1.概念
液态乳是以生鲜乳为原料,经过适当的加工处理后制成的供给消费者直接饮用的液态乳制品。
2.分类
(1)根据杀菌方式分类 热处理是液态乳加工过程中最主要的工艺,根据热处理方式和强度不同,可将液体乳分为以下几类:
①低温长时巴氏杀菌乳:是指经62~65℃、30min保温杀菌,冷却后得到的液体乳产品。
②高温短时巴氏杀菌乳:是指乳经72~75℃热处理15~20s或80~85℃热处理10~15s,冷却后得到的液体乳产品。
③超高温瞬时灭菌乳:经130~150℃、1~5s热处理,冷却后得到的液体乳产品。
④保持灭菌乳:是指乳在密闭容器中加热到约110℃,保温15~20min,经冷却后而制成的产品。
(2)根据营养成分分类 根据原料成分分为以下几类:
①纯牛乳:以生鲜牛乳为原料,不添加任何添加剂或其他食品原料加工而成的产品,保持了牛乳固有的营养成分。
②营养强化乳:在生鲜牛乳的基础上,添加维生素、矿物元素、多不饱和脂肪酸如二十二碳六烯酸(DHA)等对人体有益的营养物质而制成的液态乳制品。
③再制乳:指以脱脂乳粉和无水奶油等为原料,经混合溶解后制成与牛乳成分相同的饮用乳。
④花色乳:以生鲜牛乳为主要原料,添加咖啡、巧克力、可可、果汁或各种谷物成分制成的产品。花色乳的风味和外观与纯牛乳有较大差异。
⑤低乳糖乳:在乳中添加乳糖分解酶,使乳糖部分分解,或用其他方法使乳中乳糖含量降低。适用于乳糖不耐症人群饮用。
(3)根据脂肪含量分类 生产不同脂肪含量的液态乳以满足不同消费者的需求,不同国家制定的标准不同。依据产品中脂肪含量的不同,我国液态乳分为以下几类:
①全脂乳:脂肪含量≥3.1%的液态乳制品。
②部分脱脂乳:脂肪含量介于1.0%~2.0%的液态乳制品。
③脱脂乳:脂肪含量≤0.5%的液态乳制品。
热处理是乳品生产中最基本、最常见的操作单元,其主要目的是杀灭乳中部分或全部微生物,破坏乳中酶类,延长产品的保质期,热处理还可以改变乳的物理化学性质以利于进一步加工。但是,热处理也会造成部分营养素被破坏、不稳定或在乳中分布不均匀,形成产品的蒸煮味,影响产品的风味和色泽,因此应根据产品要求优化热处理工艺。
1.热处理对乳性质的影响
预热、杀菌、灭菌、保温、浓缩及干燥等热处理是乳制品生产中的重要环节。牛乳属热敏性物质,热处理对牛乳性质的影响与乳制品质量有密切关系。
(1)形成薄膜 牛乳在40℃以上加热时,液面会形成薄膜,这是因为液面水分不断蒸发,致使液面胶体蛋白浓缩而形成薄膜,这类薄膜的固体中含有20%以上的脂肪及20%~25%的蛋白质。薄膜随加热时间的延长以及温度的提高逐渐加厚。为防止薄膜的形成,在加热时应不断搅拌或减少水分从液面蒸发。
(2)变色 乳长时间加热会发生变色,颜色变深,棕色化。一般认为产生棕色化的原因有:具有羰基的糖和具有氨基的化合物之间产生羰氨反应而形成棕色物质;乳糖经高温加热产生焦糖化形成棕色物质;乳中所含的微量尿素加热反应产生褐变。
(3)产生蒸煮味 牛乳经74℃,15min加热后产生明显的蒸煮味。原因在于β-乳球蛋白和脂肪球膜蛋白发生热变性而产生(-SH),甚至产生挥发性的硫化物(H2S)。蒸煮味随着温度升高而增强。
(4)各种成分的变化
