第六章乳制品加工技术PPT讲稿.ppt
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1、第六章乳制品加工技术第1页,共179页,编辑于2022年,星期三原料乳接收原料乳接收巴氏杀菌,离巴氏杀菌,离心分离,标准心分离,标准化等化等全脂包装乳全脂包装乳Whole milk稀奶油稀奶油cream黄油黄油butter稀奶油稀奶油cream奶粉奶粉Milk powder炼乳炼乳Condensed milk脱脂乳脱脂乳 skim milk乳制品工艺及产品分类关系乳制品工艺及产品分类关系第2页,共179页,编辑于2022年,星期三主要奶源动物奶牛:黑白花乳牛,也简称荷斯坦牛,一般年平均奶牛:黑白花乳牛,也简称荷斯坦牛,一般年平均产乳量为产乳量为6 5007 500kg,乳脂率为,乳脂率为3.6
2、3.7。水牛水牛奶用山羊奶用山羊第3页,共179页,编辑于2022年,星期三第二节第二节 乳的化学成分和性质乳的化学成分和性质第4页,共179页,编辑于2022年,星期三一、乳的概念及组成一、乳的概念及组成乳是哺乳动物分娩后由乳腺分泌的一种白色或微黄色的乳是哺乳动物分娩后由乳腺分泌的一种白色或微黄色的不透明液体。乳的成分十分复杂,其中至少含有上百种不透明液体。乳的成分十分复杂,其中至少含有上百种化学成分,主要包括水分、脂肪、蛋白质、乳糖、盐类化学成分,主要包括水分、脂肪、蛋白质、乳糖、盐类以及维生素、酶类、气体等。以及维生素、酶类、气体等。第5页,共179页,编辑于2022年,星期三续前续前将
3、将乳乳干干燥燥到到恒恒重重时时所所得得到到的的残残渣渣叫叫乳乳的的干干物物质质。牛牛的的常常乳乳中中干干物物质质含含量量为为11%13%,除除干干燥燥时时水水和和随随水水蒸蒸气气挥发的物质以外,干物质中含有乳的全部成分。挥发的物质以外,干物质中含有乳的全部成分。乳乳中中干干物物质质的的含含量量随随乳乳成成分分的的百百分分含含量量而而变变,尤尤其其是是乳乳脂脂肪肪在在乳乳中中的的变变化化比比较较大大,因因此此在在实实际际工工作作中中常用常用无脂干物质无脂干物质作为指标。作为指标。第6页,共179页,编辑于2022年,星期三续前续前干干物物质质实实际际上上表表明明乳乳的的营营养养价价值值,在在生生
4、产产中中计计算算制制品品的的生生产产率率时时,都都需需要要用用到到干干物物质质(或或无无脂脂干干物物质质)。弗弗莱莱希希曼曼(Fleschmann)将将乳乳的的比比重重、含含脂脂率率和和干干物物质质含含量量之之间间建建立立起起关关系系。由由此此计计算算出出干干物物质质和和无无脂脂干干物物质的含量,质的含量,第7页,共179页,编辑于2022年,星期三下面是一个比较简单的计算公式:下面是一个比较简单的计算公式:T=O.25L+1.2FK式中:式中:T-干物质干物质%F-脂肪脂肪%L-牛乳比重计读数牛乳比重计读数 K-系数(根据各地情况试验求得,中国轻工业部系数(根据各地情况试验求得,中国轻工业部
