《精编》乳品加工质量控制

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1、乳品加工质量控制 彭柯2008 12 质量认识乳品工艺中微生物知识UHT加工原理UHT加工工艺无菌灌装和包材灭菌清洗原理AQL值的确定 验证 复检样 产品放行故障排除 课程内容 质量 一组固有特性满足要求的程度 质量 顾客时间要求 价格具有竞争力 满足法规要求 创造利润 顾客技术要求 质量认识 QC QualityControl质量控制QA QualityAssurance质量保证HACCP HazardAnalysisCriticalControlPoint危害分析与关键控制点SSOP StandardSanitationOperateProcedure标准卫生操作程序GMP GoodMan

2、ufacturingPractices良好生产规范 术语 质量认识 QC 质量控制 质量控制的目的是为了确保所有用于加工过程的原材料和投放到市场上的产品能符合既定的标准 质量认识 QA 质量保证质量保证的目的是为了实现在整个生产过程中尽可能的不犯 或少犯错误 最终实现从供应商 生产商到用户的协作与信任 例如 纠正措施 组织应采取措施 以消除不合格的原因 防止不合格的再发生 纠正措施应与所遇到不合格的影响程度相适应 预防措施 组织应确定措施 以消除潜在不合格的原因 防止不合格的发生 预防措施应与潜在问题的影响程度相适应 质量认识 质量控制质量保证1 着重于终产品的控制1 将与质量有关的方面全部纳

3、入质量保证体系2 质量是通过控制达到的2 质量是生产出来的3 只涉及生产方面3 包括生产全过程和其它方面4 质量控制体系往往是孤立的4 质量保证体系往往是综合的5 质量控制起强制监督作用5 沟通 培训和教育使员工养成质量意识6 控制和检查所有原料6 从供应商到消费者所有有关方面供应商的协调和信任7 化验室对产品质量负责7 产品质量是高级管理人员的责任8 化验室被视为一种成本要素8 质量保证防止生产次品且节约成本9 从信息交流的观点看是孤立的9 从信息交流的观点看是综合的 质量认识 监控的四要素 监控什么 监控可以是检测产品和测量加工过程的特性 也可以检查一个CCP的控制措施是否实施 怎样监控关

4、键限值和控制措施 监控方法必须提供快速的结果 实施HACCP计划的过程中 选择相应监控设备 监控的频率 监控可以是连续的或间断的 由谁负责监控 可以承担监控任务的人员 负责监控CCP的人必须具备的资格 质量认识 乳品微生物 微生物的概念 形体微小 肉眼看不到或很难看清它的个体的生物 只有通过光学或电子显微镜 放大百倍或几十万倍才能看清 人们称这些微小的生物为微生物 微生物的一般特性 1 个体微小 结构简单2 分布广 种类多3 繁殖快4 易于变异5 易于培养 乳品微生物 乳品微生物 微生物学历史上的重大事件 自学成才的荷兰人吕文虎克 A vanleeuwenhoek 1632 1723 首次制造

5、出了可观察到细菌的显微镜 他被称做 显微镜之父 法国化学家路易 巴斯德 L Pasteur 1822 1895 发明了热处理方法 这种方法目前称做巴氏杀菌法 德国物理学家 医学诺贝尔奖获得者柯赫 R koch 1843 1910 1905年发现了病原性 致病性 细菌 如结核杆菌和霍乱菌 另外 他还创立了直接简便且安全的研究这些致病性微生物的方法 乳品微生物 英国微生物学家 医学诺贝尔奖获得者阿福拉明教授 A Flening 1881 1955 1945年发现了青霉素 这种药能有效地抑制除结核病菌之外的许多细菌 美国真菌学家 细菌学家 医学诺贝尔奖获得者斯韦克斯 S Waksman 1888 1

6、973 1952年发现了链霉素 这种药能有效地抑制许多细菌 包括结核病菌 生物的分类 生物 非细胞生物 细胞生物 病毒 噬菌体 原核生物 真核生物 细菌 放线菌蓝细菌 高等动植物 低等动植物 藻类 高 低 真菌类 原生动物 乳品微生物 乳品微生物 细菌的形态 球状 单球菌 双球菌 链球菌 四叠球菌 八叠球菌 葡萄球菌杆状 长杆菌 短杆菌 球杆菌 棒状杆菌螺旋状 弧菌 螺旋菌 细菌的特殊结构及功能 纤毛 比鞭毛更细 短 直 硬 数量更多的毛发状细物 功能 获得营养由蛋白质亚单位组成芽孢 某些细菌在生活的一定阶段 能在体内形成一个特殊的休眠体 杀灭芽孢条件 121 20分钟160 2小时判断灭菌是

