食品科学乳及乳制品.ppt

食品科学,乳及乳制品,乳是哺乳动物为哺育幼儿从乳腺分泌的一种白色或稍带黄色的不透明液体。它含有幼小动物生长发育所需的全部营养成分，是哺乳动物出生后最适于消化吸收的全价食物。 可以液体状经热加工处理就可以食用； 可以作为原料用于制造各种各样的产品。,乳可以被分离成稀奶油和脱脂乳； 进一步加工分别制成奶油、黄油及酪蛋白，乳清蛋白和乳糖； 将它们进一步加工成干酪、冰淇淋等。 乳还可以经过浓缩、干燥、风味化、强化固形物、降低矿物质及其他处理改变形态。全乳或者其分离物可以任意比例添加到其他各种食物中制造出各种各样的食品。如：牛奶巧克力、奶油面包、蛋糕、香肠、各种种糖、汤汁类及其他许多非乳源性食品。,（一）乳的基本组成,包括水分、脂肪、蛋白质、碳水化合物、无机盐、磷脂类、维生素、酶、色素、气体及多种微量成分。 乳糖是主要的碳水化合物，它是由葡萄糖和半乳糖组成的还原性双糖。 乳脂肪主要以脂肪球形式存在，在乳中呈水包油型乳浊液。其重要成分是甘油三酯，还包括一些磷脂、胆固醇、游离脂肪酸和甘油二酯等。 乳中蛋白质大约75%是酪蛋白，其余主要是乳清蛋白，还有极少的蛋白质和酶。其中酪蛋白以酪蛋白胶粒形式存在，由水、酪蛋白和盐类组成。,乳其成分差异随牛乳品种、个体差异、年龄、泌乳期、季节、饲料、挤奶时间、乳牛生理状况、是否接受药物治疗等情况，乳中成分变化很大。 牛乳的价格主要根据乳中脂肪的含量和非脂固形物的含量为依据。 乳中含有的所有固态物质量（总固形物TS）约为1213。 乳非脂固形物（MSNF）是指总固形物物质（TS）减去脂肪量。也可称为乳浆固形物。 批量购买时鲜乳的市场价格一般是根据其脂肪含量，较少根据其非脂乳固体含量。,(二)牛乳的预处理,泌乳期：乳牛临近分娩前乳房开始泌乳，以便犊牛生下来就可以吃奶。乳牛持续泌乳300天，此期间称为泌乳期。 初乳：产犊1周之内分泌的乳。初乳中乳球蛋白、白蛋白含量很高，乳糖含量低且含有大量的抗体。因其物理性质与常乳差异很大，不适合作为乳制品生产的原料乳。 末乳：一个分泌周期结束前1周分泌的乳为末乳。,1、牛乳的采集 手工挤奶：逐渐变成历史。 机械挤奶：采用真空原理的挤乳机可挤压乳头的管路并把乳吸入接乳桶中，或在真空条件下使挤出的乳从挤乳杯中通过管道进入另一室内的大贮罐内。 2、农场处理 为了控制细菌繁殖，贮罐配有冷藏装置使乳快速冷却至4。在运输到收乳站或牛乳加工厂之前，乳在农场的冷罐内存放不能超过两天，乳经常在挤出当天即被运出。,3、运送槽车： 冷却乳一般采用大奶槽车从农场运到加工厂。槽车司机记录收购的鲜乳量，取小样化验分析其脂肪含量和总乳固体含量以作为向农民核价的基础，并供微生物学检验。 4、中心奶站： 将高脂肪鲜乳和低脂肪鲜乳混合后运到加工厂。以便得到成分相似的混合牛乳。,质量控制测试,加工厂收到牛乳后需进行几种检验和测定以控制进料的质量。根据生鲜牛乳收购标准（GB6914-1986和NY5045-2001） 一、感官指标 生鲜牛乳应为乳白色或微带黄色 生鲜牛乳应为均匀不沉淀的液体，无黏稠 生鲜牛乳应具有正常牛乳的滋气味，不得有苦、咸、涩、臭等外来气味 生鲜牛乳不得有肉眼可见的机械杂质，不得结冰。