乳品加工质量控制.ppt

乳品加工质量控制,彭柯2008.12,质量认识乳品工艺中微生物知识UHT加工原理UHT加工工艺无菌灌装和包材灭菌清洗原理AQL值的确定、验证、复检样、产品放行故障排除,课程内容,质量：一组固有特性满足要求的程度,质量,顾客时间要求,价格具有竞争力,满足法规要求,创造利润,顾客技术要求,质量认识,QC：QualityControl质量控制QA：QualityAssurance质量保证HACCP：HazardAnalysisCriticalControlPoint危害分析与关键控制点SSOP：StandardSanitationOperateProcedure标准卫生操作程序GMP：GoodManufacturingPractices良好生产规范,术语,质量认识,QC：质量控制。质量控制的目的是为了确保所有用于加工过程的原材料和投放到市场上的产品能符合既定的标准,质量认识,QA：质量保证质量保证的目的是为了实现在整个生产过程中尽可能的不犯、或少犯错误，最终实现从供应商、生产商到用户的协作与信任.例如：纠正措施，组织应采取措施，以消除不合格的原因，防止不合格的再发生。纠正措施应与所遇到不合格的影响程度相适应。预防措施，组织应确定措施，以消除潜在不合格的原因，防止不合格的发生。预防措施应与潜在问题的影响程度相适应。,质量认识,质量控制质量保证1.着重于终产品的控制1.将与质量有关的方面全部纳入质量保证体系2.质量是通过控制达到的2.质量是生产出来的3.只涉及生产方面3.包括生产全过程和其它方面4.质量控制体系往往是孤立的4.质量保证体系往往是综合的5.质量控制起强制监督作用5.沟通，培训和教育使员工养成质量意识6.控制和检查所有原料6.从供应商到消费者所有有关方面供应商的协调和信任7.化验室对产品质量负责7.产品质量是高级管理人员的责任8.化验室被视为一种成本要素8.质量保证防止生产次品且节约成本9.从信息交流的观点看是孤立的9.从信息交流的观点看是综合的,质量认识,监控的四要素监控什么？监控可以是检测产品和测量加工过程的特性，也可以检查一个CCP的控制措施是否实施。怎样监控关键限值和控制措施？监控方法必须提供快速的结果；实施HACCP计划的过程中，选择相应监控设备。监控的频率？监控可以是连续的或间断的。由谁负责监控？可以承担监控任务的人员；负责监控CCP的人必须具备的资格。,质量认识,乳品微生物,微生物的概念：形体微小，肉眼看不到或很难看清它的个体的生物，只有通过光学或电子显微镜，放大百倍或几十万倍才能看清。人们称这些微小的生物为微生物,微生物的一般特性,1、个体微小，结构简单2、分布广、种类多3、繁殖快4、易于变异5、易于培养,乳品微生物,乳品微生物,微生物学历史上的重大事件：自学成才的荷兰人吕文虎克（A.vanleeuwenhoek,1632-1723）,首次制造出了可观察到细菌的显微镜，他被称做“显微镜之父”。法国化学家路易.巴斯德（L.Pasteur,1822-1895），发明了热处理方法，这种方法目前称做巴氏杀菌法。德国物理学家，医学诺贝尔奖获得者柯赫（R.koch,1843-1910），1905年发现了病原性（致病性）细菌，如结核杆菌和霍乱菌。另外，他还创立了直接简便且安全的研究这些致病性微生物的方法。,乳品微生物,英国微生物学家、医学诺贝尔奖获得者阿福拉明教授（A.Flening.1881-1955），1945年发现了青霉素，这种药能有效地抑制除结核病菌之外的许多细菌。