乳品超高溫殺菌工藝研究

張冰

摘 要：隨著我國(guó)現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，乳品作為普通家庭中含營(yíng)養(yǎng)價(jià)值最高的一類食物而成為人民正常生活中不能缺少的食品，在國(guó)內(nèi)各大中小型超市中都可發(fā)現(xiàn)乳品的大量存在，并且其中種類繁多，因此，乳品的質(zhì)量關(guān)乎到全國(guó)人民的身體健康，乳品加工的關(guān)鍵技術(shù)與主要設(shè)備是決定乳品質(zhì)量?jī)?yōu)劣的主要條件，盡管隨著現(xiàn)代科技水平的快速進(jìn)步，乳品加工已得到很大的提升，但是由于一些條件的限制，乳品加工的某些關(guān)鍵技術(shù)與主要設(shè)備方面還存在著一些有待改善的問題，對(duì)我國(guó)乳品行業(yè)的發(fā)展有很大的影響。

關(guān)鍵詞：乳品；超高溫殺菌；工藝

目前乳品業(yè)中大量采用進(jìn)口裝備，其殺菌技術(shù)日新月異，就乳品加工而言，目前實(shí)現(xiàn)工業(yè)化連續(xù)式生產(chǎn)應(yīng)用的殺菌技術(shù)主要是巴氏殺菌和超高溫殺菌，而許多資料中關(guān)于乳品的殺菌技術(shù)還停留在較多的基礎(chǔ)上。

一、乳品加工的主要設(shè)備研究

1.多效蒸發(fā)機(jī)的應(yīng)用。目前國(guó)內(nèi)進(jìn)行牛乳的濃縮多采用單效或雙效蒸發(fā)機(jī)，國(guó)外則是廣泛的將這一技術(shù)用于乳品的加工生產(chǎn)中，不但可有效降低生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)質(zhì)量，同時(shí)節(jié)約了一定的能源，另外，我國(guó)在生產(chǎn)液體奶時(shí)采用的濃縮設(shè)備也十分落后，在發(fā)達(dá)國(guó)家一般采用先進(jìn)的閃蒸設(shè)備，國(guó)內(nèi)僅有幾家大型企業(yè)中才會(huì)采用，所以改造國(guó)內(nèi)企業(yè)現(xiàn)有的牛乳蒸發(fā)設(shè)備已是迫在眉睫。

2.檢測(cè)設(shè)備。目前國(guó)內(nèi)用于檢測(cè)原料奶中細(xì)菌的設(shè)備大多是由國(guó)外進(jìn)口的，而且全國(guó)總數(shù)還不足十臺(tái)，我國(guó)自主研究發(fā)的檢測(cè)設(shè)備遠(yuǎn)不能與國(guó)外的相提并論，所以在企業(yè)中也很少采用，大多還延用傳統(tǒng)的檢測(cè)方法進(jìn)行檢測(cè)，這樣不但在一定程度上影響了生產(chǎn)的效率，而且很難保證乳產(chǎn)品的質(zhì)量。

3.乳粉生產(chǎn)設(shè)備?；谫Y金與技術(shù)方面條件的不足，國(guó)內(nèi)大多采用自主研發(fā)的乳粉生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)，然而這種設(shè)備與國(guó)外設(shè)備相比有很大程度的不足，比如說在二次干燥與速溶噴霧方面，國(guó)產(chǎn)奶粉與國(guó)外奶粉在速溶性方面就有很大的差距，因此，國(guó)內(nèi)乳粉生產(chǎn)設(shè)備的某些方面還有待改善。

4.均質(zhì)機(jī)的應(yīng)用。在乳品加工生產(chǎn)過程中使用均質(zhì)機(jī)可使乳制品中的脂肪球破碎，進(jìn)一步提高乳品的質(zhì)量，并能延長(zhǎng)乳品的保質(zhì)期，目前這一技術(shù)在國(guó)內(nèi)雖然得到了廣泛應(yīng)用，但是均質(zhì)機(jī)的性能還無法達(dá)到國(guó)外均質(zhì)機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)，而且在原料乳方面我國(guó)也還未采用小型的均質(zhì)機(jī)。

