《第五章 乳制品工艺.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第五章 乳制品工艺.ppt（88页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、1,1,第五章 乳制品生产工艺（上）,生物工程学院食品系冯屏,第五章 乳制品生产工艺,第一节 乳品工业概况和发展第二节 牛乳的成分和性质第三节 液态鲜乳生产工艺第四节 乳粉生产工艺第五节 冰淇淋生产工艺第六节 酸乳生产工艺第七 节 干酪生产工艺,第一节 乳品工业概况和发展,一、我国的乳品工业概况1880-1910：萌芽阶段。1870年，英国侨民引进英国爱尔兰奶牛。1901年上海徐家汇天主堂修女院引入的“黑白花奶牛”。1910-1928年，起步阶段。1920年，上海可的牛奶公司最早开始安装巴氏消毒设备加工牛奶。1924年在我国的浙江省瑞安建起了第一家炼乳厂。,第一节 乳品工业概况和发展,一、我国
2、的乳品工业概况1928-1949年，第一次快速发展期。1931年，萧家斡等人共同创办中国自己建造的第一座现代化的乳品厂“西湖炼乳公司”，从国外引进先进设备，生产消毒奶、炼乳、奶粉，并建成中国最早最大的奶牛场。1949-1983年，停滞阶段，奶类人均占有量0.45公斤，年递增率为5.3%，牛奶供应日趋紧张。,一、我国的乳品工业概况,1983-2008年，第二次快速发展期。1983年起，中国接受了联合国世界粮食计划署（WFP）的“奶类无偿援助项目”，相当程度上促进了中国奶业产业化的发展，缓解了“喝奶难”问题。自1996年起，乳品工业经历了一个高速发展时期，中国目前已形成六大乳品集团。10中奶业总量
3、翻了两番，至2006年达3000万吨，仅次于印度和美国，成为世界第三大产奶国。奶类人均占有量提高到28.3公斤。,国内乳品集团,一、我国的乳品工业概况,2008-2009年，灾难期，2008年的“三聚氰胺”事件、蒙牛“OMP”（造骨牛奶蛋白）和“乳品苯甲酸添加”等事件，使中国乳品行业蒙受巨大损失和重新洗牌，2008年下半年蒙牛亏损15亿元，伊利亏损9亿元，光明乳业四季度亏损1亿元。2009年至今，恢复期。乳制品产量恢复性增长，乳制品总产量同比增长12.88%，我国乳制品行业已基本恢复正常，全行业正朝着健康、和谐、正常的轨迹发展。,各国国民乳品人均消费量(单位：公斤/人、年),二、乳制品的种类,
4、乳品生产的主要原料是牛乳，其次是山羊、马乳等。主要品种有：1.消毒牛乳 5乳粉2酸牛乳 6冰淇淋 3调味乳 7奶油4炼乳 8干酪,第二节牛乳的成分及性质,牛乳的成分主要由水、脂肪、蛋白质、乳糖、维生素、酶类、无机盐等物质组成。根据分离的方式对牛乳的组成进行分类，牛乳的组成可以表示为：,牛乳的主要成分,一、乳蛋白质二、乳脂肪 三、乳糖四、盐类五、维生素六、酶类七、乳中的其他成分,牛乳的结构,脂肪以脂肪球形式成乳浊液，脂肪球的直径为0.1100微米，绝大部分为25微米牛乳中的乳糖和部分可溶性盐类形成真溶液，其微粒直径小于1纳米蛋白质与不溶性的无机盐类 形成胶体悬浮液，其微粒直 径为1100纳米。牛
