优质巴氏杀菌乳关键工艺的研究

◎ 邹 旸

（天津海河乳品有限公司，天津 300000）

巴氏杀菌方法能够最大限度保存生乳的营养价值，并维持风味、颜色和口感，因此被广泛应用于乳制品。我国在2017年颁布的国家优质乳核心标准中标明了对液态奶的品质要求，对此，乳制品企业应加强对巴氏杀菌乳的工艺研究。

生鲜乳是人类重要的营养物质来源。目前，在乳制品的制备上，我国大量使用热处理的方式灭杀病菌微生物，但是热处理工艺往往会导致热损伤，造成乳制品中的营养物质流失。牛乳在热处理过程中会发生蛋白变性、乳糖异构化、美拉德反应等理化反应，对风味、功能性及营养存在影响。由于冷链技术成本较高，所以牛乳市场储存方式以常温储存为主。然而，此种方式需要较高的热处理工艺以提高保质期，对牛乳的热损伤大，营养物质流失多，风味改变大。

1 关键工艺对于巴氏杀菌乳的品质影响

相比其他液态乳制品，巴氏杀菌乳的品类单一，各类乳制品企业的巴氏杀菌乳制备标准在72～85 ℃，加热15～20 s。由于方法较为单一，所以关键工艺对巴氏杀菌乳的影响权重也就更大。牛乳杀菌方式主要有冷杀菌和热杀菌2种。目前，冷杀菌尚未达到大规模商业化生产的需求，超声波、超高压、膜分离技术的杀菌实证较少。在热杀菌上，主要使用超高温短时灭菌法、保持杀菌法、预热杀菌法、巴氏杀菌法，我国常用的热处理杀菌技术是巴氏杀菌和超高温短时灭菌法。巴氏杀菌乳能够避免牛乳中营养物质的流失，尽可能保证活性物质和风味。

1.1 过滤条件影响

生乳过滤是实现巴氏杀菌乳生产活动的关键工艺之一，其主要目的是去除生乳中含有的杂质，提高纯净度，并且在过滤时通过不同的过滤工艺，能够形成一定剪切力在生乳中的大颗粒脂肪上，帮助生乳中的脂肪颗粒变小，在液态奶中分布更加均匀，从而提升乳制品的品质。前沿科技如膜过滤技术，能够有效截留原料奶中的体细胞和细菌，在学界研究上是重点方向之一。

1.2 储存工艺影响

根据巴氏杀菌乳的生产工艺标准，不同生乳会有不同的储存时间。在储存时，生乳中的微生物会不断繁衍变化，其嗜冷菌数量、嗜热需氧芽孢数量、需氧芽孢总数、菌落总数等都需要精确工艺控制，才能实现巴氏杀菌乳的质量控制。

在目前的乳制品企业储存规定中，明确规定储存时间确定之后才开始流转，运输生乳的罐体需要在卸奶后进行消毒清洁，卸除后的生乳需要尽快加工，以确保乳制品的品质。巴氏杀菌乳的保质期一般为14 d。

1.3 杀菌温度影响

巴氏杀菌属于热杀菌工艺，加热处理是其最为关键的工艺。在加热时，不仅会导致生乳中的致病菌被灭杀，同时也会降低生乳中的活性物质，流失营养成分。在我国国标中巴氏杀菌温度是范围值，伴随杀菌温度的上升，产品中的残留微生物数量越少，活性物质越低。刘燕珺等学者在杀菌温度工艺影响下对巴氏杀菌乳进行探究，其结果显示75 ℃、15 s时效果最佳[1]。王瑞云学者的研究同样能够佐证此点，巴氏杀菌的低温杀菌技术能够在灭杀病菌的同时，保留乳制品中的活性物质和风味。此外，相关研究者使用超高温灭菌技术，比对营养物质和各类检测指标的变化，其结果显示，低温处理技术最接近新鲜生乳，能够最大限度保证品质。杨大明等学者分析对比了巴氏杀菌乳工艺参数，其结果显示，经优化处理后能够生产出最佳的巴氏杀菌乳[2-3]。

如果在预巴氏之后再进行巴氏杀菌，会进一步降低活性物质，加热时产生的糠氨酸增多。巴氏杀菌工艺是常见的杀菌工艺之一，其能够延长原料乳的储存时间。原理是原料乳在储存入生乳罐前，利用预巴氏杀菌操作，杀灭原料乳中的致病菌，可以延长保质时间。经预巴氏杀菌处理后，生乳保质期能够延长至24 h，便于长距离运输。如何减少生乳热处理中产生的热损失，并确保食品安全，最大限度留存活性物质，还需相关学者不断进行研究。

2 关键工艺对巴氏杀菌乳影响研究

2.1 实验方法

巴氏杀菌乳的工艺流程为生乳收集→过滤→平衡罐→过滤→冷却→储存→过滤→脂肪标准化→预杀菌→冷却→储存→脱气→均质→巴氏杀菌→冷却→储存→成品。

本次实验以生乳作为实验原料，生乳罐温度保持在4 ℃，检测储存时间对于巴氏杀菌乳原料的影响。指标包含嗜冷菌数量、需氧芽孢总数、嗜热需氧芽孢综述、菌落总数、乳蛋白质、乳脂肪、酸度、乳糖、pH值。检测时间为每4 h检测1次，持续24 h，做3次平行[4]。