①酪蛋白:牛乳在100℃以下加热时,酪蛋白几乎不发生结构变化,但在120℃加热30min以上,酪蛋白胶粒发生部分水解、脱磷酸和聚集,凝固能力降低,如用皱胃酶凝固牛乳时,凝固时间延长,凝块变柔软。同时,酪蛋白在100℃长时间加热或在120℃加热时,酪蛋白会参与褐变反应。
②乳清蛋白:乳清蛋白对热会产生不稳定现象。如果加热时间均为30min,球蛋白变性温度为70℃,血清白蛋白为74℃,β-乳球蛋白为90℃,α-乳白蛋白为94℃。乳清蛋白变性凝固,导致加热后的乳比加热前略白,黏度增加。前面提到的牛乳“蒸煮味”的产生就是由于加热引起β-乳球蛋白和脂肪球膜蛋白的分解所致。
③乳糖:在不太强烈的热处理条件下,乳糖分解产生乳酸、醋酸、蚁酸等,使乳的滴定酸度增加。在100℃长时间加热或在120℃加热时,乳糖与蛋白质发生褐变反应。乳糖的褐变反应程度随温度与酸度而异,温度与pH越高,褐变越严重。此外,糖的还原性越强,褐变也越严重。
④脂肪:在加热过程中,乳脂肪易上浮与凝固的乳蛋白质形成聚合体,导致乳脂肪不易分离出来,因此分离稀奶油时,加热温度不能超过65℃。牛乳经加热后游离脂肪酸量减少。
⑤盐类:乳中磷酸钙的溶解度随温度的升高而减小。加热过程中,在加热面上形成以磷酸钙为主的蛋白质、脂肪混合物结晶,又称“乳石”,影响传热,降低热效率、影响杀菌效果。乳石的形成与加热面的光洁度有较大的关系,加热面光洁度越差,乳石形成越多。
⑥维生素:牛乳中的维生素B1、维生素B6、维生素B12、叶酸和维生素C等对热不稳定,加热很容易损失。
⑦其他:加热会使酶的结构发生变化,造成酶活力丧失。但是,如果热处理时,牛乳中存在的一些对热稳定的活化因子未被破坏,那么已钝化的酶能被重新活化。所以,高温短时杀菌处理的巴氏杀菌乳装瓶后,应立即在4℃条件下冷藏,以抑制碱性磷酸酶的复活。
2.液态乳的杀菌和灭菌方法
乳制品加工过程中的热处理主要分为杀菌和灭菌两种方式:杀菌是将乳中的致病菌和造成缺陷的有害菌全部杀死,但并非百分之百的杀灭非致病菌,也就是说还会残留部分非致病菌,杀菌条件应控制到对乳的风味、色泽和营养损失最低的限度;灭菌是杀死乳中所有细菌,使其呈商业无菌状态。但事实上热致死率只能达到99.9999%,欲将残存的百万分之—,甚至千万分之一的细菌杀灭,必须延长保持时间,这样会给乳制品带来更多的缺陷。基于热处理强度不同将热处理工艺分为以下三类:
(1)低温长时巴氏杀菌 通常采用的加热条件为62~65℃保持30min,此方法的热处理强度能够灭活乳中的碱性磷酸酶,可以杀死乳中所有的病原菌、酵母和霉菌以及大部分的细菌。此法一般为分批间歇式,使用夹套式保温缸进行杀菌。杀菌时先泵入牛乳,开动搅拌器,同时向夹套中通入热水和蒸汽,使乳温缓慢上升,到所规定的温度,停止进汽和热水,维持规定时间后,立刻向夹套中通入冷水尽快冷却。此法只能间歇进行,适用于少量牛乳的处理。低温长时杀菌法由于所需时间长,效果不够理想,因此目前生产上很少采用。
(2)高温短时巴氏杀菌 通常采用的杀菌条件为72~75℃保持15~20s或80~85℃保持10~15s,可以根据所处理的产品类型不同而有所变化,一般采用板式杀菌装置连续进行。此方法的热处理强度能够使乳中碱性磷酸酶灭活,可以杀死全部的微生物营养体,但是不能完全杀死细菌芽孢;能灭活乳中大部分酶类,但是细菌产生的蛋白酶和脂酶不能被全部灭活;部分乳清蛋白发生变性,产生明显蒸煮味;除维生素C有些损失外,其他营养成分没有明显改变。常用碱性磷酸酶试验检查牛乳是否已得到适当的巴氏杀菌。
