離心除菌技術在巴氏殺菌乳生產(chǎn)中的應用

任璐，于鵬，劉振民，王輝，姜雪

（1．乳業(yè)生物技術國家重點實驗室，上海200436；2.上海乳業(yè)生物工程技術研究中心，上海200436；3.光明乳業(yè)股份有限公司乳品研究院，上海200436）

離心除菌技術在巴氏殺菌乳生產(chǎn)中的應用

任璐1，2，3，于鵬1，2，3，劉振民1，2，3，王輝1，2，3，姜雪1，2，3

（1．乳業(yè)生物技術國家重點實驗室，上海200436；2.上海乳業(yè)生物工程技術研究中心，上海200436；3.光明乳業(yè)股份有限公司乳品研究院，上海200436）

研究離心除菌技術在巴氏殺菌乳生產(chǎn)中的應用。試驗結果表明離心除菌可以有效去除細菌、嗜冷菌和芽孢。4、30℃和45℃離心溫度對乳中微生物的去除效果沒有顯著差異性，從方便和節(jié)能角度而言，4℃離心溫度對工廠具有更大的可操作性。離心除菌結合巴氏殺菌生產(chǎn)的牛奶風味、口感、穩(wěn)定性、貨架期優(yōu)于普通的巴氏殺菌牛奶，離心除菌對巴氏殺菌乳的糠氨酸含量影響非常小，符合現(xiàn)有巴氏殺菌乳標準的規(guī)定，可廣泛用于巴氏殺菌乳的生產(chǎn)。

離心除菌；巴氏殺菌乳；貨架期

巴氏殺菌乳是以生牛乳為原料，經(jīng)巴氏殺菌等工序制得的液體產(chǎn)品[1]。巴氏殺菌是一種比較緩和的熱處理方法，其宗旨在于通過熱處理盡可能地將牛乳中病原性微生物的危害降至最低，同時保證牛乳的化學、物理和感官特性的變化最小。換言之，就是在確保安全性同時兼顧了風味及營養(yǎng)品質上的變化最小。巴氏殺菌乳的味道和營養(yǎng)都優(yōu)于超高溫滅菌乳，但因其保質期短，不能適合我國人口分布廣、交通及儲存設備不完善的具體國情，因此生產(chǎn)出營養(yǎng)價值高、貨架期更長的牛奶產(chǎn)品已成為當前我國乳品企業(yè)發(fā)展的重點。巴氏殺菌乳的貨架期受原料乳品質、殺菌工藝、灌裝環(huán)境、包裝和冷鏈運輸?shù)戎T多因素影響。

為了保證巴氏殺菌乳的穩(wěn)定性和理想的貨架期，目前主要的措施是采用比巴氏殺菌更高的殺菌溫度，即超巴氏殺菌（120℃～138℃，2 s～4 s），但這樣勢必損失牛乳中蛋白的活性和部分營養(yǎng)物質[2]，除了制定合理的熱處理條件外，一些乳制品工業(yè)中的新技術、新工藝也開始應用到巴氏殺菌乳的生產(chǎn)中，包括離心除菌技術、膜過濾技術、二氧化碳填充技術、超高壓技術、微波殺菌技術等[3-8]。本文重點研究離心除菌技術在生產(chǎn)巴氏殺菌乳中的應用，從而為巴氏殺菌乳廣泛推廣提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

生奶：光明乳業(yè)牧場；營養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基；嗜冷菌測定用培養(yǎng)基。

1.2 儀器與設備

CNE215-01-777工業(yè)化離心除菌機（轉數(shù)：4 800 r/min，處理量 25 t/h）：GEA中國有限公司；MikoScan FT-120 FOSS乳品分析儀：福斯中國；BJ-CD無菌操作臺：上海博訊有限公司；WNB45恒溫水浴鍋、HPP260生化培養(yǎng)箱：美墨爾特公司；其余均為實驗室常用儀器。

1.3 試驗方法

1.3.1 離心除菌對細菌總數(shù)、嗜冷菌和芽孢的影響

取不同原料乳，測定不同奶源經(jīng)過離心除菌機前后微生物的變化，分別測定細菌總數(shù)、嗜冷菌數(shù)和芽孢總數(shù)。

1.3.2 細菌總數(shù)、嗜冷菌和芽孢總數(shù)測定方法

1.3.2.1 細菌總數(shù)測定

參照GB 4789.2-2010《食品安全國家標準食品微生物學檢驗菌落總數(shù)測定》[9]，取進出離心機樣品，按照不同的稀釋度，用營養(yǎng)瓊脂倒平板，至于（36±1）℃恒溫箱內(nèi)培養(yǎng)48 h，計數(shù)。

