巴氏杀菌和延长货架期(ESL)乳制品
巴氏杀菌乳产品是指可供消费者直接食用、由牛奶和稀奶油制成液态产品。这类产品包括全脂奶、脱脂奶、标准化奶以及各种类型的稀奶油。
发酵乳制品虽同属此类别,但因采用特殊菌种发酵而成,将单独在第13章《发酵乳制品》中阐述。原则上,第7章所述的所有加工单元均适用于巴氏杀菌乳制品的生产。
在大多数国家,净乳、巴氏杀菌与冷却是消费类乳制品加工中必不可少的工序。许多国家对牛奶脂肪进行均质化处理,但也有一些国家不进行均质,因为清晰的“奶油线”被认为是优质奶的标志。 当原奶含气量过高或产品中存在强挥发性异味物质时,会采用脱气工艺。例如,若奶牛饲料中含洋葱属植物时就可能出现上述需要脱气的情况。
生产市售奶制品,如果要求最终产品的质量达到非常高的水平,则需要一级的原料和经过合理设计的工艺流程。还必须确保以温和的方式加工,以免影响牛奶中高附加值的成分受到不利影响。 为保障牛奶的质量,保护人类和动物健康,欧洲联盟理事会(欧盟)制定了针对欧盟内部乳制品贸易相关的微生物标准。这些标准如表9.1所示。
评定原奶质量的另一项关键指标是原奶中可接受的体细胞数量。体细胞计数被用作判断异常牛奶的一项标准。根据欧盟指令,用于欧盟内部贸易的原奶,其体细胞数不得超过每毫升400000个。
市售巴氏杀菌奶的加工
受法律法规差异的影响,市售巴氏杀菌奶的加工生产线设计因国家而异,甚至因乳制品厂而异。 例 如,脂肪标准化(如果采用)可以在巴氏杀菌前分批进行,也可以通过在巴氏杀菌单元中集成标准化系统后在线进行。均质处理可选择全均质或部分均质。最简单的工艺是对全脂奶进行巴氏杀菌。这种加工生产线仅需配置一台巴氏杀菌机、一个缓存罐和一台灌装机。若需同时生产多种类型的市售奶产品,如全脂奶、脱脂奶、不同脂肪含量的标准化奶,以及不同脂肪含量的稀奶油,工艺流程则更为复杂。
以下假设数据适用于下文所述工厂:
- 原奶
- 脂肪含量3.8%
- 温度+4℃
- 标准化奶
- 脂肪含量3.8%
- 温度+4℃
- 标准化稀奶油
- 脂肪含量40%
- 温度+5℃
- 工厂产能
- 20000升/小时
- 7小时/天
图9.1展示了市售牛奶巴氏杀菌单元的典型工艺流程。牛奶进入平衡缸(1)并泵送至板式热交换器 (16)进行预热,随后进入分离机(5)分离出脱脂奶与稀奶油。
市售奶的标准化工艺描述包含在第7.2章所述在线系统中。不管进入分离机的原奶的脂肪含量和流速是否变化,分离机产出的稀奶油的脂肪含量都能调整至目标值,并保持稳定。用于生产搅打稀奶油的脂肪含量通常设定在35%至40%,但也可根据黄油或其他乳脂产品的需求进行调整。一经设定,稀奶油脂肪含量即通过控制系统保持恒定,此系统由密度变送器(7)、流量计(8)、调节阀(9)和标准化控制系统构成。本例采用部分均质工艺,因此仅对稀奶油进行了均质处理。
选择此生产工艺的原因在于,可搭配一台较小规格的均质机(12)运行,从而降低能耗,同时保证良好均质效果。
部分均质的工作原理(另见第7.3章)是:经标准化单元处理后,稀奶油分流为两路:一路被送入均质机,需满足每小时的处理量要求以确保市售牛奶的成品脂肪含量达到规定要求;另一路为剩余稀奶油,被送至稀奶油处理车间。由于待均质稀奶油的脂肪含量不得超过18%,因此从分离机分离出来的稀奶油(通常脂肪含量为40%)需在均质前用脱脂奶进行“稀释”。均质机的处理量经过精确计算,并按设定流量运行。
