牛初乳粉的原料選擇

牛初乳粉的原料選擇

牛初乳是奶牛出生后一周內(nèi)的皮脂腺蛋白。由于其豐富的免疫球蛋白（ig）和其他功能因素，它已成為下一代的功能食品倉庫。母牛分娩后ld內(nèi)初乳中主要功能性組分Ig含量為50～80mg/ml,且其中主要為IgG,所以IgG已成為國際公認(rèn)衡量初乳和初乳粉的主要質(zhì)量指標(biāo)。初乳中IgG也是一種熱敏成分,當(dāng)受熱溫度超過60℃易變性失活。因此,以牛初乳為原料進(jìn)行初乳粉及其他初乳制品生產(chǎn)主要圍繞如何保持制品中較高IgG含量和活性展開。目前,國內(nèi)初乳粉主要生產(chǎn)工藝為:原料收購→離心去脂→殺菌、干燥或干燥、殺菌。現(xiàn)依據(jù)此工藝對初乳粉生產(chǎn)進(jìn)行初步探討。1關(guān)于初乳的收購標(biāo)準(zhǔn)據(jù)測定,初乳中IgG含量隨母牛分娩后時間延長而下降,且48h內(nèi)下降迅速,72h以后下降緩慢,并逐步與常乳接近(表1)。作為功能性食品的原料,以選用母牛分娩后72h內(nèi)的混合初乳為好。原料質(zhì)量是初乳粉質(zhì)量的第一制約因素。對收購的3d內(nèi)混合初乳原料分析表明,蛋白質(zhì)5.0%～8.5%、IgG10～25mg/ml、脂肪3.8%～8.0%、非脂乳固體10%～14%、酸度30～700T。而且混合初乳中IgG與蛋白質(zhì)、非脂乳固體等有較好的線型關(guān)系。可以據(jù)此制定初乳的收購標(biāo)準(zhǔn),控制原料質(zhì)量。據(jù)初步推導(dǎo),初乳中IgG與蛋白質(zhì)、非脂乳固體關(guān)系如下式:Y=5.76X1-19.092γ=0.9720Y=3.7212X2-27.2525γ=0.9213式中:Y—初乳中IgG含量(mg/ml);X1—初乳中蛋白質(zhì)含量(%)(索恩氏滴定法測定);X2—初乳中非脂乳固體含量(%)初乳收購中還須注意的是:收購的初乳應(yīng)及時降溫至≤6℃,在2～4℃下貯存,以防酸敗;盛裝初乳的桶、壺等器具應(yīng)提前清洗干凈,用蒸氣或沸水殺菌后使用;盡可能減少初乳收購、貯運(yùn)環(huán)節(jié)的微生物污染,以利于控制殺菌前初乳中細(xì)菌總數(shù)和酸度。2母乳分離2.1脫軌目(1)去除腥味,并防止脂肪氧化產(chǎn)生不良風(fēng)味;(2)提高初乳的流動性,利于加工;(3)提高蛋白質(zhì)相對含量,增強(qiáng)熱穩(wěn)定性。2.2預(yù)熱、高速離心、冷凝、去除率的優(yōu)化一種是以奶油分離機(jī)為主的連續(xù)式操作,但目前一般國產(chǎn)奶油分離機(jī)操作時,運(yùn)行實(shí)際轉(zhuǎn)速較低,有的只能達(dá)到1200～1500r/min(如DRL200型乳脂分離機(jī),上海飲料機(jī)械廠),且初乳需預(yù)熱至30～40℃,否則脂肪分離不充分,殘留率高,同時易堵塞分離盤。此外,初乳在預(yù)熱時,不可避免地使原料中細(xì)菌總數(shù)和酸度上升,不利于殺菌工藝的進(jìn)行。另一種是以低溫高速離心機(jī)為主的間歇式操作。目前國內(nèi)大型低溫離心機(jī)(如FL—06DP低溫冷凍離心機(jī),上海醫(yī)用分析儀器廠)的處理能力為6kg/批次,效率較低。