高新技术在现代乳品工业中的应用
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For personal use only in study and research; not forcommercial use现代生物技术在食品工业中的应用现代生物技术的迅猛发展,成就非凡,推动着科学的进步,促进着经济的发展,改变着人类的生活与思维,影响着人类社会的发展进程。
现代生物技术的成果越来越广泛地应用于医药、食品、能源、化工、轻工和环境保护等诸多领域。
生物技术是21世纪高新技术革命的核心内容,具有巨大的经济效益及潜在的生产力。
专家预测,到2010~2020年,生物技术产业将逐步成为世界经济体系的支柱产业之一。
生物技术是以生命科学为基础,利用生物机体、生物系统创造新物种,并与工程原理相结合加工生产生物制品的综合性科学技术。
现代生物技术则包括基因工程、蛋白质工程、细胞工程、酶工程和发酵工程等领域。
在我国的食品工业中,生物技术工业化产品占有相当大的比重;近年,酒类和新型发酵产品以及酿造产品的产值占食品工业总产值的17%。
本文主要就现代生物技术的五个主要方面即基因工程、细胞工程、蛋白质工程、酶工程、发酵工程技术在食品工业中的应用进行综述。
在食品发酵中的应用For personal use only in study and research; not for commercial use(一)改良面包酵母菌的性能面包酵母是最早采用基因工程改造的食品微生物。
将优良酶基因转入面包酵母菌中后,其含有的麦芽糖透性酶及麦芽糖的含量比普通面包酵母显著提高,面包加工中产生二氧化碳气体量提高,应用改良后的酵母菌种可生产出膨润松软的面包。
(二)改良酿酒酵母菌的性能利用基因工程技术培育出新的酿酒酵母菌株,用以改进传统的酿酒工艺,并使之多样化。
采用基因工程技术将大麦中的淀粉酶基因转入啤酒酵母中后,即可直接利用淀粉发酵,使生产流程缩短,工序简化,革新啤酒生产工艺。
目前,已成功地选育出分解β-葡聚糖和分解糊精的啤酒酵母菌株、嗜杀啤酒酵母菌株,提高生香物质含量的啤酒酵母菌株。
超高压技术在乳品中的应用(超高压技术的原理及在乳品等食品原料中的应用)随着生活水平的提高,人们对食品的消费理念不再仅仅局限于安全卫生,而是对食品的色、香、味、营养成分等各方面提出了更高的要求。
超高压技术处理食品不仅能够灭菌,还能最大限度的保持食品的原有功能成分和营养物质,同时还克服了辐照、微波和电磁场等加工技术存在的缺陷,能够节约资源、减少污染。
虽然我国的超高压技术在食品加工中的应用仍处于起步阶段,但目前已有企业采用国产的超高压设备与技术加工鲜牡蛎、鲜海参、鲜果汁等食品成功并已上市。
这意味着我国在超高压技术装备制造方面已取得突破性进展,这对推动超高压技术在我国食品领域的产业发展具有重要的意义。
1、超高压技术概念超高压技术也叫超高压杀菌技术,是指利用100MPa以上的压力,在常温或较低温度条件下,使食品中的酶、蛋白质及淀粉等生物大分子改变活性、变性或糊化,同时杀死细菌等微生物的一种食品处理方法。
超高压技术在食品杀菌、加工技术领域具有独特的优点:1)作用均匀、瞬时、高效;2)易控制,操作安全,能耗低,污染少;3)可保持食品固有的营养品质和风味;4)改善生物多聚体的结构,调整食品质构;5)不同压力作用影响性质不同。
2、超高压技术的加工原理超高压加工食品的原理是:当食品在超高压状态下时,其中的小分子(如水分子)间的距离会缩小,而食品中的蛋白质等大分子团构成的物质仍保持原状。
这时水分子就会产生渗透和填充作用,进入并且粘附在蛋白质等大分子团内部的氨基酸周围,从而改变了蛋白质的性质,当压力下降为常压时,“变性”的大分子链会被拉长,使其部分立体结构遭到破坏,从而使蛋白质凝固、淀粉变性、酶失活或激活,细菌等微生物被杀死,食品的组织结构改善,促成新型食品生成。
