UHT灭菌牛乳常见质量问题

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1、常见质量问题的生产控制回溯常见质量问题的生产控制回溯名称名称现象现象可追溯的主要环节和原因可追溯的主要环节和原因生化酶解生化酶解苦味产生或蛋白凝胶，微生物苦味产生或蛋白凝胶，微生物检验阴性检验阴性原奶质量、集奶、预处理、原奶质量、集奶、预处理、中贮中贮脂肪分离脂肪分离脂肪以块状或片状一浮，风味脂肪以块状或片状一浮，风味变差，乳质变稀变差，乳质变稀原奶质量、均质、标准化原奶质量、均质、标准化（脱气）（脱气）色泽变化色泽变化颜色变深至褐，乳香不足，有颜色变深至褐，乳香不足，有焦味焦味原奶质量、原奶质量、UHT灭菌灭菌蛋白变性蛋白变性有白色絮片状悬浮蛋白，或白有白色絮片状悬浮蛋白，或白色沉积物色沉积

2、物原奶质量、原奶质量、UHT灭菌灭菌微生物引的变质微生物引的变质产酸、产气、产粘，或同时产产酸、产气、产粘，或同时产酸产气，蛋白热稳定性下降或酸产气，蛋白热稳定性下降或呈粥样，严重生异味呈粥样，严重生异味原奶质量、整个生产线原奶质量、整个生产线生化酶解与微生物引起的变质与生化酶解与微生物引起的变质与质量变化的现象极为接近。目前质量变化的现象极为接近。目前还没有简洁可行的方法直接对产还没有简洁可行的方法直接对产品中的酶活进行检出，但生化酶品中的酶活进行检出，但生化酶解造成的变质一般可以依据变质解造成的变质一般可以依据变质产品中是否有微生物检出加以区产品中是否有微生物检出加以区分。分。1. 1.

3、原因原因酶解引起的变质主要是由经过酶解引起的变质主要是由经过UHTUHT灭灭菌的牛乳中残留耐热酶造成的。在菌的牛乳中残留耐热酶造成的。在HUTHUT灭菌处理过程中，绝大多数酶类灭菌处理过程中，绝大多数酶类都会失去其活性，而由假单胞菌族都会失去其活性，而由假单胞菌族嗜冷菌和某些芽胞杆菌合成的蛋白嗜冷菌和某些芽胞杆菌合成的蛋白分解酶和脂肪分解酶，却会因其具分解酶和脂肪分解酶，却会因其具有较强的耐热能力而残留下来。有较强的耐热能力而残留下来。 2. 2. 控制方法控制方法在在UHTUHT灭菌条件下，耐热蛋白酶和脂灭菌条件下，耐热蛋白酶和脂肪酶的绝对灭活是很难实现的，尤其肪酶的绝对灭活是很难实现的，尤

4、其在酶含量较高时更是如此。在酶含量较高时更是如此。 乳脂肪分离一般表现为脂肪从牛乳的乳乳脂肪分离一般表现为脂肪从牛乳的乳浊液体系中游离出来，通过脂肪球膜的浊液体系中游离出来，通过脂肪球膜的同性相溶进而形成较大的脂肪团块，集同性相溶进而形成较大的脂肪团块，集中上浮于乳的表层。这种变化属于理化中上浮于乳的表层。这种变化属于理化范畴，主要对牛乳的组织状态和风味造范畴，主要对牛乳的组织状态和风味造成不良影响。成不良影响。乳脂肪因其比重较小，依据乳脂肪因其比重较小，依据Stokes定定律，在流体动力学作用下必然会自律，在流体动力学作用下必然会自然游离出来。但是，经过均质处理然游离出来。但是，经过均质处理

5、后的牛乳脂肪球的粒度已被细化到后的牛乳脂肪球的粒度已被细化到一定程度，并且以溶胶胶粒的形式一定程度，并且以溶胶胶粒的形式均匀分散在乳中，脂肪球之间因带均匀分散在乳中，脂肪球之间因带有同种电荷而保持间距。因此，均有同种电荷而保持间距。因此，均质后的牛乳在产品货架期内乳脂肪质后的牛乳在产品货架期内乳脂肪不应较快上浮。不应较快上浮。 在在UHT生产过程中，适当的提高均生产过程中，适当的提高均质效果是增加乳脂肪物理稳定性的质效果是增加乳脂肪物理稳定性的常用办法。但提高均质效果并非仅常用办法。但提高均质效果并非仅仅意味着提高均质的压力，均质效仅意味着提高均质的压力，均质效果的好坏常常与均质头的磨损情况果

6、的好坏常常与均质头的磨损情况、单向阀严密程度有直接关系。如、单向阀严密程度有直接关系。如果均质压力达到果均质压力达到20MPa以上以上(一级一级15MPa、二级、二级5MPa)，其均质指数，其均质指数仍大于仍大于10，则必须考虑设备本身的，则必须考虑设备本身的均质效率问题。均质效率问题。 牛乳在受热时,乳蛋白质含有的氨基(-NH2)与乳糖含有的羰基(C=O)会发生羰氨反应(美拉德反应)，其化学反应过程复杂，生成的主要产物为羰甲基糠醛(HMF)，HMF的积累会导致褐变。因此，超高温之后的牛乳在颜色上发生轻微的褐变。HMF的浓度与颜色成正比关系，且HMF的浓度决定于加热手段。通常情况下，在直接超高

