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超聲波均質牛奶的最佳工藝條件

[導讀]本文研究了超聲波均質牛奶的最佳工藝條件及超聲波均質對酸奶品質的影響。

  自然狀態的牛奶,其脂肪球直徑大小不均勻,變動于1~10μm 之間,一般為2~5μm[1],這些脂肪球由于上浮力而浮在牛奶表面形成一層奶油層,使牛奶產生分層現象。這些脂肪球的存在大大影響了牛奶和奶制品的外觀和口感。如果將牛奶均質,其脂肪球直徑可控制在2μm 左右,這時牛奶脂肪的表面積增大,上浮力下降,從而避免分層,達到均一化的效果。均質的獨特效果從外觀、口感等方面都使產品的質量更上一層樓,因而均質處理是牛奶制品前處理工藝中非常重要的一環。

  根據原理不同,均質技術主要可以歸納為高剪切均質、高壓均質及超聲波均質三種。高剪切均質是通過機械作用迫使液體物料以很大的速度通過十分窄的間隙,在流體力學效應的作用下,經強烈剪切、研磨、撞擊和空穴作用,使物料達到分散細化的均質效果;高壓均質是在高壓條件下使混懸液通過一個可調節的限流質閥縫隙,產生失壓膨脹爆炸、剪切和高速撞擊等綜合效應,將存在于液體中的顆粒和油滴粉碎成很小尺寸;超聲波是頻率高于20kHz,不引起聽覺的彈性波。超聲波均質是利用超聲波在液體中的空化作用及其他物理作用來達到均質效果的。物理作用指的是超聲波可在液體中形成有效的攪動與流動破壞介質的結構、粉碎液體中的顆粒,主要是液體間碰撞、微相流和沖擊波導致顆粒表面形態變化?栈饔檬侵冈诔暡ㄗ饔下,液體在強度較弱的地方產生空穴即小氣泡,小氣泡隨超聲脈動,在一個聲周期內,空穴會塌陷。超聲空化還會產生強烈的機械作用,在固體界面附近產生快速射流或聲沖流,在液體中產生強大的沖擊波,在適當的超聲頻率下,在一定時間內可以最小的功率密度達到理想的分散效果。本文利用超聲波對酸牛奶原料奶進行均質,考察產品酸牛奶的品質,取得了理想的結果。此外,超聲波還有其它的用途,如醫學上常用超聲波診斷內臟器官諸如肝、胃、脾、腎等的一些常見疾病和疑難雜癥;工業上常用超聲波進行無損探傷;也有利于超聲波來降解或絮凝工業廢水中有機污染物的研究,等等。



材料與方法

材料與儀器

  鮮牛奶、白砂糖、乳酸菌種等;Scientz-IID型超聲波細胞粉碎機 寧波新芝生物股份科技有限公司;RF-GZ-530A 型(蓋勃法)乳脂肪離心機 哈爾濱市乳品檢測技術研究所。

方法

  應用蓋勃氏法測定乳脂含量;利用正交試驗法確定超聲波最佳均質條件;利用評分檢驗法評價酸奶品質;利用均質指數法測定均質效果,均質指數值H I 越小均質效果越好。



結果與分析

正交試驗方案

  超聲波均質牛奶的影響因素水平可從超聲波本身特征指數和牛奶兩方面來考慮。因此,在初步的均質試驗后確定因素水平為四個:超聲波循環輻射占空比、均質時間、均質時牛奶的溫度、均質牛奶的質量。

超聲波均質對酸奶品質的影響

酸奶的制作

  本試驗主要考察經均質( 超聲波均質、高速分散均質)的牛奶和未經均質的牛奶所制成的凝固型酸奶在感官上、凝乳狀態上以及發酵過程中酸度變化的異同。除均質方式不同,三種酸奶的配方及制作工藝均相同。其配方為:全脂鮮牛奶9 0 % 、白砂糖8 % 、發酵劑2 % ,

工藝流程為:

  原料鮮奶→預熱→配料→濃縮→過濾→預熱→均質→殺菌→冷卻→接種→灌裝→發酵→冷卻→后熟→成品



結 論

  經超聲波均質的牛奶,均質評價效果好于高速離散均質及高壓剪切均質。

  使用RS-1200 型超聲波細胞粉碎機,在占空比為60、牛奶質量0.5kg、作用10min、40℃的條件下可以得到最佳均質效果,均質指數為5 。

  利用超聲波均質的牛奶制成的酸奶與其它酸奶相比,奶香濃郁、口感爽滑、外觀細膩、乳塊塊形在30min 內基本不變,說明其凝乳狀態良好,可以抵抗大批量生產中的震蕩、顛簸的問題,利于中長途運輸,是一項可以利用的技術。

  經超聲波均質的牛奶在發酵過程中的產酸量和產酸速度容易控制。

  超聲波均質機在生產過程中會產生大量令人不快的噪音,可以設置隔音箱克服;大型超聲波均質機存在價格偏高的問題,有待解決。




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