趙澤民 楊學(xué)博 石芳芳 王力 黑龍江龍丹乳業(yè)科技股份有限公司

近年來，超高溫滅菌乳（UHT乳），發(fā)展速度很快，然而我國在引進(jìn)該技術(shù)的過程中，一方面對UHT、無菌灌裝的加工技術(shù)缺乏理解，另一方面軟、硬件與UHT加工技術(shù)所要求的不配套，因此經(jīng)常出現(xiàn)各種問題。現(xiàn)就UHT乳生產(chǎn)中常見的質(zhì)量問題進(jìn)行分析，力求通過生產(chǎn)控制，使其得以預(yù)防和解決。

1 物理缺陷

1.1 脂肪上浮

脂肪上浮一般出現(xiàn)在生產(chǎn)后幾天至幾個月范圍內(nèi)，上浮的嚴(yán)重程度與貯存及銷售的溫度有關(guān)，溫度越高，則上浮速度越快，嚴(yán)重時在包裝的頂層會出現(xiàn)幾毫米厚的脂肪。

出現(xiàn)脂肪上浮的原因如下：均質(zhì)效果不佳；低溫下均質(zhì)；過度機械處理（低溫高速攪拌，低溫反復(fù)泵送等）；前處理不當(dāng)，混入過多空氣；原料乳中含有過多脂肪酶（脂肪酶的耐熱性高于蛋白酶）。研究表明，經(jīng)140℃、5s的熱處理，胞外脂肪酶的殘留量約為40%，殘留的脂肪酶在貯存期間分解脂肪球膜，釋放自由脂肪酸而導(dǎo)致聚合、上浮。飼料喂養(yǎng)不當(dāng)，導(dǎo)致原料乳中脂肪與蛋白質(zhì)比例不合適（含有過多自由脂肪酸等）也是原因之一。

1.2 凝塊

原料乳中蛋白酶的殘留是成品形成凝塊的主要原因，蛋白酶的耐熱性遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于耐熱芽孢。曾有人做過實驗，一種耐熱蛋白酶耐熱性是嗜熱脂肪芽孢桿菌的4000倍。同樣有研究表明，經(jīng)140℃、5s的熱處理，胞外蛋白酶的殘留量為29%，殘留的蛋白酶分解κ-酪蛋白及α-酪蛋白，而導(dǎo)致酪蛋白相互聚合形成凝塊。

凝塊現(xiàn)象出現(xiàn)的快慢與產(chǎn)品中耐熱蛋白酶的殘留量和分銷條件關(guān)系很大。一般情況下凝塊出現(xiàn)在生產(chǎn)3個月以后，有時甚至在整個保質(zhì)期內(nèi)都不會出現(xiàn)，但如果耐熱蛋白酶殘留量大，儲存條件差，則凝塊在2個星期后就可出現(xiàn)。此外，乳房炎乳、鈣、磷酸鹽的混入，使用初乳、末乳等，也可能導(dǎo)致產(chǎn)品在存儲期內(nèi)產(chǎn)生凝塊，尤其是采用磷酸清洗時，若沖洗不徹底，殘留的磷酸根將形成膠體磷酸鈣而導(dǎo)致酪蛋白的聚合。

1.3 變味

UHT乳在貯存期內(nèi)會產(chǎn)生風(fēng)味、口味的變化，主要表現(xiàn)為2種現(xiàn)象，即苦味和脂肪氧化味。

苦味的產(chǎn)生主要是由于UHT殘留的微生物代謝蛋白酶水解蛋白質(zhì)形成短肽鏈、氨基酸；所致苦味就是由某些帶苦味的氨基酸殘基（如纈氨酸、蘇氨酸等）形成的。

脂肪氧化味的產(chǎn)生主要是由UHT殘留的微生物代謝脂肪酶分解乳脂肪所致，因酶的種類不同，可形成金屬味、脂肪腐敗味、紙板味等。

1.4 褐變及蒸煮味

褐變是由于賴氨酸與乳糖進(jìn)行美拉德反應(yīng)生成黑色素而導(dǎo)致的。這種反應(yīng)主要在熱處理過度時表現(xiàn)比較明顯，尤其對于保持滅菌乳來說褐變是相對較嚴(yán)重的；正常UHT乳的褐變是不可見的，但若控制不好也偶然有褐變現(xiàn)象，主要原因是原料乳偏堿性，原料乳中微生物含量過高，氧氣含量過高，回流量過大等。蒸煮味是由于牛乳被加熱到70℃以上時，β-乳球蛋白釋放的-SH與O2產(chǎn)生H2S，以及被加熱至90℃以上時美拉德反應(yīng)中形成的副產(chǎn)物（如雙乙酰、內(nèi)酯、醇酮、香草醛等）共同形成的，但這種味道在生產(chǎn)的3～5天明顯減輕，不易察覺。

2 微生物污染

無論是對消費者的健康還是產(chǎn)品的市場形象，微生物的污染危害都是最大的，它是導(dǎo)致壞包的直接原因。根據(jù)污染微生物的不同類型，壞包表現(xiàn)為酸包、漲包、苦包、異味包等。導(dǎo)致UHT乳產(chǎn)生壞包的原因為：①壞包率——滅菌后芽孢的殘留量+再污染；②滅菌后芽孢的殘留量——原料中芽孢的含量+UHT滅菌的條件+UHT及無菌包裝系統(tǒng)滅菌+包裝材料的滅菌；③再污染——系統(tǒng)的完整性。以上各種原因可由不同類型的微生物污染所致，因此分析污染微生物的類型對故障排除將很有幫助。