,二、理化指标 脂肪含量%：大于等于3.2 蛋白质含量%：大于等于3.0 密度：1.028-1.032 酸度：小于等于18.0 杂质度（mg/kg）：小于等于4 非脂乳固体含量%：8.3 三、细菌指标：采用平板菌落计数法，按每毫升菌落总数指标进行评级。,（三）液态乳的加工,（1）原料乳的净化 牛乳加工的第一步是进一步将不同批次的牛乳混合至指定的含脂量。 牛乳混合后下一步通常是使牛乳流经一台离心净乳机以除去沉淀物、乳腺细胞和一些细菌。（图） （2）标准化 标准化的目的是保证牛奶中含有规定的最低限度的脂肪。各国牛奶标准化的要求有所不同。一般说来低脂奶含脂率为0.5，普通奶为3。我国规定消毒乳的含脂率为3.0, 凡不合乎标准的乳都必须进行标准化。,乳标准化有以下几种方法： 从乳中分离出一部分脂肪； 添加全脂乳； 往全脂乳和脱脂乳中添加稀奶油； 混和法。,（3）均质 ： 在消毒奶生产中均质是将乳中脂肪球在强力的机械作用下破碎成小的脂肪球。 目的是为了防止脂肪的上浮分离，并改善牛乳的消化、吸收程度。 均质的优点：使鲜乳更均匀，避免脂肪球浮到容器表面；脂肪的细化和均匀分散可使均质牛乳较未经均质的味道更浓、色泽更白，添加到咖啡中时增白能力更强。,高压均质机的工作原理 高压作用下通过非常狭窄的间隙（一般0.lmm），造成高流速(150200ms），使物料受到强大剪切力，同时，由于液料流中的脂肪球或微粒同机件发生高速撞击以及高速液流在通过均质阀时产生的旋涡作用，使脂肪球或微粒碎裂，而达到均质目的。,双级均质阀 在两级均质阀中，首先在高压下通过第一级均质处理，经过均质处理的料液，立刻进入第二级，经均质处理后由出口流出。 在第一级中，流体压力为2025MPa，其作用是使脂肪球碎裂； 在第二级中，流体压力约为3050MPa，其作用是使碎裂的脂肪球均匀分散。,巴氏杀菌乳的加工工艺,工艺流程 原料乳的验收（混合）过滤、净化标准化均质杀菌冷却灌装检验冷藏,巴氏杀菌： 目的：除去牛乳中可能含有的致病菌，并且大幅度降低细菌总数，以提高保藏性能；还可破坏牛乳中的脂酶和其它天然酶类。 杀菌对象： 分枝结核杆菌：高度耐热的非芽孢细菌，能将结核病传染给人类。 Q热病的细菌（贝氏立克次体） 方式： 低温长时（63，30min）； 高温短时（75，持续1520s）；,杀菌强度的检测： 碱性磷酸酶：这种酶的热破坏特性非常接近正常的巴氏杀菌所需的时间-温度组合。 因此，如果发现消毒牛乳内碱性磷酸酶的活力超过一定的水平，那就证明杀菌强度还不够。 这种酶具有从酚磷酸化合物中释放出酚的能力，游离酚与某些有机化合物相结合能产生深蓝色。 乳制品检测杀菌强度可将牛乳与苯基磷酸二钠一起进行细菌培养，然后添加2，6-二氯醌氯亚胺作为指示剂。产生蓝色就表明杀菌不当或是受到了未经杀菌原乳的再污染。,（5）冷却: 杀菌后的牛乳应尽快冷却至4摄氏度，冷却速度越快越好。冷去原因是磷酸酶激活的问题。在杀菌中钝化的磷酸酶可能在活化因子的促进下再恢复活。所以高温短时杀菌乳在杀菌罐装后必须立即冷藏。 （6）灌装、冷藏： 灌装的目的主要为便于零售，防止外界杂质混入成品中、防止微生物再污染、保存风味和防止吸收外界气味而产生异味以及防止维生素等成分受损失等。