【大学资料】乳品工艺学讲稿（WORD档）P39

1、第一章 绪 论第一节 乳制品工业概况一、 国内外乳品加工业生产现状（一） 原料奶的生产2001年全世界乳总产量为5.79亿吨，中国原料奶总量仅占全球总量的1.78，这与占世界人口1/4的农业大国很不相称。（二） 人均人占有奶量2000年世界人均占有量达到95.1kg；发达国家人均原料奶占有量最多，人均200kg左右；发展中国家人均原料奶占有量达到40.1千克；中国人均仅8.01kg。（三） 生产工艺及装备水平我国乳品设备同世界先进国家比大约有20年的差距。目前进口机械占国内50%的市场，现有的乳品生产企业中，15的企业拥有进口设备。主要包括砖型纸盒包装的超高温灭菌奶生产线、塑料袋软包装奶生产线

2、、屋型纸盒包装的杀菌奶灌装设备、杯装酸奶灌装设备等。（四） 乳产品的品种发达国家的乳产品品种多达2000多种，奶油、干酪、甜炼乳和干酪素产量很大。中国乳制品产品品种单一。其中奶粉产量约占乳制品产量的70% 。（五） 质量标准与质量保障体系（六） 我国乳业管理经营体制二、 我国乳品发展重点（一） 功能性乳制品的开发（二） 发酵剂的研发（三）乳品加工设备和在线检测设备第二节 乳的概念及其分散体系一、 乳的概念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。乳中含有幼小动物生长发育所需要的全部营养成分，是哺乳动物出生后最适于消化吸收的全价食品。主要包括水分、脂肪、蛋白质、乳糖、盐类以及维

3、生素、酶类、气体等。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。二、 乳的组成将乳干燥到恒重时所得到的残渣叫乳的干物质。牛的常乳中干物质含量为11%13%，除干燥时水和随水蒸气挥发的物质以外，干物质中含有乳的全部成分。乳中干物质的含量随乳成分的百分含量而变，尤其是乳脂肪在乳中的变化比较大，因此在实际工作中常用无脂干物质作为指标。三、 乳的分散体系乳是多种物质形成的混合物，乳中各种物质相互组成分散体系，其中分散剂是水，分散质有乳糖、盐类

4、、蛋白质和脂肪等。由于以上分散质的差异较大，乳并不是简单的分散体系，而是包含了真溶液、乳浊液和胶体悬浮液及其过渡状态的复杂分散体系.1、 牛乳的物理性状2、 乳中粒子的大小3、 乳浊液乳浊液是一种液体以液滴的形式悬浮于另一种液体中。牛乳的脂肪呈液态的微小球状分散在乳中，球的直径平均3m左右，可以在显微镜下明显地看到，所以牛乳中的脂肪球即为乳浊液的分散质。乳化 破乳4、 胶体胶体是分散质粒子直径在1nm100nm之间的分散系。介于乳浊液和真溶液之间。 酪蛋白（515nm） 乳清蛋白（23nm） 稳定 凝聚5、真溶液 凡粒子直径在1nm以下，形成分子或离子状态存在的分散系称为真溶液。分子状态：乳糖

5、离子状态：磷酸盐、柠檬酸、钾、钠、氯等。结晶 溶解四、 乳的各加工成分称呼第二章 乳的成分及生物化学特性第一节 乳脂肪乳脂肪(milk fat or butter fat)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，形成乳浊液。乳脂肪中98的脂类为甘油三酯。一、 脂肪球与脂肪球膜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0.120um，平均直径是34um，1ml全乳中有2040亿个脂肪球。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

6、。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510 nm厚的膜所覆盖，称为脂肪球膜。在机械搅拌或化学物质作用下，脂肪球膜遭到破坏后，乳脂肪球才会互相聚结在一起。利用这一原理生产奶油和测定乳中的含脂率。二、 乳脂肪的脂肪酸组成和含量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。三、 乳脂肪的特性四、 乳脂肪的氧化脂类物质的氧化可以导致氧化酸败，这是乳与乳制品腐败的一个主要原因。在乳脂肪中，多不饱和脂肪酸在中性脂类中含量较少，而在极性脂类中含量较多，并多存在于

7、脂肪球膜中，与几种氧化剂相邻，因此易于氧化。1、 乳制品含有的天然氧化剂1） 金属铁和铜离子，除乳中所固有的金属外，也可以来自设备、水、土壤等的污染，使用不锈钢设备可以减少这种金属的污染；2） 核黄素，是一种潜在的光敏剂，可以催化乳中的许多物质（如脂肪酸、蛋白质和抗坏血酸等）的氧化反应，因此乳与乳制品都应采用适当的包装避免光照。 2、乳中存在的天然抗氧化剂 1）生育酚（ve）； 2）抗坏血酸（vc）； 3）超氧化物歧化酶（sod）：清除超氧自由基； 4）类胡萝卜素：清除自由基； 5）加热，乳球蛋白和脂肪球膜蛋白暴露出的巯基具有天然的抗氧化作用； 6）酪蛋白 7）美拉德反应产物，产生醛、酮等还原

8、性中间产物产物鳌合金属离子。许多国家禁止在乳制品中添加一些合成的抗氧化剂，如丁基羟基茴香醚（bha）或二丁基羟基甲苯（bht），我国2007年12月出版的食品添加剂手册gb2760-2007中规定，这两种添加剂在我国的使用量为0.2g/kg。五、 脂肪的水解牛乳中主要的脂肪酶是脂蛋白脂酶（lpl），它主要与酪蛋白胶粒缔合，而且由脂肪球膜将之与其底物（乳脂肪）隔开，但是，只要脂肪球膜发生了很轻微的破损就使酶和底物之间接触，从而引起脂肪水解酸败。在lpl作用下，每摩尔酶分子每秒可以释放3000各脂肪酸分子，这样子，如果该酶具有足够的活性，那么，不到10s就可以诱发腐败作用。在乳中，每升乳中通常含有