(3)灭菌 该处理能够杀死乳中包括芽孢在内的几乎全部微生物,达到商业无菌的目的,分为保持式灭菌和超高温瞬时灭菌两种处理方式。保持式灭菌通常采用110℃、30min高温高压长时间灭菌(在瓶中灭菌),超高温瞬时灭菌在135~150℃下持续1~5s。保持式灭菌热处理强度大,对维生素、蛋白质和氨基酸的损失较大,会产生严重的美拉德反应,产品有蒸煮味。相比而言,超高温瞬时灭菌处理,微生物全部被杀灭,大多数蛋白质没有化学变化,有轻微的蒸煮味,对乳的营养和理化特性影响较小,在现代乳品加工中应用较普遍,在无菌条件下进行包装后的成品,可保持相当长的时间不变质。经灭菌处理的产品,保质期较长,可以在常温下保存。
1.巴氏杀菌乳
(1)概念及分类 巴氏杀菌乳,又称巴氏消毒乳,是指以新鲜乳为原料,经过滤、离心、标准化、均质、巴氏杀菌、冷却和灌装后制成的直接供给消费者饮用的商品乳。巴氏杀菌是乳品加工中相对较为温和的热处理方式,主要目的是杀死所有致病菌和大部分的腐败菌。经过巴氏杀菌的产品必须完全没有致病微生物,但是不能完全破坏乳中含有的能够破坏乳制品风味和缩短其保质期的微生物和酶系统,因此巴氏杀菌乳的保质期较短,在冷藏条件下货架期一般不超过7d。
根据脂肪含量,乳可以分为全脂、部分脱脂和脱脂巴氏杀菌乳。
(2)工艺流程 巴氏杀菌乳的生产工艺流程:
①验收合格的原料乳经过滤、净化后,被分离为脱脂奶和稀奶油。
②经标准化后,被泵入到均质机均质。
③杀菌后,牛乳流到板式换热器冷却段,先与流入的未经处理的乳进行回收换热,其本身被冷却,然后在冷却段再与冷媒进行热交换冷却。
④冷却后先进入缓冲罐,再被泵入到灌装机进行灌装。
(3)质量控制
①原料乳的验收:只有符合标准的原料乳才能进行生产。原料乳的质量直接影响巴氏杀菌乳的品质和保质期,因此必须对原料乳进行严格管理和认真检验,感官指标、理化指标、污染物限量、真菌毒素限量、微生物限量等方面,必须符合原料乳质量标准。另外,近年来原料乳的体细胞数也作为评定原料乳质量的重要指标。
②过滤与净化:原料乳验收后,为了除去其中的尘埃杂质、表面细菌等,必须对原料乳进行过滤和净化处理,以除去机械杂质并减少微生物数量。过滤处理可以采用纱布过滤,也可以用过滤器进行过滤。乳的净化是指利用机械的离心力,将肉眼不可见的杂质去除,使乳净化,目前主要采用离心净乳机进行净化处理。
③离心分离:牛乳脂肪的相对密度为0.930,而脂肪以外的其他部分相对密度为1.034。当乳静止时,由于重力作用,脂肪上浮,在乳的上层形成乳脂率很高的部分,习惯上将这部分称为稀奶油,而下面乳脂率低的部分称为脱脂乳。把乳分成稀奶油和脱脂乳的过程称为乳的分离。在乳制品生产中离心分离的目的主要是得到稀奶油和脱脂乳,对乳或乳制品进行标准化加工以得到要求的脂肪含量。此外还可清除乳中杂质、细菌。现代化的乳品厂多用奶油分离机分离奶油,目前使用的奶油分离机有开放式、半封闭式和封闭式三种,分离的原理是根据乳脂肪与脱脂乳相对密度的不同,在离心机6000~8000r/min的高速旋转离心作用下,使脱脂乳与稀奶油分开,各自沿分离机的不同出口流出。影响分离效果的因素有:
