《食品安全导刊》刊号:CN11-5478/R 国际:ISSN1674-0270

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乳粉常见的质量缺陷及其原因分析

2014-08-04 13:58:08 来源: 食品安全导刊

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  □ 杜管利 西安喜洋洋生物科技有限公司

  秦立虎 西安市奶牛育种中心

  在乳粉的生产过程中,如果操作不当,就有可能出现各种质量问题。目前乳粉常见的质量问题主要有:水分含量偏高、溶解度偏低、易结块、颗粒的形状及大小异常、有脂肪氧化味、色泽较差、细菌总数和大肠菌群超标、杂质度过高等。

  乳粉水分含量高

  乳粉中应保持一定的含水量,我国GB/T 5410―2008标准规定乳粉的水分含量不大于5%。水分含量过高,会加速乳粉中残留微生物的生长繁殖而产生乳酸,使乳粉中酪蛋白变性而成为不溶性物质,从而使乳粉的溶解度下降。据试验,乳粉水分在3%~5%时贮存1年后溶解度略有变化;而当水分提高至6.5%~7%时,在贮存较短时间内蛋白质有可能完全不溶解,产生陈腐味,同时产生褐变。但乳粉水分也不宜太低,否则容易引起乳粉变质而产生氧化臭味。喷雾干燥法生产的乳粉,当其水分低于1.88%时就容易引起这种问题。

  导致乳粉水分含量高的原因主要为:喷雾干燥过程中,进料量、进风温度、进风量、排风温度、排风量等工艺条件控制不当;高压喷头或离心盘因各种原因雾化效果不好,导致雾化乳滴太大而不易干燥;乳粉包装车间空气相对湿度偏高,使乳粉吸潮,包装车间空气相对湿度应控制在50%~60%;乳粉在冷却过程中,冷风湿度太大;乳粉包装封口不严或包装材料(或容器)本身气密性差。

  乳粉的溶解度偏低

  乳粉的溶解度是指乳粉与一定量的水混合后,能够复原成均一的新鲜牛乳状态的性能。这一概念与一般意义上的溶解度有所区别,因为牛乳是由溶液、悬乳液、乳浊液三种体系构成的一种均匀稳定的胶体性液体,而不是纯粹的溶液,所以乳粉的溶解度只是一个习惯称呼。乳粉溶解度的高低反映了乳粉中蛋白质的变性程度,溶解度低说明乳粉中蛋白质变性的量大,冲调时变性的蛋白质就不可能溶解,或粘附于容器的内壁,或沉淀于容器的底部。

  导致乳粉溶解度下降的因素主要是:原料乳的质量差,混入了异常乳或酸度高的牛乳;蛋白质热稳定性差,受热容易变性;牛乳在杀菌、浓缩或喷雾干燥过程中温度偏高或受热时间过长,引起牛乳蛋白质受热过度而变性;喷雾干燥时物化效果不好,使乳滴过大,干燥困难;牛乳或浓缩乳在较高的温度下长时间放置会导致蛋白质变性;乳粉的贮存条件及时间对其溶解度也会产生影响,当乳粉贮存于温度高、湿度大的环境中,其溶解度会有所下降;不同的干燥方法生产的乳粉溶解度不同,滚筒干燥法生产的乳粉溶解度仅为70%~85%,喷雾干燥法生产的乳粉溶解度可达99%以上。

  乳粉结块

  乳粉极易吸潮而结块,这主要与乳粉中含有的乳糖及其结构有关。乳糖是乳粉的主要成分之一,不同的产品其含量也不同。全脂乳粉中含有约38%的乳糖,脱脂乳粉中含有约50%的乳糖,全脂加糖乳粉中含有约30%的乳糖,婴儿配方乳粉中含有约55%的乳糖。

  采用一般工艺生产出来的乳粉,其乳糖呈非结晶的玻璃态,其中α-乳糖与β-乳糖比为1∶1.5,两者保持一定的平衡状态。非结晶状态的乳糖具有很强的吸潮性,吸潮后会生成含分子结晶水的结晶乳糖,使乳粉颗粒的表面产生细小的裂纹,并使乳脂肪逐渐渗出至乳粉颗粒表面,从而使游离脂肪含量增加。同时使空气渗入乳粉颗粒内部,引起乳粉中脂肪氧化,使乳粉的保质期缩短。

  造成乳粉结块的原因主要有两个:一是在乳粉的干燥过程中,由于操作不当造成乳粉水分含量偏高或部分产品水分含量偏高,产生结块现象;二是在包装和贮存过程中,乳粉吸收空气中的水分后,导致自身水分含量增高而结块。

  乳粉颗粒的形状及大小异常

  乳粉颗粒的形状随干燥方法的不同而异。压力喷雾干燥生产的乳粉比离心喷雾干燥生产的乳粉颗粒小。滚筒干燥生产的乳粉颗粒呈不规则的片状,不含气泡;而喷雾干燥生产的乳粉颗粒呈球状,可单个存在或几个粘在一起呈葡萄状。

