产品知识专题培训(一)乳品基础知识

乳品基础知识产品知识培训专题系列（一）目录牛乳的组成及性质1粉类产品的加工工艺及设备2婴儿配方奶粉设计的基本原则3乳的组成乳是哺乳动物分娩后由乳腺分泌的一种白色或微黄色的不透明液体，含有幼小机体所需的全部营养成分，是最易消化吸收的完全食物，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。成份水分总乳固体脂肪蛋白质乳糖无机盐变化范围（%）87.0～89.011.0～13.03.0～5.02.7～3.74.0～5.00.6～0.8平均值（%）88.012.03.53.04.50.7正常牛乳中各种成分的组成大体上是稳定的，但也受牛乳的品种、个体、地区、泌乳期、畜龄、挤乳方法、饲料、季节、环境、温度及健康状态等因素影响而有差异。其中变化最大的是乳脂肪，其次是蛋白质，乳糖及灰分则比较稳定。乳是多种物质的混合物，各种物质相互组成分散体系，其中水是分散剂，其他各种成分如脂肪、蛋白质、乳糖、无机盐等呈分散质分散在乳中，形成一种复杂的分散体系。包含着真溶液、高分子溶液、胶体溶液、乳浊液及其过渡状态的复杂的分散体系。乳的分散体系成份平均含量（%）油／水型乳浊液胶体溶液真溶液水分87.5脂肪4.0×乳糖4.5×蛋白质3.3×灰分0.7×乳的性质物理性质色泽：不透明的白色并稍呈淡黄色，称之为乳白色，这是乳的基本色调。乳的色泽是由于乳中酪蛋白及脂肪球对光的不规则反射的结果。脂溶性的胡萝卜素和叶黄素使乳略带淡黄色，水溶性的核黄色使乳清呈萤光黄绿色。冰点：－0.565℃～－0.525℃，平均为－0.542℃。沸点：常压下约为100.55℃，随着大气压的降低，沸点也随着降低。滋气味：乳中含有挥发性脂肪酸及其他挥发性物质，所以牛乳带有特殊的香味，这种香味随温度的高低而异，加热后香味强烈，冷却后减弱。牛乳除了原有的香味之外，很容易吸收外界的各种气味，所以挤出的牛乳如在牛舍中放置时间太久即带有牛粪味或饲料味。美国的试验表明，异味中88.4%来源于饲料味、12.7%为涩味、11%为牛体味。总之，乳的气味易受外界因素的影响。新鲜牛乳中由于含有乳糖稍带甜味，因含有氯离子稍带咸味，但常乳中受乳糖、脂肪、蛋白质等所调和而不易察觉。乳的密度：乳的相对密度指在15℃时的质量与同体积水在15℃时的质量之比。正常乳的相对密度平均为1.032。而乳的密度指乳在20℃时的质量与同体积水在4℃时的质量之比。正常乳的密度平均为1.030，目前，我国乳品厂都采用这一标准。在同等温度下相对密度和密度的绝对值相关甚微，密度较相对密度小0.0019。乳的酸度：正常乳的自然酸度为16～18oT。PH值为6.6～6.8之间。滴定酸度可以及时反映出乳酸产生的程度，生产中产泛地采用测滴定酸度来间接掌握乳的新鲜程度，乳酸度越高，表明越不新鲜，对热的稳定性就越低。乳中各成分的性质水分：水分是乳中的主要组成部分，占86%～89%。乳中水分又可分为自由水、结合水、膨胀水和结晶水。气体：牛乳中含有一定量气体，其中主要为二氧化碳、氧气及氮气等。乳脂肪：在显微镜下可以看到，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。脂肪球是乳中最大的颗粒，其直径为0.1～20um，平均直径是3～4um，1ml全乳中有20～40亿个脂肪球。脂肪球平均直径与乳中脂肪含量有关，脂肪含量越高，脂肪球直径越大。脂肪球是乳中最大的，同时也是最轻的颗粒。在电子显微镜下观察到的乳脂肪球为圆球形或椭圆球形，表面被一层5～10nm厚的膜所覆盖，称为脂肪球膜。通常认为乳中脂肪成分复杂，甘油三酯是其主要成分，约占乳脂肪的97%～98%，它和极少量的甘油二酯和甘油单酯及游离脂肪酸共存于乳中。乳中的脂肪酸分为三类：第一类为水溶性挥发性脂肪酸，例如丁酸、乙酸等；第二类是非水溶性挥发性脂肪酸，例如十二碳酸等；第三类是非水溶性不挥发性脂肪酸，例如十四碳酸、二十碳酸、十八碳烯酸和十八碳二烯酸等。