乳品工艺学

乳品工艺学第一章液态乳加工第一节消毒乳的概念和种类第二节乳的杀菌和灭菌第三节原料乳的验收第四节原料乳的预处理第五节消毒鲜乳的加工第六节灭菌乳及无菌包装南京农业大学食品院畜产组第一节消毒乳的概念和种类一、消毒乳的概念�液态乳制品是指以新鲜牛奶为原料，经净化、杀菌、均质、冷却、包装后直接供应消费者饮用的商品乳。近年来，可得到的液态乳制品具有多种多样的类型，除巴氏消毒乳和灭菌乳外，为促进乳品销售已开发出了多种含乳饮料。这些产品包括从简单的风味奶到用作甜食的复杂产品。二、消毒乳的种类�普通全脂消毒乳:以合格鲜乳为原料，不加任何添加剂加工成的消毒乳。�脱脂消毒乳:将鲜牛乳中的脂肪脱去或部分脱去而制成的消毒乳。�强化消毒乳:把加工过程中损失的营养成分和日常食品中不易获得的成分如维生素，或钙、磷、铁等无机盐类，加以补充，使营养成分加以强化的消毒乳。1.按组成分类�花色牛乳:以牛乳为主要原料，加入其他风味食品，如可可、咖啡、果汁(果料)，再加以调色调香而制成的饮用乳。�复原乳:复原乳也称再制乳。系以全脂奶粉、浓缩乳、脱脂奶粉和无水奶油等为原料，经混合溶解后制成与牛乳成分相同的饮用乳。2.按杀菌强度分类�低温长时(LTLT)杀菌乳牛乳经62～65℃、30min保温杀菌。在这种温度下，乳中的病原菌，尤其是耐热性较强的结核菌都被杀死。�高温短时(HTST)杀菌乳通常采用72～75℃、15s杀菌，或采用80～85℃、10～15s的加热杀菌的乳。由于受热时间短，热变性现象很少，风味有浓厚感，无蒸煮味。�超高温灭菌(UHT)乳超高温灭菌法是将奶加热到135℃或135℃以上并持续至少1秒种。不但可杀死细菌营养体，还可杀死芽孢。第二节乳的杀菌和灭菌一、杀菌和灭菌的概念�杀菌：是将乳中的致病菌和造成成品缺陷的有害菌全部杀死，但并非百分之百地杀灭非致病菌和芽孢。杀菌条件应控制到对乳的风味、色泽和营养损失达最低限度。�灭菌:是要杀死乳中所有细菌,使其呈无菌状态。但事实上,热致死率只能达到99.9999%,欲将残存的百万分之一,甚至千万分之一的细菌杀灭,必须延长杀菌时间,这样会给鲜乳带来更多的缺陷。这个极微量的细菌在检测上近于零,即所谓的灭菌。二、杀菌和灭菌的方法�低温长时杀菌法：加热条件为62～65℃、30min，低温长时杀菌法由于所需时间长,效果也不够理想。因此，目前生产上很少采用。�高温短时杀菌法：杀菌条件为72～75℃保持15s或80～85℃保持10～15s。一般采用板式杀菌装置。�超高温灭菌法：灭菌条件为130～150℃、1～5s。在无菌条件下进行包装后的成品有长寿乳之称。超高温灭菌法又可按物料与加热介质接触与否分为直接加热法和间接加热法�直接加热法是乳先用蒸汽直接加热,然后进行急剧冷却。此法包括喷射法(蒸汽喷入制品中)和注入法(制品注入蒸汽中)两种方式。间接加热法是指通过热交换器器壁之间的介质间接加热的方法,其冷却也可间接通过各种冷却剂来实现。三、加热杀菌致死效果(一)热致死率的表示方法热致死率(%)=(杀菌前的细菌数-杀菌后的细菌数)/杀菌前的细菌数×100%(二)热处理后的生存菌数和杀菌率：牛乳经各种杀菌方法处理后,生存菌数和致死率随处理方法不同而有差异所示。�不同杀菌方法生产的消毒牛乳中细菌残存数和致死率都有差异。�超高温杀菌法既能杀死细菌，又能最大限度的保持牛乳风味、色泽和营养价值。高温短时杀菌，残存的细菌较少，制品品质良好。�低温长时杀菌则是一种传统通用方法。第三节原料乳的验收�在乳品工业上,将未经任何加工处理的生鲜乳称为原料乳。原料乳的验收主要包括感观检测、理化指标测定、微生物检验三方面。一、原料乳的质量标准(一)理化指标(二)感官指标(三)细菌指标(四)其他(一)原料乳的理化指标项目指标密度(20℃/4℃)≥1.028(1.028～1.032)脂肪(%)≥3.10(2.8～5.0)蛋白质(%)≥2.95酸度(以乳酸表示，%)≤0.162杂质度(mg/kg)≤4汞(mg/kg)≤0.01滴滴涕(mg/kg)≤0.1抗生素(IU/L)＜0.03(二)感官指标�正常牛乳白色或微带黄色�不得含有肉眼可见的异物�不得有红色、绿色或其他异色�不能有苦味、咸味、涩味和饲料味、青贮味、霉味和异常味。