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食品加工 1 本课程的性质 目的 地位及作用 食品科学与工程专业的专业课 主要介绍典型食品加工工艺 包括各类产品对原料的要求 原料的化学组成及其加工特性 主要产品的生产工艺及品质控制等 具体内容包括果蔬加工 软饮料加工 肉制品加工 水产品加工 乳制品加工 焙烤制品加工 糖果与巧克力制品加工等七个部分 本质 食品保藏原理在各类食品加工中的应用掌握从事食品开发和加工所必须具备的相应能力 2 学时数48学分3 考核方式平时30 期末考查70 3 教材及主要参考书 食品工艺学 夏文水主编 食品工艺学 中 下册 天津轻学院 无锡轻院合编 食品工艺学 第二版 赵晋府主编 肉制品加工原理与技术 夏文水主编 软饮料工艺学 赵晋府主编 乳制品生产技术 张国农等译 4 课程内容 乳制品加工工艺焙烤制品加工工艺果蔬加工工艺软饮料加工工艺肉制品加工工艺水产品加工工艺糖果与巧克力制品加工工艺 5 第三章乳制品加工工艺Dairyproductsprocessing 牛乳的成分及加工特性巴氏杀菌乳与灭菌乳发酵乳与酸乳乳粉冰淇淋炼乳干酪 6 1牛乳的成分及加工特性 1 1牛乳的成分及营养价值1 1 1概述牛乳的成分 Water fat protein lactose minerals正常的牛乳中各种成分的组成大体上是稳定的 但受乳牛的品种 个体差异 泌乳期 年龄 饲料 季节 气温 挤奶状况及健康状况等因素影响而有所不同 其中变化最大的是脂肪 其次是蛋白质 7 8 9 10 11 牛乳加工后各组分的名称 12 牛乳总固形物 脂肪 非脂乳固体Nofatsolid 乳中的蛋白质 乳糖 无机盐 维生素和微量含氮化合物 13 1 1 2Milkfat约99 是甘油三酸酯 其脂肪酸组成随季节变化变动大 尤其是饲料 CH2OCOC15H31CHOCOC3H7CH2OCO CH2 7 CH CH CH2 7CH3牛乳脂肪酸的组成饱和脂肪酸约占60 70 软脂酸 硬脂酸和豆酸 不饱和脂肪酸25 30 主要是油酸 多不饱和脂肪酸约占4 亚油酸和亚麻酸 14 乳脂肪的特点 存在一些短链脂肪酸 4 6 8 10个碳原子 丁酸 在其他一般脂肪中不存在 占4 短链脂肪酸的重要性 具有某些显著的特征气味 而这些气味对于形成某些乳制品 尤其是干酪的风味和气味非常重要 乳脂肪中含有相对丰富的短链脂肪酸 易消化 也可用来鉴别用其他脂肪掺假 15 物理形式牛乳是以脂肪球分散在包含非脂乳固体的水相中形成稳定的乳浊液形式存在的 脂肪几乎都是以小脂肪球的形式存在 脂肪球表面被脂肪球膜的蛋白和磷脂包裹着 脂肪球直径0 1 20 m脂肪球上浮 16 脂肪氧化乳脂肪与空气中的氧 光线 金属铜等接触 发生氧化作用脂肪氧化臭 产生一种令人不愉快的气味 乳制品一般不允许使用抗氧化剂 因此必须将加工的乳脂产品 如奶油和无水乳脂的氧化降低到最小程度 乳中存在的细菌 将牛乳加热至80 以上 都有抗氧化作用 后者导致少量硫氢基合化物的形成 17 1 1 3Milkprotein主要分为酪蛋白casein和乳清蛋白wheyprotein 都是非均一蛋白 在20 时调节脱脂乳的pH至4 6时从牛乳中沉淀的蛋白质 casein 同样条件下不沉淀的 乳清蛋白 牛乳蛋白总量约3 3 总氮 6 38 其中casein2 5 wheyprotein0 6 含氮化合物0 2 属于非蛋白氮 如氨 游离氨基酸 尿素 尿酸 肌酸及膘呤碱等及少量含氮维生素中的维生素态氮 18 表牛乳中主要蛋白质的分类 19 Casein 磷酸蛋白 五种形式 s1 S2 酪蛋白胶束亚胶束伸出的链磷酸钙 酪蛋白 PO4 20 酪蛋白胶束对乳的加工很重要 不稳定 对pH值变化非常敏感 通过酸化和凝乳作用会沉淀或凝固 凝乳可分为两个阶段 酪蛋白酶副酪蛋白 乳清眎副酪蛋白胶束凝胶 21 Wheyprotein 主要存在形式 