不同热处理方法对液态乳品质的影响

不同热处理方法对液态乳品质的影响院系：理学院化学系专业：食品质量与安全年级：2013级组员：赵富羽李华建郭彩鹏组别：十一组指导教师：樊爱萍上课时段：周四（1.2）日期：2015.12.10不同热处理方法对液态乳品质的影响摘要：液态乳是一种营养全面的液态天然饮料，含有丰富的碳水化合物、蛋白质、脂肪、各种矿物质和维生素等对人体健康有益的成分。为了杀死乳中所有的致病微生物,尽可能地灭活能影响产品感官和保存期的微生物和其它成分如酶类，一般进行加热处理。根据产品在生产过程中采用的热处理方式的不同，可将液体乳分为巴氏杀菌乳，超巴氏杀菌超高温灭菌乳和罐装高压灭菌乳。热处理对牛奶中的一些热敏物质有较大影响,超高温灭菌奶由于热处理温度较高,各种热敏性物质损失较大。从而造成他们营养价值之间的差别。液态乳中营养价值很高的乳清蛋白对热不稳定，巴氏杀菌可使15.4%的乳清蛋白发生变性，而采用UHT灭菌，清蛋白变性率高达71.1%。巴氏杀菌液态乳中胱氨酸/半胱氨酸、蛋氨酸、赖氨酸的损失率分别为4.6%、10.0%、1.8%，而UHT灭菌以上几种氨基酸的损失率分别为34.0%、34.0%、3.8%。乳清蛋白中含有具有免疫功能的免疫球蛋白，经UHT灭菌，其免疫活性几乎丧失殆尽。巴氏杀菌乳中β-乳球蛋白的含量为2900mg/l，UHT灭菌乳中β-乳球蛋白的含量仅为200～400mg/l液态乳富含多种维生素。维生素A、B2、D、尼克酸等对热比较稳定，而B1、C、B12、叶酸等很容易被高温破坏。巴氏杀菌可以使B1、C、B12、叶酸分别损失5.0%、12.4%、10.0%和7.3%，而UHT灭菌则使之分别损失35.2％、31.6%、20.0%和35.2%。液态乳中含有丰富的优质钙，是最佳的补钙食品。1kg牛乳中含有1000mg钙，其中1/3是可溶性钙，其余部分以胶体状态存在。液态乳经高温特别是UHT灭菌后，一部分的可溶性优质钙变为不溶性钙，例如可溶性的磷酸钙变为不溶性的磷酸三钙，不易被人体消化吸收。用UHT法还会使杀菌器的内壁产生很多乳石，乳石的主要成分是蛋白质、脂肪以及钙、磷、镁等矿物质，因此UHT灭菌不仅使液态乳品质受到影响，而且也使牛乳中多种营养物质的量受到损失。所以在液态乳的生产中，选择热处理方式是非常重要的[1]。关键词：热处理、巴氏、品质、加工一：巴氏杀菌乳消毒液态乳是健康牛所产生的新鲜乳，经有效的加热杀菌方法处理后，分装出售的饮用牛乳。由于通常采用巴氏杀菌消毒，所以又称“巴氏乳”，而国际乳品联合会将巴氏杀菌产品定义为：一种经过巴氏杀菌的产品；如果零售，应在将污染降低到最小程度的条件下及时冷却、包装；这种产品在热处理后一定要立即进行磷酸酶试验，且呈阴性。“巴氏杀菌乳”简称’巴氏奶“.以新鲜生牛乳为原料，经过离心净乳、标准化.均质、杀菌、冷却灌装而成.巴氏杀菌在杀灭牛奶中致病菌的同时能最大限度地保存营养物质和纯正口感.但巴氏牛奶产品的物流配送孺要冷链保鲜，销售半径小.保质期比较短一般在3天左右.巴氏牛奶保质期较短.但味道鲜美纯正，营养更丰富。专家建议.最好饮用富有营养的当地巴氏鲜奶.1.巴氏消毒牛乳的加工工艺流程[2]工艺流程：原料乳的验收→过滤与净化→标准化→均质→杀菌（62.8～65.6℃）→冷却→灌装→封盖→装箱→冷藏2.超高温灭菌乳简称UHT奶。欧盟关于UHT产品的定义是:物料在连续流动的状态下，经135℃以上不少于1S的超高温瞬时灭菌，以完全破坏其中可以生长的微生物和芽孢，然后在无菌状态下包装于微量透气的容器中，最大限度地减少产品在物理、化学及感官上的变化，这样生产出来的产品称为UHT奶。UHT奶具有保质期长，常温贮存，销售、携带、饮用方便，可远距离运输等优点，因此受到商家和消费者的青睐和欢迎。3.UHT奶的灭菌原理UHT热处理通常指原料奶被加热到137℃～150℃，并在此温度下保持2～20秒的热处理过程。