,灭菌乳的加工工艺,灭菌乳分为保持灭菌乳和超高温灭菌乳两种 UHT乳的基本工艺流程 原料乳的验收（混合）过滤、净化标准化均质超高温灭菌无菌平衡贮罐无菌罐装,（四）相关乳制品,维生素D牛乳 多维矿物质牛乳 低钠牛乳 软凝牛乳 低乳糖牛乳 无菌乳 淡炼乳 甜炼乳 全脂乳粉,（五）牛乳的分离,乳可以被分离成稀奶油和脱脂乳； 分离是在离心式奶油分离机内进行的。 脱脂乳可以直接用作饮料，也可经浓缩或干燥后用于加工食品和牲畜饲料； 稀奶油可以直接使用，也可进行冷冻、浓缩、干燥或进一步分离，生产奶油和乳清粉。,藉离心沉降速度的不同将悬浮液中的液、固相分开的离心机称作离心澄清机。藉离心沉降速度的不同将轻重不同或互不溶解的两种液体分开的离心机称作离心分离机 。 离心分离机与离心澄清机在构造及分离的机制方面很相似。区别是离心分离机的每只碟片在离开轴线一定距离的圆周上开有几只对称分布的圆孔，许多这样的碟片叠置起来时，对应的园孔就形成垂直的通道。,（六）酸 奶,酸乳(Yoghurt)，即在添加(或不添加)乳粉(或脱脂乳粉)的乳(杀菌乳或浓缩乳)中，由于保加利亚杆菌和嗜热链球菌的作用，经过乳酸发酵而制成凝乳状产品，成品中必须含有大量相应的活性微生物。,1、 按成品的组织状态分类,凝固型酸乳（Set yoghurt): 其发酵过程在包装容器中进行，从而使成品因发酵而保留其凝乳状态。 搅拌型酸乳（stirred yoghurt): 发酵后的凝乳在灌装前搅拌成黏稠状组织状态。 饮料型酸乳（Drinking yoghurt): 基本组成与搅拌型酸乳一样，但状态更稀，可直接饮用的饮品称之为饮料型酸乳。 冷冻型酸乳（Frozen yoghurt): 发酵罐中发酵，然后像冰淇淋那样被冷冻。,2、工艺流程（凝固型）,凝固型酸奶生产线,3、质量控制,原料乳的标准化： 酸奶可以含010%的脂肪，而最常采用的含脂量为0.53%；乳中无脂固形物的最低含量为8.5%。干物质含量过高，特别是酪蛋白和乳清蛋白含量较高时，将导致酸奶更坚硬，并出现乳清分离减少的倾向。 (2)配料： 通常在10以下，混料水合时间30min，时间控制在1.53h之间。,(3) 脱气 用于生产发酵制品原料乳中的空气含量越低越好。 (4) 均质 应该将奶放在2025百万帕（Mpa）于6570下进行均质化，这样才能获得具有最佳物理特性的产品。 （5）热处理杀菌过程 在9095下保持5min 时间的热处理可以达到最佳效果。,（6）菌种选择 用于生产酸奶的发酵剂由两种不同的乳酸菌组成：嗜热链球菌和保加利亚乳酸杆菌。前者呈链球菌，而后者呈杆菌。 （7）接种 热处理以后，将奶冷却到4050的接种温度，进行接种，发酵剂与奶要充分混匀。,（8）发酵 获得酸奶最佳芳香和最佳风味的pH范围是4.44.0。最佳温度43,最佳菌种比11，接种量2.53%，发酵时间2.53h。 （9）冷藏 在酸乳生产过程中，发酵后使用冷却工艺的主要目的是为了终止发酵，使所得酸乳的特征（质地、口感、风味、酸度等）达到所设定的要求。,（七）干酪,1、 干酪的概念 乳酸菌发酵剂 凝乳酶(Rennin) 酪蛋白凝集 排除乳清 未经发酵成熟的产品称为新鲜奶酪;经长时间发酵成熟而制成的产品称为成熟奶酪。 国际上将这两种奶酪统称为天然奶酪(Natural Cheese)。