美国真菌学家、细菌学家、医学诺贝尔奖获得者斯韦克斯（S.Waksman,1888-1973），1952年发现了链霉素，这种药能有效地抑制许多细菌，包括结核病菌。,生物的分类:,生物,非细胞生物,细胞生物,病毒、噬菌体,原核生物,真核生物,细菌、放线菌蓝细菌,高等动植物,低等动植物,藻类高、低、真菌类、原生动物,乳品微生物,乳品微生物,细菌的形态：,球状：单球菌、双球菌、链球菌、四叠球菌、八叠球菌、葡萄球菌杆状：长杆菌、短杆菌、球杆菌、棒状杆菌螺旋状：弧菌、螺旋菌,细菌的特殊结构及功能,纤毛：比鞭毛更细、短、直、硬，数量更多的毛发状细物。功能：获得营养由蛋白质亚单位组成芽孢：某些细菌在生活的一定阶段，能在体内形成一个特殊的休眠体。杀灭芽孢条件：121、20分钟160、2小时判断灭菌是否彻底，一般以芽孢是否被杀灭作为标准。,乳品微生物,乳品微生物,细菌的大小球菌的大小介于0.41.5m(1m=0.001mm)之间,杆菌的长度介于1-10m之间,但有少数大于或小于上述范围。,芽胞的形成和荚膜的形成芽胞是细菌自我保护和御防外界不利因素时的一种生存方式。这些不利因素如加热和冷却、消毒剂的存在、水分或营养物质的缺乏等。图表示芽胞形成的不同种类。只有几个属种的细菌能形成芽胞。芽胞杆菌科的芽胞杆菌属和梭状芽胞杆菌属是大家都知道的产芽胞杆菌。在不利的条件下，这些微生物聚集核物质和一些营养物在细胞的某一区域，并形成一硬的外壳，保护这些核物质。,乳品微生物,乳品微生物,芽胞的形成和荚膜的形成：芽胞不进行新陈代谢，在干燥的空气中能生存数年，而且对化学杀菌剂、抗菌素、干燥和紫外线比营养体有更强的抵抗力。它们耐热，在120温度下持续20min才能100%地将芽胞杀死。然而，芽胞形成细菌在营养体状态时如同其它细菌一样，在100温度下，煮沸数分钟就会被杀死。,乳品微生物,细菌生长的条件,营养,温度,水分（湿度）,氧气,光照,渗透压,pH,乳品微生物,细菌的繁殖,繁殖的速度:在适宜条件下，细菌的裂殖周期为20-30min，细菌繁殖的速度可用左边的公式表示。假如世代时间为0.5hr，在最佳温度下，每ml牛奶中有一个细菌，10hr内将增殖为每ml一百万个细菌。在最适条件下，食品中能形成109-1010个细菌/ml。此时细菌的生长速度被营养物质的缺乏、代谢毒物的积累所抑制，最后繁殖停止，大量细菌死亡。实际上，不适宜的条件，例如低温贮藏或低pH值将限制或抑制食品中细菌的生长。,乳品微生物,细菌的生长周期,1、延迟期（滞留适应期）2、对数生长期3、稳定期（最高生长期）4、衰亡期,乳品微生物,灭菌的产品具有优异的保存质量并可以在室温下长时间贮存。一个不需冷藏的产品给生产商、零售商和消费者带来了许多便利。比如对生产商而言生产这一产品可以从地域上扩大市场。运输分送用车的数量、成本降低。减少了零售未售出产品的回收。由于不再需要冷藏，库存安排更简化；零售商对于产品的安排也大大简化了。消费者获得了更大的方便。,UHT加工原理,乳品加工中的热处理类型1、初步杀菌63-6515s2、LTLT巴氏杀菌6330min3、HTST巴氏杀菌72-7515-20s4、超巴氏杀菌126-1382-4s5、UHT135-150几秒6、保持灭菌105-12010-70min,UHT加工原理,UHT加工原理,超高温处理:UHT意思是超高温灭菌。超高温技术通常是将牛乳加热至135-150，这可以杀死会引起产品腐败的微生物。