呂加平, 張書文, 劉 鷺, 逄曉陽, 蘆 晶

(中國農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所,北京 100193)

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巴氏殺菌奶加工技術及質(zhì)量控制現(xiàn)狀

呂加平, 張書文, 劉 鷺, 逄曉陽, 蘆 晶

(中國農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所,北京 100193)

摘 要:巴氏殺菌奶是國際上公認的由生鮮奶低熱加工殺菌的風味新鮮純正、營養(yǎng)全面的牛奶制品,歐美等發(fā)達國家和地區(qū)90%以上的液體乳產(chǎn)品為巴氏殺菌奶。我國巴氏殺菌奶近年來發(fā)展迅速,年增長率保持25%以上,是今后乳業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整的重要產(chǎn)品類別,將成為城市乳業(yè)的主導產(chǎn)品,成為乳品工業(yè)發(fā)展新的經(jīng)濟增長點。對適合巴氏殺菌奶加工的原料乳選擇、加工主要技術、貨架期、巴氏殺菌奶中主要腐敗微生物及檢測、巴氏殺菌奶的鑒別及使用微濾技術提高巴氏殺菌奶品質(zhì)和貨架期等研究進展進行了綜述。

關鍵詞:巴氏殺菌奶;加工技術;品質(zhì);貨架期

LYU Jiaping,ZHANG Shuwen,LIU Lu,et al.Processing technology and quality control of pasteurized milk[J].Journal of Food Science and Technology,2016,34(1):9-15.

巴氏殺菌奶營養(yǎng)豐富,風味新鮮純正,是許多乳業(yè)發(fā)達國家液態(tài)奶消費的主導產(chǎn)品,約占90%以上。因其加工過程簡單、能耗水耗低、易操作,在加工成本上與超高溫瞬時滅菌(ultra-high temperature sterilized,UHT)奶相比有顯著優(yōu)勢。然而,因我國奶業(yè)地區(qū)發(fā)展不平衡、冷鏈條件不完善等原因決定了巴氏鮮奶在液態(tài)奶市場占有率不足30%。但近年來現(xiàn)代物流發(fā)展迅速,冷鏈逐漸完善,人們的消費意識更加理性,從追求香濃逐漸回歸牛奶的自然屬性而更加青睞其風味新鮮和純正。所以從長遠來看,巴氏殺菌奶將是未來我國液態(tài)乳的發(fā)展方向。

我國在2000年前主要以奶粉消費為主,2000年后液態(tài)奶及酸奶逐漸成為主導消費產(chǎn)品,加工技術進步和專業(yè)設備的大量進口也快速地改善和提高了技術水平和產(chǎn)品質(zhì)量。但是,由于我國奶牛分散飼養(yǎng)的技術落后,擠奶靠手工,冷鏈跟不上,且原料乳生產(chǎn)主要集中于北方地區(qū),而主導消費市場卻又在東部和南部的經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)。為此,許多大型企業(yè)不得不選擇了超高溫滅菌工藝生產(chǎn)UHT乳,這一產(chǎn)品對推動牛奶消費,提高人們身體素質(zhì)發(fā)揮了重要作用,使UHT乳占有率達到70%以上。經(jīng)過十多年的超常規(guī)快速發(fā)展,目前,奶牛養(yǎng)殖逐步從一家一戶向規(guī)?；?、標準化、集約化方向發(fā)展,原料質(zhì)量得到顯著提高,基本實現(xiàn)了機械化擠奶,冷鏈運輸快速發(fā)展,個別企業(yè)從擠奶到加工僅需2 h便可完成。從加工技術角度來看,許多乳品企業(yè)的加工設備已達到國際一流水平,行業(yè)的技術水平也接近國際先進水平。從市場需求來看,消費者更加注重產(chǎn)品的新鮮營養(yǎng)和健康安全。綜合上述諸多因素,現(xiàn)在已經(jīng)具備了大規(guī)模推廣生產(chǎn)巴氏殺菌奶的條件,我國巴氏殺菌奶發(fā)展迎來了新的機遇。

