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本期專刊

以乳品加工技術紓解臺灣冬季剩餘乳

                                               ◎ 畜產試驗所加工組 葉瑞涵、郭卿雲 編譯

一、前言
  牛乳對人類而言是優質的食品,可提供豐富的蛋白質、鈣、核黃素、鎂、磷、菸鹼、維生素B12、維生素B6 及維生素A。臺灣飼養的主要乳牛品種為荷蘭牛,為起源於歐洲的溫帶牛種,其適宜的環境溫度範圍為-5 - 21℃。而臺灣環境高溫多濕,乳牛熱季不易受孕,因此大多在涼季授精及受孕,連帶使泌乳高峰也落在涼季。然臺灣的牛乳消費型態主要為飲料,消費者於冬季飲用冷涼飲品少,導致冬季牛乳的消費量小於熱季。因此臺灣的冬季在產量及需求失衡的狀況下,酪農的經營管理面臨著冬季剩餘乳的問題。而乳製品種類繁多,除了鮮乳,應用不同的加工技術可以改變牛乳產品的外觀、風味、成分、性質及保存期限,能有效紓解冬季剩餘乳方法。因此本文將分析臺灣目前現況,而後介紹可緩解冬季剩餘乳問題的乳品加工技術,以供產業、學界及政府參考

二、現況分析
(一)臺灣牛乳產量及乳製品產值現況
  農業統計年報顯示,臺灣的牛乳產量有逐年增加的趨勢,由民國100 年的35.1萬公噸,至109 年已增加至43.7 萬公噸,增幅高達24.5%(表1)。進一步結合經濟部統計處資料發現,臺灣牛乳主要應用於生產鮮乳,民國100 - 109 年之牛乳約89.4- 97.2% 應用於產製鮮乳(表1),顯示國人已習慣飲用鮮乳。在國產乳製品產值方面,109 年經濟部統計處資料顯示,乳製品之產值分別為鮮乳222.7 億元、乳粉3.0 億元、調味乳60.8 億元、發酵乳46.8 億元、冰淇淋25.1 億元及其他乳製品14.9 億元,分別佔總產值59.8、0.8、16.3、12.6、6.7及3.8%(圖1)。此結果顯示,國產乳製品主要以液態乳製品為。這些液態乳製品,除了調味乳可能因原料成分或加工條件而延長保存期限之外,大多屬於保存期限較短的產品,且含有大量水分的產品會佔用空間資源並提升運輸成本,較不利於宣洩剩餘乳。政府及業者可藉由調整牛乳加工的應用方式,或是開發其他乳品加工技術,藉此應對未來可能發生的剩餘乳情形。

(二)紓解冬季剩餘乳之加工技術所應具備的特性
  當牛乳產量高於需求,現行銷售管道無法消化大量牛乳時,即產生剩餘乳問題。若能適當利用乳品加工技術,將牛乳轉換成保存能力較高、濃縮效率明顯、具有特色價值的產品,則能有效減緩剩餘乳問題。
  保存期較長且容易保存的產品可延長展售期、降低貯存成本,進而提升售出機率。濃縮技術可以降低乳製品水分,進而改善運送及貯存的效率。而產品特色價值有利於產品行銷,且較不易被其他產品取代。除了需要考量上述特性之外,亦需思考這些技術及設備是否能進行商業化生產。
以下將針對數項可能緩解冬季剩餘乳的加工技術進行簡介及討論。

三、乳品加工技術
(一)保久乳(long life milk)
  此項產品的製作技術需應用超高溫(ultra high temperature, UHT)殺菌方式,以135 - 150℃加熱4 - 15 秒鐘進行牛乳的殺菌,能將生乳中的微生物及孢子殺滅並且讓酵素失去活性,配合無菌充填,進而使產品在室溫下保存6 - 9 個月。此產品可作為無冷藏設備時,補充牛乳營養的選擇。
然而高溫處理會使牛乳產生褐色及焦糖味,並失去新鮮風味。此技術不具備濃縮乳成分的效果,但是嚴苛的滅菌及包裝條件,讓保久乳能室溫存放,未開封之賞味期長達6 - 9 個月,是此產品的特色。

(二)煉乳(condensed milk)
  煉乳的製作是應用牛乳濃縮的技術,可分為加糖煉乳(sweetened condensed milk)及無糖煉乳(unsweetened condensed milk)。加糖煉乳是於原料乳添加蔗糖後再加熱濃縮至原容積的1/2.5 - 1/3.0,終產品因高含量蔗糖而具有保存力。製作加糖練乳的基礎流程為原料乳標準化、預熱、添加蔗糖、濃縮、冷卻、充填。標準化可使原料乳成分穩定,有利於後續製程操作。
  預熱為原料乳的加熱處理,可達到殺菌、破壞酵素、促進蔗糖溶解及排出氣體之效果。可於預熱的後半段時間添加蔗糖,添加量約16%,此可避免蔗糖焦化。減壓濃縮真空度以25 - 26 吋水銀柱較佳。若真空壓力過低,則蒸發緩慢;反之,則原料乳易沸騰噴濺。減壓濃縮溫度以51 - 56℃較佳。濃縮完畢測量比重,於50℃達到1.250 - 1.350 即可進行冷卻。以冷水徐徐冷卻至24℃,若冷卻過程中未出現乳糖結晶,則需接種乳糖微細結晶(100 公斤煉乳添加25 - 30g),並攪拌20 - 30 分鐘。
  無糖煉乳的製程與上述相似,但因沒有添加蔗糖增加黏性,因此預熱前加需要添加安定劑(100 公斤牛乳添加5 - 25 克磷酸鈉),以避免乳脂肪分離。預熱條件為95℃、5 - 10 分鐘,若溫度過低則黏性上升熱安定性下降,反之則黏性下降熱安定性上升。預熱後進行減壓濃縮,使其比重在50℃下達到1.045 - 1.060。濃縮後進行均質處理(130℉,2500 - 3000 lb/in2),以避免脂肪分離。由於缺乏蔗糖會影響產品保存性,所以無糖煉乳裝填封罐之後,需要高溫滅菌(116 - 118℃、15 - 20 分鐘)以保持產品保存期限。
  煉乳在室溫下可保存18 個月,且可將原料乳濃縮至原容積之1/3,是一種能紓解臺灣冬季剩餘乳的加工技術。

