專利名稱：牛奶的冷殺菌方法
技術領域：
本發明屬于食品加工技術領域，涉及一種牛奶的冷殺菌方法。
背景技術：
牛奶營養豐富，不僅含有優質蛋白質、豐富的鈣，而且含有人體所需的維生素和多 種免疫活性因子。目前，國內外對鮮乳的殺菌處理，主要采用熱力法，包括巴氏殺菌和超高 溫瞬時殺菌(UHT)。超高溫瞬時殺菌保質期可達9 12個月，但對牛奶的營養成分及風味 物質影響較大，且容易使牛奶產生“蒸煮味”；巴氏殺菌奶雖然營養損失少，但是保質期短， 還需要冷鏈貯藏運輸。總的來說，加熱殺菌不僅導致營養成分的損失，還會影響食品的感官 品質，存在著一些難以克服的缺點。冷殺菌是近年來研究利用較多的一種殺菌技術，由于這種技術殺菌過程中食品溫 度并不升高或升高很低，既有利于保持食品中功能成分的生理活性，又有利于保持功能食 品的色、香、味及營養成分。因此，尋求一種既能延長牛奶的保質期又能最大限度的保存其 固有的營養價值和風味，同時節約能耗的殺菌方法具有十分重要的意義。采用IOT以上脈沖磁場的生物效應進行殺菌鈍酶，將食品物料置于脈沖強磁場殺 菌釜內，磁脈沖發生器在線圈內產生高強度脈沖磁場，從而對食品物料進行殺菌鈍酶。磁場 殺菌鈍酶主要基于它的生物效應，主要有影響電子傳遞、自由基活動、蛋白質和酶的活性、 生物膜滲透、遺傳基因的變化和生物的代謝過程等。脈沖磁場殺菌方法的特點是殺菌時間 短且效率高；殺菌效果好且溫升幅度小；既能殺菌又能保持食品原有的風味、色澤、品質和 組分不變，不污染產品，無噪聲，適用范圍廣泛。目前，關于脈沖磁場的殺菌效果已有不少研究。高夢祥等在磁場強度6. 33T，脈 沖數15，溫度50°C的條件下對鮮牛奶進行處理殺菌，菌落總數和大腸菌群數已經達到商業 無菌標準。雷鳴書等用12T，6kHz的磁場處理牛奶1次，菌落總數由2. 5X104cfu/mL降為 970cfu/mL，將奶酪接種酵母菌后，用10T，416kHz脈沖磁場作用進行10次，酵母菌濃度由 3. 5X IO3CfuAiL降為25cfu/mL。吳移山等研究了磁場輻射對牛奶的保質期和營養成分的影 響，發現磁場輻射能使牛奶的保質期延長了 3倍左右，而且對營養成分進行測定，發現磁場 輻射有利于提高牛奶的營養價值。以上研究均集中常溫下或溫度較高條件下的脈沖磁場處 理，磁場強度多數為IOT以下，而對于低溫下，強度大于15T以上的脈沖強磁場未見報道。本發明以鮮牛奶中菌落總數、大腸桿菌、霉菌酵母等為對象，采用15T以上的脈沖 強磁場在5-10°C低溫條件下對鮮牛奶進行冷殺菌處理，鈍化牛奶中的過氧化物酶、脂肪酶 等酶的活力，并使牛奶中微生物指標達到商業無菌的標準。
發明內容
本發明的目的在于克服現有技術的缺點，提供一種牛奶的冷殺菌方法。本發明采 用15T以上的脈沖強磁場在5-10°C低溫條件下，對鮮牛奶進行處理，從而殺滅鮮牛奶中微 生和鈍化酶的活力，極大地保持牛奶中原有營養成分和感官品質。本發明主要針對鮮牛奶中菌落總數、大腸桿菌、霉菌酵母等微生物污染問題，以及能夠導致食品腐敗變質的酶，提 出一種有效殺滅微生物和鈍化食品酶活，保證食品安全，還要保持食品的營養價值和色、 香、味等感官品質的低溫度下的冷殺菌方法，從而使牛奶中的微生物指標達到商業無菌的 要求。本發明的目的通過以下技術方案來實現一種牛奶的冷殺菌方法，在5 10°C下對牛奶施加15 20T的脈沖磁場。一種牛奶的冷殺菌方法，包括以下步驟(1)將脈沖磁體浸入液氮中；設置磁場強度和脈沖數；(2)將溫度為5 10°C的牛奶放入磁場中；(3)脈沖磁場停止工作后，將樣品取出；所述磁場強度為15 20T。所述脈沖磁場的脈沖數為3、6、9或12。所述脈沖磁場的脈沖寬度為10ms，脈沖間隔為15s。