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杨利平11111开题报告审批表新最新
石河子大学
研究生学位论文开题报告审批表
论文题目:
豆牛乳混合半硬质干酪加工工艺
及关键质量控制方法
学科、专业:
农产品加工及贮藏工程
研究方向:
畜产品加工
研究生姓名:
杨利平
指导教师:
李开雄教授
2008年12月29日
一、课题来源的项目名称及项目来源
1.课题名称:
豆牛乳混合半硬质干酪加工工艺及关键质量控制方法
2.课题来源:
自选
二、课题的立项依据
(一)研究的意义
干酪中含有丰富的营养成份。
干酪中的蛋白质和脂肪含量非常高,相当于原料乳含量的10倍左右,干酪中还含有糖类、有机酸、矿物元素钙、磷、钾、镁、铁、锌及维生素A、胡萝卜素B1、B2、B6、B12,烟酸、泛酸、叶酸、生物素等多种营养成分及生物活性物质。
干酪在欧美等发达国家为最主要的乳制品,已形成庞大的产业和独特的干酪文化。
干酪在中国尚处于起步阶段,干酪的文化市场和消费市场正在培育之中。
随着西方饮食文化逐渐渗入,整个奶业的高速发展以及乳制品生产结构调整的需要,干酪已成为中国乳品产业研究开发的热点及新的消费增长点,这说明中国已经聚集了启动干酪产业的市场能量和文化能量,尽快将干酪食品及干酪文化全面准确的引入中国具有非常重要的意义。
我国是一个盛产大豆的国家。
长期以来,人们就有食用大豆的习惯。
大豆蛋白质在我国人民的膳食结构中作为蛋白质来源有着重要的意义。
大豆是一种营养价值很高的食物资源。
大豆含有蛋白质38%,脂肪约为18%,碳水化合物含量为27%,粗纤维和灰分为4~5%。
大豆蛋白质氨基酸组成齐全,且构成比例适宜。
大豆脂肪的特点是以不饱和脂肪酸为主,如油酸、亚油酸、亚麻酸等,约占总脂肪量的50%左右。
同时,大豆中含有丰富的维生素、矿物质等。
食用大豆食品,对于高胆固醇,动脉粥样硬化等疾病也有一定的疗效和防治作用。
我国大豆资源丰富,利用豆乳部分替代牛乳生产混合型干酪,不但可以降低干酪的成本,使动植物营养得到互补,还可以改善千酪的风味,使之适合于中国人的消费习惯。
在此基础上通过添加姜汁对豆奶干酪的质构和风味进行改善。
根据我国自然资源条件、人口状况和乳畜牧业发展潜力,结合我国基本国情,将干酪与大豆蛋白相结合,不仅降低了干酪的生产成本,缓节了乳源不足的矛盾,而且可以适当的改变干酪的口味,生产出符合国人口味的混合型干酪,使之适于我国人民的消费习惯。
本文主要通过对半硬质干酪的生产工艺的研究,探索了豆奶牛奶混合型干酪的加工工艺并进行了工艺参数的优化,对成熟过程中纯牛乳干酪和豆奶干酪理化指标的变化进行了对比研究。
研究了混合乳最佳发酵剂,探索出豆牛乳混合半硬质干酪的姜汁凝乳特性。
同时,通过对在最佳工艺条件下得到的豆牛乳混合半硬质干酪的理化指标进行测定,进而调整干酪风味,并对豆牛乳混合半硬质干酪的质量与品质特性进行评价,为建立我国豆牛乳混合半硬质干酪的工业化生产体系和生产适合我国消费者口味的豆牛乳混合半硬质干酪的开发与研究奠定基础。
随着我国加人WTO我国经济逐步融入全球经济一体化,抓住机遇,创造性地研究未来中国干酪加工的新技术,切实做好研发工作有极其重要的意义。
(二)研究领域国内外的研究动态及发展趋势
