優質巴氏殺菌乳關鍵工藝的研究

◎ 鄒 旸

（天津海河乳品有限公司，天津 300000）

巴氏殺菌方法能夠最大限度保存生乳的營養價值，并維持風味、顏色和口感，因此被廣泛應用于乳制品。我國在2017年頒布的國家優質乳核心標準中標明了對液態奶的品質要求，對此，乳制品企業應加強對巴氏殺菌乳的工藝研究。

生鮮乳是人類重要的營養物質來源。目前，在乳制品的制備上，我國大量使用熱處理的方式滅殺病菌微生物，但是熱處理工藝往往會導致熱損傷，造成乳制品中的營養物質流失。牛乳在熱處理過程中會發生蛋白變性、乳糖異構化、美拉德反應等理化反應，對風味、功能性及營養存在影響。由于冷鏈技術成本較高，所以牛乳市場儲存方式以常溫儲存為主。然而，此種方式需要較高的熱處理工藝以提高保質期，對牛乳的熱損傷大，營養物質流失多，風味改變大。

1 關鍵工藝對于巴氏殺菌乳的品質影響

相比其他液態乳制品，巴氏殺菌乳的品類單一，各類乳制品企業的巴氏殺菌乳制備標準在72～85 ℃，加熱15～20 s。由于方法較為單一，所以關鍵工藝對巴氏殺菌乳的影響權重也就更大。牛乳殺菌方式主要有冷殺菌和熱殺菌2種。目前，冷殺菌尚未達到大規模商業化生產的需求，超聲波、超高壓、膜分離技術的殺菌實證較少。在熱殺菌上，主要使用超高溫短時滅菌法、保持殺菌法、預熱殺菌法、巴氏殺菌法，我國常用的熱處理殺菌技術是巴氏殺菌和超高溫短時滅菌法。巴氏殺菌乳能夠避免牛乳中營養物質的流失，盡可能保證活性物質和風味。

1.1 過濾條件影響

生乳過濾是實現巴氏殺菌乳生產活動的關鍵工藝之一，其主要目的是去除生乳中含有的雜質，提高純凈度，并且在過濾時通過不同的過濾工藝，能夠形成一定剪切力在生乳中的大顆粒脂肪上，幫助生乳中的脂肪顆粒變小，在液態奶中分布更加均勻，從而提升乳制品的品質。前沿科技如膜過濾技術，能夠有效截留原料奶中的體細胞和細菌，在學界研究上是重點方向之一。

1.2 儲存工藝影響

根據巴氏殺菌乳的生產工藝標準，不同生乳會有不同的儲存時間。在儲存時，生乳中的微生物會不斷繁衍變化，其嗜冷菌數量、嗜熱需氧芽孢數量、需氧芽孢總數、菌落總數等都需要精確工藝控制，才能實現巴氏殺菌乳的質量控制。

在目前的乳制品企業儲存規定中，明確規定儲存時間確定之后才開始流轉，運輸生乳的罐體需要在卸奶后進行消毒清潔，卸除后的生乳需要盡快加工，以確保乳制品的品質。巴氏殺菌乳的保質期一般為14 d。

1.3 殺菌溫度影響

巴氏殺菌屬于熱殺菌工藝，加熱處理是其最為關鍵的工藝。在加熱時，不僅會導致生乳中的致病菌被滅殺，同時也會降低生乳中的活性物質，流失營養成分。在我國國標中巴氏殺菌溫度是范圍值，伴隨殺菌溫度的上升，產品中的殘留微生物數量越少，活性物質越低。劉燕珺等學者在殺菌溫度工藝影響下對巴氏殺菌乳進行探究，其結果顯示75 ℃、15 s時效果最佳[1]。王瑞云學者的研究同樣能夠佐證此點，巴氏殺菌的低溫殺菌技術能夠在滅殺病菌的同時，保留乳制品中的活性物質和風味。此外，相關研究者使用超高溫滅菌技術，比對營養物質和各類檢測指標的變化，其結果顯示，低溫處理技術最接近新鮮生乳，能夠最大限度保證品質。楊大明等學者分析對比了巴氏殺菌乳工藝參數，其結果顯示，經優化處理后能夠生產出最佳的巴氏殺菌乳[2-3]。

如果在預巴氏之后再進行巴氏殺菌，會進一步降低活性物質，加熱時產生的糠氨酸增多。巴氏殺菌工藝是常見的殺菌工藝之一，其能夠延長原料乳的儲存時間。原理是原料乳在儲存入生乳罐前，利用預巴氏殺菌操作，殺滅原料乳中的致病菌，可以延長保質時間。經預巴氏殺菌處理后，生乳保質期能夠延長至24 h，便于長距離運輸。如何減少生乳熱處理中產生的熱損失，并確保食品安全，最大限度留存活性物質，還需相關學者不斷進行研究。

2 關鍵工藝對巴氏殺菌乳影響研究

2.1 實驗方法

巴氏殺菌乳的工藝流程為生乳收集→過濾→平衡罐→過濾→冷卻→儲存→過濾→脂肪標準化→預殺菌→冷卻→儲存→脫氣→均質→巴氏殺菌→冷卻→儲存→成品。

本次實驗以生乳作為實驗原料，生乳罐溫度保持在4 ℃，檢測儲存時間對于巴氏殺菌乳原料的影響。指標包含嗜冷菌數量、需氧芽孢總數、嗜熱需氧芽孢綜述、菌落總數、乳蛋白質、乳脂肪、酸度、乳糖、pH值。檢測時間為每4 h檢測1次，持續24 h，做3次平行[4]。