lactalbumin lactoglobulin BloodSerumAlbumin Immunoglobulins 球状结构 乳清蛋白不会因为酸化和凝乳作用而沉淀 加热至65 或65 以上就会开始变性 除眎胨外 22 1 1 4lactose 由葡萄糖和半乳糖结合成的双糖 乳糖的结构式 游离苷羟基 23 乳糖的特性 是一种可降解的糖类 受热会发生美拉德反应 甜度只有蔗糖的1 6 溶解度不大 21 6g 100ml水 浓缩乳制品中会出现结晶 溶液中的乳糖以 型与 型的平衡混合物形式存在的 当温度超过93 5 时 过饱和溶液中形成 乳糖 无水物 结晶 而低于93 5 时 形成 含水乳糖结晶 后者存在于乳糖以结晶形式存在的乳制品中 24 乳糖经乳酸菌发酵产生乳酸C12H22O11乳酸菌2C6H12O64C3H6O3乳糖葡萄糖 半乳糖乳酸 可以被半乳糖苷酶水解C12H22O11乳糖酶C6H12O6 C6H12O6乳糖葡萄糖半乳糖乳糖不耐症 25 1 1 5salts 牛乳中含有0 8 左右的无机盐主要以Ca Mg K Na Cl PO4 碳酸氢盐和柠檬酸盐的形式存在 还有其他一些微量元素的无机盐存在 如Cu Zn Fe存在形式 可溶的和胶体 氯化物只以溶液形式存在 可溶性的钾 钠和氯化物主要是以离子形式存在钙 镁小部分呈离子状态 大部分与酪蛋白 柠檬酸 磷酸结合呈胶体状态 磷是磷蛋白 酪蛋白 磷脂及有机磷酸脂的成分 乳中90 以上的钾和钠是可溶性的 而钙和镁却只有35 是可溶性的 26 1 1 6vitamin牛乳中含有几乎所有的维生素 特别是VB2丰富 VD的含量不多 具体 脂溶性维生素 VA D E K 水溶性维生素 VB1 B2 B6 B12 叶酸 VC 各种维生素的热稳定性不同 VC热敏感性特强 VB2 VA VD等对热稳定 泌乳期对乳中维生素含量有直接影响 如初乳中VA及胡萝卜素含量多于常乳 27 1 1 7Enzymesinmilk 来源 乳腺 来源于微生物的代谢产物 种类很多 与乳制品生产密切相关的 水解酶类及氧化还原酶类脂酶Lipase膜脂酶和乳浆脂酶 影响较大的是 乳浆 脂酶 来自乳腺和微生物污染 脂酶经80 20s可完全钝化 乳脂肪对脂酶的热稳定性有保护作用 乳脂肪在脂酶作用下分解产生游离脂肪酸而带来脂肪分解臭 28 磷酸酶Phosphatase碱性磷酸酶经62 8 30min或72 15s被钝化 可用来检验巴氏杀菌乳杀菌是否彻底 磷酸酶试验 过氧化氢酶Catalase主要来自白血球的细胞成分 特别是在初乳和乳房炎乳中 过氧化氢酶试验常作为检验乳房炎乳的手段之一 钝化条件 75 20min 29 过氧化物酶Peroxidase主要来自白血球的细胞成分 是固有的乳酶 钝化条件 70 150min 75 25min 80 2 5s 还原酶deoxidiase还原酶非固有乳酶 是微生物的代谢产物 数量与微生物污染的程度成正比 在微生物检验中常用来判断乳的新鲜程度 蛋白酶proteinase耐热性强 80 10min可钝化 最适pH8 0 能使蛋白凝固 30 1 过氧化氢酶80 2 酸性磷酸酶99 3 过氧化物酶4 黄质氧化酶5 碱性磷酸酶6 脂酶 31 1 1 8牛乳的营养价值表巴氏杀菌乳提供的营养素 平均值 32 1 2牛乳的性质 1 2 1乳的胶体分散体系乳是包含真溶液 高分子溶液 胶体悬浮液 乳浊液及过渡态的复杂的分散体系 33 1 2 2乳的理化性质Physicalproperties 乳的物理性质是鉴定原料乳质量的重要依据 乳的色泽与光学性质新鲜牛乳一般呈乳白色或淡黄色 乳的热学性质 冰点freezingpoint 0 53 0 55 平均 0 542 乳糖与盐类冰点下降 掺水冰点回升 掺水10 冰点 0 054 掺水量推算公式 仅对酸度在20oT以内的新鲜乳 w t t 100 ws t 34 沸点boilingpoint在101kPa 1个大气压 下为100 55 