5、标准规定为标准规定为0.14)第8页,共179页,编辑于2022年,星期三 二、乳的化学成分及其性质二、乳的化学成分及其性质(一)乳蛋白质(一)乳蛋白质(Milk Protein)牛牛乳乳的的含含氮氮化化合合物物中中95%为为乳乳蛋蛋白白质质,含含量量为为3.0%3.5%,可分为,可分为酪蛋白、乳清蛋白、脂肪球膜蛋白质酪蛋白、乳清蛋白、脂肪球膜蛋白质。乳乳清清蛋蛋白白质质中中有有对对热热不不稳稳定定的的各各种种乳乳白白蛋蛋白白和和乳乳球球蛋蛋白,及对热稳定的白,及对热稳定的月示月示及胨。及胨。第9页,共179页,编辑于2022年,星期三除了乳蛋白质外,还有约除了乳蛋白质外,还有约5%非蛋白态含
6、氮化合物,如氨、非蛋白态含氮化合物,如氨、游离氨基酸、尿素、尿酸、肌酸及嘌呤碱等。这些物质游离氨基酸、尿素、尿酸、肌酸及嘌呤碱等。这些物质基本上是机体蛋白质代谢的产物,通过乳腺细胞进入乳基本上是机体蛋白质代谢的产物,通过乳腺细胞进入乳中。另外还有少量维生素态氮。中。另外还有少量维生素态氮。第10页,共179页,编辑于2022年,星期三1.酪蛋白酪蛋白(Casein)在温度在温度20时调节脱脂乳的时调节脱脂乳的pH值至值至4.6时沉淀的一类蛋时沉淀的一类蛋白质称为酪蛋白,占乳蛋白总量的白质称为酪蛋白,占乳蛋白总量的80%82%。酪蛋白不是单一的蛋白质,而是由酪蛋白不是单一的蛋白质,而是由s,和和
7、酪蛋白组酪蛋白组成,是典型的磷蛋白。成,是典型的磷蛋白。四种酪蛋白的区别就在于它们含四种酪蛋白的区别就在于它们含磷量的多少磷量的多少。-酪蛋白含磷多,故又称磷蛋白。含磷量对皱胃酶的酪蛋白含磷多,故又称磷蛋白。含磷量对皱胃酶的凝乳作用影响很大。凝乳作用影响很大。第11页,共179页,编辑于2022年,星期三-酪蛋白含磷量极少,因此,酪蛋白含磷量极少,因此,-酪蛋白几乎不能被皱酪蛋白几乎不能被皱胃酶凝固。胃酶凝固。在制造干酪时,有些乳常发生软凝块或不凝固现象,就是在制造干酪时,有些乳常发生软凝块或不凝固现象,就是由于蛋白质中含磷量过少的缘故。由于蛋白质中含磷量过少的缘故。酪蛋白虽是一种两性电解质,
8、但其分子中含有的酸性酪蛋白虽是一种两性电解质,但其分子中含有的酸性氨基酸远多于碱性氨基酸,因此具有明显的酸性。氨基酸远多于碱性氨基酸,因此具有明显的酸性。第12页,共179页,编辑于2022年,星期三(1)酪蛋白的存在形式酪蛋白的存在形式乳中的酪蛋白与钙结合生成酪蛋白酸钙,再与胶体状的乳中的酪蛋白与钙结合生成酪蛋白酸钙,再与胶体状的磷酸钙结合形成酪蛋白酸钙磷酸钙结合形成酪蛋白酸钙-磷酸钙复合体以胶体悬浮磷酸钙复合体以胶体悬浮液的状态存在于牛乳中。液的状态存在于牛乳中。第13页,共179页,编辑于2022年,星期三酪酪蛋蛋白白酸酸钙钙-磷磷酸酸钙钙复复合合体体的的胶胶粒粒大大体体上上呈呈球球形形
