乳制品常溫UHT產(chǎn)品快速保溫實驗技術(shù)研究

儀虹伯，唐亞娟，胡偉，劉永峰，郝暉,劉治國

（蒙牛乳業(yè)集團股份有限公司，呼和浩特011500）

0 引言

目前乳制品常溫UHT產(chǎn)品執(zhí)行的《快速保溫試驗》檢測方法（即：溫度為35℃，放置時間為24 h），作為UHT產(chǎn)品放行的判斷標(biāo)準(zhǔn)，不僅與國家相關(guān)法律規(guī)定和行業(yè)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)GB/T4789.26—2003[1]中對UHT產(chǎn)品執(zhí)行7天保溫試驗的規(guī)定不符，同時因抽樣量太少的抽樣方式，不符合微生物生長原理的壞包微生物鑒定參數(shù)，導(dǎo)致壞包檢出代表性差、檢出率低，而且通過調(diào)研統(tǒng)計各事業(yè)部保溫室數(shù)據(jù)，得出實際壞包檢出的對應(yīng)關(guān)系幾率也非常低，在統(tǒng)計學(xué)和微生物學(xué)上缺乏合理性、準(zhǔn)確性。因此，研究一種合理準(zhǔn)確科學(xué)的快速保溫實驗檢測方法就顯得十分重要。

通過快速模擬壞包實驗，利用design軟件進行時間、pH值、溫度相關(guān)性分析，建立數(shù)學(xué)模型，分析微生物總量、pH值與時間及微生物總量、pH值與溫度的曲線關(guān)系[2]，確定最優(yōu)的實驗方案。

1 實驗

1.1 材料

乳制品，恒溫保溫培養(yǎng)箱，微生物超凈臺，500 mL量筒，1000 mL燒杯，移液槍。

1.2 方法

1.2.1 微生物總量、pH值與時間的相關(guān)性

（1）抽取11包利樂枕純牛奶（其中1包作為空白對照樣，不進行劃包,1包作為脹包測量對照樣）編號為1#～11#，將1#、2#、3#、4#、5#、6#、7#、8#、9#、10#分別用刀片劃1 cm豁口。

（2）將1#～10#樣品放置于托盤中，依次放置五個位置，每個位置放置10 min。

（3）測量10#樣品的微生物總量，記錄為n1；同時將1#～9#樣品在恒溫箱恒溫放置，每隔3 h進行體積、酸度測量（測量對照記錄表進行），測量是否脹包、酸包。（注：1#～9#樣品測量順序為先測微生物總量、再測pH值）

酸度測量方法：pH計進行測量，若pH=6.4時，判定為酸包。由于觀察是否脹包及品嘗酸味存在主觀差異，故在本實驗過程中將脹包及酸包現(xiàn)象的觀察品評進行量化，規(guī)定體積變化率為30%時，判定為脹包；若pH=6.4時，判定為酸包。

（4）將9#樣品封口進行體積變化測定，每隔3 h測量一次體積變化，記錄為Δ V（當(dāng)體積變化率a=30%時，剪包測微生物總量，記錄為n2）。

體積測量方法：①將燒杯注滿水，總體積為1000 mL；②將未脹包的樣品放入燒杯中，排出水量為V1；③將恒溫放置后的樣品放入燒杯中，排出水量為V2；④樣品體積變化Δ V=(V2-V1)；體積變化率a=Δ V/V1。

（5）依據(jù)記錄表中數(shù)據(jù)分別繪制時間—微生物總量、時間—pH值曲線圖，在曲線圖上找出n2值、pH=6.4所對應(yīng)的時間值。

2.2.2 微生物總量、pH值與溫度的相關(guān)性

（1）抽取11包利樂枕純牛奶（其中1包作為空白對照樣，不進行劃包,1包作為脹包測量對照樣）編號為1#～11#，將1#、2#、3#、4#、5#、6#、7#、8#、9#、10#分別用刀片劃1 cm豁口。

（2）將1#～10#樣品放置于同一托盤中，依次放置五個位置，每個位置放置10 min。

（3）測量10#樣品的微生物總量，記錄為n1；同時將1#～9#樣品按照記錄表的溫度要求放置在恒溫箱，放置24 h后進行微生物總量及pH值測定。（注：1#～9#樣品測量順序為微生物總量、pH值。）

（4）將各樣品按照溫度要求在保溫箱放置24 h后進行檢測、完成記錄。

3 結(jié)果與分析

3.1 微生物總量、pH值與時間的相關(guān)性

依據(jù)快速保溫驗證試驗數(shù)據(jù)，利用design軟件得出變化響應(yīng)曲面見圖1～圖3所示。

圖1 溫度-時間-pH值響應(yīng)曲面（I）

圖2 溫度-時間-pH值響應(yīng)曲面（II）

圖3 溫度-時間-pH值響應(yīng)曲面（III）

由圖1～圖3可以看出，隨著時間的延長，pH值呈下降趨勢；而隨著溫度的不斷增大，pH值呈先下降后增大趨勢。由曲面投射曲線可知，pH=6.4左側(cè)區(qū)域為本實驗理想?yún)^(qū)域，即該區(qū)域內(nèi)對溫度和時間進行取值，樣品pH＞6.4，判定為酸包。

經(jīng)design軟件計算溫度、時間二因子相關(guān)系數(shù)，得出回歸數(shù)學(xué)模型為:

