牛奶被譽為最接近完善的食物，有“白色血液”之稱，它是任何哺乳動物，包括人類與生俱來的生命營養物質。近年來伴隨著冷鏈配置的不斷完善，以及消費者健康營養意識的不斷增強，巴氏奶成為消費的熱點。巴氏殺菌乳的工藝過程包括離心凈乳、標準化、均質、殺菌、冷卻和灌裝，是直接供給消費者飲用的商品乳。和常溫奶相比，巴氏奶一般采用72～85℃、15s的恒溫短時殺菌，可殺滅牛奶中絕大部分有害菌群，同時最大限度地保存了原料乳中的熱敏性活性成分和純正口感。奶牛飼養、季節、環境等諸多因素對原料奶的理化指標造成較大影響。為了獲得質量穩定一致的產品，在乳品加工中常常需要通過一定的工藝過程來調整原料奶的理化指標，即對牛奶進行標準化。
膜技術具備選擇性分離特點，可通過控制合適的濃縮比來調整牛奶中各組分的質量比例，從而達到牛奶標準化的目的。近年來在乳品加工中引進了反滲透（reverse osmosis,RO）膜技術。由于RO膜的特點是保留奶中溶質，僅讓水通過膜，因而在低溫下進行RO膜濃縮時，可最大限度提高牛奶的營養及熱敏性活性物質含量。近年來隨著膜系統技術的成熟，通過RO膜濃縮技術生產濃縮巴氏奶從而提高產品品質，成為乳制品生產企業的新興生產技術。
我國食品安全國家標準《生乳》（GB 19301-2010）中規定生牛乳的酸度為12～18 T（荷斯坦牛）。《巴氏殺菌乳》（GB 19645-2010）中規定巴氏奶的酸度應符合12～18 T。因此酸度是乳品加工廠檢驗牛奶是否合格的必檢指標。牛奶總酸度包括固有酸度和發酵酸度。固有酸度是指剛擠出的新鮮牛奶的酸度，主要來源于牛奶中的酪蛋白、白蛋白、磷酸鹽、檸檬酸鹽及二氧化碳等酸性物質。在采用RO膜濃縮的方式生產濃縮巴氏奶時，由于在處理過程中會造成牛奶中各個成分含量增加，因此可能造成酸度的改變。發酵酸度是指在牛奶貯存加工過程中由于微生物增長、乳糖分解等原因產生乳酸，從而使牛奶酸度發生的變化。總酸度中的3～4 T來源于蛋白質（主要為酪蛋白和白蛋白），2 T來源于CO2，磷酸鹽和檸檬酸鹽所提供的酸度占比最高（10～12 T)。如以乳酸表示，則牛奶中CO2占0.01～0.02%，酪蛋白占0.05～0.08%，檸檬酸鹽占0.01%，白蛋白占0.01%，磷酸鹽占其余部分。
近年來，奶牛生產中已形成規模化、合理化、科學化的飼養方式，技術人員對飼料原料、日糧配方、飼養管理等進行了多方面的持續改善，保持了原料奶酸度的穩定。而生產過程中眾多環節會對牛奶的酸度造成影響。本文主要針對酸度的檢測方法比對、RO膜濃縮巴氏奶生產及貯存過程中的酸度變化情況進行分析，從而提出RO膜濃縮巴氏奶生產管理各環節的酸度控制措施，給乳制品生產企業提供技術參考。
原料奶。
巴氏奶生產線，含收奶冷卻系統、原料奶貯存罐、凈乳分離機、RO膜濃縮系統、濃縮奶貯存罐、打奶定量系統、定量罐、巴氏殺菌系統、脫氣罐、均質機、待裝罐、灌裝機等生產設備。
原料奶→冷卻→凈乳→貯存（2～6℃）→RO濃縮→定量→升溫（65～70℃）→脫氣（-0.7～-0.8bar）→均質（200bar）→殺菌（75℃，15s）→冷卻（2～6℃）→待裝→灌裝→冷藏（2～6℃）→出廠運輸（2～6℃）。
為檢驗不同檢測方法對酸度結果的影響，采用《食品酸度的測定》（GB 5009.239-2016）中的第一法和第三法進行對比檢驗。
采用《食品中蛋白質的測定》（GB 5009.5-2016）中凱氏定氮法進行蛋白質檢測。
采用《食品微生物學檢驗菌落總數測定》（GB4789.2-2016）方法進行菌落總數檢測。
通過對貯存時長0h、2h、4h、6h、8h的10批次原料奶進行酸度檢測，結合原料奶到廠時的菌落總數，分析酸度變化趨勢以及酸度變化與菌落總數的關系。
通過檢測10批次牛奶濃縮前后的蛋白質含量和酸度，比較濃縮前后的酸度比和蛋白質含量比，分析濃縮過程對酸度的影響。
采用溫度65～70℃、壓力-0.7～-0.8bar的條件進行脫氣，檢測10批次牛奶脫氣前后的酸度，分析脫氣過程對酸度的影響。