1.3.2.2 嗜冷菌測定

參照NY/T 1331-2007《乳與乳制品中嗜冷菌、需氧芽孢及嗜熱需氧芽孢數(shù)的測定》[10]，取進出離心機樣品，在6.5℃條件下，在MPC瓊脂平板，需氧培養(yǎng)10 d，計數(shù)。

1.3.2.3 芽孢總數(shù)測定

參照NY/T 1331-2007《乳與乳制品中嗜冷菌、需氧芽孢及嗜熱需氧芽孢數(shù)的測定》[10]，取進出離心機樣品，在80℃殺菌10min后，冷卻，按照不同的稀釋度，用營養(yǎng)瓊脂倒平板，至于（36±1）℃恒溫箱內(nèi)培養(yǎng)48 h，計數(shù)。

1.3.3 離心除菌溫度對細菌總數(shù)的影響

取相同的原料乳，測定不同溫度的原料乳經(jīng)過除菌機前后微生物的變化，分別測定細菌總數(shù)。

1.3.4 離心除菌對巴氏殺菌乳貨架期的影響

取3種不同原料乳進行離心除菌（轉數(shù)：4800r/min，處理量25 t/h）再采用85℃，15 s殺菌與不經(jīng)過離心除菌直接進行85℃，15 s殺菌比較，冷卻，儲存在4、9、13℃條件下，根據(jù)感官、細菌總數(shù)和酸度來判斷產(chǎn)品貨架期。

1.3.5 離心除菌對巴氏殺菌乳品質的影響

取同種原料乳進行離心除菌（轉數(shù)：4 800 r/min，處理量25 t/h）再采用85℃，15 s殺菌與不經(jīng)過離心除菌直接進行85℃，15 s殺菌比較，由專業(yè)感官評定人員20人對上述兩種工藝樣品進行色澤、掛杯、香味和口感4個指標進行感官評定[11]，根據(jù)得分高者則效果好，評價高。

1.3.6 離心除菌對巴氏殺菌乳的糠氨酸的影響

取3種不同原料乳進行離心除菌（轉數(shù)：4800r/min，處理量25 t/h）再采用85℃，15 s殺菌與不經(jīng)過離心除菌直接進行85℃，15 s殺菌比較兩者糠氨酸和乳果糖的含量，從而判斷離心除菌結合巴氏殺菌是否符合現(xiàn)有巴氏殺菌乳的規(guī)定。

2 結果與分析

2.1 離心除菌對細菌總數(shù)、嗜冷菌和芽胞影響

2.1.1 離心除菌對細菌總數(shù)的影響

原料乳品質對巴氏殺菌乳質量影響較大。原料乳的細菌總數(shù)越高，巴氏殺菌乳的穩(wěn)定性和貨架期將受到較大影響。將不同來源的原料乳，在4 800 r/min，處理量25 t/h條件下，離心除菌的除菌效果見表1。

表1 離心除菌對原料乳細菌總數(shù)的影響Table 1 The effect of the high-speed centrifuge on different raw milk bacetria

從表1可以看出，樣品1至樣品9的原料乳在相同的離心條件下，離心除菌后細菌總數(shù)可以降低一個以上數(shù)量級，隨著乳中細菌總數(shù)的增多，離心效果越明顯，當乳細菌總數(shù)接近或者超過3.0×105時，離心除菌效率超過94%，可以降低1.2以上數(shù)量級?？梢姡x心除菌去除原料乳中的細菌是可行的，尤其是原料乳中細菌總數(shù)較高時，更顯示其優(yōu)越性。

2.1.2 離心除菌對嗜冷菌的影響

在低溫狀況下，乳中的嗜冷菌易大量繁殖，它們在乳制品儲藏過程中被激活，嗜冷菌分解大量蛋白酶和脂肪酶，進而分解蛋白質和脂肪，從而導致產(chǎn)品發(fā)生變化，如苦味和分層等。將不同來源的原料乳，在4 800 r/min，處理量25 t/h條件下，離心除菌前后嗜冷菌去除效果見表2。

表2 離心除菌對原料乳嗜冷菌影響Table 2 The effect of the high-speed centrifuge on psychrophile

從表2可以看出，離心除菌可以顯著降低乳中的嗜冷菌的數(shù)量，嗜冷菌的去除率大于92%以上，嗜冷菌降低一個數(shù)量級以上。巴氏殺菌乳在冷藏保存期間，嗜冷菌在繁殖中占主要地位，嗜冷菌繁殖會產(chǎn)生大量胞外酶，也會影響牛乳產(chǎn)品的貨架期。通過離心除菌可以有效去除嗜冷菌，從而更有利于巴氏殺菌乳的貨架期的穩(wěn)定性。

