中β-乳球蛋白含量分別高于內控風險含量4500mg/kg、2500mg/kg，平均值分別為為9446mg/kg、5305mg/kg，符合T/TDSTIA 004—2019《優質巴氏殺菌乳標準》的相關要求。

圖5 生乳和優質乳產品中β-乳球蛋白的含量

5 結論

本研究結果表明，乳制品廠以自由牧場提供特優級生乳為原料，通過設備改進及工藝優化，各檢測數據通過分析及驗證，最終生產的優質巴氏殺菌乳達到《優質巴氏殺菌乳標準》的相關要求，為企業在優質乳生產中提供方法和數據支撐，并形成企業生產優質乳標準。