畜产品工艺学.ppt
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1、仲恺农业工程学院仲恺农业工程学院 畜产品加工学畜产品加工学畜产品工艺学 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望仲恺农业工程学院仲恺农业工程学院 畜产品加工学畜产品加工学仲恺农业工程学院仲恺农业工程学院 畜产品加工学畜产品加工学第一节第一节 巴氏杀菌乳的生产巴氏杀菌乳的生产v一、概述一、概述 1、概念:、概念:巴氏杀菌乳又称市乳,市乳,它是以合格的新鲜牛乳为原料,经离心净乳、标准化、均质、巴氏杀菌、冷却和灌装,直接供给消费者饮用的商品乳。国际乳品联合会(ID
2、F)(SDT,1983:P.99)将巴氏杀菌定义为:适合于一种制品的加工过程,目的是通过热处理尽可能地将来自于牛乳中的病原性微生物的危害降至最低,同时保证制品中化学、物理和感官的变化最小。仲恺农业工程学院仲恺农业工程学院 畜产品加工学畜产品加工学2、种类:、种类:因脂肪含量不同,可分为全脂乳、高脂乳、低脂乳、脱脂乳和稀奶油;就风味而言,可分为草莓、巧克力、果汁等风味产品。3、基本指标要求:、基本指标要求:主要目的是减少微生物和可能出现在原料乳中的致病菌。不可能杀死所有的致病菌,它只可能将致病菌的数量降低到一定的、对消费者不会造成危害的水平。巴氏杀菌后,应及时冷却、包装,一定要立立即即进行磷酸酶
3、试验,且呈阴性。仲恺农业工程学院仲恺农业工程学院 畜产品加工学畜产品加工学二、巴氏杀菌乳的生产二、巴氏杀菌乳的生产(一)巴氏杀菌乳的生产工艺(一)巴氏杀菌乳的生产工艺原料乳的验收原料乳的验收 缓冲缸缓冲缸 净乳净乳 标准化标准化 均质均质 巴氏杀菌巴氏杀菌 灌装灌装 冷藏冷藏仲恺农业工程学院仲恺农业工程学院 畜产品加工学畜产品加工学图5-2 巴氏杀菌乳生产线示意图1平衡槽 2进料泵 3流量控制器 4板式换热器 5分离机 6稳压阀 7流量传感器 8密度传感器 9调节阀 10截止阀 11检查阀 12均质机 13增压泵 14保温管 15转向阀 16控制盘仲恺农业工程学院仲恺农业工程学院 畜产品加工学
4、畜产品加工学原料乳先通过平衡槽1,然后经泵2送至板式热交换器 4,预热后,通过流量控制器3至分离机5,以生产脱脂乳和稀奶油。其中稀奶油的脂肪含量可通过流量传感器7、密度传感器8和调节阀9确定和保持稳定,而且为了在保证均质效果的条件下节省投资和能源,仅使稀奶油通过一个较小的均质机。实际上该图中稀奶油的去向有两个分支,一是通过阀10、11与均质机12相联,以确保巴氏杀菌乳的脂肪含量;二是多余的稀奶油进入稀奶油处理线。此外,进入均质机的稀奶油的脂肪含量不能高于10%,所以一方面要精确地计算均质机的工作能力,另一方面应使脱脂乳混入稀奶油进入均质机,并保证其流速稳定。仲恺农业工程学院仲恺农业工程学院 畜
5、产品加工学畜产品加工学随后均质的稀奶油与多余的脱脂乳混合,使物料的脂肪含量稳定在3%,并送至巴氏杀菌机4和保温管14进行杀菌。然后通过回流阀15和动力泵13使杀菌后的巴氏杀菌乳在杀菌机内保证正压。这样就可避免由于杀菌机的渗漏,导致冷却介质或未杀菌的物料污染杀菌后的巴氏杀菌乳。当杀菌温度低于设定值时,温感器将指示回流阀15,使物料回到平衡槽。巴氏杀菌后,杀菌乳继续通过杀菌机热交换段与流入的未经处理的乳进行热交换,而本身被降温,然后继续冷却段,用冷水和冰水冷却,冷却后先通过缓冲罐,再进行灌装。仲恺农业工程学院仲恺农业工程学院 畜产品加工学畜产品加工学v(二)巴氏杀菌乳生产工艺要点(二)巴氏杀菌乳生
