浅析超高温灭菌乳的质量控制及案例分析

文∕李鸿奎 杨学博

（1黑龙江立高科技股份有限公司；2黑龙江贝因美乳业有限公司）

超高温灭菌，即Ultra High Temperature，简称UHT，是指对牛乳或含乳产品进行高温瞬时的热处理方式，用以杀死微生物，达到商业无菌的要求，理论上为：产品被加热到135～150 ℃，保持4～15 s。目前采用较多的设备是瑞典利乐公司的UHT杀菌机，温度时间组合为137 ℃，保持4 s。

UHT乳有着很长的货架期，更长的运输、销售半径，多样的包装形式及丰富多样的口感，因此，在2000年以后，在中国迅速流行并迅猛发展，目前已占到70%的液态奶市场份额。但由于受到原料的质量、工艺配方的缺陷、杀菌灌装环节的无菌操作不当、灌装后的二次污染、运输储存条件等诸多因素的影响，使得UHT乳有着不可避免的零星的或批量的坏包质量问题。本文着重阐述由微生物导致的产品坏包问题的分析方法，并通过实际案例分析，介绍了可采取的纠正措施及解决方案，为UHT乳生产提供参考。

1 原料质量对UHT产品质量的影响

因UHT灭菌不可能杀死所有的微生物，任何一台UHT杀菌机都有一个杀菌效率，只能杀死相同比例的微生物，比如残留量为0.00001%，因此，原料中的细菌总量决定了经过UHT杀菌机后的细菌残留量。这里的原料主要是生乳，当然也包括核桃粉、麦片、可可粉等所有在配方中需要加入到产品中的物质。

对于UHT灭菌而言，绝大多数细菌均可以被杀死，但对于芽孢，特别是耐热芽孢的杀菌效率相对较低，残留的芽孢在货架期内，适宜的温度、环境会使其重新被激活而发芽，生长成营养体细胞，进而导致产品变质，产生酸包、胀包、腐败等现象。因此，在原料奶验收时，不能只关注细菌总数，而忽略芽孢总数。

质量不良的原料乳会给生产加工条件和最终产品质量带来负面影响，酸败的牛奶热稳定性极差，会加速蛋白质在热表面的沉积、结垢，导致UHT杀菌机连续生产时间缩短、清洗困难。保持管结垢，管径变细，等量的牛乳通过更细的管路，会使牛奶流速增加，而缩短实际的保持时间，导致灭菌效率降低，使更多的芽孢残留，影响灌装后的产品质量。

低温下长时间储存的牛乳可能会含有很高数量的嗜冷菌，嗜冷菌会产生一些经UHT灭菌也不会失活的耐热酶类，在货架期间，这些酶类会引起滋气味改变，如酸辣味、苦味甚至产生凝胶化问题。

因此，控制原料乳及原材料是做好UHT产品的前提条件。

2 工艺配方对UHT产品的质量影响

研发一个新品种，要充分考虑工艺的可行性，配方的设计与原材料的选用一定要适合既定的生产工艺及设备，配方中选用的添加剂、稳定剂应能够满足长货架期的要求，稳定剂在足够长的货架期内应起作用，而不致于使风味乳产生奶水分离、分层等现象。

工厂生产管理过程中，要考虑到工人实际操作中，能否完全按照工艺配方执行，有无监控体制，是否定为CCP点等。例如麦片、可可粉的溶解、浸泡，在实际操作中时间、温度是否充分，能否使休眠芽孢被激活，在后续的UHT灭菌中更好地被杀死；再例如生产酸性饮料时，调酸浓度与调酸速度要严格按工艺操作规程控制，以确保产品不出现分层现象。

千万不要认为配料过程对UHT产品不重要，不要依赖后续的UHT灭菌能够解决一切质量问题，严格地执行工艺配方，是生产出优质的UHT产品的重要条件。

3 UHT杀菌机及无菌灌装机对产品的质量影响

UHT杀菌机与灌装机的无菌环境是UHT生产最为关注的控制点，一旦出现产品质量问题，首先想到的就是无菌灌装机及杀菌机，一般情况下，可以从工厂制定的关键控制点着手。

3.1 UHT 加工工艺

UHT加工的关键控制点为灭菌温度及保持时间，利乐UHT杀菌机的控制灭菌温度参数为135～150 ℃，时间为4～10 s。当温度低于135 ℃或高于150 ℃时，温度传感器会发出报警信号而停机；当热水的温度与初始的温度温差Δt≥5℃，或保持管压差ΔP≥1 bar，说明管内结垢较严重，必须停机清洗，以免降低灭菌效率，残留大量芽孢，同时继续生产也不利于设备以后的清洗。

3.2 无菌输送

无菌输送是指UHT灭菌机与无菌灌装机之间的密闭管路。在设备生产前，需要133 ℃以上的热水进行30 min的灭菌。在正常生产过程中，不允许有任何的泄露及焊接的不良点存在，这里特别关注的应该是自UHT杀菌机的热水段至环路中最后一台灌装机后的1 m，尤其是灭菌机的最终冷却段的泄露。最终冷却段的泄露可能会使有菌的冷水进入到无菌产品中而染菌。

