闪蒸杀菌工艺对羊奶的质量控制

◎ 王成宇，姚 晶，夏元军

（黑龙江东方学院，黑龙江 哈尔滨 150000）

随着对山羊奶营养价值认识的深入，人们越来越重视奶山羊的发展，在欧美等发达国家和中东地区的穆斯林国家都很重视食用山羊奶及其奶制品。随着我国人民消费观念的转变和生活水平的提高，人们更会倾向于健康、安全的奶制品，奶山羊产业在我国有很大的发展潜力[1]。为此，利用闪蒸系统在生产工艺上可以解决羊奶品质问题，提高奶制品干物质的含量和稳定性，还可以去除羊奶中特有的膻味[2]，从而满足消费者的需要，提高消费群体的稳定性，增强消费者对品牌的忠诚度。

1 羊奶的特性和对人类营养意义

1.1 羊奶的特性

牛奶的脂肪球的平均尺寸为4.5 μm，而山羊奶脂肪球更小（平均尺寸为3.5 μm），脂肪球小能使山羊奶中的脂肪更好地分散，给脂肪酶提供更大的表面积，脂肪的消化率也得到提高。从人类健康的角度来看，自然均质的山羊奶产品比牛奶产品更易消化[3]。山羊奶中的月桂酸与癸脂肪酸（12∶10）的比例与牛奶不同，它比牛奶的比率显著降低（0.46∶1.16），在山羊奶中掺入牛奶会使这个比例变大，据此可检查山羊奶掺入牛奶的程度。山羊奶含有足够数量必须脂肪酸是婴儿所需的[4]，有比牛奶更高的甘油脂，这更有益于护理新生儿的营养，山羊奶中的乳清酸含量更少，这对于预防脂肪肝综合症有重要作用。山羊奶蛋白质氨基酸的组成与牛奶有很大的差异，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，完全符合世界粮农组织和卫生组织关于婴儿对每一种氨基酸的需求。山羊奶与牛奶相比含有更高浓度的结合蛋白，使山羊奶的叶酸含量低于牛奶。叶酸是合成血红蛋白必需的维生素，因此建议将山羊奶用于婴儿喂养时需补充叶酸，以防导致羊奶性贫血[5]。

1.2 山羊奶对人类的营养意义

山羊奶在人类营养方面具有重要价值，可作为儿童和病人的一种替代食品，也具有较高的营养功效[6]。山羊奶的脂肪球小，更容易消化吸收，山羊奶中的脂类，尤其是脂肪中的短链和中链脂肪酸含量明显高于牛奶[7]。对于人类营养有重要作用：①因为脂肪酶作用于短链或中链脂肪酸的酯键比长链脂肪酸容易，所以山羊奶脂肪比牛奶易消化。②不饱和脂肪酸对胆固醇具有有益的代谢效果，如通过抑制胆固醇沉积和胆石中胆固醇溶解使组织和血液中胆固醇具有水解活性[8]。③对于各种营养吸收不良患者具有治疗作用，如高脂血症、肠道吸收病例、脂肪泻、冠状动脉搭桥、童年癫痫症、早产儿喂养、囊肿性纤维化和胆结石[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软，极易被胃蛋白酶消化，所以人类可以快速吸收优质蛋白。山羊奶为天然弱碱性，有较好的缓冲能力，有益于胃病患者。对治疗溃疡有较好作用。山羊奶中几乎不含有αs1-酪蛋白的遗传性特症是低过敏性食物[10]，这对牛奶过敏症的婴儿和患者来讲，具有很强的潜在治疗和低过敏优势，是一种理想的替代品。

山羊奶对消化道、呼吸道、泌尿系统等组织器官的上皮细胞有保护作用，因为其含有和人乳一样的上皮细胞生长因子，可有效修复受损表皮黏膜，是天然的抗生素[11]。

2 闪蒸杀菌

2.1 闪蒸杀菌技术的必要性

羊奶成分（如干物质）受各种因素（季节、饲养与管理条件、乳羊本身健康状况等）的影响波动比牛奶大，但为保证成品干物质含量全年平稳，市场产品的品质需要始终处于一个稳定的状态，如通过添加奶粉等来达到标准要求，会影响产品的品质，消费者较难接受，闪蒸工艺增加后，产品的纯度、口感、香味都大有改观，较以前更纯、更香，还会去除羊奶中特殊的膻味，使产品品质得到改善，以满足消费者的需要。

2.2 闪蒸杀菌特点

闪蒸杀菌的加热和冷却时间短，加工能力大并且能够加工超黏的，在管式杀菌机中糊壁严重的物料，具有大范围可调的系统加工能力。闪蒸杀菌对产品进行最小的破坏，对加工产品的黏度维持能力较强，生产的物料具有更佳的色泽和特性[12]，产品的纯度、口感、香味都大有改观，而且结构简单，维修成本低。