但該機(jī)運(yùn)行轉(zhuǎn)速可達(dá)3000～3500r/min,前3d混合初乳經(jīng)3000r/min,15～20min的離心后,脂肪殘留低于0.2%,脂肪去除率可達(dá)95%以上,分離效果好。且該機(jī)運(yùn)行時,溫度可控制在0～10℃,可有效防止初乳中細(xì)菌總數(shù)和酸度增加。3輻照殺菌igg脫脂初乳的殺菌與原料衛(wèi)生狀況有密切關(guān)系,殺菌方式及強(qiáng)度對成品的衛(wèi)生質(zhì)量、IgG活性及感觀、風(fēng)味,都有很大影響。因此,殺菌是初乳制品生產(chǎn)中關(guān)鍵環(huán)節(jié)。輻照殺菌的優(yōu)點(diǎn)是:殺菌完全,IgG活性損失小,方便、易控制。缺點(diǎn)是輻照過程中使脫脂初乳中殘留脂肪氧化產(chǎn)生月毫味,維生素類物質(zhì)損失嚴(yán)重。低溫?zé)釟⒕某Ｓ霉に嚄l件為63℃,30min或70℃,15s,優(yōu)點(diǎn)是可防止脂肪氧化,缺點(diǎn)是IgG活性損失較大,由于原料衛(wèi)生狀況和性質(zhì)差異,使殺菌效果和強(qiáng)度較難掌握。3.1初乳細(xì)菌總數(shù)測定樣品脫脂初乳,含蛋白質(zhì)8.55%、IgG31.3mg/ml、脂肪0.1%、固形物15.5%、酸度64.860T、細(xì)菌總數(shù)5.1×105個/ml。60Co新疆農(nóng)科院鈷源室。操作將15kg樣品完全冰凍(減少輻照時脂肪氧化)于塑料壺中,置距鈷源50cm處輻照,劑量8.4kGy。表2據(jù)測定,初乳原料剛擠出時細(xì)菌總數(shù)為102～103個/ml(機(jī)械擠奶),103～104個/ml(手工擠奶),經(jīng)冷鏈貯運(yùn)、低溫脫脂后,干燥前的初乳細(xì)菌總數(shù)為104～106個/ml,干燥后初乳粉細(xì)菌總數(shù)為104～107個/ml。經(jīng)輻照實(shí)驗(yàn)表明,在6～8kGy輻照劑量下,不論細(xì)菌總數(shù)為104～107個/ml原料初乳或是初乳粉,輻照后細(xì)菌總數(shù)均可降至103個/ml,且其它衛(wèi)生指標(biāo)也能符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。3.2初乳殺菌前后igg活性變化在生產(chǎn)初乳酸度范圍35～750T的條件下,選擇低酸度和高酸度樣品A和B進(jìn)行熱殺菌效果對比試驗(yàn)。樣品A含蛋白質(zhì)7.27%、IgG17.6mg/ml、脂肪0.2%、固形物14.25%、酸度36.360T、比重1.068、細(xì)菌總數(shù)4.9×106個/ml。樣品B含蛋白質(zhì)8.55%、IgG31.3mg/ml、脂肪0.1%、固形物15.50%、酸度64.860T、細(xì)菌總數(shù)1.37×105個/ml。操作將樣品A、B分別盛裝于試管中于電熱水浴恒溫箱中按下列條件殺菌,并立即測定殺菌后IgG含量和細(xì)菌總數(shù),記錄結(jié)果。表3(1)A3和B3結(jié)果表明,初乳受熱溫度達(dá)到70℃,其粘度迅速增加,高酸度初乳開始有微小蛋白顆粒形成。并且IgG活性損失也迅速上升。因此70℃左右應(yīng)是初乳殺菌敏感溫度范圍。(2)由A和B殺菌后IgG損失率分析,初乳酸度是殺菌時影響IgG活性的重要因素。(3)從A樣品殺菌后細(xì)菌總數(shù)可看出,各殺菌工藝效果相差不大,都能達(dá)到殺菌目的。