自从Y.D.Hang和H.Jackon于1967年首次提出了以大豆替代牛乳生产混合干酪以来,世界各地的研究人员陆续有相关报道提出。
豆乳部分替代牛乳生产混合干酪虽然可以达到降低成本,充分利用动植物营养的互补性,提高制品的营养价值。
但是总结豆乳混合干酪的研究历史可以发现,国内外的研究者都遇到一个共同的问题,就是豆乳替代牛乳生产混合干酪的风味和质构受到严重影响。
(1)风味:
由于豆乳中的组成成份与牛乳不完全一致,凝乳剂和发酵剂对其作用方式有所不同。
同时,豆乳中的豆腥味很难彻底除去,因此添加量太多时,会由于此而呈非干酪味。
(2)质构:
影响干酪质构的因素很多。
就豆乳-牛乳混合干酪而言,由于大豆蛋白质和酪蛋白结构上的不同,凝乳酶对酪蛋白具有专一性,而对大豆蛋白的凝乳作用甚微。
干酪的网络结构,主要由牛乳中的酪蛋白形成,添加豆乳后大豆球蛋白对酪蛋白形成网状结构起着阻碍作用,从而影响到干酪的质构。
对混合干酪而言,添加豆乳有一个适量的问题。
现有的文献资料关于豆乳添加量的报导较少,大致范围为15~20%(v/v)。
当然,影响干酪质构的因素很多如凝乳条件,凝乳酶种类等。
所以,国内外对豆乳替代牛乳生产混合干酪的研究主要集中在改善混合干酪的风味和质构上面。
归纳起来,主要研究内容包括两方面:
(1)豆乳混合干酪生产用发酵剂的选择;
(2)豆乳混合干酪的生产工艺优化。
HangYD等人曾应用纯豆乳以酸凝乳法,CaSO4凝乳法及乳酸菌发酵产酸法研究干酪凝块的形成问题,通过对凝块的分析表明,由乳酸菌(StreptococcusThermophilus)发酵产酸法形成的凝乳具有较低的水分含量和较好的质构,但是存在着凝乳时间太长的不足。
其后,作者又进行了应用凝乳酶和加入脱脂乳制各凝块的研究并对干酪成熟过程中的变化作了初步研究,结果认为应用凝乳酶对豆乳的凝乳时间没有缩短。
同时对产品风味影响也不甚明显;而加入凝乳酶的同时加入脱脂乳能显著缩短凝乳时间,从作者的工作可以看出:
单纯应用豆乳制备出的干酪其风味上无法达到干酩应有的风味。
其后研究者基本上采用了部分添加豆乳的工艺。
Abou-El–Ella-Win利用豆乳生产脱脂Karish干酪:
将脱脂乳和豆乳按4:
1比例混合生产Karish干酪,比对照组(纯牛乳干酪)具有稍高的酸度和食盐含量;而成熟后在总挥发性酸、总氮和可溶性氮以及产品外观、色泽、组织结构和滋气味上没有明显差别。
DelvalleFR等人报道了在豆乳牛乳混合乳(豆乳:
牛乳分别为25:
75,50:
50,75:
25)中添加凝乳酶和硫酸钙或硫酸镁,用10%的乳酸调整酸度,放置在30℃或37℃下凝乳1.5小时,热缩温度为40-45℃。
制得的凝块产率较高,凝聚性较好。
美国HofmanC.J.andW.E.Marshal报导,在豆乳中添加乳酸钠或柠檬酸钠,接种干酪乳杆菌发酵。
用这种发酵的豆乳替代部分牛乳生产混合乳干酪。
制得的混合乳干酪风味和质地优良,香味成分主要是丁二酮和乙酸甲基甲醇。
日本专利也介绍了一种用豆乳生产纯植物性干酪的方法。
其生产工艺如下:
脱腥豆乳于90-95℃热处理smin。
然后冷却至45~46℃,并添加5%~7%由乳脂链球菌、嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌组成的混合发酵剂,随后添加0.1%的凝乳酶制剂,并在45℃下发酵90~12Omin,然后在50℃下放置2min;切割,再在50℃下放置20min后,排除乳清、装模成型。