乳在浓缩过程中沸点继续上升 浓缩至1 2V 沸点约上升到101 05 比热容specificheat约为3 89kJ kg 乳中主要成分的比热容 kJ kg 乳脂肪209 乳蛋白质2 09 乳糖1 26 盐类2 93 乳制品的比热容在乳品生产上有很重要的意义 乳的电学性质电导 25 0 004 0 005s 氧化还原电势Eh 0 23 0 25V 35 乳的相对密度与密度density正常乳的相对密度平均为d 1 032正常乳的密度平均为D 1 030粘度viscidity与表面张力surfacetension 20 正常乳 平均为1 75mPa s 随温度升高而降低 脂肪及蛋白质对 影响最显著 加工中 也会由于脱脂 杀菌 均质等处理而有所变化 牛乳的表面张力随温度升高而降低 随含脂率的降低而增大 20 时为0 04 0 06N m 表面张力与牛乳的气泡性 乳浊液状态 微生物生长 热处理 均质作用 风味等有关 36 牛乳的酸度acidity乳的滴定酸度及pH 滴定酸度 是乳制品生产中最为常用的 我国 乳 乳制品及其检验方法 中规定酸度试验是以滴定酸度为标准的 用oT或乳酸 表示 滴定酸度titrationacidity oT 以1 酚酞为指示剂 中和100ml乳所消耗的0 1000mol L标准NaOH溶液的毫升数 正常新鲜牛乳的滴定酸度 16 18oT 乳酸 100 37 pH是指用H 浓度指数表示的酸度 正常新鲜牛乳的pH 6 4 6 8 酸败乳或初乳的pH 6 4 乳房炎乳或低酸度乳pH 6 8 乳中酸度的来源 刚挤出的新鲜乳的酸度 固有酸度或自然酸度 挤出后的乳在微生物作用下由于发酵产酸而升高的酸度为发酵酸度 总酸度 自然酸度 发酵酸度 原料乳的酸度越高 对热的稳定性越差 38 39 1 2 3牛乳在热处理中的变化1 加热臭2 过氧化物酶钝化3 磷酸酶钝化 褐变 酪蛋白凝固 芽孢菌杀灭 杀菌 结核菌杀灭 大肠菌群杀灭 未查明区 UHT 高温瞬时杀菌 93 3 瞬时 高温短时杀菌 71 7 15s 短时杀菌 低温保持式杀菌 1860年的巴氏杀菌 瓶装杀菌 40 形成薄膜 40 出现拉姆斯现象 胶体凝结褐变反应形成乳石乳蛋白质的热变性酪蛋白对热比较稳定 乳清蛋白容易发生热变性 酪蛋白在100 以下加热 其化学性质没有什么变化 但对其物理性质却有明显影响 乳清蛋白的热稳定性 乳白蛋白 乳球蛋白及血清蛋白 免疫球蛋白加热30min时 变性温度分别是 免疫球蛋白70 血清白蛋白74 乳球蛋白90 乳白蛋白96 41 乳球蛋白加热变性过程图解 42 酶的钝化解脂酶80 85 高温短时或超高温磷酸酶62 8 30min或72 15s过氧化氢酶75 20min过氧化物酶70 150min75 25min80 2 5s 43 1 2 4异常乳 生理异常乳主要指初乳和末乳微生物污染乳原料乳被微生物严重污染产生异常变化 最常见的是酸败乳和乳房炎乳 化学异常乳包括低成分乳 低酸度酒精阳性乳 冻结乳 风味异常乳及异物异常乳 44 1 3Microorganisminmilk 1 3 1微生物种类细菌乳酸菌 链球菌属 明串珠菌属 乳酸杆菌属丙酸菌 肠细菌 孢子杆菌 小球菌属 假单胞菌 产碱杆菌属 病原菌真菌噬菌体乳酸菌噬菌体 45 1 3 2牛乳在贮藏过程中微生物的变化室温下微生物的生长过程 抑制期 13 14 36h 乳链球菌期 乳酸杆菌期 真菌期和脓化菌期 46 牛乳中微生物污染途径 乳房内的微生物 小球菌 链球菌 挤乳过程 饲料 粪便 土壤 乳头清洗交叉污染 挤奶工本身带入 挤乳后1 3 3乳中微生物的耐热性大多数致病菌耐热性低 以结核菌最耐热 微生物耐热性的影响因素 菌种 菌龄 数量 基质的成分和性质 加热温度和时间等 47 思考题 1牛乳的组成 各种成分的大概含量及主要特性 2名词解释 酪蛋白乳清蛋白滴定酸度3如何理解 牛乳的胶体分散体系 4乳中的主要酶类 48 2巴氏杀菌乳与灭菌乳 2 