一种长货架期的常温牛奶及其制备方法
阅读说明：本技术 一种长货架期的常温牛奶及其制备方法 (Normal-temperature milk with long shelf life and preparation method thereof ) 是由 王秋岭 李艳君 张海斌 孙云峰 于 2019-11-28 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种长货架期的常温牛奶及其制备方法。该方法包括对牛奶进行物理除菌、标准化、蒸汽直接杀菌的步骤；所述标准化包括将脂肪分离,并于125-135℃进行10-15s的杀菌处理,然后再回填的过程；所述直接杀菌采用蒸汽浸入式杀菌或者蒸汽注入式杀菌的方式进行,杀菌温度为121-132℃,时间为1-4s。本发明通过对生牛乳进行物理除菌,对分离的乳脂肪进行高温杀菌,将标准化后的牛奶采用蒸汽浸入式杀菌或蒸汽注入式杀菌的方式并控制一定的参数条件进行杀菌,可以降低产品中蛋白质的变性率,减少营养物质的损失,提高产品整体风味,并且使乳产品具有较长的货架期。(The invention provides normal-temperature milk with a long shelf life and a preparation method thereof. The method comprises the steps of carrying out physical sterilization, standardization and direct steam sterilization on milk; the standardization comprises the processes of separating fat, sterilizing at the temperature of 125-135 ℃ for 10-15s, and then refilling; the direct sterilization is carried out by adopting a steam immersion sterilization or steam injection sterilization mode, the sterilization temperature is 121-132 ℃, and the time is 1-4 s. The invention can reduce the denaturation rate of protein in the product, reduce the loss of nutrient substances, improve the integral flavor of the product and enable the milk product to have longer shelf life by carrying out physical sterilization on the raw milk, carrying out high-temperature sterilization on the separated milk fat and carrying out sterilization on the standardized milk by adopting a steam immersion sterilization or steam injection sterilization mode and controlling certain parameter conditions.)
技术领域
本发明涉及乳制品领域，具体涉及一种长货架期的常温牛奶及其制备方法。
背景技术
