生产中乳的加热处理

所有液体乳和乳制品的生产都需要热处理。

热处理可以杀死微生物和使酶失活，或获得一些变化，主要为化学变化。

这些变化的程度与热处理的强度密切相关，热处理的强度包括加热温度和受热时间。

但热处理也会产生一些不利影响：如褐变、风味变化、营养物质损失、菌抑制剂失活和对凝乳力的损害，因此必须谨慎使用热处理。

热处理的目的

保证食品安全；热处理主要杀死如结核杆菌、金黄色葡萄球菌、沙门氏菌、李斯特菌等病原菌，及进入乳中的潜在病原菌、腐败菌，其中很多菌耐高温。

延长保质期；主要杀死腐败菌和它们的芽胞及灭活乳中天然存在的或由微生物分泌的酶。热处理抑制了脂肪自身氧化带来的化学变质，“凝乳素”失活可避免迅速形成稀奶油。

形成产品的特性；

比如(1)乳蒸发前加热可提高炼乳杀菌期间的凝固稳定性；

(2) 失活细菌抑制剂如免疫球蛋白和乳过氧化氢酶系统来提高发酵剂菌的生长；

(3) 获得酸奶的理想粘度；

(4)促进乳在酸化过程中乳清蛋白和酪蛋白凝集。

加热会引起的变化

①加热过程中乳起初变得稍微白一些，随着加热强度的增加，颜色变为棕色。

②粘度增加。

③造成风味改变。

④会造成营养价值降低，如维生素损失、赖氨酸效价降低。

⑤乳中一些微生物在热处理过的乳中生长较快，这是因为细菌抑制剂如乳过氧化物酶和免疫球蛋白钝化失活。此外，一定条件下热处理可以产生某些物质促进一些菌生长，相反抑制另一些菌生长。所有这些变化很大在程度上都取决于加热的强度。

⑥浓缩乳的热凝固和稠化趋势会降低。

⑦凝乳能力降低。

⑧乳脂上浮趋势降低。

⑨自动氧化趋势降低。

⑩在均质或复原过程形成的脂肪球表面层物质组成受均质前加热强度的影响，例如形成均质团的趋势有所增加。

关于乳的热凝固

酪蛋白不像球蛋白那样容易加热变性。但在非常强烈的热处理条件下，它能形成聚合，尤其在胶束内部。在生产条件下，酪蛋白在消毒过程中凝聚，当凝聚大量出现形成可见的凝胶体，出现这种现象所需时间被称作热凝固时间(HCT)。

乳的热凝固的主要影响因素：

热凝固是一个非常复杂的现象，由很多因素和不同条件影响作用。

最重要的因素就是pH值；

乳的初始pH值对热凝固时间有相当大的影响，pH值越低，发生凝固的温度越低。

在温度保持不变的条件下，凝结速率随pH值的降低而增加。

凝聚往往不可逆，也就是当pH值增加也不能使形成的凝聚再分散。

加热过程中乳pH值的最初降低主要是由磷酸钙沉淀引起的，进一步的降低是由于乳糖产生甲酸。


实际中，乳很少产生热凝固问题，但浓缩乳如炼乳，在杀菌过程中会凝固。尽管乳与炼乳在热处理过程中大部分的反应机制相同，但二者之间的结果有很大区别。

在原料乳没经预热的炼乳中，乳清蛋白处于自然状态，经过120℃加热，乳清蛋白开始变性并且在酸性范围内强烈聚合，因为乳清蛋白浓度高(它们已被浓缩)，酪蛋白胶束与乳清蛋白形成胶体结合。

在用预热过的乳制成的炼乳中，乳清蛋白已经变性并与酪蛋白胶束结合，在乳预热过程中，不形成胶体化是因为乳清蛋白浓度太低，而在炼乳中不发生胶化是因为乳清蛋白己经变性了。

此外，在炼乳中pH值由6.2上升到6.5,稳定性也随之增加，原因与鲜乳一样是因Ca2+活性降低的缘故。在pH值>7.6时，炼乳稳定性降低，其原因是由于酪蛋白胶粒K—酪蛋白脱落引起的，结果没有K一酪蛋白的胶束对Ca2+敏感性增加，而炼乳中盐浓度比液态乳的要高，因此造成炼乳的不稳定。

加热强度

1、加热强度对乳的影响

加热强度取决于加热的持续时间和温度。根据微生物的杀死和酶的钝化将热处理划分不同强度。

(1)预热杀菌( Thermal ization)

这是一种比低巴氏温度更低的热处理，通常为60~69℃、15~20s。其目的在于杀死细菌，尤其是嗜冷菌。因为它们中的一些产生耐热的脂酶和蛋白酶，这些酶可以使乳产品变质。加热处理除了能杀死许多活菌外，在乳中几乎不引起不可逆变化。

(2)低温巴氏杀菌(Lowpasteur ization)

这种杀菌是采用63℃，30min或72℃,15~20s加热而完成。可钝化乳中的碱性磷酸酶可杀死乳中所有的病原菌、酵母和霉菌以及大部分的细菌，而在乳中生长缓慢的某些种微生物不被杀死。此外，一些酶被钝化，乳的风味改变很大，几乎没有乳清蛋白变性、冷凝聚和抑菌特性不受损害。

(3)高温巴氏杀菌(Hightpasteruri zation)

采用70~ 75℃，20min或85℃，5~ 20s加热，可以破坏乳过氧化物酶的活性。然而，生产中有时采用更高温度，一直到100℃，使除芽胞外所有细菌生长体都被杀死;大部分的酶都被钝化，但乳蛋白酶(胞质素)和某些细菌蛋白酶与脂酶不被钝化或不完全被钝化；大部分抑菌特性被破坏；部分乳清蛋白发生变性，乳中产生明显的蒸煮味，如是奶油则产生瓦斯味。除了损失Vc之外，营养价值没有重大变化。产品脂肪自动氧化的稳定性增加；发生很少的不可逆化学反应。

(4)灭菌(Steri lization)

这种热处理能杀死所有微生物包括芽胞，通常采用110℃，30min (在瓶中灭菌)；

130℃，2~4s或145℃, 1s，后两种热处理条件被称为UHT(超高温瞬时灭菌)。

热处理条件不同产生的效果是不一样的，110℃，30min加热可钝化所有乳固有酶，但是不能钝化所有细菌脂酶和蛋白酶，会产生严重的美拉德反应，导致棕色化；形成灭菌乳气味；损失些赖氨酸；维生素含量降低；引起包括酪蛋白在内的蛋白质相当大的变化；使乳pH值大约降低了0.2个单位；而UHT处理则对乳没有破坏。

2、嗜热细菌学

各种微生物在抗热性方面有很大不同。一般用特征参数D和Z[达到1/10个D所需升高温度(K)]来表示。各种微生物的抗热性会随加热介质中干物质含量的增加而提高，对温度的敏感性可能降低。

3、酶的灭活

由于脂酶不完全失活，乳及乳制品中脂肪分解可能带来酸败的气味。乳中残留的蛋白酶专一作用于β—和αs2—酪蛋白可能会产生苦味并且脱脂乳最后或多或少会变得透明。而乳中残留的细菌蛋白酶主要作用于k-酪蛋白，结果可能是产生苦味、形成凝胶、产生乳清。