超高温处理是一个在密闭系统中连续的加工过程，这可以防止空气中微生物的污染。产品要连续快速地通过加热和冷却段。无菌灌装是加工过程中的重要部分，它可以防止产品的再次污染。通常有两种超高温方法可供采用：在热交换器中间接加热和冷却，直接加热即蒸汽喷入牛乳或牛乳喷入蒸汽，在真空条件下蒸发冷却。,UHT加工原理,灭菌:灭菌最初的形式，现在仍然沿用的是对灌装后产品的灭菌，通常是加热到115-120保持20-30分钟。脂肪标准化后，均质且加热到80左右，牛乳被装入洁净的容器中，通常乳被装入玻璃或塑料瓶。热的产品被送进杀菌釜间歇式生产或送进静压塔以实现连续式生产。,UHT加工原理,传热有三种方式：传导、对流和辐射。传导即热能通过固体物质传递或通过静止液体层传递。（在传递方向上没有物理流动和混合）。如图所示，放在一杯热咖啡中的茶匙作为热传导的例子。热量通过热传导传给匙柄，使匙柄变热。对流是另一种传热方式，当热粒子与冷粒子混合时，前者把热量通过传导传递给后者。如图所示。对流必定包含混合。如果茶匙在流动的冷水下冲洗，热量就会从茶匙传给水，水在这个过程中被加热，热水不断被冷水取代，冷水接着吸收茶匙的热量。直到茶匙与流水温度相同时，对流换热才停止。辐射是从热源向外散发热量。热能被转化为辐射能，如图，它从一个物体发出，被经它辐射的物体吸收，几乎所有的物质都能发射辐射能。,UHT加工原理,UHT加工原理,传热原理:乳品厂中所有的传热多以传导和对流的方式进行。经常使用两种方法：直接加热和间接加热。,直接加热:直接加热意思是将加热介质与产品直接混合。这种技术常用于：水的加热。蒸汽直接喷入水中，通过传导和对流将热量传给水。加热产品，如在某些类型干酪的生产中加热凝块（是通过热水与凝块混合），还有用直接加热的方法对牛乳灭菌（蒸汽喷射或是牛乳浸入蒸汽中）直接加热有利于迅速传热。直接加热包含了产品与加热介质混合，加热介质将在随后的工艺中作相应的处理。这种方法对加热介质要求十分严格。某些国家法律禁止使用直接加热方法，因为直接加热将外界杂质带入了产品。,UHT加工原理,UHT加工原理,间接加热间接加热是乳品厂中最常使用的方法，这种方法是在产品和加热介质或冷却介质之间放置了一个间壁物，热量由介质传到间壁，再由间壁传到产品，看图我们假设加热介质是热水，在间壁的一侧流动，间壁的另一侧是冷牛乳。于是间壁的一侧被加热，而另一侧则被冷却。在板式热交换器中，板片就是这个间壁物。,灭菌效果F0值：特定温度时间组合下的灭菌效果F0=（t/60）*10（T-121.1）/ZT=灭菌温度t=灭菌温度下的灭菌时间Z=根据芽孢种类不同其范围为1010.8，可取10一定反应效果下，使反应时间减少至原来的1/10所需的增加的温度,UHT加工原理,在高温处理下的化学和微生物变化在高温处理下的化学当牛乳长时间处于高温下时，会形成一些化学反应产物，导致牛乳变色（褐变），并伴随产生蒸煮味和焦糖味，最终出现大量的沉淀。而在高温短时热处理中，牛乳的这些缺陷就可以在很大程度上得以避免。因此，选择正确的温度/时间组合使芽孢的失活达到满意的程度而乳中的化学变化保持在最低水平是非常重要的。,UHT加工原理,货架期另一个与UHT处理质量相关的术语是产品的货架期。货架期的定义是产品能够贮存的时间，在贮存期内产品质量不会低于一个可接受的最低水平。这一货架期的概念有一定主观性如果产品质量标准定得很低，则其货架期就可能很长。