Il latte è conosciuto come l'alimento più vicino alla perfezione, noto come "sangue bianco", ed è un nutriente vitale che è inerente a qualsiasi mammifero, compreso l'uomo.Negli ultimi anni, con il continuo miglioramento della configurazione della catena del freddo e la crescente consapevolezza della salute e della nutrizione tra i consumatori, il latte pastorizzato è diventato un tema di consumo caldo.Il processo del latte pastorizzato comprende centrifugazione, standardizzazione, omogeneizzazione, sterilizzazione, raffreddamento e riempimento ed è un latte commerciale fornito direttamente ai consumatori per il consumo.Rispetto al latte a temperatura ambiente, il latte pastorizzato utilizza generalmente una sterilizzazione a breve termine a temperatura costante di 72~85 ℃ per 15 secondi, che può uccidere la maggior parte dei batteri nocivi nel latte, massimizzando al contempo la conservazione degli ingredienti attivi sensibili al calore e del gusto puro in latte grezzo.Molti fattori come l’alimentazione delle mucche, la stagione e l’ambiente hanno un impatto significativo sugli indicatori fisici e chimici del latte crudo.Per ottenere prodotti con una qualità stabile e costante, è spesso necessario adeguare gli indicatori fisici e chimici del latte crudo attraverso determinati processi tecnologici nella lavorazione lattiero-casearia, ovvero standardizzare il latte.
La tecnologia a membrana ha la caratteristica della separazione selettiva, che può regolare il rapporto di massa di ciascun componente nel latte controllando il rapporto di concentrazione appropriato, raggiungendo così l'obiettivo della standardizzazione del latte.Negli ultimi anni, la tecnologia della membrana ad osmosi inversa (RO) è stata introdotta nella lavorazione dei prodotti lattiero-caseari.A causa della caratteristica della membrana RO che trattiene i soluti nel latte e consente solo il passaggio dell'acqua attraverso la membrana, la concentrazione della membrana RO a basse temperature può massimizzare il contenuto di sostanze attive nutrizionali e sensibili al calore del latte.Negli ultimi anni, con la maturità della tecnologia dei sistemi a membrana, la produzione di latte pastorizzato concentrato attraverso la tecnologia di concentrazione a membrana RO è diventata una tecnologia di produzione emergente per le imprese di produzione lattiero-casearia per migliorare la qualità del prodotto.
Secondo GB 19645-2010, l'acidità del latte pastorizzato dovrebbe essere compresa tra 12 e 18 T. Pertanto, l'acidità è un indicatore necessario per gli stabilimenti di lavorazione lattiero-casearia per verificare se il latte è qualificato.L'acidità totale del latte comprende l'acidità intrinseca e l'acidità di fermentazione.L'acidità intrinseca si riferisce all'acidità del latte fresco appena spremuto, derivata principalmente da sostanze acide come caseina, albumina, fosfato, citrato e anidride carbonica nel latte.Quando si utilizza la concentrazione della membrana RO per produrre latte pastorizzato concentrato, a causa dell'aumento del contenuto di vari componenti nel latte durante la lavorazione, ciò potrebbe causare cambiamenti nell'acidità.L'acidità di fermentazione si riferisce al cambiamento nell'acidità del latte causato dalla produzione di acido lattico durante la conservazione e la lavorazione del latte a causa della crescita microbica, della decomposizione del lattosio e di altri fattori.3-4 T dell'acidità totale provengono dalle proteine (principalmente caseina e albumina), mentre 2 T provengono dalla CO2.Fosfati e citrato forniscono la percentuale più alta di acidità (10-12 T).Se espressa come acido lattico, la CO2 nel latte rappresenta lo 0,01-0,02%, la caseina lo 0,05-0,08%, il citrato lo 0,01%, l'albumina lo 0,01% e il fosfato il resto.
