浓缩乳热处理工艺对婴儿配方乳粉细菌数及理化性质的影响

李妍 ，任东妍，王红，李海梅，张列兵，3

（1.北京工商大学食品质量与安全北京实验室，北京100048；2.中国农业大学食品科学与营养工程学院，北京100083；3.食品安全与营养协同创新中心东北农业大学，哈尔滨150030）

0 引言

嗜热性芽孢杆菌是乳粉的常见污染菌，其污染程度被视为乳粉加工中卫生条件的一个衡量指标[1-3]。国产乳粉中的嗜热芽孢杆菌污染严重[4]。，地衣芽孢杆菌（Bacillus licheniformis）是主要污染菌之一[5]。有报道地衣芽孢杆菌可能产生毒素并与食品中毒有关[6-9]因此，嗜热芽孢污染对乳粉品质及安全构成潜在威胁。研究证实，嗜热芽孢杆菌易在物料的蒸发浓缩阶段增殖并污染乳粉产品[11]对浓缩乳高温杀菌可在一定程度上降低嗜热芽孢杆菌数量，提高乳粉的微生物品质[12]。但热处理在改善微生物指标的同时，会影响乳粉的理化性质，本文研究浓缩乳高温杀菌对婴儿配方乳粉的细菌总数及理化特性的影响，考察浓缩乳高温杀菌工艺的可行性，为改善婴儿配方乳粉品质和安全提供新的方法参考。

1 实验

1.1 材料

婴儿配方乳粉配料（每4 kg乳粉中添加量）：鲜乳7 kg，全脂乳粉0.16 kg，WPC70为2 kg，精炼植物油0.76 kg，蔗糖0.2 kg，复合微量元素0.012 kg，固形物35.6%。

1.2 处理工艺

浓缩乳制备→预热（65℃）→均质（5 MPa/15 MPa）→热处理（分别经95 ℃/15 s（LHT）和110 ℃/4 s（HHT）杀菌工艺）→喷雾干燥（进风180℃，出风80℃）→产品（取样检测各项指标）

1.3 检测指标

1.3.1 理化及卫生指标

蛋白质、脂肪、碳水化合物、水分、杂质度、细菌总数指标按GB10765-2010[10]中规定的方法检测。

1.3.2 乳粉的物理特性

（1）颗粒密度、容积密度、可分散性、可润湿性参照文献[13]中方法检测。

（2）流动性采用粉体综合特性测试仪（BT-1000）测定。

（3）不溶度指数根据GB 5413.29-2010[14]中的方法测定。

（4）表面游离脂肪，按文献[15]中方法进行测定。

2 结果与讨论

2.1 对乳粉微生物及理化指标的影响

2.1.1 细菌总数

为考察被芽孢杆菌污染的浓缩乳物料的杀菌效果，向调配好的婴儿配方乳粉浓缩物料中添加104CFU g-1地衣芽孢杆菌。地衣芽孢杆菌是我国国产乳粉中芽孢杆菌污染的优势菌之一[4]。采用LHT和HHT两种不同方式杀菌处理后，检测细菌总数的变化，结果如表1所示。

表1 不同处理乳粉菌落总数 g-1

细菌总数是婴儿配方乳粉重要的卫生指标之一。嗜热芽孢杆菌能够耐受乳粉生产中的巴氏杀菌而存活，并且能够在蒸发浓缩的温度条件下滋生，极易造成乳粉的污染[1]。兼性嗜热芽孢杆菌，如地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌能够在37℃条件下生长，是细菌总数构成的主要菌群[4]。因此降低芽孢杆菌数对于控制乳粉的细菌总数指标具有重要意义。由表1可以看出，LHT和HHT两种不同杀菌条件对乳粉的细菌总数影响显著（P＜0.05）。污染地衣芽孢杆菌的浓缩物料经HHT处理后，干燥得到的乳粉细菌总数200 g-1，能够满足GB10765的要求，而LHT处理后得到的乳粉细菌总数超过1 000 g-1，不能达到国标的要求。

2.1.2 理化指标

热处理强度对乳粉的理化性质也有重要的影响。在细菌总数基础上检测乳粉的各项理化指标，结果如表2所示。

LHT和HHT两种热处理条件对乳粉的脂肪、蛋白质、碳水化合物、水分质量分数以及滴定酸度的影响不大，处理后得到的两乳粉样品这些指标均能达到GB10765的要求，且样品间差异不大。乳粉的杂质度受不同热处理条件影响显著，HHT处理的乳粉杂质度指标高于LHT处理的样品（P＜0.05），这可能与高温处理的浓缩乳在干燥过程中更容易产生焦粉有关[13]。但两样品的杂质度指标仍在国标限量范围内。

