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分歧杀菌工艺对耽搁货架期牛乳品质的影响2023-09-27

耽搁货架期（extended?shelf-life,ESL）牛乳最早发源于北美，意在满足消费者对牛乳营养、新鲜和安全的要求，解决了通例巴氏乳货架期短和超高温灭菌乳产品口感差、养吩炱坏严沉的问题。ESL不是一种杀菌方式，而是一种治理理想，指从原料乳到最终产品的各个环节都尽量削减任何大局的二次传染，削减菌落总数，来达到耽搁货架期的主张。

为了两全营养和梦想的货架期，ESL牛乳目前利用最宽泛的杀菌方式是超巴氏杀菌技术，重要的措施是选取介于巴氏杀菌和超高温灭菌之间的热杀菌工艺，再通过超干净灌装削减二次传染，出产、贮藏、分销过程中菌落数低、货架期更长的液态乳。ESL牛乳的货架期在冷藏前提下至少15 d，最长可达45 d。目前市场上常选取120～130℃、2～15?s的杀菌工艺，但这势必对牛乳中蛋白的活性和部门营养物质造成粉碎，除了造订合理的热处置前提表，新工艺也起头利用到ESL牛乳的出产中，蕴含蒸汽浸入式杀菌、膜过滤技术结合巴氏杀菌等。本钻研沉点分析分歧杀菌工艺技术对ESL牛乳品质和货架期的影响，从而为ESL牛乳的宽泛利用提供参考。

1 资料与步骤

1.1 资料与试剂

生乳（菌落总数<50?000?CFU/m L，酸度13～15??T，蛋白含量≥3.1?g/100?mL，脂肪含量≥3.3?g/100?mL）光明乳业牧场。

乳铁蛋白尺度品（纯度≥98%）、免疫球蛋白G(immunoglobulin?G,IgG）尺度品（纯度≥98%）；营养琼脂造就基国药集团化学试剂有限公司。

1.2 仪器与设备

蒸汽浸入式杀菌机；巴氏杀菌机、稀奶油杀菌机；管式杀菌设备、均质机；无菌操作台;恒温水浴锅、生化造就箱。

1.3 步骤

1.3.1 样品造备

原料乳经分歧工艺杀菌（传统管式高温杀菌、蒸汽浸入式杀菌和膜过滤结合巴氏杀菌），出产ESL牛乳，而后冷却至4℃，超干净灌装，备用。具体工艺流程如下：

1）传统管式高温杀菌工艺：原料乳→均质（65℃、2 0 M P a）→杀菌（1 3 0℃、2 s定名为杀菌工艺A,120℃、15 s定名为杀菌工艺B）→冷却→灌装；

2）蒸汽浸入式杀菌工艺：原料乳→杀菌（147℃、0.09 s定名为杀菌工艺C）→均质（65℃、20 MPa）→冷却→灌装；

3）膜（陶瓷膜）过滤结合巴氏杀菌工艺流程如下：

1.3.2 分歧杀菌工艺对ESL牛乳中微生物的影响

对分歧杀菌工艺造备的ESL牛乳进行菌落总数、大肠菌群和致病菌（沙门氏菌和金黄色葡萄球菌）的测定。具体参照GB 19645—2010《食品安全国度尺度?巴氏杀菌乳》。

1.3.3 分歧杀菌工艺对ESL牛乳货架期的影响

对分歧杀菌工艺造备的ESL牛乳进行货架期测定，别离贮藏在6、10、15℃前提下，凭据感官、菌落总数、煮沸尝试、pH值和酸度，参照GB 19645—2010《食品安全国度尺度?巴氏杀菌乳》判断产品货架期。

1.3.4 分歧杀菌工艺对ESL牛乳中活性物质损失率的影响

对分歧杀菌工艺造备的ESL牛乳进行活性物质含量测定，蕴含乳铁蛋白和IgG含量测定，并推算损失率�；钚晕镏实募觳獠慰糡/CSCA?110059—2020《巴氏杀菌乳—鲜牛乳》附录步骤�；钚晕镏仕鹗拾聪率酵扑�。

1.3.5 分歧杀菌工艺对ESL牛乳中糠氨酸含量的影响

对分歧杀菌工艺造备的ESL牛乳进行糠氨酸含量测定。具体参照NY/T?939—2016《巴氏杀菌乳和UHT灭菌乳中复原乳的鉴定》，了局以100?g蛋白质中糠氨酸含量暗示。

