文 / 张书义 全国畜牧总站
接本刊2011年第10期▲
在我国,大多数乳品企业是以生乳为主要原料,少数是以乳制品为主要原料。以生乳为主要原料的企业,对奶源基地的依赖性比较强,奶源供应管理是日常生产组织管理中极其重要的部分。在生产开始前,企业一般具有生乳贮藏、运输、验收、暂存等预处理环节与工序。以生乳为主要原料的乳品企业在产、供、销3 个环节上的协调性也非常高,如在冬季和春季,奶源基地的产奶量大,而乳制品市场销售却趋于淡季;到了夏季和秋季,又正好相反,可见奶源供应量与市场需求量的矛盾非常明显,因此,要求乳品企业既要考虑产品销售的因素,又要兼顾奶源基地的实际情况。所以,客观上说,企业不但要有稳定的奶源保证,而且还需要有高质量的生乳供应,一个是量,一个是质,二者缺一不可,都是顺利实现乳制品生产的重要前提。以乳制品为主要原料的乳品企业,生产组织管理要素相对简单,生产一般是从配料和混料开始。由于不受奶源基地的影响,生产安排和市场应对比较灵活。
乳制品的生产类型,依原料不同可简单概括为以下3 个类型:(1)以生乳为主要原料的乳品企业有以下工序和特点,即① 有专门的生乳预处理工序,各企业具有基本相同的工序;② 中储和调配、配料、混料,依据生产需要实施分配和调度;③ 再分配至各类生产线进行生产,依据生产定单安排生产计划。(2)仅以乳制品为原料的乳品企业有以下特点,即① 企业的规模不大,多为单一产品的乳品企业,适于无奶畜资源地区或无奶源基地的企业;② 主要原料是乳粉、炼乳、奶油、稀奶油、天然干酪等;③主要工序是调配、配料、混料,后续工序基本一致。(3)以生乳、乳制品为原料的乳品企业有以下特点,即①可随生乳、其它原料或市场生产定单的变化而调整,生产具备相当的灵活性;② 有时也是产品的配方需要。因此,从生产特点来看,以生乳为原料的乳制品企业最具代表性,其生产工序的组成、步骤基本涵盖了仅以乳制品为原料的乳品企业的全部内容。
生乳的卫生质量是生产合格乳制品的根本保证,在符合GB 19301和GB/T 6914要求基础上,还应符合以下要求:采用从健康母牛体内挤出的新鲜乳汁;含有相对低的细菌数和体细胞数;生乳酒精实验阴性;不得使用产前15 日的胎乳和产后7 日内的初乳(初乳制品除外);生乳中不含抗生素和违禁药物;生乳内不得含有肉眼可见的杂质、血脓,生乳呈浓厚、粘性者不得使用;生乳不得有外来异味,如饲料味、苦味、臭味、涩味等;生乳色泽应为白色或稍带微黄色,不得有红色、绿色或显著黄色;不得在生乳中添加任何有害化学物质或防腐剂,且汞的残留量(以汞计)不得高于0.01 mg/kg。
8.1.1 生乳的冷却及处理
在生乳的贮藏和运输环节中,温度控制是保证生乳品质至关重要的因素。生乳是非常适合微生物生长繁殖的营养基质,只要在适宜的温度下,细菌就会大量繁殖,导致生乳品质和加工利用特性的降低。因此,刚挤出的牛乳需要在短时间内使其温度降低到多数微生物不能生长繁殖的范围内,只有这样才能有效地保证生乳的质量。
这里需要特别强调的是,生乳首先应是在牧场进行冷却,刚挤出的牛乳立即通过冷却设备,收集到冷藏乳槽内,只有这样才能够保证生乳在收购和运输途中只含有较低水平的细菌数,并不至于发生酸败变质和细菌滋生的现象,也就是说乳制品加工所用的生乳,必须从牧场的挤奶、贮奶开始实施冷藏处理。
(1)生乳的冷却
① 生乳的天然抗菌性
从乳腺中刚挤出的生乳含有多种天然抗菌物质,对微生物具有一定的杀灭和抑制作用。国际研究资料报道显示,生乳中存在过氧化物酶,且其硫氰酸钠的天然含量为2~7 mg/kg。它们的抑菌特性与乳温、菌数及处理方法有关,低温保存可延长这些物质抗菌特性的保持时间。通常情况下,如果把刚挤出的正常牛乳迅速冷却到0 ℃,这些物质的抗菌作用时间可维持48 h。