9、12mg的脂肪酶。但是，上述这种情况一般不会在乳中发生，因为各种因素不是在最佳条件，例如：ph、离子强度、湿度、脂肪酶与酪蛋白胶粒结合（不容易接触底物）以及乳中含有脂肪酶抑制剂等。引起脂肪酶水解的原因：1）机械挤乳2）将刚挤下的乳冷却到5，再加热到305，然后再冷却到55，就可以使脂肪酶系统激活。第二节 乳蛋白质乳蛋白质（milk protein）是乳中最重要的营养成分,也是人类膳食蛋白质的重要来源。蛋白质在牛乳中的含量为3.0%3.5。牛乳中的蛋白质可分为三类，分别是： 1. 酪蛋白 2. 乳清蛋白质3. 非蛋白含氮物一、牛乳中主要蛋白质的含量二、酪蛋白与乳清蛋白的性质区别三、酪蛋白在温度2

10、0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(casein)，占乳蛋白总量的80%82%。酪蛋白不是单一的蛋白质，而是由s-,-,-和-酪蛋白组成，是典型的磷蛋白。四种酪蛋白的区别就在于它们含磷量的多少。（一）酪蛋白的存在形式乳中的酪蛋白与钙结合生成酪蛋白酸钙，再与胶体状的磷酸钙结合形成酪蛋白酸钙-磷酸钙复合体以胶体悬浮液的状态存在于牛乳中。酪蛋白酸钙-磷酸钙复合体的胶粒大体上呈球形。（二）酪蛋白的性质酪蛋白的酸沉淀 酪蛋白胶粒对ph值的变化很敏感。当脱脂乳的ph值降低时，酪蛋白胶粒中的钙与磷酸盐就逐渐游离出来。当ph值达到酪蛋白的等电点4.6时，就会形成酪蛋白沉淀。酪蛋白的凝乳

11、酶凝固 牛乳中的酪蛋白在凝乳酶的作用下会发生凝固，工业上生产干酪就是利用此原理。其凝固过程如下： 酪蛋白酸钙皱胃酶副酪蛋白钙（沉淀） 糖肽 皱胃酶盐类及离子对酪蛋白稳定性的影响 乳中的酪蛋白酸钙-磷酸钙胶粒容易在氯化钠或硫酸铵等盐类饱和溶液或半饱和溶液中形成沉淀，这种沉淀是由于电荷的抵消与胶粒脱水而产生。酪蛋白与糖的反应 具有还原性羰基的糖可与酪蛋白作用变成氨基糖而产生芳香味及其色素，即美拉德反应。美拉德反应对乳品工业的影响：a 乳品（如乳粉、炼乳和干酪等）在长期贮存中，由于乳糖与酪蛋白发生反应产生颜色、风味及营养价值的改变。特别是含转化糖多时变化更明显。b颜色、气味变劣，营养价值也有很大损失

12、。如：赖氨酸失去17%；组氨酸失去17%；精氨酸失去10%。四、乳清蛋白除去ph4.6等电点处沉淀的酪蛋白，剩余部分成为乳清蛋白。约占乳蛋白质的1820。分为热稳定性乳清蛋白和热不稳定性乳清蛋白两种。（一）热不稳定的乳清蛋白调节乳清ph4.64.7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（免疫球蛋白）两类。（二）热稳定的乳清蛋白这类蛋白包括小分子蛋白和蛋白胨，约占乳清蛋白的19%。此外还有一些脂肪球膜蛋白质，是吸附于脂肪球表面的蛋白质与酶的混合物，其中含有脂蛋白、碱性磷酸酶和黄嘌呤氧化酶等。这些蛋白质可以用洗涤

13、方法将其分离出来。第三节 乳糖乳糖是哺乳动物乳腺分泌的一种双糖。牛乳中约含有乳糖4.2%5.0%。在泌乳末期和患乳房疾病的乳中含量最低。乳糖是一种双糖，乳糖为d-葡萄糖与d-半乳糖以-l，4键结合的二糖。一、乳糖的功能1、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，所以对于出生婴儿有很重要的作用。2、乳糖水解比较困难，因此一部分被送至大肠中，在肠内由于乳酸菌的作用，使乳糖形成乳酸而抑制其他有害菌的繁殖。 3、增加钙的吸收率。 4、能够防止肝脏脂肪的沉积。二、乳糖与乳糖不耐症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

14、，称乳糖不耐症。成因：基因说？饮食说？解决方法：1）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； 2）利用乳酸菌将乳糖转化成乳酸，可预防“乳糖不耐症”。第四节 乳中其它成分一、酶类1、脂酶乳脂肪在脂酶的作用下，分解为甘油和脂肪酸，产生脂肪分解特有的臭味。2、磷酸酶磷酸酶的特性是可以把磷酸酯分解成磷酸和相应的醇。 磷酸酶实验：巴氏杀菌程度检验磷酸酶可以经63、30min或7175、1530s加热后可钝化，故可以利用这种性质来检验低温巴氏杀菌法处理的消毒牛乳的杀菌程度是否完全。 温度升高后，磷酸酶易重新激活，因此杀菌后应立即冷藏。3、过氧化氢酶牛乳中的过氧化氢酶主要来自白血球的细胞成