9、,胶胶体体内内部部由由-酪酪蛋蛋白白的的丝丝构构成成网网状状结结构构,在在其其上上附附着着s酪酪蛋蛋白白,外外面面覆覆盖盖有有酪酪蛋蛋白白,并并结结合合有有胶胶体体状状的的磷磷酸酸钙钙,见图。见图。第14页,共179页,编辑于2022年,星期三 亚胶束 伸出链 磷酸钙磷酸根-酪蛋白第15页,共179页,编辑于2022年,星期三s而且还具有抑制而且还具有抑制s酪蛋白和酪蛋白和酪蛋白在钙离子作用下的酪蛋白在钙离子作用下的沉淀作用。沉淀作用。酪蛋白覆盖层对胶体起保护作用,使牛乳中的酪蛋白酪蛋白覆盖层对胶体起保护作用,使牛乳中的酪蛋白酸钙酸钙-磷酸钙复合体胶粒能保持相对稳定的胶体悬浮磷酸钙复合体胶粒能
10、保持相对稳定的胶体悬浮状态。状态。第16页,共179页,编辑于2022年,星期三(2)酪蛋白的性质酪蛋白的性质酪蛋白的酸沉淀酪蛋白的酸沉淀 酪酪蛋蛋白白胶胶粒粒对对pH值值的的变变化化很很敏敏感感。当当脱脱脂脂乳乳的的pH值值降降低低时时,酪酪蛋蛋白白胶胶粒粒中中的的钙钙与与磷磷酸酸盐盐就就逐逐渐渐游游离离出出来来。当当pH值值达达到到酪酪蛋蛋白白的的等等电电点点4.6时时,就就会会形形成成酪酪蛋蛋白沉淀。酪蛋白的酸凝固过程以盐酸为例表示如下:白沉淀。酪蛋白的酸凝固过程以盐酸为例表示如下:酪蛋白酸钙酪蛋白酸钙Ca3(PO4)22HCl酪蛋白酪蛋白2CaHPO4CaCl2第17页,共179页,编
11、辑于2022年,星期三由由于于加加酸酸程程度度不不同同,酪酪蛋蛋白白酸酸钙钙复复合合体体中中钙钙被被酸酸取取代代的的情情况况 也也 有有 差差 异异。实实 际际 上上 乳乳 中中 酪酪 蛋蛋 白白 在在pH5.25.3时时Ca3(PO4)2先先行行分分离离就就发发生生沉沉淀淀,这这种种酪酪蛋蛋白白沉沉淀淀中中含含有有钙钙;继继续续加加酸酸而而使使pH值值达达到到4.6时时,Ca2+又又从从酪酪蛋蛋白白钙钙中分离,游离的酪蛋白完全沉淀。中分离,游离的酪蛋白完全沉淀。为为使使酪酪蛋蛋白白沉沉淀淀,工工业业上上一一般般使使用用盐盐酸酸。同同理理,如如果果由由于于乳乳中中的的微微生生物物作作用用,使使
12、乳乳中中的的乳乳糖糖分分解解为为乳乳酸酸,从从而而使使pH值值降降至至酪酪蛋蛋白白的的等等电电点点时时,同同样样会会发发生生酪酪蛋蛋白的酸沉淀。白的酸沉淀。?无灰干酪素?无灰干酪素?有灰干酪素?有灰干酪素第18页,共179页,编辑于2022年,星期三酪蛋白的凝乳酶凝固酪蛋白的凝乳酶凝固 牛牛乳乳中中的的酪酪蛋蛋白白在在凝凝乳乳酶酶的的作作用用下下会会发发生生凝凝固固,工工业业上上生生产产干干酪酪就就是是利利用用此此原原理理。酪酪蛋蛋白白在在凝凝乳乳酶酶的的作作用用下下变变为为副副酪酪蛋蛋白白(Paracasin),在在钙钙离离子子存存在在下下形形成成不不溶溶性性的的凝凝块,这种凝块叫作副酪蛋白