5、乳是由上述三种体系的均匀、稳定的胶体性液体。,牛乳的外在性成分,除上述乳的内在性成分之外，乳中还至少含有三种外在性成分：尘埃杂质细菌白细胞 较大的尘埃杂质颗粒可以通过过滤而除去，小的尘埃颗粒、一部分细菌和白细胞可以由离心分离而除去，绝大部分细菌或全部细菌只能由加热处理的办法杀死，以达到杀菌和灭菌的目的。,二、乳脂肪及其特性,乳脂肪是乳中的最主要成分之一，约占牛乳总量的35%。乳脂类中约有 97 99%为乳脂肪，约有 1的磷脂，还有少量游离脂肪酸和甾醇等物质。乳脂肪以脂肪球形式分散于乳浆中，形成乳浊液，每毫升牛乳中含2040亿个脂肪球。磷脂的60%存在于脂肪球膜中。,3、乳脂肪的作用,营养价值：
6、能量来源，脂溶性维生素（A、D、E、K等）稳定性：不稳定，易上浮 风味：乳脂风味经济价值：乳脂高的经济价值,三、乳糖,乳糖是哺乳动物特有的化合物，在牛乳中的含量为4.55.0%（平均4.8%）。牛乳的甜味来自于乳糖。乳糖的相对甜度约为16-27（蔗糖100）。乳糖不仅为牛乳和乳制品的营养来源之一，而且在发酵乳制品中有着重要的作用。,四、盐类,牛乳中无机盐含量为0.70.75%.乳中的钾、钠大部分是以氯化物、磷酸盐及柠檬酸盐的可溶状态存在。钙、镁则与酪蛋白、磷酸及柠檬酸结合，一部分呈胶体状态，一部分呈溶解状态。牛乳中钙的2/3是形成酪蛋白、磷酸钙及柠檬酸钙，呈胶体状态，其余1/3为可溶性物。,五
7、、维生素,牛乳含几乎所有已知的维生素，特别是维生素B2的含量很丰富，但维生素D的含量较低。,六、酶类,牛乳中的酶有三个来源：乳中含有微生物代谢生成体细胞崩解乳中酶的种类很多，但与乳制品生产有密切关系的主要有氧化还原酶类及水解酶类两大类。,七、乳中的其他成分,1、乳中的有机酸：乳中主要的有机酸是柠檬酸，此外还有微量的乳酸、丙酮酸及马尿酸等有机酸。乳中柠檬酸的平均含量约为0.18%，它以盐的形式存在。柠檬酸盐除了以酪蛋白胶粒形式存在外，还存在着离子态及分子态的柠檬酸盐，主要是柠檬酸钙。,2、乳中的细胞成分,乳中所含细胞成分是白血球和一些上皮细胞，也有一些红血球。牛乳中的细胞数（体细胞）是乳房健康状
8、况的一种标志。牛乳细胞数可作为衡量牛乳卫生品质的指标之一。一般正常乳中细胞数不超过50万个/MI.,第二节 液态鲜乳生产工艺,无论包装形式如何，液态鲜乳的生产都可以分为巴氏消毒乳超高温灭菌乳这二种鲜乳的生产流程非常接近。,第二节 液态鲜乳生产工艺,液态鲜乳的生产过程如下：原料乳的检验 净乳 冷却 标准化 预热 均质 杀菌或灭菌 冷却 灌装 或无菌灌装 封口 装箱 冷藏 检验 出厂。,一、原料乳的检验,对原料乳的检验项目包括：1.感官检验2.酒精检验3.滴定酸度4.密度检验5.细菌数、体细胞数、抗生物质对可疑原料需进行掺假掺杂试验。,二、净乳,以真空采乳器采集的生乳杂质较少，但还会有一定的体细胞