分离机转速:分离机的转速越高,牛乳的分离效果越好。
脂肪球直径:脂肪球的直径越大,分离效果越好,一般直径小于1.0μm的脂肪球不能被分离机分离出来。
牛乳进入分离机的速度:牛乳进入分离机的速度越慢,乳在分离盘内停留的时间越长,脂肪分离就越彻底,但分离机的生产能力也随之降低。
牛乳的温度:当乳的温度降低时,黏度升高,脂肪上浮速度减慢,就会引起脂肪分离不完全。因此在分离稀奶油时应先预热原料乳,有利于提高分离效果。预热温度取决于分离机的类型,一般控制在35~40℃,若温度过高,会有大量泡沫产生,蛋白质也会发生凝固现象,反而影响分离效果。
④标准化:根据GB19645—2010《巴氏杀菌乳》的规定全脂巴氏杀菌乳的肪含量应≥3.1g/100g。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的质量均匀一致。原料中脂肪含量不足时,应添加稀奶油或除去一部分脱脂乳;当原料中脂肪含量过高时,可添加脱脂乳或提取部分稀奶油。此外,可根据对脂肪含量的不同要求生产不同脂肪含量的乳制品,如脱脂乳、低脂乳。
⑤预热均质:鲜乳均质后可使牛乳脂肪球直径变小。因此,均质乳风味良好、口感细腻、有利于消化吸收。通常情况下,并非将全部牛乳都均质,只对稀奶油部分调整到适宜脂肪含量后进行均质以节约成本,称为部分均质。其优点在于用较小的均质机就能完成任务,动力消耗少。生产巴氏杀菌乳时,一般杀菌之前进行均质,以降低二次污染。均质后的乳应立即进行巴氏杀菌处理。
⑥巴氏杀菌:巴氏杀菌保证了产品的安全性并提高了产品的货架期,在巴氏杀菌牛乳生产过程中常采用高温短时巴氏杀菌处理,其杀菌条件为72~75℃保持15~20s或80~85℃保持10~15s,一般在板式杀菌装置内连续进行。如果巴氏杀菌太强烈,产品会有蒸煮味或焦糊味,脂肪也会产生结块或聚合。
⑦冷却:乳经巴氏杀菌后,虽然绝大部分微生物已经被消灭,但在以后各项操作中仍有被污染的可能性,为抑制残留微生物的生长和繁殖,增加保存性,杀菌后应及时进行冷却。通常在板式换热器中完成巴氏杀菌乳的冷却,通过冷却区段后可冷却至4~5℃。
⑧灌装:冷却后的牛乳应直接分装,及时送至消费者。如不能立即运送,应贮存于5℃以下的冷库内。灌装的目的主要是为便于零售,防止外界杂质混入成品中,防止微生物再次污染成品,保存风味以及防止成品吸收外界气味而产生异味等。巴氏杀菌乳的包装形式主要有玻璃瓶、乙烯塑料瓶、塑料袋和复合纸包装。
玻璃瓶:可回收,多次循环使用,与牛乳接触不起化学反应,无毒,光洁度高,易于清洗。缺点为质量大,运输成本高,易受日光照射,产生不良气味,造成营养成分损失,回收的空瓶微生物污染严重,清洗消毒工作量大。(www.xing528.com)
塑料瓶:多用聚乙烯或聚丙烯塑料制成,优点为:重量轻,运输成本低,破损率低,循环使用可达400~500次,聚丙烯具有刚性,耐酸碱,耐150℃高温。缺点为:旧瓶表面易磨损,污染程度大,不易清洗消毒。
涂塑复合纸袋:重量轻,容积小,减少洗瓶费用,不透光,不易造成营养成分损失,不回收容器,减少污染。缺点是一次性消耗,成本高。
