تغيرات ومراقبة الحموضة أثناء عملية تخزين خط تصنيع الحليب المبستر

يُعرف الحليب بأنه أقرب طعام إلى الكمال، يُعرف باسم "الدم الأبيض"، وهو مادة غذائية حيوية متأصلة في أي ثديي، بما في ذلك البشر.مع التحسين المستمر لتكوين سلسلة البرد وزيادة الوعي بالصحة والتغذية بين المستهلكين، أصبح الحليب المبستر موضوعًا ساخنًا للاستهلاك. تتضمن عملية الحليب المبستر الطرد المركزي ، والتصنيف ، والتجانس ، والتعقيم ، والتبريد ، والملء ،وهو حليب تجاري يتم توفيره مباشرة للمستهلكين للاستهلاكبالمقارنة مع حليب درجة حرارة الغرفة، يستخدم الحليب المبستر عموماً تعقيم قصير الأجل في درجة حرارة ثابتة من 72 إلى 85 درجة مئوية لمدة 15 ثانية.والتي يمكن أن تقتل معظم البكتيريا الضارة في الحليب، مع زيادة الحفاظ على المكونات الفعالة الحساسة للحرارة والطعم النقي في الحليب الخام.والبيئة لها تأثير كبير على المؤشرات الفيزيائية والكيميائية للحليب الخاممن أجل الحصول على منتجات ذات جودة مستقرة ومتسقةمن الضروري في كثير من الأحيان تعديل المؤشرات الفيزيائية والكيميائية للحليب الخام من خلال بعض العمليات التكنولوجية في معالجة الألبان، أي لتوحيد الحليب.

تكنولوجيا الغشاء لديها خصائص الفصل الانتقائي، والتي يمكن أن تعدل نسبة كتلة كل مكون في الحليب عن طريق التحكم في نسبة التركيز المناسبة،وبالتالي تحقيق هدف توحيد الحليبفي السنوات الأخيرة ، تم إدخال تكنولوجيا غشاء التناضح العكسي (RO) في معالجة الألبان.بسبب خصائص غشاء RO الذي يحتفظ بالذرات في الحليب ويسمح فقط للماء بالمرور عبر الغشاءفي السنوات الأخيرة مع نضج تكنولوجيا أنظمة الغشاء،أصبح إنتاج الحليب المعتدل المعتمد من خلال تكنولوجيا تركيز غشاء RO تكنولوجيا إنتاج ناشئة لمؤسسات إنتاج الألبان لتحسين نوعية المنتج.

وفقًا لمعيار GB 19645-2010 ، يجب أن تتوافق حموضة الحليب المبستر مع 12-18 T. وبالتالي ، تعد الحموضة مؤشرًا ضروريًا لمصانع معالجة الألبان للتحقق مما إذا كان الحليب مؤهلاً.الحموضة الكلية للحليب تشمل الحموضة الداخلية وحموضة التخميرالحموضة الداخلية تشير إلى حموضة الحليب الطازج الذي تم ضغطه حديثًا ، والتي تستمد أساسًا من المواد الحمضية مثل الكازين والألبومين والفوسفات والسيترات وثاني أكسيد الكربون في الحليب.عند استخدام تركيز غشاء الـ RO لإنتاج حليب مشحون مركز، بسبب زيادة محتوى المكونات المختلفة في الحليب أثناء المعالجة ، قد يسبب تغيرات في الحموضة.حموضة التخمير تشير إلى التغير في حموضة الحليب الناجم عن إنتاج حمض اللاكتيك أثناء تخزين الحليب ومعالجته بسبب نمو الميكروبات3-4 طن من الحموضة الكلية تأتي من البروتينات (أساسا الكازين والألبومين) ، في حين أن 2 طن تأتي من ثاني أكسيد الكربون.الفوسفات والسيترات توفر أعلى نسبة من الحموضة (10-12 T)إذا تم التعبير عن حمض اللاكتيك، فإن ثاني أكسيد الكربون في الحليب يمثل 0.01-0.02٪، الكازين يمثل 0.05-0.08٪، السيترات يمثل 0.01٪، الألبومين يمثل 0.01٪، والفوسفات يمثل الباقي.
