离心除菌技术在巴氏杀菌乳生产中的应用

任璐，于鹏，刘振民，王辉，姜雪

（1．乳业生物技术国家重点实验室，上海200436；2.上海乳业生物工程技术研究中心，上海200436；3.光明乳业股份有限公司乳品研究院，上海200436）

离心除菌技术在巴氏杀菌乳生产中的应用

任璐1，2，3，于鹏1，2，3，刘振民1，2，3，王辉1，2，3，姜雪1，2，3

（1．乳业生物技术国家重点实验室，上海200436；2.上海乳业生物工程技术研究中心，上海200436；3.光明乳业股份有限公司乳品研究院，上海200436）

研究离心除菌技术在巴氏杀菌乳生产中的应用。试验结果表明离心除菌可以有效去除细菌、嗜冷菌和芽孢。4、30℃和45℃离心温度对乳中微生物的去除效果没有显著差异性，从方便和节能角度而言，4℃离心温度对工厂具有更大的可操作性。离心除菌结合巴氏杀菌生产的牛奶风味、口感、稳定性、货架期优于普通的巴氏杀菌牛奶，离心除菌对巴氏杀菌乳的糠氨酸含量影响非常小，符合现有巴氏杀菌乳标准的规定，可广泛用于巴氏杀菌乳的生产。

离心除菌；巴氏杀菌乳；货架期

巴氏杀菌乳是以生牛乳为原料，经巴氏杀菌等工序制得的液体产品[1]。巴氏杀菌是一种比较缓和的热处理方法，其宗旨在于通过热处理尽可能地将牛乳中病原性微生物的危害降至最低，同时保证牛乳的化学、物理和感官特性的变化最小。换言之，就是在确保安全性同时兼顾了风味及营养品质上的变化最小。巴氏杀菌乳的味道和营养都优于超高温灭菌乳，但因其保质期短，不能适合我国人口分布广、交通及储存设备不完善的具体国情，因此生产出营养价值高、货架期更长的牛奶产品已成为当前我国乳品企业发展的重点。巴氏杀菌乳的货架期受原料乳品质、杀菌工艺、灌装环境、包装和冷链运输等诸多因素影响。

为了保证巴氏杀菌乳的稳定性和理想的货架期，目前主要的措施是采用比巴氏杀菌更高的杀菌温度，即超巴氏杀菌（120℃～138℃，2 s～4 s），但这样势必损失牛乳中蛋白的活性和部分营养物质[2]，除了制定合理的热处理条件外，一些乳制品工业中的新技术、新工艺也开始应用到巴氏杀菌乳的生产中，包括离心除菌技术、膜过滤技术、二氧化碳填充技术、超高压技术、微波杀菌技术等[3-8]。本文重点研究离心除菌技术在生产巴氏杀菌乳中的应用，从而为巴氏杀菌乳广泛推广提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

生奶：光明乳业牧场；营养琼脂培养基；嗜冷菌测定用培养基。

1.2 仪器与设备

CNE215-01-777工业化离心除菌机（转数：4 800 r/min，处理量 25 t/h）：GEA中国有限公司；MikoScan FT-120 FOSS乳品分析仪：福斯中国；BJ-CD无菌操作台：上海博讯有限公司；WNB45恒温水浴锅、HPP260生化培养箱：美墨尔特公司；其余均为实验室常用仪器。

1.3 试验方法

1.3.1 离心除菌对细菌总数、嗜冷菌和芽孢的影响

取不同原料乳，测定不同奶源经过离心除菌机前后微生物的变化，分别测定细菌总数、嗜冷菌数和芽孢总数。

1.3.2 细菌总数、嗜冷菌和芽孢总数测定方法

1.3.2.1 细菌总数测定

参照GB 4789.2-2010《食品安全国家标准食品微生物学检验菌落总数测定》[9]，取进出离心机样品，按照不同的稀释度，用营养琼脂倒平板，至于（36±1）℃恒温箱内培养48 h，计数。

1.3.2.2 嗜冷菌测定

参照NY/T 1331-2007《乳与乳制品中嗜冷菌、需氧芽孢及嗜热需氧芽孢数的测定》[10]，取进出离心机样品，在6.5℃条件下，在MPC琼脂平板，需氧培养10 d，计数。