Negli ultimi anni si è sviluppato un metodo di alimentazione su larga scala, razionale e scientifico nella produzione di vacche da latte.Il personale tecnico ha continuamente migliorato le materie prime per mangimi, le formule dietetiche e la gestione dell'alimentazione in vari aspetti, mantenendo la stabilità dell'acidità del latte crudo.Molti collegamenti nel processo di produzione possono avere un impatto sull’acidità del latte.Questo articolo si concentra principalmente sul confronto dei metodi di rilevamento dell'acidità e sull'analisi dei cambiamenti di acidità durante la produzione e lo stoccaggio del latte pastorizzato concentrato su membrana RO, al fine di proporre misure di controllo dell'acidità per ciascun anello della gestione della produzione del latte pastorizzato concentrato su membrana RO, fornendo riferimento tecnico per le aziende produttrici di latte.
1 Materiali e Metodi
1.1 Materie prime e attrezzature
1.1.1 Materie prime
Latte grezzo.
1.1.2 Attrezzatura
Linea di produzione del latte pastorizzato, comprese apparecchiature di produzione come sistema di raffreddamento della raccolta del latte, serbatoio di stoccaggio del latte crudo, separatore netto del latte, sistema di concentrazione a membrana RO, serbatoio di stoccaggio del latte concentrato, sistema quantitativo di mungitura, serbatoio quantitativo, sistema di pastorizzazione, serbatoio di degasaggio, omogeneizzatore, attesa serbatoio, riempitrice, ecc.
1.2 Metodo
1.2.1 Processo di produzione di latte pastorizzato concentrato con membrana RO
Latte crudo → raffreddamento → latte netto → conservazione (2-6 ℃) → concentrazione RO → quantificazione → riscaldamento (65-70 ℃) → degasaggio (-0,7-0,8 bar) → omogeneizzazione (200 bar) → sterilizzazione (75 ℃, 15 s) → raffreddamento (2-6 ℃) → attesa del riempimento → riempimento → refrigerazione (2-6 ℃) → trasporto in fabbrica (2-6 ℃).
1.2.2 Rilevazione dell'acidità
Per esaminare l'impatto dei diversi metodi di rilevamento sui risultati dell'acidità, sono stati utilizzati il primo e il terzo metodo della "Determinazione dell'acidità degli alimenti" (GB 5009.239-2016) per test comparativi.
1.2.3 Rilevazione del contenuto proteico
Utilizzare il metodo Kjeldahl nella "Determinazione delle proteine negli alimenti" (GB 5009.5-2016) per il rilevamento delle proteine.
1.2.4 Rilevazione della conta batterica totale
Per il rilevamento della conta delle colonie è stato utilizzato il metodo "Esame microbiologico degli alimenti - Determinazione della conta totale delle colonie" (GB4789.2-2016).
1.2.5 Effetto del tempo di conservazione sull'acidità del latte crudo
Eseguendo test di acidità su 10 lotti di latte crudo conservato per 0, 2, 4, 6 e 8 ore e combinando la conta batterica totale del latte crudo all'arrivo in fabbrica, la tendenza al cambiamento di acidità e il rapporto tra acidità sono stati analizzati il cambiamento e la conta batterica totale.
1.2.6 Effetto del processo di concentrazione della membrana RO sull'acidità
Rilevando il contenuto proteico e l'acidità di 10 lotti di latte prima e dopo la concentrazione, confrontando il rapporto di acidità e il rapporto di contenuto proteico prima e dopo la concentrazione e analizzando l'impatto del processo di concentrazione sull'acidità.
1.2.7 Effetto del processo di degasaggio sull'acidità
Il degasaggio è stato effettuato in condizioni di temperatura comprese tra 65 e 70 ℃ e pressione compresa tra -0,7 e -0,8 bar.È stata testata l'acidità di 10 lotti di latte prima e dopo il degasaggio ed è stato analizzato l'impatto del processo di degasaggio sull'acidità.
1.2.8 Effetto delle diverse condizioni di conservazione sull'acidità del latte pastorizzato concentrato
L'effetto delle condizioni di refrigerazione sull'acidità: 10 lotti di campioni pastorizzati concentrati conservati per 0 giorni, 8 giorni, 10 giorni e 14 giorni sono stati refrigerati a 2~6 ℃ per i test di acidità e sono state confrontate le variazioni di acidità durante la conservazione.
