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第九章典型乳制品加工技术及实训食品机械与工艺基础叶彩珠闽北职业技术学院食品与生物工程系食品机械与工艺基础乳营养丰富、成分齐全、容易消化、风味香甜，乳的消化率为98%。老幼皆知，提供人体尤其婴幼儿必需的蛋白质、能量和矿物质等,现代研究表明乳还具有能提高免疫力和抗感染等功能。食品机械与工艺基础乳制品是指以生鲜牛（羊）乳及其制品为主要原料，经加工而制成的各种产品。乳制品分七个大类：液体乳类。包括：灭菌乳、酸牛乳、配方乳等。乳粉类。包括：全脂乳粉、脱脂乳粉、调味乳粉、婴幼儿乳粉、其他配方乳粉。炼乳类。包括：全脂无糖炼乳（淡炼乳）、全脂加糖炼乳、调味炼乳、配方炼乳等。乳脂肪类。包括：稀奶油、奶油、无水奶油等。干酪类。包括：原干酪、再制干酪等。乳冰淇淋类。包括：乳冰淇淋、乳冰等。其他乳制品类。包括：乳糖、乳清粉、浓缩乳清蛋白等。食品机械与工艺基础一、乳的组成第一节乳的组成及理化特性1、乳的概念乳是哺乳动物为哺育幼儿从乳腺分泌的一种白色或略带微黄色的不透明的液体。乳具有特殊香味，稍带甜味，具有胶体特性的生物学液体，由许多成分组成。2、乳的化学组成牛乳中含有水分、蛋白质、脂肪、碳水化合物、无机盐、磷脂类、维生素、酶、免疫体、色素、气体等各种成分。我们将牛乳干燥到恒重时所得的残余物称为乳的干物质，11～13％（其中：脂肪4%，乳糖4.8%，蛋白质3.4%，无机盐0.8%）。干物质包括了乳中的全部营养，因此常以干物质（主要是无脂干物质）作为乳产品的质量指标。食品机械与工艺基础干物质实际上表明乳的营养价值，在生产中计算制品的生产率时，都需要用到干物质（或无脂干物质）。乳的比重、含脂率和干物质含量之间存在一定的关系。由此可以计算出干物质的含量：WT＝O.25d＋1.2WF±K式中：WT---干物质含量%WF---脂肪含量%d---牛乳比重计读数K---系数（根据各地情况试验求得，中国轻工业部标准规定为0.14）食品机械与工艺基础3、牛乳分离后各部分的名称牛乳未加工处理之前可称之为全脂乳；全脂乳经离心分离处理后可产生两部分，分离出来的富含脂肪部分，称为稀奶油；另一部分含脂肪较少的称为脱脂乳。稀奶油经过搅拌使脂肪球聚结制得奶油，剩余的部分为酪乳。脱脂乳中的乳蛋白分离后，所得的酪蛋白在酸下凝固即可做成干酪或干酪素。除去酪蛋白后剩余的半透明黄绿色液体为乳清，分离乳白蛋白和乳球蛋白后，剩下的乳清滤液可用浓缩、结晶等方法制取乳糖。食品机械与工艺基础二、乳中主要成分的化学性质1、乳脂肪乳脂肪是牛乳的主要成分之一，对牛乳风味起重要的作用，在乳中的含量一般为3～5%。乳脂肪不溶于水，呈微细球状分散于乳中，即以脂肪球的形式分散于乳中。形成乳浊液。乳脂肪主要由甘油三酸脂（98～99%）、少量的磷脂（0.2～1%）、甾醇（0.25～0.4%）等组成，其中还溶有维生素、色素。乳脂肪球的大小依乳牛的品种、个体、健康状况、泌乳期、饲料等因素而异，通常直径约为0.1～10μm，平均为3μm。脂肪含量高的脂肪球也大，脂肪球越大，上浮的速度就越快，越容易分离出稀奶油。食品机械与工艺基础2、乳蛋白质牛乳的含氮化合物中95%为乳蛋白质，5%非蛋白态含氮化合物，如氨、尿素、尿酸及嘌呤碱等。牛乳中的乳蛋白质含量为2.9～5%，可分为酪蛋白和乳清蛋白两大类，另外还有少量脂肪球膜蛋白质。（1）酪蛋白在温度20℃时调节脱脂乳的pH值至4.6时沉淀的一类蛋白质称为酪蛋白，占乳蛋白总量的81.9%。酪蛋白不是单一的蛋白质，而是由αs-,κ-,β-和γ-酪蛋白组成，是典型的磷蛋白。它们以酪蛋白酸钙和磷酸钙复合物的形式存在。食品机械与工艺基础（2）乳清蛋白是指溶解分散在乳清中的蛋白质，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。①热不稳定性乳清蛋白调节乳清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。