本發明創造的優點和效果將低溫脈沖強磁場殺菌方法用于牛奶殺菌，可有效降低牛奶中微生物數量，鈍化 牛奶中酶活，有利于牛奶的保鮮，其優點主要有(1)采用5-10°C低溫下進行牛奶的脈沖強磁場殺菌，能有效地殺滅牛奶中微生物 并鈍化酶，在低溫條件下極大地保持鮮牛奶的原有口感和風味，實現真正意義上的冷殺菌。(2)本發明中，牛奶等等液體物料幾乎無溫升，所以物料的組織結構、營養成分、顏 色均不遭破壞，不會影響原有的風味。(3)距離線圈2m左右處磁場強度衰減為相當于地磁強度，因此無漏磁問題，安全 性好。(4)脈沖磁場的產生和中止迅速，便于用電腦控制。(5)由于脈沖強磁場對食品具有較強的穿透能力，能深入食品的內部，另外還可以 通過物料流動，能強化液料的攪拌傳質效果，致使滅菌無死角，殺菌徹底。
圖1脈沖強磁場對低溫牛奶和常溫牛奶中微生物殺菌作用的比較；圖2脈沖強磁場對低溫牛奶和常溫牛奶中酶鈍化作用的比較；圖3脈沖強磁場對低溫牛奶和常溫牛奶中微生物殺菌作用的比較；圖4脈沖強磁場對低溫牛奶和常溫牛奶中酶鈍化作用的比較；圖5脈沖強磁場對低溫牛奶和常溫牛奶氣味影響作用的比較；圖6脈沖磁場對低溫牛奶和常溫牛奶營養成分影響作用的比較；圖7脈沖磁場對低溫牛奶和常溫牛奶理化性質影響作用的比較。
具體實施例方式本發明采用強度為15-20T的脈沖磁場裝置，該裝置由脈沖磁體、脈沖電源以及相 應的控制系統和操作界面構成。利用lmF/7. 2kV電容器電源，該裝置可以在28mm磁體孔徑 內最高產生場強20T、脈沖寬度10ms的脈沖強磁場且脈沖間隔為15s，處理室溫度在10°C以下。實施例1以鮮牛奶為處理對象，采用脈沖強磁場裝置處理，以菌落總數、大腸桿菌、霉菌酵 母為微生物指標，以乳過氧化物酶、脂肪酶、過氧化氫酶為酶指標，考察脈沖強磁場殺菌鈍 酶效果。(1)將脈沖磁體浸入液氮中；設置磁場強度16T和脈沖數為10 ；(2)將溫度為5°C的牛奶放入磁場中；(3)脈沖磁場停止工作后，將樣品取出，殺菌完畢；對5°C的牛奶采用10個脈沖、磁場強度16T的脈沖強磁場處理后，測得其中菌落總 數、大腸桿菌、霉菌酵母存活率分別為8%、1. 3%U1. 7%，測得其中乳過氧化物酶、脂肪酶、 過氧化氫酶失活率分別為41. 7%、44. 4%、74. 2%，且脈沖強磁場處理前后，鮮牛奶中蛋白 質、脂肪、乳糖的含量和感官品質沒有發生任何變化。對25°C牛奶采用同樣的脈沖強磁場進行處理后，牛奶中菌落總數、大腸桿菌、霉菌 酵母存活率分別為11. 2%,2. 5%U4. 3%，而乳過氧化物酶、脂肪酶、過氧化氫酶失活率分 別為38. 9%,41. 3%,68. 9%。如圖1、圖2所示，經5°C下的脈沖強磁場處理后，微生物存活 率明顯比25°C要低大約1 3個百分點，而對所檢測的酶的失活率大約高3 5個百分點， 說明5°C下的殺菌和鈍酶效果要比常溫下好，這是因為低溫可以抑制酶和微生物的活性，而 且低溫與脈沖強磁場的結合殺菌和鈍酶效果可能有一定協同效應。實施例2以鮮牛奶為處理對象，采用脈沖強磁場裝置處理，以菌落總數、大腸桿菌、霉菌酵 母為微生物指標，以乳過氧化物酶、脂肪酶、過氧化氫酶為酶指標，考察脈沖強磁場殺菌鈍 酶效果。(1)將脈沖磁體浸入液氮中；設置磁場強度20T和脈沖數為10 ；(2)將溫度為10°C的牛奶放入磁場中；(3)脈沖磁場停止工作后，將樣品取出，殺菌完畢；將10°C鮮牛奶采用10個脈沖數、20T脈沖強磁場進行處理，測得其中菌落總數、 大腸桿菌、霉菌酵母存活率分別為4. 5%,0. 5%,7. 1%，測得其中乳過氧化物酶、脂肪酶、過 氧化氫酶失活率分別為47. 5%,53. 6%,90. 3%，且脈沖強磁場處理后，鮮牛奶中蛋白質、脂 肪、乳糖的含量和感官品質與處理之前相比較，沒有發生任何變化。