近年來,越來越多的乳品企業(yè)開始關注巴氏殺菌奶,也不乏有許多成功的生產(chǎn)企業(yè),巴氏殺菌奶的市場份額逐漸增大。為延長巴氏殺菌奶的貨架期及保證其新鮮純正的風味,必須對原料乳的質(zhì)量有更高的要求。如有些企業(yè)因原料乳質(zhì)量差,使生產(chǎn)的巴氏殺菌奶產(chǎn)品保質(zhì)期短、風味差,經(jīng)常在保質(zhì)期內(nèi)出現(xiàn)質(zhì)量問題和消費者投訴；也會有一些企業(yè)為了延長貨架期而有意提高殺菌溫度和時間,卻標注了巴氏殺菌奶銷售,造成市場上產(chǎn)品魚龍混雜,損害了消費者利益。鑒于此,本文對生產(chǎn)高品質(zhì)巴氏殺菌奶的原料乳要求、貨架期判定、與UHT奶的甄別、主要質(zhì)量缺陷及延長其貨架期的措施等進行了簡要綜述,以期對行業(yè)人士有所幫助。

1 對原料乳的要求

原料乳的質(zhì)量直接決定了巴氏殺菌奶的品質(zhì)和貨架期,只有好的原料乳才能生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)、貨架期長的巴氏殺菌奶產(chǎn)品。眾所周知,細菌數(shù)和體細胞數(shù)是影響原料乳品質(zhì)的最主要因素。美國巴氏殺菌奶管理條例(pasteurized milk ordinance,PMO)中明確規(guī)定,原料乳在離開農(nóng)場前細菌數(shù)要小于1.0×105CFU/mL,不同農(nóng)場的原料乳在乳品加工企業(yè)混合后、巴氏殺菌前細菌數(shù)要低于3.0×105CFU/mL。PMO同時也要求生產(chǎn)巴氏殺菌奶的原料乳體細胞數(shù)(somatic cell count,SCC)要低于7.5×105個/mL。當然,加工巴氏殺菌奶所用的理想的原料乳是細菌數(shù)和體細胞數(shù)越低越好[1]。

原料乳中主要污染微生物有革蘭氏陰性菌假單胞菌屬(Pseudomonas spp.)、氣單胞菌屬(Aeromonas)、沙雷菌屬(Serratia spp.)、無色桿菌屬(Achromobacter spp.)、產(chǎn)堿桿菌屬(Alcaligenes)、根瘤菌屬(Chromobacterium spp.)及黃桿菌屬(Flavobacterium spp.)；革蘭氏陽性菌主要有芽孢桿菌屬(Bacillus spp.)、梭狀芽孢桿菌屬(Clostridium spp.)、類芽孢桿菌(Paenibacillus spp.)、鏈球菌屬(Streptococcus spp.)及金黃色葡萄球菌(Staphylococcus spp.)[2-5]。

原料乳中嗜冷菌對巴氏殺菌奶品質(zhì)及貨架期影響較大。嗜冷菌生長是導致原料乳及巴氏殺菌奶在貯藏過程中發(fā)生蛋白水解和脂肪水解的最主要因素。原料乳加工前一般經(jīng)過低溫貯藏1 d至數(shù)天,雖然低溫貯藏可以有效抑制原料乳中嗜溫及嗜熱菌的生長繁殖,而嗜冷菌卻仍可以大量生長繁殖,大多數(shù)嗜冷菌雖然其最適溫度在30℃左右,但其可以在7℃或7℃以下生長繁殖[6]。即冷藏過程中嗜冷菌將逐漸成為優(yōu)勢菌群,并且在冷藏中不斷生長及釋放耐熱酶。雖然,巴氏殺菌工藝(72℃、15 s)可以將嗜冷菌殺死,但是它們分泌的胞外耐熱性蛋白酶和脂肪酶可以耐受巴氏殺菌甚至UHT殺菌條件(137℃、4 s)而殘留較高活性,如超高溫殺菌后仍會有10%～30%的殘留酶活,殘留酶活在貨架期內(nèi)緩慢作用于乳蛋白及脂肪而常常引起巴氏殺菌奶及其他乳制品發(fā)生陳化凝膠、蛋白水解液化或沉淀、脂肪水解及分層等質(zhì)量缺陷[7]。