在巴氏殺菌溫度影響上，對比不同的殺菌溫度，以5 ℃為變量標準，由75～95 ℃對比巴氏殺菌乳產品品質影響，殺菌時長統一為15 s。監測指標包括菌落總數、金黃色葡萄球菌、堿性磷酸酶、嗜冷菌。污染物如鉛、總汞、總砷、鉻、黃曲霉毒素，做3次平行。

在過濾工藝對巴氏殺菌乳的影響研究上，研究不同過濾方法對品質的影響，檢測雜質度、乳糖、乳脂肪、乳蛋白質。第2次過濾時，通過自流方式從生乳罐經過孔道式40目過濾器進入緩沖罐，經由離心泵進入縫隙式80目過濾器，過濾完成后泵入儲存罐中，經過巴氏殺菌取得成品，取樣檢測[5]。相比第2次過濾，第3次過濾增加袋式200目過濾器，過濾后泵入儲存，經過巴氏殺菌得到成品后取樣檢測。

預巴氏殺菌工藝影響研究：預巴氏殺菌使用常規預處理方法，經過預巴氏殺菌工藝去除生乳致病菌，延長儲存時間。檢測指標有堿性磷酸酶、嗜冷菌數量、需氧芽孢總數、菌落總數。理化指標如糠氨酸、乳鐵蛋白等。

巴氏殺菌使用75 ℃ 15 s，預巴氏使用85 ℃ 15 s。

2.2 實驗結果

由表1 、表2 可知，在儲存時間上，伴隨儲存時間增加，對于酸度、乳糖、脂肪、乳蛋白質、pH值的影響不明顯，然而嗜冷菌、需氧芽孢總數、菌落總數隨著時間增加而增長。在8 h儲存時長時，上升幅度較小，在24 h時微生物大量增長，可見生乳儲存時間不應超過8 h。

表1 儲存時間對微生物的影響表

表2 儲存時間對理化指標的影響表

由表3可見，伴隨殺菌溫度增長，糠氨酸遞增，而乳鐵蛋白以及β-乳球蛋白不斷降低。

表3 殺菌溫度對理化指標的影響表

由表4可見，在殺菌溫度中，伴隨溫度升高菌落總數不斷降低，均在100 CFU/mL以內，滿足國標要求。可見，75～95 ℃均滿足殺菌微生物指標。

表4 殺菌溫度對微生物指標的影響表

由表5可見，在不同殺菌溫度下，重金屬以及真菌毒素均屬于國標檢出線以下標準，對于重金屬和真菌毒素影響不明顯。綜合來說，殺菌溫度75 ℃能夠滿足殺菌要求，對重金屬、真菌毒素均滿足要求，并最大保存活性物質。

表5 殺菌溫度對真菌毒素和重金屬的影響表

在過濾方法上，2次過濾和3次過濾對于乳糖、脂肪、蛋白質沒有影響，在雜質度上能夠較好過濾。說明3次過濾方法能夠有效過濾雜質，提升巴氏殺菌乳的品質。 牛奶的雜質來源主要有儲存設備墊圈、牧場環境、牛體衛生，選用3次過濾方法能夠有效濾除雜質。

在預巴氏處理對比下，對于乳鐵蛋白、β-乳球蛋白、糠氨酸有著明顯變化，在菌落總數上降低了1倍，嗜冷菌、金黃色葡萄球菌無檢出。

預巴氏處理對比下，均能滿足國標要求，然而熱處理會導致糠氨酸升高，并且大量降低乳鐵蛋白以及β-乳球蛋白。要提高巴氏殺菌乳品質，應避免使用預巴氏殺菌工藝，降低熱處理的熱損失。

2.3 結果分析

巴氏殺菌乳的關鍵工藝對于巴氏殺菌乳的品質有很大影響，儲存時長、殺菌溫度、過濾方法、預巴氏處理都能夠減少菌落總數，并且降低活性物質。因此，伴隨熱處理溫度上升，糠氨酸濃度增大，而關鍵工藝不會導致生成堿性磷酸酶，同時能夠有效去除金黃色葡萄球菌。在過濾上，經過2次、3次過濾后，能夠有效去除樣品中的雜質，提升巴氏殺菌乳的品質。

3 結論

儲存時間8 h以內能夠最大限度保存牛乳的品質，當儲存時間大于8 h時，會導致生乳中的需氧芽孢總數、嗜冷菌、菌落總數大量增加。在殺菌溫度中，75～95 ℃均能滿足殺菌滅毒作用。然而，在75 ℃殺菌溫度下能夠最大保存巴氏殺菌乳中的β-乳球蛋白、乳鐵蛋白，提升巴氏殺菌乳品質。在過濾方法上，2次過濾和3次過濾對比，僅在雜質度上存在區別，3次過濾能夠有效降低樣品雜質，較為適宜。在預巴氏處理上，熱處理會導致巴氏殺菌乳的糠氨酸上升，β-乳球蛋白、乳鐵蛋白降低，降低巴氏殺菌乳的品質，不應使用預巴氏殺菌工藝。可見，巴氏殺菌乳最佳品質應當為3次過濾，儲存時間8 h，75 ℃巴氏殺菌，無預巴氏處理。