目前，市售以纯乳原料加工制成的乳制品主要分为灭菌乳和巴氏杀菌乳两类。
巴氏杀菌乳的杀菌条件比较弱，一般采用管式或者板式杀菌，一般在72-85℃温度条件下保持15s，受热程度轻度较低，牛奶中的活性成分保留比较多，但是不能杀灭牛奶中全部微生物，导致牛奶中的嗜热芽孢杆菌得以存活，巴氏奶的货架期较短，一般仅为7天。
灭菌乳的杀菌条件极其严格，现在的UHT灭菌牛奶通常采用管式杀菌的方式，一般在137-143℃温度条件下保持4-6s进行杀菌，杀菌强度较高，且在常温条件下贮存，保质期可达6个月，但由于热处理严重导致牛奶中的营养成分损失较严重，且牛乳风味变化较大。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种长货架期的常温牛奶及其制备方法，通过控制牛奶的生产工艺，在提升牛奶感官品质的同时，减少营养成分的损失，并延长牛奶的货架期至6个月。
为达到上述目的，本发明提供了一种长货架期的常温牛奶的制备方法，其包括对牛奶进行物理除菌、标准化、蒸汽直接杀菌的步骤；
其中，所述标准化包括将脂肪分离，并于125-135℃进行10-15s的杀菌处理，然后再回填的过程；
所述直接杀菌采用蒸汽浸入式杀菌或者蒸汽注入式杀菌的方式进行，杀菌温度为121-132℃，时间为1-4s。
根据本发明的具体实施方案，通过物理除菌能够除去牛奶中的大部分芽孢。所述物理除菌可以通过(但不限于)除菌分离机除菌和/或陶瓷膜微滤除菌的方式进行，物理除菌的温度可以控制为55-70℃，由此可使除菌效果更好。
根据本发明的具体实施方案，通过标准化处理将牛奶中的脂肪和蛋白质进行分离，少部分芽孢会跟随牛奶中的残渣排除，还有一部分芽孢产生的营养体会随着乳脂肪排出，其中，嗜热性芽孢杆菌在超高温瞬时杀菌处理过程中很难杀死，本发明通过对乳脂肪进行杀菌，杀灭乳脂肪中存在的芽孢杆菌或灭活芽孢杆菌产生的营养体，杀灭乳脂肪中的全部微生物，这有助于延长牛奶的货架期。
根据本发明的具体实施方案，脂肪分离可以通过离心分离机实现，分离机的转速可以控制为3500-5500rpm，分离温度可以为55-70℃。脂肪分离一般应达到以下程度：分离得到的脂肪的蛋白含量＜0.3wt％；分离脂肪之后的牛奶中的脂肪含量＜0.6wt％。对分离得到的脂肪的杀菌处理可以采用管式杀菌方式或板换式杀菌方式进行。
根据本发明的具体实施方案，标准化后的牛奶的蛋白含量可以控制为3.0-3.5wt％、脂肪含量可以控制为0.6-4.0wt％。
本发明采用直接杀菌的方式对牛奶进行杀菌处理，杀菌温度较低，保持时间较短，在对原奶进行物理除菌的过程中已经对原奶中的芽孢进行了处理，这里采用较低的杀菌温度主要是杀灭牛奶中的致病菌和其他微生物，这样制备的牛奶货架期较长，热敏物质的含量较低，可以保证制备的牛奶中需氧芽孢和嗜热需养芽孢的数量在＜1CFU/ml。
对比现在的UHT牛奶的杀菌工艺，本发明采用蒸汽浸入式杀菌和蒸汽注入式杀菌，将温度降低至121℃-132℃，保持时间缩短至1-4s，牛奶的蛋白质变性率较UHT牛奶低，且营养物质损失小，蒸煮味降低，口感更清甜，爽滑，且较巴氏杀菌乳的货架期长，一般货架期可达至4-6个月。
根据本发明的具体实施方案，该方法还包括对经过蒸汽直接杀菌的牛奶进行闪蒸或脱气的步骤；通过闪蒸或脱气的方式将混入牛奶中的水蒸气或牛奶自身中存在的气体进行脱除。其中，闪蒸的温度可以控制为60-70℃；脱气的温度可以控制为60-70℃，脱气压力可以控制为-0.07bar至-0.09bar。
根据本发明的具体实施方案，该方法还包括对经过闪蒸或脱气的牛奶进行均质的步骤；均质的温度可以控制为60-65℃，压力可以控制为180-220bar。
根据本发明的具体实施方案，本发明提供的上述方法可以包括以下具体步骤：
物理除菌：通过除菌分离机除菌和/或陶瓷膜微滤除菌的方式对生牛乳进行物理除菌，温度为55-70℃；