7、否彻底 一般以芽孢是否被杀灭作为标准 乳品微生物 乳品微生物 细菌的大小球菌的大小介于0 4 1 5 m 1 m 0 001mm 之间 杆菌的长度介于1 10 m之间 但有少数大于或小于上述范围 芽胞的形成和荚膜的形成芽胞是细菌自我保护和御防外界不利因素时的一种生存方式 这些不利因素如加热和冷却 消毒剂的存在 水分或营养物质的缺乏等 图表示芽胞形成的不同种类 只有几个属种的细菌能形成芽胞 芽胞杆菌科的芽胞杆菌属和梭状芽胞杆菌属是大家都知道的产芽胞杆菌 在不利的条件下 这些微生物聚集核物质和一些营养物在细胞的某一区域 并形成一硬的外壳 保护这些核物质 乳品微生物 乳品微生物 芽胞的形成和荚膜的形

8、成 芽胞不进行新陈代谢 在干燥的空气中能生存数年 而且对化学杀菌剂 抗菌素 干燥和紫外线比营养体有更强的抵抗力 它们耐热 在120 温度下持续20min才能100 地将芽胞杀死 然而 芽胞形成细菌在营养体状态时如同其它细菌一样 在100 温度下 煮沸数分钟就会被杀死 乳品微生物 细菌生长的条件 营养 温度 水分 湿度 氧气 光照 渗透压 pH 乳品微生物 细菌的繁殖 繁殖的速度 在适宜条件下 细菌的裂殖周期为20 30min 细菌繁殖的速度可用左边的公式表示 假如世代时间为0 5hr 在最佳温度下 每ml牛奶中有一个细菌 10hr内将增殖为每ml一百万个细菌 在最适条件下 食品中能形成109

9、1010个细菌 ml 此时细菌的生长速度被营养物质的缺乏 代谢毒物的积累所抑制 最后繁殖停止 大量细菌死亡 实际上 不适宜的条件 例如低温贮藏或低pH值将限制或抑制食品中细菌的生长 乳品微生物 细菌的生长周期 1 延迟期 滞留适应期 2 对数生长期3 稳定期 最高生长期 4 衰亡期 乳品微生物 灭菌的产品具有优异的保存质量并可以在室温下长时间贮存 一个不需冷藏的产品给生产商 零售商和消费者带来了许多便利 比如对生产商而言生产这一产品可以从地域上扩大市场 运输分送用车的数量 成本降低 减少了零售未售出产品的回收 由于不再需要冷藏 库存安排更简化 零售商对于产品的安排也大大简化了 消费者获得了更大

10、的方便 UHT加工原理 乳品加工中的热处理类型1 初步杀菌63 6515s2 LTLT巴氏杀菌6330min3 HTST巴氏杀菌72 7515 20s4 超巴氏杀菌126 1382 4s5 UHT135 150几秒6 保持灭菌105 12010 70min UHT加工原理 UHT加工原理 超高温处理 UHT意思是超高温灭菌 超高温技术通常是将牛乳加热至135 150 这可以杀死会引起产品腐败的微生物 超高温处理是一个在密闭系统中连续的加工过程 这可以防止空气中微生物的污染 产品要连续快速地通过加热和冷却段 无菌灌装是加工过程中的重要部分 它可以防止产品的再次污染 通常有两种超高温方法可供采用

11、在热交换器中间接加热和冷却 直接加热即蒸汽喷入牛乳或牛乳喷入蒸汽 在真空条件下蒸发冷却 UHT加工原理 灭菌 灭菌最初的形式 现在仍然沿用的是对灌装后产品的灭菌 通常是加热到115 120 保持20 30分钟 脂肪标准化后 均质且加热到80 左右 牛乳被装入洁净的容器中 通常乳被装入玻璃或塑料瓶 热的产品被送进杀菌釜间歇式生产或送进静压塔以实现连续式生产 UHT加工原理 传热有三种方式 传导 对流和辐射 传导即热能通过固体物质传递或通过静止液体层传递 在传递方向上没有物理流动和混合 如图所示 放在一杯热咖啡中的茶匙作为热传导的例子 热量通过热传导传给匙柄 使匙柄变热 对流是另一种传热方式 当热