⑨冷藏:巴氏杀菌产品的特点决定其在贮存和分销过程中,必须保持冷链的连续性,尤其是从乳品厂到商店的运输过程及产品在商品的贮存过程是两个最薄弱的冷链环节。
2.延长货架期的巴氏杀菌乳
(1)概念 延长货架期巴氏杀菌乳,即ESL(extended shelf life milk)乳,本质含义是延长(巴氏杀菌)产品的保质期,其保质期介于巴氏杀菌乳和超高温灭菌乳之间,在日本、欧洲、美国、加拿大等地的液态乳主要是此类产品。
巴氏杀菌乳产品保质期短(一般为48h),产品的运输、销售区域受限制、易变质。超高温灭菌乳虽然保质期长,饮用方便,但是营养损失大,与原料乳相比,产品的感官质量发生较大变化,特别是易产生褐变和蒸煮味。目前采用的主要措施是用比巴氏杀菌更高的杀菌温度,但是低于超高温瞬时灭菌的条件,即一般采用125~130℃,处理2~4s,称为超巴氏杀菌。超巴氏杀菌需要较高的生产卫生条件和优良的冷链分销系统,其货架寿命在在冷藏条件下至少15d,最长可达45d,一般冷链温度越低,冷链控制越好,产品保质期越长。
(2)与巴氏杀菌乳及超高温瞬时灭菌乳的区别 ESL乳本质上仍然是巴氏杀菌乳,与超高温灭菌乳有根本的区别。首先,超巴氏杀菌产品并非无菌灌装;其次,超巴氏杀菌产品不能在常温下即需在冷藏条件下贮存和分销;第三,超巴氏杀菌产品不是商业无菌产品。
(3)工艺及质量控制 ESL乳的工艺与巴氏杀菌乳基本相同,包括原料预处理、热杀菌、灌装等环节,工艺流程如图6 -7所示。不同之处主要有两点:杀菌条件和微滤技术的应用。
图6-7 采用微滤处理的延长货架期巴氏杀菌乳生产工艺流程
①杀菌条件:ESL乳采用125~130℃、2~4s热处理。
②微滤技术的应用:为了延长ESL乳的货架期,在生产中采用了高新技术和工艺,如微滤技术。离心与微滤相结合技术生产ESL乳的基本宗旨是把牛乳中的微生物浓缩到小部分,这部分富集微生物的乳再接受较高的热处理,杀死可能形成内生孢子的微生物(如蜡状芽孢杆菌),之后再在常规杀菌之前,将其与剩余的乳混匀,一并进行巴氏杀菌,钝化其余部分带入的微生物。此工艺中只是部分乳经受较高温度处理,得到的产品口感更好、营养损失更小,使保质期适当地延长,目前已有商业应用。采用微滤技术生产ESL乳的基本工艺是首先对新鲜原料乳脱脂,再将脱脂乳经过0.5μm的滤膜以除去其中的细菌和孢子,对截留液进行高强度杀菌,之后与透过液混合,进行低强度杀菌,冷却后灌装。需要注意的是:此生产线中从原料乳验收到灌装系统都必须保持严格的卫生条件;产品贮运过程中的温度不应超过7℃。
3.超高温灭菌乳
(1)概念及分类
①概念:物料在连续流动的状态下,经过135~150℃不少于1s的超高温瞬时灭菌,然后在无菌状态下灌装,以最大限度地减少产品在物理、化学及感官上的变化,这种产品称为超高温灭菌产品。超高温灭菌乳,即UHT(ultra high temperature treated)乳,是指经超高温灭菌处理得到的液态乳制品。UHT乳可在非冷藏条件下销售。超高温灭菌的出现大大改善了保持式灭菌乳的特性,不仅使产品的色泽和风味得到改善,而且提高了产品的营养价值。
灭菌乳并非指产品绝对无菌,而是指产品达到商业无菌状态,即不含危害公共健康的致病菌和毒素;不含任何在产品贮存运输及销售期间能繁殖的微生物;在产品有效期内保持质量稳定和良好的商业价值,不变质。