只作用于非共价键是超高压技术的一个独特性质,因此它对维生素、色素和风味物质等低分子物质的共价键无明显影响,因此可较好地保持食品原有的营养价值、色泽和天然风味。
自动化技术在乳制品生产的应用在当今社会,随着科技的不断进步,自动化技术已经广泛应用于各个领域,乳制品生产也不例外。
自动化技术的引入不仅提高了生产效率和产品质量,还降低了人工成本和劳动强度,为乳制品行业的发展带来了新的机遇和挑战。
一、自动化技术在乳制品生产中的优势1、提高生产效率在乳制品的生产过程中,涉及到许多繁琐的工序,如原料处理、杀菌、灌装等。
传统的生产方式往往需要大量的人工操作,不仅效率低下,而且容易出现人为失误。
而自动化技术能够实现这些工序的自动化控制和连续运行,大大提高了生产效率。
例如,自动化的灌装生产线可以在短时间内完成大量产品的灌装,并且灌装精度高,减少了产品的浪费。
2、保证产品质量乳制品的质量安全至关重要,自动化技术可以通过精确的控制和监测,确保生产过程中的各项参数符合标准,从而保证产品的质量稳定性。
例如,在杀菌环节,自动化的温度和时间控制系统能够精确地控制杀菌条件,有效地杀灭有害微生物,同时最大限度地保留牛奶中的营养成分。
此外,自动化的检测设备能够实时监测产品的质量指标,如蛋白质含量、脂肪含量、酸度等,及时发现不合格产品,避免其流入市场。
3、降低人工成本随着劳动力成本的不断上升,降低人工成本成为企业提高竞争力的重要手段。
自动化技术的应用可以减少对人工的依赖,降低人工成本。
例如,自动化的生产线只需要少量的操作人员进行监控和维护,大大减少了生产线上的工人数量。
同时,自动化设备的运行效率高,可以在相同的时间内完成更多的生产任务,从而降低了单位产品的人工成本。
4、提高生产的安全性乳制品生产过程中涉及到高温、高压、高速运转的设备等危险因素,人工操作容易发生安全事故。
自动化技术可以实现设备的自动化运行和远程控制,减少了工人与危险环境的接触,提高了生产的安全性。
例如,在高温杀菌设备的操作中,通过自动化控制系统可以实现远程控制和温度监控,避免了工人直接接触高温设备,降低了烫伤等安全事故的发生风险。
中国农业大学食品学院21世纪是高新技术时代,谁拥有先进技术,谁就可以获得快速的发展,在激烈的市场竞争中,占有较大的份额,取得可观的经济效益。
我国是一个农业资源大国,但是在采用现代高新技术进行精深加工方面,又是一个小国和弱国,与发达国家相比尚存在着较大的差距。
特别是进入WTO后,将更加显示出来。
当前,一个外国食品跨国集团大公司的年营业额超过或者接近我国食品工业的年营业额的总和已是事实,究其原因,其中最根本原因之一,就是技术创新不够,基础性理论研究科技开发与应用的力度不大,要想使我国食品工业取得快速发展,使之名列世界食品工业强国之林,就必须采用现代高新技术。
本文将对目前国内外食品挤压膨化、烘焙食品、功能性保健食品及调味料的理论研究及高新技术应用情况进行简述。
一、挤压膨化食品:当前国内外食品挤压膨化行业采用较多的新技术,生产出许多新、奇、特、异、香气浓郁、酥脆可口、造型新颖的挤压膨化食品,深受消费者的欢迎,例如三维立体膨化食品、多层夹馅膨化食品、半沾巧克力膨化棒、精细大豆膨化食品、挤压膨化米饼、挤压膨化素肉松、素鱼松及素小食品、挤压膨化早餐冲调食物、挤压膨化朝鲜冷面、挤压膨化玉米和大米快餐面条、挤压膨化大豆组织蛋白(人造肉、添加到饺子、包子和春卷的馅料中)以及大豆腐皮等等。
上述挤压膨化食品的生产均有赖于现代高新技术的理论研究和开发应用。