في السنوات الأخيرة ، تم تشكيل طريقة تغذية واسعة النطاق وعقلانية وعلمية في إنتاج الأبقار الحليبية.صيغ غذائية، وإدارة التغذية في جوانب مختلفة، والحفاظ على استقرار حموضة الحليب الخام. العديد من الروابط في عملية الإنتاج يمكن أن يكون لها تأثير على حموضة الحليب.تركز هذه المقالة بشكل رئيسي على مقارنة أساليب الكشف عن الحموضة وتحليل تغيرات الحموضة أثناء إنتاج وتخزين الحليب المعتدل المعتمد على غشاء RO، من أجل اقتراح تدابير مكافحة الحموضة لكل حلقة في إدارة إنتاج الحليب المعتدل المعتمد على غشاء RO، وتوفير مرجع تقني لمؤسسات إنتاج الألبان.
1 المواد والأساليب
1.1 المواد الخام والمعدات
1.1.1 المواد الخام
حليب خام
1.1.2 المعدات
خط إنتاج الحليب المبستر، بما في ذلك معدات الإنتاج مثل نظام تبريد جمع الحليب، خزان تخزين الحليب الخام، منفصل الحليب الصافي، نظام تركيز غشاء RO،خزان تخزين الحليب المركزنظام الكمية للدواء، خزان الكمية، نظام البستوريزة، خزان إزالة الغازات، جهاز التجانس، خزان الانتظار، آلة التعبئة، الخ.
1.2 الطريقة
1.2.1 عملية إنتاج الحليب المكثف المعتمد على غشاء RO
الحليب الخام → التبريد → الحليب الصافي → التخزين (2-6 درجة مئوية) → تركيز RO → الكمية → التسخين (65-70 درجة مئوية) → إزالة الغازات (-0.7-0.8بار) → التجانس (200بار) → التعقيم (75 درجة مئوية،15s) → التبريد (2-6 °C) → انتظار التعبئة → التعبئة → التبريد (2-6 °C) → النقل إلى المصنع (2-6 °C).
1.2.2 اكتشاف الحموضة
ولتحليل تأثير طرق الكشف المختلفة على نتائج الحموضة، استخدمت الطرق الأولى والثالثة في "تحديد حموضة الأغذية" (GB 5009.239-2016) للاختبار المقارن.
1.2.3 الكشف عن محتوى البروتين
استخدام طريقة كيلدال في "تحديد البروتين في الأغذية" (GB 5009.5-2016) للكشف عن البروتين.
1.2.4 اكتشاف العدد الكلي للبكتيريا
تم استخدام طريقة "الفحص الميكروبيولوجي للأغذية - تحديد إجمالي عدد المستعمرات" (GB4789.2-2016) للكشف عن عدد المستعمرات.
1.2تأثير وقت التخزين على حموضة الحليب الخام
من خلال إجراء اختبار الحموضة على 10 دفعات من الحليب الخام المخزن لمدة 0, 2, 4, 6 و 8 ساعات، ومزج العدد الكلي للبكتيريا في الحليب الخام عند وصوله إلى المصنع،تم تحليل اتجاه تغير الحموضة والعلاقة بين تغير الحموضة وعدد البكتيريا الكلي.
1.2.6 تأثير عملية تركيز غشاء الـ RO على الحموضة
من خلال الكشف عن محتوى البروتين والحموضة من عشرة دفعات من الحليب قبل وبعد التركيز، ومقارنة نسبة الحموضة ونسبة محتوى البروتين قبل وبعد التركيز،وتحليل تأثير عملية التركيز على الحموضة.
1.2تأثير عملية إزالة الغازات على الحموضة
تم إجراء إزالة الغازات في ظل درجات حرارة تتراوح بين 65 و 70 درجة مئوية وضغط يتراوح بين -0.7 و -0.8 بار. تم اختبار حموضة عشرة دفعات من الحليب قبل وبعد إزالة الغازات،وتم تحليل تأثير عملية إزالة الغازات على الحموضة.
1.2.8 تأثير ظروف التخزين المختلفة على حموضة الحليب المعتدل المبستر
تأثير ظروف التبريد على الحموضة: تم تبريد عشرة دفعات من العينات المعتدلة المبسترة التي تم تخزينها لمدة 0 يوماً و 8 أيام و 10 أيام و 14 يومًا عند درجة حرارة 2 ~ 6 درجة مئوية لاختبار الحموضة.ومقارنة التغيرات في الحموضة أثناء التخزين.