在巴氏杀菌温度影响上，对比不同的杀菌温度，以5 ℃为变量标准，由75～95 ℃对比巴氏杀菌乳产品品质影响，杀菌时长统一为15 s。监测指标包括菌落总数、金黄色葡萄球菌、碱性磷酸酶、嗜冷菌。污染物如铅、总汞、总砷、铬、黄曲霉毒素，做3次平行。

在过滤工艺对巴氏杀菌乳的影响研究上，研究不同过滤方法对品质的影响，检测杂质度、乳糖、乳脂肪、乳蛋白质。第2次过滤时，通过自流方式从生乳罐经过孔道式40目过滤器进入缓冲罐，经由离心泵进入缝隙式80目过滤器，过滤完成后泵入储存罐中，经过巴氏杀菌取得成品，取样检测[5]。相比第2次过滤，第3次过滤增加袋式200目过滤器，过滤后泵入储存，经过巴氏杀菌得到成品后取样检测。

预巴氏杀菌工艺影响研究：预巴氏杀菌使用常规预处理方法，经过预巴氏杀菌工艺去除生乳致病菌，延长储存时间。检测指标有碱性磷酸酶、嗜冷菌数量、需氧芽孢总数、菌落总数。理化指标如糠氨酸、乳铁蛋白等。

巴氏杀菌使用75 ℃ 15 s，预巴氏使用85 ℃ 15 s。

2.2 实验结果

由表1 、表2 可知，在储存时间上，伴随储存时间增加，对于酸度、乳糖、脂肪、乳蛋白质、pH值的影响不明显，然而嗜冷菌、需氧芽孢总数、菌落总数随着时间增加而增长。在8 h储存时长时，上升幅度较小，在24 h时微生物大量增长，可见生乳储存时间不应超过8 h。

表1 储存时间对微生物的影响表

表2 储存时间对理化指标的影响表

由表3可见，伴随杀菌温度增长，糠氨酸递增，而乳铁蛋白以及β-乳球蛋白不断降低。

表3 杀菌温度对理化指标的影响表

由表4可见，在杀菌温度中，伴随温度升高菌落总数不断降低，均在100 CFU/mL以内，满足国标要求。可见，75～95 ℃均满足杀菌微生物指标。

表4 杀菌温度对微生物指标的影响表

由表5可见，在不同杀菌温度下，重金属以及真菌毒素均属于国标检出线以下标准，对于重金属和真菌毒素影响不明显。综合来说，杀菌温度75 ℃能够满足杀菌要求，对重金属、真菌毒素均满足要求，并最大保存活性物质。

表5 杀菌温度对真菌毒素和重金属的影响表

在过滤方法上，2次过滤和3次过滤对于乳糖、脂肪、蛋白质没有影响，在杂质度上能够较好过滤。说明3次过滤方法能够有效过滤杂质，提升巴氏杀菌乳的品质。 牛奶的杂质来源主要有储存设备垫圈、牧场环境、牛体卫生，选用3次过滤方法能够有效滤除杂质。

在预巴氏处理对比下，对于乳铁蛋白、β-乳球蛋白、糠氨酸有着明显变化，在菌落总数上降低了1倍，嗜冷菌、金黄色葡萄球菌无检出。

预巴氏处理对比下，均能满足国标要求，然而热处理会导致糠氨酸升高，并且大量降低乳铁蛋白以及β-乳球蛋白。要提高巴氏杀菌乳品质，应避免使用预巴氏杀菌工艺，降低热处理的热损失。

2.3 结果分析

巴氏杀菌乳的关键工艺对于巴氏杀菌乳的品质有很大影响，储存时长、杀菌温度、过滤方法、预巴氏处理都能够减少菌落总数，并且降低活性物质。因此，伴随热处理温度上升，糠氨酸浓度增大，而关键工艺不会导致生成碱性磷酸酶，同时能够有效去除金黄色葡萄球菌。在过滤上，经过2次、3次过滤后，能够有效去除样品中的杂质，提升巴氏杀菌乳的品质。

3 结论

储存时间8 h以内能够最大限度保存牛乳的品质，当储存时间大于8 h时，会导致生乳中的需氧芽孢总数、嗜冷菌、菌落总数大量增加。在杀菌温度中，75～95 ℃均能满足杀菌灭毒作用。然而，在75 ℃杀菌温度下能够最大保存巴氏杀菌乳中的β-乳球蛋白、乳铁蛋白，提升巴氏杀菌乳品质。在过滤方法上，2次过滤和3次过滤对比，仅在杂质度上存在区别，3次过滤能够有效降低样品杂质，较为适宜。在预巴氏处理上，热处理会导致巴氏杀菌乳的糠氨酸上升，β-乳球蛋白、乳铁蛋白降低，降低巴氏杀菌乳的品质，不应使用预巴氏杀菌工艺。可见，巴氏杀菌乳最佳品质应当为3次过滤，储存时间8 h，75 ℃巴氏杀菌，无预巴氏处理。