(一)理论研究方面:1、模拟生物反应器技术:将物料在挤压螺筒里的工作过程作为一个生物反应器,研究在外力和湿热的作用下物料的流变性和粘弹性,各段(固相、固一液相和液相)的能量传递及质构化,水、淀粉、蛋白质、脂肪、微量元素等营养成份在生物反应器中的生化反应规律及特性等,取得了较大成果。
2、膨化规律及特性研究:物料如何及怎样发生膨化的?物料在螺筒内的运动速度、加速度,力的传递,温度湿度,物料在螺筒与螺杆之间产生正流、反流的流动规律及滞留时间,可视窗直观技术,最佳结构参数选择及综合数学模型的建立等,已取得重大成果。
高新技术在食品加工中的应用高新技术在食品加工中的应用食品工业是国民经济的重要支柱之一,是保障国家粮食和食物安全的基础,同时也是承载着国民营养健康的民生产业。
随着当前全球一体化趋势、自然资源短缺与环境压力、国际金融危机和人们对食品营养质量与安全的广泛关注,食品工业将面临巨大的挑战,高新技术在食品工业中的应用可以有效提高食品资源利用率和增值加工程度,实现食品工业的可持续发展,满足人民群众日益增长的物质生活需求。
1高新技术在杀菌工艺中的应用1.1脉冲磁场杀菌技术脉冲磁场杀菌技术是利用高强度脉冲磁场发生器向螺旋线圈发出的强脉冲磁场,食品微生物受强脉冲磁场的作用导致细胞跨膜电位、感应电流、带电粒子洛伦兹力、离子能量等的变化,致使细胞的结构被破坏,正常生理活动受影响,从而导致微生物死亡。
与热杀菌比较,该方法具有杀菌时间短、能耗低、杀菌温度低、能保持食品原有的风味等特点。
高梦祥等研究结果表明,经磁场杀菌后的牛奶,菌落总数和大肠菌群数已达到商业无菌要求。
马海乐研究表明,西瓜汁的高强度脉冲磁场杀菌效果与脉冲磁场的强度和脉冲数有密切的关系。
1.2超高温杀菌技术食品工业中,加热杀菌在杀灭和抑制有害微生物的过程中占有极其重要的地位。
理想的加热杀菌效果应该是在热力对食品品质的影响程度限制在最小限度的条件下,迅速而有效地杀死存在于食品物料中的有害微生物,达到产品指标的要求。
超高温杀菌是达到这一理想效果的途径之一。
将流体或半流体在2s—8s内加热到135℃—150℃,然后再迅速冷却到30C,-,40℃。
这个过程中,微生物细菌的死亡速度远比食品质量受热发生化学变化而劣变的速度快,因而瞬间高温可完全杀死细菌,但对食品的质量影响不大,几乎可完全保持食品原有的色香味。
现在,超高温杀菌技术广泛应用于牛乳、果汁、茶、酒、矿泉水等多种液体饮料和食品。
1.3辐照杀菌技术自从世界粮农组织、世界卫生组织和国际原子能机构的专家委员做出辐照剂量10 kGy不会产生毒理学危害,不会引起特殊的营养学和微生物学问题的结论以来,食品辐照的应用有了显著进展。
乳制品行业智能乳品生产与管理方案第一章智能乳品生产概述 (2)1.1 智能乳品生产发展背景 (3)1.2 智能乳品生产现状分析 (3)1.3 智能乳品生产发展趋势 (3)第二章乳品原料采集与处理 (4)2.1 原料奶采集自动化 (4)2.2 原料奶预处理技术 (4)2.3 原料奶质量检测与控制 (4)第三章乳品加工工艺智能化 (4)3.1 巴氏杀菌工艺智能化 (4)3.2 UHT工艺智能化 (5)3.3 乳品发酵工艺智能化 (5)第四章乳品包装与仓储智能化 (6)4.1 乳品包装自动化 (6)4.2 乳品包装材料与设备选择 (6)4.3 乳品仓储管理智能化 (6)第五章乳品生产过程监控与优化 (7)5.1 生产过程参数监控 (7)5.1.1 原料监控 (7)5.1.2 生产环境监控 (7)5.1.3 生产设备监控 (7)5.2 能源消耗监测与优化 (8)5.2.1 能源消耗数据分析 (8)5.2.2 能源消耗优化措施 (8)5.3 生产计划与调度优化 (8)5.3.1 生产计划优化 (8)5.3.2 生产调度优化 (8)第六章乳品质量检测与追溯 (8)6.1 质量检测技术 (8)6.1.1 