15、分，特别在初乳和乳房炎乳中含量较多。原料乳健康检验 过氧化氢酶把过氧化氢分解成水和游离氧。通过测量乳中游离氧的量就可以反映乳中过氧化氢酶的含量，也能了解牛奶是否来自健康动物乳房。过氧化氢酶经过普通的高温短时间巴氏消毒法（7072，1530秒）可以被破坏。 4、过氧化物酶过氧化物酶是最早从乳中发现的酶，它能促使过氧化氢分解产生活泼的新生态氧，从而使乳中的多元酚、芳香胺及化合物氧化。热处理程度检验：（storch实验）过氧化物酶钝化温度和时间大约为76、20min，7778、5min，85、10s。通过测定过氧化物酶的活性可以判断牛乳是否经过热处理或判断热处理的程度。 5、还原酶还原酶并非乳中固有

16、，是微生物代谢的产物。乳中还原酶的数量与微生物污染程度成正比。乳的新鲜程度检验：（美兰实验）促使甲基兰变为无色。二、维生素牛乳含有几乎所有已知的维生素。牛乳中的维生素包括脂溶性维生素a、d、e、k和水溶性的维生素b1、b2、b6、b12、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。三、其它成分第三章 乳的性质第一节 乳的物理化学性质一、乳的光学性质1）新鲜正常的牛乳呈不透明的乳白色或淡黄色。2）乳白色是由于乳中的酪蛋白酸钙-磷酸钙胶粒及脂肪球等微粒对光的不规则反射所产生。3）牛乳中的脂溶性

17、胡萝卜素和叶黄素使乳略带淡黄色，而水溶性的核黄素使乳清呈荧光性黄绿色。牛奶中的脂溶性胡萝卜素不是牛体合成的，而是从饲料中获得，因此饲料对乳脂肪的颜色影响很大，例如，饲喂青草的牛所产生的乳，其脂肪颜色比较黄，而饲喂干草和精料的牛所产生的乳，其脂肪颜色要白一些。二、乳的热学性质乳的热学性质是与温度密切相关的物理特性，与热量在乳中的传递规律有关。（一）冰点牛乳的冰点一般为-0.525-0.565，平均为-0.540。由于乳糖和盐类在牛乳中的含量较稳定，所以正常新鲜牛乳的冰点也较稳定。如果在牛奶中掺水，能够导致冰点回升。（二）沸点牛乳的沸点在101.33kpa（1个大气压）下为100.55，乳的沸点受

18、其固形物的含量影响。干物质含量升高，则乳的沸点也相应升高。乳的浓缩过程中，沸点不断上升。当浓缩到原体积一半时，沸点上升到101.05。 （三）比热容比热容(specific heat capacity)又称比热容量(specific heat)，简称比热，是单位质量物质的热容量，即是单位质量物体改变单位温度时的吸收或释放的内能。 1、脂肪含量和初始温度对比热容的影响（kj/kg.）种类脂肪含量(%)15183235脱脂乳3.973.93全脂乳3.53.953.89稀奶油184.333.80稀奶油404.823.42由上表可知：a 1518时，乳脂肪的一部分或者全部处于固态，加热时一部分热能消耗

19、在熔解上，而不表现在温度上升，此时，脂肪含量越高，需要热量越多。b 3235时，由于脂肪的比热容较小，每升高1，需要的热量越少。 2、比热在生产中的意义三、乳的气味与滋味四、乳的酸度与ph固有酸度：乳中含有较多的酸性氨基酸和自由的羧基，同时受到磷酸盐、柠檬酸等酸性物质的影响，乳是偏酸性的。发酵酸度：乳在微生物的作用下发生乳酸发酵，导致乳的酸度逐渐升高。由于发酵产酸而升高的这部分酸度称为发酵酸度。总酸度 固有酸度 发酵酸度一般条件下，乳品工业所测定的酸度就是总酸度。采用标准碱液用滴定法测定。我国采用吉尔涅尔度法。 1、吉尔涅尔度法定义：中和100ml牛乳所消耗的0.1mol/l naoh毫升数。

20、操作方法：a 10ml牛乳20ml水稀释；b 加入0.5%酚酞指示剂0.5mlc 以0.1mol/l naoh滴定刚挤出的新鲜乳若以乳酸度计，酸度为1618°t。固有酸度或自然酸度主要由乳中的蛋白质、柠檬酸盐、磷酸盐及二氧化碳等酸性物质所造成，其中来源于co2占23°t，乳蛋白占34°t，柠檬酸盐占0.01%和磷酸盐部分1012°t。 2、ph正常新鲜牛乳的ph为6.56.8；一般酸败乳或初乳的ph在6.4以下；乳房炎乳或低酸度乳ph在6.8以上。五、乳的电学性质1、电导率2、氧化还原电势六、乳的比重和密度七、乳的黏度第二节 加工处理对乳性质的影响一、热

21、加工对乳性质的影响（一）感观变化1、形成薄膜牛乳加热时，表面生成薄膜。由于蛋白质在空气与液体的界面形成不可逆的凝固物。随着加热时间的延长和温度的提高，厚度逐渐增加；凝固物包括70以上的脂肪和2025的蛋白质；预防措施：加热时搅拌减少从液面增发水分 2、褐变成因：美拉德反应焦糖化反应尿素存在影响因素：温度、酸度及糖的种类控制方法：加入0.01的l-半胱氨酸，由于半胱氨酸中含有游离的巯基，能够起到抑制褐变的作用。3、蒸煮味牛乳加热后会产生或轻或重的蒸煮味，程度随加工处理的程度而异。成因：-乳球蛋白和脂肪球膜蛋白的热变性而产生巯基，甚至产生挥发性的硫化物和硫化氢。（二）成分的变化1、乳清蛋白的变化热