如果原料乳中細菌數(shù)低于2.5×104CFU/mL, SCC就變成決定巴氏殺菌奶貨架期長短的主要因素。原料乳中SCC對巴氏殺菌奶品質(zhì)的影響主要體現(xiàn)在原料乳中耐熱蛋白酶和脂肪酶隨著SCC的增加而出現(xiàn)了升高。體細胞相關的主要蛋白水解酶是纖溶酶(plasmin),主要脂肪酶是脂蛋白脂肪酶(lipoprotein lipase)[8-9]。貯藏過程中由纖溶酶引起的劣質(zhì)風味要早于由脂蛋白脂肪酶引起的酸敗味[10]。

根據(jù)前期研究結(jié)果,高品質(zhì)原料乳一般具備以下條件:細菌總數(shù)標準平板計數(shù)(standard plate count,SPC)低于5 000 CFU/mL,嗜冷菌低于1 000 CFU/mL,大腸桿菌(coliforms)低于25 CFU/mL,SCC低于2.0×105個/mL,游離脂肪酸值(free fatty acid, FFA)低于1.0 mmol/100 g脂肪[11]。

2 加工工藝

巴氏殺菌奶的加工工藝相對比較簡單,主要包括原料乳收集和貯運、凈化、乳脂分離、標準化、均質(zhì)、巴氏殺菌、冷卻、灌裝幾個步驟。國際上的巴氏殺菌奶主要品種有脫脂巴氏殺菌奶、1%脂肪含量、2%脂肪含量及全脂巴氏殺菌奶。不同脂肪含量配比主要在標準化步驟完成。由于維生素A和維生素D是脂溶性維生素,存在于脂肪部分。所以,脫脂及減脂巴氏殺菌奶需要添加維生素A及維生素D以保證維生素平衡。

美國FDA規(guī)定72℃、15 s為法定的最低巴氏殺菌處理條件,見表1[1]。然而,有些加工企業(yè)為了延長產(chǎn)品貨架期,使用的巴氏殺菌溫度和時間超過了FDA要求的最低要求[12]。一項調(diào)查結(jié)果表明,紐約州的3個液態(tài)奶加工企業(yè)使用79℃、18 s,79.4℃、22 s和79.4℃、28 s的處理條件[13]。過度加熱殺菌即不是巴氏殺菌乳,也顯著降低了產(chǎn)品的新鮮風味和營養(yǎng)品質(zhì)。我國國家標準對巴氏殺菌的定義是:經(jīng)低溫長時間(62～65℃,保持30 min,LTLT)或經(jīng)高溫短時間(72～76℃,保持15 s；或80～85℃,保持10～15 s,HTST)的熱處理方式,巴氏殺菌通常以生牛乳為原料,處理后得到的液態(tài)產(chǎn)品,這種熱處理方法能使細菌總數(shù)減少90%～95%,延長牛奶的貨架期。

表1　美國FDA特別規(guī)定的巴氏殺菌溫度和時間組合Tab.1 Temperature-time relationships for pasteurization as specified by FDA

3 巴氏殺菌奶的貨架期

貨架期的長短不僅和原料乳質(zhì)量有關,還和產(chǎn)品貯藏溫度有關。在原料乳品質(zhì)相同的情況下,貯藏溫度越低,貨架期越長。美國PMO對貨架期的判定標準是當巴氏殺菌奶在7℃以下的貯藏條件下中細菌數(shù)大于2×104CFU/mL時、大腸桿菌數(shù)(coliform)大于10 CFU/mL、磷酸酶活性高于350 mU/L時貨架期結(jié)束。

當前,美國普通巴氏殺菌奶的貨架期為14 d左右,許多企業(yè)的目標是在冷藏條件下達到21 d,耐熱性細菌及嗜冷菌的巴氏殺菌后污染是限制貨架期延長的主要原因[14]。目前,我國的巴氏殺菌奶產(chǎn)品貨架期只有3～7 d,貨架期短和原料乳品質(zhì)、冷鏈條件、加工設備及包裝材料的清潔度緊密相關。

Elwell等[15]在2006年報道,商品巴氏殺菌奶在6.1℃的條件下可以貯藏16 d,而在0.1℃的條件下可以貯藏66 d。降低貯藏溫度主要是增加了細菌生長的遲滯期和延緩了細菌的對數(shù)生長期。貨架期的延長主要歸功于在低溫下延緩細菌生長的遲滯期。

