殺菌技術對乳制品生產(chǎn)的影響

□ 郭曉峰　新疆庫爾勒市巴州產(chǎn)品質(zhì)量檢驗所

殺菌技術對乳制品生產(chǎn)的影響

□ 郭曉峰新疆庫爾勒市巴州產(chǎn)品質(zhì)量檢驗所

乳制品殺菌是乳制品生產(chǎn)中至關重要的環(huán)節(jié)，殺菌的效果直接影響乳制品的風味和維生素的含量。傳統(tǒng)殺菌采用的是加熱法，使乳制品中微生物的蛋白質(zhì)發(fā)生變性，從而達到殺菌的目的。在如今的生產(chǎn)中，殺菌技術以熱殺菌技術和冷殺菌技術為主，熱殺菌技術包括微波、電磁波殺菌技術，紅外線殺菌技術，感應加熱殺菌技術等；冷殺菌包括超高壓殺菌技術、輻照殺菌技術、高壓脈沖電場殺菌技術等。近年來，國內(nèi)外已開發(fā)出一系列高效、安全的冷殺菌技術，能最大限度地保留乳制品的風味特點和營養(yǎng)成分，其中有一些可能取代現(xiàn)有的熱殺菌技術。本文總結(jié)部分熱殺菌技術和冷殺菌技術的特點和在當前乳制品生產(chǎn)中的應用，并對其今后的乳制品殺菌技術發(fā)展趨勢進行預測。

乳制品殺菌技術的背景

國外殺菌技術的發(fā)展狀況

1. 低溫高壓殺菌法

近年來，國外出現(xiàn)一些新型的殺菌技術，能有效殺滅乳制品中的致病菌，并能最大限度地保持乳制品原有風味。在美國，日本等發(fā)達國家，大多采用低溫高壓殺菌法，主要利用高的大氣壓和相對低的溫度環(huán)境對食品進行殺菌。日本主要采用60 ℃，6×108Pa，20 m in，可將食品中的霉菌孢子和細菌孢芽減少到原來的10-6，該方法在乳制品生產(chǎn)中得到廣泛的應用。日本大阪的一位71歲老人井川重信開發(fā)出一種新型牛奶殺菌技術，即利用高電場中存在大電位的原理實現(xiàn)殺滅細菌的目的。該方法主要是將含有細菌的液體，通過一個電位差很大的高電場，使細菌內(nèi)外的電壓產(chǎn)生很大的差異，從而使細菌的細胞膜破裂，達到殺菌的目的。

2.輻照殺菌技術

聯(lián)合國糧農(nóng)組織（FAO）、國際原子能機構(gòu)（IAEA）、世界衛(wèi)生組織（W HO）三大國際組織認定總平均劑量不超過10 kGy輻照的食品是安全的。輻照殺菌技術已得到美國乳制品業(yè)協(xié)會的認可，輻照殺菌的優(yōu)勢主要是不需要添加任何物質(zhì)，通過X射線、γ射線或電子射線輻射食品，破壞生物體內(nèi)的遺傳物質(zhì)，阻礙其新陳代謝，使細胞組織死亡，從而達到殺菌消毒的作用。

3.高壓脈沖電場殺菌技術

目前，該項技術已在歐美等發(fā)達國家得到廣泛應用，近年來，中國也嘗試該項技術的開發(fā)，但仍處于實驗室的小規(guī)模階段，未得到推廣。高壓脈沖電場技術主要適用于乳制品等液體食品的生產(chǎn)，具有殺菌效果好、成本低、殺菌時間短、能耗低和對食品質(zhì)量影響小等特點。

國外殺菌技術的發(fā)展主要以日本，美國為主，所采用的殺菌方法代表著當今世界最前沿的技術。這些技術可充分保留乳制品中的原有風味和營養(yǎng)成分，甚至還會產(chǎn)生讓人喜愛的特殊風味。相較于其他國家及地區(qū)，這些發(fā)達國家敢于嘗試新技術，在一定程度上促進了殺菌技術在乳制品生產(chǎn)中的應用。

國內(nèi)殺菌技術的發(fā)展狀況

與國外新型殺菌技術相比，國內(nèi)以傳統(tǒng)殺菌技術為主。在乳制品的生產(chǎn)中，巴氏殺菌占據(jù)主導地位。乳制品巴氏殺菌分為低溫長時間殺菌、高溫短時間殺菌和超高溫瞬間滅菌。從殺死微生物的角度考慮，熱處理強度越強越好，但要精確控制時間和溫度的組合，這直接決定乳制品的外觀，味道和營養(yǎng)價值。過高的溫度會使乳制品中的蛋白質(zhì)變性，出現(xiàn)蒸煮味或焦糊味。目前，高密度二氧化碳殺菌技術（DPCD）得到進一步的研究與推廣，與傳統(tǒng)的殺菌技術相比，高密度二氧化碳殺菌技術的處理溫度低，對食品中的熱敏物質(zhì)破壞作用較小，有利于保持食品的原有品質(zhì)。