6、产工艺要点 1、原料乳要求、原料乳要求(如前所述如前所述)感官指标:感官指标:包括牛乳的滋味、气味、清洁 度、色泽、组织状态等;理化指标:理化指标:包括酸度(酒精试验和滴定酸度)、相对密度、含脂率、冰点、抗菌素残留量等,其中前三项为必检项目,后两项可定期进行检验;微生物指标:微生物指标:主要是细菌总数,其它还包括嗜冷菌数、芽孢数、耐热芽孢数及体细胞数等。仲恺农业工程学院仲恺农业工程学院 畜产品加工学畜产品加工学 表表5-2 欧共体液态乳制品细菌总数的标准项目平板计数细菌总数/cfu.ml-1原料乳 100,000原料乳在乳品厂贮存 超过36h 200,000巴氏杀菌乳 30,000巴氏杀菌乳在
7、8下培养5d后 100,000超高温和保温灭菌乳在30下培养15d后 10仲恺农业工程学院仲恺农业工程学院 畜产品加工学畜产品加工学 表表5-3 巴氏杀菌乳感官特性巴氏杀菌乳感官特性项目感官特性色泽呈均匀一致的乳白色或微黄色滋味和气味具有乳固有的滋味和气味,无异味组织状态均匀的液体,无沉淀,无凝块,无粘稠现象表5-4 巴氏杀菌乳的理化指标巴氏杀菌乳的理化指标项目全脂巴氏杀菌奶部分脱脂巴氏杀菌奶脱脂巴氏杀菌奶脂肪量/3.11.02.00.5蛋白质量/%2.92.92.9非脂乳固体量/%8.18.18.1酸度/。T18.018.018.0杂质度/(mg/kg)222仲恺农业工程学院仲恺农业工程学院
8、 畜产品加工学畜产品加工学 表5-5 巴氏杀菌乳的卫生指标巴氏杀菌乳的卫生指标项 目全脂巴氏乳部分脱脂巴氏乳脱脂巴氏杀菌乳硝酸盐(以NaNO3计),mg/11.00.20.530,00090不得检出亚硝酸盐(以NaNO2计),mg/黄曲霉毒素M1,g/菌落总数,cfu/ml大肠菌群,MPN/100ml致病菌(指肠道致病菌和致病性球菌)仲恺农业工程学院仲恺农业工程学院 畜产品加工学畜产品加工学另一个衡量原料乳质量的指标就是牛乳中体牛乳中体细胞的含量细胞的含量。1994年欧共体修订的原料乳标准中规定原料乳中体细胞含量不得高于不得高于400000个个/ml。仲恺农业工程学院仲恺农业工程学院 畜产品加
9、工学畜产品加工学v2、原料乳的预处理(净乳、冷却、贮存、标准化、均质。)在前面章节已、原料乳的预处理(净乳、冷却、贮存、标准化、均质。)在前面章节已述述 复习或提问有关内容:净乳、冷却、贮存、标准化、均质v3、杀菌、杀菌 巴氏杀菌乳一般采用巴士杀菌法,方法在第三章以讲述过(如表5-7所示):表5-7 生产巴氏杀菌乳的主要热处理分类生产巴氏杀菌乳的主要热处理分类工艺名称温度()时 间方式初次杀菌636515s低温长时间巴氏杀菌(LTLT)62.865.630min间歇式高温短时间巴氏杀菌(HTST)72751520s连续式超巴氏杀菌12513824s仲恺农业工程学院仲恺农业工程学院 畜产品加工学
10、畜产品加工学v4、杀菌后的冷却、杀菌后的冷却 杀菌后的牛乳应尽快冷却至4,冷却速度越快越好。其原因是牛乳中的磷酸酶对热敏感,不耐热,易钝化(63/20min即可钝化)。但同时牛乳中含有不耐高温的抑制因子和活化因子,抑制因子在60/30min或72/15s的杀菌条件下不被破坏,所以能抑制磷酸酶恢复活力,而在82130加热时抑制因子被破坏;活化因子在82130加热时能存活,因而能激活已钝化的磷酸酶。所以巴氏杀菌乳在杀菌灌装后应立即置4下冷藏。仲恺农业工程学院仲恺农业工程学院 畜产品加工学畜产品加工学v5、灌装、灌装 冷却后要立即灌装。灌装的目的是便于保存、分送和销售。1)包装材料包装材料 包装材料