3 闪蒸杀菌过程关键点

3.1 工艺流程

闪蒸杀菌的工艺流程如图1所示。

图1 工艺流程图

3.2 超高温直喷式杀菌的控制要点

3.2.1 杀菌温度的控制

杀菌温度控制不住主要是受物料成分、预热温度、直喷蒸汽压力等因素的影响，由于羊奶粉配方中成分较多，如维生素、矿物质等，在经过超高温杀菌时容易结焦，从而导致杀菌温度控制不住。预热温差过大会导致杀菌器内短时间结焦，影响了传热效果，增大蒸汽压力，杀菌温度也不提高。刘殿宇等[13]以RNJM02-2400型双效降膜式蒸发器为例，通过理论计算及实际应用两方面进行分析指出蒸发器杀菌温度保持不住的主要原因：①杀菌器加热温差过大，即各级物料预热面积设计过小。②物料比较特殊，即物料性质比较特殊及易挂垢或结焦。③实际实用物料与原设计物料参数偏离过大。④物料处理量过大，远远超过了设计值。⑤操作不当，即蒸发器在生产过程中，系统参数控制不稳定等都会使杀菌温度保持不住。直喷式杀菌需要稳定的洁净蒸汽直接对物料进行杀菌，所以蒸汽的压力和蒸汽质量至关重要，需要单独的设备对蒸汽进行处理，并且蒸汽压力要稳定。蒸汽温度与物料对应温度见表1。

表1 蒸汽温度与物料对应温度表

3.2.2 杀菌时间的控制

杀菌时间的确定是保证灭菌效率的同时，确保营养物质得损失量最小。高雪峰[14]为了改进超温灭菌（UHT）纯牛奶的质量，利用改进的满意度函数，结合RSM对UHT纯牛奶的瞬时超高温杀菌的工艺参数进行优化，建立了关于d值的二次多项数学模型，得到UHT纯牛奶杀菌的最佳杀菌时间和温度，为UHT纯牛奶瞬时超高温杀菌的工艺参数优化奠定理论基础。同时，基于的UHT纯牛奶的质量改进方法，对UHT纯牛奶质量的改进有明显的提高。在不同杀菌时间对产品质量的影响并针对生产工艺得出最佳的杀菌时间。杀菌时间过短会导致杀菌效果下降，最终导致产品质量不合格，杀菌时间过长会导致物料营养物质严重损失。

3.2.3 闪蒸压力和温度的控制

闪蒸压力和温度主要是去除由于杀菌进入物料中蒸汽。刘树茂等[15]得出为了避免由于各种因素的变化，造成原料奶干物质含量的差异，影响产品的品质，通过增加闪蒸工艺，采用两道标准化（脂肪与蛋白质比例标准化和闪蒸干物质标准化），达到了全年产品品质稳定性，既改善了产品品质，又确保了产品营养成分的比例均衡和干物质指标的稳定。结合企业的实际生产经验，从生产过程控制等方面进行了论述，最好都采用全自动控制闪蒸压力和温度。闪蒸压力越小，物料的沸点越低，物料中水分蒸发量越大，这样也会提高后面蒸发器的干物质含量。闪蒸温度与一效蒸发温度温差不要过大，温差过大会导致蒸发器瞬间结焦，影响蒸发效率和生产时间，最终对产品质量造成影响。

4 原料奶的质量要求

（1）感官要求。应具有新鲜羊乳应呈白色，具有奶香味并稍带有苦味，无羊舍味、碱味、腥味、涩味及其他不正常任何异味[16]。

（2）微生物的要求。羊奶是微生物较好的培养基，通过超高温杀菌可以将微生物杀死，但不会全部消失，如微生物产生的耐热酶类和不正常的滋气味，所以将原奶的微生物下降到最低是保证闪蒸杀菌奶品质的重要前提[17]。

生奶要满足以下微生物指标：细菌总数≤1.0×105CFU/mL，芽孢菌≤100 CFU/mL，耐热芽孢≤10 CFU/mL，嗜冷菌≤1.0×103CFU/mL。

（3）其他要求。异常乳不得接收及使用，掺杂掺假乳不允许使用，750(V/V)酒精实验呈阴性，理化指标异常乳不得接收。

（4）原料奶的验收。由收奶操作员对每一牧场、每一车的原奶按规定取样，然后送化验室进行检验，检验合格后由化验员出“原料奶检验合格报告通知单”，方可收奶。对滋气味不合格的坚决拒收[18]。

微生物指标是反应生奶新鲜度的重要指标，对其要严格监控，针对每一个牧场建立相应的记录档案，出现异常时要加强控制。

5 总结

（1）自然均质的山羊奶比牛奶更易消化，增添闪蒸工艺能去除羊奶中特有的膻味。

（2）闪蒸杀菌工艺主要控制杀菌温度、杀菌时间、洁净蒸汽压力、闪蒸压力、闪蒸温度，通过控制来达到优化闪蒸杀菌工艺，提高产品质量的目的。

（3）增加闪蒸工艺后，产品的纯度、香味及口感都大有改善，添加奶粉虽然能提高干物质，但口感不好。

（4）产品的质量是一项全面性和多方位的，要从原材料到加工工艺全过程进行控制，每一个环节出现异常都有可能造成终产品缺陷。

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