La leche es conocida como el alimento más cercano a la perfección, conocida como "sangre blanca", y es un nutriente vital inherente a cualquier mamífero, incluido el ser humano.En los últimos años, con la mejora continua de la configuración de la cadena de frío y la creciente conciencia sobre la salud y la nutrición entre los consumidores, la leche pasteurizada se ha convertido en un tema de consumo candente.El proceso de la leche pasteurizada incluye centrifugación, estandarización, homogeneización, esterilización, enfriamiento y llenado, y es una leche comercial que se suministra directamente a los consumidores para su consumo.En comparación con la leche a temperatura ambiente, la leche pasteurizada generalmente utiliza una esterilización a corto plazo a temperatura constante de 72 ~ 85 ℃ durante 15 segundos, lo que puede matar la mayoría de las bacterias dañinas en la leche, mientras maximiza la preservación de los ingredientes activos sensibles al calor y el sabor puro en leche cruda.Muchos factores, como la alimentación de las vacas, la estación y el medio ambiente, tienen un impacto significativo en los indicadores físicos y químicos de la leche cruda.Para obtener productos con una calidad estable y constante, a menudo es necesario ajustar los indicadores físicos y químicos de la leche cruda mediante ciertos procesos tecnológicos en el procesamiento de lácteos, es decir, estandarizar la leche.
La tecnología de membrana tiene la característica de separación selectiva, que puede ajustar la proporción de masa de cada componente en la leche controlando la proporción de concentración adecuada, logrando así el objetivo de estandarización de la leche.En los últimos años, se ha introducido la tecnología de membranas de ósmosis inversa (RO) en el procesamiento de lácteos.Debido a la característica de la membrana de ósmosis inversa que retiene los solutos en la leche y solo permite que el agua pase a través de la membrana, la concentración de la membrana de ósmosis inversa a bajas temperaturas puede maximizar el contenido de sustancias activas nutricionales y sensibles al calor de la leche.En los últimos años, con la madurez de la tecnología del sistema de membranas, la producción de leche pasteurizada concentrada mediante la tecnología de concentración de membranas RO se ha convertido en una tecnología de producción emergente para que las empresas de producción láctea mejoren la calidad del producto.
Según GB 19645-2010, la acidez de la leche pasteurizada debe cumplir con 12-18 T. Por lo tanto, la acidez es un indicador necesario para que las fábricas procesadoras de lácteos verifiquen si la leche está calificada.La acidez total de la leche incluye la acidez intrínseca y la acidez de fermentación.La acidez intrínseca se refiere a la acidez de la leche fresca recién exprimida, derivada principalmente de sustancias ácidas como la caseína, la albúmina, el fosfato, el citrato y el dióxido de carbono de la leche.Cuando se utiliza la concentración de membrana RO para producir leche pasteurizada concentrada, debido al mayor contenido de varios componentes en la leche durante el procesamiento, puede causar cambios en la acidez.La acidez de fermentación se refiere al cambio en la acidez de la leche causado por la producción de ácido láctico durante el almacenamiento y procesamiento de la leche debido al crecimiento microbiano, la descomposición de la lactosa y otros factores.3-4 T de la acidez total proceden de las proteínas (principalmente caseína y albúmina), mientras que 2 T proceden del CO2.Los fosfatos y citratos aportan la mayor proporción de acidez (10-12 T).Si se expresa como ácido láctico, el CO2 de la leche representa del 0,01 al 0,02 %, la caseína del 0,05 al 0,08 %, el citrato del 0,01 %, la albúmina del 0,01 % y el fosfato del resto.
En los últimos años se ha desarrollado un método de alimentación científico, racional y a gran escala en la producción de vacas lecheras.El personal técnico ha mejorado continuamente las materias primas de los piensos, las fórmulas dietéticas y el manejo de la alimentación en diversos aspectos, manteniendo la estabilidad de la acidez de la leche cruda.Muchos eslabones del proceso de producción pueden tener un impacto en la acidez de la leche.Este artículo se centra principalmente en la comparación de los métodos de detección de acidez y el análisis de los cambios de acidez durante la producción y almacenamiento de leche pasteurizada concentrada con membrana RO, con el fin de proponer medidas de control de la acidez para cada eslabón de la gestión de producción de leche pasteurizada concentrada con membrana RO, proporcionando Referencia técnica para empresas productoras de lácteos.
1 Materiales y métodos
1.1 Materias primas y equipos
1.1.1 Materias primas
Leche cruda.
1.1.2 Equipo
Línea de producción de leche pasteurizada, que incluye equipos de producción como sistema de enfriamiento de recolección de leche, tanque de almacenamiento de leche cruda, separador neto de leche, sistema de concentración de membrana RO, tanque de almacenamiento de leche concentrada, sistema cuantitativo de ordeño, tanque cuantitativo, sistema de pasteurización, tanque de desgasificación, homogeneizador y espera. tanque, máquina llenadora, etc.