②热稳定的乳清蛋白在pH4.6左右时加热不沉淀，但用磷酸或三氯醋酸的特殊反应会发生沉淀的蛋白质。包括蛋白月示和蛋白胨，约占乳清蛋白的19%。食品机械与工艺基础（3）脂肪球膜蛋白是吸附于脂肪球表面的蛋白质与酶的混合物，其中含有磷脂蛋白、碱性磷酸酶和黄嘌呤氧化酶等。脂肪球膜蛋白由于会受细菌性酶的作用而产生的分解现象，是奶油在贮藏时风味变劣的原因之一。食品机械与工艺基础3、乳糖乳糖是一种从乳腺分泌的特有的化合物，其他动植物组织中不含乳糖，在牛乳中约含4.8%，全部呈溶解状态。乳糖水溶解度比蔗糖差，甜度只有蔗糖的1/6。乳糖为双糖，难溶于水，在消化器官内经乳糖酶作用水解后才能被吸收。婴儿体内乳糖酶活力大，随年龄的增长，成人体内酶活力下降，对乳糖的消化力下降，因此会导致腹胀、呕吐等乳糖不适症。因此，在乳品加工中利用乳糖酶，将乳中的乳糖分解为葡萄糖和半乳糖；或利用乳酸菌将乳糖转化成乳酸，可预防“乳糖不耐症”。食品机械与工艺基础4、乳中无机盐牛乳中的无机物亦称为矿物质，是指除碳、氢、氧、氮以外的各种无机元素，主要有钙、镁、氯、钠、硫、钾等。通常用灰分含量表示，平均为0.8%左右。乳与乳制品的营养价值，在一定程度上受矿物质的影响。以钙而言，由于牛乳中的钙的含量较人乳多3～4倍，因此牛乳在婴儿胃内所形成的蛋白凝块相对人乳坚硬，不易消化。为了消除可溶性钙盐的不良影响，加工婴幼儿乳制品时，要将牛乳中的钙除去50%，从而使凝块变得很柔软，便于消化。食品机械与工艺基础三、乳的物理性质1、色泽：新鲜牛乳呈不透明的白色或稍带黄色2、滋味与气味：正常的乳香味，稍带甜味3、相对密度①乳的密度：是指乳在20℃时的质量与同体积4℃水的质量之比。正常牛乳的密度为1.028～1.030。②乳的比重：是指乳在15℃时的质量与同温度下同体积水的质量之比。正常牛乳约比重为1.030～1.032；4、乳的冰点：-0.525～-0.565℃5、乳的沸点：0.1MPa为100.17℃6、乳的黏度：20℃为0.0015～0.002Pa·s,初乳、末乳、病乳的黏度较高。食品机械与工艺基础7、牛乳的酸度：①自然酸度：牛乳含有蛋白质、柠檬酸盐、磷酸盐、脂肪酸、二氧化碳等酸性物质，因此牛乳呈微酸性，正常牛乳的酸度为正常乳为16～18oT或0.144～0.162%乳酸度。oT（吉尔涅尔度）的定义：以酚酞为指示剂，中和100ml乳所消耗的0.1mol/L氢氧化钠溶液的毫升数，消耗1mL为１oT。乳酸度（乳酸％）用乳酸量表示酸度。1oT=0.009%乳酸pH正常新鲜牛乳的pH值为6.4～6.8，一般酸败乳或初乳的pH值在6.4以下，乳房炎乳或低酸度乳pH值在6.8以上。②发酵酸度：牛乳挤出后，存放过程中，由于乳酸菌等微生物发酵产酸而升高的酸度。③总酸度：自然酸度与发酵酸度之和称为总酸度。食品机械与工艺基础四、乳中的微生物乳及乳制品中常见的微生物包括细菌、酵母菌、霉菌、噬菌体。五、正常乳和异常乳（1）正常乳：乳牛产犊7d以后至干奶期开始之前两周所产的乳。在感官、理化性质上符合乳品加工要求的原料乳。（2）异常乳：正常乳的成分和性质基本稳定，当乳牛受到生理、疾病、饲养管理、环境以及其他各种因素的影响时，乳的成分和性质发生变化，不适于作为原料乳，这类的生鲜乳统称为异常乳。食品机械与工艺基础生理异常乳─初乳、末乳高酸度酒精阳性乳、低酸度酒精阳性乳成分异常乳异常乳混入异物乳、病理异常乳─细菌污染乳、乳房炎乳、风味异常乳、其他病牛乳食品机械与工艺基础六、冷热加工对乳理化性质的影响1、热加工对乳性质的影响（1）加热时牛乳的一般变化薄膜的形成：牛乳在40℃以上加热时，液面形成一层薄膜，俗称“奶皮子”。该膜随加热时间的延长，其厚度有所增加。这是由于液面水分不断蒸发，在牛乳和空气接触的界面层的蛋白质显著的受到收缩，导致胶体发生凝结而形成薄膜。这种薄膜的乳固体中，乳脂肪占70％以上，蛋白质占20～25％，蛋白质中以乳白蛋白居多。为了防止薄膜的形成，可以在加热时进行不断搅拌或采取措施减少液面的水量蒸发。