在部分均质配置中,均质机同时连接脱脂奶管线,以确保均质机始终有足量物料维持其正常运行。通过这种方式,可用脱脂奶补偿较低的稀奶油流量,使处理量达到额定产能。均质后,脂肪含量为18%的稀奶油最终与剩余脱脂奶在线混合,在巴氏杀菌前将脂肪含量调整至3%。完成脂肪标准化的牛奶被泵送至热交换器的加热段进行巴氏杀菌。所需保温时间由独立的保温管(14)实现。需对巴氏杀菌温度进行不间断记录。
通过增压泵(13)提高已杀菌产品侧压力到特定水平,这样即便板式热交换器发生渗漏,经巴氏杀菌的产品也不会被未加工的牛奶或冷却介质所污染。
若巴氏杀菌温度出现掉温现象,温度变送器将检测到并发出信号激活流量转向阀(15),使牛奶回流至平衡缸。另见第8.1章。
巴氏杀菌完成后,牛奶继续流入热交换器的冷却段,先由流入的未经处理的牛奶进行回收换热冷却,然后在冷却段再由冰水进行冷却。冷却后的牛奶被泵入缓存罐,然后去灌装机灌装。
标准化
标准化的目的是确保牛奶脂肪含量达到规定标准。但国与国之间标准相差很大。通常,低脂奶的脂肪含量为1.5%,常规奶为 3%,但也存在脂肪含量低至0.1%或0.5%的产品。脂肪是非常重要的经济因素,因此,牛奶和稀奶油的标准化处理必须加以精确控制。
第7.2章已探讨适用于连续式脂肪标准化的若干技术方案。
巴氏杀菌——热处理
与正确地进行冷却一样,热处理也是牛奶加工的重要工艺之一。如果处理恰当,将会延长牛奶的货架期。
巴氏杀菌的温度和时间是非常重要的因素,必须依照牛奶的质量和货架期要求进行精确设定。经均质处理的HTST(高温瞬时)巴氏杀菌牛奶通常采用72-75℃ 、保持15-20秒的工艺。
各国巴氏杀菌工艺因法规差异而有所不同,但都有一个共同的要求,热处理必须在确保产品本身不被破坏的前提下,显著降低腐败微生物数量并彻底灭活所有致病菌。
均质
均质工艺已在第7.3章节中予以讨论,其目的是通过减小牛奶中脂肪球粒径,从而抑制或避免形成乳脂层。均质处理可选择全部均质或部分均质。部分均质是更经济的解决方案,因其可通过小型均质机完成。
均质效率的测定
均质必须充分有效,以防止乳脂层形成。
均质效果可以利用均质指数进行验证。业内普遍采用NIZO值作为标准指标,具体测量方法参见第7.3章。所需NIZO值因牛奶的预期保质期而异, 例如巴氏杀菌奶通常要求≥70%,延长货架期牛奶则要求≥80%。
巴氏杀菌奶的质量保证
由于牛奶成份的特性所致,牛奶极易受到细菌和化学物质(铜、铁等)的污染,并对光照(尤其在均质后)极为敏感。
因此,为乳品厂提供高标准加工生产线,配备完善的CIP设施,并使用优质清洗剂、消毒剂和工艺用水尤为重要。
包装后的产品必须避光保存(包括自然光和人造光)。光照会对多种营养素造成破坏,并影响味道。
日光味来源于牛奶中的蛋白质。牛奶暴露在光照下时,光照会使氨基酸蛋氨酸降解为3-甲硫基丙醛。抗坏血酸(维生素C)和核黄素(维生素B2 )在该过程中发挥重要作用,且此过程还需氧气参与。3-甲巯基丙醛具有特殊气味,有人将其描述为纸板味,也有人认为是金刚砂味。这种风味不会出现在均质过的灭菌乳中;其原因可能在于,维生素C会被加热破坏,且乳清蛋白中的巯基(S-H)成分也会发生化学变化。