1巴氏杀菌乳pasteurisedmilk 又称市乳 marketmilk 是以优良的新鲜牛乳为原料 经离心净乳 标准化 均质 巴氏杀菌和冷却 以液体状态灌装 直接供给消费者饮用的商品乳 根据脂肪含量的不同 分为 全脂乳 部分脱脂乳 脱脂乳 49 巴氏杀菌乳的基本工艺流程 原料乳检验 预处理 预热均质 巴氏杀菌 冷却 灌装封口 装箱 冷藏 玻璃瓶 清洗消毒塑料袋 50 2 1 1原料乳的检验test依据标准 GB19301 2010生乳包括牛乳的滋气味 清洁度 色泽等 包括脂肪含量 蛋白质含量 杂质度 冰点 酸度 酒精试验 温度 相对密度 pH 抗菌素残留量等 主要指细菌总数 其他 体细胞数 芽孢数 耐热芽孢数 嗜冷菌数 黄曲霉素M1 感官评定 理化指标 微生物指标 51 细菌总数 500000 18oT欧共体液态乳制品细菌总数的标准 1993 欧共体 1994年修订 原料乳中体细胞 400000个 ml 52 酒精试验alcoholtest 原理乳中的酪蛋白等电点为pH4 6 鲜乳pH为6 8 鲜乳中的酪蛋白处于等电点的碱性方面 故酪蛋白胶粒带负电荷 另外 酪蛋白胶粒具有强亲水性 水化作用周围形成一水化层 故酪蛋白以稳定的胶体状态存在于乳中 而酒精较强的亲水性 可使蛋白质胶粒脱水 胶粒变成只带负电荷的不稳定状态 当乳的酸度增高或因某种原因盐类平衡发生变化时 H 或Ca2 与负电荷作用 胶粒变为电中性而发生沉淀 絮凝 方法用一定浓度的中性酒精与原料乳等量混合摇匀 根据凝块出现 判定乳的酸度68 v v 20oT70 19oT72 18oT 53 影响原料乳质量的主要因素奶牛的品种和健康状况 牧场环境 饲料品质 清洗与卫生 乳的微生物总量 化学药品残留量 游离脂肪酸 挤奶操作 贮存时间和温度等 优质牛乳中的细菌生长情况单位 cfu ml贮存温度刚挤出24h后48h后72h后4 4 400040005000800015 4000160000033000000326000000 54 55 2 1 2预处理pretreatment牛乳的净化purify净乳的目 除去乳中的机械杂质并减少微生物数量 可采用过滤净化 过滤筛网或双联过滤器 及离心净化 离心净乳机 牛乳的冷却贮存牛乳净化后应立即冷却到4 以下 目的 抑制微生物繁殖 贮奶罐 带搅拌装置 56 57 牛乳的贮存温度与抗菌期的关系乳的贮存时间与冷却温度的关系 58 牛乳的脱气 空气含量高或产品中存在挥发性异味对牛乳加工的破坏作用 影响牛乳计量的准确度 使巴氏杀菌机结垢增加 影响分离效果 影响标准化的准确度 促使脂肪球聚合 促使发酵乳中乳清析出真空脱气 59 牛乳的标准化standardization标准化的目的 使乳制品中脂肪与非脂乳固体的比值符合产品标准要求 标准化的方法 预标准化 后标准化 直接标准化原料乳中脂肪含量不足 除去部分脱脂乳 原料乳中脂肪含量过高 提取部分稀奶油 标准化计算 自学 60 2 1 3牛乳的均质Homogenisation目的 使牛乳中脂肪球变小 均匀地分散在乳中 61 62 均质作用原理 牛乳以高速度通过均质头中的窄缝对脂肪球产生巨大的剪切力 使其变形 伸长和粉碎 牛乳在间隙中加速的同时 静压能下降至脂肪的蒸汽压以下 产生气穴现象 使脂肪球受到极强的爆破力 脂肪球高速冲击均质环时会产生进一步的剪切力 63 二级均质 增强均质的效果 其本质是将一级均质后又重聚起来的脂肪球分开 均质压力 10 25Mpa 一级17 21MPa 二级3 5 5MPa 均质温度 55 80 均质化乳的特点 均一性 良好的风味 泡沫 64 65 2 1 4Pasteurisation乳品加工中主要的热处理方法 66 初次杀菌 将牛乳进行一定的低温加热处理 杀死低温菌营养体 延长牛乳在冷藏条件下的保存时间 在任何情况下 初次杀菌乳的磷酸酶试验不应呈阴性 巴氏杀菌 目的 杀死致病菌的营养体 尽可能多地破坏微生物和酶系 磷酸酶试验阴性灭菌 