CN107995844A - 运输液态奶的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及运输液态奶的方法，以在多于10天的供应链时间期间获得被运输的液态奶，其中在供应链时间的至少90%时间的期间内，液态奶被保持在低于2℃的温度。在供应链中，船装备有一个或多个容器，用于装载40至5000 M3之间的液态奶。原料奶经受巴氏灭菌法热处理以获得加工奶，用于在供应链中用船运输。

Description

运输液态奶的方法
技术领域
本发明涉及在多于10天的供应链时间的期间运输液态奶的方法。
背景技术
保证液体奶、相关乳制品和果汁的安全同时保持品质并且增加产品的保存期限对食品行业来说是重大的挑战。腐败微生物和病原微生物的热失活（即热巴氏灭菌法）是为实现这些目标最广泛使用的方法。将近一百年，奶和其他食物被热巴氏灭菌，以使可能引起人类疾病的微生物失活，并且使固有的酶和腐败微生物失活，以使奶持续更长时间。
遗憾的是，热巴氏灭菌法会对味道和营养品质具有有害影响。虽然热巴氏灭菌法提高安全性以及延长保存期限，但它通常引起味道品质、营养含量的下降，例如维生素流失，以及其他品质因素（如颜色）的下降。
已经进行过很多减轻热巴氏灭菌法的不良效果同时保持热巴氏灭菌法的理想效果的尝试。几乎所有的这项工作都集中在将热量转入及转出产品的改进方法上，以减少热损伤。例如称为HTST（高温短时）巴氏灭菌法以及UHT（超高温）处理的工艺，导致奶产品可能具有延长的保存期限。
在Murray S K等人，“充氮对通过原料奶中的嗜冷细菌生产蛋白酶的影响”，食品科学杂志，美国威利-布莱克威尔出版公司，第48卷（1983），1166-1169页中，描述了充氮并储存在4 C下的原料奶被观察到与在4 C下耗氧储存的原料奶相比，微生物群落增长更少。
在Sri Haryani等人，“通过储存在低温下的原料奶中的嗜冷细菌生产蛋白酶”，澳大利亚日常技术杂志，第58卷第1期，2003年4月中，描述了10天后储存在低温2℃的原料奶的品质比储存在4或者7℃的原料奶更好。
FR646190描述了通过形成原料奶的冻结层来延长原料奶的保存期限的方法，该原料奶的冻结层将防止密封的液态原料奶品质流失。
FR2224716描述了当奶在农场被收集以运送至乳制品厂时，用于在0℃冷却和盛放奶的器皿。
通过高温处理工艺获得、具有改进的保存期限的这些奶产品的缺点是，奶除了作为液体用于直接消耗外不能用于其他目的。例如，UHT处理导致常温稳定的产品，但是UHT处理以这样的方法使奶蛋白严重变性，这种奶在其他乳制品上的应用大大减少。因此这样的奶不适合作为用于通过发酵制备奶酪的原料。有长距离运输奶而奶仍然具有它的蛋白的需求，即奶没有被热处理或者至少没有被剧烈地热处理。这特别重要，如果一个人意识到奶在这样的地点出于经济生产，该地点与奶用于消耗和/或用于奶酪或者酸奶生产的地点距离很远。目前被接受的更远距离运输奶的方法是通过首先制备奶粉并运输奶粉。这个方法的缺点是加水后获得的奶在消耗前不含有开始的奶的所有营养素。
虽然各种方法和技术已被了解了一段时间，以在更长的时期内保存奶的品质，但是使人可以在更远的距离（即在多于10天的供应链时间期间）运输液态奶同时保持奶的可接受的品质的完整方法没有被开发出来。奶的品质在这里被定义为嗜温细菌总数。
发明内容
本发明的目的在于提供在多于10天的供应链时间期间运输液态奶的方法，其中液态奶的品质仍然是可接受的。