22、不稳定乳清蛋白占乳清蛋白的81。61.7杀菌30min时，9的白蛋白和5的球蛋白变性；80 60min，90 30min，95 1015min，100 10min都能够使乳清蛋白全部变性。蒸煮味的产生与牛乳产生的巯基有关，这些巯基几乎全部来源于乳清蛋白。 2、乳糖的变化100，长时加热，乳糖加热分解，生成醋酸、乳酸和蚁酸，还容易发生美拉德反应和焦糖化反应<100，短时加热，乳糖的化学性质基本没有变化3、酪蛋白的变化<100短时加热，酪蛋白化学性质不受影响；>140加热，酪蛋白开始变性；100长时加热，颜色变深，发生褐变<100加热，酪蛋白物理性质发生变化。 例：牛乳经6

23、3加热后，加酸生成的凝块较小，且柔软； 用皱胃酶凝固时，加热温度提高，凝乳时间延长，凝块柔软。 4、脂肪的变化高温加热，脂肪的化学性质无变化。脂肪和球蛋白产生凝聚体，因此，高温后牛奶和稀奶油不易分离。6263 30min加热并立即冷却，对稀奶油的分离无影响。 5、无机成分的变化高温加热，可溶性钙和磷含量减少。由于可溶性钙可溶性磷产生微溶的ca3（po4）2。二、冷加工对乳性质的影响（一）对蛋白质的影响酪蛋白产生凝固沉淀（二）冷冻破坏了脂肪球膜的结构（三）不良风味的出现及细菌的变化三、发酵技术对乳性质的影响（一）乳糖转化为乳酸（二）稳定性降低（三）物理性质变化（四）感观性质的变化（五）微生物指标

24、的变化 1、糖代谢；2、蛋白质代谢；3、脂肪代谢；4、维生素变化；5、其它变化。第三节 异常乳一、异常乳的概念和种类（一）异常乳的概念乳牛产犊7天至干奶期开始的前两周所产的乳为常乳。常乳的成分和性质基本稳定。当乳牛受到饲养管理、疾病、气温以及其他各种因素的影响时，乳的成分和性质往往发生变化，这种乳称作异常乳，不适于加工优质的产品。（二）异常乳的种类 生理异常乳 化学异常乳 病理异常乳 微生物污染乳二、异常乳产生的原因和性质（一）生理异常乳1、营养不良乳饲料不足、营养不良的乳牛所产的乳对皱胃酶几乎不凝固，所以这种乳不能制造干酪。当喂以充足的饲料，加强营养之后，牛乳即可恢复正常，对皱胃酶即可凝固。

25、 2、初乳母牛分娩后一周所分泌的乳叫初乳。感观：呈黄褐色、有异臭、苦味、咸味、黏度大。理化性质：密度高于常乳、酸性、冰点低于常乳。1） 初乳的成分组成总干物质较常乳高1倍多（2224）；脂肪、蛋白质含量高乳糖含量缔，灰分高；维生素a、c（10倍）、d（34倍）、e高于常乳；含铁量是常乳的34倍，含铜量是常乳的6倍；含有大量抗体，即免疫球蛋白还含有较多其它的活性物质：如乳铁蛋白、溶菌酶、过氧化物酶、胰岛素样生长因子、多肽及核糖核酸酶等。2)初乳的应用现状我国轻工业部部颁标准规定产犊后7d内的初乳不得作为原料乳使用。牛初乳由于特有的生理活性特点，具有良好的保健价值，可以成为功能性保健食品的原料。

26、3、末乳乳牛干奶期前15天所分泌的乳。（二）化学成分异常乳 1、酒精阳性乳用浓度为68、70或72的酒精与等量的乳进行混合，凡产生絮状凝块的乳称为酒精阳性乳。1）高酸度酒精阳性乳般酸度在24°t 以上时的乳酒精试验均为阳性，称为酒精阳性乳。鲜乳中微生物繁殖使酸度升高。因此要注意挤乳时的卫生并将挤出鲜乳保存在适当的温度条件下，以免微生物污染繁殖。主要是由于乳中的乳酸菌生长繁殖产生乳酸和其它有机酸所致。 2）低酸度酒精阳性乳有的鲜乳虽然酸度低(16°t以下)，但酒精试验也呈阳性，所以称作低酸度酒精阳性乳。低酸度酒精阳性乳的营养成分和微生物指标与正常乳无明显差异，对冷处理和热处理

27、的稳定性也与正常乳基本相同，但组织状态和风味欠佳，可以利用。100度时加热，与正常乳没有差异，但在130度加热时，较正常乳来说更易出现凝固现象，所以用片式杀菌器杀菌时，容易产生乳石，乳粉喷雾干燥时，可能影响溶解度。产生的原因：a季节，一般来说春季发生较多，到了采食青草时自然治愈；气温变化剧烈；畜龄在6岁以上的居多；卫生管理越差的越容易发生。b饲喂腐败饲料或喂量不足，长期饲喂单一饲料和过量喂食盐，挤乳过量；c内分泌失调。 3）冷冻乳冬季因受气候和运输的影响，鲜乳产生冻结现象，导致乳中一部分酪蛋白变性。同时，在处理时因温度和时间的影响，酸度相应升高，以致产生酒精阳性乳。但这种酒精阳性乳的耐热性要比

