乳制品常温UHT产品快速保温实验技术研究

仪虹伯，唐亚娟，胡伟，刘永峰，郝晖,刘治国

（蒙牛乳业集团股份有限公司，呼和浩特011500）

0 引言

目前乳制品常温UHT产品执行的《快速保温试验》检测方法（即：温度为35℃，放置时间为24 h），作为UHT产品放行的判断标准，不仅与国家相关法律规定和行业执行标准GB/T4789.26—2003[1]中对UHT产品执行7天保温试验的规定不符，同时因抽样量太少的抽样方式，不符合微生物生长原理的坏包微生物鉴定参数，导致坏包检出代表性差、检出率低，而且通过调研统计各事业部保温室数据，得出实际坏包检出的对应关系几率也非常低，在统计学和微生物学上缺乏合理性、准确性。因此，研究一种合理准确科学的快速保温实验检测方法就显得十分重要。

通过快速模拟坏包实验，利用design软件进行时间、pH值、温度相关性分析，建立数学模型，分析微生物总量、pH值与时间及微生物总量、pH值与温度的曲线关系[2]，确定最优的实验方案。

1 实验

1.1 材料

乳制品，恒温保温培养箱，微生物超净台，500 mL量筒，1000 mL烧杯，移液枪。

1.2 方法

1.2.1 微生物总量、pH值与时间的相关性

（1）抽取11包利乐枕纯牛奶（其中1包作为空白对照样，不进行划包,1包作为胀包测量对照样）编号为1#～11#，将1#、2#、3#、4#、5#、6#、7#、8#、9#、10#分别用刀片划1 cm豁口。

（2）将1#～10#样品放置于托盘中，依次放置五个位置，每个位置放置10 min。

（3）测量10#样品的微生物总量，记录为n1；同时将1#～9#样品在恒温箱恒温放置，每隔3 h进行体积、酸度测量（测量对照记录表进行），测量是否胀包、酸包。（注：1#～9#样品测量顺序为先测微生物总量、再测pH值）

酸度测量方法：pH计进行测量，若pH=6.4时，判定为酸包。由于观察是否胀包及品尝酸味存在主观差异，故在本实验过程中将胀包及酸包现象的观察品评进行量化，规定体积变化率为30%时，判定为胀包；若pH=6.4时，判定为酸包。

（4）将9#样品封口进行体积变化测定，每隔3 h测量一次体积变化，记录为Δ V（当体积变化率a=30%时，剪包测微生物总量，记录为n2）。

体积测量方法：①将烧杯注满水，总体积为1000 mL；②将未胀包的样品放入烧杯中，排出水量为V1；③将恒温放置后的样品放入烧杯中，排出水量为V2；④样品体积变化Δ V=(V2-V1)；体积变化率a=Δ V/V1。

（5）依据记录表中数据分别绘制时间—微生物总量、时间—pH值曲线图，在曲线图上找出n2值、pH=6.4所对应的时间值。

2.2.2 微生物总量、pH值与温度的相关性

（1）抽取11包利乐枕纯牛奶（其中1包作为空白对照样，不进行划包,1包作为胀包测量对照样）编号为1#～11#，将1#、2#、3#、4#、5#、6#、7#、8#、9#、10#分别用刀片划1 cm豁口。

（2）将1#～10#样品放置于同一托盘中，依次放置五个位置，每个位置放置10 min。

（3）测量10#样品的微生物总量，记录为n1；同时将1#～9#样品按照记录表的温度要求放置在恒温箱，放置24 h后进行微生物总量及pH值测定。（注：1#～9#样品测量顺序为微生物总量、pH值。）

（4）将各样品按照温度要求在保温箱放置24 h后进行检测、完成记录。

3 结果与分析

3.1 微生物总量、pH值与时间的相关性

依据快速保温验证试验数据，利用design软件得出变化响应曲面见图1～图3所示。

图1 温度-时间-pH值响应曲面（I）

图2 温度-时间-pH值响应曲面（II）

图3 温度-时间-pH值响应曲面（III）

由图1～图3可以看出，随着时间的延长，pH值呈下降趋势；而随着温度的不断增大，pH值呈先下降后增大趋势。由曲面投射曲线可知，pH=6.4左侧区域为本实验理想区域，即该区域内对温度和时间进行取值，样品pH＞6.4，判定为酸包。