使用高于常規(guī)的巴氏殺菌條件如78℃、16～30 s,并且結(jié)合好的灌裝和包裝技術,可以有效地增加微生物的滅活率,降低巴氏殺菌后污染水平,使巴氏殺菌奶在冷藏條件下貨架期延長至15～25 d[12]。

高體細胞可加速巴氏殺菌奶形成酸敗和苦味等感官質(zhì)量缺陷。低體細胞原料乳中的平均酸度值(ADV=0.27 mmol/100 g脂肪)明顯低于高體細胞原料乳中的平均酸度值(ADV=0.43 mmol/100 g脂肪)。在貯藏過程中,高體細胞巴氏殺菌奶的平均酸度值增加明顯高于低體細胞巴氏殺菌奶。乳蛋白水解會形成一些小分子的水解肽,引起苦味和澀味。Ma等[10]報道,脂肪含量為2%的低體細胞(4.5× 104個/mL)巴氏殺菌奶在5℃貯藏21 d后,整體風味幾乎沒有改變,而脂肪含量為2%的高體細胞(8.49×105個/mL)巴氏殺菌奶在5℃貯藏到14～21 d期間,風味明顯下降。貯藏過程中,高體細胞奶的平均游離脂肪酸增加率及酪蛋白水解率比低體細胞奶快2～3倍。

Santos等[16]研究了巴氏殺菌奶在變質(zhì)時的理化指標和感官閾值的相關性。結(jié)果表明,脫脂巴氏殺菌奶在貯藏過程中當酪蛋白與總蛋白百分比的比值大于4.76%時,感官可以探測到苦味和澀味；2%脂肪含量的巴氏殺菌奶在出現(xiàn)由脂肪水解引起的哈喇味時的酸度值為0.33 mmol/kg牛奶。

嗜冷菌巴氏后污染顯著制約著巴氏殺菌奶的貨架期。通過潔凈包裝等手段可有效解決革蘭氏陰性嗜冷菌的污染問題。但是,少量耐熱革蘭氏陽性嗜冷菌如芽孢桿菌和微球菌的殘留或后污染將會在貨架期內(nèi)造成產(chǎn)品的腐敗[14,17]。因此,如何消除革蘭氏陽性嗜冷菌污染是保證巴氏殺菌奶有效貨架期的關鍵。

高品質(zhì)、低體細胞數(shù)及低細菌數(shù)的原料乳是生產(chǎn)貨架期達30～90 d優(yōu)質(zhì)巴氏殺菌奶的關鍵保證。

4 巴氏殺菌奶中的主要腐敗菌及其檢測方法

巴氏殺菌奶中的腐敗細菌主要有兩個來源:一是可以耐受巴氏殺菌的部分革蘭氏陽性嗜冷性耐熱芽孢桿菌,該菌可以在巴氏殺菌奶冷藏過程中生長繁殖；二是巴氏后污染的革蘭氏陰性嗜冷菌及革蘭氏陽性嗜冷性耐熱芽孢桿菌。

巴氏殺菌奶的品質(zhì)和貨架期主要取決于原料乳的質(zhì)量和有效的清潔、消毒工藝。通常是由于清潔/消毒不足引起的巴氏后污染微生物在產(chǎn)品冷藏過程中的生長繁殖而引起牛奶變質(zhì)。

在沒有巴氏消毒后污染發(fā)生的情況下,限制貨架期的最重要因素之一是部分可耐受巴氏殺菌溫度而存活的微生物,且在冷藏條件下生長繁殖引起腐敗。所以,單從原料乳質(zhì)量控制來消除這些微生物腐敗是不可行的,必須從農(nóng)場原料乳到加工工廠進行全程質(zhì)量控制來降低這些微生物存活及生長繁殖腐敗。

嗜冷菌是引起巴氏殺菌奶貨架期發(fā)生腐敗的最主要因素。標準的嗜冷菌計數(shù)方法是采用7℃條件下培養(yǎng)10 d的SPC方法。引起巴氏殺菌奶腐敗的主要嗜冷菌有革蘭氏陰性棒狀桿菌,主要屬于假單胞菌屬(Pseudomonas)。該菌屬一般不耐受巴氏殺菌溫度,所以,巴氏殺菌奶中革蘭氏陰性腐敗嗜冷菌主要來自巴氏后污染。