(三)原料乳的细菌指标分级平皿细菌总数分级指标法（104cfu/ml）美兰褪色时间分级指标法Ⅰ504hⅡ1002.5hⅢ2001.5hⅣ40040min(四)下列情况不得收购�产犊前15d内的末乳和产犊后7d内的初乳用抗菌素或其他对牛乳有影响的药物治疗期间，母牛所产的乳和停药后3d内的乳添加有防腐剂、抗菌素和其他任何有碍食品卫生的乳。二、原料乳的验收1.感官检验2.酒精检验3.滴定酸度4.比重5.细菌数6.体细胞数7.抗生物质检验8.乳成分的测定1.感官检验�鲜乳的感官检验主要是进行嗅觉、味觉、外观、尘埃等的鉴定。�正常鲜乳为乳白色或微带黄色，不得含有肉眼可见的异物，不得有红、绿等异色，不能有苦、涩、咸的滋味和饲料、青贮、霉等异味。2.酒精检验�酒精检验是为观察鲜乳的抗热性而广泛使用的一种方法。�通过酒精的脱水作用，确定酪蛋白的稳定性。新鲜牛乳对酒精的作用表现出相对稳定；而不新鲜的牛乳，其中蛋白质胶粒已呈不稳定状态，当受到酒精的脱水作用时，则加速其聚沉。此法可验出鲜乳的酸度，以及盐类平衡不良乳、初乳、末乳及细菌作用产生凝乳酶的乳和乳房炎乳等。�酒精试验与酒精浓度有关，一般以一定容量浓度的中性酒精与原料乳等量相混合摇匀，无凝块出现为标准，正常牛乳的滴定酸度不高于18°T，不会出现凝块。但是影响乳中蛋白质稳定性的因素较多，如乳中钙盐增高时，在酒精试验中会由于酪蛋白胶粒脱水失去溶剂化层，使钙盐容易和酪蛋白结合，形成酪蛋白酸钙沉淀。�新鲜牛乳的滴定酸度为16～18°T。为了合理利用原料乳和保证乳制品质量用于制造淡炼乳和超高温灭菌奶的原料乳，用75%酒精试验用于制造乳粉的原料乳用68%酒精试验(酸度不得超过20°T)。酸度不超过22°的原料乳尚可用于制造奶油，但其风味较差。�酸度超过22°的原料乳只能供制造工业用的干酪素、乳糖等。3.滴定酸度�滴定酸度就是用相应的碱中和鲜乳中的酸性物质，根据碱的用量确定鲜乳的酸度和热稳定性。�一般用0.1mol/L的NaOH滴定，计算乳的酸度。该法测定酸度虽然准确，但在现场收购时受到实验室条件限制。4.比重�比重是常作为评定鲜乳成分是否正常的一个指标但不能只凭这一项来判断，必须再通过脂肪，风味的检验，可判断鲜乳是否经过脱脂或是加水。用于测牛乳比重的比重计5.细菌检查方法�美蓝还原试验稀释倾注平板法直接镜检法(费里德氏法)(1)美蓝还原试验�美蓝还原试验是用来判断原料乳的新鲜程度的一种色素还原试验。�新鲜乳加入亚甲基蓝后染为蓝色，如污染大量微生物产生还原酶使颜色逐渐变淡，直至无色，通过测定颜色变化速度，间接地推断出鲜奶中的细菌数。�该法除可间接迅速地查明细菌数外，对白血球及其他细胞的还原作用也敏感。还可检验异常乳(乳房炎乳及初乳或末乳)。(2)稀释倾注平板法�平板培养计数是取样稀释后，接种于琼脂培养基上，培养24h后计数，测定样品的细菌总数。该法测定样品中的活菌数，测定需要时间较长。(3)直接镜检法(费里德氏法)�利用显微镜直接观察确定鲜乳中微生物数量的一种方法。�取一定量的乳样，在载玻片涂沫一定的面积，经过干燥、染色、镜检观察细菌数，根据显微镜视野面积，推断出鲜乳中的细菌总数，而非活菌数。直接镜检法比平板培养法更能迅速判断结果，通过观察细菌的形态，推断细菌数增多的原因。6.体细胞数�正常乳中的体细胞，多数来源于上皮组织的单核细胞，如有明显的多核细胞（白细胞）出现，可判断为异常乳。常用的方法有直接镜检法(同细菌检验)或加利福尼亚细胞数测定法(GMT法)。�GMT法是根据细胞表面活性剂的表面张力，细胞在遇到表面活性剂时会收缩凝固。细胞越多，凝集状态越强，出现的凝集片越多。7.抗生物质检验�抗生物质残留量检验是验收发酵乳制品原料乳的必检指标。