28、因受其他原因而产生的酒精阳性乳高。 2、低成分乳低成分乳是指乳的总干物质不足11，乳脂率低于2.7的原料乳。产生原因：遗传因素饲养管理人为因素 3、混入异物乳混入异物的乳是指在乳中混入原来不存在的物质的乳。异物来源：1）有人为混入异常乳；2）因预防治疗、促进发育以及食品保藏过程中使用抗生素和激素等而进入乳中的异常乳；3）还有因饲料和饮水等使农药进入乳中而造成的异常。乳中含有防腐剂、抗菌素和农药时，不宜用作加工的原料乳。 4、风味异常乳1）通过机体转移或挤乳后从外界污染或吸收而来的异味；2）由酶作用而产生的脂肪分解臭、氧化味、日光味、蒸煮味及蛋白酶分解乳蛋白质所产生的苦味等；（三）微生物污染乳1

29、、原料乳的微生物污染状况牛奶如果来自一个卫生良好的奶场,则含细菌为300-1000个/ml；如果清洁、消毒和冷却标准不妥当，则可达到每ml乳中数有百万个细菌；每日对所有挤奶设备进行清洗消毒是决定乳的微生物学质量的最重要的因素。 2、乳中微生物的来源在一般情况下，奶有三个主要的微生物性污染源：1）来自乳房内部；2）来自乳房外部，包括牛体和空气；3）来自挤奶和贮存设备。（四）病理异常乳1、乳房炎乳由于外伤或者细菌感染，使乳房发生炎症，这时乳房所分泌的乳被称为乳房炎乳。其成分和性质都发生变化，乳糖含量降低，氯含量增加及球蛋白含量升高，酪蛋白含量下降，并且细胞上皮细胞数量多，以致无脂干物质含量较常乳少

30、。乳牛患乳房炎后，牛乳的凝乳张力下降，用凝乳酶凝固乳时所需的时间较常乳长，这是因乳蛋白异常所致。另外，乳房炎乳中维生素a、c的影响不大，而维生素b1、b2含量减少。2、乳房炎的危害畜群通过粪便、挤奶员的手和其它用具可把乳房炎从一头牛传染给另一头牛。乳房炎乳中化脓性葡萄球菌能产生毒素，这种毒素可以引起食用者腹痛、腹泻和呕吐。3、其它病牛乳主要由患口蹄疫、布氏杆菌病等的乳牛所产的乳，乳的质量变化大致与乳房炎乳相类似。乳牛患酮体过剩、肝机能障碍、繁殖障碍等，易分泌酒精阳性乳。第四章 乳制品加工原理及设备第一节 乳的收集、运输和贮存一、原料乳的收集和运输二、原料乳的质量检验（一）原料乳的质量检验我国规

31、定生鲜牛乳收购的质量标准（gb6914-86）包括感官指标、理化指标及微生物指标。（二）原料乳的检验原料乳的品质不良，对乳制品的风味、保藏性等都有直接影响。1、感官检验 2、酒精检验 3、滴定酸度 采用吉尔涅尔度法测定原料乳的酸度。详情见第二章第一节。 4、密度测定 5、细菌数检验1）美兰还原实验美蓝还原试验是用来判断原料乳的新鲜程度的一种色素还原试验。新鲜乳加入亚甲基蓝后染为蓝色，如污染大量微生物产生还原酶使颜色逐渐变淡，直至无色，通过测定颜色变化速度，间接地推断出鲜奶中的细菌数。2）稀释倾注平板法平板培养计数是取样稀释后，接种于琼脂培养基上，培养24h后计数，测定样品的细菌总数。该法测定样

32、品中的活菌数，测定需要时间较长。 3）直接镜检法利用显微镜直接观察确定鲜乳中微生物数量的一种方法。取一定量的乳样，在载玻片涂沫一定的面积，经过干燥、染色、镜检观察细菌数，根据显微镜视野面积，推断出鲜乳中的细菌总数，而非活菌数。直接镜检法比平板培养法更能迅速判断结果，通过观察细菌的形态，推断细菌数增多的原因。 6、体细胞数检验7、抗生素检验 8、乳成分的检验（三） 原料乳的“以质论价” 1、以质论价的付款系统欧洲，首先通过建立原料乳“按质论价”的付款系统，激励养牛户不断提高原料乳的质量，更加注重科学技术的应用，从而提高乳牛单产量和原料乳的卫生状况。由独立的中心实验室、第三方化验机构或乳品加工厂，

33、对原料乳的各项指标进行检验分析；根据所提供原料乳的总体质量，养牛户会得到合理的报酬。决定原料乳价格的参数：乳脂肪、乳蛋白质、细菌含量、体细胞数、药残、抑制剂和冰点。我国的以质论价标准：1）检测杂质、相对密度、酸碱度确定等级，广泛采用；2）除检测相对密度和酸碱度外，“以脂论价”，正在大量推广；3）脂肪率非脂乳固体相结合，大城市的郊区试行；4）除上述指标外，细菌总数、体细胞数、药残等检测。仅在少数企业适用。二、原料乳的接收（一）计量 1、体积法计量装置2、重量法计量装置（二）牛乳的脱气 刚挤出的牛乳含有5.5-7的气体，经过收集、贮存和运输后，一般其气体含量在10以上，而且绝大多数为非结合和分散气

34、体。 1、气体的破坏作用1）影响牛乳计量的准确度；2）使巴氏杀菌机中结垢增加；3）影响乳的分离效率；4）影响牛乳标准化的准确度；5）促使脂肪球聚合6）容易发生氧化，质量下降7）影响传热效果 2、真空脱气罐的原理（三）原料乳的过滤和净化1、原料乳的过滤2、原料乳的净化原料乳经过数次过滤后，虽然除去了大部分的杂质，但是，由于乳中污染了很多极为微小的机械杂质和细菌细胞，难以用一般的过滤方法除去。为达到最高的纯净度，采用离心净乳机净化。离心净乳就是利用乳在分离钵内受强大离心力的作用，将大量的机械杂质留在分离钵内壁上，而乳被净化。三、原料乳的冷却（一）冷却意义刚挤下的乳温约为36左右，是微生物繁殖最适宜

