第五章 乳制品生产技术

第五章乳制品生产技术第1节概述我国乳品加工业生产现状技术创新趋势发展战略一、国内外乳品加工业生产现状1.原料奶生产1992年到2001年，中国原料奶产量由563.9万吨增长到1029万吨，年均增长幅度为6.9%。从原料奶总产量来看，2000年中国原料奶总量仅占全球总量的0.161%，这与占世界人口1/4的农业大国很不相称。2.人均年占有奶量2000年世界人均占有量达到95.1千克；发达国家人均原料奶占有量最多，人均200千克左右。发展中国家人均原料奶占有量达到40.1千克。3.乳品加工企业数量、规模和分布1998年中国拥有加工厂1000多座，日加工总量为2.5～3万吨，日加工能力超过100吨的大型企业占总数的5%，45%是加工能力在20吨以下的小型加工厂。4.从业人员的数量和结构由于企业集团的兼并和重组，从1998年后所人员下降；但近两年有所上升，主要是由于近两年乳品行业的投资较热，发展的势头较好，吸引了一些外资和国内的投资，所以从业人员有所上升，基本维持在８～１０万之间左右。5.乳品加工业年生产总值2000年销售收入前十位的企业共实现销售收入86.1亿元。6.乳品国际贸易情况我国成为乳品净进口国。乳制品的数量是当前国内总产量的25.4%。7.生产工艺及装备水平我国乳品设备同世界先进国家比大约有２０年的差距。目前进口机械占国内50%的市场，现有的乳品生产企业中，15％的企业拥有进口设备。主要包括砖型纸盒包装的超高温灭菌奶生产线、塑料袋软包装奶生产线、屋型纸盒包装的杀菌奶灌装设备、杯装酸奶灌装设备等。8.乳品生产成本及市场价格原料奶生产成本总的特征是北低南高、农牧区低于大中城市，农户散养低于集中舍养。中国原料奶生产总成本中饲料支出比重较大。9.乳制品总产量、品种与结构中国乳制品产品品种单一。其中奶粉产量约占乳制品产量的70%（2000年）。同1999年相比，液体乳增加幅度较大，超过50%。10.中国乳品消费2001年增长15.6%，预计2002年的奶类消费增长幅度仍会保持在10%以上的水平。二、乳的组成乳脂肪的理化常数脂肪球表面附着酪蛋白酸钙亚胶束伸出链磷酸钙磷酸根三、牛乳的物理性质1.乳的色泽2.乳的相对密度3.乳的热学性质1)冰点牛乳冰点的平均值为-0.53～-0.55℃，平均为-0.542℃。2)沸点乳的沸点在101KPa（1个大气压）下约为100.55℃。4.牛乳的酸度1)乳的滴定酸度及其pH我国滴定酸度用吉尔涅尔度表示，简称°T；或用乳酸质量分数（乳酸%）来表示。滴定酸度（°T）是以酚酞为指示剂，中和100ml乳所消耗0.1mol/L氢氧化钠溶液的体积（ml）。如：消耗18ml即为18°T正常的新鲜牛乳的滴定酸度为14～20°T，一般为16～18°T。2)乳中酸度的来源刚挤出的新鲜乳的酸度可称为固有酸度或自然酸度。固有酸度和发酵酸度之和称为总酸度四、牛乳在热处理中的变化1.形成薄膜2.褐变反应牛乳经长时间高温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。四、牛乳在热处理中的变化3.形成乳石4.乳蛋白质的热变性5.乳糖的影响6.酶的钝化7.维生素的损失五、异常乳六、乳及乳制品的变质类型及相关微生物１.原料乳的验收感官检验验收理化检验卫生检验六、原料乳的验收和预处理2.原料乳的预处理(1)原料乳的净化过滤净化离心净化，(2)原料乳的冷却立即冷却到5～10℃(3)原料乳的贮存图6-3贮奶仓7.原料乳的标准化乳的均质均质前后乳中脂肪球的变化一段均质后脂肪分布均质前脂肪分布二段均质后脂肪分布第二节液态乳生产技术一、市乳１.