13、钙,其凝固过程如下:块,这种凝块叫作副酪蛋白钙,其凝固过程如下:酪蛋白酸钙酪蛋白酸钙皱胃酶皱胃酶副酪蛋白钙副酪蛋白钙+糖肽皱胃酶糖肽皱胃酶酪蛋白层被去除所致!酪蛋白层被去除所致!第19页,共179页,编辑于2022年,星期三盐类及离子对酪蛋白稳定性的影响盐类及离子对酪蛋白稳定性的影响 乳乳中中的的酪酪蛋蛋白白酸酸钙钙-磷磷酸酸钙钙胶胶粒粒容容易易在在氯氯化化钠钠或或硫硫酸酸铵铵等等盐盐类类饱饱和和溶溶液液或或半半饱饱和和溶溶液液中中形形成成沉沉淀淀,这这种种沉沉淀淀是是由由于于电荷的抵消电荷的抵消与与胶粒脱水胶粒脱水而产生。而产生。第20页,共179页,编辑于2022年,星期三由由于于乳乳汁汁
14、中中的的钙钙和和磷磷呈呈平平衡衡状状态态存存在在,所所以以鲜鲜乳乳中中酪酪蛋蛋白白微微粒粒具具有有一一定定的的稳稳定定性性。当当向向乳乳中中加加入入氯氯化化钙钙时时,则则能能破破坏坏平平衡衡状状态态,因因此此在在加加热热时时使使酪酪蛋蛋白白发发生生凝凝固固现现象象。试试验验证证明明,在在90时时加加入入0.12%0.15%的的CaCl2即可使乳凝固。即可使乳凝固。第21页,共179页,编辑于2022年,星期三酪蛋白的醇凝固酪蛋白的醇凝固 胶胶粒粒表表面面的的水水化化层层被被脱脱水水,胶胶粒粒表表面面的的酪酪蛋蛋白白层层变变得得不稳定不稳定酪蛋白与糖的反应酪蛋白与糖的反应 具具有有还还原原性性羰
15、羰基基的的糖糖可可与与酪酪蛋蛋白白作作用用变变成成氨氨基基糖糖而而产产生芳香味及其色素。生芳香味及其色素。特殊意义:乳品(如乳粉、乳蛋白粉和其他乳制品)特殊意义:乳品(如乳粉、乳蛋白粉和其他乳制品)在长期贮存中,由于乳糖与酪蛋白发生反应产生颜在长期贮存中,由于乳糖与酪蛋白发生反应产生颜色、风味及营养价值的改变。色、风味及营养价值的改变。第22页,共179页,编辑于2022年,星期三工业用干酪素由于乳糖洗涤不干净,贮存条件不佳,同工业用干酪素由于乳糖洗涤不干净,贮存条件不佳,同样也能发生这种变化。样也能发生这种变化。炼乳罐头也同样有这种反应过程,特别是含转化糖多时炼乳罐头也同样有这种反应过程,特
16、别是含转化糖多时变化更明显。由于酪蛋白与乳糖的反应,发现产品变暗变化更明显。由于酪蛋白与乳糖的反应,发现产品变暗并失去有价值的氨基酸,如:赖氨酸失去并失去有价值的氨基酸,如:赖氨酸失去17%;组氨;组氨酸失去酸失去17%;精氨酸失去;精氨酸失去10%。由于这三种氨基酸是。由于这三种氨基酸是无法补偿的,因此发生这种情况时,不仅使颜色、气无法补偿的,因此发生这种情况时,不仅使颜色、气味变劣,营养价值也有很大损失。味变劣,营养价值也有很大损失。第23页,共179页,编辑于2022年,星期三加酸沉淀蛋白质之后,滤液里的蛋白质就是乳清蛋白。加酸沉淀蛋白质之后,滤液里的蛋白质就是乳清蛋白。约约占占乳乳蛋蛋
17、白白质质的的18%20%,可可分分为为热热稳稳定定和和热热不不稳稳定的乳清蛋白两部分。定的乳清蛋白两部分。2.乳清蛋白乳清蛋白第24页,共179页,编辑于2022年,星期三(1)热不稳定的乳清蛋白质热不稳定的乳清蛋白质调节乳清调节乳清pH4.64.7时,煮沸时,煮沸20min,发生沉淀的一类,发生沉淀的一类蛋白质为热不稳定的乳清蛋白,约占乳清蛋白的蛋白质为热不稳定的乳清蛋白,约占乳清蛋白的81%。热。热不稳定乳清蛋白质包括乳白蛋白和乳球蛋白两类。不稳定乳清蛋白质包括乳白蛋白和乳球蛋白两类。乳乳球球蛋蛋白白具具有有抗抗体体的的作作用用,故故又又称称为为免免疫疫球球蛋蛋白白。初初乳乳中中的免疫球蛋