11、应具有以下特性:能保证产品的质量和营养价值;能保证产品的卫生及清洁,对内容物无任何污染;避光、密封,有一定的抗压强度;便于运输;便于携带和开启;减少食品腐败;有一定的装饰作用。2)包装形式包装形式 巴氏杀菌乳的包装形式主要有玻璃瓶、聚乙烯塑料瓶、塑料袋、复合塑纸袋和纸盒等。3)危害关键控制)危害关键控制 在巴氏杀菌乳的包装过程中,要注意:要注意:避免二次污染,包括包装环境、包装材料及包装设备的污染;避免灌装时产品的升温;包装设备和包装材料的要求高。仲恺农业工程学院仲恺农业工程学院 畜产品加工学畜产品加工学v温度、避光;避免产品强烈震荡;远离具有强烈气味的物品。6、贮存、分销 必须保持冷链的连续
12、性,尤其是出厂转运过程和产品的货架贮存过程是冷链的两个最薄弱环节。应注意:仲恺农业工程学院仲恺农业工程学院 畜产品加工学畜产品加工学v三、较长保质期奶(三、较长保质期奶(ESL奶)的生奶)的生产产 1、概念、概念 较长保质期奶,即国外“ESL”乳(Extended shelf life)。含义是延长(巴氏杀菌)产品的保质期,采用比巴氏杀菌更高的杀菌温度(即超巴氏杀菌),并且尽最大的可能避免产品在加工、包装和分销过程的再污染。保质期有710d、30d、40d,甚至更长。仲恺农业工程学院仲恺农业工程学院 畜产品加工学畜产品加工学v2、特点、特点 需要较高的生产卫生条件和优良的冷链分销系统。(一般冷
13、链温度越低,产品保质期越长,但最高不得超过7。)典型的超巴氏杀菌条件为125130,24s。但无论超巴氏杀菌强度有多高,生产的卫生条件有多好,“较长保质期”奶本质上仍然是巴氏杀菌奶,与与超高温灭菌乳有根本的区别。首先,超巴氏杀菌产品并非无菌灌装;其次,超巴氏杀菌产品不能在常温下贮存和分销;第三,超巴氏杀菌产品不是商业无菌产品。仲恺农业工程学院仲恺农业工程学院 畜产品加工学畜产品加工学v3、生产方法:、生产方法:方法有以下两种:1)板式热交换器法)板式热交换器法 基于间接加热,这其中包含不同温度与时间的组合,温度一般为115130,如果在120左右,该产品只需经受1s或更短的快速处理。近年来AP
14、V和ELOPAK公司联合成功开发了Pure-Lac系统,该系统不仅有热处理,同时也包括生产中的每一关键步骤原材料、生产加工、包装和贮存。该工艺是一种基于蒸汽注入工艺,它精确变化时间、温度之间的关系,可控制在0.2s之内。这在达到延长保存期目的的同时,也最低程度地减少了热处理对牛乳的破坏。牛乳通过在注入室内自由降落时直接与蒸汽接触完成加热处理,避免了与“硬件”接触导致产生不良风味的可能性。仲恺农业工程学院仲恺农业工程学院 畜产品加工学畜产品加工学2)浓缩和杀菌相结合的方法)浓缩和杀菌相结合的方法 把牛乳中的微生物浓缩到一小部分,这部分富集微生物的乳再受较高的热处理,杀死可形成内生孢子的微生物如蜡
15、状芽孢杆菌,之后再在常规杀菌之前,将其与其余的乳混匀,之后一并再进行巴氏杀菌,钝化其余部分带入的微生物,该工艺包括采用重力或离心分离超滤和微滤,目前已有商业应用。利乐公司的Alfa-Laval Bactocatch设备,将离心与微滤结合,其工艺流程如图5-6。仲恺农业工程学院仲恺农业工程学院 畜产品加工学畜产品加工学全脂乳全脂乳离心分离器离心分离器稀奶油稀奶油脱脂乳脱脂乳加热加热115115。C C120120。C 3sC 3s微滤微滤混合混合均质均质这种设备通过在达到同样的微生物处理效果的同时,由于只是部分乳经受较高温度处理,其余乳(主体)仍维持在巴氏杀菌的水平,这样得到的产品口感、营养都更