标准化：采用离心分离机将牛奶中的脂肪分离，分离机的转速在3500-5500rpm，分离温度为55-70℃；分离得到的脂肪的蛋白含量＜0.3wt％；分离脂肪之后的牛奶中的脂肪含量＜0.6wt％；采用管式杀菌方式或板换式杀菌方式对分离得到的脂肪于125-135℃进行10-15s的杀菌处理，然后将脂肪回填，完成标准化，标准化后的牛奶的蛋白含量为3.0-3.5wt％、脂肪含量为0.6-4.0wt％；
蒸汽直接杀菌：采用蒸汽浸入式杀菌或者蒸汽注入式杀菌的方式对牛奶进行蒸汽直接杀菌，杀菌温度为121-132℃，时间为1-4s；
闪蒸或脱气：通过闪蒸或脱气的方式将混入牛奶中的水蒸气或牛奶自身中存在的气体进行脱除，温度为60-70℃，脱气压力为-0.07bar至0.09bar；
均质：对牛奶进行均质处理，均质温度为60-65℃，均质压力为180-220bar；
冷却：将牛奶冷却，冷却至小于10℃后进行无菌灌装，得到所述长货架期的常温牛奶。
本发明还提供了一种长货架期的常温牛奶，其是通过上述的方法制备的；其中，该长货架期的常温牛奶满足以下指标要求：
该常温牛奶的蛋白质变性率低(即糠氨酸和乳果糖的含量低)，营养成分损失少，具有良好口感，牛奶感官风味与巴氏杀菌乳的口感相近，且产品的货架期长，与UHT奶货架期相近。
本发明通过对生牛乳进行物理除菌，对分离的乳脂肪进行高温杀菌，将标准化后的牛奶采用蒸汽浸入式杀菌或蒸汽注入式杀菌的方式并控制一定的参数条件进行杀菌，可以降低产品中蛋白质的变性率，减少营养物质的损失，提高产品整体风味，并且使乳产品具有较长的货架期。本发明通过恰当的工艺手段使得到的产品具有良好的营养效果，产品热敏性物质含量低。本发明生产的乳制品是符合现代人需要的健康奶制品，具有广阔的应用前景。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
实施例1
本实施例提供了一种长货架期的常温牛奶，其是通过以下步骤制备的：
1、准备原料乳，按照常规方式进行。
2、将原料乳预热至55℃，进入除菌分离机，脱除原料乳中的部分芽孢，得到除菌的牛奶。
3、保持除菌后的牛奶温度在55℃，将除菌的牛奶经过分离机分离，分离机转速在3500rpm，得到分离后的乳脂肪和含有乳蛋白的部分，分离得到的乳脂肪的蛋白含量＜0.3wt％；分离脂肪之后的牛奶中的脂肪含量＜0.6wt％。
4、将分离后的乳脂肪在125℃、15s的条件下进行管式杀菌，得到灭菌的乳脂肪。
5、进行标准化，将灭菌的乳脂肪回填到含有乳蛋白的那部分牛奶中，使牛奶的脂肪含量达到0.6％，蛋白含量达到3.0％。
6、将标准化后的牛奶升温至75℃，进入蒸汽浸入式杀菌机(使用spx公司Infusion杀菌机)，在121℃、4s条件下进行杀菌。
7、杀菌后的牛奶在60℃条件下进行脱气，脱气压力为-0.07bar。
8、将脱气后的牛奶在60℃条件下进行均质，均质压力为180bar。
9、将均质后的牛奶进行冷却，冷却温度为10℃，在无菌条件下进行灌装。
本实施例得到的长货架期的常温牛奶的蛋白质变性率低，营养成分损失少，且货架期长，在常温条件下贮藏至少4个月，且奶香味饱满、爽滑、清甜，产品的组织状态均匀，稳定性好。
实施例2
本实施例提供了一种长货架期的常温牛奶，其是通过以下步骤制备的：
1、准备原料乳，按照常规方式进行。
2、将原料乳预热至60℃，进入除菌分离机，脱除原料乳中的部分芽孢，得到除菌的牛奶。
3、保持除菌后的牛奶温度在60℃，将除菌的牛奶经过分离机分离，分离机转速在4000rpm，得到分离后的乳脂肪和含有乳蛋白的部分，分离得到的脂肪的蛋白含量＜0.3wt％；分离脂肪之后的牛奶中的脂肪含量＜0.6wt％。
4、将分离后的乳脂肪部分在130℃、12s的条件下进行管式杀菌，得到灭菌的乳脂肪。
