畜产品加工学：第八章乳制品的常规加工处理

1、第八章 乳制品的常规加工处理,第一节乳的离心 一、离心的目的 二、分离 第二节乳的热处理 一、热处理目的 二、加热引起的变化 三、加热强度 第三节乳的均质 一、均质原理 二、均质团现象 三、均质的其它作用,第四节乳的浓缩、干燥和分离 一、真空浓缩 二、喷雾干燥 三、膜过滤技术在乳制品加工中的应用 第五节加工设备的清洗消毒 一、清洗消毒的目 二、清洗剂的选择 三、清洗消毒方法,本章重点：乳制品生产常规加工处理方法、原理、效果及应用,第一节 乳的离心,主要是得到稀奶油、分离出乳清或甜奶油、乳或乳制品进行标准化以得到要求的脂肪含量。 另一个目的是清除乳中杂质和体细胞等。 离心分离也用于除去细菌及其芽

2、孢,一、目的,影响因素 v=R2(p-f)d2/18p R是有效离心半径,是角速度,p是乳浆或脱脂 乳密度,f是脂肪球密度 , 是粘度（见图2-4-1,二、分离,图2-4-1 不同大小脂肪球的上浮速度,除菌 细菌特别是芽孢可以通过专门设计的离心机，即除菌机，在高离心力和高温下分离除去。 在73左右时，处理两次会使菌数减少三个数量级，可得到芽孢数量很少的乳，但有少部分乳固体进入杂质中。 标准化 根据产品规格或产品标准要求，乳制品的成分需要标准化。标准化主要包括脂肪含量、蛋白质含量及其它一些成分。 （见图2-4-2,图2-4-2 脂肪标准化过程,第二节 乳的热处理,所有液体乳和乳制品的生产都需要热

3、处理。这种处理主要目的在于杀死微生物和使酶失活和产生一些化学变化。 但热处理也会带来不好的变化，例如褐变、风味变化、营养物质损失、菌抑制剂失活和对凝乳力的损害，因此必须谨慎使用热处理,一、热处理目的,目 的,保证消费者的安全 延 长 保 质 期 形成产品的特性,热处理主要杀死如结核杆菌、金黄色葡萄球菌、沙门氏菌、李斯特菌等病原菌，及进入乳中的潜在病原菌、腐败菌，其中很多菌耐高温,主要杀死腐败菌和它们的芽胞及灭活乳中天然存在的或由微生物分泌的酶。热处理抑制了脂肪自身氧化带来的化学变质,“凝乳素”失活可避免迅速形成稀奶油,乳蒸发前加热可提高炼乳杀菌期间的凝固稳定性； 失活细菌抑制剂如免疫球蛋白和乳

4、过氧化氢酶系统来提高发酵剂菌的生长； 获得酸乳的理想粘度； 促进乳在酸化过程中乳清蛋白和酪蛋白凝集,二、热变化,热 变 化,物理、化学变化 综合变化 乳的热凝固,CO2等气体的除去。 乳的pH值降低，并且滴定酸度增加。 大部分的乳清蛋白变性由此导致不溶。 许多酶被钝化。 蛋白质与乳糖之间发生的反应，主要是美拉德反应，使得赖氨酸效价降低。 蛋白中的二硫键断裂，游离巯基的形成，这致使诸如氧化还原电位的降低。 酪蛋白胶束发生聚集，最终会导致凝固。 一些维生素损失,粘度增加。 风味改变。 加热过程中乳起初变得稍微白一些，随着加热强度的增加，颜色变为棕色。 营养价值降低，如维生素损失、赖氨酸效价降低。

5、促进一些菌生长，抑制另一些菌生长。 浓缩乳的热凝固和稠化趋势会降低。 乳脂上浮趋势降低。 自动氧化趋势降低。 在均质或复原过程中形成的脂肪球表面层物质组成受均质前加热强度的影响，例如形成均质团的趋势有所增加,酪蛋白不像球蛋白那样容易加热变性,但在非常强烈的热处理条件下，它能发生凝聚，尤其在胶束内部。 如果凝聚大量出现，则形成可见的凝胶体，出现这种现象所需时间被称作热凝固时间（HCT）。乳的热凝固主要发生在浓缩乳的加工。 乳的热凝固是一个非常复杂的现象。最重要的因素是pH值,乳的初始pH值对热凝固时间有相当大的影响，即pH值越低，发生凝固的温度越低，反之则反。 凝聚往往不可逆，即pH值增加不能使

