原料乳质量标准与验收

原料乳质量标准与验收3．滴定酸度滴定酸度就是用相应的碱中和鲜乳中的酸性物质，根据碱的用量确定鲜乳的酸度和热稳定性。一般用0.1mol·L-1NaOH滴定，计算乳的酸度。该法测定酸度虽然准确，但在现场收购时受到实验室条件限制。为此，使用简易法：用17.6ml的贝布科克氏鲜乳移液管，取18g鲜乳样品，加入等量的不含二氧化碳的蒸馏水进行稀释，以酚酞作指示剂，再加入18ml0.02N氢氧化钠溶液，并使之充分混合，如呈微红色，说明其鲜乳酸度在0.18%以下。2023/3/2024．比重比重是常作为评定鲜乳成分是否正常的一个指标，但不能只凭这一项来判断，必须再通过脂肪，风味的检验，可判断鲜乳是否经过脱脂或是加水。2023/3/203比重测定时要注意正确操作，读数是以鲜乳液面的最上端所示刻度为准，在读取数值时应迅速，在比重计放入后静止即刻进行读数。如果放置时间过长，由于脂肪球上浮，使鲜乳上层中脂肪增多，而下层脂肪减少，使比重计球部的比重增大，所测数值也偏高。测定最好在10—20℃范围内进行，倒入鲜乳时不要泡沫过多，否则密度变小，比重降低。2023/3/2045．细菌数、体细胞数、抗生物质检验一般现场收购鲜奶不做细菌检验，但在加工以前，必须检查细菌总数，体细胞数，以确定原料乳的质量和等级。如果是加工发酵制品的原料乳，必须做抗生物质检查。2023/3/205（1）细菌检查细菌检查方法很多，有美蓝还原试验，细菌总数测定，直接镜检等方法。①美蓝还原试验

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。2023/3/206该法除可间接迅速地查明细菌数外，对白血球及其它细胞的还原作用也敏感。因此，还可检验异常乳（乳房炎乳及初乳或末乳）。2023/3/207②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。该法测定样品中的活菌数，测定需要时间较长。2023/3/208③直接镜检法（费里德氏法）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。直接镜检地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。2023/3/209（2）细胞数检验正常乳中的体细胞，多数来源于上皮组织的单核细胞，如有明显的多核细胞出现，可判断为异常乳。常用的方法有直接镜检法（同细菌检验）或加利福尼亚细胞数测定法（GMT法）。GMT法是根据细胞表面活性剂的表面张力，细胞在遇到表面活性剂时，会收缩凝固。细胞越多，凝集状态越强，出现的凝集片越多。2023/3/2010（3）抗生物质残留量检验抗生物质残留量检验是验收发酵乳制品原料乳的必检指标。常用的方法有以下几种：①TTC试验如果鲜乳中有抗生物质的残留，在被检乳样中，接种细菌进行培养，细菌不能增殖，此时加入的指示剂TTC保持原有的无色状态（未经过还原）。反之，如果无抗生物质残留，试验菌就会增殖，使TTC还原，被检样变成红色，可见，被检样保持鲜乳的颜色，即为阳性。如果变成红色，为阴性。2023/3/2011②纸片法将指示菌接种到琼脂培养基上，然后将浸过被检乳样的纸片放入培养基上，进行培养。如果被检乳样中有抗生物质残留，会向纸片的四周扩散，阻止指示菌的生长，在纸片的周围形成透明的阻止带，根据阻止带的直径，判断抗生物质的残留量。2023/3/20126．乳成份的测定近年来随着分析仪器的发展，乳品检测方法出现了很多高效率的检验仪器。采用光学法来测定乳脂肪、乳蛋白、乳糖及总干物质，并已开发使用各种微波仪器。2023/3/2013（1）微波干燥法测定总干物质（TMS检验）通过2450MHZ的微波干燥牛奶，并自动称量、记录乳总干物质的重量，测定速度快，测定准确，便于指导生产。2023/3/2014（2）红外线牛奶全成分测定通过红外线分光光度计，自动测出牛奶中的脂肪、蛋白质、乳糖三种成份。红外线通过牛奶后，牛奶中的脂肪、蛋白质、乳糖的不同浓度，减弱了红外线的波长，通过红外线波长的减弱率反应出三种成份的含量。该法测定速度快，但设备造价较高。2023/3/2015第七章乳制品生产常用的加工处理第一节乳的离心2023/3/2016一、牛奶分离的目的在乳制品生产中离心（Centrifugation）分离的目的主要是得到稀奶油和/或甜酪乳、分离出甜奶油或乳清、对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，主要是脏的颗粒、白细胞等。离心分离也用于除去细菌和它们的芽孢（“除菌”）。2023/3/2017二、分离