经过温度、时间组合的热处理后，乳制品中将不再含有在室温贮存条件下可生长繁殖的微生物，达到商业无菌的要求，UHT热处理温度时间组合的确定可以通过热处理的灭菌原理来解释。原料奶的微生物指标对UHT奶制品质量的影响3.1细菌总数对UHT奶制品质量的影响由于UHT设备对细菌营养细胞的杀灭效率远远高于对芽孢的杀灭效率,因此若原料奶中仅细菌总数高,对UHT设备的杀菌效率影响不大。但细菌总数高会导致以下情况发生:(1)细菌总数高,其中的致病菌可能产生非常耐热的毒素,这些毒素经超高温处理后仍有少量残留,消费者饮用了这种产品后,会导致中毒。(2)细菌总数高,其中的嗜冷菌会产生非常耐热的酶类。这些酶类在UHT奶制品贮存过程中会被激活,从而导致UHT奶制品出现分层、发苦等现象[3]。(3)细菌总数高,大量细菌的繁殖会加速产酸,从而导致原料奶酸度增高,蛋白质热稳定性下降。结果是UHT设备严重结垢,连续运转时间缩短。严重时UHT设备甚至只能运转1～2h。当原料奶细菌总数高时,即使巴氏杀菌后细菌总数低,仍会出现以上分析的产品缺陷,导致产品不合格。一般应尽最大可能降低原料奶的细菌总数,以保证生产出高质量的乳制品,理想的优质原料奶其细菌总数应控制在100000/ｍｌ以下。工艺流程：原料乳的验收→过滤与净化→预热（80~85℃）→加热（135~150℃）→冷却（80℃）→均质→最后冷却→无菌包装UHT乳的热处理方法有：1.直接加热法：有两种传热方式，第一种采用蒸汽喷射，高压蒸汽喷入牛乳中，使牛乳升温。第二种将牛乳喷入充满蒸汽的压力容器内，从而使牛乳升温。2.间接加热法：采用管式或者板式热交换器进行灭菌，热媒与乳不接触，但必须采取较高压力来防止乳在高温下沸腾。二：不同的热处理方法对牛乳质量的影响1．对蛋白质的影响牛乳中营养价值很高的乳清蛋白对热不稳定，巴氏杀菌可使15.4%的乳清蛋白发生变性，而采用UHT灭菌（间接法）乳清蛋白变性率高达71.1%。巴氏杀菌牛乳中胱氨酸/半胱氨酸、蛋氨酸、赖氨酸的损失率分别为4.6%、10.0%、1.8%，而UHT灭菌（直接法）以上几种氨基酸的损失率分别为34.0%、34.0%、3.8%。乳清蛋白中含有具有免疫功能的免疫球蛋白，经UHT灭菌，其免疫活性几乎丧失殆尽。巴氏杀菌乳中β-乳球蛋白的含量为2900mg/l，UHT灭菌乳中β-乳球蛋白的含量仅为200～400mg/l。从表1可以看出不同的热处理方法对蛋白质的影响程度。[4]2.对维生素的影响鲜牛乳富含多种维生素。维生素A、B2、D、尼克酸等对热比较稳定，而B1、C、B12、叶酸等很容易被高温破坏。巴氏杀菌可以使B1、C、B12、叶酸分别损失5.0%、12.4%、10.0%和7.3%，而UHT灭菌则使之分别损失35.2％、31.6%、20.0%和35.2%。从表2可以看出不同的热处理方法对维生素的影响程度。3、对钙的影响牛乳中含有丰富的优质钙，是最佳的补钙食品。1kg牛乳中含有1000mg钙，其中1/3是可溶性钙，其余部分以胶体状态存在。牛乳经高温特别是UHT灭菌后，一部分的可溶性优质钙变为不溶性钙，例如可溶性的磷酸钙变为不溶性的磷酸三钙，不易被人体消化吸收。用UHT法还会使杀菌器的内壁产生很多乳石，乳石的主要成分是蛋白质、脂肪以及钙、磷、镁等矿物质，因此UHT灭菌不仅使牛乳品质受到影响，而且也使牛乳中多种营养物质的量受到损失。2.3.4褐变牛乳经加热处理或长时间贮藏会发生“褐变”，其实质是酪蛋白的末端氨基酸—赖氨酸的游离氨基与乳糖的羰基发生反应，即羰氨反应（又称美拉德反应），最终生成褐色物质，这种物质不能被人体消化吸收。牛乳加热温度越高，贮藏时间越长，褐变越严重。因此UHT乳比巴氏杀菌乳更易发生褐变。[5]乳糖的反应牛乳在加热的过程中，乳糖会使得牛乳的品质(如颜色、风味和营养价值)发生一系列变化，其主要原因在于乳糖是一种还原糖，在美拉德反应中与蛋白质中的氨基酸组分发生反应而产生。值得注意的是，大部分氨基酸组分来自于牛乳蛋白中的赖氨酸中的残基。