货架期的理化限制因素是出现凝胶化、粘度增加、沉淀和脂肪上浮。限定货架期的感观因素是滋味，气味和颜色的变败。,UHT加工原理,营养价值当研究任何形式的食品加工工艺时都要考虑到营养价值变化这一因素。在这一问题上，有关热处理对牛乳的影响的章节已经进行了大量讨论。UHT处理对牛奶组分的热影响情况可以概述如下：,UHT加工原理,牛乳的加工工艺牧场挤乳贮存运输接收预处理UHT灌装包装库房储存市场流通,UHT加工工艺,一：牧场挤乳中对牛乳质量的影响微生物方面：1、环境2、牛体卫生3、挤奶器。机器挤奶的缺点：对牛体比较粗暴。容易受到污染（没有正确的维护和清洗）管路完全排空不太可能，下次挤奶时会受到管路中水的污染4、挤奶过程中人的手。5、工艺（14小时内打冷）6、好坏牛乳的混合。,感官方面：1、氧气的溶入。空汽融入牛奶中或牛奶表面有泡沫（溶入的多少与牛奶的温度有关）2、对脂肪的破坏：破坏程度取决于挤奶设备的安装和维修。,二、牛乳储存：1、正确的储存温度和时间。2、搅拌的作用下会有氧气进入，但不搅拌会有脂肪上浮。三、运输：1、进一步污染（取决奶车的卫生）2、空气溶入。3、机械力的作用。四、接收：1、进一步污染。（收奶环节）2、泵送。,五、预处理：1、进一步污染。（正确的存放）2、引入空气、发生氧化。3、机械力的作用（破坏脂肪保护膜）,低温长时间杀菌：60-65，30分钟。高温短时杀菌：72-7515s或80-85，10-15s高温巴氏：95，几秒几分钟（适于酸奶）超巴氏杀菌：125-138，2-4S（在日本通用）UHT：130-150，2-4s保持灭菌：115-120，20-30min（罐头食品）,六、杀菌方式：,UHT加工工艺,UHT加工UHT是一个经激烈、短促热处理以保存液体食品的技术，这一处理破坏了产品中的微生物。这一加工技术必须和无菌包装配合才能实现产品的长期保存，因此，产品在经热处理后必须在无菌条件下包装于预先已灭菌的包装材料中，该过程要预防再污染。产品在处理后、包装完成前的任何中间过程必须保持无菌条件，这就是UHT加工被称为“无菌加工”的原因。,UHT加工工艺,常见的UHT产品新鲜及再制液体奶浓缩乳稀奶油风味乳饮料发酵乳制品(酸奶，酪乳等）乳清饮料冰淇淋混合料甜食（蛋奶沙司和布丁）蛋白饮料豆乳饮料婴儿食品果蔬汁饮料，如茶、咖啡以植物油脂为基料料的顶端料（加蛋糕）和奶油汤类沙司果菜泥类佐料类营养液类,UHT加工工艺,一般的UHT操作内容这些操作内容普通适用于所有的UHT系统，因此不对每一系统进行描述。预灭菌生产之前设备必须灭菌，以避免经灭菌处理后的产品被再污染，预灭菌包括:*与生产温度相同的热水灭菌必须进行。热水灭菌的最短时间为30min，自达到适宜温度的某一瞬间到设备中所有部件都达到温度要求。*设备冷却至生产要求的条件。生产生产情况依不同的加工有所区别。无菌中间清洗完全CIP循环通常在生产结束时立即进行，需7090分钟，在生产中无菌中间清洗是非常有益的。当设备长时间运转，无论何时需要除掉生产系统中的沉积，而又不破坏无菌条件时都可以进行一次30分钟的AIC。设备在AIC之后不必重新灭菌，这一方法节省了停机时间并使生产时间延长。CIP直接、间接UHT设备的CIP循环可包括如下程序，预洗，碱洗，加水漂洗，酸洗和最后漂洗，按预定的时间/温度，程序全部自动化控制。CIP程序必须适应不同的乳品对操作条件的要求。,UHT加工工艺,商业无菌的定义：产品处于无致病微生物，无微生物毒素，在正常仓储运输条件下微生物不发生增殖的状态。