这通过以下方法实现。运输液态奶的方法，以在多于10天的供应链时间期间获得被运输的液态奶，其中在供应链时间的至少90%时间的期间，液态奶被保持在低于2℃的温度，其中液态奶经受至少以下运输和/或储存的方式，并且其中运输和/或储存的时间是供应链时间：通过本地载体的方式将原料奶从乳场运输至加工设备，选择性地通过储存设备将加工奶从加工设备运输至长距离-大体积载体，通过长距离-大体积载体的方式从一个地点运输至另一个远距离地点，将加工奶从长距离-大体积载体运输至目的地储存设备或者直接运输至本地载体，在目的地储存设备储存，以及通过本地载体的方式从目的地储存设备或者从长距离-大体积载体运输至生产设备，并且
其中大体积载体是船，该船装备有一个或多个容器，用于装载40至5000 M3之间的液态奶，并且
其中原料奶在加工设备经受热处理以获得加工奶。
申请人发现，如果液态巴氏灭菌奶的温度可以为了这样的延长时间而被保持在这些更低的水平，奶的品质可以被保持在使用奶的可接受极限内，并且可被远距离大量运输。
供应链时间适当地多于20天。甚至在这些更长的供应链时间内，奶的品质保持在可接受的品质极限内。温度的下限是液态奶的凝固时间。这个极限将通过奶的成分以及比如它的脂肪含量来确定。
申请人发现，这个方法适用于经受或者未经受均质化处理的奶。与新鲜挤出的奶相比，均质化处理导致奶脂肪球有意地被减小尺寸以及通过剩下的奶有意地被均匀分散。在运输期间，非均质化的奶由于酶活性更不易受到品质流失的影响。由于液态奶未被均质化而可能出现的任何乳油化，在部分运输的运输终点例如通过轻轻地混合乳脂和奶而容易被反转。
热处理可以是这样的热处理，其中原料奶在加工设备经受57至80℃之间的热处理以获得加工奶。保温时间或者停留时间可以在5秒至45分钟之间，优选地在5秒至300秒之间。这个处理可以涉及在约57至68℃下轻度热杀菌约12至20秒。优选的热处理是在这个温度范围内进行的巴氏灭菌法。巴氏灭菌法是杀微生物热处理，该杀微生物热处理目标在于将奶和液态奶产品中的任何病原微生物（如果存在）的数量减少到某水平，在该水平下病原微生物不会构成重大健康危害。巴氏灭菌法条件被设计为有效地破坏有机体结核杆菌和伯氏考克斯体。巴氏灭菌法条件可以是那些具有杀菌效果的条件，等同于在连续流动巴氏灭菌法中将原料奶加热至72℃15秒或者在分批处理巴氏灭菌法和相似的条件中在63℃下将原料奶加热30分钟，该相似的条件通过连接在时间对数随温度变化图上连接这些点的连线来获得。这些条件可以是变化的，并且技术人员可以在上述内容的基础上容易理解巴氏灭菌法的含义。例如，就像在本申请的示例中所使用的一样，通过在76℃热处理20秒而获得的巴氏灭菌奶，也是通过巴氏灭菌法获得的加工奶的示例。
根据Barbano、D.M.、Y.Ma等人，（2006）“原料奶品质对液体奶保存期限的影响”，日常科学杂志89（E.增刊）：E15-E19，更加剧烈的热处理导致17天后，奶中的孢子开始发芽，引起奶腐败。
经受上述热处理的原料奶可以以任何方式从农场中获得。优选地，原料奶较新鲜并且是在农场以及在运输至设备（在该设备进行热处理）期间通过应用卫生学方法和器材获得的。鲜奶在这里意味着具有量少于50000 cfs/mL的嗜温细菌数的任何原料奶，该原料奶用作热处理的给料。
鲜奶在热处理之前或者之后可以经受所谓的微滤工艺。优选地，这样的微滤工艺在巴氏灭菌法处理之前进行。在这样的工艺中，可能对液态奶的品质有害的微生物从奶中被分离。WO14098596、WO2010/085957和US2010/0310711中描述了适宜工艺的示例，它们的公开内容通过引用而合并。微生物也可以通过使用离心机的工艺从奶中分离，例如除菌离心工艺。
申请人发现，奶能够在长供应链时间期间、在上述条件下运输。下面描述甚至进一步延长供应链时间的附加措施，该附加措施可以单独或者结合使用。