表9.2对比了光照对透明玻璃瓶装巴氏杀菌奶与纸包装巴氏杀菌奶的影响。透明玻璃瓶中的牛奶在仅暴露于1500勒克司(Lux,平均光照度)2小时后即出现维生素损失,而在不透明纸包装中,损失微乎其微。
光照射4小时后,瓶装牛奶风味已明显变化,纸包装产品则无此现象。
由德国吉森大学尤斯图斯·李比希乳品科学研究所于1988年测量。
标准巴氏杀菌奶的保质期
保质期是指食品满足以下要求的时段:
- 保持食用安全性。
- 维持所需的感官、化学、物理及微生物特性。
- 在推荐条件下贮存与操作时,保持与标签标示一致的成分含量。
换言之,保质期是食品保持稳定且可供食用的一段时间。
限制保质期的因素
食品保质期至少受以下四种稳定性因素的影响:
- 微生物稳定性——微生物的生长。
- 生化稳定性——酶促或类似反应。
- 化学稳定性——氧化、色泽变化、风味劣变等。
- 物理稳定性——分层、沉淀等。
巴氏杀菌奶的保质期始终取决于原奶的质量。 当然,生产技术与卫生条件的优化,以及工厂的规范管理也至关重要。若采用优质原奶,并在良好的技术与卫生条件下生产,普通巴氏杀菌奶在未开封状态下,且5-7℃的贮存条件,应具备7-10天的保质期。
然而,若原奶被微生物污染,例如能产生耐热酶系(脂解酶和蛋白酶)的假单胞菌属,和/或芽孢状态可耐受巴氏杀菌的耐热芽孢杆菌(如蜡样芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌),保质期将大幅缩短。此外,巴氏杀菌后再次污染(如革兰氏阴性菌)也会缩短保质期,因此必须全力避免。
延长货架期(ESL)牛奶
延长货架期(ESL)并无单一标准定义,因为它是一个涵盖多重因素的概念。从本质上讲,此术语意味着有能力通过减少主要的再污染源、并从牛奶生产商到消费者的整个过程中保持产品品质,从而延长产品货架期,超过其传统保质期。
延长货架期(ESL)牛奶加工的关键在于对全链条的管控能力——从原奶和原材料管理,到最终交付至商店货架及消费者手中的每个环节。
任何环节的疏漏或操作不当都会影响延长货架期(ESL)产品的最终品质。即便温度仅略微高于推荐的8℃限值,也可能导致细菌滋生,进而缩短货架期。若分销温度失控或冷链不连贯,延长货架期 (ESL)技术将失去意义甚至难以实现。换言之,延长货架期(ESL)技术的有效性取决于全链条中最薄弱的环节。
目前主流的延长货架期(ESL)加工技术有三类,具体选择取决于产品类型与预期货架期:
- 巴氏杀菌结合离心除菌或双重离心除菌
- 巴氏杀菌结合微滤技术
- 高热处理(HHT)
若现有货架期不足7-10天,通过加强环境与操作相关因素的控制可有效改善结果。
通过将巴氏杀菌与单重或双重离心除菌技术相结合,可将货架期进一步延长3-5天。离心除菌机的除孢子过程是一种利用专门设计的离心机分离牛奶中芽孢与微生物的工艺。由于芽孢密度比牛奶高,可利用离心力实现有效分离。
尽管双重离心除菌对细菌芽孢的去除率高达 99%以上(见第16章《奶酪》),若要将巴氏杀菌奶的货架期延长至14天以上,该技术仍显不足。
若要实现2至4周的货架期,需采用1.4μm微滤(MF)或高热处理(HHT)技术。采用1.4μm孔径微滤膜的系统,对细菌和芽孢的去除率可达 99.99%;使用孔径为0.8μm的微滤膜可将去除率提升至99.9999%。
图9.3展示了包含微滤(MF)技术的巴氏杀菌单元通用流程图。