16、加完美,保质期又可适当地延长。仲恺农业工程学院仲恺农业工程学院 畜产品加工学畜产品加工学第二节第二节 超高温灭菌乳和瓶装灭菌乳的生产超高温灭菌乳和瓶装灭菌乳的生产v一、概述一、概述 1、灭菌乳概念、灭菌乳概念 灭菌乳即是对这一产品进行足够强度的热处理,使产品中所有的微生物和耐热酶类失去活性。灭菌乳具有优异的保存质量并可以在室温下长时间贮存。20世纪初,商业灭菌乳在欧洲广为普遍。仲恺农业工程学院仲恺农业工程学院 畜产品加工学畜产品加工学v2、灭菌乳生产有两种方法:、灭菌乳生产有两种方法:灌装后灭菌,称瓶装灭菌,产品称瓶装灭菌乳;超高温瞬间灭菌(Ultra High Temperature,UHT
17、)处理。瓶装灭菌概念:瓶装灭菌概念:是将牛乳装到瓶子中,再进行灭菌处理的牛乳。产品和包装(罐)一起被加热到约116,保持20min,可环境温度下贮存。UHT(超高温瞬间灭菌)的概念(超高温瞬间灭菌)的概念:物料在连续流动的状态下,经135150不少于1s的超高温瞬时灭菌(以完全破坏其中可以生长的微生物和芽孢),然后在无菌状态下包装,包装保护产品不接触光线和空气中的氧,可在环境温度下贮存。以最大限度地减少产品在物理、化学及感官上的变化,这样生产出来的产品称为UHT产品。UHT产品应能在非冷藏条件下分销。超高温灭菌的出现,大大改善了灭菌乳的特性,不仅使产品的色泽和风味得到改善,而且提高了产品的营养
18、价值。仲恺农业工程学院仲恺农业工程学院 畜产品加工学畜产品加工学v3、灭菌乳的基本要求、灭菌乳的基本要求 即加工后产品的特性应尽量与其最初即加工后产品的特性应尽量与其最初状态接近;贮存过程中产品质量应与状态接近;贮存过程中产品质量应与加工后产品的质量保持一致。加工后产品的质量保持一致。仲恺农业工程学院仲恺农业工程学院 畜产品加工学畜产品加工学v二、超高温灭菌的方法二、超高温灭菌的方法 超高温灭菌加工系统的各种类型如表5-8。这些加工系统所用的加热介质加热介质为蒸汽或热水。为蒸汽或热水。从经济角度考虑,蒸汽或热水是通过天然气、油或煤加热获得的,只在极少数情况下使用电加热锅炉。因电加热的热效率仅为
19、30%,而采取其它形式加热,锅炉的热转化率为70%80%。表5-8 各种类型的超高温加热系统各种类型的超高温加热系统蒸汽或热水加热间接加热板式加热管式加热(中心管式和壳管式)刮板式加热 直接蒸汽加热直接喷射式(蒸汽喷入牛乳)直接混注式(牛乳喷入蒸汽)仲恺农业工程学院仲恺农业工程学院 畜产品加工学畜产品加工学v三、超高温灭菌乳的加工工艺三、超高温灭菌乳的加工工艺(一)超高温灭菌乳加工的基本工艺流程(一)超高温灭菌乳加工的基本工艺流程 原料乳原料乳 验收及预处理验收及预处理 超高温灭菌超高温灭菌 无菌平衡贮槽无菌平衡贮槽 无菌灌装无菌灌装 灭菌乳灭菌乳 下面以管式超高温方法为例介绍下面以管式超高温
20、方法为例介绍UHT乳的典型加工工艺:乳的典型加工工艺:仲恺农业工程学院仲恺农业工程学院 畜产品加工学畜产品加工学图图5-8 管式热交换器为基础的间接管式热交换器为基础的间接UHT系统系统1平衡槽 2供料泵 3管式热交换器 3a预热段 3b中间冷却段 3c加热段 3d热回收冷却段 3e启动冷却段 4非无菌均质机 5保持管 6蒸汽喷射类 7无菌缸 8无菌灌装仲恺农业工程学院仲恺农业工程学院 畜产品加工学畜产品加工学vUHT灭菌乳的温度变化大致如下:灭菌乳的温度变化大致如下:原料乳经巴氏杀菌后4预热至75均质75加热至137保温137盐水冷却至6(无菌贮罐6)无菌包装6 可以看出,在此灭菌过程中,牛