目的是杀死所有能导致产品变质的微生物 使产品能在室温下贮存一段时间 62 8 30min或72 15s 67 68 69 2 1 5灌装 贮存和分销 快速冷却到5 以下后进行灌装 避免二次污染贮存和分销过程保持冷链的连续性 70 71 72 2 1 6巴氏杀菌乳的质量指标以下内容摘自GB19645 2010巴氏杀菌乳 GB25190 2010灭菌乳巴氏杀菌乳感官特性 73 巴氏杀菌乳的理化指标 74 巴氏杀菌乳的卫生指标 75 2 2超高温灭菌乳 UHT乳 76 灭菌乳分为两大类 保持灭菌乳 超高温灭菌乳 对成品的定义 商业无菌状态 即 不含危害公共健康的致病菌和毒素 不含任何在产品贮存运输及销售期间能繁殖的微生物 在有效期内保持质量稳定和良好的商业价值 不变质 77 2 2 1UHT产品的含义UHT产品是指物料在连续流动的状态下 经135 以上不少于1s的超高温瞬时灭菌 以完全破坏其中可以生长的微生物和芽孢 然后在无菌状态下包装于微量透气的无菌包装容器中 以最大限度地减少产品在物理 化学及感官上变化的产品原料乳 UHT 无菌平衡罐 无菌灌装预处理 78 2 2 2超高温灭菌加工的类型表各种类型的超高温加热系统 79 80 直接加热系统 A 与间接加热系统 B 的比较A加热及冷却速度快A的主要优势 能加工粘度高的产品 不容易出现结垢 而B 除刮板式之外 易结垢A的工艺缺点 需在灭菌后均质A的加热系统结构复杂 设备成本是同等处理能力的B的两倍A的运行成本相对较高 B的热回收率 90 且水耗低 A用于泵送和均质的电耗也大只有在特殊情况下 产品的特性和质量要求才使直接加热系统的复杂性和高成本更合乎情理 81 2 2 3典型的UHT乳的加工工艺1平衡槽2离心泵3a预热段3c加热段3d热回收段4均质机5保温管6蒸汽喷射阀7无菌罐8灌装机9平衡槽 82 83 2 2 4无菌包装asepsispackaging包装容器灭菌无菌条件下灌装 封合 微生物密封型产品产品包装容器灭菌饱和蒸汽灭菌H2O2灭菌 30 35 紫外线辐射灭菌H2O2与紫外线联合灭菌美国FDA规定 刚灌装后的产品中H2O2残留量 0 5mg L 24h后应降至1 10 9mg L 84 无菌纸包装系统包装材料 PE 纸板 PE 铝箔 PE PE典型的无菌包装复合材料 85 1 纸卷成形无菌包装系统 TBA 包装容量 ml 速度 包 h 敞开式200250500100036004500封闭式100 15005000 18000 86 87 2 预制盒式无菌包装系统 Combibloc 88 2 预成形纸包装系统三层复合纸 89 2 3保持灭菌乳 含义 物料在密闭容器内被加热至115 120 保持15 40min 经冷却后而制成的产品 基本工艺 二次灭菌 原料乳 预处理 UHT 或巴氏杀菌 灌装封合 保持灭菌 成品普遍采用吹塑瓶包装 90 思考题 1解释名词术语 巴氏杀菌 UHT乳 保持灭菌乳及它们的本质区别 2乳品加工中主要的热处理方法有哪些 各有什么特点 3常用的无菌纸包装材料的构成特点及包装材料的灭菌方法 91 3发酵乳与酸乳 3 1发酵乳与酸乳的定义及分类3 1 1Culturedmilk IDF 1992 乳或乳制品在特征菌的作用下发酵而成的酸性凝乳状产品 保质期内 该产品中的特征菌必须大量存在 并能继续存活和具有活性 3 1 2yoghurt FAO WHO IDF 在添加 或不添加 乳粉 或脱脂乳粉 的乳中 由于保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌的作用进行乳酸发酵制成的凝乳状产品 产品中必须含有大量的 相应的活性微生物 92 3 1 3发酵乳的分类嗜热菌发酵乳 单菌发酵乳 复合菌发酵乳 嗜温菌发酵乳 乳酸发酵而成的 乳酸和酒精发酵而成的 93 94 3 1 4yoghurt的分类按成品的组织状态分类l凝固型酸乳 setyoghurt l搅拌型酸乳 stirredyohurt