为实现高效截留细菌,微滤需采用小孔径膜,但此类膜会同时阻隔乳脂肪球通过,故微滤模块进料必须使用脱脂奶。因此该生产线需配置分离机。 除微滤(MF)模块外,还设有稀奶油高热处理模块。稀奶油通常在124-130℃下经数秒热处理,随后通过标准化模块与微滤脱脂奶重新混合。重新混合后的标准化奶经均质处理,最终在72℃下巴氏杀菌15-20秒并冷却至+4℃ 。在现代系统中,也可采用部分均质工艺。
对于延长货架期(ESL)奶,不建议重新混合微滤(MF)保留液(该操作常见于奶酪生产,如图9.3所示 )
要实现超过4周的货架期并保持低缺陷率,需采用0.8μm微滤或高热处理(HHT)技术。在部分市场,保留标准巴氏杀菌白奶的典型风味与口感至关重要,此时微滤为首选技术。特定情况下也可考虑优化高热处理(HHT)工艺,例如130℃保持1秒的温度-时间组合。
所有延长货架期(ESL)加工技术均旨在实现所有延长货架期(ESL)加工技术均旨在实现两大核心目标:
- 消除所有致病微生物
- 将腐败微生物(包括芽孢)数量降至可确保达到所需货架期、且缺陷率可控的水平。
在最终热处理后保持牛奶在低温状态,这对延长货架期奶的品质至关重要,因此,巴氏杀菌工序后的加工生产线设计须保证产品在整个后续流程中始终处于低温状态。
贮存温度及整个分销链(直至消费者手中)的温度是决定产品货架期的关键因素。若特定市场的后续加工贮存与产品分销温度预计将高于8℃,则不建议采用ESL技术。
稀奶油的生产
市售稀奶油的脂肪含量各有不同。脂肪含量较低(10-18%)的稀奶油常称为半脂稀奶油或咖啡稀奶油,越来越多地用于甜点制作和烹饪。脂肪含量较高(通常为35-40%)的稀奶油质地相当稠厚, 可搅打呈浓厚泡沫状,故称为“搅打稀奶油”。搅打稀奶油无论是否经搅打,均可用于甜食或烹饪等场景。
搅打稀奶油
除滋味良好且能耐久保藏外,搅打稀奶油还必须拥有良好的“搅打特性”,即易于搅打、能形成细腻泡沫且体积增加较大(膨胀率高)。搅打产生的泡沫应坚实稳定,不易发生脱水收缩现象。是否拥有良好的搅打特性,取决于稀奶油是否具有足够高的脂肪含量。40%脂肪含量的搅打稀奶油通常易于搅打,但当脂肪含量降至30%及以下时,其搅打性能也会下降。然而,通过添加改善搅打特性的物质,如高卵磷脂含量的甜酪乳粉,可生产出脂肪含量较低(约25%)的优质搅打稀奶油。
搅打稀奶油生产过程中须避免意外混入空气, 否则,混入的空气聚集会导致泡沫形成、体系失稳。若稀奶油(尤其在刚离开冷却段时)受到过度机械处理,脂肪球膜将被破坏,引发脂肪聚结和团簇形成。经剧烈处理的稀奶油装入包装时会出现“奶油分层”现象。奶油层会变得致密粘稠。这种“均质效果”会严重损害稀奶油的搅打性能。
搅打过程需刻意将空气搅拌混入稀奶油,形成充满小气泡的泡沫。稀奶油中的脂肪球聚集在这些气泡的壁上。机械处理会使大量脂肪球膜破裂,释放出部分液态脂肪,促使脂肪球相互粘结。
为获得坚实泡沫,脂肪球必须含有适宜比例的液态与结晶脂肪。温热的稀奶油含液态脂肪,无法有效搅打,因此搅打用稀奶油需在低温(4-6℃)下贮存较长时间,使脂肪充分结晶。这贮存期间称为老化,稀奶油通常在带有刮刀搅拌器及夹套的工艺罐中老化,在结晶过程中会释放热量。然而,将稀奶油充填入老化罐以后,大约需要等两个小时,再进行冷却及搅拌。原因是在此脂肪结晶期间,脂肪球易破裂,产生游离脂肪,形成团块(簇)。冷却时搅拌动作须轻柔。关于40%稀奶油的结晶进程,另见图9.4。夏季乳脂通常较冬季乳脂软,因此可稍微降低最终冷却的温度。