第一个措施是实现在奶中溶解的氧的低浓度，适宜地在多于50%的供应链时间期间少于0.3 mg/l，以抑制液态奶中任何好氧微生物的生长。液态奶中氧的水平可通过在惰性气氛（例如氮气）下处理和储藏液态奶产品来降低。优选地，奶在容器中被运输，并且其中在液态奶的上方存在气空间，该气空间由惰性气体组成。该惰性气体可优选为氮气。
优选地，在液态奶运输期间或之前，奶中氧的水平被降低至0.3 mg/l以下的水平，更优选为0.1mg/l以下。氧的水平可通过例如除氧剂的方式（如例如WO9612646中所述）、通过与氢气的反应（如例如WO13087239中所述）或者通过与碳的反应（如US2012076901中所述）降低。
因为与除氧剂接触可能需要复杂的装置，因此优选的是，当一次性运输大量的液态奶时进行这样的接触。例如，如果部分运输是通过船来进行的，在那部分运输期间进行与除氧剂的接触可能是有利的。在装载着比卡车更大量的液态奶的船上安装这些更复杂的装置更实用。
另一个附加措施的示例是，在运输期间使液态奶与抗菌剂接触。因为液态奶与这样的抗菌剂之间的接触时间较长，可实现有效的减少或生长抑制。这样的抗菌剂在运输期间可能存在于容器表面上（在该容器中液态奶被运输）或者可能存在于的滤器中（部分液态奶穿过该滤器）。这样的滤器可能例如包括装备有沸石/银的聚合物泡沫，如WO09033618A1所述。
因为与抗菌剂的接触可能需要复杂的装置，因此优选的是，当一次性运输更大量的液态奶时进行这样的接触。此外，需要较长的接触时间。例如，如果部分运输是通过船进行的，在那部分运输期间进行与除氧剂的接触可能是有利的。在装载着比卡车更大量的液态奶的船上安装这些更复杂的装置更实用，并且通过船的供应链时间将典型地比陆地运输更长。
进一步的附加措施是在奶经受可选的热处理之前、期间或者之后将二氧化碳加入至液态奶，就像上文涉及的轻度热处理或者轻度巴氏灭菌法。适宜地，在使用液态奶（例如在奶运输终点或者接近奶运输终点）之前，全部或部分二氧化碳随后被去除。一些二氧化碳将在液态奶中形成碳酸，碳酸反过来会降低奶的pH。这种更酸性的环境将会导致微生物的死亡，并且因此会随着时间提高奶的品质。加入的二氧化碳的含量适宜地在400至2000 ppm之间。加入的二氧化碳的存在是更进一步有利的，因为它降低了液态奶的凝固温度，并且因此使人能够在甚至更低的温度下进行根据本发明的方法。使用二氧化碳以延长奶的保存期限例如在US2002/0127317中被描述，它的公开内容在此通过引用而合并。
液态奶含有加入的二氧化碳的时段适宜地尽量长。在部分运输是通过船来进行的情况下，船装载已经含有加入的二氧化碳的液态奶是优选的。适宜地，在通过船的运输结束时，二氧化碳从液态奶中被去除或者被部分去除。这样的去除可通过在容器中形成真空来进行，在该容器中液态奶被运输。当容器不能承受大的压力差时，形成真空不是优选的。当这样的容器被使用时，二氧化碳也可通过以惰性气体（如氮气）代替二氧化碳或者甚至以空气代替二氧化碳来去除。这可以只在通过船的运输结束时或者在进一步处理期间在船上进行。在船上的去除是有利的，因为它避免液态奶的最终用户需要进行这样的二氧化碳去除。
供应链时间是液态奶运输或者储存在生产奶的奶牛和最终用户之间某处的时间。更具体地，供应链时间包括液态奶经受以下运输和/或储存方式的任一种或多种的时间：通过本地载体的方式从乳场运输至加工设备，从加工设备运输至储存设备，在储存设备中储存，从储存设备运输至长距离-大体积载体，通过长距离-大体积载体的方式从一个地点运输至另一个远距离地点，从长距离-大体积载体运输至目的地储存设备或者直接运输至本地载体，在目的地储存设备储存，以及通过本地载体的方式从目的地储存设备或者从长距离-大体积载体运输至生产设备。