概述 (8)6.1.2 现有检测技术 (9)6.1.3 发展趋势 (9)6.2 质量追溯体系建设 (9)6.2.1 概述 (9)6.2.2 建设原则 (9)6.2.3 追溯体系内容 (10)6.3 质量风险管理 (10)6.3.1 概述 (10)6.3.2 管理原则 (10)6.3.3 管理方法 (10)第七章乳品生产环境智能化 (10)7.1 生产环境监测 (10)7.2 生产环境净化与消毒 (11)7.3 生产环境安全管理 (11)第八章乳品企业信息化管理 (12)8.1 企业资源计划(ERP)系统 (12)8.2 生产执行系统(MES) (12)8.3 供应链管理系统(SCM) (13)第九章智能乳品生产人才培养与团队建设 (13)9.1 人才培养策略 (13)9.1.1 建立多元化人才培养体系 (13)9.1.2 制定个性化人才培养计划 (13)9.1.3 加强专业技能培训 (13)9.1.4 建立激励机制 (14)9.2 团队建设与管理 (14)9.2.1 明确团队目标 (14)9.2.2 优化团队结构 (14)9.2.3 建立有效的沟通机制 (14)9.2.4 强化团队精神 (14)9.3 员工培训与技能提升 (14)9.3.1 制定全面的培训计划 (14)9.3.2 创新培训方式 (14)9.3.3 加强内部交流与分享 (14)9.3.4 定期评估培训效果 (14)第十章智能乳品生产项目实施与评估 (14)10.1 项目实施策略 (15)10.1.1 明确项目目标与任务 (15)10.1.2 制定项目实施计划 (15)10.1.3 技术研发与设备选型 (15)10.1.4 人员培训与团队建设 (15)10.2 项目风险评估 (15)10.2.1 技术风险 (15)10.2.2 市场风险 (15)10.2.3 管理风险 (15)10.2.4 财务风险 (15)10.3 项目绩效评估与优化 (16)10.3.1 绩效评估指标体系 (16)10.3.2 绩效评估方法 (16)10.3.3 绩效评估结果分析 (16)10.3.4 项目优化措施 (16)第一章智能乳品生产概述1.1 智能乳品生产发展背景我国经济的快速发展,人民生活水平不断提高,对食品质量与安全的要求日益严格。
乳制品行业技术革新趋势随着科技的不断发展和社会的进步,乳制品行业也在不断进行技术革新。
这些技术革新正在改变乳制品的生产方式、品质、营养价值和消费习惯。
以下是乳制品行业技术革新的一些趋势。
首先,乳制品行业正不断引入自动化和智能化生产技术。
传统的乳品生产过程需要大量的人工操作和监控,而现在,随着自动化设备的广泛应用,乳品生产流程可以更加精确、高效和可靠。
智能化的生产设备能够实时监测生产过程中的温度、湿度、压力等参数,并通过数据分析提供准确的生产信息,有助于提高生产效率和产品质量。
其次,乳制品行业正加快推动生产过程的环保化。
传统的乳制品生产会产生大量的废水、废气和固体废物,对环境造成一定的污染。
而现在,乳制品企业积极引入新技术,加强废水、废气和固体废物的处理和利用,以减少对环境的影响。
例如,通过生物处理技术处理废水,减少有机物和氮、磷等污染物的含量;通过烟气净化设备处理废气,降低对大气环境的污染;通过生物发酵技术将固体废物转化为有机肥料,实现资源的再利用。
第三,乳制品行业正不断研发新产品、新工艺和新配方。
随着人们对乳制品需求的多样化和个性化,乳制品企业需要不断研发符合消费者需求的新产品。
例如,在低脂乳制品方面,乳制品企业正在研发可以替代动物脂肪的植物油、乳酸菌和蛋白质的低脂乳制品;在功能性乳制品方面,乳制品企业正在研发富含益生菌、膳食纤维和维生素的产品;在乳制品工艺方面,乳制品企业正在研发更加高效、环保和稳定的生产工艺;在乳制品配方方面,乳制品企业正在研发不同人群和不同需求的乳制品配方,如婴幼儿配方乳粉、运动员专用乳品等。
