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超声波均质牛奶的最佳工艺条件

[导读]本文研究了超声波均质牛奶的最佳工艺条件及超声波均质对酸奶品质的影响。

  自然状态的牛奶,其脂肪球直径大小不均匀,变动于1~10μm 之间,一般为2~5μm[1],这些脂肪球由于上浮力而浮在牛奶表面形成一层奶油层,使牛奶产生分层现象。这些脂肪球的存在大大影响了牛奶和奶制品的外观和口感。如果将牛奶均质,其脂肪球直径可控制在2μm 左右,这时牛奶脂肪的表面积增大,上浮力下降,从而避免分层,达到均一化的效果。均质的独特效果从外观、口感等方面都使产品的质量更上一层楼,因而均质处理是牛奶制品前处理工艺中非常重要的一环。

  根据原理不同,均质技术主要可以归纳为高剪切均质、高压均质及超声波均质三种。高剪切均质是通过机械作用迫使液体物料以很大的速度通过十分窄的间隙,在流体力学效应的作用下,经强烈剪切、研磨、撞击和空穴作用,使物料达到分散细化的均质效果;高压均质是在高压条件下使混悬液通过一个可调节的限流质阀缝隙,产生失压膨胀爆炸、剪切和高速撞击等综合效应,将存在于液体中的颗粒和油滴粉碎成很小尺寸;超声波是频率高于20kHz,不引起听觉的弹性波。超声波均质是利用超声波在液体中的空化作用及其他物理作用来达到均质效果的。物理作用指的是超声波可在液体中形成有效的搅动与流动破坏介质的结构、粉碎液体中的颗粒,主要是液体间碰撞、微相流和冲击波导致颗粒表面形态变化。空化作用是指在超声波作用下,液体在强度较弱的地方产生空穴即小气泡,小气泡随超声脉动,在一个声周期内,空穴会塌陷。超声空化还会产生强烈的机械作用,在固体界面附近产生快速射流或声冲流,在液体中产生强大的冲击波,在适当的超声频率下,在一定时间内可以最小的功率密度达到理想的分散效果。本文利用超声波对酸牛奶原料奶进行均质,考察产品酸牛奶的品质,取得了理想的结果。此外,超声波还有其它的用途,如医学上常用超声波诊断内脏器官诸如肝、胃、脾、肾等的一些常见疾病和疑难杂症;工业上常用超声波进行无损探伤;也有利于超声波来降解或絮凝工业废水中有机污染物的研究等等。



材料与方法

材料与仪器

  鲜牛奶、白砂糖、乳酸菌种等;Scientz-IID型超声波细胞粉碎机 宁波新芝生物股份科技有限公司;RF-GZ-530A 型(盖勃法)乳脂肪离心机 哈尔滨市乳品检测技术研究所。

方法

  应用盖勃氏法测定乳脂含量;利用正交试验法确定超声波最佳均质条件;利用评分检验法评价酸奶品质;利用均质指数法测定均质效果,均质指数值H I 越小均质效果越好。



结果与分析

正交试验方案

  超声波均质牛奶的影响因素水平可从超声波本身特征指数和牛奶两方面来考虑。因此,在初步的均质试验后确定因素水平为四个:超声波循环辐射占空比、均质时间、均质时牛奶的温度、均质牛奶的质量。

超声波均质对酸奶品质的影响

酸奶的制作

  本试验主要考察经均质( 超声波均质、高速分散均质)的牛奶和未经均质的牛奶所制成的凝固型酸奶在感官上、凝乳状态上以及发酵过程中酸度变化的异同。除均质方式不同,三种酸奶的配方及制作工艺均相同。其配方为:全脂鲜牛奶9 0 % 、白砂糖8 % 、发酵剂2 % ,

工艺流程为:

  原料鲜奶→预热→配料→浓缩→过滤→预热→均质→杀菌→冷却→接种→灌装→发酵→冷却→后熟→成品



结 论

  经超声波均质的牛奶,均质评价效果好于高速离散均质及高压剪切均质。

  使用RS-1200 型超声波细胞粉碎机,在占空比为60、牛奶质量0.5kg、作用10min、40℃的条件下可以得到最佳均质效果,均质指数为5 。

  利用超声波均质的牛奶制成的酸奶与其它酸奶相比,奶香浓郁、口感爽滑、外观细腻、乳块块形在30min 内基本不变,说明其凝乳状态良好,可以抵抗大批量生产中的震荡、颠簸的问题,利于中长途运输,是一项可以利用的技术。

  经超声波均质的牛奶在发酵过程中的产酸量和产酸速度容易控制。

  超声波均质机在生产过程中会产生大量令人不快的噪音,可以设置隔音箱克服;大型超声波均质机存在价格偏高的问题,有待解决。




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