乳糖在100oC以下加热时，其化学性质未发生任何变化；在100℃以上加热时，乳糖发生分解，其产物主要有乳酸、醋酸、甲酸、乙酸、丙酸和糠醛等。乳糖在高温下焦糖化而发生褐变，其反应的程度随温度与酸度而异，温度与pH值越高，褐变越严重。此外，糖的还原性越强，褐变也越严重。因此，使用转化糖含量多的蔗糖或混用多量葡萄糖时，牛乳会产生严重的褐变。3.美拉德反应[6]美拉德(Maillard)反应是液态乳杀菌过程中涉及的重要反应之一。美拉德反应会对乳制品的质量产生较大的影响，是乳品热加工中需要控制的重要环节之一。含氮物质(蛋白质、肽、氨基酸)是乳品体系中美拉德反应的重要底物，其作用是提供美拉德反应所需的氨基。在美拉德反应前期，还原糖与氨基反应生成了糠氨酸。不同热加工处理的乳制品中的糠氨酸含量不同，其中UHT乳中的含量显著高于巴氏乳，加热程度最高的瓶装杀菌乳的糠氨酸含量也相当高[10]。在不添加还原糖的情况下，UHT乳中糠氨酸含量仅略高于巴氏乳；糠氨酸含量降低，有利于牛乳中含氮化合物的生物利用率的提高[10]。上述研究显示，随着加热强度的增加，乳制品的糠氨酸的含量会增加，可能会带来含氮化物活性抑制程度增加的风险。研究表明，生鲜乳、巴氏乳、UHT灭菌乳和瓶装杀菌乳中的HMF含量呈增长趋势，即随着热处理强度的增加，液体乳中的氮化物损失增大。4.营养价值热处理对牛奶中的一些热敏物质有较大影响,超高温灭菌奶由于热处理温度较高,各种热敏性物质损失较大。从而造成他们营养价值之间的差别。牛乳中营养价值很高的乳清蛋白对热不稳定，巴氏杀菌可使15.4%的乳清蛋白发生变性，而采用UHT灭菌，清蛋白变性率高达71.1%。巴氏杀菌牛乳中胱氨酸/半胱氨酸、蛋氨酸、赖氨酸的损失率分别为4.6%、10.0%、1.8%，而UHT灭菌以上几种氨基酸的损失率分别为34.0%、34.0%、3.8%。乳清蛋白中含有具有免疫功能的免疫球蛋白，经UHT灭菌，其免疫活性几乎丧失殆尽。巴氏杀菌乳中β-乳球蛋白的含量为2900mg/l，UHT灭菌乳中β-乳球蛋白的含量仅为200～400mg/l鲜牛乳富含多种维生素。维生素A、B2、D、尼克酸等对热比较稳定，而B1、C、B12、叶酸等很容易被高温破坏。巴氏杀菌可以使B1、C、B12、叶酸分别损失5.0%、12.4%、10.0%和7.3%，而UHT灭菌则使之分别损失35.2％、31.6%、20.0%和35.2%。牛乳中含有丰富的优质钙，是最佳的补钙食品。1kg牛乳中含有1000mg钙，其中1/3是可溶性钙，其余部分以胶体状态存在[7]。牛乳经高温特别是UHT灭菌后，一部分的可溶性优质钙变为不溶性钙，例如可溶性的磷酸钙变为不溶性的磷酸三钙，不易被人体消化吸收。用UHT法还会使杀菌器的内壁产生很多乳石，乳石的主要成分是蛋白质、脂肪以及钙、磷、镁等矿物质，因此UHT灭菌不仅使牛乳品质受到影响，而且也使牛乳中多种营养物质的量受到损失。5.巴氏杀菌乳的地位及未来展望巴氏杀菌乳本身的营养特征、生产特征、消费特征及产业支撑条件，决定了其在我国乳业可持续发展中的地位。主要体现在以下几个方面：一是国际发展趋势的必然[8]。发达国家喝巴氏杀菌乳的比例相当高，美国是99.75%、加拿大是99.94%、英国是98.92%，而我国才29.62%，差距很大。这个差距预示着我国巴氏杀菌乳具有极大的发展空间[9]。二是营养相对更全面。巴氏杀菌乳采用巴氏灭菌法对生牛乳进行杀毒，能够最大限度的保留牛乳的营养和纯正口味，是营养学家一致公认和推荐的更有营养的牛乳制品，随着生活水平的提高，人们将越来越注重生活品质，巴氏杀菌乳必然成为众多牛乳品种的首选。三是包装既节能又环保。巴氏奶可大量使用循环型的玻璃瓶等形式的包装，对节约资源减少城市环境污染起到了积极的作用。四是本土化和区域化经济的需要。一个区域的产品品牌意味着区域的一种文化，代表着一个区域的特色，这种本土化、区域化的品牌，不断地被赋予新的文化内涵，对区域经济文化特色的形成与传承有着重大的意义[10]。无论是从国际乳业的发展轨迹和趋势来分析，还是从