经design软件计算温度、时间二因子相关系数，得出回归数学模型为:

Y=6.82＋0.01X1－0.02X2－2.78×10-5X1×X2－8.04×10-4X12＋2.63×10-4X22，

式中：Y为pH值；X1为温度；X2为时间。由此数学模型通过样品保温温度、时间可预测样品pH值，初步估计样品质量。

3.2 温度-pH值数据分析

依据快速保温验证试验中“快速模拟坏包试验”数据中的温度—pH数据可以形成曲线如图4所示。

图4 温度-pH值曲线

由图4可以看出，在24 h不变的前提条件下，“快速模拟坏包产品”在35℃时的pH值表现最低，其次低是30℃和40℃，再次低为25℃和45℃产品。说明在35℃左右时是中性白奶产品的最佳保温实验条件，这一结论符合微生物的生长规律，35℃为最适微生物生长温度[3]，此温度破坏试验样品中微生物中的产酸菌较为活跃，产酸较多，导致PH值降到最低[4]。故选定快速保温试验检测温度35℃最优。

3.3 时间-pH数据分析

依据快速保温验证试验中“快速模拟坏包试验”数据中的温度-pH值数据可以形成曲线如图5所示。

图5 时间-pH值曲线

由图5可以看出，在35℃不变的前提条件下，“快速模拟坏包试验”产品随着保温时间的延长而有pH值逐渐降低趋势。在27 h后出现pH值逐渐低于6.4的不合格情况（中性白奶产品的pH值标准范围为6.4～6.8之间）。

而正常生产的常温保温试验的坏包表现时间（即pH值低于6.4的培养时间），会由于微生物的残留数量、交叉污染时间、范围等因素是远远低于“快速模拟坏包试验”产品的，而需要远远长于27 h的培养时间方能表现出酸包产品的pH值低于6.4的不合格情况。

3.4 时间-胀包体积变化的数据分析

依据快速保温验证试验中“快速模拟坏包试验”数据中的35℃:时间h—胀包体积（V%）变化数据可以形成曲线如图6所示，牛乳样品如图7和图8所示。

由图6可以看出，在35℃不变的前提条件下，“破坏快速模拟坏包”产品随着保温时间的延长、随着牛奶中产气菌增多和持续产气而逐渐胀包[5]程度越来越明显的趋势。

图6 时间—pH值曲线

图7 27 h胀包牛奶样

由图7和图8可以看出，在27 h以后用肉眼就可以观察到明显的利乐枕外观胀包变化,其外形体积已经膨胀到20%左右。30 h后胀包更加明显，清晰可见。

图8 30 h胀包牛奶样

在正常生产的常温保温试验的胀包表现中，会因为微生物的残留数量、交叉污染时间、范围等因素远远低于“破坏快速模拟坏包”产品，而需要远远长于27 h的培养时间方能表现出胀包产品达到肉眼可明显观察的情况。

4 结 论

通过以上研究，本试验完成了对最佳快速保温实验条件的初步研究，快速模拟坏包产品在35℃左右时的pH值表现最低，是中性白奶产品的最佳保温实验条件。在远远长于27 h的培养时间方能因持续酸包导致pH值低于6.4，且能用肉眼观察到明显的体积增大变化。

而“非破坏快速模拟”情况下的正常生产的常温保温试验的产品，会因微生物基数小和持续污染程度很小而需要更长的时间来培养方能表现出来。因此，选定温度为35℃，放置时间为72 h作为乳制品常温UHT产品执行的《快速保温试验》检测方法，在统计学和微生物学上更为科学准确，有利于对产品质量的控制及放行。

[1]GB/T4789.26-2003食品卫生微生物学检验罐头食品商业无菌的检验[S].2003.

[2]韩永霞.微生物引起UHT灭菌乳的质量问题及其控制[J].乳业科学与技术2006，29（4）.

[3]杜鹏编.乳品微生物学实验技术[M].北京：中国轻工业出版社,2008.

[4]SUAD HABEŠ.Qualitative-quantitative analysis of microorganisms biodiversity in raw and pasteurised milk[J].Mljekarstvo,2002.

[5]利乐包胀包原因分析[J].食品伙伴网，生产技术,食品生产加工技术[J].乳制品加工，2009.