专利名称：牛奶的冷杀菌方法
技术领域：
本发明属于食品加工技术领域，涉及一种牛奶的冷杀菌方法。
背景技术：
牛奶营养丰富，不仅含有优质蛋白质、丰富的钙，而且含有人体所需的维生素和多 种免疫活性因子。目前，国内外对鲜乳的杀菌处理，主要采用热力法，包括巴氏杀菌和超高 温瞬时杀菌(UHT)。超高温瞬时杀菌保质期可达9 12个月，但对牛奶的营养成分及风味 物质影响较大，且容易使牛奶产生“蒸煮味”；巴氏杀菌奶虽然营养损失少，但是保质期短， 还需要冷链贮藏运输。总的来说，加热杀菌不仅导致营养成分的损失，还会影响食品的感官 品质，存在着一些难以克服的缺点。冷杀菌是近年来研究利用较多的一种杀菌技术，由于这种技术杀菌过程中食品温 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、味及营养成分。因此，寻求一种既能延长牛奶的保质期又能最大限度的保存其 固有的营养价值和风味，同时节约能耗的杀菌方法具有十分重要的意义。采用IOT以上脉冲磁场的生物效应进行杀菌钝酶，将食品物料置于脉冲强磁场杀 菌釜内，磁脉冲发生器在线圈内产生高强度脉冲磁场，从而对食品物料进行杀菌钝酶。磁场 杀菌钝酶主要基于它的生物效应，主要有影响电子传递、自由基活动、蛋白质和酶的活性、 生物膜渗透、遗传基因的变化和生物的代谢过程等。脉冲磁场杀菌方法的特点是杀菌时间 短且效率高；杀菌效果好且温升幅度小；既能杀菌又能保持食品原有的风味、色泽、品质和 组分不变，不污染产品，无噪声，适用范围广泛。目前，关于脉冲磁场的杀菌效果已有不少研究。高梦祥等在磁场强度6. 33T，脉 冲数15，温度50°C的条件下对鲜牛奶进行处理杀菌，菌落总数和大肠菌群数已经达到商业 无菌标准。雷鸣书等用12T，6kHz的磁场处理牛奶1次，菌落总数由2. 5X104cfu/mL降为 970cfu/mL，将奶酪接种酵母菌后，用10T，416kHz脉冲磁场作用进行10次，酵母菌浓度由 3. 5X IO3CfuAiL降为25cfu/mL。吴移山等研究了磁场辐射对牛奶的保质期和营养成分的影 响，发现磁场辐射能使牛奶的保质期延长了 3倍左右，而且对营养成分进行测定，发现磁场 辐射有利于提高牛奶的营养价值。以上研究均集中常温下或温度较高条件下的脉冲磁场处 理，磁场强度多数为IOT以下，而对于低温下，强度大于15T以上的脉冲强磁场未见报道。本发明以鲜牛奶中菌落总数、大肠杆菌、霉菌酵母等为对象，采用15T以上的脉冲 强磁场在5-10°C低温条件下对鲜牛奶进行冷杀菌处理，钝化牛奶中的过氧化物酶、脂肪酶 等酶的活力，并使牛奶中微生物指标达到商业无菌的标准。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种牛奶的冷杀菌方法。本发明采 用15T以上的脉冲强磁场在5-10°C低温条件下，对鲜牛奶进行处理，从而杀灭鲜牛奶中微 生和钝化酶的活力，极大地保持牛奶中原有营养成分和感官品质。本发明主要针对鲜牛奶中菌落总数、大肠杆菌、霉菌酵母等微生物污染问题，以及能够导致食品腐败变质的酶，提 出一种有效杀灭微生物和钝化食品酶活，保证食品安全，还要保持食品的营养价值和色、 香、味等感官品质的低温度下的冷杀菌方法，从而使牛奶中的微生物指标达到商业无菌的 要求。本发明的目的通过以下技术方案来实现一种牛奶的冷杀菌方法，在5 10°C下对牛奶施加15 20T的脉冲磁场。一种牛奶的冷杀菌方法，包括以下步骤(1)将脉冲磁体浸入液氮中；设置磁场强度和脉冲数；(2)将温度为5 10°C的牛奶放入磁场中；(3)脉冲磁场停止工作后，将样品取出；所述磁场强度为15 20T。所述脉冲磁场的脉冲数为3、6、9或12。所述脉冲磁场的脉冲宽度为10ms，脉冲间隔为15s。