1.3.6 工艺前提优化

比力4组热杀菌工艺对ESL牛乳品质的影响，为了进一步优化工艺，别离对蒸汽浸入式杀菌和膜过滤结合巴氏杀菌工艺参数进行调整，具体工艺前提见表1，从活性物质损失率和货架期两方面评价，确定ESL牛乳优化工艺前提。

表1 ESL牛乳的工艺前提优化

Table 1 Optimization of processing parameters for sterilization of ESL milk

1.4 数据处置

尝试沉复3次，用Excel初步整顿数据，用GraphPad?Prism?8.0软件进行统计分析，P<0.05时，暗示差距显著；P>0.05时，暗示差距不显著。

2 了局与分析

2.1 分歧杀菌工艺对原料乳中微生物的影响

巴氏杀菌乳是通过适度的热加工灭活生乳中的致病菌和部门凋落菌，为了维持鲜乳的韵味和营养，巴氏杀菌后的鲜乳中存在少量微生物，通常杀菌后菌落总数幼于100?CFU/mL。ESL牛乳杀菌前提的造订要思考可显著削减牛乳中微生物数量来耽搁产品的货架期，同时又要最大限度地减轻由于热处置造成的产品感官质量变动。钻研分歧杀菌工艺对牛乳杀菌后微生物残留量的影响，来判断是否能够作为ESL牛乳杀菌工艺。

由表2可知，原料乳经4种分歧工艺杀菌后，菌落总数和大肠菌群数量都幼于1 CFU/mL，并且致病菌沙门氏菌和金黄色葡萄球菌齐全被杀灭，注明4种杀菌工艺切合ESL牛乳下线微生物含量尽可能低的要求，从而能达到耽搁产品货架期的主张。

表2 分歧杀菌工艺对原料乳中微生物的影响

Table 2 Effects of different sterilization processes on microorganisms in raw milk

CFU/mL

2.2 分歧杀菌工艺对ESL牛乳货架期的影响

由表3可知，经过4种分歧工艺杀菌后，在6、10、15℃下贮藏的牛乳货架期存在显著差距。除C组表，随着贮藏温度升高，货架期缩短，在货架期末因出现菌落总数超标、酸度过高、性状扭转而终止货架期。C组在3个贮藏前提下最长贮藏功夫45 d内都无显著韵味和性状扭转，微生物未超标。在6℃贮藏前提下，A、B、D组货架期大于20 d，注明低温贮藏有效抑造微生物的滋生和各类酶的活性，耽搁了产品的货架期；在10、15℃贮藏前提下，D组货架期别离降至最短14、7 d,D组随温度升高货架期显著缩短，分析是由于牛乳中残留微生物，在温度升高后迅速滋生，进而失去了饮用价值。D组产品对冷链要求最高，仅合适在冷链好的地域销售，全程节造在6℃为佳；而对于冷链不够美满的地域，选取C工艺更安全。

表3 分歧杀菌工艺对ESL牛乳货架期的影响

Table 3 Effects of different sterilization processes on shelf life of ESL milk

2.3 分歧杀菌工艺对ESL牛乳中活性物质损失率的影响

牛乳的营养价值除了能够提供蛋白质、脂肪和无机元素等通例营养表，还含有种类繁多、无法通过其他食品提供的生物活性物质，如乳铁蛋白、免疫球蛋白、糖巨肽、乳过氧化物酶、鞘脂类等。这些生物活性物质在维持和增长机体免疫力、抑菌、抗病毒及守护肠路健康等方面阐扬着沉要作用。然而，以乳铁蛋白和免疫球蛋白等为代表的牛乳中活性物质均对热敏感，钻研分歧杀菌工艺对ESL牛乳中活性物质乳铁蛋白和IgG损失率的影响，有助于出产ESL牛乳工艺选择。

由图1可知，4种杀菌工艺ESL牛乳的乳铁蛋白和IgG损失率有显著差距。A、B组杀菌后险些检测不到乳铁蛋白和IgG;C组利用牛乳自由着落时与蒸汽融合杀菌，实现牛乳精准升温，达到杀菌的成效，相对传统的高温热处置工艺（A和B）而言，大大缩短了牛乳在管路内长功夫升温带来的品质变动，从而保留了少量活性物质；D组乳铁蛋白和IgG损失率最低，是由于通过微滤去除牛乳中的大部门微生物和体细胞，大大降低了热处置强度，在耽搁产品货架期的同时更好保留了牛乳中的活性物质，提升了产品品质。