35、的温度，如不及时冷却，混入乳中的微生物就会迅速繁殖。10 以下，抑制微生物的繁殖；23 ，几乎不繁殖。（二）冷却方法1、水池冷却2、冷却罐及浸没式冷却器 3、板式热交换器冷却四、原料乳的贮存第二节 乳的标准化一、什么是标准化？原料乳中脂肪与无脂干物质的含量随乳牛品种、地区、季节和饲养管理等因素不同而有较大的差别。因此，必须调整原料乳中脂肪和无脂干物质之间的比例关系，使其符合制品的要求。一般把该过程称为原料乳标准化。一般来说，如果原料乳中脂肪含量不足时，应添加稀奶油或分离一部分脱脂乳。当原料乳中脂肪含量过高时,则可添加脱脂乳或提取一部分稀奶油。二、标准化的原理和计算方法（一）标准化的原理若设：

36、f原料乳中的含脂率(%)； snf原料乳中无脂干物质含量(%)； f1标准化后乳中的含脂率(%)； snf1标准化后乳中无脂干物质含量(%)； f2乳制品中的含脂率(%)； snf2乳制品中无脂干物质含量(%)。 则：f/snf f1/snf1f2/snf2调整（二）标准化的计算方法原则：皮尔逊法则（脂肪守恒定律）设原料中的含脂率为f%，数量为x；脱脂乳或稀奶油的含脂率为q%，数量为y；按比例混合后乳(标准化乳)的含脂率为f1；原料乳和稀奶油(或脱脂乳)的脂肪总量等于混合乳的脂肪总量。 fx+qy=f1(x+y)则x(f-f1)=y(f1-q) x=(f1-q） y (f-f1) 脱脂乳或稀奶

37、油的量: y=(f-f1）/（f1-q)×x f1/snf1=f2/snf f1=(f2/snf2）×snf1 又因在标准化时添加的稀奶油(或脱脂乳)量很少，标准化后乳中干物质含量变化甚微,标准化后乳中的无脂干物质含量大约等于原料乳中无脂干物质含量,即: snf1=snf 故f1=f2/snf2×snf f1f，则加稀奶油调整；f1f, 则加脱脂乳调整。例: 今有含脂率为3.5%,总干物质含量为12%的原料乳5000kg,欲生产含脂率为28%的全脂奶粉,试计算进行标准化时,需加入多少公斤含脂率为35%的稀奶油或含脂率为0.1%的脱脂乳。 解: f(%)=3.5%

38、snf=12-3.5=8.5(%) 则 snf1=snf=8.5(%) f2=28% snf2=100-28=72(%) 根据 f1/snf1= f2 /snf2 得：f1=snf1×(f2/ snf2)=8.5×(28/72)=3.3(%) f1f 应加脱脂乳调整根据皮尔逊法则:y=(f-f1）/（f1-q）×x =(35-3.3）/（3.3-0.1）×5000 = 312.5(kg)即需要加脂肪含量为0.1%的脱脂乳312.5kg。三、标准化生产线第三节 均质均质就是指在机械作用下（16.7-20.6 mpa），将乳中大的脂肪球破碎成小的脂肪球，均匀

39、一致的分散在乳中，这一过程成为均质。 一、均质对乳的影响优点：1）防止脂肪球的上浮； 牛乳放置一段时间后，有时上部分会出现一层淡黄色的脂肪层，称为”脂肪上浮”，所以原料乳在验收、净化、冷却和标准化等预处理后，必须要进行均质2）乳的颜色更白；乳的光学性质中，我们知道乳的白色是由于酪蛋白胶粒和脂肪球对光的不规则反射所产生的。乳白色是由于乳中的酪蛋白酸钙-磷酸钙胶粒及脂肪球等微粒对光的不规则反射所产生。通过乳的均质，使脂肪球的数量增加，反射和直射的机会加大。3）乳的营养性质发生变化 乳脂肪球变小，更利于人体消化 乳蛋白凝块软化，促进消化吸收 va和vd也均匀分布，提高了其在人体内的吸收和利用。4）乳

40、的风味变化 a 脂肪球内部的脂肪成分充分的释放，有利于乳中某些具有芳香气味的脂类成分逸出； b 防止铜的催化产生的臭味；脂肪球膜上的类脂物，尤其是磷脂中的脑磷脂部分含有很大比例的不饱和脂肪酸残基，易发生氧化，产生强烈刺激气味的气体，cu能够催化上述反应。天然混入的cu，即使很少（10g/kg），都会造成氧化。均质后，表面积增大，铜和磷脂的接触机会减少。缺点：1）对阳光、解脂酶等敏感。 均质后新形成的脂肪球膜的保护作用减弱。2）易产生金属味3）蛋白的热稳定性降低4）均质乳不能被有效的分离二、均质的原理1、牛乳以高速度通过均质头的窄缝，对脂肪球产生巨大的剪切力，使脂肪球变形、伸长和粉碎。2、乳液在