9、；以手工采得得生乳就可能混有固体杂质。生乳在收奶站经简单的过滤，在乳品厂得到机械净化：1、过滤净化 2、离心净乳,三、标准化,标准化是在加工前将生乳的脂肪和非脂乳固体含量恒定化的操作。将原乳的脂肪离心脱除，然后再定量加入。乳脂量不足需加稀奶油，乳脂量过高可加脱脂乳。,Gustaf de Laval,连续式分离机的最先发明者,四、预热和均质,1、预热温度对均质效果影响很大，低温时乳脂肪呈固态或塑态，不但不易破碎，而且有时会使脂肪球成奶油粒，因此，牛乳在均质前必须预热到适当温度。,均质机,1）均质原理,(1)冲击作用：当脂肪球以高速冲击均质环时会产生进一步的剪切力。(2)剪切作用：牛乳以高速度通过
10、均质头中的窄缝对脂肪球产生巨大的剪切力，此力使脂肪球变形、伸长和破碎。(3)爆破作用：牛乳液体在间隙中加速的同时，静压能下降，可能降至脂肪的蒸汽压以下，这就产生了气穴现象，使脂肪球受到非常强的爆破力。(4)空洞现象：由于空化作用引起气泡破裂而使脂肪球破环。,2、均质化乳的特点,1）均一性2）营养性 3）良好的风味4）泡沫,五、杀菌和冷却,UHT法可达到灭菌的效果，配合无菌包装可生产常温下保质半年的鲜乳。杀菌后应尽快冷却，以防止蛋白变性、脂肪球膜破裂、维生素损失、蒸煮味产生及褐变等不良效果的发生。,超高温灭菌乳（UHT）,UHT产品是指物料在连续流动的状态下通过热交换器加热至135-150，在这
11、一温度下保持一定的时间以达到商业无菌水平，然后在无菌状态下灌装于无菌包装容器中的产品。欧共体关于UHT产品的定义：物料在连续流动的状态下，经135 以上不少于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于微量透气容器中，以最大限度地减小产品在物理、化学及感官上的变化，这样生产出来的产品称为UHT产品。,六、灌装,对不同的包装材料、不同的保藏条件，灌装的条件也不同。对于无菌灌装系统需要有无菌灌装空间。需冷藏产品的灌装条件要求相对较低，但灌装空间和包装材料也需经严格杀菌后才能使用。产品在出厂前必须经过检验，达到国标或企标后方能出厂，对需冷藏的产品，在运输和销售
12、过程中还必须配备冷藏链。,第三节 冰淇淋生产工艺,冰淇淋是以饮用水、乳品（乳蛋白的含量为原料的2%以上）、蛋品、糖、食用油脂等为主要原料，加入适量的食品添加剂，经混合、灭菌、均质、老化、凝冻等工艺，或再经成形、硬化等工艺制成的体积膨胀的冷冻饮品。,一、冰淇淋的种类,（一）根据加工工艺的不同区分1、清型冰淇淋 2、混合型冰淇淋 3、夹心型冰淇淋 4、拼色型冰淇淋 5、涂布型冰淇淋,二、冰淇淋的特点,1清凉爽口、风味独特 2色、香、昧、形俱佳 3营养丰富,三、冰淇淋的质量标准,冰淇淋含脂量一般为1030%，蛋白质含量约8%，砂糖含量为1620%，还含有少量矿物质和多种维生素；其它要求如下：,冰淇淋
13、的感官要求,四、冰淇淋的主要原料,1、乳制品与蛋制品2、甜味剂-蔗糖、果葡糖浆 3、脂类4、稳定剂与乳化剂,五、冰淇淋的工艺流程,冰淇淋的工艺流程为：配料 杀菌 均质 冷却 老化 凝冻 灌装成型 硬化 成品,五、冰淇淋的工艺流程,1、配料配料是将冰淇淋各种原辅材料分别溶解后混合并过滤的过程。,2、杀菌,冰淇淋料的杀菌条件比鲜乳激烈，但比乳粉和酸奶原料的杀菌条件温和，因为冰淇淋是在冷冻条件下保藏的，微生物的繁殖速度较慢，无需采用强烈的灭菌条件而且冰淇淋作为清凉润口的食品，不宜有蒸煮味，否则将严重影响其可接受性温和的杀菌条件有利于尽可能地保留原料中的维生素。,3、均质,均质是冰淇淋生产过程的关键之