(4)63℃,30min工藝對初乳殺菌效果最佳;殺菌時保持初乳較低酸度,能有效減少IgG活性損失。以上是實(shí)驗(yàn)室條件下所得結(jié)果,為了解初乳生產(chǎn)時低溫殺菌實(shí)際效果,選用低酸度混合初乳,通過列管式巴氏殺菌器進(jìn)行63℃/30min殺菌操作,結(jié)果如下。樣品C殺菌前酸度300T,蛋白質(zhì)5.68%,IgG9.8mg/ml,脂肪0.1%,固形物9.57%,細(xì)菌總數(shù)1.43×107個/ml,溫度4℃。經(jīng)殺菌升溫2min,(列管殺菌機(jī)出料口表溫72～85℃)出料初乳測溫為64℃,保溫40min后,測細(xì)菌總數(shù)8.4×103個/ml。IgG8.8mg/ml。IgG活性損失率=(9.8-8.8)/9.8×100%=10.2%。結(jié)果表明:初乳生產(chǎn)采用低溫?zé)釟⒕に?對原料衛(wèi)生狀況、酸度、設(shè)備及工藝要求等都比較嚴(yán)格。因此一些小規(guī)模生產(chǎn)企業(yè)初乳殺菌工藝多采用簡便易行的輻照工藝。4低溫噴霧干燥生產(chǎn)工藝脫脂初乳干燥的目的是為了去除水分,使IgG活性成分大大濃縮,同時便于加工、貯存和食用。冷凍干燥工藝優(yōu)點(diǎn)IgG活性損失率低,工藝操作簡單,設(shè)備成熟。其缺點(diǎn)是能耗大、成本高、生產(chǎn)能力小、效率低,屬間歇生產(chǎn)方式。根據(jù)我們生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn),每1kg初乳凍干粉耗電量約60kwh。冷凍干燥設(shè)備生產(chǎn)能力約為1kg初乳粉/m2·批次,20～30h/批次。低溫噴霧干燥工藝優(yōu)點(diǎn)是可實(shí)現(xiàn)連續(xù)式生產(chǎn),生產(chǎn)能力大、效率高、成本低,并能在噴霧干燥的瞬間脫去初乳中的腥味,改善產(chǎn)品的風(fēng)味和口感。其缺點(diǎn)是:IgG活性損失較凍干工藝高,并且對干燥工藝及設(shè)備性能要求很高。4.1凍干粉水分及igg含量檢測凍干工藝脫脂初乳裝倉→預(yù)凍至-40℃→將捕水器降溫至-60℃→開啟真空泵,將系統(tǒng)真空抽至10Pa→開啟加熱,使物料得到一定升華潛熱,并保持系統(tǒng)真空在20～30Pa→直至凍干,系統(tǒng)真空達(dá)到5Pa,保持一定時間,使物料徹底凍干后出倉。樣品D蛋白質(zhì)8.55%、IgG27.3mg/ml、脂肪0.2%、固形物14.7%、酸度75.20T。樣品E蛋白質(zhì)7.41%、IgG19.5mg/ml、脂肪0.1%、固形物13.36%、酸度570T。操作將樣品D、E按上述凍干工藝凍干,測定凍干粉水分及IgG含量。結(jié)果D樣品凍干粉水分1.61%、IgG175.8mg/g。E樣品凍干粉水分3.2%、IgG136.7mg/g。D凍干粉理論IgG含量=(100-1.61)/14.7×27.3=182.7mg/g,凍干IgG損失率=(182.7-175.8)/182.7×100%=3.8%;E凍干粉理論IgG含量=(100-3.2)/13.36×19.5=141.3mg/g,凍干IgG損失率=(141.3-136.7)/141.3×100%=3.3%。4.2噴粉水分、igg含量低溫噴霧干燥設(shè)備丹麥尼魯公司(NiroPteLtd)實(shí)驗(yàn)樣機(jī),上海糧科所提供。