7、温灭菌乳中，HMF的浓度为618mol/L，在间接超高温灭菌乳中HMF的浓度为212mol/L，在巴氏杀菌乳中HMF的浓度为1mol/L，但HMF的感观阈值是16mol/L，故羰氨反应对超高温灭菌乳颜色影响不大。另外，牛乳经高温处理时，乳糖另外，牛乳经高温处理时，乳糖有可能发生焦糖化而生成一种黑有可能发生焦糖化而生成一种黑褐色物质，因而使得高温灭菌乳褐色物质，因而使得高温灭菌乳的颜色变深。但这方面的褐变主的颜色变深。但这方面的褐变主要存在于二次灭菌乳中，在超高要存在于二次灭菌乳中，在超高温过程中不很明显，在巴氏杀菌温过程中不很明显，在巴氏杀菌中更不会发生。中更不会发生。总之，超高温灭菌乳在正总

8、之，超高温灭菌乳在正常情况下的颜色变化不很常情况下的颜色变化不很明显，与巴氏杀菌乳颜色明显，与巴氏杀菌乳颜色基本一致，二次灭菌乳的基本一致，二次灭菌乳的颜色则变化较大。颜色则变化较大。正常的UHT灭菌条件(135140、34)一般不会造成明显褐变。新鲜牛乳只有在灭菌温度过高或时间过长时，才会有明显的褐变现象。因此，控制灭菌参数的稳定是预防褐变的主要方法。当无菌灌装设备任何原因停止灌装时，牛乳在UHT灭菌器中反复循环势必造成牛乳严重褐变，此种情况下应将灭菌器排空后以水循环，待可以灌装后重新进料。另外，控制生鲜牛乳的新鲜度在一定程度上也会提高牛乳的抗褐变能力。一生鲜牛乳经热处理造成的蛋白质变性通生

9、鲜牛乳经热处理造成的蛋白质变性通常会产生两个方面的影响。其一是产品常会产生两个方面的影响。其一是产品中有悬浮蛋白絮片或蛋白沉淀，其二是中有悬浮蛋白絮片或蛋白沉淀，其二是产生硫化物等裂解产物，造成较重的产生硫化物等裂解产物，造成较重的“蒸煮味蒸煮味”。 1.构成牛乳中含氮物质绝大部分的乳构成牛乳中含氮物质绝大部分的乳蛋白质分为两部分，酪蛋白和乳清蛋白质分为两部分，酪蛋白和乳清蛋白质。两者的热稳定性有所不同蛋白质。两者的热稳定性有所不同，酪蛋白的稳定性明显比乳清蛋白，酪蛋白的稳定性明显比乳清蛋白质的热稳定性要好，经过超离温处质的热稳定性要好，经过超离温处理之后，会出现部分乳清蛋白的变理之后，会出现

10、部分乳清蛋白的变性，变性程度约为性，变性程度约为40%60%，巴，巴氏杀菌的乳清蛋白变性程度为氏杀菌的乳清蛋白变性程度为10%20%。几种蛋白质的变性温度几种蛋白质的变性温度蛋白质种类蛋白质种类变性温度变性温度()乳白蛋白乳白蛋白7273乳球蛋白乳球蛋白7075酪蛋白酪蛋白160200为改善为改善UHTUHT灭菌牛乳中蛋白质的稳灭菌牛乳中蛋白质的稳定性并减轻蛋白变性数量，灭菌定性并减轻蛋白变性数量，灭菌处理前对用于生产的生鲜牛乳进处理前对用于生产的生鲜牛乳进行常规的蛋白稳定性检验是极其行常规的蛋白稳定性检验是极其必要的。而且为严格质量控制，必要的。而且为严格质量控制，在生鲜牛乳检验时，只有通过

11、酒在生鲜牛乳检验时，只有通过酒精试验确认其蛋白稳定性良好时精试验确认其蛋白稳定性良好时方可进行加工，而酒精阳性乳不方可进行加工，而酒精阳性乳不宜使用。宜使用。 在我国目前的畜牧和设备资源的实际情况下，对于250ml分装的UHT灭菌牛乳，其产品微生物控制失败率如果在0.1左右时，通常是可以接受的；反之，如果失败率明显偏高或者微生物引起的变质较为集中出现时，往往是由于生产控制不当造成的。经过UHT灭菌后的牛乳，绝大部分细菌(或真菌)的繁殖体和芽孢(或孢子体)均已被灭活。然而，随着生鲜牛乳中所含的耐热芽孢菌数的升高及产量的增大，根据湿热杀菌的热动力学过程(符合化学反应一级方程式lg(No/N=kt)