随着生乳中天然抗菌物质作用的减弱,污染其中的微生物会很快进入增长繁殖阶段。因此,牛乳应在刚一挤出,就采取有效的冷却手段将其温度迅速降到4~6 ℃,这样才能保证生乳的品质。研究结果表明,在实际生产中,刚挤出的生乳若迅速冷却到4 ℃,可明显控制细菌的增长繁殖,行业将之称为“神奇的4 ℃”。当然,只有在生乳中菌落数较低,卫生安全指标合格的前提下,以最快的冷却速度,并与天然抗菌物质相结合,4 ℃冷却条件才能发挥作用。
② 生乳的冷却方法
生乳不经过高温处理就能延长保存时间的最好办法是使用性能良好的冷却设备。具备冷却条件的牧场,在挤乳后直接将生乳冷却到4 ℃以下,并在该温度下将生乳运输到加工厂。目前,规范牧场和小区实施的机械挤乳系统对提高生乳的质量发挥了重要作用。另外,一些日产牛乳量大的大型牧场通过专用的冷却机将刚挤出的生乳进行冷却,然后打入冷藏罐中保存。有些挤乳站或牛场则是使用配有冷却系统的冷却罐对生乳进行冷却和冷藏,但一些中小型奶牛场和养殖小区还在利用较简单的水池式冷却方法。
生乳具体的冷却方法如下:
A 水池冷却
在过去,有的牧场为了给牛乳降温,通常修建一水池,水池的深度与乳桶颈口的高度一致,水池的容量为冷却乳容量的4 倍左右。需要冷却时,将装乳的乳桶放在水池中,在水池中放入地下水或冰水,不时搅拌,通过这种方法可使乳冷却到比冷却水高3~4 ℃的温度。有条件的牧场采用自然流水冷却,效果略好。但水池冷却消耗水量大,冷却速度慢,易使牛乳受到进一步污染,同时,该方法又受到环境温度的制约,在夏季的效果较差。目前,水池冷却只能作为机械制冷的前期辅助手段,不鼓励单独使用。无论如何,地下水温(一般是在9~15 ℃之间)是达不到理想的冷却效果的。
B 冷却罐冷却
冷却罐是将贮乳罐与冷冻机相结合而制成的设备,能够有效地冷却生乳。冷却罐的冷却方式可以分为直接冷却和间接冷却2 种。直接冷却方式是通过冷冻机的冷媒在罐底部的汽化膨胀作用而进行的热交换,以达到冷却目的。这种冷却设备也有冷冻机组与贮乳罐体相分离的结构形式,即生乳在进入贮乳罐之前就已经通过与冷媒的热交换而被冷却。间接冷却方式是通过冷冻机将水或不冻液进行冷却后,再用此水或不冻液与生乳进行热交换达到冷却目的。
C 板式换热器冷却
板式换热器冷却是以水作为二次冷媒,利用冰水机制备冰水,通过板式热交换机冷却生乳。该方法的贮乳罐和冷却系统是分开的,它能避免刚挤出的牛乳与罐内的冷牛乳相混合。这种设备能够做到在牛乳被挤出的同时,连续将其冷却到2~3 ℃,并输入到冷藏罐中保存。目前,该种方式是最有效的冷却方法。
生乳的冷却设备要经常清洗消毒,有的冷却罐自带清洗系统,操作起来非常方便。
(2) 冷却过程中生乳的变化
生乳在冷却过程中,脂肪会由液态转化为固态结晶,无机盐的形态会发生变化。低温条件已使大多数微生物的生长受到抑制,但嗜低温细菌的生长可能也会使细菌总数有所增加,同时菌体释放的胞外酶会导致乳中蛋白质和脂肪的分解,产生臭味或苦味。生乳冷却贮藏设备的普及,特别是小型直冷式牛乳冷却罐的推广使用,将会大大提高生乳的质量。与此同时,嗜低温细菌在冷藏过程中对生乳的质量影响显得越来越重要。
8.1.2 生乳的贮藏与运输
通常情况下,牛场挤出的生乳,应就地冷却等待运输车的收购。运输车或直接运输到加工厂或通过贮运站转到工厂。因此,就地冷却和保持较低温度状态下的运输对生乳质量的保持是至关重要的。冷却贮藏的生乳能够在一定时间内保证其新鲜度,不至于影响后续的加工处理和造成危害。