可能的供应链时间的示例包括液态奶经受以下运输和/或储存方式的时间：通过本地载体的方式从乳场运输至加工设备，从加工设备运输至储存设备，在储存设备中储存，从储存设备运输至长距离-大体积载体，通过长距离-大体积载体的方式从一个地点运输至另一个远距离地点，从长距离-大体积载体运输至目的地储存设备或者直接运输至本地载体，在目的地储存设备储存，以及通过本地载体的方式从目的地储存设备或者从长距离-大体积载体至运输生产设备。
从加工设备运输至长距离-大体积载体的加工奶优选地越过短距离，其中这个运输不涉及通过本地载体（如奶卡车等）的运输。优选地，用于加工奶的加工设备和储存设备位于临近长距离和大体积载体被装载的位置，即在船被装载的海港。优选地，加工奶在储存设备的盛放容器和长距离-大体积载体的容器之间被无菌地储存和无菌地转移，以下将更详细地说明。
为了减少供应链时间，优选的是，在储存设备和/或在目的地储存设备中根据先进-先出的方法储存液态奶。优选地，在分离的储存设备中多于一个盛放容器、船上多于一个容器以及在目的地储存设备中多于一个盛放容器具有相同的体积或者容量。这允许作为一个分离盛放容器的部分和作为由于热工艺的一定老化时间的部分的大量奶，能够与具有不同老化和最终储存在目的地储存设备的其他大量奶隔离运输，该目的地储存设备与在分开盛放容器中的其他大量奶隔离。这个方法允许储存在目的地储存设备的较旧的奶能够先被运输至最终用户或者处理，并且从较新的奶中隔离。这可能导致更加复杂的储存设备，但是当这个方法被应用时，隔离奶量的供应链时间可能减少几天。
可能的供应链时间的另一个示例包括液态奶经受以下运输和/或储存方式的时间：从乳场运输至长距离-大体积载体，通过长距离-大体积载体的方式从一个地点运输至另一个远距离地点，从长距离-大体积载体运输至本地载体，以及通过本地载体的方式运输至生产设备。
当奶通过长距离-大体积载体运输时，上述热处理也可能会发生。当奶直接从乳场被提供至长距离-大体积载体而没有任何中间储存时，这可能是有利的。
乳场例如是持有奶牛库存的本地农场。本地载体可以例如是道路卡车或者甚至是小船，如果农场位于航道旁。加工设备可以包括任何设备，在该设备中源于大量乳场的液态奶经受处理，例如上文涉及的热处理、微滤和/或二氧化碳添加。储存设备可以在与加工设备相同的地点或者不同的地点。例如，加工设备和储存设备可以位于与海连接的海港或者接近火车轨道。
长距离-大体积载体是船，并且更优选为远洋船。这些船优选地装备有适用于装载液态奶的一个或多个容器。每一个这样的容器装载40至5000 M3之间的液态奶。这些船将会装备有工具，以将容器和液态奶冷却至所需要的更低温度。这些船可以进一步装备有保持在液态奶上方的惰性（优选地是氮气）覆盖层的工具，保持液态奶中氧气的低水平的工具，形成真空以去除二氧化碳的工具和/或具有如上文所述的抗菌剂的滤器。在这样的船上的容器可以被建造成船结构的主要部分。可选地，容器被分开建造并同样地被加到船上，容器还适宜地包括冷却工具以及如前文所述的可选的工艺设备。这使得模块方法可用，其中模块能够被加到现有的船中。这样的容器和船因液态产品（如果汁）的运输而为人所知，并且例如EP0658494和WO12008826中被描述。这些容器并不意味着和它的内容物一起从船上被移除。反而，在到达后液态奶将从这些容器中被抽出。