冷藏條件對酸度的影響：采用2～6℃條件冷藏，分別對貯存0d、8d、10d、14d的10批次濃縮巴氏殺菌樣品進行酸度檢測，比較貯存期間的酸度變化情況。
模擬流通環節溫度變化對酸度的影響：通過模擬流通環節的溫度變化，將10批次濃縮巴氏殺菌樣品貯存于2～6℃冰箱，在貯存的第1～5天，每天拿出樣品于室溫約25℃下放置2h后放回冰箱，分別對同批次樣品在貯存第0天、第8天、第10天、第14天進行酸度檢測，比較貯存期間的酸度變化情況。
模擬賣場條件對酸度的影響：通過模擬賣場的貯存條件，對10批次濃縮巴氏奶樣品進行10～14℃貯存，分別對同批次樣品在貯存第0天、第8天、第10天、第14天進行酸度檢測，比較貯存期間的酸度變化情況。
采用Microsoft Excel工作表進行數據統計，采用SPSS 26.0進行數據分析。
采用GB 5009.239-2016中的第一法、第三法進行同一濃縮巴氏殺菌樣品的酸度檢測，共檢測10批次，結果如表1所示。
由表1可知，采用GB5009.239-2016中的第一法與第三法進行同一樣品的酸度檢測時，第三法的檢測值較第一法低約1 T，同時第三法的標準偏差小于第一法。
第一法以酚酞為指示劑進行滴定分析總酸度，要通過滴定后的顏色與參比溶液的對照來進行判定，容易存在主觀性人為誤差，因此標準偏差稍高。在測試過程中發現，參比液顏色較深，影響根據顏色變化對滴定終點的判定，在滴定終點時，p H值大于8.30。第三法為電位滴定儀法，以滴定至p H8.30為終點，設備靈敏度高，減少了人為因素的影響，重復檢測時結果穩定。結合準確性及操作便利性考慮，后續酸度檢測均采用第三法。
原料奶的微生物指標會對貯存過程中酸度的變化造成顯著影響。原料奶初始菌落數越高，在貯存過程中微生物的繁殖速率越快，引起酸度的變化越明顯。本研究測定了原料奶進罐0h時的菌落總數，檢測了原料奶在貯存罐內不同貯存時間的酸度值。
由于各批次原料奶微生物組成不同，故其與酸度增長值的相關性受到影響，但總體而言，菌落總數與酸度變化成正比。分析原料奶在不同貯存時間的酸度及其與貯存0h菌落總數的關系如表2所示，原料奶貯存0h菌落總數與貯存8h酸度增長值的關系如圖1所示。隨著原料奶貯存時間的延長，牛奶酸度發生變化。貯存8h的酸度變化為0.2～0.6 T，貯存0h、2h、4h、6h、8h的酸度與貯存0h的原料奶菌落總數顯著相關（Pearson相關系數為0.886～0.931）。這表明了微生物在牛奶中繁殖或發酵，分解乳糖產生乳酸，從而引起酸度升高。此外微生物指標高的原料奶中脂肪酶活力也較高，脂肪酶活力較高的原料奶中的乳脂肪會被持續分解，產生大量的游離脂肪酸，導致其酸度增加和氣味異常。由于微生物的檢測時間較長，無法預期原奶的貯存過程對產品的質量危害程度，生產過程應嚴控原料奶的貯存時間。《優質巴氏殺菌乳加工工藝技術規范》中要求奶倉暫存溫度應控制在6℃以下，暫存時間宜控制在8h以內。
RO膜技術能在最大限度保留活性物質條件下實現牛奶的濃縮，濃縮過程實現牛奶濃度的變化，可能會造成酸度的增長。本研究分析了牛奶RO膜濃縮過程蛋白質含量及酸度變化情況，結果如表3、圖2所示。
由表3、圖2可見，牛奶在RO膜濃縮過程中，隨著蛋白質含量的提高，酸度也相應增長，酸度濃縮比與蛋白質濃縮比相近，其中蛋白質濃縮比為1.17±0.02，酸度濃縮比為1.16±0.02。RO膜濃縮工藝本身為物理變化，并不會引起酸度的增長，但是由于濃縮過程只脫去水分，造成牛奶中酸性物質占比提高，從而導致在RO膜濃縮過程中酸度呈比例增長。由于GB19645-2010中要求巴氏殺菌乳的酸度必須滿足12～18 T，所以在生產RO膜濃縮巴氏奶時應嚴格控制濃縮比。
CO2是構成牛奶酸度的因素之一，經過真空處理的脫氣過程會使牛奶中的部分CO2損失，從而使酸度下降。本研究分析了牛奶脫氣前后的酸度變化，結果如表4所示。
剛擠出牛乳中CO2含量大約為200mg/L，經過儲存、加熱、攪拌及真空處理等過程后，會損失部分CO2，引起滴定酸度下降約0.02%。由表4可見，牛奶通過65～70℃、-0.7～-0.8bar的脫氣工藝，酸度下降0.4±0.11 T。因此，為了控制濃縮后產品的酸度，濃縮巴氏奶的生產過程增加脫氣工藝是較好的處理方式。
