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低温巴式灭菌牛奶的产品开发

王瑞
天津市华泰森淼生物工程技术有限公司

    “一杯牛奶强壮一个民族”,人们曾这样评价牛奶的价值。由于牛奶具有以下特点,所以被公认是迄今为止的一种比较理想的高营养食品[1],被誉为“食品之王”、“白色的血液”和“人类的保姆”,越来越受到人们的青睐。
    1、牛奶经杀菌后,不需进行任何调理即可直接供人食用。
    2、人们食用牛奶几乎全部被消化吸收。
    3、牛奶含有能促进人类生长发育以及维持健康的几乎一切必需的营养成分,如蛋白质、乳脂、乳糖、多种氨基酸、维生素和钙、磷等微量元素。
    4、牛奶所含各营养成分比例大体适合人类生理需要。
    5、其它食物由于添加牛奶,可显著提高这种食物的蛋白质营养价值。
    6、牛奶富含钙质,且钙磷比例合理,易吸收。
    长期饮用牛奶可以增加营养成分,帮助人体消化吸收,对促进身体健康有重要作用。尤其是在保持骨骼健康方面,牛奶被称为“提供钙质的最佳饮料”。因为每100毫升牛奶中含钙量达120毫克,如果每天喝250毫升牛奶,可以获得300毫克的钙,这样就基本能满足人体需要。另外,牛奶中丰富的蛋白质和维生素D能帮助改善皮肤组织、恢复皮肤弹性,更能有效提供保湿及滋润成分,因此,牛奶还有美白肌肤的作用。现代医学研究发现,牛奶中含有多种免疫球蛋白,比如抗沙门氏菌抗体、抗脊髓灰质炎病毒抗体等多种抗体,能大大增强人体免疫抗病能力[2]
    世界卫生组织把按人口平均的乳品消费量列为衡量一个国家人民生活水平的主要指标之一,许多国家都把增加国民牛奶的摄人量作为改善国民营养、增强国民体质的措施。英国前首相邱吉尔曾经说过:牛奶可以振兴一个民族,没有什么投资比向孩子们提供牛奶更为重要;历史上美国也存在膳食钙供给不足,后来通过三杯奶运动很好的解决了钙营养问题;第二次世界大战后,日本提出了“一杯牛奶强壮一个民族”的全民教育,使日本居民的体质得到了令世人瞩目的改善;印度的“白色革命”也使印度人的平均寿命延长了l2年。荷兰TNO 营养与食品卫生研究所Schaafsma教授报道:荷兰l~4岁女童平均每人每日喝奶465克、男童467克,100%的孩子都吃奶和奶制品,由奶类提供的蛋白质占35.9%、钙占75.5% 、维生素A 占41.2%、维生素B2占62.5%;德国人由奶类提供的蛋白质占20%、钙占6l%、维生素A 占13%、维生素B2占33%;美国人从奶类中摄取的蛋白质占20%、钙占71.6%、维生素A 占12.2%、维生素B2占36.3%[3]。根据国际乳联提供的数字,2002年世界奶类总产量为5.94亿吨,人均占有量近100千克。发达国家人均奶类消费在200千克左右,而我国人均占有量尚不足13千克[4]。如此之大的差距,也说明我国奶业有着巨大的发展潜力[3]
    根据加热杀菌方式的不同,牛奶可大体分为巴氏杀菌奶(pasteurized milk,国外也有称为Fresh Milk)和超高温(UHT)灭菌奶两种。其中巴氏杀菌乳的加工方法[5,6]又分为:⑴低温长时杀菌法(LTLT):亦称保持杀菌法、低温杀菌法,即在62~65℃下加热处理30min;⑵高温短时杀菌法(HTST):即在72℃以上加热15s以上进行杀菌,该方法是全世界普遍适用的方法,其中大多采用72℃加热15s的杀菌方法;由于乳中菌数的不同,也有采用72~75℃加热16~40s或80~85℃加热10~15s的杀菌方法;⑶高温长时杀菌法(HTLT):即在75℃以上加热处理15min以上进行杀菌。而超高温灭菌乳多采用120~130℃加热2s杀菌,也有采用135~150℃加热1s进行杀菌的,其热处理方法[5,7]也有两种,分别是⑴直接加热法:有两种传热方式,第一种采用蒸汽喷射,高压蒸汽喷人牛乳中,使牛乳升温。第二种将牛乳喷人充满蒸汽的压力容器内,从而使牛乳升温;⑵间接加热法:采用管式或者板式热交换器进行灭菌,热媒与乳不接触,但必须采取较高压力来防止乳在高温下沸腾。