這里,耐熱性細菌是指能夠耐受巴氏殺菌及其他熱處理的一類菌的統(tǒng)稱。一般來講,耐熱性細菌大多都是革蘭氏陽性菌。能形成芽孢(例如芽孢桿菌Bacillus及類芽孢桿菌Paenibacillus)是耐熱性細菌的主要特征。大多數(shù)耐熱性細菌不能在冷藏條件下生長,但有部分耐熱性細菌可以在冷藏條件下生長,這些菌稱為耐熱性嗜冷菌(thermoduric psychrotrophs)。在沒有革蘭氏陰性菌存在的情況下,耐熱性細菌可以在冷藏條件下生長繁殖,引起巴氏殺菌奶的腐敗。芽孢桿菌和類芽孢桿菌的菌株,被認為是限制牛奶保質(zhì)期常見耐熱嗜冷菌[14]。這些菌生長緩慢,并且主要在貨架期后期引起產(chǎn)品腐敗。實驗室巴氏計數(shù)法(laboratory pasteurization count)通常用來統(tǒng)計原料乳中耐熱菌的數(shù)量。該方法是將原料乳在62.8℃下加熱30 min,然后依照SPC法來完成。耐熱性嗜冷菌計數(shù)采用將原料乳在62.8℃下加熱30 min后,進行涂平板,在7℃培養(yǎng)10 d后計數(shù)。如果冷藏后的菌數(shù)明顯高于實驗室巴氏殺菌后的耐熱菌,就說明存在耐熱性嗜冷菌。耐熱性嗜冷菌可以形成芽孢,需要升高殺菌溫度滅活。

細菌總數(shù)采用SPC法來計數(shù),SPC法主要是對巴氏殺菌奶樣品進行32℃、48 h的培養(yǎng)后,計算平板上形成的菌落總數(shù)。菌落計數(shù)表示為每毫升牛奶的菌落形成單位(CFU)數(shù)量。一般情況下,新鮮巴氏殺菌奶中的SPC數(shù)低于500 CFU/mL。這些菌有些是耐受巴氏殺菌而存活,還有的是來自巴氏后污染。當新鮮巴氏殺菌奶中SPC超過1 000 CFU/mL,就意味著原料乳或加工設備受到了污染。FDA規(guī)定當巴氏殺菌奶中的SPC超過2×104CFU/mL時貨架期即結(jié)束。我國《食品安全國家標準 巴氏殺菌乳》(GB 19645—2010)為三級采樣方案,設有n、c、m和M值,即n為同一批次產(chǎn)品應采集的樣品件數(shù)；c為最大可允許超出m值的樣品數(shù)；m為微生物指標可接受水平的限量值,小于5×104CFU/mL；M為微生物指標的最高安全限量值,1×105CFU/mL。顯著低于美國的標準。

大腸桿菌數(shù)(coliform bacteria count)的標準不超過10 CFU/mL,最好是檢測不到。該菌采用革蘭氏陰性菌選擇性培養(yǎng)基紫紅膽鹽瓊脂(violet red bile agar,VRBA)來計數(shù)。平板在32℃培養(yǎng)24 h后計數(shù)。大腸桿菌可以作為加工和流通過程中衛(wèi)生條件的指示菌,因為巴氏殺菌溫度可以將該菌殺死,當巴氏殺菌奶中檢出該菌時,說明由于衛(wèi)生條件差而受到了巴氏后污染。我國《食品安全國家標準 巴氏殺菌乳》(GB 19645—2010)為三級采樣方案國標的大腸菌群值為:n5c2m1M5,與美國標準接近。從現(xiàn)行國家標準看,兩個微生物標準是有偏離的。

5 巴氏殺菌奶的鑒別

國際上通用堿性磷酸酶(alkaline phosphatase, ALP)實驗法來確認巴氏殺菌效果[18]。ALP是原料乳中超過60種內(nèi)源性酶中的其中一種。ALP比牛乳中致病菌的耐熱溫度要高,因此,當巴氏殺菌奶中的ALP活性大大降低之后,就可以斷定目標致病菌同樣水平的減少,達到了巴氏殺菌的效果。FDA規(guī)定巴氏殺菌奶中的堿性磷酸酶活性低于350 mU/L。ALP的常用檢測方法主要有分光光度法、熒光法、化學發(fā)光法及免疫法。美國PMO推薦使用熒光法和化學發(fā)光法來測定ALP活性,歐盟標準(ECS)及國際乳業(yè)聯(lián)合會標準(IDF)推薦使用熒光法來測定ALP活性[19]。