2.1 單—菌株的污染

2.1.1 革蘭氏陰性菌

這種污染是典型的后污染引起的，也就是說滅菌后系統(tǒng)的完整性被破壞，其中包括封合不良，UHT冷卻段的泄漏，無菌輸送過程中的泄漏等。

2.1.2 革蘭氏陽性菌

出現(xiàn)這種情況的污染除以上導(dǎo)致單一革蘭氏陰性菌的污染因素之外，還可能由于清洗不足，預(yù)滅菌不徹底，灌裝機無菌環(huán)境的破壞，以及不良的衛(wèi)生操作所致。

2.1.3 芽孢桿菌

單一的芽孢桿菌污染在絕大多數(shù)情況下是由于滅菌不徹底所致，其中包括：UHT加熱溫度、時間不夠；原料乳中芽孢含量不定期增多導(dǎo)致殘留量過多；包裝材料滅菌或預(yù)滅菌不徹底；清洗不良以及無菌空氣系統(tǒng)出現(xiàn)故障等。此外，單一芽孢的污染也可能由于后污染所致，如UHT段80℃以上污染以及無菌均質(zhì)的后污染等。

2.2 混合菌株的污染

混合菌株的污染相對較復(fù)雜，但絕大多數(shù)是由于后污染引起的，其中包括封合不良，UHT冷卻段的泄漏，不良的環(huán)境衛(wèi)生以及無菌輸送過程中的泄漏等。

3 解決辦法

3.1 脂肪上浮的控制

在UHT生產(chǎn)過程中，適當(dāng)提高均質(zhì)效果是增加乳脂肪物理穩(wěn)定性的常用辦法。但提高均質(zhì)效果并非意味著僅重視均質(zhì)壓力，均質(zhì)效果的好壞常常與均質(zhì)頭的磨損情況、單向閥嚴(yán)密程度有直接關(guān)系。通常情況下，使用新鮮度較高且脂肪含量適中（或經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)化）的原料乳生產(chǎn)UHT滅菌產(chǎn)品，也會提高貨架期內(nèi)的脂肪穩(wěn)定性；當(dāng)滅菌牛乳銷售周期長于3個月時，一般應(yīng)進(jìn)行脫氧處理，以免因氧氣的作用致使乳脂肪氧化，穩(wěn)定性下降。

3.2 褐變的控制

正常的U H T滅菌條件（135～140℃、3～4s）一般不會造成明顯褐變。新鮮牛乳只有在滅菌溫度過高或時間過長時，才會有明顯的褐變現(xiàn)象。因此，控制滅菌參數(shù)的穩(wěn)定是預(yù)防褐變的主要方法。當(dāng)無菌灌裝設(shè)備因任何原因停止灌裝時，牛乳在UHT滅菌器中反復(fù)循環(huán)，勢必造成牛乳嚴(yán)重褐變。此種情況下，應(yīng)將滅菌器排空后以水循環(huán)，待可以灌裝后重新進(jìn)料。另外，控制生鮮牛乳的新鮮度在一定程度上也會提高牛乳的抗褐變能力。

3.3 蛋白質(zhì)變性的控制

為改善UHT滅菌牛乳中蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性并減輕蛋白質(zhì)變性數(shù)量，滅菌處理前應(yīng)對原料乳進(jìn)行常規(guī)的蛋白穩(wěn)定性檢驗。為嚴(yán)格控制質(zhì)量，只有通過酒精試驗確認(rèn)其蛋白穩(wěn)定性良好的原料乳方可進(jìn)行加工，而酒精陽性乳不宜使用。

3.4 微生物引起的變質(zhì)的控制

3.4.1 減少生鮮牛乳的污染機會，及時進(jìn)行凈乳冷藏，必要時進(jìn)行巴氏殺菌，控制耐熱芽孢總數(shù)（不應(yīng)多于100個/mL）。

3.4.2 合理設(shè)定UHT滅菌機組的滅菌參數(shù)（135～140℃、3～4s），保證滅菌溫度平穩(wěn)。確保UHT滅菌機組和無菌包裝機程序設(shè)定正確，滅菌徹底，確保AIC或CIP清洗效果良好。

3.4.3 經(jīng)常檢查用于包材滅菌的化學(xué)消毒劑濃度是否足夠（以30%～50%的H2O2為主），消毒劑對包材內(nèi)表面必須涂抹均勻或浸潤良好。包裝材料應(yīng)密封貯存和運輸，以免微生物污染（包材帶菌量不應(yīng)多于5個/cm2）。

3.4.4 監(jiān)控并保持灌裝過程中無菌環(huán)境的無菌空氣壓力及溫度。當(dāng)無菌室的無菌空氣正壓被破壞時（如利樂包裝機或依萊克斯德EA5000LL包裝機包材形成的膜管開裂；或阿法拉伐AS2包裝機生產(chǎn)過程中無菌室門被打開等），則需要重新進(jìn)行設(shè)備滅菌。

3.4.5 包裝過程中，按設(shè)備操作要求抽檢包裝的封口質(zhì)量。當(dāng)封口不良時，應(yīng)立即對設(shè)備的封口溫度（或電流）進(jìn)行調(diào)節(jié)，并應(yīng)定期檢查封口元件，以免導(dǎo)致外源性微生物污染。

4 小結(jié)

通過以上分析可看出，控制超高溫滅菌乳的質(zhì)量首先應(yīng)從原料乳入手，嚴(yán)格控制整個生產(chǎn)環(huán)節(jié)，在工廠內(nèi)全面推行優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)規(guī)范，建立完善的質(zhì)量保證系統(tǒng)，才能最終使產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。

[1] 謝繼志主編.液態(tài)乳制品科學(xué)與技術(shù).北京：中國輕工業(yè)出版社，1999

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