18、白含量比常乳高。的免疫球蛋白含量比常乳高。第25页,共179页,编辑于2022年,星期三(2)热稳定的乳清蛋白热稳定的乳清蛋白调节乳清调节乳清pH4.64.7时,煮沸时,煮沸20min,不发生沉淀的,不发生沉淀的一类蛋白质为热稳定的乳清蛋白一类蛋白质为热稳定的乳清蛋白这类蛋白包括蛋白眎和蛋白胨,约占乳清蛋白的这类蛋白包括蛋白眎和蛋白胨,约占乳清蛋白的19%第26页,共179页,编辑于2022年,星期三3.脂肪球膜蛋白脂肪球膜蛋白包裹在脂肪球表面,起稳定作用包裹在脂肪球表面,起稳定作用受细菌酶的作用而分解,是奶油在贮藏时风味变劣的受细菌酶的作用而分解,是奶油在贮藏时风味变劣的原因之一原因之一第2
19、7页,共179页,编辑于2022年,星期三(二)乳脂肪(二)乳脂肪1.脂肪球的构造脂肪球的构造乳乳脂脂肪肪球球在在显显微微镜镜下下观观察察为为圆圆球球形形或或椭椭圆圆球球形形,表表面被一层面被一层510nm厚的膜所覆盖,称为脂肪球膜。厚的膜所覆盖,称为脂肪球膜。乳乳脂脂肪肪球球的的大大小小依依乳乳牛牛的的品品种种、个个体体、健健康康状状况况、泌泌乳乳期期、饲饲料料及及挤挤乳乳情情况况等等因因素素而而异异,通通常常直直径径约约为为0.110m,其其中中以以0.3m左左右右者者居居多多。每每毫毫升升的的牛乳中约有牛乳中约有2040亿个脂肪球。亿个脂肪球。第28页,共179页,编辑于2022年,星期
20、三脂肪球的大小对乳制品加工的意义在于:脂肪球的直脂肪球的大小对乳制品加工的意义在于:脂肪球的直径越大,上浮的速度就越快,故大脂肪球含量多的牛径越大,上浮的速度就越快,故大脂肪球含量多的牛乳,容易分离出稀奶油。当脂肪球的直径接近乳,容易分离出稀奶油。当脂肪球的直径接近1nm时,时,脂肪球基本不上浮。所以,生产中可将牛乳进行均质处理,脂肪球基本不上浮。所以,生产中可将牛乳进行均质处理,得到长时间不分层的稳定产品。得到长时间不分层的稳定产品。第29页,共179页,编辑于2022年,星期三续前续前脂脂肪肪球球膜膜主主要要由由蛋蛋白白质质、磷磷脂脂、甘甘油油三三酸酸酯酯、胆胆甾甾醇醇、维维生生素素A、金
21、金属属及及一一些些酶酶类类构构成成,同同时时还还有有盐盐类类和和少少量量结结合合水水。由由于于脂脂肪肪球球含含有有磷磷脂脂与与蛋蛋白白质质形形成成的的脂脂蛋白络合物,使脂肪球能稳定地存在于乳中。蛋白络合物,使脂肪球能稳定地存在于乳中。第30页,共179页,编辑于2022年,星期三续前续前磷脂是极性分子,其疏水基朝向脂肪球的中心,与甘油三磷脂是极性分子,其疏水基朝向脂肪球的中心,与甘油三酸酯结合形成膜的内层;磷脂的亲水基向外朝向乳浆,连酸酯结合形成膜的内层;磷脂的亲水基向外朝向乳浆,连着具有强大亲水基的蛋白质,构成了膜的外层,脂肪球膜着具有强大亲水基的蛋白质,构成了膜的外层,脂肪球膜其结构见图。
