在上一期中我們詳細介紹了 UHT 系統(tǒng)產(chǎn)品滅菌的相關知識點。在這一期的內(nèi)容中，我們將詳細介紹巴氏滅菌和超高溫滅菌的相關內(nèi)容，并解答日常生活中關于巴氏奶和超高溫滅菌奶該如何選擇的疑問。

巴氏滅菌

2.1 巴氏滅菌的定義

巴氏滅菌（Pasteurization），也稱為巴氏殺菌法、低溫殺菌法，是一種食物保存方法，由法國生物學家路易·巴斯德于 1864 年發(fā)明。原理是用低于 100°C 的短暫加熱，進行消毒，以殺死液體中的微生物，使食物在不變質的狀況下延長保存時間。確切溫度和時間依照液體的種類和它所含的微生物的性質而不同，一般介于 70~90°C 之間。現(xiàn)在主要用于牛奶、葡萄酒、啤酒、果汁等發(fā)酵產(chǎn)品。

2.2 巴氏滅菌的歷史

巴斯德殺菌法起初用作處理釀造酒，很多年后才用于殺滅牛奶的微生物。1857年，法國化學家與微生物學家路易?巴斯德證明了啤酒變酸是由微生物引起。1864 年夏季，巴斯德在阿爾布瓦發(fā)明了一種葡萄酒和啤酒的殺菌保存方法。他透過實驗發(fā)現(xiàn)把新酒短暫加熱到 50-60 °C（122-140 °F）就足以殺死酒中的微生物，長期保存也不會變酸，而且不犧牲酒的口味品質。這種方法以巴斯德的姓氏命名，稱為 “pasteurization" 。

2.3 巴氏滅菌在牛奶加工中的應用

使用巴斯德殺菌法于牛奶時，以 72-75°C 的溫度將牛奶加熱 15~30 秒，部分細菌在這個溫度死亡，然后立刻將牛奶冷卻到 10°C 以下，大部分細菌會因為未能適應劇烈的溫度變化而死亡，此法未有煮沸牛奶，比較能保留牛奶的風味，但此方法只能將細菌的數(shù)量下降至不會引發(fā)疾病的水平，不能消滅可以忍受 70°C 以上的細菌孢子，在牛奶中仍然有微生物存在，一旦溫度上升至 10°C或以上，細菌孢子又會變得活躍，細菌加快繁殖使牛奶腐壞，因此需要將牛奶維持在 4-5°C 的低溫保存及運輸，避免微生物大量繁殖使牛奶迅速變壞，使用巴斯德殺菌的牛奶在未拆開包裝的情況下，在 4-5°C 可以存放 6-10 日。因為使用巴斯德殺菌的牛奶，即使未拆開封裝，在牛奶中的微生物仍然會隨時間而增加，所以在購買后應盡快飲用。

2.3 HTST 高溫短時滅菌

快速巴氏殺菌，也稱為“高溫短時"（HTST）處理，是一種對果蔬汁、啤酒、葡萄酒以及牛奶等一些乳制品等易腐飲料進行高溫巴氏殺菌的方法。與其他巴氏滅菌工藝相比，它能更好地保持顏色和風味，但有些奶酪對該工藝的反應不同。液體在受控的連續(xù)流動中移動，同時承受 71.5°C（160°F）到 74°C（165°F）的溫度，大約 15 到 30 秒，然后快速冷卻到 4°C（39.2°F）到5.5°C（42°F）之間。

快速巴氏滅菌是為了在灌裝之前殺死腐爛微生物，以便使產(chǎn)品更安全，并延長其與未經(jīng)巴氏滅菌的食品相比的保質期。例如，一家快速巴氏殺菌機械制造商給出的保質期為“超過 12 個月"，它必須與無菌灌裝技術（類似于無菌處理）結合使用，以防止巴氏殺菌后污染。

