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第五章乳制品（1）•乳的物理性质•乳的成分和性质•乳在加工过程中的变化•原料乳的验收和预处理•消毒（纯）牛乳的生产工艺•炼乳的生产1乳品工业的定义：以动物乳（牛乳）为原料，经预处理及加工而制成的饮料、炼乳、乳粉、奶油等半成品及成品的工业。乳的营养成分：蛋白质、氨基酸、脂肪、糖类、钙、磷、镁、维生素、酶类、抗体等。2黄油butter原料乳接收巴氏杀菌，离心分离，标准化等全脂包装乳Wholemilk稀奶油cream奶粉Milkpowder炼乳Condensedmilk脱脂乳skimmilk乳制品工艺及产品分类关系3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、盐类以及维生素、酶类、气体等。4乳的干物质:将乳干燥到恒重时所得到的残渣。牛乳干物质含量:11%～13%乳中干物质的含量随乳成分的百分含量而变，尤其是乳脂肪在乳中的变化比较大，在实际工作中常用无脂干物质作为指标。5表4-1不同品种乳牛的平均组成乳牛品种比重水分（%）干物质（%）脂肪（%）蛋白质（%）乳糖（%）灰分（%）荷兰牛1.032487.512.503.553.434.860.68西门达尔牛1.032487.1812.823.793.344.810.71更塞牛1.033685.1314.875.194.024.910.74娟姗牛1.033185.3114.695.193.864.940.70水牛1.029081.4118.597.477.104.150.84牦牛—81.6018.407.805.005.00—6乳的组成乳的物理性质对选择正确的工艺条件，鉴定乳的品质具有重要的意义。（一）乳的色泽及光学性质新鲜正常的牛乳呈不透明的乳白色或淡黄色。（二）乳的滋味和气味挥发性脂肪酸及其他挥发性物质是牛乳滋、气味的主要构成成分。乳中羰基化合物，如乙醛、丙酮、甲醛等均与牛乳风味有关。香味随温度的高低而异。7一、乳的物理性质牛乳的冰点平均为-0.522℃。牛乳中的乳糖和盐类是导致冰点下降的主要因素。牛乳的沸点在101.33kPa（1个大气压）下为100.55℃，乳的沸点受其固形物含量影响。8（四）乳的相对密度乳的相对密度受温度影响，在挤乳后1h内最低，其后逐渐上升。酸度是牛乳新鲜度和稳定性的重要指标。刚挤出的新鲜乳若以乳酸度计，酸度为0.15％～0.18％（16～18°T）固有酸度（自然酸度）主要由乳中的蛋白质、柠檬酸盐、磷酸盐及二氧化碳等酸性物质所造成。发酵酸度：由于发酵产酸而升高的这部分酸度。固有酸度+发酵酸度=总酸度9一般条件下，乳品工业所测定的酸度就是总酸度。乳品工业中酸度是指以标准碱液用滴定法测定的滴定酸度。我国滴定酸度用吉尔涅尔度简称“oT”(TepHep)或乳酸度（乳酸％）来表示。10即中和100mL牛乳所需0.1mol／L氢氧化钠毫升数，消耗1mL为１oT。2.乳酸百分率用乳酸量表示酸度时，按上述方法测定后用下列公式计算：乳酸(%)=0.1mol／LNaOH体积（mL)×0.009×100被测牛乳重量（g)11二、牛乳的化学成分及其性质（一）水牛乳中的水是牛乳的主要成分之一，占总量87-89%。（二）固形物将牛乳干燥到恒重时所得到的剩余物为乳固体。乳固体包括乳蛋白、乳脂肪、乳糖、无机盐和维生素等。12牛乳乳蛋白酪蛋白乳清蛋白乳糖乳脂肪维生素无机盐pHh4.6是否沉淀热稳定热不稳定乳白蛋白和乳球蛋白乳蛋白（MilkProtein）是乳中主要的含氮物。牛乳的含氮化合物中95%为乳蛋白质，5%为非蛋白态含氮化合物，蛋白质在牛乳中的含量为3.0%～3.5％。包括酪蛋白、乳清蛋白两大类。1.乳蛋白质14牛乳中主要的蛋白质，等电点pH4.6蛋白质，占乳蛋白总量的80%～82%。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。