食品机械与工艺基础褐变：牛乳经长时间高温加热或长期保藏后，会发生褐变。这类反应属于非酶促褐变，主要是羰基－氨基发应（蛋白质和乳糖的反应），其次是乳糖的焦糖化反应。在实际生产过程中，添加0.01％左右的游离胱氨酸有一定的效果。蒸煮味：牛乳加热到74℃，15min，开始产生明显的蒸煮味。主要是由于β－乳球蛋白和脂肪球膜蛋白的热变性而产生巯基（－SH），进而产生挥发性的硫化氢（H2S）。营养价值降低：风味及外观恶化，物理性质变劣，消费者对制品产生恶感；维生素及必需氨基酸分解；蛋白质的生理价值及消化性降低；有毒物质或者代谢有害物质生成。食品机械与工艺基础（2）加热对乳蛋白质的影响①对酪蛋白的影响：低于100℃加热，酪蛋白化学性质不受影响，但物理性质却有明显影响。如以63℃加热牛乳后，再用酸或皱胃酶凝固时，凝块比生乳凝固产生的小，而且柔软，且酸比皱胃酶的凝块更小更柔软，随温度的升高，凝块会更加柔软。100～120℃时加热产生褐变，140℃时开始凝固。该现象可以用来加工干酪，并有利于婴幼儿对乳蛋白质的消化。②对乳清蛋白的影响：大部分乳清蛋白在62～63℃，30min杀菌时就开始凝固，牛乳加热使白蛋白和球蛋白完全凝固的条件:80℃，60min；90℃，30min；95℃，10～15min；100℃，10min。食品机械与工艺基础③对脂肪的影响：牛乳在加热到100℃以上温度时，一些乳球蛋白上浮，促使形成脂肪球间的凝聚体，因此高温加热后稀奶油就不容易分离。经62～63℃，30min加热并立即冷却可予以防止。④对乳糖的影响：低于100℃短时间加热，乳糖的化学性质没有变化。100℃以上长时间加热会产生乳酸、醋酸、蚁酸等，离子平衡改变，且发生褐变。食品机械与工艺基础2、低温对牛乳化学性质的影响（1）冷却对蛋白质的影响长期贮存的冷冻乳，如-5℃下保存5周以上，-10℃下保存10周以上，解冻以后会发生酪蛋白的沉淀。①酪蛋白沉淀的原因及防止：乳中盐类含量较高，如Ca2+含量高，则稳定性越差，Ca2+中和酪蛋白的胶体电荷使之沉淀。加入六偏磷酸钠或四磷酸钠，可以除去一部分Ca2+。乳糖结晶：乳冻结时，乳糖结晶能促使Pr的不稳定，添加蔗糖可增加酪蛋白复合物的稳定性，同时防止乳糖结晶。②解冻乳能否保持稳定性取决于冻结乳中游离水含量的高低。③冻结乳的贮存及解冻办法：冻结乳贮存温度最好为-25℃。解冻以在82℃水浴锅中融化效果最好。食品机械与工艺基础（2）冷冻对脂肪的影响：冻结乳解冻后乳脂肪会上浮。产生原因：乳冻结后，由于冰晶体形成，从外面给脂肪球膜以压力，脂肪球膜失去水分，弹性变小，脂肪结晶从内部又给膜以压力，从而将脂肪挤压出，破坏膜，解冻以后脂肪上浮。防止办法：冷冻前均质，提高黏度，防止解冻后上浮。（3）冻结对牛乳成分分布的影响：冻结面是透明的结晶层，乳固体含量低，酸度低。表面脂肪上浮，含水率较高，质地柔软。中间层蛋白质、盐类、乳糖含量较高，酸度也高，形成一个核心。下层乳固体含量比较高。为了消除这种状态采用分层速冻。（4）对牛乳风味的影响：冻结乳常出现氧化味、金属味、鱼腥味，主要是由于处理时混入铜离子，造成脂肪酸氧化。食品机械与工艺基础一、消毒乳的加工1、消毒乳的概念和种类第二节典型乳制品加工技术及实训消毒乳又称杀菌乳，系指以新鲜牛乳、稀奶油等为原料，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。食品机械与工艺基础按原料可将原料乳分为5类：①普通全脂消毒乳：以合格鲜乳为原料，不加任何添加剂而加工成的消毒鲜乳。②脱脂消毒奶：将鲜牛乳中的脂肪脱去或部分脱去而制成的消毒奶。③强化牛乳：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加以补充，使成分加以强化的牛乳。④复原乳：也称再制奶。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。⑤花色牛乳：以牛乳为主要原料，加入其它风味食品，如可可、咖啡、果汁（果料