超高溫滅菌

3.1 超高溫滅菌的定義

超高溫滅菌法（Ultra-heat treatment，簡稱 UHT）是一種通過在極短時間內(nèi)加溫為食品滅菌的方法（用 135~150°C 加熱 2~3 秒）。這個溫度能夠殺死殘留在牛奶中的芽孢。常用這種方式來滅菌的是牛奶，不過這種過程同樣運用于果汁、奶油、豆?jié){、酸奶、葡萄酒、湯料、蜂蜜等。這種滅菌法在 1960年代被發(fā)明，并于 1970 年代逐漸可行起來。

和傳統(tǒng)的罐裝食品工藝相比，UHT 的加熱時間更短，能夠更好地保持風味。即使這樣 UHT 處理的溫度也足夠造成梅納反應，會改變?nèi)槠返娘L味和色澤。

經(jīng)過 UHT 處理的牛奶儲存在無菌容器中，在常溫情況下有 6-12 個月的保質期。相比之下，使用更溫和的高溫短時間殺菌法（72°C,15秒）的牛奶只有兩周的保質期。

3.2 超高溫滅菌的歷史

超高溫滅菌法是提供穩(wěn)定、安全儲存牛奶的熱處理技術。涉及間接連續(xù)加熱（125℃ 持續(xù) 6 分鐘）的系統(tǒng)于 1893 年制造，1912 年另一種連續(xù)直接加熱方法，即把蒸汽和牛奶混合加熱到 130~140℃。然而市場上沒有無菌包裝體系和存儲的產(chǎn)品，所以這項技術當時實用性不佳，其發(fā)展一直停滯不前，直到 1950 年代才有了轉機。

1953年，APV 開創(chuàng)了蒸汽噴射技術，該技術通過特制的噴嘴（商品名: Uperiser）直接噴射蒸汽，快速加熱牛奶，將牛奶包裝到包裝罐中。1960 年代，APV 推出了商用蒸汽注入系統(tǒng)(商品名: Palarisator )。在瑞典，利樂（Tetra Pak）在 1952 年推出了盒式紙包裝技術，隨著技術的進步，結合紙盒組裝和無菌包裝技術，開始在國際范圍內(nèi)推廣，并在 1960 年代取得了商業(yè)突破。

在無菌加工中，普通罐裝是將先將產(chǎn)品和包裝合并在一起然后滅菌，而利樂采用的是分體式滅菌，將產(chǎn)品和包裝分開滅菌，最后在無菌環(huán)境下罐裝。英國議會通過了 1983 年《進口牛奶法》，該法案阻止了政府禁止進口超高溫滅菌牛奶 1993 年 6 月，帕瑪拉特（Parmalat）將其超高溫滅菌奶引入美國，在美國市場上，消費者對于飲用未經(jīng)冷藏運送的牛奶感到不安，并且不愿購買。為了解決這個問題，帕瑪拉特（Parmalat）將售賣的超高溫滅菌乳裝在老式容器中，不過這些牛奶無需放在冰箱中冷藏。

超高溫滅菌技術廣泛的用于各種乳制品中，自 2008 年超高溫滅菌乳已經(jīng)在波多黎各和韓國的美軍基地中售賣，因為環(huán)境因素，超高溫滅菌乳在波多黎各非常的流行。超高溫滅菌乳可以作為巴氏消毒奶的替代品，特別在存儲環(huán)境不佳的情況下，比如颶風過后可能會斷電長達兩周，在這個過程中，巴氏奶就會因為失去冷藏而腐 爛，但是超高溫滅菌乳則不受影響。2008 年，英國政府提議到2020 年將 90% 的牛奶替換為超高溫滅菌乳以減少冷藏耗電從而減少碳排放，然而受到英國乳業(yè)的反對，最終這一主張被廢棄。

超高溫滅菌奶，通常也被稱為常溫奶，是經(jīng)過超高溫瞬時滅菌工藝處理的牛奶產(chǎn)品。這一過程通常在 135℃ 以上的高溫下進行，以殺滅其中的微生物，確保牛奶在常溫環(huán)境下也能保持較長的保質期。

經(jīng)過 135℃-150℃ 高溫處理 4 至 15 秒的瞬間滅菌，超高溫滅菌奶能消滅其中的微生物和芽孢，確保在常溫環(huán)境下能持久保存。然而，這種高溫處理方式也會對牛奶的營養(yǎng)成分造成一定影響。例如，牛奶中的不耐熱維生素會受到破壞，同時，乳糖會焦化，蛋白質與乳糖還會發(fā)生美拉德反應，導致牛奶顏色變褐，并改變其原有的風味。