在1kg/cm2压力下预压l0min,再在2kg/cm2压力下压榨10-15min,然后在6kg/cm2压力下正式压榨10-20min,最后在10-15kg/cm2压力下压1-2h,真空包装后在0-4℃下进行成熟。
MenakshiRani等报导了豆乳添加比例对利用微生物凝乳酶生产的混合乳干酪的细菌数量变化的影响,利用纯牛乳添加皱胃酶或微生物凝乳酶生产Cheddar干酪,以及用牛乳和豆乳混合(牛乳:
豆乳比例分别为95:
5,90:
10,85:
15,80:
20,75:
25)添加微生物凝乳酶生产混合乳干酪均在温度为8℃,相对湿度为75%-80%条件下成熟240天。
结果表明,随着混合乳中豆乳添加比例的增加细菌总数随之增加。
国内也有类似的文献报导,如内蒙古轻工科学研究所金世琳、无锡轻工大学林金资、张国农、陈伟等对混合乳干酪进行了研究开发。
主要工作在于找到影响混合乳干酪凝胶强度的主要因素;确定混合乳干酪的生产工艺流程和豆乳的最佳添加量;运用现代物理化学试验方法对干酪成熟期的品质和成分进行全面分析。
结果经感官评定认为混合乳干酪是可接受的;物理化学测试证明:
混合乳千酪与传统牛乳干酪比较具有相似的硬度,但微观结构较为疏松。
马哈迪.阿蒂亚等对用含大豆分离蛋白的牛乳制做硬质千酪进行了研究。
目的在于选择合适的大豆分离蛋白含量,通过使用嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌的初始发酵特性来改善干酪的质地,增强干酪的风味和口感,以生产出适合中东、远东地区人群所渴求的风味和口感的干酪。
结果表明,牛乳和大豆分离蛋白的比例为95:
5时的干酪,其外观、形体、质构和风味方面要比对照样(即纯牛乳干酪)的还要好,用这种比例的蛋白源制做干酪是理想的、可行的。
内蒙轻工科学研究所和牙克石乳品厂采用重制千酪工艺进行了试制和研究。
应用纯牛乳制得的不同成熟期的干酪,加热使之熔融后加入大豆分离蛋白以制备混合干酪。
此种工艺路线取得了一定成功。
但以大豆分离蛋白作为原料,生产工艺复杂。
设备要求较高,同时必须有不同成熟期的牛乳干酪为基料。
三、课题的研究内容、研究目标,以及拟解决的关键问题。
(一)课题研究主要内容:
本实验确定混合乳的最佳凝乳条件及豆奶干酪的最优工艺参数。
利用姜汁进行凝乳生产姜汁豆奶干酪。
对纯牛乳干酪和添加与未添加姜汁的两种豆奶干酪在干酪得率、成熟过程中理化指标、蛋白质及分解率、成熟过程中氨基酸等的变化进行分析,为豆奶干酪的进一步开发和改进提供理论依据。
具体内容如下:
1.豆牛乳混合半硬质干酪发酵剂的筛选
内容:
对菌株产酸性能,菌株在液体MRS培养基中生长曲线,黏度测定,双乙酰的测定,pH值为4.6是可溶性氮进行了测定。
2.确定豆牛乳混和半硬质干酪的最优工艺参数
内容:
(1)主要研了豆乳最佳添加量的确定;pH值对凝乳特性的影响;凝块温度对凝乳特性的影响;cacl2添加量对凝乳特性的影响;凝乳酶添加量对凝乳特性的影响。
(2)豆乳的制备:
优质大豆→干热处理(100℃,15min)→湿热处理(100℃,15min)→浸泡(添加0.5%NaHCO3、白砂糖,10~12h,室温)→脱皮→滤去洗涤水→热磨浆(豆水比1:
5,85℃热水磨浆脱去豆腥味,过滤除渣)→纯豆乳(95℃,20min杀菌)→过滤(备用)。
(3)豆乳牛乳混合半硬质干酪的工艺流程:
豆乳→杀菌(100℃,20min)→冷却
新鲜牛奶→标准化→杀菌→冷却→混合→加细菌发酵剂→发酵→添加氯化钙→添加凝乳酶→凝乳→凝乳块切割→搅拌→加温搅拌→排除乳清→入模→压榨成型→盐渍→后熟→成品
3.利用姜汁进行凝乳生产姜汁豆奶干酪
(1)姜汁的制备
生姜→清洗→去皮→切片→热烫→冲洗沥干→(l:
2加蒸馏水)榨汁→抽滤得姜汁(备用)姜汁的制备:
选用新鲜肥厚、出汁率高、香味浓、淀粉含量低的生姜,将生姜放入水中浸泡,用流动水洗去污泥,同时人工去皮,切成0.2-0.3cm厚的薄片,投入100℃沸水中热烫3min,冷却后按重量比1:
2加蒸馏水,然后用多功能榨汁机榨汁,经真空抽滤即得姜汁。
(2)姜汁凝乳工艺优选试验
根据预实验,姜汁添加量的选择从理论上,姜汁添加量越多凝乳效果越好,凝乳酶使用量越少。
但考虑到姜汁量过多,成辣味过重,对口腔刺激较大,影响口感,同时考虑不同豆奶添加量对品质的影响。
为确定姜汁豆奶干酪最佳凝乳条件。
4.混和干酪和纯牛乳干酪对比结果
对纯牛乳干酪和添加与未添加姜汁的两种豆奶干酪在干酪得率、成熟过程中理化指标、蛋白质及分解率等的变化进行对照实验分析,为豆奶干酪的进一步开发和改进提供理论依据。
5.豆牛乳混合半硬质干酪的感官评定结果
将待检样品切成2mm薄片,由10人小组按对不同试验组干酪进行感观评定,采用评分法,评定方法根据ADSA(美国乳品科学协会)Cheedar干酪感官评比打分指南。
(二)研究目标:
通过对半硬质干酪的生产工艺的研究,探索了豆奶牛奶混合型干酪的加工工艺并进行了工艺参数的优化,对成熟过程中纯牛乳干酪和豆奶干酪理化指标的变化进行了对比研究。
研究了混合乳最佳发酵剂,探索出豆牛乳混合半硬质干酪的姜汁凝乳特性。
(三)拟解决的关键问题:
如何针对中国的市场需求和消费者的嗜好,利用我国丰富的大豆资源和牛乳,改进传统干酪的加工工艺,进行新型干酪“豆牛乳混合半硬质干酪”的加工工艺的研究和探讨。
同时对成熟过程中纯牛乳干酪和豆奶干酪理化指标的变化;混合乳最佳发酵剂,豆牛乳混合半硬质干酪的姜汁凝乳特性等是本试验研究中要解决的关键问题之一。
四、拟采取的研究方案及可行性分析
4.1测定方法
4.1.1凝乳酶活力的测定
取脱脂乳粉9g溶于100mL水中,并用1NHCl调整酸度为0.18%,35℃下保温30min,将凝乳酶溶于10%的盐水溶液,吸取1mL加入到上述脱脂乳粉的水溶液中,迅速搅拌均匀,准确记录从开始加入酶液,至凝乳形成时所需要的时间(s)。
按下式计算凝乳酶活力:
活力=
×
4.1.2凝乳时间的确定
工艺凝乳时间的确定:
手握奶酪刀以45°角斜插入凝乳表层以下,分离凝乳块,若呈现清晰裂缝,并有淡绿色的乳清析出,则表明应开始切割凝乳块;若出现不规则的裂缝,形成白色乳清,则说明凝乳块太软,尚不能进行凝乳切割;若有颗粒状凝乳形成,则表明其过硬,凝乳切割时间过迟。
整体凝乳时间的确定:
当牛奶变出现变稠,直到能与器壁发生分离。
4.1.3结果评定
根据加权系数法,以凝乳时间、凝乳质地和凝块色泽为参考指标,对奶酪成熟过程中的品质进行评价。
品质鉴定的总分值为100分,其中凝乳时间、凝乳质地和凝块色泽的感官评定分别占40、45、15分。