2.1.3 離心除菌芽孢總數(shù)的影響

原料乳中的芽孢數(shù)對巴氏殺菌乳的貨架期有一定的影響。原料乳中的芽孢數(shù)的增多，巴氏殺菌乳的貨架期相應的縮短。這些芽孢在巴氏殺菌乳的貯存過程中逐漸轉變?yōu)榧毦臓I養(yǎng)細胞，從而導致巴氏殺菌乳在貯存期間品質出現(xiàn)問題。將不同來源的原料乳，在4 800 r/min，處理量25 t/h條件下，離心除菌前后芽孢去除效果見表3。

從表3可以看出，離心除菌對原料乳中芽孢去除率高，去除芽孢效果非常顯著，從而避免巴氏殺菌乳殺菌后芽孢復活現(xiàn)象的出現(xiàn)，更利于巴氏殺菌乳貨架期的延長，為生產(chǎn)高品質巴氏殺菌乳提供質量保證。

表3 離心除菌對原料乳芽孢數(shù)的影響Table 3 The effect of the high-speed centrifuge on the spores

2.2 離心除菌溫度對細菌總數(shù)的影響

相同的原料乳，在4 800 r/min，處理量2 t/h條件下，離心除菌后除菌率與離心溫度的關系如表4。

表4 離心除菌溫度對原料乳雜菌總數(shù)的影響Table 4 The effect of the centrifugal temperature on the raw milk bacetria

從表4可以看出，4、30℃和45℃離心溫度對乳中細菌總數(shù)的去除效果沒有顯著差異，且隨溫度的升高不利于后面產(chǎn)品的儲存和加工，4℃作為牛奶加工前的溫度，不需要任何加熱即可以實現(xiàn)離心除菌，從方便和節(jié)能角度對工廠都具有極大的可操作性，所以選擇離心溫度為4℃。

2.3 離心除菌后巴氏殺菌乳在不同溫度下貨架期的影響

離心除菌后的乳樣及未離心除菌的乳樣，分別經(jīng)過巴氏殺菌（85℃，15 s）后，在4、9℃和13℃條件下貯藏的貨架期比較，見表5。

從表5可以看出，離心除菌的巴氏殺菌乳在4、9℃和13℃條件下，貨架期都有明顯延長，特別在奶源質量一般的情況下，離心除菌技術結合巴氏殺菌對巴氏殺菌乳的貨架期穩(wěn)定性有明顯的改善作用。

表5 離心除菌的巴氏殺菌乳的貨架期Table 5 The shelf life of pasteurized milk after the high-speed centrifuge

2.4 離心除菌工藝對巴氏殺菌乳口感的影響

離心除菌后的乳樣及未離心除菌的乳樣，分別經(jīng)過巴氏殺菌（85℃，15 s），對兩種工藝所得的產(chǎn)品進行感官評定結果見表6。

表6 離心除菌后巴氏殺菌乳感官評定結果Table 6 The sensory evaluation results of pasteurized milk after the high-speed centrifuge

從表6可以看出，采用離心除菌結合巴氏殺菌牛乳口感，優(yōu)于普通的巴氏殺菌牛乳，其風味與營養(yǎng)的提升主要是因為通過離心除菌工藝分離出來的細菌及雜菌并沒有殘留在乳中，所以總體評價率優(yōu)于巴氏殺菌乳。

2.5 離心除菌結合巴氏殺菌對產(chǎn)品糠氨酸的影響

為了控制還原乳在牛乳生產(chǎn)中的應用，國家制定了農(nóng)業(yè)行業(yè)標準NY/T939-2016《巴氏殺菌乳和UHT滅菌乳中復原乳的鑒定》[2]，該標準中規(guī)定僅以生牛乳為原料，經(jīng)過巴氏殺菌等工序制得的液體產(chǎn)品，其乳果糖含量應小于100mg/L，當糠氨酸含量在12mg/100 g～25mg/100 g之間時，若乳果糖與糠氨酸比值小于0.5，則判定含有復原乳；當糠氨酸含量大于25mg/100 g時，若乳果糖與糠氨酸比值小于1.0，則判定含有復原乳；根據(jù)GB19645-2010《食品安全國家標準巴氏殺菌乳》中規(guī)定巴氏殺菌乳必須是以生牛（羊）乳為原料，經(jīng)巴氏殺菌等工序制得的液體產(chǎn)品[1]，根據(jù)這一規(guī)定，如果產(chǎn)品中檢測含有復原乳，就不屬于巴氏殺菌乳。本次試驗中研究了離心除菌結合巴氏殺菌和巴氏殺菌對乳果糖和糠氨酸的影響。