UHT杀菌的几种形式。（直接式杀菌和间接式杀菌）高酸产品和低酸产品的杀菌工艺。产品的组成成分不同,杀菌的条件会有一些相应的改变。（如含颗粒的液体产品）,UHT加工工艺,间接式UHT系统的优点：1）、结构比较简单。2）、设备投资相对较少。3）、有很高的热回收率。4）、维修量少，运行费用少。间接式UHT系统的缺点：1）、氧气含量较多（产品6-9PPm，加脱气成品2-3PPm）2）、生产时间相对短。3）、产品中维生素（Vc）受氧气的影响。,直接式UHT系统的优点：1）、热负荷较少，热处理过程中产品的化学变化较少。2）、结垢现象较少，可以长时间连续运转。减少了设备清洗和预灭菌次数，节约了运行成本。3）、产品中氧气含量少（0.1PPm），可以增加产品中一些维生素的稳定性，减少因氧化而造成的产品变味。4）、更适宜处理高黏度产品。,巴氏和UHT的杀菌目的：1、巴氏作用：a、杀灭营养体避免其产生较多的耐热酶。b、杀灭营养体避免其形成较多的芽孢。c2、UHT作用：杀灭较多的芽孢和钝化酶类物质，使其达到商业无菌。,UHT加工工艺,无菌灌装和包材灭菌,无菌灌装：1、无菌环境的建立与维持。2、包材灭菌。3、包装完整性。,一：无菌环境的建立灌装机的灭菌:在灭菌之前必需对设备进行有效的清洗，只有这样才能保证有效灭菌。根据设备的结构和复杂程度，对设备的灭菌可以用以下两种方法：1、加热法。2、加热法和化学结合的方法。,无菌灌装和包材灭菌,1、加热法。,通过热空气240度、30分钟、充填管和无菌区域就被灭菌了），蒸汽障及产品阀用130度的蒸汽进行灭菌。,无菌灌装和包材灭菌,2、加热法和化学结合的方法。由于无菌灌装机的复杂性，一些成型环、导轮等部件不能耐受如此高的温度。并且其冷却时间都较长。对于该种系统的灭菌就需要用加热法和化学结合的方法来进行。双氧水在设备灭菌是有下面两种：A、喷成雾状。B、蒸发成气体然后凝结在需要灭菌的表面。,无菌灌装和包材灭菌,二：无菌环境的维持（无菌灌装）在大多数无菌灌装系统中，是靠无菌空气的正压来使无菌环境免受外界的污染。无菌空气的获得一般有以下几种方法：1、超细过滤法。条件：a、用低压风机供风，气流速度为0.5m/s（层流）。b、能滤除粒径大于0.3um的颗粒，效率大于99.99%。2、煅烧法。（340度是灭菌必需的温度）3、超细过滤法和煅烧法相结合。,无菌灌装和包材灭菌,三、包材灭菌：在无菌包装的生产过程中，包材的灭菌一般都用的是双氧水，为什么要选择双氧水呢？1、易于使用。2、使用后无残留。3、能有效的杀灭可能的腐败菌如细菌芽孢。4、价格不贵。5、无毒、无腐蚀。6、容易买到。在上述条款中，最主要的是微生物效率和在产品中的残留。,无菌灌装和包材灭菌,影响化学灭菌剂灭菌效果的因数：1、种类。2、浓度。3、与消毒表面接触程度。4、接触时间。5、温度。,无菌灌装和包材灭菌,双氧水在产品中残留1、美国FDA在1981年对双氧水进行了规定：在包装结束后双氧水的残留量为不大于0.5PPM。在中国目前的国情下没有该项规则。2、到目前为止，没有发现消费一定限量的双氧水会对身体有毒害。但较大剂量的双氧水会刺激黏膜。3、对双氧水的毒性经过广泛的研究，该物品是无毒的。,无菌灌装和包材灭菌,双氧水对包材的灭菌方式通常有以下几种：1、双氧水喷雾。2、双氧水蒸汽。3、双氧水滚轮涂抹法。4、双氧水浸泡法。,无菌灌装和包材灭菌,双氧水在使用过程中的注意事项：1、对黏膜的刺激。