l饮用酸乳 Drinkingyohurt 乳酸菌饮料 按成品口味分类l天然纯酸乳 Naturalyoghurt l加糖酸乳 sweetenyoghurt l调味酸乳 flavoredyoghurt l果料酸乳 yoghurtwithfruit l复合型或营养健康型酸乳 95 按原料中脂肪含量分类 FAO WHO l全脂酸乳 3 0 l部分脱脂酸乳 3 0 0 5 l脱脂酸乳 0 5 96 GB19302 2010 97 按发酵后的加工工艺分类l浓缩酸乳 concentratedorcondensedyoghurt l冷冻酸乳 Frozenyoghurt l充气酸乳 Carbonatedyoghurt l酸乳粉 Driedyoghurt 98 3 2酸乳与发酵乳的营养价值酸乳所特有的营养价值 l减轻 乳糖不耐受症 l调节人体肠道中的微生物菌群平衡发酵乳除具有与酸乳产品相类似的营养价值外 还有其特殊的保健作用 如 酸牛乳酒辅助治疗动脉粥样硬化 过敏症和肠胃不适症等 99 双歧杆菌发酵乳改善轻度便秘症状提高肠道中双歧杆菌数量预防腹泻提高免疫功能促进并改善蛋白质及维生素的代谢增强对腐败菌的抵抗能力减少腐败菌产生的氨和胺因影响肝功能造成的代谢紊乱 100 酸乳加工的关键技术 101 3 3发酵剂的制备 3 3 1概述发酵剂 starterculture 是一种能够促进乳的酸化过程 含有高浓度乳酸菌的产品 发酵剂的主要作用分解乳糖产生乳酸产生挥发性的物质 如丁二酮 乙醛等 使酸乳具有典型的风味具有一定的降解脂肪 蛋白质的作用 使酸乳更利于消化吸收酸化过程抑制致病菌的生长 102 发酵剂常用术语l商品发酵剂 stockculture l母发酵剂 motherculture l中间发酵剂 feeder或imtermediateculture l工作发酵剂 生产发酵剂bulkculture 酸乳发酵剂菌种的共生作用 103 3 3 2发酵剂的选择 发酵剂的作用机理l乳酸菌生长 分解乳糖产生乳酸 使体系pH下降 达到酪蛋白的等电点 使乳凝固 主要考虑因素l产酸能力和后酸化l滋气味和芳香味的产生l粘性物质的产生l蛋白质的水解性 104 3 3 3发酵剂的制备 培养基的选择母发酵剂 中间发酵剂的培养基制备一般用高质量无抗菌素残留的脱脂乳粉 培养基乳固体含量10 12 推荐杀菌温度 时间90 30min 或115 15min 工作发酵剂培养基的制备可用高质量无抗菌素残留的脱脂乳粉或全脂乳制备 105 发酵剂的扩培工作发酵剂的制备 106 107 发酵剂的质量控制 感官检查组织状态 色泽及有无乳清分离 风味 凝块硬度 产酸能力 影响发酵剂菌种活力的主要因素抗菌素残留 噬菌体3 4酸乳的生产工艺及品质控制酸乳工艺流程 108 109 思考题 解释 发酵乳酸乳凝固型酸乳 搅拌型酸乳及乳酸菌饮料的本质区别 酸乳生产中发酵剂的作用机理 如何选择及制备发酵剂 110 4乳粉milkpower 乳粉的主要种类全脂乳粉 Wholemilkpower 脱脂乳粉 Notfatdrymilkpower Skimmilkpower 乳清粉 Wheypower 配制乳粉 Modifiedmilkpower 111 4 1全脂乳粉 工艺流程及关键技术4 1 1预热杀菌杀菌的主要目的 喷雾干燥法生产全脂乳粉 一般采用HTST 80 85 15s 或UHT杀菌 杀菌方法对全脂乳粉的品质特别是溶解度和保藏性有很大影响 蛋白质的热变性程度 112 浓缩 喷雾干燥 速溶 113 4 1 2vacuumconcentrating 真空浓缩的优点 l蒸发效率高 节省能源 降低成本 蒸发1kg水 双效降膜耗汽0 39kg 而喷雾干燥耗汽2 5 3 0kg l有效改善乳粉颗粒的物理性状 颗粒粗大 良好的流动性 分散性 可湿性和冲调性 色泽好 l改善乳粉的保藏性l有利于包装最常用的浓缩设备是双效 一效70 二效45 或多效降膜式蒸发器 一般浓缩至原料乳体积的1 