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超高温杀菌机装置。原图链接

超高温消毒法, (Ultra-high-temperature processing，简称UHT），又称超高温加工处理，最常用这种方式来消毒的是牛奶，是一种通过在极短时间内加温为食物灭菌的方法（用135~150°C加热2~3秒）。这个温度才能够杀死残留在牛奶中的孢子。

概述

牛奶及多种食品消毒法

超高温消毒法的英文有多称:ultra-heat treatment，ultra-pasteurization，ultra-high-temperature processing。皆是以超高温加工（ UHT ）之意，除了牛奶制程中可见，同样也运用于果汁、奶油、豆浆、酸奶、葡萄酒、汤、蜂蜜以及浓汤和炖菜等食品制造。这种消毒法在1960年代被发明，1970年代逐渐可行起来。超热处理或超巴氏杀菌。是一种食品加工技术，可通过将液态食品加热到135°C（275°F）以上（杀死细菌内生孢子所需的温度）来对液体食品进行灭菌–2至5秒钟。UHT牛奶最早于1960年代开发，并于1970年代普遍可供消费。

无菌容器包装可长存

UHT过程中使用的热量可能导致美拉德褐变并改变乳制品的味道和气味。另一种方法是HTST巴氏灭菌法（高温/短时间），其中将牛奶加热到72°C（162°F）至少15秒钟。如果未打开包装，将UHT牛奶包装在无菌容器中，通常的非冷藏保质期为6到9个月。相比之下，HTST巴氏杀菌牛奶在加工后的保质期约为2周，而从销售开始的保质期约为1周。 在美国出售的作为有机食品的牛奶中，有很大一部分都经过UHT处理。

历史记录

提供安全和储存稳定的牛奶最常用的技术是热处理。 第一个涉及连续加热（125°C [257°F] 6分钟的间接加热）的系统于1893年制造。1912年，连续加热的直接加热方法将蒸汽和牛奶在130至140的温度下混合°C（266至284°F）获得了专利。 但是，由于没有可用于包装和存储产品的商业无菌包装系统，这种技术本身并不是很有用，并且直到1950年代为止，进一步的开发都停滞了。 1953年，APV开创了蒸汽喷射技术，该技术涉及通过专门设计的喷嘴直接喷射蒸汽，该喷嘴以商品名Uperiser迅速提高产品温度。 牛奶包装在无菌罐中。在1960年代，APV以Palarisator品牌推出了首个商用蒸汽注入系统。

瑞典利乐推出纸盒包装

在瑞典，利乐（Tetra Pak）于1952年推出了四面体纸板纸盒。随著技术的进步，结合纸盒组装和无菌包装技术，并在国际范围内扩展，它们在1960年代取得了商业突破。 在无菌加工中，与罐装相比，先将产品和包装合并然后灭菌，然后再进行装罐，与此相反，将产品和包装分开灭菌，然后合并并密封在无菌环境中。

英国议会在成功上诉至欧洲法院之后阻止了政府禁止UHT牛奶的进口，并通过了1983年 《 进口牛奶法》 。

高温灭菌改变了色香味

UHT过程中使用的热量可能导致美拉德褐变并改变乳制品的味道和气味。另一种方法是HTST巴氏灭菌法（高温/短时间），其中将牛奶加热到72°C（162°F）至少15秒钟。如果未打开包装，将UHT牛奶包装在无菌容器中，通常的非冷藏保质期为6到9个月。相比之下，HTST巴氏杀菌牛奶在加工后的保质期约为2周，而从销售开始的保质期约为1周。 在美国出售的作为有机食品的牛奶中，有很大一部分都经过UHT处理。 1993年6月， 帕玛拉特（Parmalat）将其超高温灭菌牛奶引入美国。在美国市场上，消费者对饮用未经冷藏运送的牛奶感到不安，并且不愿购买。 为了解决这个问题，帕玛拉特（Parmalat）正在用老式容器出售UHT牛奶，而不必要的是从冰箱过道出售。超高温灭菌牛奶也用于许多乳制品。