5.殺菌設(shè)備。目前我國(guó)廣范運(yùn)用高溫短時(shí)殺菌與超高溫瞬間殺菌設(shè)備進(jìn)行乳品的殺菌，但這些設(shè)備都是自國(guó)外引進(jìn)的，雖然國(guó)內(nèi)一些企業(yè)也自主研發(fā)了無菌生產(chǎn)設(shè)備，但是這些設(shè)備在質(zhì)量與性能方面與國(guó)外先進(jìn)設(shè)備相比還有很大的差距。

6.奶酪生產(chǎn)設(shè)備。在我國(guó)乳品生產(chǎn)中，由于目前我國(guó)還沒有研發(fā)出合格的干酪生產(chǎn)設(shè)備，并且不具備達(dá)標(biāo)的奶酪生產(chǎn)技術(shù)，生產(chǎn)奶酪都是使用通過高價(jià)進(jìn)口而來的國(guó)外奶酪生產(chǎn)設(shè)備，所以國(guó)內(nèi)流通的奶酪種類非常有限，我們應(yīng)積極吸收并借鑒國(guó)外奶酪生產(chǎn)的先進(jìn)技術(shù)，并努力研發(fā)干酪的生產(chǎn)設(shè)備。

二、乳品超高溫殺菌工藝

1.間接式超高溫滅菌。間接式超高溫滅菌中，熱源如蒸汽或過熱水不直接接觸產(chǎn)品，而是通過一層金屬將熱量傳遞到產(chǎn)品中。間接式超高溫目前使用較為廣泛，尤其在亞太，東南亞等國(guó)家，是主要的常溫奶生產(chǎn)方式。一是板式超高溫。板式超高溫使用衛(wèi)生型板式換熱器，將過熱水與產(chǎn)品通過板片交替進(jìn)行熱交換。這種超高溫殺菌設(shè)備具有投資小，換熱效率高，節(jié)約能耗的優(yōu)點(diǎn)，一度在牛奶超高溫的生產(chǎn)中占據(jù)主導(dǎo)地位。然而隨著技術(shù)的更替，在實(shí)際應(yīng)用中，由于乳品超高溫處理工藝的要求，往往需要將產(chǎn)品加熱至135—140℃，會(huì)增加板式換熱器的密封圈的損耗，因此在乳品超高溫處理中板式超高溫使用得越來越少。需要指出的是，由于板式換熱器優(yōu)越的換熱效率和節(jié)能性，它仍然是鮮奶巴氏殺菌的首選。不銹鋼管材焊接的方式，在產(chǎn)品側(cè)無需密封圈，因此解決了板式換熱器在超高溫應(yīng)用中需要頻繁更換密封圈的問題，成為牛奶超高溫殺菌常用的殺菌設(shè)備。列管式超高溫同樣具有投資低的優(yōu)點(diǎn)，在節(jié)能性上也接近板式超高溫。與板式超高溫相比，列管式超高溫能處理含有顆粒的產(chǎn)品，這是板式所不能做到的，而與此同時(shí)，列管式超高溫的占地面積比板式超高溫略大。列管式殺菌機(jī)是一個(gè)開發(fā)最早的殺菌機(jī)，改良工作在不斷進(jìn)行中。二是刮板式超高溫。與板式和列管式超高溫相比，刮板式超高溫在乳品生產(chǎn)中不如前二者那樣常見，刮板式超高溫在乳品中主要應(yīng)用在高粘度產(chǎn)品的生產(chǎn)，適用的主要產(chǎn)品包括奶酪、布丁、甜點(diǎn)和乳飲料中的果粒。刮板式換熱器在產(chǎn)品側(cè)含有一個(gè)獨(dú)立的馬達(dá)，對(duì)高粘度的產(chǎn)品進(jìn)行持續(xù)的攪拌以提高產(chǎn)品的流動(dòng)，使熱量能夠均勻的傳遞到產(chǎn)品中。刮板式超高溫對(duì)于超高粘度的產(chǎn)品具有其它超高溫?zé)o法比擬的優(yōu)勢(shì)，然而在能源消耗上，刮板式換熱器不能做到高效的熱回收，因此運(yùn)行成本較高。