(三)奶粉(milk powder)
  奶粉製作基礎流程為原料乳標準化、預熱、濃縮、噴霧乾燥、充填。標準化、預熱及濃縮過程與煉乳相似。由於設備不斷改良,預熱條件漸漸由低溫長時間殺菌改為高溫短時間(high temperature short time pasteurization, HTST) 或超高溫瞬間殺菌(ultra high temperature short time pasteurization, UHTST), 生產效率及品質因而改善。將原料乳減壓濃縮至原容積1/4,50℃下比重約1.100。原料乳的濃縮可提升奶粉製程的乾燥效率,且可改善產品溶解度。經過濃縮及過濾之後,將濃縮乳噴霧至130 - 160℃乾淨空氣中,並收集乾燥的奶粉粉末。將奶粉進行真空或衝氮包裝,以避免脂肪氧化、維生素A 及維生素C 的損失。
  奶粉加工技術亦可作為紓解冬季剩餘乳的技術之一,其在室溫下可保存18 個月,且可將原料乳濃縮至原容積之1/8 - 1/9,可減少大量的貯存空間。奶粉中適當添加糖類、脂肪、或其他營養素,可製作出調製奶粉以符合不同生理狀況之消費者食用。

(四)起司(cheese)
  起司是一種濃縮乳製品,利用菌種、酵素、pH 值或加熱等方式產生凝乳塊,排除乳清後,再製作出固態乳製品的技術。起司製作的基礎流程為原料乳標準化、預熱、添加(食用酸、凝乳酵素、菌種)、凝乳(加熱、發酵、加壓)、調味和熟成。藉由調整基礎流程的相關條件(如:凝乳機制、發酵菌種、凝乳塊加工條件及熟成方式),即可發展出多采多姿的起司。相較於其他加工技術,起司預熱溫度不可過高,一般以63℃、30 分鐘或使用HTST 為加熱消毒條件,以避免溫度過高導致蛋白質變性,進而影響凝乳品質。原料乳中添加食用酸或菌種之目的為控制原料乳pH 值或產品風味,而後再添加凝乳酵素進行凝乳。凝乳完成後,凝乳塊的加熱、發酵及加壓處理則對乳清排除效率、口感、風味及外型造成明顯影響,是塑造產品特色的關鍵之一。調味方面以加鹽為主,可直接塗抹食鹽或浸泡於20% 食鹽水中進行醃漬。加鹽有助於改善風味、排除乳清、控制微生物之效果。調味完畢不經熟成直接食用屬於新鮮起司;硬質起司及半硬質起司則於濕度85 - 90% 環境中熟成數個月;黴菌熟成起司則於濕度95% 環境中熟成數週。

  起司技術為具有潛力的加工技術。雖然產品需要冷藏保存,但依據不同起司種類,保存時間可由數週 - 數個月之久。起司製作時,體積可濃縮至原容積之1/8 - 1/10左右,濃縮效率良好。更重要的是,起司為特色價值高的加工技術,例如莫札瑞拉的新鮮風味及彈性口感、熟成起司的豐富獨特風味、黴菌起司的外觀…等。除了起司本身具備的特色之外,國外亦常將起司與當地特色農、漁、牧製品進行結合,如:辛香料、海鮮、油脂、肉製品…等,品項豐富多元且吸睛,可作為臺灣特色化產品開發之參考。然而臺灣的起司製作及乳清副產物回收利用技術及設備較為缺乏,有待進一步建立基礎才有機會大放異彩。

四、結論
  保久乳、煉乳及奶粉為臺灣較常見的加工技術,不但設備器材較為齊全,且可有效延長乳製品的保存期限。政府及業者可提前預估牛乳產量,並適當分配牛乳給這些加工技術,以避免產生剩餘乳。而起司技術由於其產品外觀、口感、風味的特殊性,近年開始受到消費者及業者關注,未來政府可嘗試建立相關基礎製程,並鼓勵業者開發特色化乳製品,以提升臺灣乳製品之多元化及特色價值。

五、參考文獻
林慶文。2002。百變乳品新口味。元氣齋出版社。
林慶文。2008。乳品加工學。華香園出版社。
Clemmer, M. 2020. UHT processed, aseptically packaged milk, and its consumer benefits. https://delishably. com/food-industry/UHT-processedaseptically-packaged-milk-and-itsconsumer-benefits
Fox, P. F., T. P. Guinee, T. M. Cogan, and P. L. H. McSweeney. 2017. Fundamentals of cheese science. 2nd edition. published by Springer Nature. New York. pp. 11-25.




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