1.脂肪分离及影响稀奶油分离的效率因素有很多乳分离机或乳离心机。以分离脂肪为例，直径为d的一个脂肪球的沉降速度v（见图7-1）：v=Rω2(ρp-ρf)d2/18ηp

式中：R——有效半径；ω——角速度；ρp——脱脂乳密度；ρf——脂肪球密度ηp——粘度。2023/3/2018

图7-1不同大小脂肪球的上浮速度

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影响稀奶油分离的效率因素如下：

（1）离心加速度Rω2

一般在4000×g，g是重力加速度。（2）脂肪球移动的距离分离盘将分离机中的空间分成许多部分，隔开的空间间距仅0.5mm。（3）分离的时间它受分离机中产生分离作用的那部分的容量和流速的影响。2023/3/2020（4）脂肪球的大小分布根据分离机的构造、操作条件、乳的性质，通过离心而保持不分离的脂肪球的临界直径约0.7μm。所以，以小脂肪球存在的量对分离效果至关重要。另外，乳中还有一些非球状脂肪（约0.025%）。总之，45℃时，通常分离乳中脂肪含量为0.04%～0.05%。2023/3/2021（5）温度温度会影响ηp，也影响ρf，ρp，并对d稍微有些影响。这些变量一起成为一个有效的因素。如果乳要在低温下如4℃分离，需要使用特殊构造的分离机，经分离机得到的脱脂乳脂肪含量多数在0.07%～0.1%。2023/3/2022（6）乳的脂肪含量脂肪含量越高，所分离得到的脱脂乳中脂肪含量越高。（7）分离机的正确操作要求没有震动，没有泄漏等。分离机结构对分离结果影响很大，因为它决定持续时间和有效半径的范围；如果分离机只用于清除乳中杂质，可以安装不同的分离盘架，这会使分离机的效率增加一倍，并且可在低温下操作。

2023/3/20232．除菌（Bactofugation）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，得到芽孢数量很少的乳，但有少部分乳固体进入杂质中，为了降低费用，对排除的杂质经常采用杀菌再加入到乳中。该除菌机已被用来减少干酪原料乳中丁酸梭状芽孢杆菌的芽孢数量，建议这种方法也用于清除UHT奶巴氏杀菌乳及饮料中的蜡样芽孢杆菌的芽孢。2023/3/20243、标准化（Standardizing）因为产品规格或生产企业产品标准要求，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。经过标准化的乳，通过抽检或用连续测定方法确定要标准化的成分的含量。必要时通过添加稀奶油、脱脂乳、水等来进行调整。此过程要严格避免细菌或其它方面的污染。2023/3/2025从经济的角度来看，最好是连续标准化（见图7-2）：混浊度和密度的测定法可用于确定脂肪含量、密度；折射指数可用于干物质含量，也可用红外线测量，例如确定乳粉中水分含量。在连续标准化中，大多数测量信号放大可控制调节阀的位置，例如在稀奶油或蒸汽供应管道中的阀；用这种方法调节所要求的含量。为了完成标准化，必须掌握原料乳中混浊度和脂肪含量之间的关系、密度和干物质含量之间的关系，这是因为这些关系并不总是相同的。因为调整时极易出现巨大波动，所以在线调节起来很困难。根据体积流量以及浓度变化的测量，经常采取双重调节。2023/3/2026图7-2脂肪标准化过程

2023/3/2027第二节乳的热处理所有液体乳和乳制品的生产都需要热处理。这种处理主要目的在于杀死微生物和使酶失活，或获得一些变化，主要为化学变化。这些变化依赖热处理的强度，即加热温度和受热时间。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。2023/3/2028一、热处理目的1.保证消费者的安全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。2023/3/20292.延长保质期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。2023/3/20303.形成产品的特性如（1）乳蒸发前加热可提高炼乳杀菌期间的凝固稳定性；（2）失活细菌抑制剂如免疫球蛋白和乳过氧化氢酶系统来提高发酵剂菌的生长；（3）