1）酪蛋白的存在形式酪蛋白酸钙-磷酸钙复合体状态存在于牛乳中。152）酪蛋白的性质①酪蛋白的酸沉淀pH值4.6②酪蛋白的凝乳酶凝固生产干酪的原理。酪蛋白在凝乳酶的作用下变为副酪蛋白(Paracasin)，在钙离子存在下形成不溶性的凝块。16③盐类及离子对酪蛋白稳定性的影响④酪蛋白的醇凝固⑤酪蛋白与糖的反应具有还原性羰基的糖可与酪蛋白作用变成氨基糖而产生芳香味及其色素。17当pH＝4.6时不从乳中沉淀出的部分蛋白质即为乳清蛋白。约占乳蛋白质的18%～20%，可分为热稳定和热不稳定的乳清蛋白两部分。18调节乳清pH4.6～4.7时，煮沸20min，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81%。热不稳定乳清蛋白质包括乳白蛋白和乳球蛋白两类。乳球蛋白具有抗体的作用，故又称为免疫球蛋白。初乳中的免疫球蛋白含量比常乳高。19调节乳清pH4.6～4.7时，煮沸20min，不发生沉淀的一类蛋白质为热稳定的乳清蛋白，约占乳清蛋白的19%。20乳脂质组成：97-98%乳脂肪，1%磷脂，少量游离脂肪酸、胆固醇。乳脂肪对牛乳风味起重要的作用，在乳中的含量一般为3%～5%。乳脂是由漂浮在乳中的大小不同的粒子构成的众多小球,这些小球是脂肪球。2.乳脂质21脂肪球：•20～40亿个/ml牛乳，乳中最大但是最轻的颗粒。平均直径是3～4um。脂肪球的大小对乳制品加工的意义•直径越大，上浮速度越快，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1nm时，脂肪球基本不上浮。22脂肪球膜主要由蛋白质、磷脂、甘油三酸酯、胆甾醇、维生素A、金属及一些酶类构成，同时还有盐类和少量结合水。脂肪球膜具有保持乳浊液稳定的作用，即使脂肪球上浮分层，仍能保持着脂肪球的分散状态23牛乳中约含有乳糖4.2%～5.0%。乳糖分-型、-型。常见的是-型含水乳糖。在一定温度的水溶液中，-乳糖和-乳糖的含量永远保持一定的比例，这种状态称为平衡状态。3.乳糖24特性：①在常温下比较稳定，难溶于水。②加热到100~1300C时，乳糖变成棕色。③乳糖酶分解乳糖生成葡萄糖和半乳糖。④乳糖是青霉菌培养基生产青霉素的良好碳源。25牛乳中的无机物亦称为矿物质，含量平均为0.72%左右，主要有磷、钙、镁、氯、钠、硫、钾。其中，碱性成分多于酸性成分，故牛乳的灰分呈碱性。牛乳中的无机质大部分与有机酸结合成盐类，少部分与蛋白质结合并吸附于脂肪球膜。4.无机物26项目钾钠钙镁磷硫氯牛乳1385812514963010427乳中盐类主要是磷酸盐、柠檬酸盐，形成缓冲体系,对热稳定性起着重要作用当受季节、饲料、生理或病理等影响，牛乳发生不正常凝固，往往是由于钙、镁离子过剩，盐类的平衡被打破的缘故。可向乳中添加磷酸及柠檬酸的钠盐，维持盐类平衡，保持蛋白质的热稳定性。28牛乳含有几乎所有已知的维生素。牛乳中的维生素包括脂溶性维生素A、D、E、K和水溶性的维生素B1、B2、B6、B12、C等两大类。乳中维生素含量因贮存和加工中损失而大大改变。5.维生素29维生素含量（mg/L）成年人日需要量（mg）A0.2-21-2B10.41-2B21.72-4C5-2030-100D0.0020.0130水解酶磷酸酶蛋白酶脂酶氧化还原酶过氧化氢酶过氧化物酶还原酶最适温度，钝化温度，检测意义（1）水解酶类1）磷酸酶酸性磷酸酶；碱性磷酸酶。碱性磷酸酶：最适pH值为7.6～7.8，经63℃、30min或71～75℃、15～30s;酸性磷酸酶：最适pH值为4.2，经95℃、5min加热后可钝化利用这种性质来检验低温巴氏杀菌法处理的消毒牛乳的杀菌程度是否完全。322）蛋白酶来自乳本身和污染的微生物多为细菌性酶,水解蛋白质后形成蛋白胨、多肽及氨基酸乳酸菌蛋白酶促进干酪成熟333）脂酶牛乳脂肪酸败脂酶最适作用条件37℃，pH9.0～9.2。钝化温度至少80～85℃。为了抑制脂酶的活性，在奶油生产中，一般采用80～85℃以上的高温或超高温处理。