(1)TTC试验�如果鲜乳中有抗生素物质的残留，在被检乳样中，接种细菌进行培养，细菌不能增殖，此时加入的指示剂TTC保持原有的无色状态(未经过还原)。�反之，如果无抗生物质残留，试验菌就会增殖，使TTC还原，被检样变成红色，可见，被检样保持鲜乳的颜色，即为阳性。如果变成红色，为阴性。(2)抑菌圈法�将指示菌接种到琼脂培养基上，然后将浸过被检乳样的纸片放入培养基上，进行培养。�如果被检乳样中有抗生物质残留，会向纸片的四周扩散，阻止指示菌的生长，在纸片的周围形成透明的抑菌圈带，根据抑菌圈的直径，判断抗生物质的残留量。8.乳成分的测定�近年来随着分析仪器的发展，乳品检测方法出现了很多高效率的检验仪器。采用光学法来测定乳脂肪、乳蛋白、乳糖及总干物质，并已开发各种微波仪器。(1)微波干燥法测定总干物质通过2450MHz的微波干燥牛奶，并自动称量、记录乳总干物质的重量，测定速度快，测定准确，便于指导生产。(2)红外线牛奶全成分测定�通过红外线分光光度计，自动测出牛奶中的脂肪、蛋白质、乳糖三种成分。�红外线通过牛奶后，牛奶中的脂肪、蛋白质、乳糖的不同浓度，减弱了红外线的波长，通过红外线波长的减弱率反映出三种成分的含量。�该法测定速度快，但设备造价较高。第四节原料乳的预处理一、原料乳的净化二、原料乳的冷却三、原料乳的贮存四、原料乳的运输五、原料乳的标准化一、原料乳的净化（一）过滤：通常除去乳中较大的污染杂物。一般采用纱布或过滤器进行过滤。纱布过滤法：①消毒后的纱布3-4层；②一个过滤面50kg乳；③使用后用温水清洗→碱洗（0.5%的碱水）→漂洗→煮沸10-20分钟杀菌管道过滤器：备有冷却器，过滤后马上进行冷却使用时，控制进出口压差0.7kg/cm2,否则会产生跑滤现象。此外,还有专门的离心净乳机，能达最高的纯净度。（二）净化：能除掉一些微小的杂质和细菌细胞。原理：在分离钵内受强大离心力的作用，将大量的机械杂质留在分离钵的内壁上，而乳被净化。乳温32℃时，净化效果较好离心净乳机与奶油分离机的异同点：①结构相似②前者分离钵具有较大的聚尘空间,杯盘上无孔，上部无分配杯盘自动排渣净乳机或三用分离机（分离、净乳、标准化）,对提高乳的产量和质量起了重要作用。二、原料乳的冷却(一)冷却目的抑制微生物繁殖;延长乳本身的抗菌期,减少变质。贮存时间与冷却温度的关系贮存时间（hr）6-1012-1818-2424-3636-48冷却温度（℃）10-88-66-55-42-1冷却温度应视具体的贮存时间而定，不一定非是4℃，目的是节约能源(二)冷却方式1.自然冷却：冷却温度可达比水温高3-4℃注意：搅拌、排水、换水缺点：冷却缓慢，耗水量大2.人工冷却：通过制冷设备及冷媒冷排:又表面冷却器；特点：结构简单，价格便宜；效果好，适于小规模加工厂及奶牛场使用。分配槽牛奶表面冷却器冷媒片式冷却器：由许多金属薄片组成，牛奶和冷却介质通过薄片进行交换浸没式冷却器：轻巧灵便，可插入贮乳槽或奶桶里，带有离心式搅拌器，可自动调节搅拌速度应用：可先用板式预冷器将36℃的奶冷至18℃（用15℃的水）再用浸没式冷却器进一步冷至4℃。浸没式冷却器工作图贮乳槽的要求：1.有绝缘层的不锈钢，具有保冷作用，但非制冷设备，经24小时T＜3℃2.杜绝微生物污染，便于清洗3.设有搅拌器，以防脂肪上浮容量选择：一般贮奶缸的总容量是收奶量的2/3-1注意：1.装奶要满2.定时搅拌三、原料乳的贮存�为了保证工厂连续生产的需要，必须有一定的原料乳贮存量，一般应不少于工厂1d的处理量。�冷却后的乳应尽可能保持低温，以防止温度升高保存性降低。因此，贮存原料乳的设备，要有良好的绝热保温措施，并配有适当的搅拌机构，定时搅拌乳液防止乳脂肪上浮而造成分布不均匀。四、原料乳的运输在乳源分散的地方，多采用乳桶运输，乳源集中的地方，采用乳槽车运输。无论采用哪种运输方式，都应注意以下几点：�防止乳在途中升温，特别是在夏季，运输最好在夜间或早晨，或用隔热材料盖好桶；�所采用的容器须保持清洁卫生，严格