乳及乳制品生产工艺基础知识.pdf

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1、-乳及乳制品生产工艺基础知识乳及乳制品生产工艺基础知识一、牛乳的基础知识一、牛乳的基础知识1、牛乳是乳牛分娩后，由乳腺分泌，为幼仔提供营养的液体；泌乳期：300 天。2、乳的主要成分：水：87%；乳脂肪：4%；乳蛋白质：3.5%；乳糖:4.7%；矿物质：0.8%；3、乳的微量成分：色素、酶类、维生素、磷脂、气体4、牛乳的感官指标：滋气味：特殊的香味、稍带甜味；随温度的高低而异；易吸味。色泽：不透明的乳白色或淡黄色-乳白色酪蛋白酸钙-磷酸钙胶粒和脂肪球对光不规则反射的结果-淡黄色脂溶性胡萝卜素和叶黄素5、组织状态：胶体分散体系；分散介质：水；分散质：乳糖、无机盐类、蛋白质、脂肪、气体等。6、乳的

2、分散体系真溶液-分子量小的溶质，可以形成真溶液，如：乳糖、矿物质。溶质颗粒大小在 1nm 左右。胶体溶液-主要以蛋白质为主，颗粒大小在 5-10nm 左右的溶质。在高速离心的作用下分离。悬浊液或乳浊液-以脂肪为主，颗粒大小在 0.1-10um 之间，可以通过静置、离心的方法进行分离。7、乳的成分水分脂肪：三酸甘油酯、甘油酸二酯、单酸甘油酯、脂肪脂质磷脂质：卵磷脂，脑磷脂，神经脂质脂溶性维生素：VA,VD, VE, VK,胡萝卜素牛乳胆固醇总乳固体蛋白质：酪蛋白，乳清蛋白，脂肪球膜蛋白，非蛋白态氮化合物糖类：乳糖，葡萄糖矿物质：主要含钙，磷，钾，氯；少量含钠，镁，硫，铁微量含锌，铝，铜，硅，碘非

3、脂乳固体色素：胡萝卜素，叶黄素水溶性维生素：VB1,VB2, VB6, VB12 ,VC,烟酸等酶：解脂酶，磷酸酶，过氧化氢酶等气体：二氧化碳，氮细胞：乳房内部表皮细胞，白血球等-7.1 水：乳是一种均匀稳定的悬浮状态和乳浊状态的胶体性溶液，其中水分是分散介质。因此，牛乳尤其适合用以哺乳幼畜，有促进消化吸收的功能。人们利用其特性，将牛乳作为滋补的食品。7.2 总乳固体：脂肪、蛋白质、乳糖、矿物质、维生素、酶7.2.1 乳脂肪：乳脂肪在乳与乳制品中具有营养价值、风味、物理性质和经济价值四个方面的重要作用。乳脂肪营养价值很高，含有 20 种以上脂肪酸，且含有相当数量的人体必需脂肪酸，一般动植油脂中

4、只含有 57 种脂肪酸，由于这些脂肪酸在室温下呈液态，易挥发，因此使乳脂肪具有特殊的香味和柔软的质体，从而使乳与乳制品具有特殊的风味。乳脂熔点低，易于消化吸收， 同时乳脂肪又是脂溶性维生素 A、D、E、K 的含有者及传递者。7.2.2 乳蛋白质：乳蛋白，又称乳清蛋白，乳清蛋白在常乳中含量低，而初乳中含量高，乳清蛋白与乳的免疫性有关，乳清蛋白具有抗原的作用，所以常常称为免疫蛋白，在生理上有重要意义。 乳清蛋白中的白蛋白、 球蛋白含有较多人体必需氨基酸， 在人体中易被消化吸收， 婴儿食用更为适宜，更可促使老人及病人恢复健康。故食品工业上将乳清喷雾干燥制成乳清蛋白粉，制造婴儿乳粉，或加入饮料中作为强