,2、干酪的概念及种类 含水量不同 硬干酪 半硬干酪 软质干酪 成熟方式不同 细菌成熟 霉菌成熟 不成熟,3. 天然干酪加工工艺流程 原料乳标准化杀菌冷却添加发酵剂调整酸度加氯化钙加色素加凝乳剂凝块切割搅拌加温排出乳清成型压榨盐渍成熟上色挂蜡,标准化：干酪产品的成分标准主要是由其中的水分以及脂肪含量决定的，实践中主要调整脂肪与蛋白质的比例。 巴氏杀菌：巴氏杀菌的强度要足以钝化乳中的碱性磷酸酶。巴氏杀菌降低了乳的凝乳性和脱水收缩能力。 氯化钙：可以加快干酪凝乳，降低凝乳酶用量，形成较强的凝块，减少原料乳本身凝乳性变化的差异。过量的氯化钙会使凝块过硬而难于切割。 色素：干酪的颜色很大程度上取决与乳脂肪的颜色，并随季节变化。色素通常在允许使用色素的国家用于调整随季节变化的色泽。,干酪的制作 所有类型的干酪加工都始于凝乳制造，然后采用不同的方式处理凝乳或乳清。 干酪凝乳可用原乳或巴氏杀菌乳制成。凝乳是用原乳得的时，要求干酪成品必须成熟60d或更长时间作为防止致病菌的安全措施。大多数切达干酪是用巴氏杀菌乳制成的。,（2）添加发酵剂和预酸化 原料乳经杀菌后,直接打 入奶酪槽(Cheese Vat)中。 奶酪槽为水平卧式长椭圆 形不锈钢槽,且有保温(加热 或冷却)夹层及搅拌器(手工 操作时为奶酪铲和奶酪耙)。 将奶酪槽中的牛乳冷却到30 32 ,然后按操作要求加入乳 量1%的发酵剂（乳酸菌）。,添加发酵剂和预酸化,（3）添加凝乳酶和凝乳的形成(Curdling),（4）凝块切割(Cutting)： 水平式刀平行切割 垂直式刀沿长轴垂直切 0.7-1.0 cm的小立方体。 乳凝固后，凝块达到适当硬度时开始切割。切割的目的在于使大凝块转化为小凝块，从而加快乳清从凝块排除；同时增大凝块的表面积，改善凝块的脱水收缩特性。,排除乳清 压榨成型,（5）加盐(Salting)： 加盐的量一般在1%-3%范围内。 作为防腐剂 调节发酵剂的活力，降低成熟 期中发酵剂的作用 有助于进一步排除水分 促进干酪成熟过程中的物理和 化学变化 直接影响干酪产品的风味和质地,（6）奶酪的成熟： 将生鲜奶酪置于一定温度(10-12 )和湿度(相对湿度85%- 90%)条件下,经一定时 期(3-6个月),在乳酸菌 等有益微生物和凝乳 酶的作用下,使奶酪发 生一系列的物理和生 物化学变化的过程,称 为奶酪的成熟。,其它干酪制品 农家干酪 瑞士硬干酪 青纹干酪 卡门伯特干酪 林堡干酪 加工干酪,（八）冰淇淋,冰淇淋是以饮用水、牛乳、奶粉、奶油（或植物油脂）、食糖等为主要原料，加入适量食品添加剂，经混合、灭菌、均质、老化、凝冻、硬化等工艺制成的体积膨胀的冷冻饮品。,1. 工艺流程,原辅料混合杀菌均质冷却成熟（老化）凝冻灌装冷藏（软体冰淇淋）成型硬化包装冷藏（硬质冰淇淋）,2. 工艺要求,原料的配合： 在搅拌缸内调和各种液体配料，并加热到约43；然后将糖和各种干的配料加入热配料中，这样有助于干配料的溶解。 均质: 混合料的均质，一般采用两段均质，温度范围为60-70 ，第一段均质压力为13.734-17.658MPa，第二段均质压力为2.9433.924MPa。,杀菌: 可采用低温间歇杀菌法或连续式加热法进行巴氏杀菌。杀菌温度须高于纯鲜乳的杀菌温度。 间歇杀菌