第四,乳制品行业正积极开展数字化和互联网技术应用。
随着信息技术的蓬勃发展,乳制品企业正大力推行数字化管理和互联网应用。
通过物联网技术,乳制品企业可以实现对生产设备、生产过程和产品的远程监控和管理,提高生产效率和产品质量。
通过电商平台和移动应用程序,乳制品企业可以与消费者直接沟通和交流,了解消费者需求,并及时调整产品和营销策略。
乳制品工业中的技术创新与生产效率提升乳制品工业是食品工业中的重要组成部分,也是供应各类乳制品的主要行业之一。
在近年来,随着人们对食品安全和营养健康的追求,乳制品工业也在不断推进技术创新和生产效率的提升。
本文将从技术创新的角度探讨乳制品工业中的相关进展和其对生产效率的影响。
首先,乳制品工业中的技术创新主要包括原料加工、生产工艺和产品开发三个方面。
在原料加工方面,科学家们通过开发新的分离技术和加工工艺,实现了对乳原料中蛋白质、脂肪、糖类等成分的精细提取和调控。
例如,新型乳清粉加工技术可大幅度提高乳清蛋白中蛋白质的提取率,从而提高了乳清粉的产量和质量。
此外,利用超高压技术和微生物发酵技术,乳品企业还能够将奶制品中的有益成分加工提升到更高的水平,生产出更具营养和功能性的乳制品。
在生产工艺方面,乳制品工业通过引入先进的自动化设备和控制技术,实现了生产过程的自动化和智能化。
这不仅提高了生产的效率和稳定性,同时还大大降低了人工操作的风险和对劳动力的依赖。
例如,利用现代浓缩技术和乳脱水技术,乳制品企业在去除水分的同时还能保持大部分乳中的有益成分和风味物质,从而提高了产品的产量和质量。
此外,通过自动化的灌装、包装和包装机械,减少了产品损耗和包装过程中的人为错误,进一步提高了生产效率和产品质量。
在产品开发方面,乳制品工业通过不断改进产品的配方和添加剂的使用,创造了更多种类和口味的乳制品,满足了不同消费群体的需求。
例如,通过调整配方和添加益生菌,乳品企业开发出了更多功能性乳制品,如膳食纤维型酸奶、功能性乳饮料等,满足了消费者追求健康和美味的需求。
此外,乳制品工业还通过创新的包装设计和营销策略,提升了产品的附加值和竞争力,进一步推动了行业的发展。
技术创新对乳制品工业的影响不仅体现在产品质量和种类的提升上,还直接影响了生产效率的提高。
首先,通过技术创新,乳制品企业能够实现原料资源的更好利用和成本的降低。
例如,通过改进原料的加工技术和降低能耗,乳品企业可以减少生产过程中的能源浪费,从而节约生产成本。
ESL技术在乳品加工上的应用□ 王翠竹 本刊记者伴随着乳品工业的快速发展,人们对液态乳制品的要求也越来越高。
目前,我国液态乳制品主要有巴氏杀菌乳和UHT(超高温瞬时灭菌)乳两种,不过巴氏杀菌乳产品保质期较短,而U HT乳保质期虽长但营养损失较大,且难以克服褐变和蒸煮味的缺陷,故而都存在各自的问题。
因此,如何最大限度地保留原乳感官、风味、营养,并延长乳制品的货架期等都成为乳制品加工技术发展与突破的关键。
在市场的需求下,ESL乳应运而生,并逐渐成为发达国家鲜乳市场的主流,同时也为我国乳制品行业的发展提供了新的契机。
什么是ESL鲜奶产品ESL是Extended Shelf Life(延长保质期)的英文缩写,在加拿大和美国经常用于那些在7℃及以下具有良好贮存质量的新鲜乳制品,E SL的意思即包含的概念现在也已经传到了欧洲、亚洲等地。
对ESL如今尚未有单一的定义,因为此概念包含许多因素。
从本质上讲,此术语意味着通过减少主要污染源及到消费者的各种途径中保持产品质量,有能力延长产品保质期,超过其传统寿命。
通常温度/时间组合是125~130℃保持2~4s,这种类型的热处理温度称之为“超巴氏消毒”。