搅打方法
当稀奶油的温度低于6℃时,可获得最好的搅打效果。搅打碗与搅打器具的尺寸应相互匹配,以确保搅打过程快速完成。否则在搅打过程中温度可能会明显升高,导致泡沫品质下降(在最坏的情况下,会形 成黄油)。
搅打时间和增加的体积(或膨胀率)是衡量搅打特性的两项指标。测试需使用合适的搅打碗(容量1升)和搅打器(最好是一个电动搅打器)。将适量稀奶油(如200ml)冷却至+6℃±1℃后倒入碗中。
在搅打开始前测量稀奶油液位高度。当泡沫达到可接受的坚实度(即倒置碗体时不流动)时停止搅打。
用秒表记录搅打时间,秒表与搅打器应同时启动和停止。
测量搅打过的稀奶油高度是为了计算膨胀率。例如,初始高度为5cm,搅打后是10.5cm,则膨胀率为(10.5-5)x100/5=110%。若使用40%稀奶油,搅打时间应在2分钟左右,膨胀率在100-130%之间。泡沫品质通过18-20℃、75%相对湿度下放置2小时后的液体渗漏量评定。
搅打和测定膨胀率之后,立即将所有的搅打过的稀奶油放在平的金属网上。形成的泡沫如图9.5所示。将金属网放置在尺寸适宜的漏斗上方,漏斗则放置在带刻度的量杯上方。在上述温度和湿度条件下静置两小时之后,读取量杯中积累的液体量。
0-1 ml 极佳
1-4 ml 良好
> 4 ml 较差
搅打稀奶油生产线
搅打稀奶油的工艺阶段包括:将全脂奶加热至分离温度,进行分离并将稀奶油脂肪含量标准化至目标值,随后在热交换器中对稀奶油进行巴氏杀菌和冷却,再送入老化罐进行熟化。
加工脂肪含量高的稀奶油时会面临许多问题, 在设计生产线时,必须谨慎考虑。最严重的问题是在脂肪结晶期间如何避免剪切和湍流。脂肪球中的脂肪在较高温度下呈液态,当温度超过40℃时,脂肪球似乎不受加工的影响。然而,一旦加工生产线开始冷却,脂肪便会开始结晶。
这是一个相当缓慢的过程,有些结晶在4或5个小时后仍在持续。由于结晶脂肪的比容小于液态脂肪,结晶过程中脂肪球内部会产生张力,导致其在10-40℃温度区间对机械处理极为敏感。图9.4展示了40%搅打稀奶油冷却至8℃时的结晶进程。稀奶油打入老化罐时请勿搅拌。充填进罐完成约两小时后方可开始搅拌和冷却。
结晶释放熔解热,会使温度上升2-3℃,因此在老化罐完成最终冷却非常必要。通常需将稀奶油冷却至6℃甚至更低温度,此时脂肪球对机械处理的敏感度虽有所降低,但仍高于40℃以上情况。
搅打稀奶油加工过程中的最大问题是脂肪团簇的形成,这会降低稀奶油的乳化稳定性。当脂肪球部分结晶,脆弱的脂肪球膜受到强烈的机械处理时就会出现脂肪团簇。稀奶油的乳化稳定性下降会引发产品缺陷,例如:容器内奶油结块、搅打特性劣化以及脂解现象。
斯堪尼亚法(Scania)
可采用不同加工方法对稀奶油进行前处理,所选方法将直接影响成品品质,如搅打特性。标准流程如下:在温热条件下(50-55℃)分离稀奶油,将生稀奶油冷藏后进行巴氏杀菌处理。该方法会对脂肪球产生一定机械影响,最终影响成品质量。
图9.6展示了通过精细操作避免搅打稀奶油受剧烈处理的工艺流程。该方法是与瑞典一些乳业合作社联合研发的,称为斯堪尼亚法(Scania)。