②分类:根据加热方式的不同,超高温灭菌处理主要有直接加热方式和间接加热方式两种:
直接加热法:直接加热系统可分为喷射式(蒸汽喷入产品)和注入法(产品注入蒸汽中)。将乳喷到一定压力下的蒸汽室内或将蒸汽注入乳中,在蒸汽瞬间冷凝的同时加热乳至灭菌温度,保持数秒后,乳进入减压蒸发室,将乳中由蒸发液化而产生的水分等量蒸发出来,同时乳迅速冷却,又称闪蒸。直接加热法的优点是快速加热和快速冷却,最大限度地减少了超高温处理过程中可能发生的物理和化学变化,乳清蛋白质变性程度小,成品质量好。另外,直接加热法设备中附有真空膨胀冷却装置,可起脱臭作用,成品中残氧量低,风味较好,也不存在加热面结垢问题。但直接加热法设备比较复杂,且需纯净的蒸汽。
间接加热法:间接加热法用管式或板式热交换器加热,通过热交换器将乳加热至灭菌温度,保持数秒后,迅速冷却。导热面由不锈钢制成,间接加热系统设备可分为板式热交换器、管式热交换器和刮板式热交换器。其冷却也可间接通过各种冷却剂来实现。加热介质包括过热蒸汽、热水和加压热水。冷却剂常见的是冷水或冰水。管式换热器是以管壁为换热间壁的换热设备,常见的有列管式、盘管式、套管式等。与片式换热器比较,管式换热器的管道比较结实,没有密封垫圈,但是单位体积液体的加热面积比较小,因此加热介质与进入的液体之间的温差比较大。为了防止堵塞和增加热交换,必须提高液体流速。管式换热器可以获得比较高的加热温度,比较适合于间接UHT处理。
(2)工艺流程 采用直接超高温灭菌处理或间接超高温灭菌处理生产超高温灭菌乳的生产工艺相近,与巴氏杀菌乳生产工艺的主要区别在于超高温灭菌处理前一定要对所有设备进行预灭菌。超高温灭菌热处理强度更大,要求严格,工艺流程中必须使用无菌罐,最后采用无菌灌装。基本工艺流程如下。
①原料乳经验收、预处理后由平衡槽经离心泵进入管式热交换器的预热段,此处牛乳被热水加热至75℃后进入均质机。通常采用二级均质,第二级均质压力为5MPa,均质机合成均质效果为25MPa。
②均质后的牛乳进入加热段,在此处牛乳被加热至灭菌温度(通常为137℃),在保温管中保持4s,然后进入热回收冷却段,此处牛乳被冷媒冷却至灌装温度。
③冷却后的牛乳直接进入灌装机或先进入无菌贮罐后再进入灌装机。
(3)质量控制
①原料乳质量要求:用于生产超高温灭菌乳的原料乳,除应该满足最基本的质量要求外,对蛋白稳定性、微生物指标等方面也有较高要求。在蛋白质稳定性上,要求牛乳在酒精浓度75%时仍保持稳定,以避免在生产和产品贮藏期间出现问题;在微生物指标方面,要求细菌总数小于2 ×106CFU/mL,耐热芽孢数小于100CFU/mL,嗜冷菌和芽孢形成菌的数量尽量低,以免产生的耐热酶类和芽孢影响UHT乳的质量和口味。
②设备灭菌:又称预灭菌,即在生产前先用热水处理生产设备,以避免经灭菌处理后的产品被再次污染,其流程与牛乳灭菌有所不同。水直接进入均质机、加热段、保温段、冷却段,在此过程中保持全程超高温状态,继续输送至包装机,从包装机返回,流回平衡槽。如此循环保持回水温度不低于130℃,时间30min左右。杀菌完毕后,放空灭菌水,进入正常生产流程。