41、均质机狭缝中高速流动可以产生涡流，增强了剪切作用，使乳脂肪间增大了挤压力，导致破碎。3、脂肪球以高速离开均质阀时，压力突然降低，产生喷射撞击作用。三、均质的工艺要求及影响因素（一）均质的工艺要求：二段式均质（二）均质的影响因素四、均质效果的检验1、显微镜检验 100× 显微镜直接观察脂肪球的大小和均匀程度。 优点：方便、快速、直接；缺点：只能定性，不能定量，观察者要有丰富的经验2、激光测定法 激光通过均质乳样，光的散射决定于脂肪球的大小和数量。 优点：快速准确；缺点：仪器昂贵，不适合推广。3、尼罗法（nizo）将25ml乳样于250mm，1000/min，40离心30min，测定离心

42、后20ml处含脂率和离心前20ml处含脂率。 优点：迅速；缺点：准确度不高4、均质指数法 1）250ml 乳样置于量筒中； 2）46 静置48hr； 3）检测1/10和9/10处的含脂率 4）根据公式计算例如，上层的含脂率为33，下层为3.0均质指数将为：一般来说，均质奶的均质指数应在110的范围之内。均质后的脂肪球，大部分在1.0m以下。第四节 杀菌一、乳的加热杀菌（一）原料乳的热处理1、热处理的目的 1）保证安全2）延长保质期 3）使产品获得特有的性状2、乳的物理化学变化（二）常用的杀菌和灭菌方法1、预热杀菌1）预热杀菌的必要性 a 大型乳品厂，大量收购的原料乳不能立即进行巴氏杀菌; b

43、许多国家禁止二次巴氏杀菌，因此预热杀菌十分必要； c 这种热处理能够促进许多芽孢恢复到营养体的状态，便于后续的杀菌去除。2）预热杀菌的作用 a 预热杀菌一般为6069、1520s； b 杀死细菌，特别嗜嗜冷菌。部分嗜冷菌能够产生耐热的脂酶和蛋白酶，这些酶能使乳产品变质； c 对乳品质影响很小。 2、低温巴氏杀菌1）杀菌条件6265,30min （低温杀菌） 杀死病原菌，特别是结核菌；7275,1520s（高温杀菌） 热变性少，风味无影响；作用： a 钝化乳中的碱性磷酸酶和过氧化氢酶； b 杀死乳中所有的病原菌、酵母、霉菌以及大部分细菌； c 乳清蛋白变性、无冷凝聚现象 3、高温巴氏杀菌1）杀菌

44、条件 7075,20min或者85,520s2）作用： a 破坏过氧化物酶的活性，但乳蛋白酶、某些细菌蛋白酶和脂酶不被钝化或不完全被钝化； b 除芽孢外的所有细菌生长体都被杀死； c 部分乳清蛋白发生变性，乳中产生明显的蒸煮味； d 除了损失维生素c，营养价值没有重大变化。 4、超巴氏杀菌1）杀菌条件 125138,24s杀菌后，迅速冷却到7以下2）作用 延长货架期。5、超高温灭菌115120，2030min 钝化所有乳中固有的酶，但不能钝化所有的细菌脂酶和蛋白酶；产生严重的美拉德反应，褐变；形成灭菌乳的气味；损失赖氨酸；维生素含量降低；引起蛋白质的变化；ph值降低0.2135150，0.5-

45、4s（超高温瞬时灭菌）：对乳无破坏。（三）杀菌设备类型1、间接加热式杀菌设备1）板式热交换器；2）管式热交换器；2、直接加热式杀菌设备二、冷杀菌技术在乳制品杀菌中的应用（一）离心除菌芽孢的密度远高于细菌细胞。采用离心除菌，能够去除98的厌氧芽孢微生物，95的好氧芽孢菌。高速离心除菌应用于消毒乳时，能够降低巴氏杀菌的温度，提高产品的风味，延长消毒牛乳保质期35天。（二）超声波杀菌1、 钝化乳中的酶；2、 钝化乳中的细菌；（三）高压杀菌1、高压杀菌的原理 蛋白质、核酸等大分子物质含有离子键、氢键、疏水性结核以及二硫键等。在超高压下，由于体积的缩小，使这些较弱的结合被打断，造成生物大分子的立体构象崩

46、溃而导致变性。压力不大时，变性是短暂的、可逆的。压力过大时，变性是永久的、不可逆的。2、高压杀菌设备第五节 乳的浓缩一、蒸发浓缩1、定义利用设备的加热作用，使牛乳中的水分在其沸点时汽化，并将汽化所产生的二次蒸汽不断排除，从而使牛乳浓度不断提高，直至达到预定浓度，这就是蒸发浓缩。减压蒸发：降低沸点，减少高温产生的损害多效蒸发：节约能源2、蒸发的原理3、蒸发浓缩设备2）多效蒸发浓缩设备对于多效蒸发浓缩设备来说，并非效数越高越好。因为：a 效与效之间存在热损失，实际耗气量>理论耗气量；b 随着效数增加，设备费用成倍增加；c 牛乳为热敏性物质，第一效不能使用温度过高的加热蒸汽，总温差的减少就限制

47、了效数的增加；d 效数增加，温差损失增加因此，通常情况下我们采用二效、三效和四效蒸发浓缩设备。二、超滤和反渗透1、定义和原理超滤：超滤（简称uf）是以压力为推动力，利用超滤膜不同孔径对液体进行分离的物理筛分过程。 大分子的浓缩。反渗透：多用来除去水，进行浓缩2、超滤和反渗透在乳品浓缩中的应用三、冷冻浓缩1、冷冻浓缩的基本原理 利用水与冰之间的固液相平衡原理，将水以固态方式从溶液中去除的一种浓缩方式。包括以下三个步骤：冷却过程、冰结晶生成和长大以及冰和浓缩液的分离。 2、悬浮结晶法无数自由悬浮于母液中的小冰晶，在带搅拌的低温罐中长大并不断排除，使母液浓度增加而实现浓缩。 3、渐进冷冻法沿冷却面形

