[发明专利]液态奶低温超高压连续灭菌方法

说明书

技术领域：

本发明属于食品加工类的技术领域。具体涉及一种液态奶低温超高压连续灭菌方法。

技术背景：

目前，市场上液态奶的灭菌方法一般为热力杀菌，根据杀菌温度不同主要有巴氏杀菌和瞬时超高温杀菌两种。巴氏杀菌一般是在72℃～85℃条件下处理10秒～20秒，因其温度较低，营养成分损失相对较小，但杀菌不彻底，在冷链下保质期3天～5天，销售半径小，在美国、日本、加拿大等发达国家的市场份额均在99％以上，而中国不足30％；瞬时超高温杀菌是在135℃～150℃条件下处理2秒～6秒，因为是超高温处理，杀菌比较彻底，常温下保质期可达6个月，适合于远距离输送销售，但营养成分损失较多，在发达国家的市场份额不足1％，而中国的市场份额超过70％。现有两种灭菌方法存在功率消耗大、营养成分保全和保质期不能兼顾的问题。

我国涉及液态奶灭菌的专利有：公开号为CN101189984的发明专利《一种低温灭菌酸牛奶的加工工艺》，公开号为CN101151978的发明专利《一种可在常温条件长期保存的液态山羊奶及其制备方法》，授权公告号为CN1041048C的发明专利《液态奶制品连续灭菌的方法和设备》，授权公告号为CN100417329C的发明专利《液体鲜奶整体分离工艺》，授权公告号为CN100388891C的发明专利《一种长保质期鲜奶及其生产设备》，公开号为CN1985611的发明专利《鲜奶灭菌法》，公开号为CN2741372的发明专利《长保质期鲜奶的加工生产设备》等。

公开号为CN1653917的发明专利《牛奶低温超高压灭菌的方法》，将新鲜牛奶在400MPa～550MPa压力下处理4分钟～12分钟。被处理的新鲜牛奶是封装在无菌的塑料袋内，放到加压设备中处理，也可在超高压处理后再进行无菌包装。该发明专利还对牛奶超高压灭菌前后营养成分进行了比较，超高压处理显示：①苏氨酸、V_A几乎没有损失，V_C含量比巴氏杀菌奶高出25％以上，V_B1、V_B2损失也比巴氏杀菌奶小；②超高压灭菌效果优于巴氏杀菌方法，保质期延长，销售范围扩大。但该专利的缺陷也是显而易见的：①间断式处理，生产能力小，难以适应工业化生产需求；②大容量超高压容器技术要求难，造价较高；③处理时间较长，效率低。

超高压是一个相对的概念，一般认为压力在100MPa以上为超高压，目前超高压设备的最高压力可达15000MPa。超高压技术(UHP)已广泛用于化学工业、静液挤压、射流切割、射流粉碎、粉末冶金、食品保鲜等领域。

超高压水射流是指以水作为携带能量的媒介，用高速水射流对各种固体材料进行切割、分离、破碎等加工的一种方法。自1971年第一台水射流切割机问世以来，超高压水射流加工技术已逐步成熟，应用范围逐渐扩大，加工材料从纸张、布料等软材料到塑料、复合材料、有色金属、钛合金、不锈钢、玻璃、岩石等硬材料，加工方式从切割、清洗到成形加工、磨削复杂形面等。20世纪80年代中期，美国密苏里一罗拉大学岩石力学及爆破技术研究中心利用高压水射流进行了木材制浆，废纸制浆，城市固体垃圾处理以及煤与矿物的粉碎试验，从此开始了高压水射流粉碎技术的研究。在我国，超高压水射流的专利申请多集中于切割和清洗，如：公开号为CN1099683的发明专利《超高压水射流万能切割机》，公开号为CN2216887的实用新型专利《超高压水切割机》，公开号为CN2497890的实用新型专利《超高压水射流清洗机》，公开号为CN2560444的实用新型专利《超高压水射流清洗设备》，公开号为CN2548746的实用新型专利《数控超高压水切割机》，授权公告号为CN100409901C的发明专利《超高压水射流灭菌方法》，介绍了一种完全的连续状态的超高压水射流灭菌方法，其特点是：①低温灭菌，效果可靠，可保护有效成分；②效率高，耗能低，可连续化生产；③操作安全，设备定型，无污染，无毒素残留和未知物产生。

研究证明，超高压具有作用于蛋白质的氢键、二硫键和离子键等非共价键，破坏蛋白质的立体结构，而对共价键没有影响的独特性质。因此，超高压对液态奶的营养成分影响甚小；超高压能使蛋白质分子的肽键断裂，分子变小，使消化吸收更加容易；超高压将1升20℃的水加压到500MPa需要27.5焦耳的压缩能，而要将1升20℃的水加热到90℃则需294焦耳。因此，超高压灭菌能耗是加热灭菌的1/10。