75℃、15s并不能殺滅牛奶中的所有微生物，10批試驗樣品的菌落總數為263±55CFU/m L，因此需要貯存于2～6℃環境，以充分減弱微生物的代謝活動，保持樣品酸度及品質的穩定。而在實際的流通環節中，產品可能存在工廠倉庫裝車、一級倉庫缷貨裝車、二級倉庫缷貨裝車、終端賣場缷貨上貨及消費者購買過程等環節的脫冷。與此同時，在對終端賣場的溫度監測過程發現，部分賣場終端貨柜的實際溫度范圍在10～14℃。
RO膜濃縮巴氏奶樣品由于具有營養成分被濃縮強化的特點，其在不同的貯存條件下可能存在不同的酸度變化表現。本研究測試分析了10批濃縮巴氏殺菌奶樣品在三種不同貯存條件下14d內的酸度變化情況，結果如表5所示。
由表5可見，在2～6℃的冷藏環境中，微生物生長活動顯著減弱,14d內樣品酸度無明顯增長。這表明維持樣品在2～6℃的低溫貯存條件能夠控制酸度穩定。
模擬流通環節的溫度變化，對樣品進行在2～6℃冷藏條件下增加5d總共10h的冷熱沖擊，以模擬產品流通過程存在的5個脫冷環節時，發現14d內樣品酸度有少許增長，酸度的增長值為0.26±0.05 T，明顯高于冷藏條件下的酸度變化。這說明溫度變化會使得牛奶中微生物的繁殖代謝活動加強。在此條件處理下的RO濃縮巴氏奶前8d酸度增長0.12±0.09 T,14d酸度增長為0.26±0.05 T，說明在停止冷熱沖擊后，酸度仍繼續增長。
在模擬部分賣場條件，對R O濃縮巴氏奶樣品進行10～14℃貯存時，10批次產品在8d時酸度增長0.27±0.05 T,10d時酸度增長0.37±0.07 T,14d時酸度增長0.63±0.12 T，增幅高于在2～6℃冷藏條件下增加5d冷熱沖擊的產品。推測在溫度升高的情況下，牛奶中的微生物持續緩慢代謝產酸。
根據以上研究結果，為了保證濃縮巴氏奶樣品在整個貨架期內酸度滿足GB19645-2010的要求，保障產品品質，乳制品企業在加工過程中要嚴格遵守操作規范，通過控制原料奶的微生物含量及新鮮度和適當的濃縮比例，控制產品出廠時的酸度和微生物含量，并嚴格控制產品出廠時及出廠后各段裝缷貨的時間，控制各段時間的溫度變化。目前國內部分乳制品生產企業在冷庫與貨車之間設置低溫裝車區，將該區域溫度控制在12℃以內。此外，賣場應嚴格控制產品的貯存溫度在2～6℃，以降低產品在不適宜環境造成的酸度變化。
濃縮巴氏奶是非滅菌的高營養產品，產品中的微生物容易在適宜的環境下快速繁殖，嚴重影響產品品質。結合2～6℃冷藏條件下產品的酸度變化情況，可認為微生物在低溫下則處于休眠狀態，代謝活動極弱。因此，要控制產品的酸度及品質，應加強生產、流通、消費全過程的冷鏈管理。
本文進行了國標酸度檢測方法對比，生產過程中原料奶不同貯存時間、濃縮、脫氣對酸度的影響測試，濃縮巴氏殺菌樣品在不同貯存條件下的酸度變化測試。研究結果表明，電位滴定法相比于酚酞指示劑法，具有更好的準確性及操作便利性，更適用于濃縮巴氏殺菌樣品的酸度檢測；原料奶的貯存時間延長，會導致酸度增長，且酸度的增長速度與微生物含量及貯存時間顯著相關；RO膜濃縮過程會導致酸度增長，且酸度濃縮比與蛋白質含量濃縮比相近；脫氣能夠使牛奶的酸度下降；而濃縮巴氏殺菌樣品的酸度變化與貯存條件緊密相關，2～6℃的低溫貯存條件能夠有效控制產品酸度，而貯存溫度升高則會引起產品酸度的增長。
通過以上測試過程分析，結合濃縮巴氏奶本身高營養、非滅菌的特點，為了控制產品酸度，乳制品企業在生產RO膜濃縮型巴氏奶時，在生產管理環節可從以下幾個方面進行控制：控制原料奶的微生物指標；加強原料奶的新鮮度管理，尤其是進入巴氏殺菌前的時間越短越好；控制加工過程的濃縮比；增加脫氣工藝以降低產品酸度。
根據濃縮巴氏奶產品不同貯存條件下的酸度表現，可通過設置低溫裝貨區，減少產品裝缷時間，管理賣場貨柜溫度，指導消費者在消費過程進行產品的溫度控制等方式，縮短產品在出廠、流通、消費環節溫度偏離2～6℃的時間，以控制產品在貨架期內的酸度變化。