22、其结构见图。第31页,共179页,编辑于2022年,星期三续前续前脂脂肪肪球球膜膜具具有有保保持持乳乳浊浊液液稳稳定定的的作作用用,即即使使脂脂肪肪球球上上浮浮分层,仍能保持着脂肪球的分散状态分层,仍能保持着脂肪球的分散状态在在机机械械搅搅拌拌或或化化学学物物质质作作用用下下,脂脂肪肪球球膜膜被被破破坏坏后后,脂脂肪球才会互相聚结在一起肪球才会互相聚结在一起可以利用这一原理生产奶油和测定乳中的含脂率。可以利用这一原理生产奶油和测定乳中的含脂率。第32页,共179页,编辑于2022年,星期三 二、乳的化学成分及其性质二、乳的化学成分及其性质乳乳脂脂肪肪 乳乳脂脂肪肪(Milk Fat or Bu
23、tter Fat)是是牛牛乳乳的的主主要要成成分分之之一一,对对牛牛乳乳风风味味起起重重要要的的作作用用,在在乳乳中中的的含含量量一一般般为为3%5%。乳乳脂脂肪肪不不溶溶于于水水,呈呈微微细细球球状状分分散散于于乳中,形成乳浊液。乳中,形成乳浊液。第33页,共179页,编辑于2022年,星期三(三)乳糖(三)乳糖(Lactose)是哺乳动物乳汁中特有的糖类。牛乳中约含有乳糖是哺乳动物乳汁中特有的糖类。牛乳中约含有乳糖4.6%4.7%,全部呈溶解状态。,全部呈溶解状态。因其分子中有羰基,属还原糖。因其分子中有羰基,属还原糖。第34页,共179页,编辑于2022年,星期三甜炼乳中的乳糖大部分呈结
24、晶状态,结晶的大小直接甜炼乳中的乳糖大部分呈结晶状态,结晶的大小直接影响炼乳的口感影响炼乳的口感结晶的大小可根据乳糖的溶解度与温度的关系加以结晶的大小可根据乳糖的溶解度与温度的关系加以控制。控制。第35页,共179页,编辑于2022年,星期三一部分人随着年龄增长,消化道内缺乏乳糖酶不能分解和一部分人随着年龄增长,消化道内缺乏乳糖酶不能分解和吸收乳糖,饮用牛乳后会出现呕吐、腹胀、腹泻等不适应吸收乳糖,饮用牛乳后会出现呕吐、腹胀、腹泻等不适应症,称其为乳糖不耐症。症,称其为乳糖不耐症。在乳品加工中利用乳糖酶,将乳中的乳糖分解为葡萄在乳品加工中利用乳糖酶,将乳中的乳糖分解为葡萄糖和半乳糖;或利用乳酸
25、菌将乳糖转化成乳酸,可预糖和半乳糖;或利用乳酸菌将乳糖转化成乳酸,可预防防“乳糖不耐症乳糖不耐症”。第36页,共179页,编辑于2022年,星期三(四四)乳中的无机物乳中的无机物牛牛乳乳中中的的无无机机物物(Inorganic Salts)亦亦称称为为矿矿物物质质,是是指指除除碳碳、氢氢、氧氧、氮氮以以外外的的各各种种无无机机元元素素,主主要要有有磷磷、钙钙、镁镁、氯氯、钠钠、硫硫、钾钾等等。此此外外还还有有一一些些微量元素。微量元素。第37页,共179页,编辑于2022年,星期三牛乳中的盐类含量虽然很少,但对乳品加工,特别是对热牛乳中的盐类含量虽然很少,但对乳品加工,特别是对热稳定性起着重要
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