(1)产品凝乳时间的确定:
从开始加入凝乳酶到凝块与器壁整体分离所需的时间。
(2)产品的乳清OD值的测定:
用721型分光光度计在500nm下测定其乳清OD值。
(3)产品出品率的测定:
新鲜奶酪/投料量。
(4)产品的乳清排出量:
在奶酪入模后30min后量取乳清量。
4.1.4奶酪的取样
奶酪的取样方式一般采用的方式有二种:
其一是二次抽样分析法,其目的是为了使奶酪形成统一的样品;另一种奶酪采样的方法是通过采样头的塞子对奶酪表面进行取样。
4.1.5乳糖的测定:
斐林试剂法
4.1.6蛋白分解量测定方法
(1)pH值为4.6的可溶性氮(可溶性N)测定:
准确称取0.75g奶酪,加入25mLpH值为4.6的醋酸盐缓冲溶液,将奶酪充分磨碎,再用25mL的缓冲溶液对粉碎的奶酪进行充分冲洗,将悬浮液在转速为4000r/min的条件下离心20min,取上清液定量地移入凯氏消化瓶,进行凯氏微量定氮,并以占奶酪总氮量的百分数表示。
(2)质量分数为12%的三氯乙酸(TCA)可溶性氮测定:
准确称取1.5g奶酪,加入25mL质量分数为12%的TCA溶液,将奶酪充分磨碎,再用25mL的缓冲溶液对粉碎的奶酪进行充分冲洗,将悬浮液在转速为4000r/min的条件下离心20min,取上清液定量地移入凯氏消化瓶,进行凯氏微量定氮,并以占奶酪总氮量的百分数表示。
4.1.7脂质的测定
(1)脂肪的提取碱性乙醚提取法(哥特里-罗紫法):
称取1.00g研碎的样品,
加10mL60℃温水置60℃水浴中使其溶解;加入1.25mL氨水,充分混匀,置60℃水浴中加热5min,再振摇2min,加入10mL乙醇,充分摇匀,于冷水中冷却后,加入25mL乙醚,振摇0.5min加25mL石油醚,再振摇0.5min,静置30min,待上层液澄清时,取醚层待用。
(2)酸价的测定GB/T5530-1998
(3)过氧化值的测定GB/T5538-1995
(4)碘价的测定GB/T5532-19951.
4.2技术路线
4.3可行性分析
已查阅了相关领域的大量文献资料,并撰写了文献综述,对所研究的领域有了初步的了解;本实验主要在石河子大学“农产品加工与贮藏”重点实验室完成,本实验室具备实验所需的主要仪器、设备等,为实验的顺利开展打下扎实的基础。
五、本课题的特色与创新之处
(一)本课题的特色
豆牛乳混合半硬质干酪作为一种新型干酪品种,具有显著的优点:
⑴利用动植物营养互补性,提高制品营养价值。
⑵豆乳替代牛乳可以降低干酪生产成本。
⑶生产豆奶干酪可以增添干酪的花色品种。
本课题的特色在于,新疆的乳资源丰富,干酪制品历史悠久,具有我国特色干酪原品种的资源优势。
把新疆特色干酪制品和新兴替代品结合起来,是丰富乳制品品种,发展其多样性,适口性的巧妙尝试。
(二)主要创新点
(1)利用姜汁和凝乳酶混合凝乳制备豆奶干酪不但改善了质地和风味,而且使添加豆乳量增加,进一步降低了成本。
(2)利用从新疆少数民族乳制品中筛选的菌种,生产适合国人口味的豆牛乳混合半硬质干酪。
六、课题研究进度计划安排及预期研究结果
(一)课题研究进度计划安排
1)2008年7月—2008年9月查阅资料,搜集整理国内外相关资料,准备开题。
2)2008年9月—2008年12月撰写综述,开题。
3)2008年12月—2009年3月初期研究(菌种筛选、酶的选择)