当到达长距离-大体积载体的目的地时，液态奶可以从载体的容器排入至目的地储存设备的一个或多个容器中。容器优选地装备有搅拌工具或者搅拌器，以在卸载之前混合奶。用那种方式，奶中的乳油化导致形成的任何大颗粒能够被减小尺寸，使得通过泵的方式的卸载更简单。优选地，这样的设备装备有冷却工具，以将温度保持在所期望的更低温度。奶也可以被直接排入本地载体的一个或多个容器中，例如道路卡车。本地载体可将液态奶运输至生产设备，在生产设备中液态奶可能被转换成例如消耗奶、酸奶或者奶酪。
根据本发明的方法，在从农场到生产设备的上述供应链中，没有必要将液态奶保持在低温。能够想到的是，在供应链时间期间，当液态奶在处理设备中被处理后即开始被储存，液态奶被保持在低于2℃的温度。还能够想到的是，在目的地的本地载体并不总是装备有合适的冷却工具。由于奶从例如海港和生产设备运出的供应链时间较短，奶品质的不可接受的降低是不被期望的。
优选地，液体奶在上述盛放容器之间被无菌地储存和无菌地运输。更特别的，液态奶在储存设备的盛放容器和长距离-大体积载体的容器之间被无菌地储存和无菌地运输。因此奶被无菌地储存并且在长距离-大体积载体中运输。优选地，奶也将在长距离-大容量载体的容器和目的地储存设备的盛放容器之间被无菌地转移。无菌加工是这样的工艺，通过该工艺无菌制品在无菌容器中以保持无菌的方式被包装。无菌加工、容器和阀门是众所周知的，并且在例如US3678955、US3871824、US3918678、US3918942和US3998589中被描述。对于本发明，无菌意味着将液态奶装载至容器或从容器卸载液态奶所需要的容器、管道和泵是无菌的。
通常，液态奶在容器中被运输，该容器能够在高温下清洁和杀菌，例如使用蒸汽。如此高的温度的需要使用这样的容器，该容器能够承受压力差并且因此具有更厚的器皿壁，即压力器皿。一般的看法是，增加容器的尺寸来运输液态奶是不可行的，因为器皿会变得太重且复杂而不能制造。申请人现在发现，大容器（在该大容器中液态奶被储存和被运输）可以利用不需要压力器皿的方式通过灭菌法被制造成无菌的。这个发现使上述大容器的使用成为可能，其反过来使人可以远距离大量运输液态奶。容器，并且特别是应用在长距离-大体积载体上的大容器，在装载液态奶之前通过清洁和杀菌工艺被适宜地清洁和杀菌，该清洁和杀菌工艺包括以下步骤：用水清洗容器，用包括肥皂的水溶液清洗并且用水液滴喷雾接触容器的内表面，其中液滴包括酸性液体消毒杀菌剂。喷雾可以在空气中或者在惰性气体（例如氮气）中。喷雾优选地在0至60℃之间的温度应用。优选地，酸性液体消毒杀菌剂包括过氧化氢和过氧乙酸。适宜的酸性液体消毒杀菌剂的示例有伊科尔公司（EcolabInc.）的Oxania Active，或者包括过氧化氢、过氧乙酸和辛酸的水溶液化合物，例如US5314687中所述。
本发明还涉及通过根据本发明的方法运输的非均质化液态奶，该非均质化液态奶适宜地包括10至50 ppm之间的氮气和/或100至1000 ppm之间的二氧化碳。
具体实施方式
示例
以下类型的奶在0.3℃ ± 0.2℃储存40天：A=原料奶；B=非均质化巴氏灭菌奶；C=直接UHT奶；D=非均质化热处理的奶；E=均质化巴氏灭菌奶；F=间接UHT奶。热处理的奶通过在62.5℃下热处理120秒而获得。巴氏灭菌奶通过在76℃下热处理20秒而获得。UHT奶通过在142℃下热处理4秒而获得。
取所选数量的样品来获得奶的微生物学品质的指示，作为保存期限测试的部分。在保存期限测试的开始（t=0天）和结束（t=40天）时的微生物品质通过嗜常温菌的总板数来评估。在以下表格中，提供了在保存期限测试的开始和结束时不同奶变体的总板数，以及在保存期限测试结束时的pH值。