由于牛奶供应和冷藏供应有限，自2008年以来，UHT牛奶已在波多黎各和韩国的美国军事基地出售。 由于环境因素，UHT牛奶在波多黎各广受欢迎，可以作为巴氏灭菌牛奶的替代品。 例如，飓风后的停电可能持续长达2周，在这段时间内巴氏杀菌的牛奶会因缺乏冷藏而变质。

2008年，英国政府提议到2020年，每10品中的UHT就产生9品脱 ，他们认为这将大大减少对制冷的需求，从而通过减少温室气体排放来保护环境。然而，牛奶行业对此表示反对，这一主张被放弃了。

巴氏杀菌法发明人-路易·巴斯德。没有巴氏消毒法，鲜奶和饮料将不会伴你渡过酷热的夏天。

巴氏清毒法广泛用于生产牛乳

我们饮用的牛奶和很多饮料是采用巴氏清毒法来生产的，发明人路易·巴斯德，出生于1822年，毕业于巴黎高等师范专科学校化学系，并成为里尔大学的教授。他的基本原理是，在一定温度范围内，温度越低，细菌繁殖越慢；温度越高，繁殖越快（一般微生物生长的适宜温度为28℃—37℃）。但温度太高，细菌就会死亡。不同的细菌有不同的最适生长温度和耐热、耐冷能力。利用病原体不耐热的特点，用适当的温度和保温时间处理，可将其全部杀灭。但经巴氏消毒后，仍保留了小部分无害或有益、较耐热的细菌，因此巴氏消毒牛奶要在4℃左右的温度下保存，且只能保存3~10天，最多16天。巴氏消毒纯鲜奶较好地保存了牛奶的营养与天然风味，在所有牛奶品种中是最好的一种。

烧焦味

20世纪后期发表的两项研究表明，UHT处理会导致牛奶中所含的蛋白质展开并变平，而通常被天然蛋白质掩盖的以前被“掩埋”的巯基 （SH）基团会导致极度煮熟或燃烧味道出现在人的味蕾上。 一项研究通过在UHT加热的脱脂牛奶中固定巯基氧化酶来降低硫醇含量，并报导了酶氧化后风味得到改善。两名美国作者在加热前向牛奶中添加了类黄酮化合物表儿茶素 ，并报告部分减少了热产生的香气。

技术

在复杂的生产工厂中执行超高温处理，这些工厂自动并连续地执行食品加工和包装的多个阶段：

• 闪光灯加热
• 闪光灯冷却
• 均质化
• 无菌包装
  

在加热阶段，首先将处理后的液体预热至非临界温度（牛奶的温度为70-80°C [158-176°F]），然后快速加热至过程所需的温度。 有两种加热技术： 直接加热和直接加热，其中产品与热蒸汽直接接触； 间接加热，产品和加热介质通过设备的接触面保持分开。 从产品质量和效率的角度出发，设计的主要目标是在尽可能短的时间内保持较高的产品温度，并确保整个温度均匀分布。

直接加热系统

直接系统的优点是将产品在高温下放置更短的时间，从而减少了对敏感产品（如牛奶）的热损伤。 有两类直接系统：
基于注入，其中将高压蒸汽注入到液体中。 它可以快速加热和冷却，但仅适用于某些产品。 当产品与热喷嘴接触时，可能会导致局部过热。 基于浸入 ，其中液体通过喷嘴以相对较低的浓度被高压蒸汽泵入腔室，从而提供较大的表面接触面积。 此方法可实现近乎瞬时的加热和冷却以及均匀的温度分布，从而避免了局部过热。 适用于低粘度和高粘度液体。