14、一，通过均质可以达到以下目的：破碎脂肪球，避免脂肪上浮和奶油析出，增加粘度。提高料液的乳化能力，使产品均匀一致破碎变性蛋白,4、老化,老化：均质后的物料被迅速冷却到24，并保持424小时的工艺过程，是冰淇淋料液的物理成熟过程。,5、凝冻,凝冻是冰淇淋生产中的主要工序，关系到冰淇淋的组织结构、商品得率、适口程度。凝冻不仅是物料中水的冰晶化过程，而且还有充气的程序。,6、硬化,凝冻后冰淇淋料中2040%的水分结成冰晶，成品为半流体状态，称软质冰淇淋，无法稳定外形，也很容易融化。硬化是将软质冰淇淋置于约-46的速冻隧道内冷冻2060分钟左右，使其温度迅速降低到-25-40，冰淇淋中大多数剩余水分在短
15、时间内迅速完成结晶过程，形成极细的冰晶，所含水分的9095%都形成结晶，成为具有一定硬度，细腻润滑的成品。,六、影响冰淇淋质量的因素,1、影响冰淇淋膨胀率的因素配料的影响均质、老化的影响凝冻的影响,第四节 乳粉生产工艺,乳粉是以乳或乳产品为原料，配以其他食物原料，经杀菌、浓缩、干燥等工艺过程而制得的粉末状固态产品。包括：全脂乳粉脱脂乳粉速溶乳粉配制奶粉：婴儿乳粉（母乳化乳粉）、中老年乳粉、无（低）糖乳粉等。,干燥方法有：,冷冻干燥法喷雾干燥法滚筒干燥法 综合产品质量、生产能力和运行成本等因素，一般采用喷雾干燥工艺。,一、全脂乳粉生产工艺,全脂乳粉的生产工艺流程为：原料验收 净化 冷却 贮存 标
16、准化 预热杀菌 真空浓缩 过滤 喷雾干燥 冷却 过筛 包装 检验 出厂,二、速溶乳粉,速溶乳粉是乳粉在温水和冷水(20)中都具有很快的溶解速度，当乳粉放到水中后轻轻搅拌即可完全、快速地溶解。颗粒粗大润湿性好不结团分散度高迅速溶解,二、速溶乳粉,乳粉的速溶是增加乳粉的湿润性能与可沉降性，一般采用：添加增溶剂以降低乳粉表面张力、提高乳粉颗粒体积以增加乳粉的沉降能力减小乳粉过大的表面积，降低表面张力,2、生产方式-脱脂乳粉,1）二段法：最初的增溶工艺是先获得乳粉，再 进行附聚，称为二段法。2）一段法：一段法生产脱脂速溶乳粉直接一次 生产而成，有下列两种工艺：（1）干燥室内直接附聚法（2）流化床附聚法
17、,2、生产方式-全脂乳粉,全脂乳粉的速溶较为复杂，除了考虑脱脂速溶乳粉的因素外，还得考虑解决脂肪对乳粉速溶性的影响因素。由于全脂速溶乳粉含有25以上的脂肪，其可湿性较差，不易达到速溶的要求。为此，全脂速溶乳粉的生产除使乳粉颗粒附聚外，尚需改善乳脂肪的可湿性。全脂速溶乳粉的生产一般采用附聚-喷涂卵磷脂工艺，全脂乳粉也可以用一段法或二段法生产。,3、影响乳粉质量的因素,浓缩乳的浓度和温度干燥温度条件喷雾方式与压力水分含量,第五节发酵乳生产工艺,根据国际乳品联合会(IDF)1992年发布的标准，发酵乳的定义为：乳或乳制品在特征菌的作用下发酵而成的酸性凝乳状产品。在保质期内，该类产品中的特征菌必须大量