Y=6.82＋0.01X1－0.02X2－2.78×10-5X1×X2－8.04×10-4X12＋2.63×10-4X22，

式中：Y為pH值；X1為溫度；X2為時間。由此數(shù)學(xué)模型通過樣品保溫溫度、時間可預(yù)測樣品pH值，初步估計樣品質(zhì)量。

3.2 溫度-pH值數(shù)據(jù)分析

依據(jù)快速保溫驗證試驗中“快速模擬壞包試驗”數(shù)據(jù)中的溫度—pH數(shù)據(jù)可以形成曲線如圖4所示。

圖4 溫度-pH值曲線

由圖4可以看出，在24 h不變的前提條件下，“快速模擬壞包產(chǎn)品”在35℃時的pH值表現(xiàn)最低，其次低是30℃和40℃，再次低為25℃和45℃產(chǎn)品。說明在35℃左右時是中性白奶產(chǎn)品的最佳保溫實驗條件，這一結(jié)論符合微生物的生長規(guī)律，35℃為最適微生物生長溫度[3]，此溫度破壞試驗樣品中微生物中的產(chǎn)酸菌較為活躍，產(chǎn)酸較多，導(dǎo)致PH值降到最低[4]。故選定快速保溫試驗檢測溫度35℃最優(yōu)。

3.3 時間-pH數(shù)據(jù)分析

依據(jù)快速保溫驗證試驗中“快速模擬壞包試驗”數(shù)據(jù)中的溫度-pH值數(shù)據(jù)可以形成曲線如圖5所示。

圖5 時間-pH值曲線

由圖5可以看出，在35℃不變的前提條件下，“快速模擬壞包試驗”產(chǎn)品隨著保溫時間的延長而有pH值逐漸降低趨勢。在27 h后出現(xiàn)pH值逐漸低于6.4的不合格情況（中性白奶產(chǎn)品的pH值標(biāo)準(zhǔn)范圍為6.4～6.8之間）。

而正常生產(chǎn)的常溫保溫試驗的壞包表現(xiàn)時間（即pH值低于6.4的培養(yǎng)時間），會由于微生物的殘留數(shù)量、交叉污染時間、范圍等因素是遠遠低于“快速模擬壞包試驗”產(chǎn)品的，而需要遠遠長于27 h的培養(yǎng)時間方能表現(xiàn)出酸包產(chǎn)品的pH值低于6.4的不合格情況。

3.4 時間-脹包體積變化的數(shù)據(jù)分析

依據(jù)快速保溫驗證試驗中“快速模擬壞包試驗”數(shù)據(jù)中的35℃:時間h—脹包體積（V%）變化數(shù)據(jù)可以形成曲線如圖6所示，牛乳樣品如圖7和圖8所示。

由圖6可以看出，在35℃不變的前提條件下，“破壞快速模擬壞包”產(chǎn)品隨著保溫時間的延長、隨著牛奶中產(chǎn)氣菌增多和持續(xù)產(chǎn)氣而逐漸脹包[5]程度越來越明顯的趨勢。

圖6 時間—pH值曲線

圖7 27 h脹包牛奶樣

由圖7和圖8可以看出，在27 h以后用肉眼就可以觀察到明顯的利樂枕外觀脹包變化,其外形體積已經(jīng)膨脹到20%左右。30 h后脹包更加明顯，清晰可見。

圖8 30 h脹包牛奶樣

在正常生產(chǎn)的常溫保溫試驗的脹包表現(xiàn)中，會因為微生物的殘留數(shù)量、交叉污染時間、范圍等因素遠遠低于“破壞快速模擬壞包”產(chǎn)品，而需要遠遠長于27 h的培養(yǎng)時間方能表現(xiàn)出脹包產(chǎn)品達到肉眼可明顯觀察的情況。

4 結(jié) 論

通過以上研究，本試驗完成了對最佳快速保溫實驗條件的初步研究，快速模擬壞包產(chǎn)品在35℃左右時的pH值表現(xiàn)最低，是中性白奶產(chǎn)品的最佳保溫實驗條件。在遠遠長于27 h的培養(yǎng)時間方能因持續(xù)酸包導(dǎo)致pH值低于6.4，且能用肉眼觀察到明顯的體積增大變化。

而“非破壞快速模擬”情況下的正常生產(chǎn)的常溫保溫試驗的產(chǎn)品，會因微生物基數(shù)小和持續(xù)污染程度很小而需要更長的時間來培養(yǎng)方能表現(xiàn)出來。因此，選定溫度為35℃，放置時間為72 h作為乳制品常溫UHT產(chǎn)品執(zhí)行的《快速保溫試驗》檢測方法，在統(tǒng)計學(xué)和微生物學(xué)上更為科學(xué)準(zhǔn)確，有利于對產(chǎn)品質(zhì)量的控制及放行。

[1]GB/T4789.26-2003食品衛(wèi)生微生物學(xué)檢驗罐頭食品商業(yè)無菌的檢驗[S].2003.

[2]韓永霞.微生物引起UHT滅菌乳的質(zhì)量問題及其控制[J].乳業(yè)科學(xué)與技術(shù)2006，29（4）.

[3]杜鵬編.乳品微生物學(xué)實驗技術(shù)[M].北京：中國輕工業(yè)出版社,2008.

[4]SUAD HABE?.Qualitative-quantitative analysis of microorganisms biodiversity in raw and pasteurised milk[J].Mljekarstvo,2002.

[5]利樂包脹包原因分析[J].食品伙伴網(wǎng)，生產(chǎn)技術(shù),食品生產(chǎn)加工技術(shù)[J].乳制品加工，2009.