顾名思义,ESL鲜奶产品就是通过物理及其它特殊工艺,能够保留鲜奶产品的营养和感官特性的冷链液态乳制品。
由于我国没有对ESL的明确定位与分类,所以ESL产品仍处于比较尴尬的地位。
利乐包装昆山有限公司项目策划专家李楠先生在中国乳制品工业协会第二十一次年会上表示,在国内外标准不同的情况下,我国ESL乳的发展需要遵循巴氏乳制品的相关定义,GB19645-2010中规定:巴氏杀菌乳是仅以生牛(羊)乳为原料,经巴氏杀菌等工序制得的液体产品;N Y/T 939-2005中写到:巴氏杀菌是经低温长时间(62~65℃,保持3min)或经高温短时间(72~76℃,保持15s)/(80~85℃,保持10~15s)的处理方式。
巴氏产品的货架期通常小于一周,而ESL产品的货架期可长达数周,欧美等国中ESL乳制品比较广泛,且有明确分类。
在世界科技飞速发展。
经济全球化和知识经济已经到来的今天.伴随着基础科学的互相渗透和进步,以及技术的不断提高和扩展。
乳品行业已成为普遍采用高新技术,在产品和生产管理中蕴含大量先进技术的技术性行业。
随着我国人民生活水平的不断提高.对乳制品的需求也必然提出更高的要求,因此如何在乳品工业中全面推进高新技术的研究与推广,是今后我国乳业面临的迫切任务。
本文就目前国内外在乳品工业中研究和开发应用的一些高新技术作一简要介绍。
1微胶囊技术(Microencapsulation) 微胶囊技术是当今世界上发展迅速、科技含量高的一项新兴技术,它利用天然的或合成的高分子材料将固体的、液体的甚至是气体的微小物质经包裹形成直径在5~200txm范围内的一种具有半透性或密封囊膜的微型囊.它能够最大限度地维护囊心物质的色香味、性能和生物活性,防止营养物质的破坏与损失。
目前,该技术已广泛应用于日化、医药、生物科学等工业领域。
根据国内外的文献资料报道,可用于生产微胶囊的方法有物理法、物理化学法和化学法3种.其中较为重要的有喷雾干燥法、界面聚合法、溶剂脱水法及相分离凝聚法等。
随着微胶囊技术的发展日趋成熟.它在食品工业中的应用范围也越来越广,各种新的应用方法、新产品被不断开发出来。
同时,由于食品工业科技的不断进步,消费者对产品的要求越来越高。
针对这一问题,乳品工业也引入了微胶囊技术开发新产品,以满足消费者的需求。
目前在乳品加工业中,微胶囊技术主要用于新型乳制品的开发和干酪生产所用微胶囊酶制剂的制取等。
例如在乳制品中添加的某些营养物质具有不愉快的气味,其性质不稳定易分解,会影响产品质量。
但通过微胶囊技术包埋后,可增强产品稳定性,使产品具有独特的风味,并且无异味、不结块、泡沫均匀细腻、冲调性好、保质期长。
利用此法制成的产品有:果味奶粉、姜汁奶粉、发泡奶粉、可乐奶粉、啤酒奶粉、粉末乳酒、补血奶粉、膨体乳制品等:同时可促进干酪早熟和保护免疫球蛋白。
除了上述的应用外,近年来还被广泛用在益生菌和生理功能物质(如DHA)等的包埋处理。
总之,微胶囊技术已广泛应用于各种功能性乳制品的开发。
2超高压技术(High-pressure technology) 超高压技术是20世纪90年代由日本明治屋食品公司首创的杀菌方法。
它利用加在液体中的压力(100~1000MPa),通过介质以压力作为能量因子,在常温或较低温度下.以同样大小传递到物料本身,以达到灭菌、物料改性和改变食品某些物化反应速度的效果。
在此过程中,蛋白质、淀粉及糖类、油脂和纤维素等不受或很少受影响,从而可较好的保持食品原有的色、香、味及营养物质。
早在1899年,美国化学家Bert Hite首先发现450MPa 的高压能延长牛奶的保存期。
scvles和Hooven在1991年研究发现.在23~(2下,压力达到230MPa时.乳的浊度和光亮度未改变.胶粒略有溶解.但对乳的光学和感官特性影响不大:压力在230~430MPa时,酪蛋白胶粒构象改变。