③均质:原料乳经过预热后进行均质,通常采用二级均质,总压力为25MPa左右。生产中,应首先设定准确的均质机流速,以保证所需的牛乳流量。
④灭菌,冷却:均质后的牛乳进入加热段加热到灭菌温度灭菌。具体的灭菌条件因加热方式的不同而有差异,直接加热法一般为140~150℃,保持1~4s;间接加热法多采用135~140℃,保持2~5s。灭菌后的乳应迅速冷却,先用无菌水将乳降温至约76℃,再进入热回收段,被5℃的进乳冷却至20℃。
⑤无菌平衡贮罐:灭菌乳在无菌条件下被连续地从管道内送往包装机。为平衡灭菌机和包装机生产能力的差异,并保证在灭菌机或包装机中间停机时不产生相互影响,可在灭菌机与包装机之间装一个无菌平衡贮罐,起缓冲作用。
⑥无菌灌装:经过超高温灭菌及冷却处理后的灭菌乳,应立即进行无菌灌装。无菌灌装是将杀菌后的牛乳,在无菌条件下装入已灭菌的容器内。超高温灭菌乳需在非冷藏条件下具有较长货架期,因此要求包装材料具有优良的隔氧、隔气、防光特性。包装所用的材料通常为内外覆聚乙烯的纸板,它能有效阻挡液体的渗透,并能进行内、外表面的良好封合。为了延长产品的保持期,包装材料中要增加一层氧气屏障,通常要复合一层很薄的铝箔。
⑦脱气:采用间接加热UHT乳时,应通过脱气的方法除去产品中的氧,否则产品氧气含量过高会导致氧化味的产生和贮存过程中一些维生素的损失。直接加热法乳在闪蒸冷却过程中已完成了脱气。
4.保持灭菌乳
(1)概念 保持式灭菌方式是指产品灌装后采用高压灭菌,即物料在密闭容器中加热到约110℃,保温15~20min,经冷却后而制成的产品。
经保持灭菌处理后,产品不含有任何在贮存、运输及销售期间能繁殖的微生物及对产品品质有影响的酶类。该法常用于生产常温贮藏的塑料瓶包装的纯牛乳,更多地用于塑料瓶包装的乳饮料。
(2)加工类型
①间歇式保持灭菌:主要容器为压力容器(高压锅),有立式和卧式之分,控制系统较简单,产品成本低。但是由于牛乳的部分冷却过程是在灭菌器中进行,灭菌器需要每次装载和卸载,因此利用率较低,且装卸所需的人工劳动量大。
②静水压式连续灭菌:其原理是在杀菌设备的进出罐分别设有两个上水柱,利用水柱高度形成的压力决定饱和蒸汽的压力,以维持所需温度。由于利用水柱的压力,因此不需要机械密封装置,结构相对简单,产品的连续进出可在开口状态下进行。由于静水压的作用,蒸汽室的温度可达到121℃。静水压式连续灭菌适合大规模的牛乳加工,但设备造价高、重量大、需安装在高大的建筑中,因此使用受到一定限制。
(3)工艺 保持灭菌乳的基本生产工艺与巴氏杀菌乳及超高温灭菌乳相似,不同的是保持灭菌乳采用高压灭菌的方式实现产品的商业无菌,在生产工艺中通常分为直接预热灌装灭菌(称为一次灭菌乳)和首先经过一次预灭菌,然后再灌装到瓶中进行二次灭菌(二次灭菌乳)。在原料乳质量较差的情况下,往往采用二次灭菌的方法,以保证产品质量。
5.再制乳和花色乳
(1)再制乳 再制乳是指将几种乳制品,主要是脱脂乳粉和无水黄油,经加工制成液态乳。其成分与鲜乳相似,也可强化各种营养成分。再制乳的加工克服了乳加工的季节性,保证了淡季乳的供应,并且可调节乳缺乏地区鲜乳的供应。
①原料:脱脂乳粉和无水黄油:它们是制作再制乳的主要原料,其质量的好坏对成品质量有直接影响,须严格控制,贮存期一般不超过12个月。