噴霧干燥工藝進(jìn)風(fēng)口溫度170℃,出風(fēng)口溫度75℃,出粉溫度<60℃,采用流化床降溫。樣品FIgG9.8mg/ml、酸度350T、蛋白質(zhì)5.33%、脂肪0.05%、固形物9.57%;樣品G:IgG7.8mg/ml、酸度330T、蛋白質(zhì)5.4%、脂肪0.05%、固形物9.53%。操作將樣品F和G按上述噴霧干燥工藝直接噴粉,并測定出粉水分和IgG含量。結(jié)果F樣品粉:水分2.60%、IgG92.78mg/g;G樣品粉:水分2.59%、IgG73.24mg/g。F樣品粉理論IgG=(100-2.60)/9.57×9.8=99.74mg/g,噴粉IgG損失率=(99.74-92.78)/99.74×100%=7.0%;G樣品粉理論IgG=(100-2.59)/9.53×7.8=79.73mg/g,噴粉IgG損失率=(79.73-73.24)/79.73×100%=8.1%。兩者均無初乳的腥味,口感良好,由于未經(jīng)濃縮直接噴粉,故粉粒細(xì)小,沖調(diào)性較差;通過低溫真空濃縮或造粒等工藝可以解決。5輻照殺菌,初乳成功率高,igg不高,對食品的安全性保證(1)奶牛分娩后頭乳(即第1次擠出的初乳)IgG含量最高,但頭乳產(chǎn)量低,平均僅7kg,作為功能性食品的基料,難以進(jìn)行規(guī)模化生產(chǎn)。醫(yī)學(xué)臨床實(shí)驗(yàn)證明,初乳粉用作食療保健,成年人每日劑量0.4～0.8g(含IgG32～64mg),兒童每日劑量0.2～0.4g(含IgG16～32mg),即可產(chǎn)生良好的效果。據(jù)估算,荷斯坦奶牛分娩后72h內(nèi)的混合初乳IgG加權(quán)平均值為12～15mg/ml,120h內(nèi)的混合初乳IgG加權(quán)平均值為7～10mg/ml,按此含量,只要工藝先進(jìn),就能夠加工出80～100mg/g或50～70mg/gIgG的初乳粉。因此,只要在產(chǎn)品開發(fā)和劑型上加以改進(jìn),采用120h以內(nèi)的混合初乳作為功能性食品原料是可行的。(2)1980年聯(lián)合國糧農(nóng)組織,國際原子能機(jī)構(gòu)、世界衛(wèi)生組織(FAO/IVEA/WHO)就根據(jù)毒理學(xué)、營養(yǎng)學(xué)和微生物學(xué)研究資料及輻照化學(xué)分析結(jié)果得出結(jié)論并發(fā)表公報指出:“任何食品當(dāng)其總體平均吸收劑量不超過10kGy時,沒有毒理學(xué)危害,不再要求做毒理學(xué)實(shí)驗(yàn),同時在營養(yǎng)學(xué)和生物學(xué)上也是安全的”。這一結(jié)論也得到了世界食品法典委員會(CAC)的認(rèn)可。經(jīng)修訂的CAC和ICCFI(FAO、IAEA、和WHO聯(lián)合建立的國際食品輻照咨詢小組)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),已明確取消了10kGy劑量限值的條件。目前,在我國《輻照食品衛(wèi)生管理辦法》中仍規(guī)定了輻照食品吸收劑量的上限值為10kGy。就輻照殺菌而言,初乳及其制品在8kGy左右就可完全滿足殺菌的要求,且殺菌后的產(chǎn)品經(jīng)毒理學(xué)及臨床實(shí)驗(yàn),均無任何毒副作用。因此,初乳的輻照殺菌