1.3.2.3 芽孢总数测定

参照NY/T 1331-2007《乳与乳制品中嗜冷菌、需氧芽孢及嗜热需氧芽孢数的测定》[10]，取进出离心机样品，在80℃杀菌10min后，冷却，按照不同的稀释度，用营养琼脂倒平板，至于（36±1）℃恒温箱内培养48 h，计数。

1.3.3 离心除菌温度对细菌总数的影响

取相同的原料乳，测定不同温度的原料乳经过除菌机前后微生物的变化，分别测定细菌总数。

1.3.4 离心除菌对巴氏杀菌乳货架期的影响

取3种不同原料乳进行离心除菌（转数：4800r/min，处理量25 t/h）再采用85℃，15 s杀菌与不经过离心除菌直接进行85℃，15 s杀菌比较，冷却，储存在4、9、13℃条件下，根据感官、细菌总数和酸度来判断产品货架期。

1.3.5 离心除菌对巴氏杀菌乳品质的影响

取同种原料乳进行离心除菌（转数：4 800 r/min，处理量25 t/h）再采用85℃，15 s杀菌与不经过离心除菌直接进行85℃，15 s杀菌比较，由专业感官评定人员20人对上述两种工艺样品进行色泽、挂杯、香味和口感4个指标进行感官评定[11]，根据得分高者则效果好，评价高。

1.3.6 离心除菌对巴氏杀菌乳的糠氨酸的影响

取3种不同原料乳进行离心除菌（转数：4800r/min，处理量25 t/h）再采用85℃，15 s杀菌与不经过离心除菌直接进行85℃，15 s杀菌比较两者糠氨酸和乳果糖的含量，从而判断离心除菌结合巴氏杀菌是否符合现有巴氏杀菌乳的规定。

2 结果与分析

2.1 离心除菌对细菌总数、嗜冷菌和芽胞影响

2.1.1 离心除菌对细菌总数的影响

原料乳品质对巴氏杀菌乳质量影响较大。原料乳的细菌总数越高，巴氏杀菌乳的稳定性和货架期将受到较大影响。将不同来源的原料乳，在4 800 r/min，处理量25 t/h条件下，离心除菌的除菌效果见表1。

表1 离心除菌对原料乳细菌总数的影响Table 1 The effect of the high-speed centrifuge on different raw milk bacetria

从表1可以看出，样品1至样品9的原料乳在相同的离心条件下，离心除菌后细菌总数可以降低一个以上数量级，随着乳中细菌总数的增多，离心效果越明显，当乳细菌总数接近或者超过3.0×105时，离心除菌效率超过94%，可以降低1.2以上数量级。可见，离心除菌去除原料乳中的细菌是可行的，尤其是原料乳中细菌总数较高时，更显示其优越性。

2.1.2 离心除菌对嗜冷菌的影响

在低温状况下，乳中的嗜冷菌易大量繁殖，它们在乳制品储藏过程中被激活，嗜冷菌分解大量蛋白酶和脂肪酶，进而分解蛋白质和脂肪，从而导致产品发生变化，如苦味和分层等。将不同来源的原料乳，在4 800 r/min，处理量25 t/h条件下，离心除菌前后嗜冷菌去除效果见表2。

表2 离心除菌对原料乳嗜冷菌影响Table 2 The effect of the high-speed centrifuge on psychrophile

从表2可以看出，离心除菌可以显著降低乳中的嗜冷菌的数量，嗜冷菌的去除率大于92%以上，嗜冷菌降低一个数量级以上。巴氏杀菌乳在冷藏保存期间，嗜冷菌在繁殖中占主要地位，嗜冷菌繁殖会产生大量胞外酶，也会影响牛乳产品的货架期。通过离心除菌可以有效去除嗜冷菌，从而更有利于巴氏杀菌乳的货架期的稳定性。

2.1.3 离心除菌芽孢总数的影响

原料乳中的芽孢数对巴氏杀菌乳的货架期有一定的影响。原料乳中的芽孢数的增多，巴氏杀菌乳的货架期相应的缩短。这些芽孢在巴氏杀菌乳的贮存过程中逐渐转变为细菌的营养细胞，从而导致巴氏杀菌乳在贮存期间品质出现问题。将不同来源的原料乳，在4 800 r/min，处理量25 t/h条件下，离心除菌前后芽孢去除效果见表3。