表7 離心除菌后巴氏殺菌乳對乳果糖和糠氨酸量的影響Table 7 The amount of lactulose and furosine of pasteurized milk after centrifugal separation

從表7可以看出采用離心除菌對巴氏殺菌乳的糠氨酸含量影響非常小，完全符合現(xiàn)有標準的巴氏殺菌乳的規(guī)定，可以廣泛用于巴氏殺菌乳的生產(chǎn)。

3 結論

1）離心除菌去除原料乳中的細菌是有效的，尤其是原料乳中細菌數(shù)較高時，更顯示其優(yōu)越性。通過離心除菌可以有效去除細菌、嗜冷菌和芽孢，從而更有利于巴氏殺菌乳的貨架期的穩(wěn)定性。

2）離心溫度4、30℃和45℃對乳中微生物的去除效果沒有顯著差異性，4℃作為牛奶加工前的溫度，不需要任何加熱即可以實現(xiàn)離心除菌，從方便和節(jié)能角度對工廠都具有極大的可操作性。

3）離心除菌結合巴氏殺菌生產(chǎn)的牛奶風味、口感、穩(wěn)定性、貨架期優(yōu)于普通的巴氏殺菌牛奶，離心除菌對巴氏殺菌乳的糠氨酸含量影響非常小，完全符合現(xiàn)有標準的巴氏殺菌乳的規(guī)定，可以廣泛用于巴氏殺菌乳的生產(chǎn)。

[1]中華人民共和國衛(wèi)生部.GB19645-2010食品安全國家標準巴氏殺菌乳[S].北京:中國標準出版社,2010

[2]中華人民共和國農(nóng)業(yè)部.NY/T 939-2016巴氏殺菌乳和UHT滅菌乳中復原乳的鑒定[S].北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,2016

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[9]中華人民共和國衛(wèi)生部.GB 4789.2-2010食品安全國家標準食品微生物學檢驗菌落總數(shù)測定[S].北京:中國標準出版社,2010

[10]中華人民共和國農(nóng)業(yè)部.NY/T 1331-2007乳與乳制品中嗜冷菌、需氧芽孢及嗜熱需氧芽孢數(shù)的測定[S].北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,2007

[11]張云,張鵬,韓瑨,等.膜技術在現(xiàn)代牛奶生產(chǎn)中的應用[J].乳業(yè)科學與技術,2008(4):163-165

Application of High-speed Centrifuge Technology in Pasteurized Milk Processing

REN Lu1，2，3，YU Peng1，2，3，LIU Zhen-min1，2，3，WANG Hui1，2，3，JIANG Xue1，2，3
（1.State Key Laboratory of Dairy and Biotechnology，Shanghai 200436，China；2.Shanghai Engineering Research Center of Dairy Biotechnology，Shanghai 200436，China；3.Institute of Dairy Science，Bright Dariy&Food Co.，Ltd.，Shanghai 200436，China）

The application of high-speed centrifuge technology in the production of pasteurized milk was studied.The experiment indicated that the high-speed centrifuge technology could effectively remove bacteria，psychrophile and spores.4℃，30℃，and 45℃ centrifugal temperature were no significant difference on the removal effect of microorganisms，4 ℃ was convenient and efficient for factory production.The pasteurized sterilization milk using high-speed centrifuge technology taste better，more stable，had more long shelf life and low furosine content than the ordinary pasteurized sterilization milk.High-speed centrifuge technology was fully compliant with the existing standard of pasteurized milk，could be widely applied to the production of pasteurized milk.

high-speed centrifuge；pasteurized milk；shelf life

任璐，于鵬，劉振民，等.離心除菌技術在巴氏殺菌乳生產(chǎn)中的應用[J].食品研究與開發(fā)，2018，39（1）：46-50

REN Lu，YU Peng，LIU Zhenmin，et al.Application of High-speed Centrifuge Technology in Pasteurized Milk Processing[J].Food Research and Development，2018，39（1）：46-50

10.3969/j.issn.1005-6521.2018.01.010

國家“十二五”科技支撐計劃（2012BAD12B08）；上海市科委項目（16DZ2280600）；閔行區(qū)重大科技攻關項目（2015MH093）

任璐（1980—），女（漢），工程師，碩士，研究方向：乳品科學與技術。

2016-11-22