2、浓度较高时会发生爆炸。3、酒精和双氧水混合会发生爆炸。4、浓度越高越难以去除。5、温度高会导致更换频率较频繁，会遇到包材湿边现象，影响到封合效果。（但温度不低于64度）6、接触时间长也会导致包材湿边现象。7、高酸产品的双氧水浓度适当可以低一些。8、试纸条检测双氧水含量检测的过氧化氢类物质,无菌灌装和包材灭菌,包装的完整性1、撕扯实验。2、电导实验。3、渗透实验。（漏点的位置）4、拔皮实验。（针对TBA22型机）5、微生物实验。6、胀包产品内表面起泡问题。,无菌灌装和包材灭菌,清洗的目的：是从设备的表面去除肉眼可见的无垢。在无菌生产中清洗和灭菌是最重要的两个操作。那么我们能保证设备清洗干净呢？应从如下几个方面来考虑：1、清洗的可重复性。（全面的、适宜的自动控制）2、相关过程的充分性。（知识和经验是达到充分性的必要条件）3、设备的设计、安装合理。,清洗原理,清洗程序：1、预冲洗（用水冲掉附着不牢的污垢），这一步骤在清洗结束就马上进行。冲洗温度高于脂肪熔点，低于蛋白的变性点。2、酸加碱洗。（洗掉设备上所有污垢），它是通过浸泡及刷洗（物理）结合清洗剂的（乳化、水解、皂化、分散）化学方法等作用来完成。3、最终冲洗。（洗掉清洗液）注意点：在清洗中水质的要求是非常关键的，它关系到设备损伤、腐蚀及微生物方面。,清洗原理,清洗方式：1、手工清洗在手工清洗一般使用温和的清洗剂（PH值在4-10之间）。在手工清洗中人为因数是影响清洗的关键。2、就地CIP。（指一个循环系统）在就地CIP中影响清洗的五大因数为：清洗剂种类。浓度。流量。温度。时间。,清洗原理,清洗剂种类:1、硝酸或磷酸。（硝酸对不锈钢有钝化作用）2、NAOH3、复合清洗剂。（多聚磷酸盐、螯合剂、湿润剂）优点：1）、对管路清洗比较彻底。缺点：1）、成本高。2）、EDTA易腐蚀不锈钢。3）、复合清洗剂中添加的磷酸盐和一些螯合剂对热比较敏感，必需在一定温度下使用才有效，所以使用复合清洗剂时必需在供应商的正确指导下使用。注意：在使用复合清洗剂时一定要正确选择（可以针对产品的种类来使用，对牛奶来讲一个月用一次就可以）。,清洗原理,清洗浓度：1、不同受热设备的清洗剂浓度不同。2、清洗浓度较高清洗效果不一定会成正比上升。3、半自动和人工清洗系统中会存在酸碱浓度不均匀现象。4、浓度的测量（在线电导和化验室检测）,清洗原理,清洗流量1、对管路来讲，流速必需1.5m/s，但流速不是越大越好，在2.5m/s之内即可。2、对无菌罐和其它储罐来讲，其重点是使其内表面都接触到清洗液。对于卧式储罐，清洗液的量要求为200-250升/小时/平方米，对于立式储罐，清洗液的量要求为250-300升/小时/平方米。3、对于热交换器和UHT，有时受均质机的影响，清洗流量不够的情况下，需要短接均质机。4、在管路的相接处，清洗液的流向是应该流进死角，而不是流经死角。,清洗原理,清洗时间：1、循环时间概念：等于有效的接触时间加上清洗液在管路中循环一周所需要的时间。2、对碱液循环有效的接触时间一般在10-15分钟就可以了，对于酸液时间稍微短一点就可以了。3、中间清洗的要求10分钟左右即可。,清洗原理,清洗温度：1、预冲洗：温度最好是高于脂肪熔点，但要高于蛋白的变性点，一般在50-60C左右即可。2、碱洗温度应该越高越好，最好是接近与灭菌温度。3、酸洗对温度的要求不太敏感，因为酸洗主要是去除矿物质，矿物质的去除对温度的依赖性不强。一