12、，其芽孢残留机会也在随之增加。也就是说，当生鲜牛乳中耐热芽孢菌数足够多、产量足够大时，绝对的灭菌是不可能的。此外,灭菌和灌装过程的后期污染也是微生物引起变质的主要原因之一。造成危害的关键控制点进行有造成危害的关键控制点进行有效控制。可推荐的具体控制措效控制。可推荐的具体控制措施如下：施如下：(1)减少生鲜牛奶的污染机减少生鲜牛奶的污染机会，及时进行净乳冷藏，会，及时进行净乳冷藏，必要时进行巴氏杀菌，控必要时进行巴氏杀菌，控制耐热芽孢总数不应多于制耐热芽孢总数不应多于100个个/ml。(2)合理设定UHT灭菌机组的灭菌参数(135140、34)，保证灭菌温度平稳。(3)(3)确保确保UHTUHT

13、灭菌机组和无菌包灭菌机组和无菌包装机自身灭菌参数或程序设定装机自身灭菌参数或程序设定正确，灭菌彻底；确保正确，灭菌彻底；确保AICAIC或或CIPCIP清洗效果良好。清洗效果良好。(4)(4)经常检查用于包材灭菌的化经常检查用于包材灭菌的化学消毒剂浓度是否足够学消毒剂浓度是否足够( (以以30%30%50%50%的的H H2 2O O2 2为主为主) )，消毒剂对包材，消毒剂对包材内表面必须涂抹均匀或浸润良好内表面必须涂抹均匀或浸润良好。包装材料应密封贮存和运输以。包装材料应密封贮存和运输以免微生物污染免微生物污染( (包材带菌量不应包材带菌量不应多于多于5 5个个/ /cmcm2 2) )。

14、(5)(5)监控保持灌装过程无菌环监控保持灌装过程无菌环境的无菌空气压力和温度。当境的无菌空气压力和温度。当无菌室的无菌空气正压被破坏无菌室的无菌空气正压被破坏时时( (如利乐包装机或依莱克斯如利乐包装机或依莱克斯德德EA5000LLEA5000LL包装机包材形成的包装机包材形成的膜管开裂；或阿法拉伐膜管开裂；或阿法拉伐ASAS2 2装机装机生产过程中无菌室门被打开等生产过程中无菌室门被打开等) )，则需要重新进行设备灭菌，则需要重新进行设备灭菌(6)包装过程中，按设备操作要包装过程中，按设备操作要求抽检包装的封口质量。当封求抽检包装的封口质量。当封口不良时，应立即对设备的封口不良时，应立即对

15、设备的封口温度口温度(或电流或电流)进行调节，并进行调节，并应对封口元件定期检查，以免应对封口元件定期检查，以免导致外源性微生物污染。导致外源性微生物污染。一些常见的质量问题进行了分析，如：管一些常见的质量问题进行了分析，如：管理水平不同、资源状况不同、使用的设备理水平不同、资源状况不同、使用的设备不同不同(绝大多数属引进设备绝大多数属引进设备)等，这必然使等，这必然使各厂家在各厂家在UHT灭菌牛乳生产过程中遇到灭菌牛乳生产过程中遇到的问题也有所差异。一些的问题也有所差异。一些UHT灭菌产品灭菌产品的生产企业在无菌控制方面的经验尚不足的生产企业在无菌控制方面的经验尚不足。随着。随着UHT产品生

16、产和管理经验的积累产品生产和管理经验的积累以及无菌控制技术成熟，在起步过程中遇以及无菌控制技术成熟，在起步过程中遇到的质量问题将会逐渐得到有效控制。到的质量问题将会逐渐得到有效控制。UHT奶制品的生产对原料乳质量提奶制品的生产对原料乳质量提出了很高的要求，这是由其独特的出了很高的要求，这是由其独特的超高温灭菌和无菌灌装工艺所决定超高温灭菌和无菌灌装工艺所决定的，原料乳的质量主要包括以下几的，原料乳的质量主要包括以下几个方面个方面1)1)原料乳的细菌指标，即细菌总数、耐热芽孢菌原料乳的细菌指标，即细菌总数、耐热芽孢菌数和嗜冷菌数数和嗜冷菌数; ;2)2)原料乳的滋味、气味原料乳的滋味、气味; ;

17、3)3)蛋白质的稳定性蛋白质的稳定性; ;4)4)是否掺杂使假是否掺杂使假; ;5)pH5)pH酸度酸度; ;6)6)耐热酶耐热酶; ;7)7)常规理化指标常规理化指标( (蛋白质、脂肪、干物质蛋白质、脂肪、干物质) )。图图443 包装纸表面对周围环境中微生物的静电吸引包装纸表面对周围环境中微生物的静电吸引 图图444 敞开式无菌包装系统的双氧水槽敞开式无菌包装系统的双氧水槽图图445 敞开式无菌包装系统的包装纸灭菌敞开式无菌包装系统的包装纸灭菌 图图446 敞开式无菌包装系统的管加热器区域敞开式无菌包装系统的管加热器区域图图447 封闭式无菌包装机包装纸的灭菌系统封闭式无菌包装机包装纸的灭菌系统1-包装纸叠包装纸叠;2-双氧水罐双氧水罐;3-双氧水糟双氧水糟;4-水浴加热器水浴加热器;5-无无菌室菌室;6-空气加热器空气加热器;7-压缩机压缩机;8-产品产品