經(jīng)過超高溫滅菌處理的牛奶，其保質期可達 6-12 個月，確保在常溫環(huán)境下也能持久保存。然而這種處理方式會不可避免地影響牛奶的營養(yǎng)成分，如破壞不耐熱維生素，同時使乳糖焦化，蛋白質與乳糖發(fā)生美拉德反應，進而改變牛奶的顏色和風味。

3.4 巴氏奶和 UHT 奶的區(qū)別和選擇

巴氏奶（巴氏殺菌乳）與 UHT 奶（超高溫滅菌乳）在營養(yǎng)成分上的差異主要體現(xiàn)在熱敏感成分和加工工藝的影響上，具體對比如下：

3.4.1核心營養(yǎng)成分（蛋白質、鈣、脂肪）?

蛋白質?：UHT 高溫處理可能導致部分蛋白質變性，但人體吸收率與巴氏奶無顯著差異?

鈣?：兩種牛奶的鈣含量均不受加工工藝影響，吸收效果相同?

脂肪?：含量基本一致，但 UHT 奶可能因高溫氧化產(chǎn)生輕微風味變化?

3.4.2 熱敏感維生素?

維生素 B 群（B1、B2 等）和維生素 C?：巴氏奶因低溫殺菌保留更多，UHT 奶損失約 10%-20%?

脂溶性維生素（A、D、E）?：UHT 奶可能因高溫略有減少，但實際差異較小?

3.4.3 ?活性成分?

乳鐵蛋白、免疫球蛋白等?：巴氏奶保留更多活性物質，UHT 奶因高溫滅菌幾乎滅活?

3.4.4. ?其他差異?

口感與風味?：巴氏奶更接近原料奶的天然風味，UHT 奶因美拉德反應可能產(chǎn)生焦糖化氣味?

保質期?：UHT 奶常溫保存 6-12 個月，巴氏奶需冷藏且保質期僅 7-14 天?

總體來說，從核心營養(yǎng)（蛋白質、鈣）角度看，兩者差異不大?；但巴氏奶在維生素和活性成分保留上更優(yōu)，UHT 奶則以便利性見長?。選擇時可根據(jù)需求權衡營養(yǎng)與儲存條件。

英國Armfield 小型UHT系統(tǒng)解決方案

基于 UHT 殺菌技術和電子技術的發(fā)展，30 年來英國 Armfield 公司為客戶提供了數(shù)百套小型 UHT 系統(tǒng)，為客戶新產(chǎn)品開發(fā)與測試提供了穩(wěn)定的實驗平臺，使研究人員和產(chǎn)品開發(fā)人員能夠在實驗室中以微型規(guī)模復制全尺寸的工業(yè)制造過程，并提供可靠的和可重復的實驗數(shù)據(jù)。

Armfield UHT 系統(tǒng)采用模塊化設計，具靈活性。可以根據(jù)用戶的產(chǎn)品特性和工藝要求，提供定制化的系統(tǒng)方案，包括管式換熱器, 板式換熱器，刮板式換熱器，DSI 蒸汽直接加熱等多種組合，廣泛應用于飲料，乳品，食品配料，功能食品，特醫(yī)食品等行業(yè)。

更多關于Armfield 小型 UHT 系統(tǒng)的信息，請咨詢歐美大地！

英國 Armfield 公司成立于 1963 年，工業(yè)部門設計和制造研發(fā)系統(tǒng)，主要用于食品，飲料，乳品，食用油和制藥等行業(yè)。涉及超高溫滅菌，巴氏滅菌，高壓均質，無菌灌裝，碳酸化/灌裝/封蓋，噴霧干燥，膜過濾，結晶，萃取等多種加工工藝。Armfield 工業(yè)食品技術系統(tǒng)被許多公司使用，使研究人員和產(chǎn)品開發(fā)人員能夠在實驗室中以微型規(guī)模復制全尺寸的工業(yè)制造過程。