标准化的稀奶油可能来自专用的稀奶油生产线 ,也可来自图 8.1所示市售奶生产线的剩余稀奶油。无论何种来源,分离温度应控制在62-64℃,以确保最佳稀奶油品质(即游离脂肪含量最低)。
标准化稀奶油在分离温度下从上部打入保温罐(1)。巴氏杀菌开始前,罐中的最佳保温时间为15-30分 钟。巴氏杀菌时的流速应与保温罐的平均进料速度保持高度一致,这样可使少量剩余稀奶油在一定时间内逐步收集到保温罐中,从而确保对稀奶油的机械搅拌降至最低。
保温罐未配备搅拌器,稀奶油中所含空气的50%会在此处自然排出,同时能去除挥发性异味,降低巴氏杀菌机结垢风险。在63℃左右的罐中保温稀奶油,可让大多数脂解酶失活,并抑制游离脂肪水解。包括进出料在内的保温时间不得超过6小时。 若生产运转时间较长,需配置两个保温罐交替使用,一个罐使用时,对另一个罐进行中间清洗。
从保温罐出来,稀奶油被泵送至热交换器(3)的换热段,随后由增压泵(4)泵送通过加热段与保温管(5)。由于泵送在较高温度(超过60℃)下进行,此温度下稀奶油对机械处理敏感度较低,因此产品泵(2)和增压泵(4)均可采用离心泵。
巴氏灭菌(通常为82-85℃/15秒)后,稀奶油被泵送至热交换器的冷却段,在最终冷却段并流(在热交换设备中产品和介质沿同一方向流动;)冷却到8℃,然后继续进入老化罐(6)。
对于脂肪含量为35-40%的稀奶油来说,在热交换器中冷却至8℃的平均温度通常最为适宜。脂肪含量越高,冷却温度就应越高,以避免稀奶油因黏度快速上升而堵塞冷却段。堵塞会导致冷却段压降骤增,破坏脂肪球,甚至可能导致该段出现乳脂渗出现象。此时必须停机,对系统进行冲洗、清洁,然后再重新启动。
由于新冷却的脂肪球状态不稳定,所以在从热交换器冷却段传输至老化罐作最后冷却和脂肪结晶过程中,应避免剪切作用与湍流(不使用泵并采用尺寸适宜的管道)。因此,此过程的传输压力应该由增压泵提供。
老化后,稀奶油被泵送至灌装机。此时温度已降低,大部分乳脂已结晶,意味着稀奶油对机械处理的敏感度下降。若系统集成了压力变送器且压降不超过1.2巴,可采用变频离心泵。若压降范围在1.2-2.5巴乃至3巴 ,建议使用最大转速为250-300转/分的叶轮转子泵。
半脂稀奶油或咖啡稀奶油
脂肪含量为10-18%的稀奶油被称为半脂稀奶油或咖啡稀奶油。
半脂稀奶油的加工生产线如图9.7所示。贮存罐中的原奶经热交换器再生加热至62-64℃的分离温度后进入分离机,分离为脱脂奶和所需脂肪含量(通常为35-40%)的稀奶油。
这种稀奶油的处理方式与搅打稀奶油基本相同,区别在于需将40%脂肪含量的稀奶油与脱脂奶混合以达到目标脂肪含量。随后调整稀奶油温度至均质温度。
均质后稀奶油返回热交换器,在85-95℃下巴氏杀菌15-20秒,最后冷却至约5℃并进行包装。
生产稀奶油必须满足两个重要要求:
- 稀奶油黏度应符合当地消费者的偏好;
- 稀奶油应具备良好的咖啡稳定性——倒入热咖啡时不得发生絮凝。
低脂稀奶油的黏度相对较低,在某些市场可被接受,而其他市场可能偏好较高黏度的稀奶油。为获得理想黏度的咖啡稀奶油,需正确选择均质温度与压力。
稀奶油黏度随均质压力增加而增加,随温度上升而降低。表9.3展示了在均质温度恒定于57℃时,采用10兆帕、15兆帕、20兆帕三种压力所得的稀奶油黏度。稀奶油通过黏度计的时间以秒计,时间越长,黏度就越高。经20兆帕均质处理的稀奶油黏度最高。