5、化食品。7.2.3 乳糖A.为哺乳动物从乳腺中分泌的一种特有的化合物， 动植物的组织中几乎不存在乳糖！ 牛乳中碳水化合物中 99.8%以上为乳糖。乳糖是一种双糖，甜度仅为蔗糖的 1/51/6，牛乳的甜味完全来自于乳糖；B.乳糖与实际有关的性质B1 还原性双糖，本身及分解产物与乳中蛋白质会发生美拉德反应，是乳制品褐变的主要原因。B2 乳糖被乳酸菌分解产生乳酸及葡萄糖，半乳糖多种酸乳制品制造的依据乳品加工中引起乳与乳制品变质的因素之一B3 人消化道内缺乏乳糖酶，因此乳糖不能完全消化吸收，发生腹泻症状乳糖不耐症B4 乳糖有促进人类脑及神经组织发育的功能，还可助长肠道中嗜酸杆菌的发育，抑制腐败菌的生长

6、7.2.4 矿物质（1）定义：牛乳中的无机物亦称矿物质，它是指除碳、氢、氧、氮以外的各种无机元素，还有一些微量的元素。（2）牛乳中矿物质含量随泌乳期、饲料及个体健康状况等种条件而有差异。（3）牛乳经乳酸菌发酵后，酸度升高，不溶性的无机盐成分逐渐变为可溶性（钙、镁、磷）。提-高机体的利用率。（4）牛乳中钙、镁与磷酸盐、 柠檬酸盐之间保持适当的平衡，是保持牛乳对热稳定性的必需条件。（5）矿物质分布:钠、钾、氯全部以真溶液状态存在于乳中；钙、镁、磷一部分呈溶液状态存在，一部分以悬浊状态分散在乳中， 还有一部分钙和磷与蛋白质结合存在。（6）矿物质微量元素：牛乳中铜、铁、锰等微量元素，数量虽少，但在机体

7、的生理过程和营养上具有重要作用。7.2.5 维生素A A 脂溶性维生素含量及功效：脂溶性维生素含量及功效：维生素种类维生素 A维生素 D维生素 E维生素 K含量mg/L日摄量mg生理功能0.20.0020.60.32120.011223防治夜盲症、防止上皮组织角化促进骨骼牙齿生长、防止佝偻病促进生育能力及肌肉发育促进血液中凝血酶蛋白生成， 抗贫血及黄疸症B B 水溶性维生素含量及功效：水溶性维生素含量及功效：维生素种类维生素 B1维生素 B2维生素 B3维生素 B12维生素 C泛酸维生素 PP含量 mg/L0.412.5130.0020.015282.84.50.54日摄量 mg122424未

8、定3010051520生理功能抗神经炎及防治脚气病防治口角干裂、抑制呼吸障碍抗神经衰弱及不眠症抗贫血及神经障碍抗坏血病及毛细血管破裂抗皮肤病抗神经性胃肠炎C 牛乳中的维生素： 牛乳中含有几乎所有已知的维生素（见表），特别是维生素B2 含量丰富，只有维生素 D 的含量不多，故在婴儿及老年人食品中应予强化D 发酵法生产的酸乳制品，由于微生物的生物合成，能使一些维生素含量提高，所以酸乳制品是一类维生素丰富的营养食品E 牛乳中维生素的热稳定不同，有的对热稳定，如 VA 、VD 等，有的热敏感性强， VC 等，因此在-加工中会遭受一定程度的破坏而损失7.2.6 酶A 乳中的酶来源：一是来自乳腺（即乳中固

9、有的）；二是来源于微生物的代谢产物；B 乳品生产中B1 还原酶：为微生物代谢产物之一。原料奶测定还原酶含量，可得知微生物的多少和污染程度。B2 脂酶：微生物的繁殖是解脂酶的主要来源，可使乳制品中脂肪分解而产生焦味，影响产品品质。80，20s 加热则完全钝化B3 磷酸酶：可以测定乳是否已经过巴氏杀菌或经超过 80的加热，杀菌是否彻底8、牛奶的营养价值：肌肉所需的蛋白质；骨骼所需的钙质；力气所需的热量；视力和皮肤所需的VA 和 VD；细胞功能所需的 VB；人体所需的微量元素：锌、硒、镁、碘等二、二、 乳制品种类乳制品种类1、按照储存方式可分为：低温奶、常温奶；2、按照杀菌工艺可分为：巴氏杀菌乳、超