國內(nèi)乳制品殺菌技術相較于國外有較大的差距，乳制品生產(chǎn)商大多采用不同的溫度和時間搭配進行巴氏殺菌，所以乳制品的保質(zhì)期相對較短。也有少部分生產(chǎn)商在國外先進的殺菌技術上進行改良，開發(fā)出適合其產(chǎn)品的殺菌技術，達到保留乳制品原有風味、延長保質(zhì)期的目的。但這些技術還不夠成熟，在生產(chǎn)應用中還有很大的阻礙，所以必須在深入了解殺菌機理的同時，完善技術環(huán)節(jié)。相信在未來，冷殺菌技術會逐步取代傳統(tǒng)的熱殺菌技術，為我國國民提供品質(zhì)更好、更安全的乳制品。

不同殺菌技術的分析

超高壓殺菌技術

相關研究表明，高壓技術和其他技術相結(jié)合，能更有效地殺滅微生物、破壞酶、延長貨架期。食品超高壓殺菌技術（Ultra-High Pressure processing，UHP），簡稱高壓技術（High Pressure Processing，HPP）或高靜水壓技術（High Hydrostatic Pressure，HHP）。主要是將即將包裝好的食品物料置于液體介質(zhì)中，在100～1 000 M Pa的壓力下處理一段時間，達到殺死細菌的目的。其主要利用壓力對微生物的致死作用，破壞細胞膜，抑制酶的活性和影響DNA的復制實現(xiàn)殺菌。超高壓殺菌技術的特點是溫度升高值小，能很好地保留食品原有的風味、營養(yǎng)和保健成分，殺菌時間短、效率高、能耗低，能提高食品的安全性。超高壓殺菌技術是一個純物理過程，無需添加任何化學物質(zhì)，無需加熱在常溫或低溫下就能進行，且操作簡單，沒有廢棄物產(chǎn)生，有利于環(huán)境保護。

巴氏殺菌

巴氏殺菌指能夠殺死食品中幾乎所有的病原菌的熱處理強度，熱處理程度視目標產(chǎn)品中對象菌的耐熱性而定。在乳制品的加工生產(chǎn)中，巴氏殺菌是最主要的熱處理方式（63 ℃/30 m in 或72 ℃/15 s）?？偊?乳球蛋白變性率和糠氨酸含量是國際奶業(yè)普遍用來評估奶和奶制品品質(zhì)的兩個重要指標，與其他滅菌方式相比，經(jīng)巴氏殺菌的乳制品中的這兩個指標均為最低。經(jīng)巴氏殺菌處理過的乳制品的貨架期一般在10 d左右，其風味，營養(yǎng)價值相較于處理前，差異性很小。但采用巴氏殺菌處理乳制品時，必須嚴格控制殺菌時間和殺菌溫度，因為這兩個因素直接決定乳制品的品質(zhì)和貨架期，如何在生產(chǎn)中控制這些因素是巴氏殺菌的關鍵。

高密度二氧化碳殺菌（Dense phase carbon dioxide，DPCD）

高密度二氧化碳殺菌技術是近些年發(fā)展起來的一個新型的非熱力殺菌技術，主要借助5～50 M Pa的亞臨界或超臨界CO2。CO2在常壓下可抑制微生物，在高壓狀態(tài)下可有效殺滅大量微生物。當溫度高于31 ℃，壓力高于7.34 M Pa時，CO2處于超臨界狀態(tài)。在低于超臨界壓力和溫度下，CO2是亞臨界和氣體狀態(tài)。超臨界CO2同時具備液體和氣體的特性，黏度低、擴散性和溶解性高。高密度二氧化碳殺菌（DPCD）的殺菌機理可能是對微生物細胞造成機械損傷、細胞及細胞膜的破壞和細胞內(nèi)成分的泄漏或失活、胞內(nèi)pH值的降低等。同時，與其他殺菌方式采用的原料不同，CO2具有化學惰性，高的揮發(fā)性和獨特的經(jīng)濟性，不僅能避免傳統(tǒng)熱力殺菌帶來的不良后果，還能很好地保持乳制品的風味和營養(yǎng)價值。

結(jié)語

近年來，我國的乳制品行業(yè)發(fā)展迅速，乳制品的殺菌技術也顯得尤為重要。人類利用牛奶的歷史將近萬年，但對牛奶消毒的歷史還不到200年。隨著生活水平的不斷提高，人們對乳制品的要求也越來越高，這就要求乳制品生產(chǎn)企業(yè)在提高生產(chǎn)技術的同時，加強乳制品殺菌技術。近些年，中國的乳制品行業(yè)主要以傳統(tǒng)的殺菌技術為主，相較于國外先進的殺菌技術，中國的殺菌技術還有一定的差距。因此，要根據(jù)實際的生產(chǎn)需要，在國外先進的殺菌技術的基礎上，開發(fā)出適合自身生產(chǎn)需要的殺菌技術，最大限度地保留乳制品的原有風味，減少其營養(yǎng)物質(zhì)的流失，延長保質(zhì)期，以達到消費者的需求。