本发明创造的优点和效果将低温脉冲强磁场杀菌方法用于牛奶杀菌，可有效降低牛奶中微生物数量，钝化 牛奶中酶活，有利于牛奶的保鲜，其优点主要有(1)采用5-10°C低温下进行牛奶的脉冲强磁场杀菌，能有效地杀灭牛奶中微生物 并钝化酶，在低温条件下极大地保持鲜牛奶的原有口感和风味，实现真正意义上的冷杀菌。(2)本发明中，牛奶等等液体物料几乎无温升，所以物料的组织结构、营养成分、颜 色均不遭破坏，不会影响原有的风味。(3)距离线圈2m左右处磁场强度衰减为相当于地磁强度，因此无漏磁问题，安全 性好。(4)脉冲磁场的产生和中止迅速，便于用电脑控制。(5)由于脉冲强磁场对食品具有较强的穿透能力，能深入食品的内部，另外还可以 通过物料流动，能强化液料的搅拌传质效果，致使灭菌无死角，杀菌彻底。
图1脉冲强磁场对低温牛奶和常温牛奶中微生物杀菌作用的比较；图2脉冲强磁场对低温牛奶和常温牛奶中酶钝化作用的比较；图3脉冲强磁场对低温牛奶和常温牛奶中微生物杀菌作用的比较；图4脉冲强磁场对低温牛奶和常温牛奶中酶钝化作用的比较；图5脉冲强磁场对低温牛奶和常温牛奶气味影响作用的比较；图6脉冲磁场对低温牛奶和常温牛奶营养成分影响作用的比较；图7脉冲磁场对低温牛奶和常温牛奶理化性质影响作用的比较。
具体实施例方式本发明采用强度为15-20T的脉冲磁场装置，该装置由脉冲磁体、脉冲电源以及相 应的控制系统和操作界面构成。利用lmF/7. 2kV电容器电源，该装置可以在28mm磁体孔径 内最高产生场强20T、脉冲宽度10ms的脉冲强磁场且脉冲间隔为15s，处理室温度在10°C以下。实施例1以鲜牛奶为处理对象，采用脉冲强磁场装置处理，以菌落总数、大肠杆菌、霉菌酵 母为微生物指标，以乳过氧化物酶、脂肪酶、过氧化氢酶为酶指标，考察脉冲强磁场杀菌钝 酶效果。(1)将脉冲磁体浸入液氮中；设置磁场强度16T和脉冲数为10 ；(2)将温度为5°C的牛奶放入磁场中；(3)脉冲磁场停止工作后，将样品取出，杀菌完毕；对5°C的牛奶采用10个脉冲、磁场强度16T的脉冲强磁场处理后，测得其中菌落总 数、大肠杆菌、霉菌酵母存活率分别为8%、1. 3%U1. 7%，测得其中乳过氧化物酶、脂肪酶、 过氧化氢酶失活率分别为41. 7%、44. 4%、74. 2%，且脉冲强磁场处理前后，鲜牛奶中蛋白 质、脂肪、乳糖的含量和感官品质没有发生任何变化。对25°C牛奶采用同样的脉冲强磁场进行处理后，牛奶中菌落总数、大肠杆菌、霉菌 酵母存活率分别为11. 2%,2. 5%U4. 3%，而乳过氧化物酶、脂肪酶、过氧化氢酶失活率分 别为38. 9%,41. 3%,68. 9%。如图1、图2所示，经5°C下的脉冲强磁场处理后，微生物存活 率明显比25°C要低大约1 3个百分点，而对所检测的酶的失活率大约高3 5个百分点， 说明5°C下的杀菌和钝酶效果要比常温下好，这是因为低温可以抑制酶和微生物的活性，而 且低温与脉冲强磁场的结合杀菌和钝酶效果可能有一定协同效应。实施例2以鲜牛奶为处理对象，采用脉冲强磁场装置处理，以菌落总数、大肠杆菌、霉菌酵 母为微生物指标，以乳过氧化物酶、脂肪酶、过氧化氢酶为酶指标，考察脉冲强磁场杀菌钝 酶效果。(1)将脉冲磁体浸入液氮中；设置磁场强度20T和脉冲数为10 ；(2)将温度为10°C的牛奶放入磁场中；(3)脉冲磁场停止工作后，将样品取出，杀菌完毕；将10°C鲜牛奶采用10个脉冲数、20T脉冲强磁场进行处理，测得其中菌落总数、 大肠杆菌、霉菌酵母存活率分别为4. 5%,0. 5%,7. 1%，测得其中乳过氧化物酶、脂肪酶、过 氧化氢酶失活率分别为47. 5%,53. 6%,90. 3%，且脉冲强磁场处理后，鲜牛奶中蛋白质、脂 肪、乳糖的含量和感官品质与处理之前相比较，没有发生任何变化。