Simulare l'impatto delle variazioni di temperatura nel processo di circolazione sull'acidità: simulando le variazioni di temperatura nel processo di circolazione, 10 lotti di campioni di pastorizzazione concentrati sono stati conservati in un frigorifero a 2-6 ℃.Dal primo al quinto giorno di conservazione, i campioni sono stati prelevati ogni giorno e posti a temperatura ambiente di circa 25 ℃ per 2 ore prima di essere rimessi in frigorifero.Lo stesso lotto di campioni è stato testato per l'acidità durante lo 0°, 8°, 10° e 14° giorno di conservazione e sono state confrontate le variazioni di acidità durante la conservazione.
Simulare l'impatto delle condizioni del negozio sull'acidità: simulando le condizioni di conservazione del negozio, 10 lotti di campioni di latte pastorizzato concentrato sono stati conservati a 10-14 ℃.L'acidità dello stesso lotto di campioni è stata testata al 0°, 8°, 10° e 14° giorno di conservazione e sono state confrontate le variazioni di acidità durante la conservazione.
1.2.9 Analisi dei dati
Utilizza il foglio di lavoro Microsoft Excel per le statistiche dei dati e SPSS 26.0 per l'analisi dei dati.
2 Risultati e discussione
2.1 Impatto dei diversi metodi di rilevamento sui risultati dell'acidità
L'acidità dello stesso campione concentrato di pastorizzazione è stata testata utilizzando il primo e il terzo metodo in GB 5009.239-2016 e sono stati testati un totale di 10 lotti.
Quando si utilizzano il primo e il terzo metodo in GB5009.239-2016 per il rilevamento dell'acidità dello stesso campione, il valore di rilevamento del terzo metodo è inferiore di circa 1 T rispetto a quello del primo metodo e la deviazione standard del terzo metodo è inferiore rispetto a quello del primo metodo.
Il primo metodo utilizza la fenolftaleina come indicatore per l'analisi della titolazione dell'acidità totale, che deve essere determinata confrontando il colore dopo la titolazione con la soluzione di riferimento, che è soggetta a errori umani soggettivi e quindi presenta una deviazione standard leggermente superiore.Durante il processo di test, si è riscontrato che la soluzione di riferimento aveva un colore più scuro, il che ha influenzato la determinazione del punto finale della titolazione in base ai cambiamenti di colore.Al punto finale della titolazione, il valore del pH era maggiore di 8,30.Il terzo metodo è il metodo del titolatore potenziometrico, che titola a pH 8,30 come punto finale.L'apparecchiatura ha un'elevata sensibilità e riduce l'influenza dei fattori umani.I risultati sono stabili dopo test ripetuti.Considerando la precisione e la facilità d'uso, il terzo metodo viene utilizzato per i successivi test di acidità.
2.2 Effetto del tempo di conservazione sull'acidità del latte crudo
Gli indicatori microbici del latte crudo possono avere un impatto significativo sui cambiamenti di acidità durante la conservazione.Maggiore è la conta batterica iniziale del latte crudo, più veloce sarà il tasso di riproduzione dei microrganismi durante la conservazione, con conseguenti cambiamenti più significativi nell’acidità.Questo studio ha misurato la carica batterica totale del latte crudo quando è entrato nel serbatoio per 0 ore e ha rilevato il valore di acidità del latte crudo conservato nel serbatoio per tempi diversi.