另外,巴氏殺菌奶的盛行必將會造成巴氏殺菌奶和UHT乳競爭的加劇,個別企業(yè)可能采用提高殺菌溫度或使用UHT乳來冒充巴氏殺菌奶及延長產(chǎn)品的貨架期等不正當手段。這種行為會極大地損害消費者的利益。那么,如何快速地識別巴氏殺菌奶和UHT乳,是亟待解決的一個技術問題。

鑒于巴氏殺菌奶和UHT乳在微營養(yǎng)和風味上存在巨大差異,見表2,利用高效液相色譜法(HPLC)定性和定量檢測乳中的乳果糖、5-羥甲基糠醛和糠氨酸等含量來區(qū)分巴氏殺菌奶和UHT乳,但該種檢測方法存在檢測時間長、費用高、檢測儀器設備價格昂貴等問題。利用同工酶電泳法分析巴氏殺菌奶與超高溫滅菌奶,同工酶電泳法的操作也比較麻煩、費時,在奶業(yè)的現(xiàn)場監(jiān)測上存在諸多不便。

表2　不同熱處理牛乳中的典型指示物Tab.2 Typical indicators of different heat treated milk products

筆者研究團隊2013年發(fā)明了采用濁度法區(qū)分原料乳、巴氏殺菌奶和UHT乳的一種簡便、快捷的定性方法。該方法主要原理是原料乳經(jīng)不同的熱處理溫度和時間處理,遇鈣螯合鹽類后,牛乳中的鈣由膠體鈣轉(zhuǎn)化為可溶性鈣,且對酪蛋白膠粒進行了分散,不同加熱程度奶會呈現(xiàn)出不同的濁度,加熱程度越高、則濁度越大,見圖1。因此,采用濁度法可快速區(qū)分原料乳、巴氏殺菌奶和UHT乳,本發(fā)明方法在液態(tài)乳制品快速檢測中具有廣闊的應用前景[20]。

圖1　螯合鹽對原料乳、巴氏殺菌奶及UHT乳的鑒別Fig.1 Identification raw milk,pasteurized milk and UHT milk by chelating salts

6 微濾技術延長巴氏殺菌奶貨架期

近年來,微濾技術在乳品工業(yè)中得到了極大關注,見圖2。使用微濾技術可以有效脫除牛乳中的一般細菌、芽孢及體細胞而保留牛乳中的有效成分[21-23]。

微濾除菌使原料脫脂乳中的細菌數(shù)從2 400, 3 600,1 475 CFU/mL降低到0.024,0.198,0.240 CFU/mL；這些微濾后脫脂乳經(jīng)過巴氏殺菌,其菌數(shù)分別降低到0.005,0.008,0.005 CFU/mL。微濾技術可平均降低3.79個數(shù)量級,巴氏微濾脫脂可以平均降低1.84個數(shù)量級?？偹闫饋?從原料乳經(jīng)過微濾除菌和巴氏殺菌,可以降低5.6個數(shù)量級的細菌[15]。Gaucher等[24]在2011年報道,微濾除菌使脫脂乳中的體細胞數(shù)和細菌數(shù)分別從6.7×104個/mL 和2.6×103CFU/mL減少到1.2×104個/mL和小于10 CFU/mL?？追藏У萚25]在2012年報道微濾除菌可以使高體細胞和低細胞脫脂乳中的細菌總數(shù)分別從3.50×105CFU/mL和6.60×105CFU/mL減少到97 CFU/mL和176 CFU/mL,降低了3.56和3.57個數(shù)量級；高體細胞和低體細胞脫脂乳中的嗜冷菌分別從1.36×103CFU/mL和5.70×102CFU/mL降低到17 CFU/mL和14 CFU/mL；體細胞從1.52× 106個/mL和2.10×105個/mL降低到小于1.00× 103個/mL。