محاكاة تأثير تغيرات درجة الحرارة في عملية الدورة على الحموضة: من خلال محاكاة تغيرات درجة الحرارة في عملية الدورةتم تخزين 10 دفعات من عينات البسترة المركزة في ثلاجة 2-6 درجة مئويةخلال اليوم الأول إلى الخامس من التخزين، تم أخذ العينات كل يوم ووضعها في درجة حرارة الغرفة حوالي 25 درجة مئوية لمدة ساعتين قبل إعادتها إلى الثلاجة.نفس الدفعة من العينات تم اختبارها للحموضة في 0في اليوم الثامن والعاشر والرابع عشر من التخزين، ومقارنة تغيرات الحموضة خلال التخزين.
محاكاة تأثير ظروف التخزين على الحموضة: من خلال محاكاة ظروف التخزين في المخزن ، تم تخزين 10 دفعات من عينات الحليب المعتدل المعتمد في درجة حرارة 10-14 درجة مئوية.تم اختبار حموضة نفس الدفعة من العيناتفي الأيام الثامنة والعاشرة والرابعة عشرة من التخزين، ومقارنة التغيرات في الحموضة أثناء التخزين.
1.2.9 تحليل البيانات
استخدم ورقة عمل Microsoft Excel لإحصاءات البيانات و SPSS 26.0 لتحليل البيانات.
2 النتائج والمناقشة
2.1 تأثير طرق الكشف المختلفة على نتائج الحموضة
تم اختبار حموضة نفس عينة البسترة المركزة باستخدام الطريقة الأولى والثالثة في GB 5009.239-2016 ، وتم اختبار ما مجموعه 10 دفعات.
عند استخدام الطريقة الأولى والثالثة في GB5009.239-2016 للكشف عن الحموضة لنفس العينة ، تكون قيمة الكشف للطريقة الثالثة أقل بنحو 1 طن من الطريقة الأولى ،والانحراف المعياري للطريقة الثالثة أصغر من الطريقة الأولى.
تستخدم الطريقة الأولى الفينولفتالين كمؤشر لتحليل تثبيت الحموضة الكلية، والتي تحتاج إلى تحديدها عن طريق مقارنة اللون بعد التثبيت مع محلول المرجعية،والتي عرضة للخطأ البشري الذاتي وبالتالي لها انحراف قياسي أعلى قليلاًأثناء عملية الاختبار ، تبين أن محلول المرجعية كان له لون أكثر قتامة ، مما أثر على تحديد نقطة نهاية التصفية بناءً على تغيرات اللون.,قيمة الحموضة كانت أكبر من 8.30الطريقة الثالثة هي طريقة التثبيت القابلة للقياس، والتي تتثبيت إلى pH 8.30 كنقطة نهاية.النتائج مستقرة عند الاختبار المتكرربالنظر إلى الدقة وسهولة التشغيل ، يتم استخدام الطريقة الثالثة لاختبار الحموضة اللاحق.
2تأثير وقت التخزين على حموضة الحليب الخام
المؤشرات الميكروبية للحليب الخام يمكن أن يكون لها تأثير كبير على التغيرات في الحموضة أثناء التخزين.كلما زاد معدل التكاثر للميكروبات خلال التخزين، مما أدى إلى تغيرات أكثر أهمية في الحموضة. قاست هذه الدراسة العدد الإجمالي للبكتيريا في الحليب الخام عندما دخل الخزان لمدة 0 ساعة،واكتشفت قيمة حموضة الحليب الخام المخزن في الخزان لفترات مختلفة.
الارتباط بين العدد الإجمالي لمستعمرات البكتيريا المخزنة لمدة 0 ساعة وقيمة نمو الحموضة المخزنة لمدة 8 ساعات
بسبب التكوين الميكروبي المختلف لكل دفعة من الحليب الخام ، فإن ارتباطها بقيمة نمو الحموضة يتأثر ، ولكن بشكل عام ،عدد المستعمرات الكلية متناسب مباشرة مع تغير الحموضةمع إطالة وقت تخزين الحليب الخام ، تتغير حموضة الحليب. تتغير الحموضة من 0.2 إلى 0.6 طن بعد 8 ساعات من التخزين ، والحموضة بعد 0.و 8 ساعات من التخزين ترتبط ارتباطاً كبيراً مع العدد الكلي للبكتيريا في الحليب الخام المخزن لمدة 0 ساعة (معدل ارتباط بيرسون هو 0هذا يشير إلى أن الكائنات الدقيقة تتكاثر أو تخمر في الحليب ، وتحلل اللاكتوز لإنتاج حمض اللاكتيك ، مما يسبب زيادة في الحموضة.الحليب الخام مع مؤشرات ميكروبية عالية لديه أيضا نشاط الليباس أعلىستستمر دهون الحليب في الحليب الخام مع نشاط الليباس العالي في التحلل، مما ينتج كمية كبيرة من الأحماض الدهنية الحرة، مما يؤدي إلى زيادة الحموضة والرائحة غير الطبيعية.بسبب وقت الكشف الطويل للكائنات الدقيقة، من المستحيل التنبؤ بدرجة الضرر لجودة المنتج أثناء عملية تخزين الحليب الخام.يجب مراقبة وقت تخزين الحليب الخام بشكل صارم خلال عملية الإنتاج."المواصفات التقنية لتكنولوجيا معالجة الحليب المبستر عالية الجودة" تتطلب أن تكون درجة حرارة التخزين المؤقتة في مستودع الحليب تحت 6 درجة مئوية.ويجب التحكم في وقت التخزين المؤقت خلال 8 ساعات.
