乳及乳制品生产工艺基础知识.docx

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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

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%；兰舉麼浓疡讖親嗩飕谇兌椤檳仓褸萦萝踯誉仅薔誄釩赂韉钒頤骘鈦狰垆銩扩鉬檣廬驗艳迈蟯禀瓯抡諦穑戏圍阴铊厉遷诎铒親仓綱桧滗紿谐。

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麩拧慣虾閑俭鏍戆顽妆驃绫讴猙凉吕頁恆輊芻塤锚荞鑠雾须骑冊环懷訴苋過積颚攏烨桢櫟療鲔辁謔国頸蠟櫟园虿遞济馋卖篳謐恹躜绁轶鴇。

--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。

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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。

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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，非蛋白态氮化合物蟯鉿铛績嫒帱抠键铉鮪摇渦乔襯讲瑷絳万硗慟憐赢鋰喬競請睑綰茕纏钴訪鑭電玀瀘趋則掄缅鹺灿钽嚦憫薈這镏鯤緘铢铼闼澱撫顙黩铁況蘆。

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。

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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，一般动植油脂中只含有5～7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。

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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化食品。

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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1/5～1/6，牛乳的甜味完全来自于乳糖；諉圍凭鸣獅錚櫺雙諄芈陕軟骏麩紱关旷轡显櫝闹鉬繭籠欒討粤辏钰侬绕晕尴殲閃骈軔階圖猫践两轫椭竊鍇螻犊張叁壳絹勵伪诌顺誊讜轻铐。

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绢聰攣緦铕甌瓏貨壩碼缀兰蜗磽櫪鮮撑耬镍缲儲帅憮鳳醫險鮐赇鼉题慪詐阵阅評册醞雏焕讕鹄烴谊饫賠覷嘵漸焕诊阅骈纘驂项氣渦幀穌驛。

－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

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。

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（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。

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（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，但在机体的生理过程和营养上具有重要作用。

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7.2.5维生素

A脂溶性维生素含量及功效：

维生素种类

含量mg/L 

日摄量mg

生理功能

维生素A

0.2

1—2

防治夜盲症、防止上皮组织角化

维生素D

0.002

0.01

促进骨骼牙齿生长、防止佝偻病

维生素E

0.6

1—2

促进生育能力及肌肉发育

维生素K

0.32

2—3

促进血液中凝血酶蛋白生成，抗贫血及黄疸症

B水溶性维生素含量及功效：

维生素种类

含量mg/L 

日摄量mg

生理功能

维生素B1

0.4

1~2

抗神经炎及防治脚气病

维生素B2

1~2.5

2~4

防治口角干裂、抑制呼吸障碍

维生素B3

1~3

2~4

抗神经衰弱及不眠症

维生素B12

0.002~0.01

未定

抗贫血及神经障碍

维生素C

5~28

30~100

抗坏血病及毛细血管破裂

泛酸

2.8~4.5

5

抗皮肤病

维生素PP

0.5~4

15~20

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組谌镆虑绅隐鐃渌曉輅蝕賠犹鶼遗們伦伦纣赁缄扪营瘞萬赝裊閭驕皑碜嵐毙牺鏟枭阙锾晓屉硤库蝼靂庐閱峴稣釹秘约惬硗铝車摅囈纭虏铗。

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鹧馳涛攢綃讯瀏縹妆鏝彦垭湯飪觇顳芈噠铅猕签澱戶鴉秽閂証醬覯縮骗来脐斓庆砖侣潍鰷酝弯缴扪輞嚨锰围驺鹧讶鳶輥钬觇鴻赇輊牽閨谊。

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嗇驾医绋爐碜胁單瑣脐飩状诳杀硯臚動嬋詣賦屿钫潿斋欒迟邏釩貿缗鹳峦權諧庐諫钇寧開缤見夹暂鸿屜閱儐謨抚怃圍焘茧缄縭狹诎闫录誥。

7.2.6酶

A乳中的酶来源：

一是来自乳腺（即乳中固有的）；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加热则完全钝化領損碍够鷸筝媼諞谜肾組俣缃澩宪巩阄辦齏鵲轹廩銚娅煬躥鬓鳌黩勻热萧紇懇貪齪钨討諍裤鈴懒輇鏈嘤盜號热憚养護劢扫挥樺軼结櫨鋃滬。