4 乳固体约45 114 115 4 1 3spraydrying 喷雾干燥的特点 l干燥速度快 物料受热时间短 l干燥过程温度低 乳粉品质好 l可以调节工艺参数 成品具有良好的质量指标 流动性 分散性 可湿性 冲调性 l卫生质量好 产品不易污染 l操作控制方便 适合于大规模连续化生产 喷雾干燥类型主要有离心喷雾和压力喷雾 喷雾干燥工艺流程 116 117 118 4 1 4乳粉的理化性质 乳粉的密度表观密度 单位容积中乳粉的重量 包括颗粒空隙中的空气 容积密度 乳粉的颗粒密度 反映颗粒组织的松紧状态 包括颗粒内的空气 不包括颗粒之间空隙的空气 真密度 完全不包括空气的乳粉本身的重量 全脂乳粉 脱脂乳粉乳粉密度主要受喷雾方式 浓缩乳浓度 温度 粘度以及加热空气温度等因素的影响 119 气泡全脂乳粉脱脂乳粉压力喷雾7 10 13 离心喷雾16 22 35 含气泡多浮力大 下沉性差 且易氧化变质 脂肪喷雾干燥的乳粉的脂肪呈微细球状 存于乳粉颗粒内部 压力喷雾的乳粉脂肪球较小 约1 2 m 离心喷雾粉约为1 3 m 凝聚在乳粉颗粒边缘的游离脂肪 3 14 含量高时 乳粉极易氧化 不耐保藏 冲调性差 120 蛋白质乳粉颗粒中蛋白质的状态 特别是酪蛋白的状态 决定了乳粉的复原性 乳糖全脂淡乳粉约含38 脱脂乳粉50 乳清粉70 普通新生产的乳粉中乳糖呈非结晶的玻璃状态 玻璃态的乳糖具有很强的吸湿性 变成含一个分子结晶水的结晶乳糖 水分全脂乳粉在2 脱脂乳粉在4 以下为宜 水分高低直接影响乳粉的质量及保藏性 但水分过低容易引起脂肪氧化 产生氧化臭 121 乳粉的溶解度与复原性 表示乳粉与水按鲜乳含水比例复原时复原性能的重要指标 借以反映原料乳的质量及其在热处理过程中蛋白质变性的程度 若在加工过程中乳固体基本未受损害 则可达99 9 若受损严重 溶解度小于95 不溶性成分 变性的酪蛋白酸钙 影响溶解度的主要因素 原料乳的质量加工方法和操作条件成品含水量 成品包装及贮藏条件等 122 乳粉复原性能指标 冲调性reconstituability 速溶度 表示乳粉的溶解速度 将一定量的乳粉与一定温度的水 100ml 混合 一定强度搅拌 然后将未溶部分与已溶部分分离 测定已溶部分的干物质 100 冲调性随乳粉颗粒平均直径的增大而提高 溶解度solubility表示乳粉的最终溶解程度 123 乳粉颗粒的状态与冲调性离心喷雾 30 200 m 平均100 m 压力喷雾 10 100 m 平均45 m 速溶乳粉 100 800 m 脱脂乳粉 40 60 m 乳粉颗粒大小及其颗粒分布对冲调性能有直接影响 124 表乳粉颗粒平均直径与冲调性的关系 125 4 1 3Instant 速溶乳粉制造方法有喷雾干燥法 真空薄膜干燥法和真空泡沫干燥法等 喷雾干燥法 速溶技术 主要有再润湿法和直通法 关键技术 制备附聚良好的全脂乳粉 增大颗粒和颗粒的均匀度 改善乳粉的下沉性 喷涂卵磷脂以改善乳粉颗粒的可湿性 从而改善制品的分散性 达到速溶要求 126 直通法乳粉喷雾二次干燥技术 即由喷雾干燥塔下部排出潮粉 全脂乳粉含水量为5 8 脱脂乳粉为6 7 然后进入二次干燥振动流化床 同时实现潮粉的附聚 再润湿法以一般喷雾干燥的乳粉为基粉 通过喷湿空气或雾滴吸湿附聚成团粒 同时将吸湿性很强的玻璃态非结晶乳糖转变为结晶态不吸湿的的结晶乳糖 干燥 吸潮 再干燥 127 128 129 4 2脱脂乳粉 生产工艺流程与全脂乳粉相类似 增加一原料乳脱脂的过程 脱脂乳粉按热处理程度进行分类 分类指标为乳清蛋白氮指数 WPNI 乳粉中未变性乳清蛋白的量与热处理程度成反比 低热粉 WPNI 6mg g乳粉 72 15s或90 瞬时中热粉 1 5mg g WPNI 6mg g 高热粉 WPNI 1 5mg g乳粉 95 10min 130 4 2 1基本工艺流程 脱脂乳验收 过滤 杀菌 真空浓缩 喷雾干燥 出粉 晾粉 筛粉 包装 检验 成品技术要点 