食品机械与设备巴氏杀菌乳加工工艺

巴氏杀菌乳加工技术巴氏杀菌乳(Pasteurised milk)，又称市乳(Market milk)，它是以新鲜牛乳为原料(我国规定不得以复原乳等为原料)，经过离心净乳、标准化、均质、杀菌、冷却、灌装，直接供给消费者饮用的商品乳。

一、巴氏杀菌乳的加工工艺原料乳验收和分级→预处理（脱气、过滤、净化）→标准化→均质→杀菌→冷却→灌装→冷藏→运输。

巴氏杀菌乳的加工工艺流程如图所示。

巴氏杀菌乳生产线1-平衡槽 2-物料泵 3-流量控制器 4-板式换热器 5-稀奶油分离机 6-稳压阀7-流量传感器 8-密度传感器 9-调节阀 10-关闭阀 11-检测阀12-均质机13-增压泵 14-保温管 15-转换阀 16-过程控制器经验收合格的原料乳先通过平衡槽1，然后经泵2送至板式热交换器4。

预热后，通过流量控制器3至分离机5，以生产脱脂乳和稀奶油。

其中稀奶油的脂肪含量可通过流量传感器7、密度传感器8和调节阀9确定和保持稳定，为了保证均质效果以及节省投资和能源的情况下，可仅使稀奶油通过一个较小的均质机。

实际上该图中稀奶油的去向有两个分支，一是通过阀10、11与均质机12相连，以确保巴氏杀菌乳脂肪含量；二是多余的稀奶油进入稀奶油处理线。

此外，进入均质机的稀奶油的脂肪含量不能高于10%，所以一方面要准确计算均质机的能力，另一方面应使脱脂乳混入稀奶油进入均质机，并保证其流速稳定。

随后均质的稀奶油与多余的脱脂乳混合，使物料的脂肪含量稳定在产品要求含量范围内，并送至板式热交换器4和保温管14进行杀菌。

然后通过回流阀15和增压泵13使杀菌后的巴氏杀菌乳在杀菌机内保持正压，这样就避免了由于杀菌机的渗漏而导致冷却介质或未杀菌的物料污染杀菌后的巴氏杀菌乳。

当杀菌温度低于设定值时，温感器将指示回流阀15，使物料回到平衡槽。

巴氏杀菌后，杀菌乳继续通过板式热交换器的交流换热段与流入的未经处理的乳进行热交换，其本身被降温，然后继续与冷媒进行热交换冷却，冷却后先进入缓冲罐，再进行灌装。

二、质量控制(一) 原料乳验收和分级通常在牧场仅对牛乳的质量作一般的评价，在到达乳品厂后，需对原料乳的质量，包括感观、理化和卫生质量进行测定，以便按质论价和分级使用。

(二) 预处理1．脱气刚挤出的牛乳约含5．5％～7％的气体；经过贮存、运输和收购后，一般其气体含量在10％以上，而且绝大多数为非结合的分散气体。

这些气体对乳品加工过程和产品质量会产生影响。

所以，在牛乳处理的不同阶段进行脱气是非常必要的。

首先，要在奶槽车上安装脱气设备，以避免泵送牛乳时影响流量计的准确度；其次，在乳品厂收乳间流量计之前安装脱气设备。

但是，上述两种方法对乳中细小的分散气泡是不起作用的。

因此在进一步处理牛乳的过程中，还应使用真空脱气罐，以除去细小的分散气泡和溶解氧。

一般脱气的牛乳在60℃条件下进行分离、标准化和均质，然后进入杀菌机杀菌。

2．过滤、净化过滤、离心分离或净化的目的是去除混入到原料乳中的机械杂质，并可以少量去除牛乳中的部分微生物。

(三) 标准化标准化的主要目的是使生产出的产品符合质量标准要求，同时使生产的每批产品质量均匀一致。

过去常较多考虑脂肪含量的标准化，按照我国巴氏杀菌乳的国家标准，尚需对蛋白质和非脂乳固体进行标准化，下面以脂肪为例加以介绍。

目前标准化方法主要有3种。

(1) 预标准化预标准化是指在巴氏杀菌之前把全脂乳分离成稀奶油和脱脂乳。

如果标准化乳脂率高于原料乳，则需将稀奶油按计算比例与原料乳在罐中混合以达到要求的含脂率；如果标准化乳脂率低于原料乳，则需将脱脂乳按计算比例与原料乳在罐中混合达到要求的脂肪含量。

(2) 后标准化后标准化是在巴氏杀菌之后进行的，方法同上，它与预标准化不同的是二次污染的可能性增大。

(3) 直接标准化又称在线标准化，牛乳经分离成为脱脂乳和稀奶油两部分，然后通过再混合过程，控制脱脂乳和稀奶油的混合比例，使混合后的牛乳脂肪、蛋白质等指标符合产品要求。

将牛乳加热至55～65℃，然后按预先设定好的脂肪含量，分离出脱脂乳和稀奶油，并且根据最终产品的脂肪含量，由设备自动控制回流到脱脂乳中的稀奶油的流量，多余的稀奶油会流向稀奶油巴氏杀菌机。

预标准化和后标准化都需要使用大型的、等量的混合罐，分析和调整工作也很费时费工。

而直接标准化的主要特点为：快速、稳定、精确、与分离机联合运作、单位时间内处理量大。

(四) 均质自然状态的牛乳，其脂肪球直径大小不均匀，在1～10微米之间，一般为2～5微米。

如经均质，脂肪球直径可控制在1微米左右，这时乳脂肪的表面积增大，浮力下降。

另一方面，经均质后的牛乳脂肪球直径减小，易于消化吸收。

在巴氏杀菌乳的生产中，一般均质机的位置处于杀菌机的第一热回收段；在间接加热的超高温灭菌乳生产中，均质机位于灭菌之前；在直接加热的超高温灭菌乳生产中，均质机位于灭菌之后，因此应使用无菌均质机。