乳脂肪组成：脂类质量分数（%）甘油三酯97～98甘油二酯0.3～0.6甘油单酯0.02～0.04游离脂肪酸0.1～0.4游离固醇0.2～0.4固醇脂微量磷酸脂0.2～1.0碳水化合物微量乳蛋白质：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。牛乳中的蛋白质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至4.6时沉淀的一类蛋白质称为酪蛋白(Casein)，占乳蛋白总量的80%～82%，约占全乳重的2.6%，纯净的酪蛋白为白色，不溶于水，显酸性。酪蛋白不是单一的蛋白质，而是由αs-、β-、κ-、和γ-酪蛋白组成。αs-酪蛋白含磷多，故又称磷蛋白。2、乳清蛋白（Wheyprotein)：原料乳沉淀酪蛋白之外，留下的蛋白质统称为乳清蛋白，占乳蛋白质的18～20%。乳清蛋白可分为对热稳定和对热不稳定两大部分。热不稳定性乳清蛋白：pH4.6～4.7时,煮沸20min，发生沉淀的一类蛋白质，约占乳清蛋白质的81％。对热不稳定乳清蛋白质包括乳白蛋白和乳球蛋白两类。对热稳定的乳清蛋白：pH4.6～4.7时,煮沸20min，仍溶解于乳中的乳清蛋白质。它们主要是小分子蛋白和蛋白胨类，约占乳清蛋白的19%。3、脂肪球膜蛋白：牛乳中除酪蛋白和乳清蛋白外，还有一些蛋白质称为脂肪球膜蛋白，它们是吸附于脂肪球表面的蛋白质，与磷脂质构成脂肪球膜。脂肪球膜蛋白对热较为敏感，且含有大量的硫，牛乳在70～75℃瞬间加热，则巯基就会游离出来，产生蒸煮味。4、其他蛋白质：除了上述几种蛋白质外，乳中还含有数量很少的其他蛋白质和酶蛋白。5、牛乳的含氮物中，除蛋白质外，还有非蛋白态的氮化物，约占总氮的5%。其中包括氨基酸、尿素、尿酸、肌酸(Creatinine)及叶绿素等。这些含氮物是活体蛋白质代谢的产物，从乳腺细胞进入乳中。乳糖：乳糖（Lactose）是哺乳动物从乳腺分泌的一种特有糖类，属双糖类。牛乳中约含有乳糖4.5%，全部呈溶解状态。乳糖的甜度约为蔗糖的1/6，在水中为溶解度比蔗糖差。乳糖为D-葡萄糖与D-半乳糖以β-1，4键结合的二糖，又称为1,4-半乳糖苷葡萄糖。因其分子中有羰基，属还原糖。乳糖有α-乳糖和β-乳糖两种异构体。α-乳糖很易与一分子结晶水结合，变为α-乳糖水合物，所以乳糖实际上共有三种构型。α-乳糖及β-乳糖在水中的溶解度也随温度而异。α-乳糖溶解于水中时逐渐变成β-型。因为β-型乳糖较α-型乳糖易溶于水，所以乳糖最初溶解度并不稳定，而是逐渐增加，直至α-型与β-型平衡为止。乳糖在消化器官内经乳糖酶作用而水解后才以被吸收。乳糖水解后产生的半乳糖是形成脑神经中重要成分（糖脂质）的主要来源，所以对于初生婴儿有很重要的作用，是很适宜的糖类，有利于婴儿的脑及神经组织发育。一部分人随着年龄增长，消化道内缺乏乳糖酶不能分解和吸收乳糖，饮用牛乳后会出现呕吐、腹胀、腹泻等不适应症，称其为乳糖不耐症。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”。乳中除了乳糖外还含有少量其他的碳水化合物。例如在常乳中含有极少量的葡萄糖、半乳糖。另外，还含有微量的果糖、低聚糖、巳糖胺。乳中酶类：牛乳中存在着各种酶，主要分为三大类：水解酶：包括脂酶、蛋白酶、磷酸酶、淀粉酶、半乳糖酶、溶菌酶等。氧化还原酶：其中包括过氧化氢酶、过氧化物酶、黄嘌呤氧化酶及醛缩酶等。还原酶：其中包括还原酶、氧化酶等。乳中的酶有两种来源，一是来自于乳腺，二是来源于微生物的代谢产物。乳中酶种类很多，但与制品生产有密切关系的主要水解酶及氧化还原酶两大类。乳中维生素：牛乳中含有几乎已知的维生素，特别是维生素B2含量很丰富，但维生素D的含量不多，若作为婴儿食品时应予以强化。乳中维生素有脂溶性维生素（如维生素A、D、E、K）和水溶性维生素（如维生素B1、B2、B6、叶酸、烟酸、B12、泛酸、维生素C）等两大类。