10、高温灭菌乳3、公司现有产品种类：调制乳、含乳饮料、发酵乳、灭菌乳、乳味饮料、复合蛋白饮品4、乳的微生物：常见的微生物包括有细菌、酵母、霉菌等三大类。4.1 影响微生物生长的因素4.1.1 水：aw0.9,细菌生长受到抑制；革兰氏阳性菌抵抗力大于阴性菌；球菌大于杆菌；细菌孢子大于生长期的细胞4.1.2 温度：温度对细菌生长率的影响种类嗜热菌嗜温菌嗜冷菌低温菌最低4045515-55 -55最佳5575304512152530最高60903547152030-354.1.3 酸度：大部分细菌在 PH5 至 PH8 生长良好；致病菌不能在 PH 低于 4.5 的条件下生长。4.1.4 氧气A 需氧菌

11、：仅在有氧的环境中生长B 厌氧菌：仅在无氧的环境中生长C 兼性厌氧菌：在有氧和无氧的环境中均能生长4.1.5 营养：必需的元素：碳、氢、氧、氮、硫、磷、矿物质-4.2 细菌的繁殖:通过分裂，进行无性繁殖4.2.1 细菌繁殖率公式：N=N02 tgN=在 t 时间内的细菌数毫升；N0=在 0 时间内的细菌数；t=生长时间（小时）；g=生殖时间（小时）4.2.2 裂殖周期 ：一般 2030 分钟（条件适当）4.3 微生物生长周期（特定环境）4.4 牛乳中微生物的控制:环境、清洗、设备、冷却、贮存时间三、乳制品生产工艺基础知识三、乳制品生产工艺基础知识【1 1】巴氏杀菌和超高灭菌工艺流程原料奶 收集

12、贮存 净乳 标准化 配料预热 均质 杀菌 保温 冷却灌装 包装 入库 超高温灭菌冷却灌装 包装 入库2、工艺要点2.1 原料乳收集贮存：牛乳被挤出后，马上冷却到4以下，并在此温度下进行保存，如果冷却环节中断，牛乳中的微生物将开始繁殖，并产生酶类，使牛乳的质量下降。乳品厂在收购牛乳时应进行常规检验，检验项目包括：感官评定、理化指标检验（脂肪、蛋白质、-总乳固体、比重等），微生物指标检验(酒精试验、美兰试验等)，对于不合格的奶应不予收购。乳品厂家原料乳收购后，通常用板式冷却器冷却到4以下，储存到储奶罐中，牛乳在储奶罐中适当进行搅拌，使乳温度一致，避免脂肪上浮。2.2 净乳：使用净乳机，净乳机的工作

13、原理为离心分离，牛乳进入离心机后，在离心机的作用下，牛乳中的高密度的固体杂质被迅速地向分离机外周抛出， 进入净乳机沉渣室， 当沉积一定的淤渣后，开放排渣口排除沉渣。净乳可清除乳中的机械杂质，如饲料碎屑、红血球、白血球、牛体细胞碎片、细菌团块等。净乳工艺可保证产品的杂质度在标准范围内，保证乳品质量。2.3 标准化：标准化的目的是为了确定产品的脂肪、蛋白质、总乳固体的含量，保证达到企业标准，以满足不同消费者的需求。原料乳受季节饲料等影响，脂肪、蛋白质等含量变化较大，标准化可使产品质量保持稳定。2.4 均质定义：指对脂肪球进行机械处理，使它们变成较小的脂肪球均匀一致的分散在牛乳中。目的：使乳中的脂肪

14、球细微化，减缓脂肪球上浮，改善产品的粘度；a 使脂肪分布均匀，没有乳脂层、b 更白、c 降低氧化的敏感性、d 口感、风味更一致一级均质：打碎脂肪球；二级均质：A、为一级提供一个稳定的、 可控制的背压，给均质提供一个最好的条件；B、打散均质之后形成的脂肪球簇；均质的原理：挤压、切割、空穴-牛乳以高速通过均质头中的窄缝，对脂肪球产生巨大的剪切力，使脂肪球变形、伸长和粉碎， 原料奶在 26MPa 压力下均质，脂肪球直径从 2.86 微米降到 0.27 微米均质后，脂肪球的上浮速度明显下降，不易形成稀奶油层，均质后除脂肪均匀分布外， 其他如维生素 A 和维生素 D 也呈均匀分布， 促进了乳脂肪在人体内