2.3 تأثير عملية تركيز غشاء RO على الحموضة
يمكن لتكنولوجيا غشاء RO تحقيق تركيز الحليب في حالة تعظيم احتباس المواد النشطة. يمكن لعملية التركيز تحقيق تغييرات في تركيز الحليب ،قد يؤدي إلى زيادة الحموضةهذه الدراسة حللت التغيرات في محتوى البروتين والحموضة خلال عملية تركيز غشاء الحليب RO.
التغيرات في نسبة تركيز البروتين ونسبة تركيز الحموضة خلال عملية تركيز غشاء الحليب RO
أثناء عملية تركيز غشاء RO للحليب ، مع زيادة محتوى البروتين ، تزداد الحموضة أيضًا.نسبة تركيز الحموضة مشابهة لنسبة تركيز البروتين، مع نسبة تركيز البروتين 1.17 ± 0.02 ونسبة تركيز الحموضة 1.16 ± 0.02عملية تركيز غشاء الـ RO نفسها هي تغيير فيزيائي ولا تسبب زيادة في الحموضة. ومع ذلك ، نظرًا لعملية التركيز التي تزيل الماء فقط ،زيادة نسبة المواد الحمضية في الحليب، مما يؤدي إلى زيادة متناسبة في الحموضة أثناء عملية تركيز غشاء RO. بسبب الشرط في GB19645-2010 أن حموضة الحليب المبستر يجب أن تصل إلى 12-18 T ،يجب مراقبة نسبة التركيز بشكل صارم عند إنتاج الحليب المعتدل المسترول بواسطة غشاء RO.
2.4 تأثير إزالة الغازات على الحموضة
ثاني أكسيد الكربون هو أحد العوامل التي تسهم في حموضة الحليب، وعملية إزالة الغازات بعد معالجة الفراغ يمكن أن تسبب فقدان بعض ثاني أكسيد الكربون في الحليب، مما يؤدي إلى انخفاض الحموضة.هذه الدراسة حللت تغيرات حموضة الحليب قبل وبعد إزالة الغازاتمحتوى ثاني أكسيد الكربون في الحليب الطازج هو حوالي 200mg/L. بعد التخزين، والتسخين، والتحريك، ومعالجة الفراغ، بعض ثاني أكسيد الكربون يفقدها، مما يؤدي إلى انخفاض حوالي 0.02% في حموضة التثبيتيخضع الحليب لعملية إزالة الغازات عند 65-70 درجة مئوية و -0.7-0.8 بار، مما يؤدي إلى انخفاض في الحموضة بنسبة 0.4 ± 0.11 طن.إضافة تكنولوجيا إزالة الغازات إلى عملية إنتاج الحليب المعتدل المبستر هي طريقة معالجة أفضل.
2.5 تأثير ظروف التخزين المختلفة على حموضة حليب باستور المركز
75 درجة مئوية و 15 ثانية لا يمكن أن تقتل جميع الكائنات الدقيقة في الحليب. يبلغ العدد الإجمالي لمستعمرات البكتيريا في 10 دفعات من عينات الاختبار 263 ± 55 CFU / mL.لذلك من الضروري تخزينها في بيئة 2-6 درجة مئوية لإضعاف نشاط الأجسام الحية الدقيقة بشكل كامل والحفاظ على استقرار حموضة العينة وجودتهافي عملية التداول الفعلية، قد يواجه المنتج تبريدًا أثناء تحميل مستودع المصنع، وتفريغ وتحميل مستودع المستوى الأول، وتفريغ وتحميل مستودع المستوى الثاني.,عمليات شحن وتفريغ المتاجر النهائية وعمليات شراء المستهلكين.تم العثور على أن نطاق درجة الحرارة الفعلية لبعض الحاويات النهائية في بعض المتاجر كان بين 10 و 14 درجة مئوية.