对25°C牛奶采用脉冲强磁场进行处理后，牛奶中菌落总数、大肠杆菌、霉菌酵母 存活率分别为5.2%、0.8%、7.9%，而乳过氧化物酶、脂肪酶、过氧化氢酶失活率分别为 45. 2%、49. 7%、85. 2%。如图3、图4所示，经10°C下的脉冲强磁场处理后，微生物存活率 明显比25°C要低大约0. 3 0. 7个百分点，而对所检测的酶的失活率大约高1 5个百分 点，而相对于5°C条件下，其杀菌和钝酶整体有所下降，说明较低的温度下，脉冲磁场的杀菌 钝酶效果相对更好。实施例3以鲜牛奶为处理对象，采用脉冲强磁场装置处理，以色泽、组织状态、气味为感观 品质指标，以蛋白质、脂肪和乳糖含量为营养成分指标，以滴定酸度、浊度为理化性质指标， 考察脉冲强磁场对牛奶感观品质的影响。
(1)将脉冲磁体浸入液氮中；设置磁场强度18. 69T和脉冲数为10 ；(2)将温度为5°C的牛奶放入磁场中；(3)脉冲磁场停止工作后，将样品取出，杀菌完毕；对5°C的牛奶采用10个脉冲、磁场强度18. 69T的脉冲强磁场处理处理，测得其中 色泽、组织状态没有任何变化，气味测评值降低了 6%，测得其中蛋白质、脂肪、乳糖损失率 分别为0. 62%,0. 28%,0. 21%，测得滴定酸度、浊度变化率为0. 3%，2. 54%。将10°C鲜牛奶采用同样的脉冲磁场进行处理，测得其中色泽、组织状态没有任何 影响，气味测评值降低11. 1%，测得其中蛋白质、脂肪、乳糖损失率分别为0.71%、0. 33%, 0. 29%，测得滴定酸度、浊度变化率为0. 34%，3. 18%。对25°C牛奶采用同样的脉冲强磁场进行处理后，测得其中色泽、组织状态没有发 生任何变化，气味测评值降低15.3%，测得其中蛋白质、脂肪、乳糖损失率分别为3. 36%, 2. 47%,2. 2%,测得滴定酸度、浊度变化率为2.7%,6%.如图5-7所示，低温下在5°C和10°C经脉冲强磁场处理后，理化指标和营养指标的 改变都较常温下要小，5°C和10°C的结果差异并不明显。而这是因为低温条件下处理，会更 好的保护牛乳中的营养成分不被破坏，而且减少了常温下牛奶可能发生的理化指标变化导 致的气味变化，和浊度酸度的变化等，只要在10°C以下处理，其各项指标都可以保持在一个 很好的范围内。
权利要求
一种牛奶的冷杀菌方法，其特征在于，在5～10℃下对牛奶施加15～20T的脉冲磁场。
2.根据权利要求1所述的冷杀菌方法，其特征在于，包括以下步骤(1)将脉冲磁体浸入液氮中；设置磁场强度和脉冲数；(2)将温度为5 10°C的牛奶放入磁场中；(3)脉冲磁场停止工作后，杀菌完毕； 所述磁场强度为15 20T。
3.根据权利要求1或2所述的冷杀菌方法，其特征在于，所述脉冲磁场的脉冲数为3、 6、9 或 12。
4.根据权利要求1或2所述的冷杀菌方法，其特征在于，所述脉冲磁场的脉冲宽度为 10ms，脉冲间隔为15s。
全文摘要
本发明公开了一种牛奶的冷杀菌方法。本发明采用15～20T的脉冲强磁场在5-10℃低温条件下，对鲜牛奶进行处理，从而杀灭鲜牛奶中微生和钝化酶的活力，极大地保持牛奶中原有营养成分和感官品质。本发明主要针对鲜牛奶中菌落总数、大肠杆菌、霉菌酵母等微生物污染问题，以及能够导致食品腐败变质的酶，提出一种有效杀灭微生物和钝化食品酶活，保证食品安全，还要保持食品的营养价值和色、香、味等感官品质的低温度下的冷杀菌方法，从而使牛奶中的微生物指标达到商业无菌的要求。
文档编号A23C3/00GK101869136SQ20101019128
公开日2010年10月27日 申请日期2010年5月28日 优先权日2010年5月28日
发明者王兆梅, 肖凯军, 郑必胜, 郭丹丹, 陈仁菊 申请人:华南理工大学