牛乳中的维生素，部分来自饲料中的维生素，如维生素E；有的要靠乳牛自身合成，如B族维生素。然而，乳中维生素含量因贮存和加工中损失而大大改变。乳中无机物和盐类：牛乳中的无机物(InorganicSalts)亦称为矿物质，含量为0.35%～1.21%，平均为0.8%左右，主要有磷、钙、镁、氯、钠、硫、钾等，此外还有一些微量元素。常乳中钙盐和钾盐含量极高，然而，盐的含量不总是恒定的，牛乳中无机物的含量随泌乳期及个体健康状态等因素而异。在濒临泌乳期末或乳房疾病的情况下，氯化钠含量明显升高，因而乳有咸味，而同时其它盐的含量降低。100ml牛乳中的主要无机成分的含量(mg)项目钾钠钙镁磷硫氯牛乳158541091491599奶粉加工工艺包装半成品检验成品检验关键工序出粉、筛粉、凉粉喷雾干燥杀菌、浓缩冷却、贮存均质配料冷却、贮存过滤、净乳原料奶验收一般工序入库奶粉工艺分解鲜牛奶验收：原料奶的质量是保证终产品质量的前提条件。原料乳进入工厂后应立即进行验收，主要检验以下指标：1、感官指标：色泽、滋气味、组织状态；正常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、理化指标：酒精实验、乳的酸度、密度、冰点、脂肪含量、蛋白质含量、干物质、非脂乳固体等；3、微生物指标：主要测定细菌总数；4、其他指标：酒精试验、煮沸试验、掺假检验、抗生素检测（兽药残留）等；奶粉工艺分解过滤与净化：在奶粉生产过程中杂质度的控制贯穿工艺的始终，其方法主要是过滤除杂和净乳机除杂两种。通过盐浓度除去乳中较大的异物、杂质；通过净乳机除去乳中细小杂质、部分芽孢、体细胞。冷却与贮存：鲜奶收购回厂不能马上进行加工的，净乳后必须及时降温，以控制微生物的繁殖，保证鲜奶质量。鲜奶经冷却后奶温要求降至4～12℃，各厂可根据鲜奶贮存时间及生产需要确定降温值。牛乳的贮存时间与冷却温度对应关系如下：乳的贮存时间(h)6-1212-1818-2424-36应冷却的温度（oC）10-88-66-55-4配料：一般性辅料溶化可用奶或水化料（如乳清粉、糊精、乳清蛋白粉、脱脂奶粉等），用水化料时粉：水≈1：6，水温40～50℃，搅拌至完全溶解，然后与原料奶混合均匀进入下一工序。均质：高压均质的目的：A、使大脂肪球破碎，并充分乳化，防止脂肪上浮。B、使牛乳易于消化吸收，提高乳的营养价值，改善口感。C、降低牛奶表面张力，增加粘度，成为质地均匀一致的胶粘状混合物。但均质会使蛋白质胶粒变小，从而使其热稳定性有所降低。均质压力保持在10—20MP之间，压力太小，均质效果不好，压力太大，使蛋白质的热稳定性降低，一般取16—17MP效果较好。冷却、贮存：配料之后，物料并不能全部马上用于生产，所以必须进行冷却，防止细菌大量繁殖而使物料酸度升高。配方奶粉要求物料冷却温度为7～16℃。暂存时间不应超过6小时，贮存罐要加有搅拌，贮存期间温度升高要进行循环降温。杀菌：(1)彻底杀死牛乳的病原菌，如大肠菌，葡萄球菌、结核菌等，最大限度地杀死所有细菌，从而保证食品的卫生和安全性。(2)破坏牛乳中酶的活力，如解脂酶、蛋白酶、过氧化物酶等，以利于乳粉的保藏性。(3)提高牛乳蛋白的热稳定性。(4)满足浓缩工序对牛乳温度的要求。浓缩：(1)除去多余的水分。牛乳中含有约87%—89%的水分，在全脂乳粉生产中，牛乳经过浓缩可除去70%—80%的水分，缩小了体积，提高喷雾干燥设备效率，减少动力及热能消耗。(2)提高产品质量。浓缩可使牛乳的干物质含量提高，使乳粉的颗粒直径增大，色泽改善，冲调复原性能提高。(3)提高产品得率。乳粉颗粒较大，利于粉尘回收设备分离，提高了回收设备的分离效率，使产品的得率提高。(4)便于包装。提高了乳粉的密度，减少了包装过程中粉尘飞扬现象和粘壁现象，便于包装。喷雾干燥：浓度为40—50%，温度为50oC左右的浓缩乳借助于机械力量（压力或离心力），通过雾化器（喷嘴或离心盘），