加拿大的Natrel、英國Cravendale及法國Marguerite等品牌已經(jīng)將微濾技術應用在商業(yè)巴氏殺菌奶的生產(chǎn)中。我國北京三元食品股份有限公司和上海光明乳業(yè)股份有限公司等也已將微濾技術用于高品質(zhì)巴氏殺菌奶的加工上。這些經(jīng)過膜過濾的產(chǎn)品品嘗起來更新鮮、更營養(yǎng)及具有更長的貨架期。加拿大的Natrel旗下的fine-filtered巴氏殺菌奶產(chǎn)品在冷藏條件下可以達到19～22 d[26]。法國Marguerite品牌旗下的微濾巴氏殺菌奶產(chǎn)品在4～6℃貯藏條件下其貨架期可以達到3周,2008年的產(chǎn)量就達到了1×107L。

圖2　陶瓷膜組件及錯流微濾工藝Fig.2 Ceramic membrane and cross flow filtration

7 展 望

巴氏殺菌奶加工對原料乳選擇具有更高要求,只有高品質(zhì)的原料乳才能生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)長貨架的巴氏殺菌奶產(chǎn)品。巴氏殺菌奶加工所采用的低溫殺菌工藝,在保證牛奶安全飲用的同時,最大限度地保留了牛奶的活性物質(zhì)和天然營養(yǎng)。巴氏殺菌奶的快速發(fā)展,是乳業(yè)市場逐漸回歸理性的重要體現(xiàn),必將對我國乳業(yè)現(xiàn)有的消費格局造成沖擊。另外,巴氏殺菌奶是中國乳業(yè)轉(zhuǎn)型的必然之路,必將引領中國乳業(yè)的新未來。

參考文獻:

[1]FOOD AND DRUG ADMINISTRATION.Grade“A”pasteurized milk ordinance(PMO)[EB/OL].[2015-12-07].http:∥www.fda.gov/downloads/Food/Food-Safety/Product-SpecificInformation/MilkSafety/National-ConferenceonInterstateMilkShipmentsNCIMSModelDocuments/UCM209789.pdf.

[2]TERNSTROM A,LINDBERG A M,MOLIN G.Classification of the spoilage flora of raw and pasteurized bovine milk,with special reference to Pseudomonas and Bacillus[J].Journal of Applied Bacteriology,1993,75(1):25-34.

[3]S?RHAUG T,STEPANIAK L.Psychrotrophs and their enzymes in milk and dairy products:quality aspects[J].Trends in Food Science and Technology,1997,8(2):35-41.

[4]HAYES M C,RALYEA R D,MURPHY S C,et al.Identification and characterization of elevated microbial counts in bulk tank raw milk[J].Journal of Dairy Science,2001,84(1):292-298.

[5]NORNBERG M F B L,FRIEDRICH R S C,WEISS R D N,et al.Proteolytic activity among psychrotrophic bacteria isolated from refrigerated raw milk[J].International Journal of Dairy Technology,2010,63(1):41-46.

[6]SPERBER W H,DOYLE M P.Compendium of the microbiological spoilage of foods and beverages[M].New York:Springer,2010:41-68.

[7]ZHANG S W,LV J P.Purification and properties of heat-stable extracellular protease from Pseudomonads fluorescens BJ-10[J].Journal of Food Science and Technology,2014,51(6):1185-1190.

[8]張書文,劉鷺,孫潔,等.影響原料乳品質(zhì)的纖溶酶活性的因素分析[J].農(nóng)業(yè)工程學報,2014,30(13):286-292.

[9]AZZARA C D,DIMICK P S.Lipoprotein lipase activity of milk from cows with prolonged subclinical mastitis[J].Journal of Dairy Science,1985,68(12):3171-3175.

[10]MA Y,RYAN C,BARBANO D M,et al.Effects of so-matic cell count on quality and shelf-life of pasteurized fluid milk[J].Journal of Dairy Science,2000,83(2):264-274.

[11]BRADLEY R L,RANKIN S A.Milk based off-flavor[J].Dairy Pipeline,2014,26(2):4-7.

[12]DOUGLAS S A,GRAY M J,CRANDALL A D,et al.Characterization of chocolate milk spoilage patterns[J].Journal of Food Protection,2000,63(4):516-521.

[13]FROMM H I,BOOR K J.Characterization of pasteurized fluid milk shelf‐life attributes[J].Journal of Food Science,2004,69(8):207-214.