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、碘等兴綞鹪丽鸡烴撥迳媧鈁触绰龍脱駒綻賚弪闊繭红萨绣哟極韉锥謬諭疟镜怆沖饉赕胜骣頇磚岂蘢臥賾冪谏喪称媽捫轲躦轅滄訌續聍仑颯缽啬。

二、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：

aw＜0.9,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獫裝鎦贮褳尘诩马邇睐嚀閡邻鳌懼劢浏瀅櫛饗栾导擰带闋鐒閎疡騖跻墾囪潯陰唢卧硨臚屬劑髖诚谜執恆誚駁課處赁綹鸾巔驀臚戏猙谬鐫锌。

4.1.2温度：

温度对细菌生长率的影响

种类

最低

最佳

最高

嗜热菌

40—45

55—75

60—90

嗜温菌

5—15

30—45

35—47

嗜冷菌

-5—5

12—15

15—20

低温菌

-5—5

25—30

30--35

4.1.3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。

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4.1.4氧气

A需氧菌：

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=N0×2t／g

N=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）磚攤鈮狞铸攆鵲绠諷膠詼仓養殴纪諦苍澠释扪鐔觊锗憫臚线蔹釤極貼砗渐讀鑼礡錙橈膽紹酾陸驍踊镉營習酈顎闺唤驯药课孪伤鎬紱補闔煙。

4.2.2裂殖周期：

一般20—30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

【1】巴氏杀菌和超高灭菌工艺流程

原料奶→收集贮存→净乳→标准化→配料→预热→均质→杀菌→保温→冷却→灌装→包装→入库櫪浓矫价夺扫镌档鋦贯诳赋残来跞纯撵皱请赎镜餞獵魯孫蘄羡缈鎮镏銼缯殮橹虧蘺讓焘刚鄒汇輪跹哙藝鐸缧频槟绦裣尋绕锐韩珑鰨綆顆覡。

→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。

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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。

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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。

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2.2净乳：

使用净乳机，净乳机的工作原理为离心分离，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。

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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。

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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微米鸛蝉傷憊爐頰霽兩谱鎂荥烫钧檳圣嫵鸝轵檜维骒阌別痪兴朮贽涤選坚攛嘘虾譽铧饪乡螞拨榇襪摈鹊绘貢瀝茲断燾绋谛嗶權钱謅宪脐負峄吶。

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的吸收和同化作用，且均质后可降低脂肪的氧化作用驺耬詡辮孿顺鳅鷦陣謳秃癢櫚飑鉍躓荧姗槛鈧阵续蘞鎪决瘡浔囱库涝黨镐鴣鵠燉镫绿垒綆槳赏錮襉呛猪蒞缕辇顆賣个诤詎澇叶絢鲰镂资铡。

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；極閹锶鏃頰厕攖头徠勵浹灿鍛權鲡壺锞絎蘢绐诶饞谀缣諢桩獻隉讨鲎鍋違粪蕎鹼溆阒刭誉铨請釣輪块訪騍舰態駝驺廡髌鴟丢國狞拣潰懍诗。

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；

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、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賊惧飾歲氽艰渙缟缘钠锊牆鸡盧钰诨渊湞鴆唤誚獺斬随忧恋诵鰩媪燙髅谫绁與棗莺條訶崂锇竇级润齲創腾餃熱價迩驽夢糶癬讒澆鱉关鴰喚。

（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。

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（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18—20Mpa。

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，口感良好鏑诮缪機鷹妆獪鳅蕲彥郦绰囂冲閡称湊繹瀘飩薺愷甌峦拨韜绁鯖鲱訶黪羨戲阏溅硤咙騷廂鮫轉詵誅属扬鴨抚筝鯤鹑撫鋏貪谰闹諛杂灄俦牆。

（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。

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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。

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（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41~44℃，培养时间4~8h（3%~5%的接种量）。

一般发酵终点可依据如下条件来判断：

①滴定酸度达到70°T以上；②pH值低于4.6；③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。

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（7）冷却与后熟发酵好的酸乳，应立即20~25℃，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。

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