12、粒子与冷粒子混合时 前者把热量通过传导传递给后者 如图所示 对流必定包含混合 如果茶匙在流动的冷水下冲洗 热量就会从茶匙传给水 水在这个过程中被加热 热水不断被冷水取代 冷水接着吸收茶匙的热量 直到茶匙与流水温度相同时 对流换热才停止 辐射是从热源向外散发热量 热能被转化为辐射能 如图 它从一个物体发出 被经它辐射的物体吸收 几乎所有的物质都能发射辐射能 UHT加工原理 UHT加工原理 传热原理 乳品厂中所有的传热多以传导和对流的方式进行 经常使用两种方法 直接加热和间接加热 直接加热 直接加热意思是将加热介质与产品直接混合 这种技术常用于 水的加热 蒸汽直接喷入水中 通过传导和对流将热量传给

13、水 加热产品 如在某些类型干酪的生产中加热凝块 是通过热水与凝块混合 还有用直接加热的方法对牛乳灭菌 蒸汽喷射或是牛乳浸入蒸汽中 直接加热有利于迅速传热 直接加热包含了产品与加热介质混合 加热介质将在随后的工艺中作相应的处理 这种方法对加热介质要求十分严格 某些国家法律禁止使用直接加热方法 因为直接加热将外界杂质带入了产品 UHT加工原理 UHT加工原理 间接加热间接加热是乳品厂中最常使用的方法 这种方法是在产品和加热介质或冷却介质之间放置了一个间壁物 热量由介质传到间壁 再由间壁传到产品 看图我们假设加热介质是热水 在间壁的一侧流动 间壁的另一侧是冷牛乳 于是间壁的一侧被加热 而另一侧则被冷

14、却 在板式热交换器中 板片就是这个间壁物 灭菌效果F0值 特定温度时间组合下的灭菌效果F0 t 60 10 T 121 1 ZT 灭菌温度t 灭菌温度下的灭菌时间Z 根据芽孢种类不同其范围为10 10 8 可取10一定反应效果下 使反应时间减少至原来的1 10所需的增加的温度 UHT加工原理 在高温处理下的化学和微生物变化在高温处理下的化学当牛乳长时间处于高温下时 会形成一些化学反应产物 导致牛乳变色 褐变 并伴随产生蒸煮味和焦糖味 最终出现大量的沉淀 而在高温短时热处理中 牛乳的这些缺陷就可以在很大程度上得以避免 因此 选择正确的温度 时间组合使芽孢的失活达到满意的程度而乳中的化学变化保持在

15、最低水平是非常重要的 UHT加工原理 货架期另一个与UHT处理质量相关的术语是产品的货架期 货架期的定义是产品能够贮存的时间 在贮存期内产品质量不会低于一个可接受的最低水平 这一货架期的概念有一定主观性 如果产品质量标准定得很低 则其货架期就可能很长 货架期的理化限制因素是出现凝胶化 粘度增加 沉淀和脂肪上浮 限定货架期的感观因素是滋味 气味和颜色的变败 UHT加工原理 营养价值当研究任何形式的食品加工工艺时都要考虑到营养价值变化这一因素 在这一问题上 有关热处理对牛乳的影响的章节已经进行了大量讨论 UHT处理对牛奶组分的热影响情况可以概述如下 UHT加工原理 牛乳的加工工艺牧场挤乳 贮存 运

16、输 接收 预处理 UHT 灌装 包装 库房储存 市场流通 UHT加工工艺 一 牧场挤乳中对牛乳质量的影响微生物方面 1 环境2 牛体卫生3 挤奶器 机器挤奶的缺点 对牛体比较粗暴 容易受到污染 没有正确的维护和清洗 管路完全排空不太可能 下次挤奶时会受到管路中水的污染4 挤奶过程中人的手 5 工艺 1 4小时内打冷 6 好坏牛乳的混合 感官方面 1 氧气的溶入 空汽融入牛奶中或牛奶表面有泡沫 溶入的多少与牛奶的温度有关 2 对脂肪的破坏 破坏程度取决于挤奶设备的安装和维修 二 牛乳储存 1 正确的储存温度和时间 2 搅拌的作用下会有氧气进入 但不搅拌会有脂肪上浮 三 运输 1 进一步污染 取决奶车的卫生 2 空气溶入 3 机械力的作用 四 接收 1 进一步污染 收奶环节 2 泵送 五 预处理 1 进一步污染 正确的存放 2 引入空气 发生氧化 3 机械力的作用 破坏脂肪保护膜 低温长时间杀菌 60 65 30分钟 高温短时杀菌 72 75 15s或80 85 10 15s高温巴氏 95 几秒 几分钟 适于酸奶 超巴氏杀菌 125 138 2 4S 在日本通用 UHT 130 150 2