    不同的加热方式对牛乳的营养成分有一定的影响。比利时的Mortar早在1979年就曾发表过有关UHT灭菌乳、巴氏杀菌乳质量比较的研究报告。报告中,作者对巴氏杀菌、直接法UHT、间接法UHT灭菌工艺所生产的牛奶,从其滋味、营养价值以及某些物理化学性质等方面做了比较研究。从滋味来评价,超高温灭菌乳,尤其是间接法的超高温灭菌乳与巴氏杀菌乳之间存在着显著的差别。与此相应,奶中的赖氨酸损失程度分别是:2.0%、4.3%和6.5%。维生素B12、叶酸和维生素C的损失程度分别是:<13%、17%~20%和30%~35%。对于奶中的乳清蛋白,巴氏杀菌法的影响微乎其微,而超高温灭菌法损失率则高达50%~77%。它们的乳清蛋白氮指数值依次为:54.6、71.4和85.2[8]
    国内也有文献[9]对巴氏杀菌乳(高温短时)和UHT乳的营养价值进行了比较。结果表明UHT乳尽管具有保质期长等一系列优点,但是它的营养价值却低于高温短时巴氏杀菌奶。其原因在于超高温处理和较长时间的存贮,对鲜牛奶中固有的营养成分的破坏程度要远远的大于巴氏杀菌处理。主要表现在以下几方面:⑴对蛋白质的影响:巴氏杀菌乳中胱氨酸/半胱氨酸、蛋氨酸、赖氨酸的损失率分别为4.6% 、10.0% 、1.8% ;而UHT灭菌(直接法)以上几种氨基酸的损失率分别达34.0% 、34.0% 、3.8% 。乳清蛋白中含有具免疫功能的免疫球蛋白,经UHT灭菌,其免疫活性几乎丧失贻尽。⑵对维生素的影响:鲜牛奶富含多种维生素。维生素A、B2、D、尼克酸等对热较稳定,而B1、C、B12、叶酸等很易被高温破坏。巴氏杀菌可使后4种维生素分别损失5.0% 、12..4% 、10.0%和7.3%。而超高温灭菌则使之分别损失35.2% 、31.6% 、20.0% 和35.2% 。⑶对钙的影响:牛奶中含丰富的优质钙,是最佳补钙食品。lkg牛奶中含有1000mg钙,其中1/3是可溶性钙,其余部分以胶体状态存在。牛奶经高温、特别是UHT灭菌后,一部分可溶性的优质钙变成不溶性钙,例如可溶性的磷酸钙变成不溶性的磷酸三钙,不易被人体消化吸收。用UHT法还会使杀菌器的内壁产生很多乳石,乳石的主要成分是蛋白质、脂肪以及钙、磷、镁等矿物质,因此,UHT灭菌不仅使牛奶品质受到影响,而且也使牛奶多种营养物质的量受到损失。⑷褐变:牛奶经加热处理或长时间贮藏会发生“褐变”,其实质是酪蛋白的末端氨基酸——赖氨酸的游离氨基与乳糖的羰基发生反应,即羰氨反应(又称美拉德反应),最终生成褐色物质,这种物质不能被人体消化吸收。牛奶加热温度越高,贮藏时间越长,褐变越严重。因此UHT奶比巴氏杀菌奶更易发生褐变。
    国外有文献报道低温巴氏杀菌比超高温灭菌能更好的保护牛奶原有的营养成分。在日本,虽然超高温灭菌奶在日本仍占有很大的市场份额(94%),但最近低温长时巴氏杀菌牛奶(62~65℃,30min)受到特别的关注,例如生产低温灭菌牛奶的山田社长介绍,起初订低温灭菌牛奶的只有20家,现在被大家认同,仅送到户的就有13100家。很多网站[5,10~39]都报道牛奶经该方法处理后不仅可以杀灭有害菌,保留少量对人体有益的乳酸菌,相对减少了蛋白质、维生素和钙的流失,而且由于这种牛奶不经过均化处理,因此保留了生鲜牛乳特有的口感。另外,牛奶是富钙食品,低温灭菌牛奶钙的吸收率是超高温灭菌的3-5倍,所以很多消费者宁可多花一些钱,也愿意买低温灭菌奶。
    全日本低温杀菌牛奶普及会会长程一彦提到他的爱猫只喝低温杀菌牛奶,还说他的孙子由于从3岁开始喝低温杀菌牛奶所以不习惯喝幼儿园提供的袋装超高温灭菌奶,他用这两个例子说明了低温长时巴氏杀菌奶特有的味道。也有人称偶然喝了未均质的低温长时杀菌奶,其特殊的味道又唤起了他们记忆中对童年时代在乡下或郊游时在牧场喝过的牛奶的味道的怀念。目前,日本有很多家公司生产这种低温长时杀菌牛奶,大多提供免费上门送奶服务,图1是日本生产的各种品牌低温灭菌的牛奶产品。表1是各个公司的产品规格及其售价。