5、进行标准化，将灭菌的乳脂肪回填到含有乳蛋白的那部分乳中，使牛奶脂肪含量达到1.5％，蛋白含量达到3.0％。
6、将标准化后的牛奶升温至70℃，进入蒸汽浸入式杀菌机(使用spx公司Infusion杀菌机)，在125℃、3s条件下进行杀菌。
7、杀菌后的牛奶在65℃条件下进行脱气，脱气压力为-0.07bar。
8、将脱气后的牛奶在65℃条件下进行均质，均质压力为210bar。
9、将均质后的牛奶进行冷却，冷却温度为10℃，在无菌条件下进行灌装。
本实施例得到的长货架期的常温牛奶的蛋白质变性率低，营养成分损失少，且货架期长，在常温条件下贮藏至少4个月，且奶香味饱满、爽滑、清甜，产品的组织状态均匀，不出现脂肪上浮的情况，稳定性好。
实施例3
本实施例提供了一种长货架期的常温牛奶，其是通过以下步骤制备的：
1、准备原料乳，按照常规方式进行。
2、将原料乳预热至65℃，进入除菌分离机，脱除原料乳中的部分芽孢，得到除菌的牛奶。
3、保持除菌后的牛奶温度在65℃，将除菌的牛奶经过分离机分离，分离机转速在4500rpm，得到分离后的乳脂肪和含有乳蛋白的部分，分离得到的脂肪的蛋白含量＜0.3wt％；分离脂肪之后的牛奶中的脂肪含量＜0.6wt％。
4、将分离后的乳脂肪部分在132℃、12s的条件下进行管式杀菌，得到灭菌的乳脂肪。
5、进行标准化，将灭菌的乳脂肪回填到含有乳蛋白的那部分乳中，使牛奶脂肪含量达到3.0％，蛋白含量达到3.0％。
6、将标准化后的牛奶升温至70℃，进入蒸汽浸入式杀菌机(使用spx公司Infusion杀菌机)，在128℃、2s条件下进行杀菌。
7、杀菌后的牛奶在70℃条件下进行脱气，脱气压力为-0.07bar。
8、将脱气后的牛奶在65℃条件下进行均质，均质压力为220bar。
9、将均质后的牛奶进行冷却，冷却温度为10℃，在无菌条件下进行灌装。
本实施例得到的长货架期的常温牛奶在常温条件下4个月后，产品的感官正常，组织状态均匀，风味饱满，且具有清甜感，口味新鲜，货架期稳定性较好，热敏物质低，具有较高的营养价值，能在常温条件下长期保存，货架期可长达6个月。
实施例4
本实施例提供了一种长货架期的常温牛奶，其是通过以下步骤制备的：
1、准备原料乳，按照常规方式进行。
2、将原料乳预热至70℃，进入除菌分离机，脱除原料乳中的部分芽孢，得到除菌的牛奶。
3、保持除菌后的牛奶温度在70℃，将除菌的牛奶经过分离机分离，分离机转速在5000rpm，得到分离后的乳脂肪和含有乳蛋白的部分，分离得到的脂肪的蛋白含量＜0.3wt％；分离脂肪之后的牛奶中的脂肪含量＜0.6wt％。
4、将分离后的乳脂肪部分在135℃、10s的条件下进行管式杀菌，得到灭菌的乳脂肪。
5、进行标准化，将灭菌的乳脂肪回填到含有乳蛋白的那部分乳中，使牛奶脂肪含量达到3.0％，蛋白含量达到3.0％。
6、将标准化后的牛奶升温至70℃，进入蒸汽浸入式杀菌机(使用spx公司Infusion杀菌机)，在130℃、2s条件下进行杀菌。
7、杀菌后的牛奶在70℃条件下进行脱气，脱气压力为-0.07bar。
8、将脱气后的牛奶在65℃条件下进行均质，均质压力为220bar。
9、将均质后的牛奶进行冷却，冷却温度为10℃，在无菌条件下进行灌装。
本实施例得到的长货架期的常温牛奶在货架期观察产品的稳定性，产品的感官正常，组织状态均匀，风味饱满，且具有清甜感，口味新鲜，货架期稳定性较好，热敏物质低，具有较高的营养价值，能在常温条件下长期保存，货架期可长达6个月。
实施例5
本实施例提供了一种长货架期的常温牛奶，其是通过以下步骤制备的：
1、准备原料乳，按照常规方式进行。
2、将原料乳预热至70℃，进入除菌分离机，脱除原料乳中的部分芽孢，得到除菌的牛奶。