t=0天时的嗜温细菌总数以可接受的水平（<105/mL）存在于所有奶变体中。在1℃下储存40天后，只有变体A和变体D（分别是原料奶和热处理的奶）含有数量增加的嗜温细菌。这两个变体的pH值已经滴定至6.0-6.1。有趣的是，变体B（巴氏灭菌奶）中没有观察到嗜温细菌的生长。这表明变体A和变体D中生长的种群最有可能是嗜冷细菌起源，嗜冷细菌起源在巴氏灭菌工艺期间被杀死。这个实验表明，考虑到奶的保存期限和应用性，巴氏灭菌法是最适宜的热处理。

Claims (15)

1.运输液态奶的方法，以在多于10天的供应链时间期间获得被运输的液态奶，其中在供应链时间的至少90%时间的期间，液态奶被保持在低于2℃的温度，其中液态奶经受至少以下运输和/或储存的方式，并且其中运输和/或储存的时间是供应链时间：通过本地载体的方式将原料奶从乳场运输至加工设备，选择性地通过储存设备将加工奶从加工设备运输至长距离-大体积载体，通过长距离-大体积载体的方式从一个地点运输至另一个远距离地点，将加工奶从长距离-大体积载体运输至目的地储存设备或者直接运输至本地载体，在目的地储存设备储存，以及通过本地载体的方式从目的地储存设备或者从长距离-大体积载体运输至生产设备，并且
其中大体积载体是船，该船装备有一个或多个容器，用于装载40至5000 M3之间的液态奶，并且
其中原料奶在加工设备经受热处理以获得加工奶。
2.根据权利要求1所述的方法，其中原料奶在加工设备经受57至80℃之间的热处理以获得加工奶。
3.根据权利要求2所述的方法，其中热处理是巴氏灭菌法处理。
4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其中原料奶具有少于50000 cfu/mL的嗜温细菌计数。
5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其中供应链时间多于20天。
6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其中奶没有经受均质化处理。
7.根据权利要求1-6任一项所述的方法，其中大体积载体的容器在装载液态奶之前通过工艺来清洁和杀菌，该工艺包括步骤：用水清洗容器，用包括肥皂的水溶液清洗并且用水液滴的喷雾接触容器的内表面，其中液滴包括酸性液体消毒杀菌剂。
8.根据权利要求7所述的方法，其中酸性液体消毒杀菌剂包括过氧化氢和过氧乙酸。
9.根据权利要求1-8任一项所述的方法，其中在大体积载体的容器中，在液态奶上方存在气空间，该气空间由惰性气体组成。
10.根据权利要求1-9任一项所述的方法，其中加工奶在储存设备的盛放容器和长距离-大体积载体的容器之间被无菌地储存和无菌地转移。
11.根据权利要求10所述的方法，其中储存设备根据先进-先出的方法储存加工奶。
12.根据权利要求10-11任一项所述的方法，其中奶将在长距离-大体积载体的容器中被无菌地储存和运输，并且在长距离-大体积载体的容器和目的地储存设备的盛放容器之间被无菌地转移。
13.一种船，该船包括：
一个或多个容器，每一个容器适用于无菌地装载40至5000 M3之间的液态奶；
冷却容器和液态奶的工具；
在液态奶上方保持惰性覆盖层的工具；以及
用于混合奶的搅拌工具或搅拌器。
14.根据权利要求13所述的船，其中一个或多个容器被分开形成并同样地被添加至船，并且其中容器不意味着和它的内容物一起从船上被移除。
15.根据权利要求13-14任一项所述的船的应用，所述船作为根据权利要求1-12任一项所述的方法中的大体积载体。
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