市乳的种类普通市乳浓厚牛乳强化牛乳复原乳成分调制乳功能性液体乳灭菌乳乳饮料2.市乳生产工艺原料乳验收和预处理→标准化→均质→UHT灭菌法→冷却→灌装、封口→瓶装→袋装→装箱、冷藏二、UHT灭菌乳1.UHT灭菌的基本原理温度每上升10℃，则杀死芽胞的速率增加约11倍。2.UHT灭菌乳生产工艺135～150℃，1～4sUHT灭菌无菌包装三、酸乳定义：酸乳是指以牛乳为原料，添加适量的砂糖，经巴氏杀菌后冷却，再加入纯乳酸菌发酵剂经保温发酵而制得的产品。一、发酵剂（一）传统构成菌嗜热链球菌（Streptococcusthermophilus）和保加利亚乳杆菌（Lactobacillusbulgaricus）（二）其他构成菌嗜酸乳杆菌（Lactobacilluscillusacidophilus）、双歧杆菌（Bifidobacterium）二、酸乳的生产工艺1.凝固型酸乳(1)分类高脂酸乳（脂肪含量大于6%）全脂酸乳（脂肪含量大于3%）中脂酸乳（脂肪含量大于1.5%）脱脂酸乳（脂肪含量小于0.3%）无糖酸乳加糖酸乳（含糖4%～8%）(2)凝固型酸乳工艺1．原料鲜乳2．配料3．浓缩4．预热、均质、杀菌和冷却5．接种（1）接种量（2）接种方法6．灌装7．发酵8．冷却9．后熟２.搅拌型酸乳定义搅拌型酸乳，是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。搅拌型酸乳的生产工艺流程1．破乳的理论均质粒子直径都在0.01mm．2.破乳方法搅拌法3．影响搅拌型酸乳增稠的因素（1）乳固体和非乳固体含量（2）原料乳均质（3）原料乳加热处理90～95℃，5min（4）搅拌搅拌的速度要慢，强度要中等或弱，时间要短（4min），pH要低（pH4.3～4.4），温度要低（一般低于38～40℃）。（5）菌种特性的影响第四节乳粉的生产技术一、概述1.广义乳粉定义：以生乳或乳粉为原料，添加或不添加食品添加剂和（或）食品营养强化剂等辅料，经脱脂或不脱脂、浓缩干燥或干混合的粉末状产品．2.狭义乳粉定义：仅以牛乳或羊乳为原料，经过浓缩、干燥制成的粉末状产品．2.乳粉的种类全脂乳粉脱脂乳粉配制乳粉特殊配制乳粉速溶乳粉3.全脂乳粉仅以乳为原料，添加或不添加食品营养强化剂经干燥制成的蛋白质不低于非脂乳固体的34%，脂肪不低于26%的粉末状产品。(1)全脂乳粉工艺流程原料乳验收预处理标准化白砂糖预热杀菌真空浓缩喷雾干燥冷却过筛包装检验分销感官检验验收理化检验卫生检验净化预处理冷却贮存(2)原料的验收与预处理关键控制环节原料验收、标准化、预热杀菌、浓缩、喷雾干燥、包装。容易出现的质量安全问题乳粉水分含量高；乳粉溶解性下降；乳粉有脂肪氧化味；细菌指标超标。(3)原料乳的验收和预处理生产全脂乳粉﹑加糖乳粉﹑脱脂乳粉及其他乳制品时，必须对原料乳进行标准化。生产加糖乳粉及其他乳制品时，必须按照标准化的乳固体含量计算加糖量，使其符合该产品的要求。(4)脂乳的标准化(5)生产加糖乳粉的加糖方法①预热杀菌时加糖②将蔗糖粉碎后灭菌，然后与干燥完了的乳粉混合﹑装罐．③预热杀菌时加一部分糖，装罐前在加一部分糖．添加的蔗糖必须是精制糖，符合国家标准ＧＢ３１７－１９９８优级或一级品规格，应干燥洁白、有光泽，无任何异味、臭味，蔗糖含量不少于９９.６５％，还原糖含量不多于０.１％，水分含量不多于０.０７％灰分含量不多于０.１％．(6)预热杀菌一般腐败性细菌是引起食品变质的重要因素。乳中含有解脂酶和过氧化物酶等，对保藏不利，必须在杀菌过程中将其钝化。杀菌目的：杀死乳中微生物和破坏酶的活力。为浓缩过程预热。若采用预先加糖方式，通过预热可使蔗糖完全溶解。