日本各个厂家生产的低温灭菌牛奶:

日本各公司低温灭菌牛奶产品的规格及其售价

 

200ml

500ml

900ml

1000ml

KAWABA

¥105円(税后价格);

 

¥368円(税后价格)

 

フロム蔵王低温殺菌牛乳

 

 

 

¥294円(税后价格)

岩手奥中山高原低温殺菌牛乳

 

 

 

 

伊都物语

¥147円

 

¥441円

 

大地牛乳

 

 

 

¥263円

岩手汤田低温杀菌牛乳

 

 

 

 

山田牧场低温杀菌牛乳

 

 

 

 

みよし村の牛乳

 

 

 

 

東毛酪農の低温殺菌牛乳

 

 

 

 

ジャージー牛乳

 

 

 

¥336円

駒ヶ岳の低温殺菌牛乳

 

 

 

 

    高温灭菌与低温灭菌的工艺和设备均不相同,高温灭菌需要热交换器(图1),连续灭菌,效率较高。低温灭菌时间较长,需要保温缸,而且设备较多,占地较大(图2)。

图1 高温灭菌设备
图2 低温灭菌设备

    而国内有报道称低温长时巴氏杀菌奶使病原菌完全死灭的效率只达到85%~99%,不易杀死耐热的嗜热细菌及孢子等,尤其是牛乳中的细菌数越多时杀菌后的残存菌数也越多,未提及其中营养物质和口感的变化情况。高温短时杀菌与低温长时间杀菌比较,有许多优点:占地面积小,节省空间,因利用热交换连续短时间杀菌,所以效率高,牛乳的营养成分破坏小,无蒸煮臭[6]
    从以上分析可看出,巴氏杀菌奶比UHT奶更新鲜,在加工过程中其营养物质的损失更少,保存了牛奶的纯正口感。同时,由于其包装成本较低,价格也显著低于UHT奶。在国外,巴氏杀菌奶一直是最受欢迎的产品,其在液态奶消费中所占的比例英国为90%,澳大利亚超过80% ,在美国和加拿大,巴氏奶成为日常饮用奶,UHT奶基本上没有什么消费市场。因此,不管是从营养学角度考虑,抑或是从经济角度考虑,喝牛奶均以选择巴氏杀菌奶为上策。对于有冰箱的家庭,就更加如此。
    到2003年,我国乳及乳制品企业生产上市的品牌已有上千个。据中国食品行业协会推估,在全国液体奶产量中,巴氏杀菌奶约占53.1%(70-90℃杀菌),超高温灭菌保鲜奶约占29.9%。据工业统计年报显示,在1998年到2001年这4年时间内,中国乳制品的产量几乎成长了一倍。而根据国家统计局统计快报,2003年乳制品产量比上年增长25.6%,液体乳产量更是达到了惊人的65.8%。而这还不够,按照农业部的规划,中国牛奶总产量将从2001年的1025万吨,成长到2030年的6400万吨。而即便如此,2030年中国人均奶类占有量仅为40kg/人,远远落后于目前乳业发达国家的300kg/人,以及国际人均饮用量的80kg/人,城镇居民消费乳品量情况也大大落后于国际水准[40]
    在我国大城市和经济发达地区,巴氏奶也正逐渐成为市场主流,但还有很多消费者对巴氏奶知识所知甚少。采用新鲜屋纸盒、玻璃瓶等包装的牛奶都是巴氏奶,为了保证新鲜品质,需要冷藏,巴氏奶的保质期一般不超过15天,价格贵一些。超高温灭菌奶则多采用利乐包、利乐枕等包装,保质期从几十天到几个月不等,价格便宜[41]。对于消费者来说,如果日常饮用,可以每天喝巴氏杀菌牛奶;如果需要长期储存或长途旅行,而且倾向价格较便宜的话,那么超高温灭菌奶就是适合的选择了[42]
    忙碌的现代人对生活质量、生命质量和健康水平越来越重视,提倡饮用巴氏杀菌奶,让新鲜回到常识,让巴氏杀菌奶为我们的健康加分。