21、乳不与加热或冷却介质直接接触,可以保证产品不受外界污染;另外,热回收操作可节省大量能量。经过超高温灭菌及冷却后的灭菌乳,应立即进行无菌包装。而无菌灌装系统是生产UHT产品所不可缺少的。仲恺农业工程学院仲恺农业工程学院 畜产品加工学畜产品加工学v无菌包装必须符合以下要求:无菌包装必须符合以下要求:包装容器和封合方法必须适合无菌灌装,并且封合后的容器在贮存和分销期间必须能阻挡微生物透过,同时包装容器应能阻止产品发生化学变化;容器和产品接触的表面在灌装前必须经过灭菌,灭菌效果与灭菌前容器表面的污染程度有关;灌装过程中,产品不能受到来自任何设备表面或周围环境等的污染;若采用盖子封合,封合前必须及时灭菌
22、;封合必须在无菌区域内进行,以防止微生物污染。仲恺农业工程学院仲恺农业工程学院 畜产品加工学畜产品加工学(二)关键操作(二)关键操作 1.设备灭菌设备灭菌无菌状态无菌状态 在投料之前,先用水代替物料进入热交换器。热水直接进入均质机、加热段、保温段、冷却段,在此过程中保持全程超高温状态,继续输送至包装机,从包装机返回,流回平衡槽。如此循环保持回水温度不低于130,时间30min左右。杀菌完毕后,放空灭菌水,进入物料,开启冷却阀,投入正常生产流程。2.生产过程生产过程保持无菌状态保持无菌状态 整个生产过程包括灌装要控制在密封的无菌状态下,乳从灭菌器输送至包装机包装机的管道上应装有无菌取样器,当一切
23、生产条件正常时可定时取样检测乳中是否无菌。仲恺农业工程学院仲恺农业工程学院 畜产品加工学畜产品加工学v3.水灭菌水灭菌保证乳无菌保证乳无菌 在生产中,由控制盘控制盘严密监视灭菌温度。当温度低于设定值时,立即启动分流阀,牛乳返回进料槽,将其放空并用水顶替,重新进行设备灭菌及重新安排生产操作。这样可保证送往包装机的牛乳是经冷却的无菌牛乳。v4.中间清洗及最后清洗中间清洗及最后清洗 大规模连续生产中,一定时间后,传热面上可能产生薄层沉淀,影响传热的正常进行。这时,可在无菌条件下进行30min的中间清洗,然后继续生产,中间不用停车,生产完毕后用清洗液进行循环流动清洗。中间清洗及最后清洗操作均由控制盘内
24、的程序板控制,按程序执行CIP操作。仲恺农业工程学院仲恺农业工程学院 畜产品加工学畜产品加工学四、瓶装灭菌乳加工四、瓶装灭菌乳加工(一)瓶装灭菌乳生产工艺流程(一)瓶装灭菌乳生产工艺流程原料乳原料乳 净化净化 标准化标准化 预热预热 均质均质 瓶装瓶装 封口封口 杀菌杀菌 冷却冷却 贮存贮存一一段段灭灭菌菌二二段段灭灭菌菌连连续续灭灭菌菌图5-9 瓶装灭菌乳生产工艺流程仲恺农业工程学院仲恺农业工程学院 畜产品加工学畜产品加工学v(二)对原料乳的要求(二)对原料乳的要求 1.对原料乳理化特性的要求对原料乳理化特性的要求 (1)蛋白的热稳定性蛋白的热稳定性 用于瓶装灭菌处理的牛乳必须是高质量的,特
25、别是乳蛋白的热稳定性相当重要。可通过75%的酒精试验测定乳蛋白的热稳定性。(2)异常乳异常乳 在此主要是指乳房炎乳。其可导致牛乳细菌含量高,还产生大量的蛋白酶,其中有些是相当耐热的,可存活于灭菌乳中,影响产品的品质,使产品在贮存期内变质、形成凝块等。仲恺农业工程学院仲恺农业工程学院 畜产品加工学畜产品加工学v2、原料乳中微生物的种类及含量的要求、原料乳中微生物的种类及含量的要求 影响至关重要。首先从灭菌效率考虑是芽孢的含量;其次从酶解反应考虑是细菌总数,尤其是嗜冷菌含量。我国许多工厂采用细菌总数小于10万/ml,嗜冷菌小于等于1000个/ml的牛乳为原料。(1)芽孢数芽孢数 芽孢主要分为嗜中温
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