La correlazione tra il numero totale di colonie batteriche conservate per 0 ore e il valore di crescita dell'acidità conservata per 8 ore
A causa della diversa composizione microbica di ciascun lotto di latte crudo, la sua correlazione con il valore di crescita dell'acidità è influenzata, ma nel complesso il numero totale di colonie è direttamente proporzionale alla variazione di acidità.Man mano che si prolunga il tempo di conservazione del latte crudo, l'acidità del latte cambia.L'acidità cambia da 0,2 a 0,6 T dopo 8 ore di conservazione e l'acidità dopo 0, 2, 4, 6 e 8 ore di conservazione è significativamente correlata alla conta batterica totale del latte crudo conservato per 0 ore (coefficiente di correlazione di Pearson è compreso tra 0,886 e 0,931).Ciò indica che i microrganismi si riproducono o fermentano nel latte, scomponendo il lattosio per produrre acido lattico, provocando così un aumento dell'acidità.Inoltre, il latte crudo con elevati indicatori microbici ha anche un’attività lipasica maggiore.Il grasso del latte crudo con attività lipasica maggiore continuerà a decomporsi, producendo una grande quantità di acidi grassi liberi, con conseguente aumento dell'acidità e odore anomalo.A causa del lungo tempo di rilevamento dei microrganismi, è impossibile prevedere il grado di danno alla qualità del prodotto durante il processo di conservazione del latte crudo.Pertanto, il tempo di conservazione del latte crudo dovrebbe essere rigorosamente controllato durante il processo di produzione.Le "Specifiche tecniche per la tecnologia di lavorazione del latte pastorizzato di alta qualità" richiedono che la temperatura di conservazione temporanea del magazzino del latte sia controllata al di sotto di 6 ℃ e che il tempo di conservazione temporanea sia controllato entro 8 ore.
2.3 Effetto del processo di concentrazione della membrana RO sull'acidità
La tecnologia della membrana RO può raggiungere la concentrazione del latte a condizione di massimizzare la ritenzione delle sostanze attive.Il processo di concentrazione può ottenere cambiamenti nella concentrazione del latte, che possono portare ad un aumento dell'acidità.Questo studio ha analizzato i cambiamenti nel contenuto proteico e nell’acidità durante il processo di concentrazione della membrana RO del latte.
Cambiamenti nel rapporto di concentrazione proteica e nel rapporto di concentrazione di acidità durante il processo di concentrazione della membrana RO del latte
Durante il processo di concentrazione della membrana RO del latte, all'aumentare del contenuto proteico, aumenta di conseguenza anche l'acidità.Il rapporto di concentrazione di acidità è simile al rapporto di concentrazione di proteine, con un rapporto di concentrazione di proteine di 1,17 ± 0,02 e un rapporto di concentrazione di acidità di 1,16 ± 0,02.Lo stesso processo di concentrazione della membrana RO è un cambiamento fisico e non provoca un aumento dell'acidità.Tuttavia, poiché il processo di concentrazione rimuove solo l'acqua, la percentuale di sostanze acide nel latte aumenta, con conseguente aumento proporzionale dell'acidità durante il processo di concentrazione della membrana RO.A causa del requisito GB19645-2010 secondo cui l'acidità del latte pastorizzato deve soddisfare 12-18 T, il rapporto di concentrazione deve essere rigorosamente controllato quando si produce latte pastorizzato concentrato con membrana RO.
2.4 Effetto del degasaggio sull'acidità
La CO2 è uno dei fattori che contribuiscono all'acidità del latte e il processo di degasaggio dopo il trattamento sotto vuoto può causare la perdita di parte di CO2 nel latte, con conseguente diminuzione dell'acidità.Questo studio ha analizzato i cambiamenti di acidità del latte prima e dopo il degasaggio.Il contenuto di CO2 nel latte appena estruso è di circa 200 mg/l.Dopo lo stoccaggio, il riscaldamento, l'agitazione e il trattamento sotto vuoto, parte della CO2 viene persa, con una conseguente diminuzione di circa lo 0,02% dell'acidità della titolazione.Il latte subisce un processo di degasaggio a 65-70 ℃ e -0,7-0,8 bar, con conseguente diminuzione dell'acidità di 0,4 ± 0,11 T. Pertanto, per controllare l'acidità del prodotto concentrato, aggiungendo la tecnologia di degasaggio al processo di produzione di il latte pastorizzato concentrato è un metodo di trattamento migliore.