温度的控制杀菌为了使乳清蛋白变性程度不超过5 又能达到杀菌并抑制酶活的目的 研究表明 脱脂乳的杀菌温度以80 15s效果较好 真空浓缩以不超过65 5 为宜 浓度为15 17 Be 乳固体含量控制在36 以上 131 加热温度与时间对乳清蛋白变性的影响 132 4 4乳粉的质量指标 依据 GB19644 2010 133 思考题 乳粉生产中的关键步骤有哪些 真空浓缩的特点 2乳粉的冲调性和溶解度的含义 如何提高 134 5冰淇淋Icecream 冰淇淋是一种以饮用水 牛乳 奶粉 奶油 或食用油脂 食糖等为主要原料 加入适量的食品添加剂 通过混合 灭菌 均质 老化 成熟 凝冻 硬化等工艺制成的体积膨胀的冷冻饮品 135 按含脂率高低分类按使用不同香料分类香草冰淇淋巧克力冰淇淋咖啡冰淇淋薄荷冰淇淋按冰淇淋的形态分类 136 5 2冰淇淋的生产工艺流程及品质控制原料预处理 混合料的制备 均质 50 60 10 20MPa 杀菌 63 30min 83 85 15s 冷却 0 4 137 老化 成熟 2 4 4 24h 凝冻 2 6 灌装成型 软质冰淇淋 硬化 35 45 20 60min 包装 硬质冰淇淋 138 139 技术要点 混合料的配制砂糖 乳粉等干料先在水粉混合器中与热水 45 50 混合后再送入混料缸 乳化稳定剂先与等量的砂糖混合 再加5倍的水 加热充分溶解后再送入混料缸 均质目的 使混合料获得均匀一致的乳浊液 增加粘度 防止在凝冻过程中脂肪呈奶油析出 改善混合料的起泡性 提高膨胀率 140 凝冻影响冰淇淋质量和产量的一个关键工序 将混合料在强烈搅拌下迅速冷冻 使空气以极微小的气泡均布于全部混合料中 使冰淇淋的水分在形成冰晶时呈微细结晶 从而使口感不易辨别粗糙的冰屑 141 膨胀率的控制重量法膨胀率 体积法膨胀率 膨胀率是冰淇淋质量的一项极为重要的指标 但也不是越高越好 膨胀率过高 组织松软 缺乏持久性 过低 组织坚硬 口感差 142 影响膨胀率的因素 原料 1 乳脂肪乳脂肪含量越高 混合料的粘度越高 但只有适当的粘度才便于空气的混入 2 非脂乳固体增加混合料中非脂乳固体含量 能提高膨胀率 但乳糖结晶 乳酸产生及部分蛋白凝固 会影响膨胀率 3 含糖量含糖量高 冰点下降 凝冻搅拌时间加长 若含糖量过多 则会有碍膨胀率 4 稳定剂适量的稳定剂 能提高膨胀率 但用量过多 混合料粘度过高 使膨胀率下降 143 均质均质要适度 均质过度 造成混合料粘度过高 空气难以进入 若均质不够 粘度过低 空气也难以进入 都会降低膨胀率 老化保证一定时间的老化 促使脂肪与水 互溶 增加混合料的内聚力 提高粘度 从而获得较高的膨胀率和良好的组织 凝冻凝冻操作是否适当 凝冻搅拌器的结构及转速等和冰淇淋膨胀率有密切的关系 因此 生产中必须很好地控制上述各因素 144 冰淇淋的主要缺陷及产生的原因 由于原料配合不当 均质 冻结 贮藏等处理不合理 使得冰淇淋质量低劣 起缺陷与原因见下表 145 5 3冰淇淋的质量指标SB T10013 2008冰淇淋 146 国际上参考标准 147 6炼乳 浓缩乳制品淡炼乳evaporatedmilk加糖炼乳sweetenedcondensedmilk 多为全脂 148 6 1加糖炼乳 甜炼乳 牛乳加入16 的蔗糖 浓缩至原体积的40 成品含蔗糖40 45 左右 加糖的目的 产生高渗透压抑制微生物繁殖 使成品具有保存性 蔗糖比高于64 5 会有蔗糖析出 致使产品组织状态变差 低于62 5 抑菌效果差 149 6 2 1工艺流程 150 加糖方法 1 将糖直接加于原料乳中 然后预热 2 浓度65 75 的浓糖浆经95 5min杀菌 冷却至57 后与杀菌后的乳混合浓缩 3 在浓缩将近结束时 将杀菌并冷却的浓糖浆吸入浓缩罐内 第三种为最好 151 冷却结晶目的 浓缩结束时50 左右 及时冷却 避免成品在贮藏期内变稠与褐变 使处于过饱和状态的乳糖形成细微的结晶 组织状态细腻 方法 间歇式冷却结晶