[1]世界牛奶日公益慈善活动背景资料.“喝牛奶 送健康” [J],食品工业科技,2004,6:6;
[2]给健康的生活加杯奶[J].医药保健杂志,2003,10月下半期:20;
[3]黄桂英.牛奶与人类健康[J].粮油食品科技,1997,1(7):37~38;
[4]世界牛奶日公益慈善活动背景资料.“喝牛奶 送健康” [J],食品工业科技,2004,6:6;
[5]牛乳.htm;
[6]巴氏杀菌乳的加工.htm;
[7]韦同.消毒乳与超高温灭菌乳的加工工艺和特性的比较[J].广西畜牧兽医,2004,20(3):128~129;
[8]顾佳升.上海市奶业协会;
[9]陆东林.谈谈巴氏杀菌奶与超高温灭菌奶[J].新疆畜牧业,2003,4:11;
[10]** 田園プラザかわば **.htm;
[11]『低温殺菌牛乳の通販ならこのページ』~北海道_co_jp~.htm;
[12]【体に良い牛乳とは】FINE-club~健康で元気な暮らし情報.htm;
[13]Fukuma's Daily Record 低温殺菌牛乳の話.htm;
[14]miyoshimuranogyunyu.htm;
[15]pastuerization.htm;
[16]Sterilized Milk.htm;
[17]Yahoo!ショッピング - フロム蔵王低温殺菌牛乳1000ml.htm;
[18]Yahoo!ショッピング - 低温殺菌牛乳900ml•ヨーグルト(ドリンクタイプ)900ml×各2本.htm;
[19]おいしい牛乳と卵の秘密|モンテール.htm;
[20]サービス導入事例 東毛酪農 様 |NTTコミュニケーションズ「ビジネスIT化支援」サイト [Biz-IT].htm;
[21]ティーエフケイ式健康法-低温殺菌牛乳.htm;
[22]ハートフルランドジャージー牧場<ジャージー牛乳>.htm;
[23]ひまわり乳業株式会社 知っとく健康コラム.htm;
[24]北海道_co_jp [低温殺菌•ノンホモ牛乳についての詳しい説明].htm;
[25]程一彦ホームページ-低温殺菌牛乳普及会.htm;
[26]低温殺菌牛乳.htm;
[27]低温殺菌牛乳3本セット 通信販売 - 通販.htm;
[28]低温殺菌牛乳.0.htm;
[29]低温殺菌牛乳:低温殺菌ノンホモ牛乳:大阪保証牛乳.htm;
[30]低温殺菌牛乳•伊都物語.htm;
[31]低温殺菌牛乳が大手で販売されない理由は?.htm;
[32]東毛酪農の低温殺菌牛乳.htm;
[33]福岡ブランド_com - 参加企業企業?商品情報ページ.htm;
[34]高温殺菌牛乳と低温殺菌牛乳を比べると、栄養に差があるか.htm;
[35]健康•安全について考えよう.htm;
[36]牛乳とはなんぞや!.htm;
[37]乳製品加工販売業の有限会社 清里ミルクプラント 低温殺菌牛乳飲むヨーグルトソフトクリームチーズ清里ミルク工房.htm;
[38]湯田低温殺菌牛乳(1L).htm;
[39]岩手湯田低温殺菌牛乳.htm;
[40]中国奶业现状[J].信息产业报道,2004,8:83~84;
[41]低温杀菌保存营养物质 巴氏奶已成市场主流-浙江食品.htm;
[42]点击牛奶关键词

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