3、保持除菌后的牛奶温度在70℃，将除菌的牛奶经过分离机分离，分离机转速在5500rpm，得到分离后的乳脂肪和含有乳蛋白的部分，分离得到的脂肪的蛋白含量＜0.3wt％；分离脂肪之后的牛奶中的脂肪含量＜0.6wt％。
4、将分离后的乳脂肪部分在135℃、10s的条件下进行管式杀菌，得到灭菌的乳脂肪。
5、进行标准化，将灭菌的乳脂肪回填到含有乳蛋白的那部分乳中，使牛奶脂肪含量达到3.0％，蛋白含量达到3.0％。
6、将标准化后的牛奶进行升温至70℃，进入蒸汽浸入式杀菌机(使用spx公司Infusion杀菌机)，在132℃、1s条件下进行杀菌。
7、杀菌后的牛奶在70℃条件下进行脱气，脱气压力为-0.07bar。
8、将脱气后的牛奶在65℃条件下进行均质，均质压力为220bar。
9、将均质后的牛奶进行冷却，冷却温度为10℃，在无菌条件下进行灌装。
本实施例得到的长货架期的常温牛奶在产品的货架期稳定性观察中，产品的感官正常，组织状态均匀，风味饱满，且具有清甜感，口味新鲜，货架期稳定性较好，热敏物质低，具有较高的营养价值，能在常温条件下长期保存，货架期可长达6个月。
对比例1
本对比例提供了一种普通灭菌乳，其制备方法如下：
1、准备原料乳，按照常规方式进行。
2、将原奶升温至65℃，进行脱气。
3、将脱气后的牛奶在65℃条件下进行均质，均质压力为220bar。
4、将均质后的牛奶进行升温至70℃，使用管式或板式加热器，在143℃、3s条件下进行杀菌。
5、将杀菌后的牛奶迅速进行降温，温度为20-25℃，在无菌条件下进行灌装。
对比例2
本对比例提供了一种巴氏杀菌乳，其制备方法如下：
1、准备原料乳，按照常规方式进行。
2、将原奶升温至65℃，进行脱气。
3、将脱气后的牛奶在65℃条件下进行均质，均质压力为220bar。
4、将均质后的牛奶进行升温至70℃，使用管式或板式加热器，在85℃、15s条件下进行杀菌。
5、将杀菌后的牛奶迅速进行降温，温度为10℃，在无菌条件下进行灌装。
感官风味的牛奶产品感官品评验证
对实施例1至实施例5及对比例1、2生产得到的产品进行口感和风味的盲测实验。主要感官检查项目：组织状态、色泽、口感、风味。感官和风味评分标准如表1。参加实验人数共30人，统计总分，计算平均分；平均分数越高，代表效果越好；并对产品的整体喜好程度给出意见，统计对每个单品的喜好人数；统计结果记录于表2。
表1基于高品质感官风味的牛奶的口感和风味评分标准
表2评价统计结果
通过此感官评价表可知，实施例1-5通过对生牛乳进行除菌分离和脂乳分离，对乳脂肪进行灭菌并回填，再通过125-132℃、1-4s的加热条件生产的产品在整体感官评价方面较对比例1-2有优势，综上所述，通过本发明制备的乳制品的口感和风味分值均较高，此种乳制品深受欢迎，有广阔的应用前景。
热敏物质糠氨酸与乳果糖含量的验证
通过国标(NY/T 939-2016巴氏杀菌乳和UHT灭菌乳中复原乳的鉴定)方法检验产品中的糠氨酸与乳果糖物质含量，结果如表3所示。
表3
从实施例1-5与对比例1-2可以看出，本发明的产品的糠氨酸与乳果糖物质含量相对较低，产品营养价值更高。对比例1由于采用UHT工艺进行杀菌，其热敏性物质显著高于其他几个产品。
货架期稳定性的验证
对实施例1-5及对比例1、2生产得到的产品进行货架期测试实验。主要检查项目：感官、pH值、细菌总数，货架期180天。结果如表4所示。
表4
从实施例1-5与对比例1-2的货架期数据显示，在货架期第14天时对比例2的产品已经达到了货架期终点，而实施例1-5与对比例1的产品在货架期180天时还在货架期范围内，这说明本发明的产品具有较长的货架期。对比例1使用的灭菌乳工艺，而实施例1-5使用的是超巴氏杀菌工艺，但实施例1-5的样品的货架期可达到灭菌乳的货架期，但受热程度较灭菌乳较低。
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