间接加热系统

在间接系统中，产品通过类似于巴氏灭菌法的固体热交换器加热。 然而，随著施加更高的温度，必须采用更高的压力以防止沸腾。正在使用三种类型的交换器：

• 板式换热器
• 管状交换器
• 刮板式换热器。

为了获得更高的效率，将加压水或蒸汽用作加热交换器本身的介质，并附带一个再生单元，该再生单元可以重新使用介质并节省能源。

闪光灯冷却

加热后，热的产品先进入保温管，然后再进入真空室 ，在此真空室突然失去温度并蒸发。 该过程称为快速冷却 ，可降低热损坏的风险，除去与蒸汽接触而获得的部分或全部过量水，并除去对产品质量有不利影响的挥发性化合物。 冷却速度和去除的水量取决于真空度，必须对其进行仔细校准。

均质化

均质化是专门针对牛奶的过程的一部分。 均质化是一种机械处理，可导致牛奶中脂肪球的尺寸减小，数量和总表面积增加。 这减少了牛奶在表面形成奶油的趋势，并且与容器接触可增强其稳定性，并使其对消费者更可口 。

机械

高温瞬时杀菌机

高温瞬时杀菌机。原图链接

高温短时间杀菌法（HTST）或瞬间巴氏杀菌法广泛地应用在食品及饮料产业。产品加热后保持在特定的温度与时间，紧接著快速冷却，有效地保证产品所含的病原微生物被完全破坏。与批次式巴氏杀菌相比，HTST杀菌系统不仅能源消耗成本较低，而且有著更高的连续生产能力。除此之外，利用热交换器回收热能还可进一步提高系统效率。产品到达平衡桶后，泵送到板式热交换器。将其加热至巴氏杀菌温度，该温度取决于食品的类型和制程要求。随后，产品在所需的温度下，于保持管中维持指定的时间，确保巴氏杀菌正确完成。

如果热交换器具有再生阶段，则加热过的产品用于对刚进入的原料进行预热，并在该过程中失去热量，这减少了达到巴氏杀菌温度及冷却所需的能量。最后，将产品冷却至4°C进行冷充填或在储存在恒温桶中。如果因为任何因素，导致杀菌温度低于所需的温度，则分流阀会自动将产品送回平衡桶，从而防止最终产品的微生物污染。

• 主要元件

基本系统通常包含供料平衡桶、进料泵、组合型板式热交换器以及保持管。系统可扩充并增添高压均质机、加压泵、产品储存桶、再生热交换器，同时保持管可依不同的时间需求设计长度。

• 选项

可选用管式热交换器处理带有纤维、颗粒的浆状产品。系统配有电控面板与PLC，可选择半自动或全自动控制。如有需求，亦可提供温度记录与相关的仪控元件。

• 应用范围

HTST巴氏杀菌机的处理流量从每小时500到20,000公升，是专为杀菌处理所设计的连续式设备，适用于乳制品、饮料、果汁和其他流体食品。

全球使用

在欧洲大部分地区，UHT牛奶都取得了巨大的成功，在整个欧洲大陆，十分之七的人定期喝牛奶。在气候温暖的国家（例如西班牙），由于冷藏运输的高成本和“低效的冷藏柜”，UHT牛奶是首选。 UHT在北欧和斯堪的纳维亚半岛不太受欢迎，尤其是在丹麦，芬兰，挪威，瑞典，英国和爱尔兰。 在希腊，新鲜巴氏杀菌牛奶最受欢迎。

营养效应

• 卡路里：超高温灭菌牛奶与巴氏杀菌牛奶所含的卡路里数量相同。
• 钙：超高温灭菌和巴氏杀菌牛奶含有相同量的钙 。
• 蛋白：UHT牛奶的蛋白质结构与巴氏消毒的牛奶不同，这可以防止其在奶酪制作过程中分离。
• 叶酸：UHT牛奶每100克中含有1微克叶酸 ，而巴氏杀菌的牛奶中则含有9微克。
• UHT牛奶中可能会损失一些维生素B12 ，维生素C和硫胺素 。

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