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优质巴氏杀菌乳工艺优化研究

2022-01-14杨大明张发胜陈生英张明霞陈倩红

甘肃科技 2021年20期
关键词:生乳巴氏杀菌

杨大明,张发胜,张 峰,陈生英,张明霞,陈倩红

(酒钢集团甘肃祁牧乳业有限责任公司,甘肃 嘉峪关 735100)

1 概述

优质巴氏杀菌乳[1-6]是以特优级生乳为原料,经过过滤、均质、巴氏杀菌、洁净灌装等工序制得的液体产品。优质巴氏杀菌乳相对于巴氏杀菌乳具有显著的优势,一是原料乳营养指标更高,风险物指标更低;二是加工工艺尤其是杀菌温度和时间的组合更加合理;三是新技术在优质乳生产全过程设备中应用更加成熟;四是产品的物理、化学以及感官变化程度最低,营养物质保留程度最大,质量稳定且安全。

祁牧乳业作为甘肃省首家推行优质乳工程、生产优质巴氏杀菌乳的乳制品企业,保障牧场生产供给的优质原料奶稳定、全面实施优质乳产品加工工艺标准化制定及监管,确保生产出合格的优质乳产品。

本文通过对优质乳杀菌工艺的研究,制定杀菌工艺标准,在试生产过程中,通过半产品及产品中糠氨酸、乳铁蛋白、β-乳球蛋白等活性物质等的检测[7-11]及数据分析,优化优质乳杀菌工艺,最终生产的优质乳产品达到 《优质巴氏杀菌乳标准》T/TDSTIA 004—2019 的相关要求。

2 材料方法

2.1 试验原料

特优级原料乳,甘肃祁牧乳业有限责任公司。

2.2 试验设备

巴氏杀菌机;灌装机;福斯FT1;液相色谱;荧光检测仪。

2.3 工艺流程

2.3.1 优质巴氏杀菌乳工艺流程图

特优级原料乳→预处理→预热→杀菌→冷却→灌装→检测→成品。

2.3.2 优质巴氏杀菌乳品质关键控制参数分析

(1)原料乳及产品指标:好的产品一定来源于好的原料,对生产优质巴氏杀菌乳的生乳有较高的要求,关键指标包括农药残留、兽药残留、蛋白质、菌落总数、体细胞、糠氨酸、乳铁蛋白、β-乳球蛋白等,所有原料乳指标必须符合T/TDSTIA 002—2019《特优级生乳》 相关要求,乳制品符合T/TDSTIA 004—2019《优质巴氏杀菌乳标准》的相关要求。

(2)杀菌设备:生产优质巴氏杀菌乳的设备必须是专用设备,对巴杀机温度感应探头精度和稳定性、巴氏杀菌机保温段进出口温度差异程度、保温管保温和保持时间性能、巴杀机阀门响应时间灵敏度都有严格的要求,达到相关设定的阈值,才能满足生产优质巴氏杀菌乳的生产条件。

(3)杀菌工艺参数:优质巴氏杀菌乳杀菌过程包括升温阶段、保持阶段和降温阶段,每段的时间和温度组合要匹配,在选定特定杀菌温度下的杀菌时间,使产品物理、化学和以及感官变化最小,营养物质保留程度最大,而且达到降低能耗的目的。

(4)冷链全过程:优质巴氏杀菌乳从原料到生产,再到销售的全过程,都需要冷链,以此保证优质巴氏杀菌乳产品的质量稳定性。

2.4 试验设计

先对原料乳进行理化、微生物、糠氨酸等各项指标的检测,对养殖及原奶生产全过程进行调整,满足特优级生乳的条件,然后对杀菌设备的稳定性、杀菌能力等相关指标进行验证,满足优质乳生产的条件,再次对优质乳进行试生产,对生产的优质乳产品的各项指标进行检测,与各项指标的限定值对比分析,调整杀菌等关键工艺参数,直至生产的产品符合优质巴氏杀菌乳的相关要求,最后制定作业标准,并进行技术培训,将优化后的生产工艺关键控制标准固化。