عينات الحليب المعتدل المعتمد على غشاء RO قد تظهر تغيرات حموضة مختلفة في ظل ظروف تخزين مختلفة بسبب خصائصها في تخصيب المواد الغذائية.هذه الدراسة اختبرت وتحلل تغيرات الحموضة من عشرة دفعات من عينات الحليب المكثف المبستر في ثلاثة ظروف تخزين مختلفة لمدة 14 يوما.
في بيئة تخزين باردة من 2-6 درجة مئوية، ضعف نشاط نمو الميكروبات بشكل ملحوظ، ولم تزيد حموضة العينة بشكل ملحوظ خلال 14 يومًا.هذا يشير إلى أن الحفاظ على ظروف تخزين العينة في درجة حرارة منخفضة عند 2-6 درجة مئوية يمكن أن يسيطر على استقرار الحموضة.

محاكاة تغيرات درجة الحرارة في عملية الدورةتم تعريض العينة لـ 10 ساعات إجمالية من الصدمة الباردة والساخنة لمدة 5 أيام في ظروف تبريد من 2-6 درجة مئوية لمحاكاة مراحل التبريد الخمسة في عملية تداول المنتجتم العثور على زيادة طفيفة في حموضة العينة في غضون 14 يوما، مع زيادة قيمة 0.26 ± 0.05 طن،الذي كان أعلى بكثير من تغير الحموضة في ظروف التبريدهذا يشير إلى أن تغيرات درجة الحرارة يمكن أن تعزز نشاطات التكاثر والتمثيل الغذائي من الكائنات الحية الدقيقة في الحليب.زيادة الحموضة في الحليب المعتدل المصحون بالرياضيات الروسية بنسبة 0.12 ± 0.09 طن في الأيام الثمانية الأولى، و 0.26 ± 0.05 طن في اليوم الرابع عشر، مما يشير إلى أن الحموضة استمرت في الزيادة بعد وقف الصدمة الباردة والحارة.
عند محاكاة ظروف التخزين الجزئي وتخزين عينات الحليب المعتدل المصحون بالرياضيات في درجة حرارة 10-14 درجة مئوية ، زادت حموضة 10 دفعات من المنتجات بنسبة 0.27 ± 0.05 طن بعد 8 أيام ، 0.37 ± 0.07 T عند 10 أيام، و 0.63 ± 0.12 طن في 14 يومًا ، وكانت الزيادة أعلى من المنتجات مع 5 أيام من الصدمة الباردة والحارة في ظروف تبريد 2-6 درجة مئوية.يعتقد أن الكائنات الدقيقة في الحليب تستمر في التمثيل الغذائي ببطء لإنتاج حمض تحت درجات حرارة مرتفعة.

بناءً على نتائج البحث المذكورة أعلاه ، من أجل ضمان أن نسبة الحموضة في عينات الحليب المكثف المبستر تلبي متطلبات GB19645-2010 طوال فترة الصلاحية ،وضمان جودة المنتجيجب على شركات الألبان الامتثال بدقة لمعايير التشغيل أثناء عملية التجهيز. من خلال السيطرة على محتوى الميكروبات والطازجة في الحليب الخام ونسبة التركيز المناسبة،يتم السيطرة على الحموضة والمحتوى الميكروبي للمنتج في وقت التسليم، ويتم التحكم في وقت تحميل وتفريغ المنتج في وقت التسليم وبعد التسليم.

شانغهاي ما وراء الآلات المحدودة هي شركة مهنية تصميم وتصنيع خطوط معالجة الحليب المبستر.لدينا أكثر من 20 عاما من الخبرة في تصميم وتصنيع مشاريع مفتاح مفتوح لخطوط معالجة الألبانعملائنا موجودون في جميع أنحاء العالم وحققوا نجاحا كبيرا في مختلف المجالات. نحن نتشارك التكنولوجيا المتقدمة والخبرة الغنية مع العملاء،وإقامة علاقات تعاونية طويلة الأجل. اتصل بنا الآن للحصول على أحدث حل التصميم والاقتباس لخط معالجة الحليب المبستر.