4)2009年3月—2010年12月中后期研究工作(复合干酪加工实验,探索最佳工艺参数;对成熟过程中纯牛乳干酪和豆奶干酪理化指标的变化进行了对比实验;豆牛乳混合半硬质干酪的姜汁凝乳特性实验)
5)2010年12月—2010年7月整理资料、论文撰写、修改论文、答辩阶段
(二)预期研究结果
通过对半硬质干酪的生产工艺的研究,探索了豆奶牛奶混合型干酪的加工工艺并进行了工艺参数的优化,对成熟过程中纯牛乳干酪和豆奶干酪理化指标的变化进行了对比研究。
研究了混合乳最佳发酵剂,探索出豆牛乳混合半硬质干酪的姜汁凝乳特性。
七、工作基础
1.目前已查阅了相关领域的文献资料,对所研究的领域有了一定程度的了解,并撰写了文献综述。
2.研一的实验很大程度地提高了自己的动手能力,为后继工作步骤的展开奠定了基础,初步掌握了干酪的加工工艺。
八、工作条件
(一)现有条件
石河子大学食品学院实验室具备实验所需的主要仪器、设备等,为实验的顺利开展打下扎实的基础。
本课题所需的主要仪器和设备:
自制干酪槽、干酪刀;高压灭菌锅;超净工作台;电热恒温水槽;电热恒温鼓风机;电热恒温培养箱;紫外可见分光光度计;凯氏定氮仪;精密酸度计;离心机;质构仪;冰箱等。
(二)可能遇到的困难和问题与解决途径
1.干酪生产周期长,在此期间任何因素的波动,都有可能影响干酪的最终品质。
解决办法:
试验操作过程要认真,加强成熟期间质量控制,尽力维持每一个因素的稳定性。
2.没有专门的干酪加工设备。
解决办法:
采用自制的干酪槽,干酪刀;建议购买专用的干酪加工设备。
3.干酪后熟需要一个恒温恒湿环境,且后熟时间较长,容易收到其它杂菌的污染。
解决办法:
真空包装,采用专用的生化培养箱。
建议够买恒温培养箱。
4.对所使用的数据处理软件运用不熟练,通过虚心学习和多练解决。
九、研究进度及时间安排
研究工作阶段
主要研究内容
起止日期
调查研究
查阅国内外相关资料
2008.05—2008.08
撰写综述
对所查阅资料进行归纳总结
2008.09—2008.11
开题报告
撰写开题报告
2008.11—2008.12
试验分析
1.豆牛乳混合半硬质干酪发酵剂的筛选2.利用姜汁进行凝乳生产姜汁豆奶干酪3.确定豆牛乳混合半硬质干酪的最优工艺参数
2008.12—2009.12
论文撰写
豆牛乳混合半硬质干酪加工工艺及关键质量控制方法
2010.01—2010.04
论文评阅
论文评阅阶段
2010.04—2010.05
论文答辩
准备答辩
2010.06
十、论文工作出差计划
出差地点
任务和要求
起止日期
十一、经费预算与来源
开支项目名称
金额
经费来源
十二、指导教师审核意见:
签字:
年月日
十三、教研室主任或学位点负责人审核意见:
签字:
年月日
十四、开题报告审核
考核内容
文字报告
选题的依据及其意义
口头报告
概念清楚、条理清晰、论证严谨
国内外研究现状分析
回答问题正确、逻辑性强
研究内容,研究方案的合理性
已有工作基础,预期研究成果
选题创新性、科学性
开题报告的文字表达
论文开题评议:
存在的问题及改进措施:
考核结果:
□通过□不通过
考核组长(签名):
年月日
考核小组成员名单
姓名
研究方向
职称
工作单位
考核成员签名
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