  乳粉颗粒的大小随干燥方法的不同而有所差异。一般来说,压力喷雾干燥生产的乳粉,其颗粒直径约为10~100µm,平均为45µm;而离心喷雾干燥生产的乳粉,其颗粒直径约为30~200µm,平均为100µm。乳粉颗粒直径大,则冲调性能及亲水性能好、色泽好,便于饮用;如果乳粉颗粒大小不一,且夹杂有黄色焦粒,乳粉的溶解度就会较差,且杂质多。

  影响乳粉颗粒大小的因素主要有:雾化器出现故障;干燥方法不同;同一干燥方法,干燥设备类型不同,例如同样采用压力喷雾干燥,立式喷雾干燥比卧式喷雾干燥生产的乳粉颗粒直径大;浓缩乳的干物质含量越高,乳粉颗粒直径越大;压力喷雾干燥中,高压泵使用压力低,乳粉颗粒直径大;喷头孔径大、内孔光洁度高,得到的乳粉颗粒直径大,颗粒大小较为均匀一致。

  乳粉的脂肪氧化味

  乳粉中脂肪的状态因干燥方法不同而异。乳粉中的脂肪球在喷雾干燥过程中,因受机械力或离心力的作用,使其直径较牛乳中的脂肪球小。压力喷雾制得的乳粉脂肪球直径为1~2µm;离心喷雾制得的乳粉脂肪球直径为1~3µm;滚筒干燥制得的乳粉脂肪球直径为1~7µm,但其变化范围较大,也有几十微米的脂肪球。

  喷雾干燥制得的乳粉脂肪球存在于乳粉颗粒内部,而滚筒法制得的乳粉由于牛乳中的脂肪球膜受机械力的擦伤作用,脂肪球彼此聚集成大团块。滚筒干燥制得的乳粉游离脂肪占脂肪总量的91%~96%,喷雾干燥制得的乳粉游离脂肪只占脂肪总量的3%~14%。

  当乳粉水分含量增加到8.5%~9.0%时,乳糖的结晶促使游离脂肪增加。因此,在出粉及乳粉输送过程中,应避免高速气流的冲击和机械擦伤。干燥后的乳粉应迅速冷却,并采用真空包装或抽真空充惰性气体的密封包装。产品应贮存在适宜的温度(25ºC以下)下,以防止游离脂肪的增加。否则,质量再好的乳粉,由于贮存条件不善亦将导致游离脂肪增加。

  乳粉脂肪氧化味产生的原因是乳粉的游离脂肪含量高,引起乳粉氧化变质产生氧化味;由于乳粉中的脂肪在解脂酶及过氧化物酶的作用下,产生游离的挥发性脂肪酸,使乳粉产生刺激性的臭味;乳粉置于温度高、湿度大或曝晒在阳光下产生氧化味。

  为防止氧化味产生,应严格控制乳粉生产的各种工艺参数,尤其是牛乳的杀菌温度和保温时间,使解脂酶和过氧化物酶的活性丧失。同时,严格控制产品的水分保持在2.0%~3.5%,并尽量采用喷雾干燥法生产乳粉,以及密封包装的方法保存乳粉,贮藏在避光、凉爽、干燥、通风的环境中,这样可使产品保质期达到18个月以上。

  乳粉色泽异常

  正常乳粉的颜色呈淡黄色。乳粉的色泽受以下因素的影响:原料乳脂肪含量高,乳粉的颜色较黄;同样的原料乳干燥后,乳粉颗粒直径较大者,颜色较黄;颗粒直径较小者,颜色呈灰黄;空气过滤器效果不佳,乳粉的颜色发暗;滤粉袋长时间不更换,布袋内回收的乳粉颜色呈灰黄色;回收的乳粉与干燥室内的乳粉相比,颜色发白;原料乳中若混入较多的初乳,则乳粉颜色灰暗;原料乳酸度过高、加碱中和后制成的乳粉呈褐色;乳粉在生产过程中热处理过度,或乳粉冷却处理跟不上在高温下存放时间过长,导致乳粉颜色加深;乳粉水分含量过高,或贮存环境温度、湿度较高,容易使乳粉产生褐变。

  细菌总数和大肠杆菌超标

  乳粉中细菌和大肠杆菌超标主要与下列因素有关:原料乳污染严重,细菌总数过高,通过正常消毒、杀菌、灭菌后残留量太多;杀菌(或其他热处理方式)温度和保温时间没有严格按照工艺要求进行;杀菌器温度表误差过大,原料乳没有达到杀菌温度;空间、设备、物料管道、器具杀菌不彻底;浓缩乳出料泵密封破损,冷却水混入乳中;生产过程中受到二次污染。

  杂质度过高

  乳粉杂质度过高的原因主要有以下几点:原料乳净化不彻底;生产过程中受到二次污染;干燥过程中热风温度过高,导致风筒周围产生焦粉;均风箱热风调节不当,产生涡流,使乳粉局部受热过度产生焦粉。

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