6、形成的凝聚物再分散,三、加热强度,加热 强度,高温巴氏杀菌 7075，20min 或 85, 520 s,低温巴氏杀菌 63,30min 或72,1520s,预热杀菌 6069，1520s,灭 菌 110,30min（在瓶中灭菌） 130,24s或145,1s (UHT,其目的在于杀死细菌，尤其是嗜冷菌。加热处理除了能杀死许多活菌外，对乳的成分和理化特性几乎无任何影响,钝化乳中的碱性磷酸酶，杀死乳中所有病原菌、酵母和霉菌及大部分细菌， 但不使乳清蛋白变性和发生冷凝聚，不损害抑菌特性,使除芽胞外所有细菌生长体都被杀死；大部分的酶都被钝化，大部分抑菌特性被破坏；部分乳清蛋白发生变性，产生明显的蒸煮

7、味，使奶油产生瓦斯味,这种热处理意味着杀死所有微生物，包括芽胞。并会产生严重的美拉德反应，导致棕色化，形成灭菌乳气味，还导致赖氨酸和维生素降低，引起包括酪蛋白在内的蛋白质相当大的变化,第三节 乳的均质,一、 目的,防止脂肪上浮分层、减少酪蛋白微粒沉淀、 改善原料或产品的流变学特性和使添加成分 均匀分布,二、原理,在一个适合的均质压力下，料液通过窄小的均质阀而获得很高的速度，这导致了剧烈的湍(tuan)流，形成的小涡流中产生了较高的料液流速梯度引起压力波动，这会打散许多颗粒，尤其是液滴（见图2-4-3,图2-4-3 乳 的 均 质,二、均 质 团 现 象,概 念,稀奶油的均质通常引起粘度增加,在

8、显微镜下可以看到在均质 的稀奶油中存在大量含有大约10个脂肪球的脂肪球聚集物，即所谓均质团，见图2-4-4。 因为均质团间隙含有液体使稀奶油中颗粒的有效体积增加，因此增加了它的粘度,在均质过程中当部分裸露的脂肪球与其它已经覆有酪蛋白胶束的脂肪球相碰时，这种酪蛋白胶束也能够附着在裸露的脂肪球表面。因此两个脂肪球由酪蛋白胶束这个“桥”连接着，从而形成均质团，该团块会很快被随后的湍流旋涡打散。 如果蛋白质太少以致于不能完全覆盖在新形成的脂肪球表面，这些脂肪球也会形成均质团。 目前生产中采用二段均质机，其中第一段均质压力大（占总均质压力的2/3），使脂肪球破碎；第二段的压力小（占总均质压力的1/3），

9、使第一段均质形成的均质团分散为散在的脂肪球,均质团成因及影响因素,图2-4-4 均质前后乳中脂肪球的变化,均质前脂肪分布（均质团,一段均质后脂肪分布,二段均质后脂肪分布,浓缩目的及真空浓缩特点 沸点降低 浓缩目的 受热时间短 真空浓缩的特点 结焦现象减少 真空浓缩设备 避免了外界污染 节约能源,第四节 乳的浓缩、干燥和分离,一、真空浓缩,单效蒸发器见图2-4-5,图2-4-5 单 效 蒸 发 器,concentrate,冷凝水,原乳,喷雾干燥原理 浓缩乳借助机械力分散成雾状的乳滴，极大地增加了蒸发表面积，在干燥室中与热风接触，水分在瞬间蒸发完毕，雾滴被干燥成粉粒落入干燥室底部。水分以蒸汽的式被

10、热风带走。整个干燥过程仅需1530s。 压力式喷雾干燥 喷雾干燥方式 离心式喷雾干燥,第四节 乳的浓缩、干燥和分离,二、喷雾干燥,图2-4-6 喷雾干燥设施示意图,1-空气加热器 2-喷雾干燥塔 3-流化床 5-冷空气室 6-冷却干空气室 7-振动筛,图2-4-8 离 心 喷 物 盘,图2-4-7 顺 流 压 力 喷 雾 干 燥,第四节 乳的浓缩、干燥和分离,超 滤 反渗透 电渗析,三、膜过滤技术的应用,通过膜的是纯水和低分子溶质，从而可使溶液中的高分子和低分子分开,透过膜层的是清水,这样的分离过程就叫反渗透,脱盐主要用电渗析、离子交换,第五节 加工设备的清洗消毒,一、清洗消毒的目的 清除残留的