发生重排、压缩.致使乳的浊度和光亮度逐渐降低并趋于稳定。
lohnston和Austin(1992年)发现,压力达600Mpa(2h)时,乳中Ca2’的含量对其稳定性有强烈的影响,压力作用下胶粒的小片化可释放出非离子钙和磷。
Lopez-Fandino R等研究发现。
采用压力300MPa,进行30min处理。
乳凝块重量增加近15%,乳清蛋白含量下降8%,乳清总体积减少5%,即高压引起乳清蛋白变性,使其进入凝块,从而使干酪产量增加,尤其是其保水性增强。
用高压处理牛奶,然后使凝乳酶在酸性条件下发生作用,制成的奶酪硬度增加,透光性提高。
为了避免酸乳包装后酸度增加引起的脱水收缩现象,lohnston等采用高压提高成品的质量。
采用100~500Mpa、在23℃下对奶油处理10~15min后,可加快脂肪的结晶速度。
同时,利用高压技术还可开发新产品,如乳制品甜食和冷冻乳制品等。
3 生物技术(Biotechnology) 3.1生物荧光技术(Bioluminescence) 近年来,生物发光技术在发达国家已越来越多地用于微生物检测。
所以该技术也可用来检测乳制品中的细菌总数及特异性病原菌。
为乳品工业的微生物质量控制提供了一种快速、简便而灵敏的方法。
主要包括A TP生物荧光检测技术和细菌生物荧光检测技术。
3.1.1 A TP生物荧光技术A TP生物荧光检测是基于萤火虫发光机理而设计的。
A TP存在于所有活性微生物内,A TP分子中的能量通过荧光酶复合物(荧光素/荧光素酶)的作用转变成光,这种光能可用发光光度计得到测定。
在一定条件下,光的能量与原始样品中的A TP数量有关,因而可推算出被检样品中的微生物数量。
其原理是基于下述反应:荧光素+Mg2+A TP氧化型荧光素+C02+AMP+ppi+光能。
在现代乳品工业中.Sharpe等首先采用A TP生物荧光检测技术来检测被污染牛奶中细菌的含量。
根据Waes等人的研究,采用生物荧光方法可以检测UHT 乳在30℃贮存时细菌的生长情况。
同时,生物荧光技术还应用在原料奶的验收、乳制品货架期预测、乳制品生产过程中关键控制点的控制,以及抗生素和细菌、噬菌体的残留、特定病原菌的检测等方面。
3.1.2 细菌生物荧光技术细菌生物荧光技术利用分子遗传学原理制作的荧光发光检测系统(细菌生物荧光)来快速检测乳制品中特定的病原菌。
导致细菌生物荧光的基因(LUX基因)被导入特定宿主的噬菌体中,当它感染宿主细胞时,LUX基因转换到宿主细菌基因组中,导致了宿主细胞发光。
这样就可用发光光度计检测,而且发光的程度与感染细菌的数量成比例。
Kricka利用该技术在60min内能够检测到牛奶中小于10个大肠杆菌,同时可开发出乳制品在线检测肠细菌的方法。
若将LUX基因导入乳酸菌,在乙醛存在时,这些基因修饰的有机体变成发光体.从而可检测出乳酸菌发酵剂活性。
3.2 酶联免疫分析(ELISA) 酶联免疫方法是一门综合性免疫化学技术,它以抗体和抗原的特异性结合为基础,利用酶催化底物反应的生物放大作用,提高特异性抗原、抗体免疫反应的敏感性,可用来定位、定量检测。
酶联免疫分析方法可以检测乳及乳制品中的免疫球蛋白、α-乳白蛋白、β-乳球蛋白和霉菌等微生物。
Loomans等用新霉胺作为免疫原建立ELISA方法,同时可检测牛奶中的庆大霉素、卡那霉素和新霉素。
A ygun等用竞争性直接ELISA(CD-ELISA)和反相高效液相色谱(RP-ELISA)测定奶酪中的组胺,从而解决了“奶酪综合症”问题。
吴定等以牛血清蛋白和卵蛋白2种不同的载体包被抗原,用过氧化物酶标以鼠抗兔[gG。
建立了检测牛奶中磺胺甲基嘧啶残留的ELISA方法,检测限为2.4ng/mL。