2.5 Effetto delle diverse condizioni di conservazione sull'acidità del latte Pasteur concentrato
75 ℃ e 15 secondi non possono uccidere tutti i microrganismi presenti nel latte.Il numero totale di colonie batteriche in 10 lotti di campioni di test è 263 ± 55 CFU/mL, quindi è necessario conservarle in un ambiente di 2-6 ℃ per indebolire completamente l'attività metabolica dei microrganismi e mantenere la stabilità dell'acidità del campione e qualità.Nel processo di circolazione effettivo, il prodotto potrebbe subire un raffreddamento durante il caricamento del magazzino della fabbrica, lo scarico e il caricamento del magazzino di primo livello, lo scarico e il caricamento del magazzino di secondo livello, lo scarico e il caricamento del negozio terminale e i processi di acquisto del consumatore.Allo stesso tempo, durante il processo di monitoraggio della temperatura dei negozi terminali, è stato riscontrato che l’intervallo di temperatura effettivo di alcuni contenitori terminali in alcuni negozi era compreso tra 10 e 14 ℃.
I campioni di latte pastorizzato concentrato su membrana RO possono presentare diversi cambiamenti di acidità in diverse condizioni di conservazione a causa della loro caratteristica di arricchimento di nutrienti.Questo studio ha testato e analizzato le variazioni di acidità di 10 lotti di campioni di latte pastorizzato concentrato in tre diverse condizioni di conservazione per 14 giorni.
In un ambiente di conservazione a freddo a 2-6 ℃, l'attività di crescita microbica si è notevolmente indebolita e l'acidità del campione non è aumentata in modo significativo entro 14 giorni.Ciò indica che il mantenimento delle condizioni di conservazione a bassa temperatura del campione a 2-6 ℃ può controllare la stabilità dell'acidità.
Simulando le variazioni di temperatura nel processo di circolazione, il campione è stato sottoposto a un totale di 10 ore di shock freddo e caldo per 5 giorni in condizioni di refrigerazione di 2-6 ℃ per simulare le 5 fasi di raffreddamento nel processo di circolazione del prodotto.Si è riscontrato un leggero aumento dell'acidità del campione entro 14 giorni, con un valore di aumento di 0,26 ± 0,05 T, che era significativamente superiore alla variazione di acidità in condizioni di refrigerazione.Ciò indica che i cambiamenti di temperatura possono migliorare le attività riproduttive e metaboliche dei microrganismi nel latte.In queste condizioni, l’acidità del latte pastorizzato concentrato RO è aumentata di 0,12 ± 0,09 T nei primi 8 giorni e di 0,26 ± 0,05 T nel 14° giorno, indicando che l’acidità ha continuato ad aumentare dopo l’interruzione dello shock freddo e caldo.
Durante la simulazione di condizioni di conservazione parziali e la conservazione di campioni di latte pastorizzato concentrato RO a 10-14 ℃, l'acidità di 10 lotti di prodotti è aumentata di 0,27 ± 0,05 T a 8 giorni, 0,37 ± 0,07 T a 10 giorni e 0,63 ± 0,12 T a 14 giorni.L'aumento è stato superiore a quello dei prodotti con 5 giorni di shock freddo e caldo in condizioni di refrigerazione di 2-6 ℃.Si ipotizza che i microrganismi presenti nel latte continuino a metabolizzarsi lentamente per produrre acido a temperature elevate.
Sulla base dei risultati della ricerca di cui sopra, al fine di garantire che l'acidità dei campioni di latte pastorizzato concentrato soddisfi i requisiti GB19645-2010 per tutta la durata di conservazione e per garantire la qualità del prodotto, le aziende lattiero-casearie devono rispettare rigorosamente gli standard operativi durante il processo di lavorazione.Controllando il contenuto microbico e la freschezza del latte crudo e un appropriato rapporto di concentrazione, vengono controllati l'acidità e il contenuto microbico del prodotto al momento della consegna e il tempo di carico e scarico del prodotto al momento della consegna e dopo la consegna è rigorosamente controllato, controlla le variazioni di temperatura nel tempo.
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