1.2 Método
1.2.1 Proceso de producción de leche pasteurizada concentrada con membrana RO
Leche cruda → enfriamiento → leche neta → almacenamiento (2-6 ℃) → concentración de RO → cuantificación → calentamiento (65-70 ℃) → desgasificación (-0,7-0,8 bar) → homogeneización (200 bar) → esterilización (75 ℃, 15 s) → enfriamiento (2-6 ℃) → espera de llenado → llenado → refrigeración (2-6 ℃) → transporte a fábrica (2-6 ℃).
1.2.2 Detección de acidez
Para examinar el impacto de diferentes métodos de detección en los resultados de acidez, se utilizaron el primer y tercer método de la "Determinación de la acidez de los alimentos" (GB 5009.239-2016) para pruebas comparativas.
1.2.3 Detección del contenido de proteínas
Utilice el método Kjeldahl en la "Determinación de proteínas en los alimentos" (GB 5009.5-2016) para la detección de proteínas.
1.2.4 Detección del recuento bacteriano total
Para la detección del recuento de colonias se utilizó el método de "Examen microbiológico de alimentos - Determinación del recuento total de colonias" (GB4789.2-2016).
1.2.5 Efecto del tiempo de almacenamiento sobre la acidez de la leche cruda
Al realizar pruebas de acidez en 10 lotes de leche cruda almacenados durante 0, 2, 4, 6 y 8 horas, y combinar el recuento bacteriano total de la leche cruda al llegar a la fábrica, se pudo determinar la tendencia del cambio de acidez y la relación entre acidez. Se analizaron el cambio y el recuento bacteriano total.
1.2.6 Efecto del proceso de concentración de membrana de RO sobre la acidez
Detectando el contenido de proteínas y la acidez de 10 lotes de leche antes y después de la concentración, comparando la proporción de acidez y el contenido de proteínas antes y después de la concentración, y analizando el impacto del proceso de concentración en la acidez.
1.2.7 Efecto del proceso de desgasificación sobre la acidez
La desgasificación se llevó a cabo en condiciones de temperatura que oscilaban entre 65 y 70 ℃ y presión que oscilaban entre -0,7 y -0,8 bar.Se probó la acidez de 10 lotes de leche antes y después de la desgasificación y se analizó el impacto del proceso de desgasificación en la acidez.
1.2.8 Efecto de diferentes condiciones de almacenamiento sobre la acidez de la leche pasteurizada concentrada
El efecto de las condiciones de refrigeración sobre la acidez: 10 lotes de muestras pasteurizadas concentradas almacenadas durante 0 días, 8 días, 10 días y 14 días se refrigeraron a 2 ~ 6 ℃ para realizar pruebas de acidez y se compararon los cambios en la acidez durante el almacenamiento.
Simule el impacto de los cambios de temperatura en el proceso de circulación sobre la acidez: mediante la simulación de los cambios de temperatura en el proceso de circulación, se almacenaron 10 lotes de muestras de pasteurización concentradas en un refrigerador de 2 a 6 ℃.Durante el primer al quinto día de almacenamiento, se tomaron muestras todos los días y se colocaron a temperatura ambiente de aproximadamente 25 ℃ durante 2 horas antes de devolverlas al refrigerador.Se analizó la acidez del mismo lote de muestras los días 0, 8, 10 y 14 de almacenamiento, y se compararon los cambios de acidez durante el almacenamiento.
Simule el impacto de las condiciones de la tienda en la acidez: Al simular las condiciones de almacenamiento de la tienda, se almacenaron 10 lotes de muestras de leche pasteurizada concentrada a 10-14 ℃.Se analizó la acidez del mismo lote de muestras los días 0, 8, 10 y 14 de almacenamiento y se compararon los cambios en la acidez durante el almacenamiento.
1.2.9 Análisis de datos
Utilice la hoja de cálculo de Microsoft Excel para estadísticas de datos y SPSS 26.0 para análisis de datos.
2 Resultados y Discusión
2.1 Impacto de los diferentes métodos de detección en los resultados de acidez
La acidez de la misma muestra de pasteurización concentrada se probó utilizando el primer y tercer método en GB 5009.239-2016, y se probaron un total de 10 lotes.
Cuando se utilizan el primer y tercer método en GB5009.239-2016 para la detección de acidez de la misma muestra, el valor de detección del tercer método es aproximadamente 1 T menor que el del primer método, y la desviación estándar del tercer método es menor. que el del primer método.