从表3可以看出，离心除菌对原料乳中芽孢去除率高，去除芽孢效果非常显著，从而避免巴氏杀菌乳杀菌后芽孢复活现象的出现，更利于巴氏杀菌乳货架期的延长，为生产高品质巴氏杀菌乳提供质量保证。

表3 离心除菌对原料乳芽孢数的影响Table 3 The effect of the high-speed centrifuge on the spores

2.2 离心除菌温度对细菌总数的影响

相同的原料乳，在4 800 r/min，处理量2 t/h条件下，离心除菌后除菌率与离心温度的关系如表4。

表4 离心除菌温度对原料乳杂菌总数的影响Table 4 The effect of the centrifugal temperature on the raw milk bacetria

从表4可以看出，4、30℃和45℃离心温度对乳中细菌总数的去除效果没有显著差异，且随温度的升高不利于后面产品的储存和加工，4℃作为牛奶加工前的温度，不需要任何加热即可以实现离心除菌，从方便和节能角度对工厂都具有极大的可操作性，所以选择离心温度为4℃。

2.3 离心除菌后巴氏杀菌乳在不同温度下货架期的影响

离心除菌后的乳样及未离心除菌的乳样，分别经过巴氏杀菌（85℃，15 s）后，在4、9℃和13℃条件下贮藏的货架期比较，见表5。

从表5可以看出，离心除菌的巴氏杀菌乳在4、9℃和13℃条件下，货架期都有明显延长，特别在奶源质量一般的情况下，离心除菌技术结合巴氏杀菌对巴氏杀菌乳的货架期稳定性有明显的改善作用。

表5 离心除菌的巴氏杀菌乳的货架期Table 5 The shelf life of pasteurized milk after the high-speed centrifuge

2.4 离心除菌工艺对巴氏杀菌乳口感的影响

离心除菌后的乳样及未离心除菌的乳样，分别经过巴氏杀菌（85℃，15 s），对两种工艺所得的产品进行感官评定结果见表6。

表6 离心除菌后巴氏杀菌乳感官评定结果Table 6 The sensory evaluation results of pasteurized milk after the high-speed centrifuge

从表6可以看出，采用离心除菌结合巴氏杀菌牛乳口感，优于普通的巴氏杀菌牛乳，其风味与营养的提升主要是因为通过离心除菌工艺分离出来的细菌及杂菌并没有残留在乳中，所以总体评价率优于巴氏杀菌乳。

2.5 离心除菌结合巴氏杀菌对产品糠氨酸的影响

为了控制还原乳在牛乳生产中的应用，国家制定了农业行业标准NY/T939-2016《巴氏杀菌乳和UHT灭菌乳中复原乳的鉴定》[2]，该标准中规定仅以生牛乳为原料，经过巴氏杀菌等工序制得的液体产品，其乳果糖含量应小于100mg/L，当糠氨酸含量在12mg/100 g～25mg/100 g之间时，若乳果糖与糠氨酸比值小于0.5，则判定含有复原乳；当糠氨酸含量大于25mg/100 g时，若乳果糖与糠氨酸比值小于1.0，则判定含有复原乳；根据GB19645-2010《食品安全国家标准巴氏杀菌乳》中规定巴氏杀菌乳必须是以生牛（羊）乳为原料，经巴氏杀菌等工序制得的液体产品[1]，根据这一规定，如果产品中检测含有复原乳，就不属于巴氏杀菌乳。本次试验中研究了离心除菌结合巴氏杀菌和巴氏杀菌对乳果糖和糠氨酸的影响。

表7 离心除菌后巴氏杀菌乳对乳果糖和糠氨酸量的影响Table 7 The amount of lactulose and furosine of pasteurized milk after centrifugal separation

从表7可以看出采用离心除菌对巴氏杀菌乳的糠氨酸含量影响非常小，完全符合现有标准的巴氏杀菌乳的规定，可以广泛用于巴氏杀菌乳的生产。

3 结论

1）离心除菌去除原料乳中的细菌是有效的，尤其是原料乳中细菌数较高时，更显示其优越性。通过离心除菌可以有效去除细菌、嗜冷菌和芽孢，从而更有利于巴氏杀菌乳的货架期的稳定性。