18、存在，并能继续存活和具有活性。所有原料乳或乳制品可以不经均质，但必须经过巴氏杀菌。,一、乳的菌相及其在乳品发酵中的作用,牛乳中微生物的种类很多，包括细菌酵母霉菌如：乳酸菌、丙酸菌、丁酸菌、脆壁酵母、腐败菌和病原菌等。,二、酸乳生产工艺,1、酸乳的定义：世界粮农组织/世界卫生组织（FAO/WHO）对酸乳的定义是：酸乳是指乳与乳制品（杀菌乳或浓缩乳）在保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌的作用下，经乳酸发酵得到的凝固乳制品，可任意添加乳粉、脱脂乳粉、乳清粉等。在最终产品中必须大量存在这些微生物。,2、酸乳的菌相构成,酸奶发酵剂的必需微生物相：嗜热链球菌保加利亚乳杆菌,2、酸乳的菌相构成,为了使酸乳的营养价值
19、进一步提高，可单独或同时添加具有特殊功能的菌株，如增加嗜酸乳杆菌或双歧杆菌，以便增强肠内定着能力。由于这些菌具有特殊的抑制肠道腐败菌、产生维生素、抗突变等作用而被称为益生菌。含有益生菌的酸乳称为益生菌酸乳。,3、生长抑制物质对酸乳微生物的影响,（1）残留抗菌素（2）杀菌剂和洗涤剂的残留（3）噬菌体,4、酸乳生产工艺过程,酸乳凝固型酸奶搅拌型酸奶,4、酸乳生产工艺过程,凝固型酸奶的生产工艺流程：原料乳净化标准化增加乳固体预热均质热处理冷却（4244）添加菌种灌装发酵培养（4244）冷却冷藏,4、酸乳生产工艺过程,搅拌型酸奶的生产工艺流程如下：原料乳净化标准化增加乳固体预热均质热处理冷却（4244
20、）添加发酵剂发酵培养 破乳冷却（1820）灌装冷藏,1）凝固型酸牛乳,乳酸菌在乳中生长繁殖，分解乳糖形成乳酸，乳的pH随之下降，使酪蛋白在等电点附近形成沉淀凝聚物，在灌装的容器中成为凝胶状态，在发酵培养及以后的运送冷却，贮藏过程中，必须使半成品或成品保持静置不受振动。,发酵：,在控制发酵条件的情况下使原料乳发酵，制成质量良好一致的酸乳成品。,冷却：,冷却的目的是为了迅速而有效地抑制酸乳中乳酸菌的生长和酶的活力，终止发酵过程，防止产酸过度；稳定酸乳的组织状态，降低乳清析出的速度。冷却过程应分段进行。,冷却：,第一阶段：温度从4244骤降到3538，可以有效降低乳酸菌的生长繁殖速度；第二阶段：温度
21、下降到1920，可完全抑制乳酸菌的生长；第三阶段：温度继续下降到1012，乳酸发酵被有效抑制；第四阶段：最后冷却到05，即酸乳的贮藏温度，可将酶的活性控制在最低限度。酸乳的冻结点约在-1，因此酸乳不能低于0保藏。,冷藏和后熟：,为了把酸乳中酶的变化和其他生物化学变化抑制到最小限度，最好在00C或再低一点的温度下进行冷藏，特别是长时间储藏可控制在-0.8-1.2。冷却的作用除满足以上目的外，还有促进香味物质的产生、改善酸乳硬度的作用。香味物质的高峰期一般是在制作完成之后的第4小时，特别是由多种风味物质相互平衡来形成酸乳的良好风味，一般需12-24小时才能完成，这段时间称做后熟期（后发酵）。,5、