表9.4则呈现了在15兆帕恒定压力下改变均质温度对黏度的影响。
随均质温度的增加,稀奶油的黏度会降低。然而,要实现均质效果,脂肪必须处于液态,这意味着均质温度不应低于35℃。
均质条件(温度、压力及均质机在热交换器的上游或下游位置)会显著影响稀奶油的咖啡稳定性。
若法规允许,添加碳酸氢钠(最高0.02%)可在一定程度上提高稀奶油的咖啡稳定性。
咖啡稳定性属于热稳定性中的一种,其影响因素较为复杂,主要包括以下方面:
- 咖啡温度:咖啡越热,稀奶油越易絮凝。
- 咖啡种类与制备方式:咖啡越酸,稀奶油越易絮凝。
- 咖啡冲泡用水的硬度:硬水中的钙盐会增强蛋白质的胶凝能力,因此稀奶油在硬水中比在软水中更易絮凝。
包装
包装基本核心功能包括:
- 实现高效的食品分销
- 维持产品卫生
- 保护营养和风味
- 减少食品腐败与浪费
- 提高食品可获得性
- 传播产品信息
20世纪初开始采用玻璃瓶装乳制品。作为包装,玻璃瓶有一些缺点:较重、易碎,且需清洗才能重复使用,这给乳品厂带来诸多不便。自1960年起,其他包装形式逐渐进入乳品市场,主要为纸基包装,此外还包括塑料瓶和塑料袋。
包装的功能:
- 实现高效的食品分销
- 维持产品卫生
- 保护营养和风味
- 减少食品腐败与浪费
- 提高食品可获得性
- 传播产品信息
在送达消费者途中,包装应保护产品,并维持产品的营养价值和维生素含量。液态食品易变质,因此清洁无污染的包装至关重要。包装还应保护产品免受机械冲击、光照和氧气影响。牛奶是很敏感的产品,日光或人造光照射会破坏部分必需维生素, 对风味产生有害影响(阳光味,见表9.2)。
其它产品,例如风味乳,包含对氧敏感的风味物质或维生素,因此包装必须阻隔氧气。
乳制品的纸包装通常由纸板和塑料(聚乙烯)构成。纸板由木材制成,是一种可再生资源。纸板包装具有一定的韧性,能阻挡机械应力,并具备一定遮光功能。
纸板两侧的食品级聚乙烯薄层使纸包装具有防渗漏功能。取出冷藏产品时,外层塑料还能避免冷凝水对纸包装造成侵蚀。由于纯度极高,该聚乙烯在焚烧或填埋时对环境的影响极小。
对于无需冷藏、货架期较长且对环境极为敏感的产品,会在聚乙烯塑料层之间夹入一层薄铝箔层。 这一设计可使产品几乎完全隔绝光线与大气中的氧气。 所有包装最终都会成为废弃物。生活垃圾的持续增长已成为社会性环境问题,该问题的解决路径原则上可归纳为以下五大方向:
减少
减少原材料的投入,并选择对环境无害,有助于保护自然资源的材料。
材料再生
收集包装并将其材料用于生产新的产品,但关键是要确保新产品能满足真正的需要。
能源回收
所有包装均蕴含能量,可通过焚烧废弃物提取能量。潜在的能量产出取决于包装材料的种类。
废弃物填埋
废弃物可进行填埋处理,填埋区域最终可改造为休闲或其他功能用地。
纸基包装重量极轻,主要成分来源于可再生资源。与多数其他包装相比,其产生的废弃物量较少。
1升容量的纸基包装仅重27克,废弃物生成量等同于此。纸基包装非常适合于能源回收。木材与石油(塑料原料)是传统能源来源,可以说我们只是暂时将这些原材料用于包装,最终还是会将其用作燃料。焚烧两吨包装材料产生的能量相当于一吨石油。
填埋是废弃物管理效率最低的方式。然而,如果纸基包装以这种方式处理,其本身不含有任何可能污染地下水的有毒物质。