但是当脂肪含量高于6％，蛋白质含量相应增加时，均质后的脂肪球会很容易聚结在一起，此时即使是使用间接灭菌机，也应使用后置无菌均质机。

脂肪含量在1％～5％的原料乳，大多数采用二级均质机进行均质处理，控制二级均质压力在 5 MPa左右，再调节总均质压力为18～25 MPa，进行均质处理。

(五) 杀菌巴氏杀菌的目的首先是杀死引起人类疾病的所有致病微生物，同时杀灭牛乳中能影响产品风味和保质期的绝大多数其他微生物以及酶类，以保证产品质量并提高产品的贮藏稳定性。

同时牛乳中也存在一些致敏因子，牛乳的热处理可以降低过敏性反应等。

从杀死微生物的观点来看，牛乳的热处理强度是越强越好。

但是，强烈的热处理对牛乳外观、味道和营养价值会产生不良影响。

如牛乳中的蛋白质在高温下会变性；强烈的加热使牛乳味道改变，首先是出现“蒸煮味”，然后是焦味。

因此，时间和温度组合的选择必须考虑到杀灭微生物和保持产品质量两方面，以达到最佳效果。

1．初次杀菌(thermization)在许多大型乳品厂，不可能在收购鲜乳后立刻进行巴氏杀菌或进行加工。

因此有一部分牛乳必须在大贮乳罐中贮存数小时或数天。

在这种情况下，虽然有现代化的制冷技术，但微生物有足够的时间繁殖并产生酶类，而且微生物代谢产生的副产物有时是有毒的；此外，微生物还会引起牛乳中某些成分分解，使pH下降等。

因此，当原料乳到达乳品厂时必须尽快地进行热处理，尤其是原料质量较差时。

目前，许多乳品厂对牛乳进行预巴氏杀菌，这种工艺称为初次杀菌，即把牛乳加热到63～65℃，保持约15 s。

在许多国家法律中禁止两次巴氏杀菌，因此初次杀菌必须在没有达到巴氏杀菌程度时就停止，即初次杀菌不能导致磷酸酶试验有阴性反应。

初次杀菌的目的是杀死嗜冷菌，以防长时间低温冷藏嗜冷菌大量繁殖，并产生大量的耐热解脂酶和蛋白酶。

为了防止热处理后需氧芽孢菌在牛乳中繁殖，必须将牛乳迅速冷却到4℃或者更低的温度。

大量研究表明，初次杀菌对杀灭某些芽孢菌有利，因为温和的热处理能使许多芽孢恢复到生长状态，这意味着在后面的巴氏杀菌中能较容易将它们杀灭。

通常情况下，牛乳在到达乳品厂后的24 h内即进行加工处理时，无需进行初次杀菌。

2．低温长时间巴氏杀菌(LTLT)这是一种间歇式的巴氏杀菌方法，即牛乳在63～65℃下保持30 min，达到杀菌的目的。

目前，这种方法已很少使用。

3．高温短时间巴氏杀菌(HTST)HTST热处理方式的具体时间和温度的组合，可根据所处理的产品类型不同而有所变化。

新鲜原料乳的高温短时间杀菌工艺可以采用72～75XE，保持15～20 S后再冷却。

磷酸酶试验可用来检查牛乳是否已得到适当的巴氏杀菌，试验结果必须是阴性。

4．超巴氏杀菌(Ultra pasteu“sation)超巴氏杀菌的目的是延长产品的保质期。

超巴氏杀菌的温度一般为125～138℃，时间为2～4 S，然后将产品冷却至7℃以下贮存和销售。

(六) 冷却经过杀菌的牛乳，必须迅速冷却到7℃以下，抑制残留微生物的生长和繁殖，同时，低温贮藏对产品品质的保持也是十分有利的。

目前对巴氏杀菌乳的冷却，通常在板式热交换器中完成，其特点是能回收利用热能。

杀菌后的高温牛乳先进入预热阶段，同进入该段的冷藏牛乳进行热交换，使前者得以降温，后者得以升温预热。

在该段的热交换中，热量得以回收利用。

经预热段降温后的杀菌乳，进入冷却段，进行最后的冷却。

该段使用冰水作冷却介质，将杀菌乳冷却至4~5℃，然后从杀菌器中排出，通过出料管，连续送往灌装机。

(七) 灌装在日益增强的市场竞争中，包装的重要性是不言而喻的。

包装的目的是包容、保护、保藏食品，使其便于销售。

就包装材料本身而言，它应具备以下几个特性：①保证产品的质量及其营养价值；②保证产品的卫生及清洁，对所包装的产品没有任何污染；③避光、密封，有一定的抗压强度；④便于运输；⑤便于携带和开启；⑥减少食品腐败和废物的产生；⑦有一定的装饰作用。

就目前而言，我国巴氏杀菌乳的包装形式主要有：玻璃瓶、塑料袋、复合纸包装等。

(八) 冷藏、运输巴氏杀菌乳在贮存、运输和销售过程中，必须保持冷链的连续性。

乳品厂至商店的运输过程及产品在商店的贮存过程是冷链的两个最薄弱环节，要特别引起重视。

巴氏杀菌乳在冷藏和运输过程中的具体要求包括：①产品必须贮藏在4℃以下；②巴氏杀菌乳必须在6℃以下贮藏和运输；③产品应尽量在避光条件下贮藏、运输和销售；④产品应尽量在密闭条件下销售。

摘自：顾瑞霞主编,乳与乳制品工艺学,中国计量出版社,2006.11。