48、成并成长为整体冰晶的冻结方法，随着冰层在冷却面上生成并成长，界面附近的溶质被排除到液相侧，液相中溶质质量浓度逐渐升高，这种方法即为渐进冷冻法。 特点：形成整体冰晶，易分离；装置简单、控制方便 第六节 乳的干燥一、滚筒干燥滚筒干燥是最早进行工业生产的干燥方式。原理：1）浓缩或不浓缩的牛乳喷洒在缓慢转动的卧式圆筒表面；2）圆筒内部通入蒸汽，乳膜加热，水分迅速蒸发；3）圆筒转约3/4周时，干燥制品由刮刀刮下；4）粉碎成粉末状乳粉优点：生产成本低、适宜干燥糊状或黏性大的物料；缺点：颗粒呈不规则的片状、空气含量少、风味较差、色泽较深、溶解度低；二、冷冻干燥1.原理利用升华原理，将被干燥的物质在低温下快速

49、冻结,然后在适当的真空环境下,使冻结的水分子直接升华成为水蒸气逸出的过程。多用来生产初乳粉和发酵剂。2、特点1）优点 a 能够最大程度地保留牛乳中的营养成分，避免了加热对产品色泽、风味的影响； b 生产的乳粉溶解度较高； c 最大程度上防止干燥物质的理化和生物学方面的变性。物质在干燥前始终处于低温(冻结状态),同时冰晶均匀分布于物质中,升华过程不会因脱水而发生浓缩现象,避免了由水蒸气产生泡沫、氧化等副作用。干燥物质呈干海绵多孔状，体积基本不变，极易溶于水而恢复原状。在最大程度上防止干燥物质的理化和生物学方面的变性。2）缺点 设备造价高、动力消耗大、生产成本高，不适合大规模生产。 三、喷雾干燥（

50、一）喷雾干燥的原理及特点1、原理 通过机械雾化作用，将一定浓度乳液分散成很细的雾样微粒，并与干燥的热空气接触，在一瞬间将大部分水分除去，水分以蒸汽的形式被热风带走，整个过程仅需1015s。2、流程 1）蒸发浓缩至干物质含量为4050； 2）喷雾干燥过程a 雾化，将浓缩乳分散成非常细小的微滴；b 干燥，将分散的细小微滴与热气流混合，使水分迅速蒸发；c 粒粒回收，将干的乳粉颗粒从干燥空气中分离出来。3、特点 1）优点 a 干燥速度快，物料受热时间短。b 干燥温度低，制品有良好的分散性和溶解性。c 便于调节工艺参数，产品质量容易控制，可生产有特殊要求的产品； d 密闭状态下进行，产品不易污染； e

51、操作简单、自动化程度高，劳动强度低，生产能力大。2）缺点 a 热效率低(3550)，热量消耗大；b 设备占地面积大，投资较大；c 干燥塔内粉尘沾壁严重，时间长会影响其溶解性能；d 粉尘回收装置比较复杂，设备清扫时强度较大。（二）雾化雾化的是使液体形成细小的液滴，使其能够快速干燥。 1、雾化的种类和特点（1）压力式喷雾 用高压泵使液体获得高压，高压液体通过狭小的喷嘴时将压力能转化为动能，并高速喷出分散为液滴。2）离心式喷雾器 通过高速运动的转盘，使物料因离心力作用而拉成薄膜，并以不断增长的速度由盘的边缘甩出，形成雾滴。2、两种喷雾器的比较（三）喷雾干燥室1、并流型2、逆流型 3、混流型（四）干燥

52、条件（五）干燥装置1、一段干燥的基本装置 从将浓缩乳中的水分脱除至要求的最终湿度的过程全部再喷雾干燥塔室内一步完成。相应风力传送系统收集乳粉末，一起离开喷雾塔室进入到主旋风分离器与废空气分离，通过最后一个分离器冷却乳粉，包装。 2、二段干燥增加装置：固定流化床的干燥器。即使用高出口温度来提供足够的驱动力，但是最后一小部分水份从奶粉中的去除仍是极困难的。由于提高出口干燥温度对奶粉具不利影响，所以奶产品基本上都使用较低的出口温度。如果最终产品奶粉的湿含量仍很高，在喷雾干燥中可结合使用再干燥段，形成两段加工如图所示。两段干燥方法生产奶粉包括了喷雾干燥第一段和流化床干燥第二段。奶粉离开干燥室的湿度比最

53、终要求高23%，流化床干燥器的作用就是除去这部分超量湿度并最后将奶粉冷却下来。3、三段干燥 一段：喷雾塔干燥 二段：喷雾干燥室的底部进行 三段：干燥塔外进行最终干燥和冷却 三段式干燥增加的装置有固定流化床的干燥器和固定传送带的干燥器。第七节 设备清洗与消毒一、清洗概述1、定义 所谓清洗与消毒是通过物理和化学的方法去除被清洗表面上的可见和不可见的杂物及有害微生物的过程。2、清洗类型1）物理清洁 除去表面上肉眼可见的污垢。2）化学清洁 还去除了肉眼不可见的，但可嗅出或尝出的残留物。3）微生物清洁 通过消毒杀死被清洗表面上大部分细菌，杀灭病原菌。 4）无菌清洁度 被清洗表面上所有微生物均被杀灭。3、乳垢的种类1）乳石 2)干垢 二、cip清洗（一）定义及特点 1、定义 就地清洗(cleaning in place，cip)是在设备、管道、阀件都不需要拆卸不需要易地的情况下，设备就在原地进行清洗的一种技术，广泛应用于乳品厂