341）过氧化氢酶主要来自白血球的细胞成分，特别在初乳和乳房炎乳中含量较多利用对过氧化氢酶的测定可判定牛乳是否为乳房炎乳或其它异常乳352）过氧化物酶是乳中固有的酶。主要来自于白血球的细胞成分，其数量与细菌无关氧化多元酚、芳香胺及某些化合物活性测定判断牛乳是否经过热处理或判断热处理的程度低温/常温放置钝化的过氧化物酶重新复活363）还原酶是挤乳后进入乳中的微生物的代谢产物。还原酶（Reductase）能使甲基蓝还原为无色。通过测定还原酶的活力来判断乳的新鲜程度。37三、乳在加工过程中的变化（一）乳在加热过程中的变化1.加热的目的：（1）杀菌及破坏酶。（2）去除水分，提高固形物含量。（3）改善加工性能（提高热稳定性、抗氧化性），增加风味，改善组织形态结构，提高质量。382.加热对牛乳的影响（1）形成薄膜：40度以上即形成。原因：乳清蛋白稳定性低，热变性，在液体界面形成脂肪和白蛋白组成的薄膜。防止：减少液面水分蒸发；加强搅拌39（2）产生褐变：牛乳经长时间高温（1200C以上）加热则发生褐变反应。这类反应属于非酶褐变，主要是羰-氨反应，其次是乳糖的焦糖化反应。防止：控制加热温度；添加0.01%半胱氨基酸抑制反应。40（3）高温产生乳结石/乳垢加热面局部高温Ca3（PO4）2晶核沉淀（蛋白质、脂肪、矿物质）进一步煮焦糊浓缩锅。后果：造成营养损失，降低传热效果；为微生物生长提供场所。（4）乳蛋白变性美拉德反应、干酪软凝化、蒸煮味的产生都直接和乳中的蛋白质因热处理引起变性有关。蒸煮味原因：含S蛋白质加热—SHH2S41（5）乳糖变化在1000C以上长时间加热，乳糖除产生褐变外，还会分解产生乳酸、糖醛、糖酸等。（6）二氧化碳损失：刚挤出：20mg/100ml，加热时逐渐消失。（7）酶的钝化（8）维生素的损失（9）加热使牛乳中挥发性物质减少，同时粘度增加。42（二）冻结对牛乳的影响1.乳蛋白胶体稳定性降低由于游离水冻结，冰晶扩散，盐浓度升高使蛋白质胶体电荷消除，而使酪蛋白凝结、沉淀。2.乳糖结晶析出因为乳糖中钙盐与蛋白质作用而凝固，乳粘度下降，胶体冰点上升。（防止：添加蔗糖71%）433.乳脂肪的乳浊状破坏由于乳冻结后，脂肪球上浮，由于脂肪球膜存在，冻结时，水形成冰结晶，产生机械挤压，导致脂肪球变形。（防止：采用高压均质200~250kg/cm2）4.乳成分的分离上层：乳脂层；中层：蛋白质、盐类、乳糖；下层：乳蛋白质。5.产生不良气味氧化臭、金属臭、鱼腥臭。44（三）均质对牛乳的影响牛乳均质化是采用140~250kgf/cm2的压力，使牛乳以150~200m/s的速度通过高压均质机的细孔（0.1mm）。由于受到强烈的机械作用，使脂肪破碎而达到均质。牛乳在均质过程中受到冲击、爆破、剪切作用和空洞现象作用。451.牛乳蛋白质的物理性状发生了改变脂肪球数量增多，扩大表面积，其表面吸附的酪蛋白量增加，使脂肪球相对密度增大浮力变小。2.对蛋白质的稳定性有促进作用脂肪球表面进一步吸附柠檬酸盐及磷酸盐，减少了乳清中的浓度。3.促进牛乳消化吸收46四、原料乳的验收与预处理（一）验收1.验收的内容48用嗅觉、味觉、尘埃来观察优劣；测定温度、酸度、酒精试验，测相对密度、脂肪含量，最后进行细菌检验进行分级。2.检验顺序（1）采样：均匀具有代表性（2）感观检查：色泽、气味、温度（4.40C）、是否掺假（p117）。（3）理化检查：①测定相对密度：平均1.028②测定酸度：18~200T49③酒精试验：68-72%食用酒精+等量牛乳——混合。如：不凝固为正常；凝固、结块为不正常。淡炼乳：用75%；甜炼乳：72%；乳粉：68%。④煮沸试验：（4）卫生检验：抗菌素残留检验主要针对生产发酵乳的原料乳检验。50特级乳Ⅰ级乳Ⅱ级乳嗞味和气味具有新鲜牛乳固有的香味.带徽甜味、无饲料臭味、酸味、苦昧、金属味及其它异味同左不符合特级及I级品嗞味和气味者差组织状态呈乳白色或稍带微黄色的均外观呈均匀胶状流体。并有适当粘度,无凝块。不含其它异物同左不符合特级及l级品