El primer método utiliza fenolftaleína como indicador para el análisis de titulación de la acidez total, que debe determinarse comparando el color después de la titulación con la solución de referencia, que es propensa a errores humanos subjetivos y, por lo tanto, tiene una desviación estándar ligeramente mayor.Durante el proceso de prueba, se encontró que la solución de referencia tenía un color más oscuro, lo que afectó la determinación del punto final de la titulación basada en los cambios de color.En el punto final de la titulación, el valor del pH era superior a 8,30.El tercer método es el método del titulador potenciométrico, que titula a pH 8,30 como punto final.El equipo tiene alta sensibilidad y reduce la influencia de factores humanos.Los resultados son estables cuando se repiten las pruebas.Teniendo en cuenta la precisión y la facilidad de operación, el tercer método se utiliza para pruebas de acidez posteriores.
2.2 Efecto del tiempo de almacenamiento sobre la acidez de la leche cruda
Los indicadores microbianos de la leche cruda pueden tener un impacto significativo en los cambios de acidez durante el almacenamiento.Cuanto mayor sea el recuento bacteriano inicial de la leche cruda, más rápida será la tasa de reproducción de los microorganismos durante el almacenamiento, lo que dará lugar a cambios más significativos en la acidez.Este estudio midió el recuento bacteriano total de la leche cruda cuando entró en el tanque durante 0 horas y detectó el valor de acidez de la leche cruda almacenada en el tanque durante diferentes momentos.
La correlación entre el número total de colonias bacterianas almacenadas durante 0 horas y el valor de crecimiento de la acidez almacenada durante 8 horas.
Debido a la diferente composición microbiana de cada lote de leche cruda, su correlación con el valor de crecimiento de la acidez se ve afectada, pero en general, el número total de colonias es directamente proporcional al cambio en la acidez.A medida que se prolonga el tiempo de almacenamiento de la leche cruda, la acidez de la leche cambia.La acidez cambia de 0,2 a 0,6 T después de 8 horas de almacenamiento, y la acidez después de 0, 2, 4, 6 y 8 horas de almacenamiento se correlaciona significativamente con el recuento bacteriano total de la leche cruda almacenada durante 0 horas (coeficiente de correlación de Pearson). es de 0,886 a 0,931).Esto indica que los microorganismos se reproducen o fermentan en la leche, descomponiendo la lactosa para producir ácido láctico, provocando así un aumento de la acidez.Además, la leche cruda con altos indicadores microbianos también tiene una mayor actividad de lipasa.La grasa de la leche cruda con mayor actividad de lipasa continuará descomponiéndose, produciendo una gran cantidad de ácidos grasos libres, lo que provocará una mayor acidez y un olor anormal.Debido al largo tiempo de detección de microorganismos, es imposible predecir el grado de daño a la calidad del producto durante el proceso de almacenamiento de la leche cruda.Por tanto, el tiempo de almacenamiento de la leche cruda debe controlarse estrictamente durante el proceso de producción.La "Especificación técnica para la tecnología de procesamiento de leche pasteurizada de alta calidad" requiere que la temperatura de almacenamiento temporal del almacén de leche se controle por debajo de 6 ℃ y el tiempo de almacenamiento temporal se controle dentro de las 8 horas.
2.3 Efecto del proceso de concentración de membrana de RO sobre la acidez
La tecnología de membrana RO puede lograr la concentración de la leche bajo la condición de maximizar la retención de sustancias activas.El proceso de concentración puede lograr cambios en la concentración de la leche, lo que puede provocar un aumento de la acidez.Este estudio analizó los cambios en el contenido de proteínas y la acidez durante el proceso de concentración de la membrana de ósmosis inversa de la leche.
Cambios en la proporción de concentración de proteínas y la proporción de concentración de acidez durante el proceso de concentración de la membrana de RO de la leche
Durante el proceso de concentración de la membrana RO de la leche, a medida que aumenta el contenido de proteína, la acidez también aumenta en consecuencia.La relación de concentración de acidez es similar a la relación de concentración de proteínas, con una relación de concentración de proteínas de 1,17 ± 0,02 y una relación de concentración de acidez de 1,16 ± 0,02.El proceso de concentración de la membrana de RO en sí es un cambio físico y no provoca un aumento de la acidez.Sin embargo, debido a que el proceso de concentración solo elimina agua, la proporción de sustancias ácidas en la leche aumenta, lo que resulta en un aumento proporcional de la acidez durante el proceso de concentración de la membrana de OI.Debido al requisito establecido en GB19645-2010 de que la acidez de la leche pasteurizada debe alcanzar 12-18 T, la relación de concentración debe controlarse estrictamente al producir leche pasteurizada concentrada con membrana RO.