2. 直接式超高溫滅菌。直接式超高溫的殺菌原理是采用將蒸汽與產(chǎn)品直接接觸，從而使產(chǎn)品溫度升高。此時(shí)蒸汽則會(huì)轉(zhuǎn)化為冷凝水進(jìn)入產(chǎn)品中，使產(chǎn)品稀釋，因此在直接式超高溫滅菌過程中，產(chǎn)品達(dá)到滅菌溫度后必須通過“閃蒸”將產(chǎn)品中多余的水分提取出來，使產(chǎn)品在殺菌前后的總固不變。直接式超高溫具有殺菌溫度高，速度快的優(yōu)點(diǎn)，能夠處理相對(duì)濃度較高的產(chǎn)品，且對(duì)產(chǎn)品的營(yíng)養(yǎng)和風(fēng)味不會(huì)造成嚴(yán)重的破壞。因此在乳品中的應(yīng)用正越來越廣泛。目前直接式超高溫滅菌主要有蒸汽噴射式超高溫和蒸汽浸入式超高溫兩種。一是蒸汽噴射式。蒸汽噴射式超高溫，在產(chǎn)品高速流動(dòng)的同時(shí)，將高溫的蒸汽通過一個(gè)噴嘴噴射產(chǎn)品管道中，使產(chǎn)品溫度上升，同時(shí)達(dá)到殺菌的目的。蒸汽噴射式超高溫在牛奶的生產(chǎn)中已經(jīng)廣泛應(yīng)用。對(duì)于高粘度的乳品，如使用間接式超高溫，則產(chǎn)品升溫時(shí)間會(huì)變長(zhǎng)，容易對(duì)產(chǎn)品中的營(yíng)養(yǎng)成分和產(chǎn)品風(fēng)味造成破壞，而蒸汽噴射則可以達(dá)到迅速升溫的效果，產(chǎn)品的營(yíng)養(yǎng)和風(fēng)味的破壞程度要小于間接式超高溫。蒸汽噴射式超高溫作為一種普遍認(rèn)可的超高溫方式，具有操作簡(jiǎn)便的優(yōu)越性，但工作噪音較大，對(duì)牛奶或奶制品中的敏感性營(yíng)養(yǎng)成分仍會(huì)造成明顯的破壞。二是蒸汽浸入式超高溫。蒸汽浸入式超高溫是目前一種最先進(jìn)的殺菌方式，蒸汽浸入式超高溫也是直接式超高溫的一種。它將產(chǎn)品勻速通過小孔型分配板充入相對(duì)靜止的蒸汽罐中，當(dāng)產(chǎn)品自由下落時(shí)，產(chǎn)品與蒸汽融合，產(chǎn)品溫度升高，達(dá)到殺菌的效果。但是在此過程中，對(duì)產(chǎn)品溫度和蒸汽溫度實(shí)現(xiàn)精確控制，可使產(chǎn)品殺菌溫度與蒸汽溫度之間的溫差達(dá)到1℃，因此產(chǎn)品中的維生素，乳球蛋白等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的破壞程度相較于蒸汽噴射式的殺菌方式更小，產(chǎn)品口感更新鮮，營(yíng)養(yǎng)成分保留更高。對(duì)于蒸汽浸入式超高溫，它的應(yīng)用面也更廣，溫和的處理方式使它可以處理一些新鮮奶油或粘度較高的再制奶酪，在相對(duì)更高的溫度（ 通常大于140℃） 下達(dá)到精確的保留時(shí)間控制，低溫差控制的優(yōu)點(diǎn)使它的連續(xù)運(yùn)行時(shí)間也大大延長(zhǎng)。

總的來說，乳品在我國(guó)人民群眾正常生活中占據(jù)著十分重要的地位，隨著人們生活水平的逐漸提高，人們對(duì)乳品質(zhì)量與數(shù)量的需求越來越高，在這樣的形勢(shì)下，乳品生產(chǎn)企業(yè)以及乳品設(shè)備研發(fā)企業(yè)都面臨著嚴(yán)峻的考驗(yàn)，同時(shí)也是進(jìn)一步發(fā)展我國(guó)乳品行業(yè)的一大機(jī)遇，因此，應(yīng)多引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)，并在國(guó)外的先進(jìn)設(shè)備基礎(chǔ)上，努力研發(fā)出自己的設(shè)備，促進(jìn)我國(guó)乳品加工關(guān)鍵技術(shù)與主要設(shè)備的進(jìn)一步發(fā)展。

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（作者單位：黑龍江立高科技股份有限公司）