表2 不同处理乳粉的各项理化指标

2.2 对乳粉物理特性的影响

2.2.1 密度

从商业和功能性角度而言，密度对于乳粉具有重要意义。容积密度指一定体积乳粉的重量。高容积密度的产品可以节省包装材料、贮藏和运输空间。从感官或速溶性出发，某些乳粉要求通过附聚实现低容积密度[13]。乳粉的容积密度是许多特性综合的结果。颗粒密度是决定容积密度的主要因素之一[13]。由表3可以看出，不同热处理方式对婴儿配方乳粉密度影响不大，HHT处理的乳粉样品的颗粒密度和容积密度略高于LHT，但统计学差异不显著（p＞0.05）。

表3 不同热处理乳粉的密度

2.2.2 流动性

流动性是指乳粉自由流动的能力。乳品工业中，良好流动性对于乳粉输送、灌装和贮存、计量或选择粉体混合条件等都非常重要[13]。流动性受颗粒形状、大小、密度及表面性质等因素影响，通常由休止角，压缩度、平板角、均齐度、凝集度等指标综合表示。两种不同热处理得到的婴儿配方乳粉的流动性检测结果如表4所示。

表4 不同热处理乳粉的流动性结果

休止角是指粉体堆积层的自由表面在静止平衡状态下，与水平面的最大角，是反应流动性最直接的指标之一，休止角越小，粉体的流动性越好。压缩度指样品的振实密度与松装密度之差与振实密度之比，其大小反映粉体的凝聚性、疏松状态，数值越小，粉体的流动性越好。通常压缩度20%以下的粉体流动性较好。平板角（刮铲角）指将埋在粉体中的平板刮刀垂直向上提起，粉体在平板上形成的斜面和平板之间的夹角。平板角越小，粉体流动性越好。均齐度是乳粉颗粒的形状指数，表示颗粒长度、宽度、厚度三者之比。均齐度越小，颗粒形状规则，流动性越好[16]。凝集度是粉体颗粒表面上显现出的相互凝集力。凝集度小，粉体颗粒间相互凝聚力小，流动性好。从表4结果可见，HHT处理的乳粉样品休止角、压缩度、均齐度和凝集度指标值都明显小于LHT处理的样品（P＜0.05），而两样品的平板角指标无明显差异（P＞0.05）。这表明HHT处理乳粉的流动性优于LHT处理的样品。

2.2.3 复水性

乳粉必须水溶解才能消费和应用，良好的复水性非常重要。复水过程受乳粉颗粒附聚程度、温度、分散性、润湿性、沉降性、溶解性等多方面影响[13]。这里采用分散度、润湿时间和不溶度指数指标综合评价两种不同热处理对婴儿配方乳粉复水性的影响。结果见表5。

表5 不同处理乳粉复水性指标结果

可分散性与粒子扩散和溶解速度有关，受可润湿性影响较大。分散性良好的乳粉必需是可润湿的[13]。溶解性是决定乳粉复水性总体质量的关键因素。由表5可以看出，HHT处理的乳粉分散度高于LHT的样品（P＜0.05）；润湿时间也比LHT的乳粉略短，但统计学意义差异不显著（P＞0.05）；不溶度指数两样品间没有差异。这说明本实验条件下HHT处理的乳粉复水性优于LHT处理。

2.2.4 游离脂肪质量分数

加工工艺处理会影响乳粉中脂肪的存在状态及分布。游离脂肪会影响乳粉物理性质及货架期。表面游离脂肪的疏水性会降低乳粉的流动性和分散性，也是全脂乳粉与冷水混合时表面不可润湿性的直接原因[13]。游离脂肪高易造成乳粉结块，外露于空气中易于氧化，降低乳粉保质期及导致风味缺陷。本研究中HHT处理后的乳粉的游离脂肪质量分数（36.09%）明显低于LHT处理的样品（46.76%）。这可能与高温处理引起的浓缩乳粘度增加有关。HHT处理下，浓缩乳中的乳清蛋白变性比LHT更强烈（数据未给出），导致浓缩乳粘度增加，有利于降低乳粉游离脂肪的质量分数[13]。

3 结论

综上，采用浓缩乳高温杀菌工艺能够较有效控制婴儿配方乳粉细菌总数指标，HHT处理可有效降低模拟芽孢杆菌污染的物料的细菌数，使终产品细菌总数低于1 000 CFU/g。对比分析HHT和LHT处理对婴儿配方乳粉的产品的基本理化性质、流动性、溶解性、游离脂肪质量分数的影响，表明两种工艺得到的产品基本理化性质能达到国家标准要求。与LHT相比，HHT处理后乳粉的流动性、游离脂肪质量分数等指标有改善。实验结果表明浓缩乳高温处理工艺用于控制婴儿配方粉微生物指标具有一定的可行性。

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