图1 分歧杀菌工艺对ESL牛乳中乳铁蛋白（A）和IgG(B）损失率的影响

Fig.1 Effects of different sterilization processes on percentage loss of LF (A) and IgG (B) in ESL milk

幼写字母分歧，暗示差距显著（P<0.05）。下同。

2.4 分歧杀菌工艺对ESL牛乳中糠氨酸含量的影响

牛乳中的乳糖作为还原糖，在热处置过程中与牛乳蛋白中赖氨酸之间产生美拉德反映，天生中央产品乳果糖基赖氨酸，该物质经酸水解后可天生呋喃素，呋喃素又称糠氨酸�？钒彼岷孔魑绫餟HT灭菌纯牛乳或巴氏杀菌乳是否为复原乳的定量指标，同时也能够判断牛乳的热处置强度，在还原糖含量不变的情况下，温度和处置功夫，即热处置强度是影响糠氨酸含量的最重要成分，过度的热处置也会导致糠氨酸含量升高。

由图2可知，4种分歧杀菌工艺牛乳糠氨酸含量由高到低顺次为A组>B组>D组>C组。C组将牛乳匀速通过幼孔型分配板进入蒸汽罐中，牛乳温杜纂蒸汽温度的温差能够精准节造在1℃以内，并且在极短功夫内实现，削减好多不用要的热处置，大大降低了美拉德反映，从而降低了总体的糠氨酸含量；D组的糠氨酸含量高于C组，分析可能原因是膜过滤前分离出的稀奶油选取120℃、15?s工艺处置，这部门稀奶油中含有的少量蛋白质经过120℃高温杀菌后产生了美拉德反映，从而提高了制品的糠氨酸含量。

图2 分歧杀菌工艺对ESL牛乳中糠氨酸含量的影响

Fig.2 Effects of different sterilization processes on furosine content in ESL milk

2.5 杀菌工艺前提优化

与传统管式高温杀菌工艺比力，蒸汽浸入式杀菌在ESL牛乳货架期方面更有优势，陶瓷膜过滤结合巴氏杀菌出产ESL牛乳在活性物质保留方面更有优势，进一步优化2种工艺。

图3 分歧杀菌工艺对ESL牛乳中乳铁蛋白（A）和IgG(B）损失率的影响

Fig.3 Effects of direct steam infusion and membrane filtration combined with pasteurization under different processing conditions on percentage loss of LF (A) and IgG (B) in ESL milk

表4 分歧优化杀菌工艺对ESL牛乳货架期的影响

Table 4 Effects of direct steam infusion and membrane filtration combined with pasteurization under different processing conditions on shelf life of ESL milk

由图3和表4可知：对比蒸汽浸入式杀菌3个工艺前提，降低杀菌温度活性物质含量增长不显著，且导致货架期显著缩短，增长了对销售环节冷链的要求，所以选取蒸汽浸入式杀菌出产ESL牛乳优选147℃、0.09?s工艺参数；对比陶瓷膜过滤结合巴氏杀菌3个工艺前提，扭转巴氏杀菌温度不能显著扭转产品货架期，但是活性物质乳铁蛋白和IgG含量随温度升高显著降低，所以选取陶瓷膜过滤结合巴氏杀菌，优选72℃、15?s工艺参数，不仅可能更好保留牛乳中的活性物质，并且能够削减能源亏损，降低出产成本，但要把稳在销售流通环节的温度节造，冷链温度节造在6℃以内为佳。

3 结论

通过钻研分歧热杀菌前提对ESL牛乳品质的影响发现，与传统高温杀菌（130℃、2?s或120℃、15?s）比力，蒸汽浸入式杀菌（147℃、0.09?s）出产的ESL牛乳货架期更长，在15℃以下，温度的扭转没有对产品货架期内的品质产生显著影响，杀菌后糠氨酸含量降低并且保留少量的活性物质乳铁蛋白和IgG，该工艺即便在冷链欠蓬勃的地域也可能保障产品的品质不变；膜过滤结合巴氏杀菌（72℃、15?s）出产的ESL牛乳，活性物质乳铁蛋白和IgG保留率更高，膜过滤后单一增长杀菌温度，对货架期没有显著改善，要确保产品品质的不变，建议全程严格节造冷链，温度6℃以下，货架期内品质越发不变。

本钻研通过测定分歧杀菌工艺对ESL牛乳货架期、活性物质乳铁蛋白和IgG损失率、糠氨酸含量的影响，为ESL牛乳的品质提升和新技术推广提供肯定的参考凭据，从而为消费者带来品质更好的ESL产品。

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