15、的吸收和同化作用， 且均质后可降低脂肪的氧化作用3、巴氏杀菌3.1 概念：能有效破坏结核杆菌(TB),但对牛乳的物理和化学性质无明显影响的任何一种牛乳热处理方法; 杀菌条件：85+5OC 保持 15s；3.1.1 有效杀死牛乳中的致病菌和有害菌，以保证食品的安全卫生；3.1.2 钝化酶类；-3.1.3 延长牛乳的保存时间；巴氏杀菌器闪蒸器平衡槽冷却段保温管加热段预热段均质机3.2 板式热交换器： 优点：a 传热系数大；b 占地面积小；c 节能；d 随意组合；4、UHT 流程预热（60-70 ）脱气均质蛋白稳定（90-105、120s）UHT冷却热交换加热：间接加热、逆流。UHT 工艺分解-5、

16、无菌灌装：无菌环境的建立、无菌环境的维持、包材灭菌5.1 利乐包材介绍：PE 膜、印刷层、纸层、PE 膜、铝箔、HPE、PE【2】发酵奶生产工艺原奶验收预热配料、标准化均质杀菌冷却接种发酵冷却灌装检验出厂1、工艺要点（1）原料奶的要求使用符合质量要求的新鲜乳、脱脂乳或再制乳为原料。抗菌物质检查应为阴性，因为乳酸菌对抗生素极为敏感，乳中微量的抗生素都会使乳酸菌不能生长繁殖（2）配料：为提高干物质含量，可添加脱脂乳粉进行标准化。根据国家标准，酸乳中全乳固体含量就为 11.5%在右。蔗糖加入量为小于 10%。有试验表明适当的蔗糖对菌株产酸是有益的，但浓度过量，不仅控制了乳酸菌产酸，而且提高生产成本。

17、（3）均质原料配合后，进行均质处理。均质前预热至 65均质压力为 1820Mpa。均质处理可使原料充分混匀，粒子变小，有利于提高酸乳的稳定性和稠度，并使酸乳质地细腻，口感良好（4）杀菌及冷却均质后的物料以 95进行 300S 杀菌，其目的是杀死病原菌及其他微生物；使乳中酶的活力钝化和抑菌物质失活；使乳清蛋白热变情，改善牛乳作为乳酸菌生长培养基的性能；改善酸乳的稠度。杀菌后的物料应迅速冷却到 42左右，加入发酵剂后以利于菌的生长。（5）加发酵剂将活化后的混合生产发酵剂充分搅拌，根据活力，以适量比例加入。一般加入量为 3%5%，加入的发酵剂不应有大凝块，以免影响成品质量。制作酸乳常用的发酵剂为保加

18、利亚乳杆菌和嗜热链球菌的混合菌种，其比例通常为 1：1。也可用保加利亚乳直菌与乳酸链球菌搭配，研究证明，以前者是搭配效果较好。此外由于菌种生产单位不同，其杆菌与球菌的活力也不同， 在-使用时其配比应灵活掌握。（6）发酵发酵时间随菌种而异。用保加利亚杆菌和嗜热链球菌的混合发酵剂时，温度保持在4144，培养时间 48h（3%5%的接种量）。一般发酵终点可依据如下条件来判断：滴定酸度达到 70T 以上；pH 值低于 4.6；表面有少量水痕。发酵应注意避免震动， 否则会影响其组织状态；发酵温度应恒定，避免忽高忽低；掌握好发酵时间，防止酸度不够或过度以及乳清析出。（7）冷却与后熟发酵好的酸乳，应立即 2025，迅速抑制乳酸菌的生长，以免继续发酵而造成酸度过高。在冷藏期，酸度仍会有所上升，同时风味成分双乙酰含量会增加。试验表明冷却 24h，双乙酰含量达到最高，超过又会减少。因此，发酵后须在4左右贮藏 24h 再出售，通常把该贮藏过程称为后成熟，一般最大冷藏期为一个星期。-