[14]BOOR K J.Fluid dairy product quality and safety:looking to the future[J].Journal of Dairy Science,2001, 84(1):1-11.

[15]ELWELL M W,BARBANO D M.Use of microfiltration to improve fluid milk quality[J].Journal of Dairy Science,2006,89:20-30.

[16]SANTOS M V,MA Y,BARBANO D M.Effect of somatic cell count on proteolysis and lipolysis in pasteurized fluid milk during shelf-life storage[J].Journal of Dairy Science,2003,86(8):2491-2503.

[17]RALYEA R D,WIEDMANN M,BOOR K J.Bacterial tracking in a dairy production system using phenotypic and ribotyping methods[J].Journal of Food Protection.1998,61(10):1336-1340.

[18]RANKIN S A,CHRISTIANSEN A,LEE W,et al.Invited review:the application of alkaline phosphatase assays for the validation of milk product pasteurization[J].Journal of Dairy Science,2010,93(12):5538-5551.

[19]Milk and milk-based drinks:determination of alkaline phosphatase activity using a fluorimetric method[S/OL].[2015-12-07].http:∥www.iso.org/iso/iso_ catalogue/catalogue_tc/catalogue_detail.htm?csnumber =20095.

[20]呂加平,張書文,劉鷺,等.鑒別原料乳、巴氏奶和UHT乳的方法:ZL201310183189.8[P].2013-08-14.

[21]SABOYAINSTA L V,MAUBOIS J L.Current developments of microfiltration technology in the dairy industry[J].Le Lait,2000,80(6):541-553.

[22]TE GIFFEL M C,VAN DER HORST H C.Comparison between bactofugation and microfiltration regarding efficiency of somatic cell and bacteria removal[J].Bulletin-International Dairy Federation,2004(389):49-53.

[23]FRITSCH J,MORARU C I.Development and optimization ofacarbondioxide-aidedcoldmicrofiltration process for the physical removal of microorganisms and somatic cells from skim milk[J].Journal of Dairy Science,2008,91(10):3744-3760.

[24]GAUCHER I,TANGUY G,FAUQUANT J,et al.Proteolysis of casein micelles by Pseudomonas fluorescens CNRZ 798 contributes to the destabilisation of UHT milk during its storage[J].Dairy Science and Technology, 2011,91(4):413-429.

[25]孔凡丕,劉鷺,張書文,等.陶瓷膜微濾除菌技術提高超高溫滅菌乳品質(zhì)[J].農(nóng)業(yè)工程學報,2012,28 (17):268-274.

[26]EINO M F.Lessons learned in commercialization of microfiltered milk[J].Bulletin-International Dairy Federation,1997(320):32-36.

(責任編輯:李 寧)

Processing Technology and Quality Control of Pasteurized Milk

LYU Jiaping, ZHANG Shuwen, LIU Lu, PANG Xiaoyang, LU Jing
(Institute of Food Science and Technology,Chinese Academy of Agricultural Sciences,Beijing 100193,China)

Abstract:Pasteurized milk is internationally recognized dairy products with fresh flavor and nutrition.In USA,Europe,and other developed countries,pasteurized milk has more than 90%market share of fluid milk products.In China,pasteurized milk has rapidly developed in recent years and has more than 25% annual growth rate.It would become leading dairy products for city consume and new economic growth point of dairy industry in future.In this paper,we review the requirements of pasteurized milk for raw milk,pasteurization processing technology,shelf life,main spoilage microorganism and detection, identification,and the application of microfiltration technology to improve quality and shelf life.

Key words:pasteurized milk；processing technology；quality；shelf life

作者簡介:呂加平,男,研究員,博士生導師,博士,主要從事乳品加工技術方面的研究工作。

基金項目:國家自然科學基金資助項目(31371808；31301521)；“十二五”國家科技支撐計劃項目(2013BAD18B10)；現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術體系北京市奶牛產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新團隊項目。

收稿日期:2015-12-08

doi:10.3969/j.issn.2095-6002.2016.01.002

文章編號:2095-6002(2016)01-0009-07

中圖分類號:TS252.2

文獻標志碼:A

引用格式:呂加平,張書文,劉鷺,等.巴氏殺菌奶加工技術及質(zhì)量控制現(xiàn)狀[J].食品科學技術學報,2016,34(1):9-15.