水:水的质量直接影响再制乳的质量,应使用软化水,因为水中Ca2+、Mg2+含量高时,会影响蛋白质胶体的稳定性。
添加剂:乳化剂,起稳定脂肪作用,常用的有磷脂,添加量为0.1%;乳化稳定剂,常用的有果胶、琼脂、海藻酸盐、阿拉伯树胶等;盐类,起稳定蛋白质的作用,如CaCl2、柠檬酸钠;风味料,如天然或人工合成的香精,用于增加奶香味;着色剂,赋予制品良好的颜色,如胡萝卜素。
②加工方法:全部均质法:先将脱脂乳粉和水按比例混合制成脱脂乳,再添加无水黄油及添加剂。将充分混合后的料液全部经过均质机均质、消毒、冷却而成。
部分均质法:先将脱脂乳粉和水按比例混合制成脱脂乳,然后取部分脱脂乳,在其中加入无水黄油及添加剂,制成高脂乳。将高脂乳进行均质,再与其余的脱脂乳混合,经消毒,冷却而制成。
稀释法:先用脱脂乳粉、无水黄油及添加剂混合制成炼乳,再由无菌水稀释制得。
(2)花色乳
①原料:咖啡:咖啡浸出液的调制,可直接使用速溶咖啡,也可用咖啡粒浸提。由于咖啡酸度较高,易引起蛋白质的不稳定,因此一般少用酸味强的咖啡,多用稍带苦味的咖啡。咖啡浸出液提取,可用产品重0.5%~2.0%的咖啡粒,用90℃热水(咖啡粒的12~20倍的水量)浸提。浸出液受热过度,会影响产品风味,浸出后应迅速冷却并在密闭容器内保存。
可可及巧克力:一般采用的是用可可豆制成的粉末,稍加脱脂的称为可可粉,不脱脂的称巧克力粉,口味因产地不同而异。巧克力含脂率在50%以上,不易分散在水中,可可粉的含脂率随用途而异,一般为10%~25%,在水中较易分散,因此生产花色乳饮料时,一般采用可可粉,用量为1.0%~1.5%。
甜味剂:一般使用蔗糖(4%~8%),也可使用饴糖或转化糖液。
稳定剂:常用的有羧甲基纤维素,明胶,海藻酸钠等。明胶溶解性好,使用方便,用量为0.05%~0.20%。此外,也可使用淀粉、洋菜、胶质混合物。
果料:各种水果料,例如香蕉。
酸味剂:乳酸,柠檬酸,果酸等。
香精:根据花色乳的类型选用相应的香精。
②配方及工艺
a.咖啡乳:配方:全脂乳:40kg;脱脂乳:20kg;蔗糖:8kg;咖啡浸提液(咖啡粒为原料的0.5%~2.0%):30kg;稳定剂:0.05%~0.20%;焦糖:0.3kg;香料:0.1kg;水:
1.6kg。将稳定剂与少许糖混合后溶于水,与咖啡浸提液充分混合后添加到乳等料液中,经过滤、预热、均质、杀菌、冷却、包装制得。
b.巧克力乳或可可乳:配方:全脂乳:80kg;脱脂乳粉:2.5kg;蔗糖:6.5kg;巧克力板:1.5kg(可可乳使用可可粉);稳定剂:0.02kg;色素:0.01kg;水:9.47kg。先将可可粉(巧克力需预先融化)与部分蔗糖混合,在混合过程中边搅拌边加入脱脂乳,搅拌至均匀光滑为止。然后加热至66℃,并加入预先混合好的稳定剂与蔗糖,均质,在82~88℃杀菌15min,冷却至10℃以下灌装。
c.果汁牛乳及果味牛乳:果汁牛乳是以牛乳和水果汁为主要原料,果味牛乳是以牛乳为原料加酸味剂调香而成的花色乳。其共同特点是产品呈酸性,因此生产的技术关键是酪蛋白在酸性条件下的稳定。因此需要适当的配制方法,选择适当的稳定剂并进行均质。
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