此研究适用于乳品工厂长保质期牛奶生产工艺过程。牛奶的加工处理主要是一个灭菌（杀菌）并包装的过程，为了保证牛奶在标准要求保质期内的质量，乳品工厂普遍将新鲜的原奶加温到摄氏133-143度，保持3-6秒，彻底消灭原奶中的一切微生物进行无菌灌装。这样生产的牛奶由于杀菌温度不同，对牛奶的口感和蛋白质等营养成分有一定的破坏作用，我们通常以牛奶受热处理前后糠氨酸值进行衡量，为了即保证灭菌奶的保质期，又能最大程度降低灭菌奶营养成分的损失。本文以糠氨酸指标为牛奶受热参数，对不同类型的杀菌工况进行研究，为广大消费者提供最优质、健康的产品。
Abstract：This study is suitable for the process of refrigerating materials in dairy factories which need to be heated . 二、关键词：灭菌乳、杀菌参数、糠氨酸值
三、研究目的与方法：
1、目的：通过对不同杀菌参数选型，对牛奶加热程度指标值---糠氨酸的数据测试并进行研究，选择最优的杀菌工艺参数。
2、灭菌乳糠氨酸值的判定标准：
（一）W - 0.7×t > 190判定不合格； 式中： W —— 待测灭菌乳样品中每100g蛋白质中所含糠氨酸的毫克数； t —— 待测灭菌乳贮存天数； 0.7 —— 待测灭菌乳每贮存一天每100g蛋白质中产生的糠氨酸毫克数。
（二）糠氨酸值在140mg/100g蛋白质-190mg/100g蛋白质之间的，进行乳果糖的进一步验证分析，当乳果糖含量值/糠氨酸含量值＞4时判定为合格，反之则判定为不合格。
三、检测数据分析：
（一）不同杀菌工况对比情况：杀菌温度121-143度，杀菌时间5---0.2秒
UHT类型 平均值 抽取数量 合格数量 合格率
a 212.15 14 3 21.43%
b 207.46 15 4 26.67%
c 201.32 51 19 37.25%
d 180.21 67 40 59.70%
e 178.76 149 95 63.76%
f 172.53 282 190 67.38%
g 159.25 18 14 77.78%
h 136.41 29 27 93.10%
i 84.18 16 15 93.75%
j 131.02 7 7 100.00%
从上述10中不同参数类别选择来分析j没有出现不合格， 数据以此为j＞i＞h＞g＞f＞e＞d＞c＞b＞a
（二）工艺中增加无菌罐和不加无菌罐的对比情况：
无菌罐 平均值 抽检数量 合格数量 合格率
有无菌罐 171.24 73 45 61.64%
无无菌罐 173.98 585 378 64.62%
从合格率情况来看，没有无菌罐的合格率比较高，从平均值来看，有无无菌罐的结果差距不大；
（三）通过以上数据得出：部分产品的糠氨酸检测数值超出标准范围（190mg/100g 蛋白质），可以看出是由于杀菌机选型直接导致，而且对 j和i生产的产品检测数据来看，基本符合标准（i蒸汽直接加热杀菌， j虽为间接加热，但加热时间比较短）。说明蒸汽直接加热杀菌会降低糠氨酸的产生，可见糠氨酸的产生主要由2个因素引起：“加热时间和加热温度”。
四、参考资料：
现代乳品加工手册中记载“在直接UHT牛乳中加热温度和时间对糠氨酸（呋喃素）的影响”，如图：
从图可以看出，随着加热时间和加热温度的增加，糠氨酸含量也在增加，而且从120℃开始不同时间的糠氨酸含量都有所上升，测试数据与图形曲线吻合。
五、加热时间及温度对比分析：
针对杀菌机对糠氨酸值的影响，对不同杀菌机的加热时间和加热温度进行了对比，并且对各类型杀菌机从120℃到灭菌温度区间所用的时间进行了对比，如下：
UHT 所用时间（S） 备注
J 0.2
I 17.00
h 17.00
g 26.00
f 28.00
e 30.00
d 32.00
c 32.00
b 34.00
a 41.00
通过对比发现a\b\c系列杀菌机的加热时间比较长，因而我们就有关是否由于某种类型杀菌机的过热反应而造成的结果进行了相关的实验，并对设备参数重新设定测试如下：
六：相关实验验证：
（一）、根据检测数据，重点对b和c两种机型进行更改参数测试，进行相关试验。
1、针对b我们通过缩短加热时间进行了改造，改造方法是将其升温过程中的两根加热管去掉，我们将改造前和改造后分别进行了糠氨酸的取样检测。改造前的平均值是169.67，改造后的检测平均值是187.87，从检测结果上看，加热时间本身前后差别不大，如果继续减少加热管减少受热时间，物料则达不到杀菌要求，所以本设备改造前后没有明显变化。
2、针对c我们通过缩短加热时间进行了改造，改造方法也是将其升温过程中的两根加热管去掉，使118℃到137℃缩短了8秒，我们将改造前和改造后分别进行了糠氨酸的取样检测。改造前的平均值是205.78，改造后的检测平均值是128.84，改造后糠氨酸检测结果有了明显降低，但后期生产过程中，杀菌机生产到6小时后，出口温差达到了10.5℃，不符合杀菌机连续运行参数要求，后又将其进行恢复。
（二）验证循环闪蒸对糠氨酸的影响：分别对循环闪蒸不同时长的半成品及成品进行了取样检测。半成品的糠氨酸检测结果全部为0。“没有循环”、“循环5分钟”、“循环10分钟”的样品糠氨酸检测结果分别是125.57、156.91、117.50。从检测结果看没有规律，无法说明循环闪蒸对糠氨酸产生的影响。
七、总结：
通过对以上数据及验证试验结果看，糠氨酸的产生主要由杀菌机加热产生，与循环闪蒸的关联较小，为保证设备生产效率，设计中考虑尽量延长杀菌机生产时间的角度出发，降低牛奶与加热介质之间的温差变化，则加热过程会比较缓慢，加热时间较长，这对糠氨酸的控制是不利的，对杀菌机来说糠氨酸的产生和生产时间相互制约。现阶段杀菌机设备的选择上多数厂家仍以设备连续生产时间为主要目标，对于糠氨酸含量与生产时间的平衡关注较少，建议乳品工厂选择较先进设计理念的杀菌机如i和h、j。
论文作者:何江宏 吴志东 董成
论文发表刊物:《科学与技术》2019年13期
论文发表时间:2019/12/5
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