2.4 Efecto de la desgasificación sobre la acidez
El CO2 es uno de los factores que contribuyen a la acidez de la leche, y el proceso de desgasificación después del tratamiento al vacío puede provocar que se pierda algo de CO2 en la leche, lo que resulta en una disminución de la acidez.Este estudio analizó los cambios de acidez de la leche antes y después de la desgasificación.El contenido de CO2 en la leche recién extruida es de aproximadamente 200 mg/L.Después del almacenamiento, calentamiento, agitación y tratamiento al vacío, se pierde algo de CO2, lo que resulta en una disminución de aproximadamente 0,02% en la acidez de titulación.La leche se somete a un proceso de desgasificación a 65-70 ℃ y -0,7-0,8 bar, dando como resultado una disminución de la acidez de 0,4 ± 0,11 T. Por lo tanto, para controlar la acidez del producto concentrado, se añade tecnología de desgasificación al proceso de producción de La leche pasteurizada concentrada es un mejor método de tratamiento.
2.5 Efecto de diferentes condiciones de almacenamiento sobre la acidez de la leche pasteur concentrada
75 ℃ y 15 segundos no pueden matar todos los microorganismos de la leche.El número total de colonias bacterianas en 10 lotes de muestras de prueba es 263 ± 55 UFC/mL, por lo que es necesario almacenarlas en un ambiente de 2-6 ℃ para debilitar completamente la actividad metabólica de los microorganismos y mantener la estabilidad de la acidez y la acidez de la muestra. calidad.En el proceso de circulación real, el producto puede experimentar un enfriamiento durante la carga en el almacén de la fábrica, la descarga y carga del almacén de primer nivel, la descarga y carga del almacén de segundo nivel, la descarga y carga del almacén terminal y los procesos de compra del consumidor.Al mismo tiempo, durante el proceso de monitoreo de temperatura de las tiendas de la terminal, se encontró que el rango de temperatura real de algunos contenedores de la terminal en algunas tiendas estaba entre 10 y 14 ℃.
Las muestras de leche pasteurizada concentrada con membrana RO pueden presentar diferentes cambios de acidez en diferentes condiciones de almacenamiento debido a su característica de enriquecimiento de nutrientes.Este estudio probó y analizó los cambios de acidez de 10 lotes de muestras de leche pasteurizada concentrada en tres condiciones de almacenamiento diferentes durante 14 días.
En un ambiente de almacenamiento en frío de 2 a 6 ℃, la actividad de crecimiento microbiano se debilitó significativamente y la acidez de la muestra no aumentó significativamente en 14 días.Esto indica que mantener las condiciones de almacenamiento a baja temperatura de la muestra entre 2 y 6 ℃ puede controlar la estabilidad de la acidez.
Simulando los cambios de temperatura en el proceso de circulación, la muestra se sometió a un total de 10 horas de choque de frío y calor durante 5 días en condiciones de refrigeración de 2-6 ℃ para simular las 5 etapas de enfriamiento en el proceso de circulación del producto.Se encontró que hubo un ligero aumento en la acidez de la muestra dentro de los 14 días, con un valor de aumento de 0,26 ± 0,05 T, que fue significativamente mayor que el cambio de acidez en condiciones de refrigeración.Esto indica que los cambios de temperatura pueden mejorar las actividades reproductivas y metabólicas de los microorganismos en la leche.Bajo esta condición, la acidez de la leche pasteurizada concentrada RO aumentó en 0,12 ± 0,09 T en los primeros 8 días y en 0,26 ± 0,05 T en el día 14, lo que indica que la acidez continuó aumentando después de detener el choque de frío y calor.
Al simular condiciones de almacenamiento parcial y almacenar muestras de leche pasteurizada concentrada por RO a 10-14 ℃, la acidez de 10 lotes de productos aumentó en 0,27 ± 0,05 T a los 8 días, 0,37 ± 0,07 T a los 10 días y 0,63 ± 0,12 T a los 14 días. días.El aumento fue mayor que el de los productos con 5 días de choque de frío y calor en condiciones de refrigeración de 2 a 6 ℃.Se especula que los microorganismos de la leche continúan metabolizándose lentamente para producir ácido a temperaturas elevadas.
Con base en los resultados de la investigación anterior, para garantizar que la acidez de las muestras de leche pasteurizada concentrada cumpla con los requisitos de GB19645-2010 durante toda su vida útil y para garantizar la calidad del producto, las empresas lácteas deben cumplir estrictamente con los estándares operativos durante el proceso de procesamiento.Al controlar el contenido microbiano y la frescura de la leche cruda y la proporción de concentración adecuada, se controla la acidez y el contenido microbiano del producto en el momento de la entrega, y el tiempo de carga y descarga del producto en el momento de la entrega y después de la entrega es estrictamente controlado, Controla los cambios de temperatura a lo largo del tiempo.
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