22、酸乳的质量评定,凝固型酸乳成品的质量评定：色泽香气滋味形态,6、酸乳的质量控制,酸乳的凝固体主要是由酪蛋白的等电电沉淀，同时伴随着变性乳清蛋白的共沉，在沉淀中包含着脂肪球和乳清（可溶成分）组成的三相结构，外观呈白色、不透明的光滑、柔软的蛋奶羹状。,（二）搅拌型酸乳生产工艺,经过处理的原料乳接种了发酵剂之后，先在发酵罐中发酵至凝乳，再降温搅拌破乳、冷却，分装到销售用小容器中，即为成品。因为这类产品是在灌装前进行发酵，所以属于前发酵型，又因为这类产品经过搅拌成粥糊状，粘度较大，呈半流动状态，所以又称为软酸乳或液体酸乳。,1、破乳的理论,破乳用机械方法破坏凝胶体，使之形成有一定黏度的流动状物料的过程
23、。破乳是一个物理过程，同时也发生一定程度的化学变化。水在凝固型酸乳和搅拌型酸乳中存在的状态是不一样的。变性乳清蛋白在凝固型酸乳和搅拌型酸乳中的作用也是不一样的。,3.影响搅拌型酸乳增稠的因素,机械处理后，随着粘度的增加凝乳变得比较稠，这种现象称作搅拌型酸乳的增稠。适当的粘稠度是反映搅拌型酸乳成品质量的重要物理指标和感官指标。,三、干酪生产工艺,干酪是在乳中添加适量乳酸菌和凝乳酶，经凝乳（主要是酪蛋白）并分离出乳清，压榨后制得的新鲜或发酵成熟的乳制品。干酪的种类很多，原料、生产方法各不相同,按其生产工艺分：,天然干酪新鲜干酪-制成后未经发酵的 成熟干酪-经长时间发解成熟而制成的产品 融化干酪用一
24、种或一种以上天然干酪粉碎、加（或不加）添加剂、混合、加热融化、乳化后制成的乳固体在40%以上的干酪称融化干酪；干酪食品用天然干酪或融化干酪为主要原料，干酪含量在51%以上的产品称干酪食品。,根据其含水量进行分类,干酪分为：硬质半硬质软质,天然干酪的分类,1、干酪的主要成分,水分：脂肪：蛋白质：乳中的酪蛋白被酸或凝乳酶作用而凝固，成为凝块形成干酪组织；乳糖：乳酸发酵，抑菌；形成干酪风味的组分之一。无机物：钙和磷。,2、干酪的营养价值,干酪的组成范围大致为：水分：3055%，蛋白质2144%，脂肪1937%，灰分37%，几乎不含乳糖。干酪中蛋白质消化率达到9698%，并且富含各种维生素和钙，因此，
25、干酪是以蛋白质及脂肪为主含少量无机盐，乳糖，维生素等的乳制品。干酪中含有大量的必需氨基酸，和大量的钙和磷，另外，干酪也是维生素A的良好来源。,3、干酪发酵剂,干酪生产中添加发酵剂的目的是：促进凝乳酶的作用，以缩短凝乳时间。生成乳酸，促进切割后乳清排出。在成熟过程中，有微生物产生的酶类促进干酪的成熟风味变化。,4、凝乳酶,凝乳酶是制造干酪过程中起凝乳作用的关键性酶，它的传统来源是从小牛皱胃液中提取，也称皱胃酶。凝乳酶是一种酸性蛋白酶，其主要功能是使牛乳凝结。目前，全世界微生物凝乳酶的用量已超过总用量的13，而由微生物凝乳酶生产的干酪也占全世界总产量的一半以上。随着对微生物凝乳酶的进一步深入研究，微生物凝乳酶越来越有取代小牛凝乳酶的趋势。,4、凝乳酶,5、天然干酪的生产工艺：,天然干酪的生产工艺流程如下：原料乳 标准化 杀菌 冷却 添加发酵剂、凝乳酶等 凝块切割、搅拌、加热 排除乳清 成型压榨 加盐 成熟 上色挂蜡,复习思考题,1、简述酪蛋白的主要结构和对乳品加工的影响。2、什么是均质？均质的原理和工艺作用？3、什么是速溶乳粉？如何生产速溶乳粉4、试比较凝固型酸乳和搅拌型酸乳凝乳结构和工 艺的不同点。5、什么是干酪？干酪成熟过程对干酪品质有什么 作用？,1,88,谢 谢！,