3.3 无菌灌装

这里以利乐TFA/3型枕包灌装机举例说明无菌灌装的关键控制点。

3.3.1 包材灭菌

包材灭菌的化学试剂是食品级的双氧水，应由合格的供应商提供；浓度是35%～40%，由化验室在生产前检测；双氧水的消耗量在生产过程中定时监测，在生产结束时计算耗量，推荐值在180～250 mL/h；双氧水与包材的接触时间由设备的构造决定，为常量，无需控制；双氧水的蒸发温度靠管式加热器加热，通过温度传感器控制，为480 ℃。

3.3.2 无菌的灌装环境

3.3.3 包装完整性

包装完整性是指灌装成型后产品的封合严密性，主要检查横封、纵封的严密性，主要与包材、纵封条的质量有关，还与设备的设定参数，如加热器的温度及热空气的压力、夹爪间隙、超程等有关，还与横封胶条、高频感应棒的磨损程度有关。生产过程中，需按时取样进行封合的撕拉等破坏性检查以及电导实验与染色实验等检查，发现问题应停机，扣下相关产品，并根据破坏因素检查、解决问题。

当出现一次坏包，或零星坏包事件，经常是某一台灌装机的坏包，通常我们会根据经验或直觉去判断，有些根据以上的控制点可以直接找出原因，进而得到控制，有些则是查不到任何征兆，但接下来的生产就正常了，此多为操作人员的失误造成的二次污染而导致。而批量的坏包就需要进行系统分析，有时往往不是单一的原因造成的，可能是综合因素导致。下面以实际案例说明如何分析及应采取的纠正措施。

某工厂共有3 套UHT杀菌机，共带有10 台灌装机。售后接到投诉，某月11日、27日、30日出现产品坏包。按照系统分析方法如下：

（1）问题。1号杀菌机所带的A、B、C、D 4 台灌装机在×年×月11日、27日、30日生产的核桃牛奶被投诉出现了批量坏包，A机、C机坏包量多于B机、D机。

（2）设备。1号杀菌机所带的A、B、C、D 4 台灌装机出现坏包，2号杀菌机生产的纯奶没有发现坏包；3号杀菌机生产的核桃奶没有问题。

（3）只有核桃牛奶现出坏包，其它产品没有出现坏包。

（4）再取样。对再生产的产品连续取样32 袋/8 min，从开机生产至生产结束，5 天保温培养，结果显示坏包集中在生产10～15 h，8～9 h有个别的零星坏包。而3号生产时间在8～9 h后结束生产，因此没有发现坏包。

反腐倡廉建设是新时期党的建设的重要内容，也是我党一贯坚持的政治立场和人民群众高度关注的政治问题。党的十八大强调，这个问题解决不好，就会对党造成致命伤害，甚至亡党亡国。在反腐倡廉建设实践中，有几个基础理论问题需要我们认真研究、准确把握，只有这样，才能把反腐倡廉建设落到实处，进而提升党的建设科学化水平。

（5）评价。产品坏包形式为胀包，产气产酸，产品呈脑状。

（6）产品变化与菌相。大部分坏包为胀包、凝结，pH值4.6～6.2；革兰氏阳性菌。

（7）历史。未发生过同类案例。

（8）分析。排除了操作人员的误操作，因为4 台灌装机全部都出现坏包，不是个例，而且前八九个小时没有坏包；排除包材灭菌不彻底、无菌环境被破坏、包材封合不良等，原因同上；排除UHT灭菌工艺的问题，因生产开始的8 h时没有坏包；也没有证据说明中间产品、原材料有问题。经分析，可能是综合因素造成的：原料乳只监控细菌总数，而未控制芽孢总数；在配料过程中，核桃粉的溶解可能不够充分；UHT杀菌机连续生产时间过长，导致保持管结垢严重，杀菌效率降低。由于这些综合因素，导致对芽孢杆菌的灭菌不彻底，在灌装后适宜的温度环境下，芽孢重新被激活而生长成营养体细胞进而大量繁殖，导致坏包。

因此，工厂重点针对芽孢，采取了以下纠正措施：

（1）加强对于原料乳的进厂检验，尤其是芽孢总数的控制；

（2）严格执行工艺，提高配料环节核桃粉的溶解温度及延长浸泡时间；

（3）加大奶仓、半成品、生产过程的监控力度；

（4）加强管路、储罐的清洗及检查力度；

（5）将UHT杀菌机的杀菌温度提高1～2 ℃；

（6）缩短UHT杀菌机连续生产的时间，由8～10 h中间清洗缩短为6～8 h中间清洗；

（7）加强环境卫生的处理力度；

（8）加强关键控制点的监控和执行。

通过以上措施，工厂解决了此次的批量坏包事故，同时，工厂的产品质量得到了进一步的提升。