對25°C牛奶采用脈沖強磁場進行處理后，牛奶中菌落總數、大腸桿菌、霉菌酵母 存活率分別為5.2%、0.8%、7.9%，而乳過氧化物酶、脂肪酶、過氧化氫酶失活率分別為 45. 2%、49. 7%、85. 2%。如圖3、圖4所示，經10°C下的脈沖強磁場處理后，微生物存活率 明顯比25°C要低大約0. 3 0. 7個百分點，而對所檢測的酶的失活率大約高1 5個百分 點，而相對于5°C條件下，其殺菌和鈍酶整體有所下降，說明較低的溫度下，脈沖磁場的殺菌 鈍酶效果相對更好。實施例3以鮮牛奶為處理對象，采用脈沖強磁場裝置處理，以色澤、組織狀態、氣味為感觀 品質指標，以蛋白質、脂肪和乳糖含量為營養成分指標，以滴定酸度、濁度為理化性質指標， 考察脈沖強磁場對牛奶感觀品質的影響。
(1)將脈沖磁體浸入液氮中；設置磁場強度18. 69T和脈沖數為10 ；(2)將溫度為5°C的牛奶放入磁場中；(3)脈沖磁場停止工作后，將樣品取出，殺菌完畢；對5°C的牛奶采用10個脈沖、磁場強度18. 69T的脈沖強磁場處理處理，測得其中 色澤、組織狀態沒有任何變化，氣味測評值降低了 6%，測得其中蛋白質、脂肪、乳糖損失率 分別為0. 62%,0. 28%,0. 21%，測得滴定酸度、濁度變化率為0. 3%，2. 54%。將10°C鮮牛奶采用同樣的脈沖磁場進行處理，測得其中色澤、組織狀態沒有任何 影響，氣味測評值降低11. 1%，測得其中蛋白質、脂肪、乳糖損失率分別為0.71%、0. 33%, 0. 29%，測得滴定酸度、濁度變化率為0. 34%，3. 18%。對25°C牛奶采用同樣的脈沖強磁場進行處理后，測得其中色澤、組織狀態沒有發 生任何變化，氣味測評值降低15.3%，測得其中蛋白質、脂肪、乳糖損失率分別為3. 36%, 2. 47%,2. 2%,測得滴定酸度、濁度變化率為2.7%,6%.如圖5-7所示，低溫下在5°C和10°C經脈沖強磁場處理后，理化指標和營養指標的 改變都較常溫下要小，5°C和10°C的結果差異并不明顯。而這是因為低溫條件下處理，會更 好的保護牛乳中的營養成分不被破壞，而且減少了常溫下牛奶可能發生的理化指標變化導 致的氣味變化，和濁度酸度的變化等，只要在10°C以下處理，其各項指標都可以保持在一個 很好的范圍內。
權利要求
一種牛奶的冷殺菌方法，其特征在于，在5～10℃下對牛奶施加15～20T的脈沖磁場。
2.根據權利要求1所述的冷殺菌方法，其特征在于，包括以下步驟(1)將脈沖磁體浸入液氮中；設置磁場強度和脈沖數；(2)將溫度為5 10°C的牛奶放入磁場中；(3)脈沖磁場停止工作后，殺菌完畢； 所述磁場強度為15 20T。
3.根據權利要求1或2所述的冷殺菌方法，其特征在于，所述脈沖磁場的脈沖數為3、 6、9 或 12。
4.根據權利要求1或2所述的冷殺菌方法，其特征在于，所述脈沖磁場的脈沖寬度為 10ms，脈沖間隔為15s。
全文摘要
本發明公開了一種牛奶的冷殺菌方法。本發明采用15～20T的脈沖強磁場在5-10℃低溫條件下，對鮮牛奶進行處理，從而殺滅鮮牛奶中微生和鈍化酶的活力，極大地保持牛奶中原有營養成分和感官品質。本發明主要針對鮮牛奶中菌落總數、大腸桿菌、霉菌酵母等微生物污染問題，以及能夠導致食品腐敗變質的酶，提出一種有效殺滅微生物和鈍化食品酶活，保證食品安全，還要保持食品的營養價值和色、香、味等感官品質的低溫度下的冷殺菌方法，從而使牛奶中的微生物指標達到商業無菌的要求。
文檔編號A23C3/00GK101869136SQ20101019128
公開日2010年10月27日 申請日期2010年5月28日 優先權日2010年5月28日
發明者王兆梅, 肖凱軍, 鄭必勝, 郭丹丹, 陳仁菊 申請人:華南理工大學