低温长时杀菌法杀菌方法高温短时杀菌法超高温瞬时杀菌法杀菌方法杀菌温度/时间杀菌效果所用设备低温长时间杀菌法60～65℃/30分钟70～72℃/15～20分钟80～85℃/5～10分钟可杀死全部病原菌，但不能破坏所用的酶类，即杀菌效果一般容器式杀菌缸高温短时灭菌法85～87℃/15秒94℃/24秒杀菌效果较好板式、列管式杀菌器超高温瞬时灭菌法120~140℃/2～4秒杀菌效果最好板式、管式、蒸汽直接喷射式杀菌器表1牛乳常见的杀菌方法自动回转式杀菌锅管式杀菌设备板式换热器板式UHT全自动板式杀菌设备(7)浓缩自然蒸发蒸发常压沸腾蒸发真空浓缩的方法超滤和反渗透冷冻浓缩单效真空浓缩罐浓缩设备双效或三效真空浓缩罐三效浓缩设备(8)喷雾干燥1）喷雾干燥原理：采用机械力量，通过雾化器将浓缩乳在干燥室内喷成极细小的雾状乳滴，以增大其表面积，加速水分蒸发速率。雾状液滴一经与同时鼓入的热空气接触，水分便在瞬间蒸发出去，使细小的乳滴干燥成乳粉。2）喷雾干燥过程①预热阶段②恒速干燥阶段③降速干燥阶段离心喷雾干燥设备压力喷雾干设备喷雾干燥设备(9)冷却、包装1）出粉2）输粉气流输粉输粉方式流化床输粉3）贮粉4）包装粉剂定量包装机4.脱脂乳粉脱脂乳粉为将新鲜牛乳经预热、离心分离获得脱脂乳，再经杀菌、浓缩、干燥而制得的粉末状产品。生产工艺流程：原料乳验收预处理预热分离稀奶油脱脂乳杀菌真空浓缩冷却过筛包装检验分销5.调制乳粉以乳为原料,添加或不添加食品营养强化剂,经浓缩、干燥制成的粉末状产品；或在乳粉中添加食品营养强化剂和其他配料而制成的粉末状产品。表牛乳蛋白质与人乳蛋白质的差异酪蛋白：乳清蛋白酪蛋白酪蛋白对0.1molCaCl2凝聚性乳蛋白酪蛋白利用率牛乳5：142%as-球蛋白７０％a-乳球蛋白Ｂ-乳球蛋白８１.５％人乳1：10３０％a-乳球蛋白９４.５％(1)婴儿乳粉1）婴儿乳粉的特性2）婴儿乳粉营养成分调整（1）蛋白质的调整调整蛋白质的方法：添加脱盐的甜性乳清或乳清粉，使酪蛋白和乳清蛋白比例接近人乳；或者添加酪蛋白的酸水解物，以提高酪蛋白的消化性．2）婴儿乳粉营养成分调整⑵脂肪的调整调整方法：采用不饱和脂肪酸含量高的植物油调整脂肪酸的组成．⑶碳水化合物的调整－添加乳糖分解物⑷矿物质的调整－大量添加脱盐乳粉加以稀释⑸维生素的调整婴儿乳粉应充分强化维生素，特别是叶酸和维生素Ｃ，它们对芳香族氨基酸的代谢起辅酶作用．维生素Ｅ的添加量以控制维生素Ｅ（mg）和多不饱和脂肪酸（g）的比例大于或等于０.８为宜．3）婴儿乳粉生产工艺流程原料乳的验收预处理标准化配料滋养糖乳糖乳糖分解物乳清粉胱氨酸铁盐等脂溶性维生素植物油稳定性水溶性维生素均质杀菌浓缩喷雾干燥冷却筛分混合包装不稳定性水溶性维生素6.功能性乳粉１）功能性乳粉的特性乳粉中的某些成分能促进机体的消化、吸收，调节机体节律，延缓机体衰老，增强机体抗病能力，具有类似药物的疗效作用。２）主要功能性材料（１）膳食纤维（２）低聚糖工业化的低聚糖主要有：异构化乳糖、异麦芽糖、低聚果糖和低聚半乳糖。作用：降低血清胆固醇含量、防止龋齿及作为双歧杆菌增殖因子的功能。（３）糖醇主要有：山梨糖醇、甘露糖醇和麦芽糖醇作用：防止肥胖、预防龋齿（4）多不饱和脂肪酸：二十碳五稀酸（EPA）、二十二碳六稀酸（DHA）、十八碳二烯酸、十八碳三烯酸。作用：降血脂、降胆固醇、降血压、抑制血小板凝集、防止血栓形成、增强记忆（5）肽及蛋白质（6）醇类及酚类：茶多酚、谷维醇和二十八烷醇（7）磷脂：保护生物膜、降低血脂、防止心血管疾病、增强记忆和防治老年痴呆的作用。（8）双歧杆菌7.乳粉的速溶性速溶乳粉的制造原理：使乳粉粒子表面湿润进行附聚，在不使其结块破坏的情况下进行干燥、冷却、整粒，制成物理上容易亲水的乳粉。