张英华等应用ELISA 快速、准确地检测出了牛初乳中乳铁蛋白的含量。
Biancardi用ELISA作为筛选方法检测牛奶中黄曲霉毒素M1的残留量。
3.3固定化技术固定化技术是选择适合载体后.用物理或化学方法将酶类或微生物菌体限制或定位在某一特定空间范围内,保留其固有的催化活性和存活力。
目前,该技术已广泛应用在乳品工业中.如乳糖水解、牛乳过敏症防治、综合利用乳清制造乳酸、乙酸工艺等。
乳品工业中采用的固定化细胞技术较多.将双歧杆菌和乳酸菌包埋于海藻酸钙凝胶中,进行连续培养生产酸奶,奶酪的制作中也常用海藻酸钙固定化含酶的细胞,以控制熟化进程。
固定化细胞不仅能用于生产.还可以用于保护有益微生物延长细胞的存活率。
J Balcam等采用DEAE纤维素固化.用过氧化氢酶和胰蛋白酶来连续破坏牛奶中的过氧化氢并抑制细菌繁殖,以延长牛奶品质和货架期。
北京农业大学1995年申请的一份专利中.采用海藻酸钠与明胶作为固定化双歧杆菌的壁材,通过针头注入CaCl2中固化后制得双歧杆菌胶粒.此胶粒可在一定程度上避免氧或酸对菌体的侵害,延长活菌的保存期。
同时,在乳品加工中还能应用该技术来固定化脂肪酶、凝乳酶、乳糖水解酶、特殊蛋白酶等。
3.4其它生物技术生物传感器可以应用在乳品生产中的自动化控制、质量监测、成分分析等方面.如牛乳新鲜度测定、乳及乳制品中各组分的测定、抗生素残留量分析、微生物和生物毒素的检验、发酵乳酸度控制、于酪成熟控制等。
酶分析法可以用来测定牛乳中的各种酶的活力,从而判断牛乳和其加工产品的质量状况。
根据酶工程技术可以开发和利用乳中的特殊肽,减少乳中的苯丙氨酸和修饰乳脂肪;还可以进行乳糖异构酶和增香酶的研究。
同时应用生物技术进行微生物育种、开发新型发酵剂、改变乳的组成成分、提高产奶量和增强乳的免疫功能、降低乳中的胆固醇及水解一好氧(H/o)工艺处理乳品工业废水等研究。
4膜技术(Membrane technology) 膜分离技术是利用天然或人工合成高分子膜的选择透过性,以浓度差梯度、压力梯度或电势梯度作为推动力,在膜相际之间进行传质,以达到不同组分的分离、纯化的目的。
目前已获得产业应用的主要是电渗析(ED)、反渗透(RO)、超滤(UF)、微滤(MF)、纳滤(NF)、气膜分离(GS)、渗透气化(PV)等。
国外将膜技术应用于食品工业首先就是从乳品加工开始的。
目前其在乳品工业中的应用主要有:乳品灭菌及浓缩、乳品的标准化、乳蛋白浓缩、乳清的回收利用、奶酪加工、牛奶的组分分离及乳清脱盐等。
Maubois采用切向超滤装置可实现蛋白质胶粒的特殊分离。
其产品可用于强化牛乳和生产优化乳清。
采用超滤和反渗透技术。
可在浓缩乳清蛋白的同时,从膜的透过液中回收乳糖和乳酸、盐类等灰分,还可以用于牛奶脱乳糖和屋型奶除菌。
纳滤技术可部分脱矿质和浓缩盐酸干酪乳清。
渗透气化技术分离乳制品的香味物质。
利用膜生物反应器将乳糖转化为产成品(例如乳胶)。
此外,膜技术现已应用于乳品工业的CIP系统。
意大利开发了被称为“Dairy MZ series”的系列膜分离单元来净化乳清和乳品工业废水,而使其达到环保标准。
Guu等研究了纳滤浓缩技术对乳糖结晶效率的影响,指出纳滤浓缩可使乳糖结晶增加8%--10%。
5其它高新技术除上述几种高新技术应用在乳品工业外,国外食品专家还研究开发了活性包装(Active packaging)技术,通过包装使食品与环境相互协调,创造一种适宜食品保藏的内部条件。
它主要采用去氧剂、抗菌剂、异味消除剂、水分和二氧化碳控制剂等来延长食品的货架期,提高其安全性和改善感官性。
同时,还有超微粉碎技术、微波技术、真空冷冻干燥技术、欧姆杀菌和高电压脉冲杀菌技术等高新技术应用于现代乳品工业。
中国乳业,2005(8)(哈尔滨商业大学食品工程学院哈尔滨150076)缪铭费颖。