生乳在贮藏期间质量的保证,除了与奶牛自身的健康状况和挤乳方式等有关外,还与冷藏罐的清洁度和卫生管理制度密切相关。就目前的技术,很难做到完全避免生乳不被外界环境中的微生物污染,但可通过有效的清洗消毒措施,最大程度地降低来自挤乳设备、挤乳操作过程、输乳管道以及贮乳罐的微生物污染数量。因此,如何在冷却和贮藏过程中,控制已经遭到污染的生乳中的微生物数量,保证生乳的品质不降低是极其重要的。
(1) 生乳的贮藏
生乳的贮藏可分为收购前贮藏和收购后贮藏。收购前的贮藏主要是在农户家里或牧场中进行。但因奶农和牧场生乳贮藏条件的不同,生乳贮藏的温度以及微生物的含量相差较大。生乳被收购后要在加工厂进行贮藏。通常情况下,生乳经过运输,到工厂卸载时温度不可避免地上升到4 ℃以上,但是不得超过7 ℃。因此,生乳运输到工厂要经过快速检测,新鲜度高、质量合格者方可通过板式热交换机,使其冷却后泵入贮乳罐中。
收购的生乳通常贮存在大型的贮乳罐中。贮乳罐有立式和卧式2 种,小型的在1 000~10 000 L之间,大型的在25 000~150 000 L之间。后者多用于大型乳品企业使用。
冷却后的生乳应尽可能保存在低温条件下,并应防止乳温的升高。为此,生乳冷却后须贮存在绝热性能良好的贮乳罐内,使生乳在贮存期间保持一定的低温,并使温度的回升降至最低程度。一般在具有良好绝热性能的贮乳罐内,24 h内乳温升高仅1~2 ℃。贮乳罐容量的大小,应根据日产生乳的总量、运输时间和加工能力等因素来设计。贮乳罐使用前后应彻底清洗、杀菌。贮乳期间要开动搅拌机,使罐内生乳温度一致。
(2)生乳的运输
生乳的运输条件和输送前的状态是影响其质量安全的重要因素。目前生乳的运输主要采用乳槽车。
乳槽车(奶罐车)运输已成为一些乳业发展较快地区的主要运输方式。乳槽车的乳槽容量从1 吨到几吨,甚至几十吨不等。盛装生乳的容器或乳槽,应使用与生乳不起化学反应、无味、对人体无害的材料制成,其中最理想的材料是不锈钢,其内、外壁光滑,易于清洗消毒。
生乳运输前应在牛场降温到4 ℃。在运输过程中,生乳的化学成分会发生变化的主要原因:一是由于振荡和搅拌而形成的脂肪块,贴附于乳槽内壁上;二是长时间的运输,会导致生乳温度的升高,而容易使脂肪发生酸化和混入大量的空气。
目前,生乳运输车以及装备已经有了很大的改善,如新型装配有制冷机的乳槽车已用于生乳的运输。另外,用FRP(Fiberglass Reinforced Polyester)树脂制造的乳槽,对生乳运输途中的质量保证更有利。这种材料的价格为钢的1/4,坚固性与铁相当,热传导性为钢的1/50,保冷性能好,在外界温度低于35 ℃时,50 h内保藏的乳温只升高1~2 ℃。
乳槽车通常是直接从奶牛场贮奶厅的冷却罐中,通过乳泵装载后,直接运送到加工厂。每个乳槽车都应有一定的收乳路线和时间表,定时、定点进行运输。所以,生乳运输距离必须结合道路条件、运输能力、气候环境等,规定合理的收奶半径或是最大收奶区域。这点在我国目前具有针对性,应引起各方的重视。
以乳桶进行生乳运输是最传统的方式。以前一些小规模奶牛场或散养奶牛的奶农经常利用乳桶运输生乳或将生乳集中于收乳站,再装入乳槽车后运到加工厂。乳桶的容量通常为30~50 kg。用乳桶输送生乳时,要注意乳桶的卫生,要经常清洗消毒保持洁净,以减少乳桶带入生乳中的微生物数量。另外,用乳桶装运生乳时,由于冷却条件的限制,生乳的温度常高于4 ℃,各桶间的乳温高低差别比较大,生乳品质优劣不齐的现象常有发生。特别是夏季外界温度较高时,长距离的运输对乳桶内生乳的温度影响较大,很容易发生酸败变质和安全问题,这点要特别注意。目前,我国有些地区仍有使用乳桶运送生乳到乳品企业的情况。
值得注意的是,截至目前,各法规及规范标准中均未明确规定,从生乳挤下到乳品企业处理掉的时间要求,只有国家“学生奶饮用奶计划”的“奶源升级60 条”中作出了“不得超过24 h”的明确规定。C
(未完待续)