2.5 数据统计与分析

所有数据采集及图表制作均使用WPS2019 制作。

3 结果与讨论

3.1 原奶指标检测

(1)原奶中脂肪、蛋白、非脂乳固体、菌落总数、体细胞检测值,见表1。

表1 原奶中脂肪、蛋白、非脂乳固体、菌落总数、体细胞检测值

由表1 得出,脂肪在4.01%~4.30%范围内,蛋白质含量在3.10%~3.34%范围内,体细胞在15.6 万个/mL~23.0 万个/mL 之间,菌落总数在0.93 万CFU/mL~2.74 万CFU/mL 之间,整体符合祁牧乳业《特优级生乳》的相关要求。

(2)原奶中乳铁蛋白79.6mg/kg,糠氨酸3.9mg/100g 蛋白质,β-乳球蛋白7655mg/kg,碱性磷酸酶阴性,各检测指标符合《特优级生乳》的相关要求。

3.2 杀菌工艺优化及验证

(1)巴杀机各温度感应探头精度。由表2-5 可以得出,试生产过程中巴氏杀菌温度设置为75℃,报警温度为72℃,按巴氏杀菌工艺进行测试,通过采用最小刻度0.1℃的温度计进行测量,均质温度偏差0.2℃,杀菌温度偏差0.1℃,保温温度偏差0.2℃,送出温度偏差0.2℃,各项检测数据绝对偏差都<±0.25 符合要求。

表2 均质温度(P101TT01)探头对比 单位:℃

表3 杀菌温度(P1X1TT01)探头对比 单位:℃

表4 保温温度(P101TT02)探头对比 单位:℃

表5 送出温度(P1X7TT72)探头对比 单位:℃

(2)巴杀机温度感应探头稳定性。由图1 可以得出,通过对杀菌设备调整及数据采集方法的处理,在78℃,15s 不脱气条件下试生产优质乳,166 组数据杀菌温度绝对偏差均≤±0.25℃,验证结果合格。

图1 巴杀机温度感应探头验证数据

(3)巴氏杀菌机保温段进出口温度差异测试。由图2 可以得出,在78℃,15s 不脱气条件下试生产优质乳,取197 组数据,巴氏杀菌机保温段进出口温度差异满足≤0.5℃要求,验证结果合格。

图2 巴氏杀菌机保温段进出口温差表

(4)保温管保持时间性能测试。由表6 得出,对保温管保温时间进行测量,通过6 组保温时间电导率仪变化读数,最短保温时间为18.37s,最长保温时间为18.38s,平均保温时间为18.38s,没有负偏差,符合杀菌要求。

表6 保温管保湿时间数据分析表

(5)阀门响应时间测试。由表7 得出,经过阀门响应时间测试看出,阀门开启响应时间最大值为0.50s,最小值为0.44s,最大偏差为0.06s;关闭响应时间最大值为0.63s,最小值0.56s,最大偏差为0.07s,满足最大偏差不超过0.1 的要求。

表7 阀门响应时间统计表

3.3 生乳和优质乳产品中指标对标

(1)糠氨酸的含量。由图3 可以得出,共计检测的样本10 批次,牧场生乳和优质乳产品中糠氨酸含量分别低于风险含量8mg/100g、12mg/100g,平均值分别为4.16mg/100g、3.12mg/100g,符合T/TDSTIA 004—2019《优质巴氏杀菌乳标准》的相关要求。

图3 生乳和优质乳产品中糠氨酸的含量

(2)乳铁蛋白含量。由图4 可以得出,共计检测的样本10 批次,牧场生乳和优质乳产品中乳铁蛋白含量分别高于内控风险含量50mg/kg、30mg/kg,平均值分别为73.4mg/kg、45.1mg/kg,符合T/TDSTIA 004—2019《优质巴氏杀菌乳标准》的相关要求。

图4 生乳和优质乳产品中乳铁蛋白的含量

(3)β-乳球蛋白。由图5 可以得出,共计检测的样本10 批次,牧场生乳和优质乳产品中β-乳球蛋白含量分别高于内控风险含量4500mg/kg、2500mg/kg,平均值分别为为9446mg/kg、5305mg/kg,符合T/TDSTIA 004—2019《优质巴氏杀菌乳标准》的相关要求。

图5 生乳和优质乳产品中β-乳球蛋白的含量

5 结论

本研究结果表明,乳制品厂以自由牧场提供特优级生乳为原料,通过设备改进及工艺优化,各检测数据通过分析及验证,最终生产的优质巴氏杀菌乳达到《优质巴氏杀菌乳标准》的相关要求,为企业在优质乳生产中提供方法和数据支撑,并形成企业生产优质乳标准。

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