2）离心温度4、30℃和45℃对乳中微生物的去除效果没有显著差异性，4℃作为牛奶加工前的温度，不需要任何加热即可以实现离心除菌，从方便和节能角度对工厂都具有极大的可操作性。

3）离心除菌结合巴氏杀菌生产的牛奶风味、口感、稳定性、货架期优于普通的巴氏杀菌牛奶，离心除菌对巴氏杀菌乳的糠氨酸含量影响非常小，完全符合现有标准的巴氏杀菌乳的规定，可以广泛用于巴氏杀菌乳的生产。

[1]中华人民共和国卫生部.GB19645-2010食品安全国家标准巴氏杀菌乳[S].北京:中国标准出版社,2010

[2]中华人民共和国农业部.NY/T 939-2016巴氏杀菌乳和UHT灭菌乳中复原乳的鉴定[S].北京:中国农业出版社,2016

[3]王旻,于景华,张莉莉,等.鲜奶微过滤除菌初探[J].中国乳品工业,2000,28(2):13-14

[4]吕加平,丁玉振,于景华,等.牛奶微滤除菌技术研究[J].中国乳品工业,2005,33(6):15-18

[5]刘美玉,任发政.牛奶微滤除菌技术之探讨[J].中国乳业,2005(11):44-46

[6]生庆海,王玉良,翟红梅,等.高速离心除菌技术在ESL牛乳生产中的应用[J].中国乳品工业,2004(10):3-4

[7]LUCIANA V S,MAUBOIS J L.Current development of microfiltration technology in the dairy industry[J].Lait,2000,80:541-553

[8]SOLANKI G,RIZVI S S H.Physico-chemical properties of skim milk retentates from microfiltration[J].J Dairy Science,2001,84:2381-2391

[9]中华人民共和国卫生部.GB 4789.2-2010食品安全国家标准食品微生物学检验菌落总数测定[S].北京:中国标准出版社,2010

[10]中华人民共和国农业部.NY/T 1331-2007乳与乳制品中嗜冷菌、需氧芽孢及嗜热需氧芽孢数的测定[S].北京:中国农业出版社,2007

[11]张云,张鹏,韩瑨,等.膜技术在现代牛奶生产中的应用[J].乳业科学与技术,2008(4):163-165

Application of High-speed Centrifuge Technology in Pasteurized Milk Processing

REN Lu1，2，3，YU Peng1，2，3，LIU Zhen-min1，2，3，WANG Hui1，2，3，JIANG Xue1，2，3
（1.State Key Laboratory of Dairy and Biotechnology，Shanghai 200436，China；2.Shanghai Engineering Research Center of Dairy Biotechnology，Shanghai 200436，China；3.Institute of Dairy Science，Bright Dariy&Food Co.，Ltd.，Shanghai 200436，China）

The application of high-speed centrifuge technology in the production of pasteurized milk was studied.The experiment indicated that the high-speed centrifuge technology could effectively remove bacteria，psychrophile and spores.4℃，30℃，and 45℃ centrifugal temperature were no significant difference on the removal effect of microorganisms，4 ℃ was convenient and efficient for factory production.The pasteurized sterilization milk using high-speed centrifuge technology taste better，more stable，had more long shelf life and low furosine content than the ordinary pasteurized sterilization milk.High-speed centrifuge technology was fully compliant with the existing standard of pasteurized milk，could be widely applied to the production of pasteurized milk.

high-speed centrifuge；pasteurized milk；shelf life

任璐，于鹏，刘振民，等.离心除菌技术在巴氏杀菌乳生产中的应用[J].食品研究与开发，2018，39（1）：46-50

REN Lu，YU Peng，LIU Zhenmin，et al.Application of High-speed Centrifuge Technology in Pasteurized Milk Processing[J].Food Research and Development，2018，39（1）：46-50

10.3969/j.issn.1005-6521.2018.01.010

国家“十二五”科技支撑计划（2012BAD12B08）；上海市科委项目（16DZ2280600）；闵行区重大科技攻关项目（2015MH093）

任璐（1980—），女（汉），工程师，硕士，研究方向：乳品科学与技术。

2016-11-22