获得酸奶的理想粘度；（4）促进乳在酸化过程中乳清蛋白和酪蛋白凝集。2023/3/2031二、加热引起的变化1．物理化学变化①包括CO2在内的气体（如果它们能从加热设备中排出）可以在加热期间除去,特别是O2的除去对加热期间氧化反应速度和随后细菌增长速度有重要影响。②胶体磷酸盐增加,而[Ca2+]减少。③产生乳糖的同分异构体如异构化乳糖和乳糖的降解物，如乳酸等有机酸。④酪蛋白中的磷酸根、磷脂会降解而无机磷增加。⑤乳的pH值降低，并且滴定酸度增加，所有这些变化都依赖于条件的变化。⑥大部分的乳清蛋白变性由此导致不溶。⑦许多酶被钝化。2023/3/2032⑧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。⑨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势的降低。⑩蛋白质发生的其它化学反应。⑾酪蛋白胶束发生聚集，最终会导致凝固。⑿脂肪球膜发生变化，如Cu+2含量变化。⒀甘油酯水解⒁由脂肪形成内酯和甲基酮⒂一些维生素损失。2023/3/20332．加热处理综合变化①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。②粘度增加。③风味改变。④营养价值降低，如维生素损失、赖氨酸效价降低。2023/3/2034⑤乳中一些微生物在热处理过的乳中生长较快，这是因为细菌抑制剂如乳过氧化物酶－H202－CNS和免疫球蛋白钝化失活。此外，一定条件下热处理可以产生某些物质促进一些菌生长，相反抑制另一些菌生长。所有这些变化很大在程度上都取决于加热的强度。2023/3/2035⑥浓缩乳的热凝固和稠化趋势会降低。⑦凝乳能力降低。⑧乳脂上浮趋势降低。⑨自动氧化趋势降低。⑩在均质或复原过程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。2023/3/20363．乳的热凝固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，它能形成聚合，尤其在胶束内部。在生产条件下，酪蛋白在消毒过程中凝聚，当凝聚大量出现形成可见的凝胶体，出现这种现象所需时间被称作热凝固时间（HCT）。2023/3/2037乳的热凝固是一个非常复杂的现象,这是因为一些互相作用和条件起了作用。最重要的因素就是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。在温度保持不变的条件下，凝结速率随pH值的降低而增加。凝聚往往不可逆，即pH值增加不能使形成的凝聚再分散。加热过程中乳pH值的最初降低主要是由磷酸钙沉淀引起的，进一步的降低是由于乳糖产生甲酸。2023/3/2038实际上，乳很少产生热凝固问题，但浓缩乳如炼乳在杀菌过程中会凝固。尽管乳与炼乳在热处理过程中大部分的反应机制相同，但二者之间的结果有很大区别。在原料奶没经预热的炼乳中，乳清蛋白处于自然状态，经过120℃加热，乳清蛋白开始变性并且在酸性范围内强烈聚合,因为乳清蛋白浓度高（它们已被浓缩），酪蛋白胶束与乳清蛋白形成胶体结合。在用预热过的乳制成的炼乳中，乳清蛋白已经变性并与酪蛋白胶束结合，在乳预热过程中，不形成胶体化是因为乳清蛋白浓度太低，而在炼乳中不发生胶化是因为乳清蛋白已经变性了。2023/3/2039此外，在炼乳中pH值由6.2上升到6.5，稳定性也随之增加，原因与鲜乳一样是因Ca2＋活性降低的缘故。在pH值＞7.6时，炼乳稳定性降低，其原因是由于酪蛋白胶粒к－酪蛋白脱落引起的，结果没有к－酪蛋白的胶束对Ca2＋敏感性增加，而炼乳中盐浓度比液态乳的要高，因此造成炼乳的不稳定。2023/3/2040三、加热强度1、加热强度对乳的影响加热强度取决于加热的持续时间和温度。根据微生物的杀死和酶的钝化将热处理划分不同强度（如图7-3）。2023/3/2041（1）预热杀菌（Thermalization）这是一种比低巴氏温度更低的热处理，通常为60～69℃、15～20s。其目的在于杀死细菌，尤其是嗜冷菌。因为它们中的一些产生耐热的脂酶和蛋白酶，这些酶可以使乳产品变质。加热处理除了能杀死许多活菌外，在乳中几乎不引起不可逆变化。2023/3/2042（2）低温巴氏杀菌(Lowpasteurization)这种杀菌是采用63℃,30min或72℃,15～20s加热而完成。可钝化乳中的碱性磷酸酶，可杀死乳中所有的病原菌、酵母和霉菌以及大部分的细菌，而在乳中生长缓慢的某些种微生物不被杀死。此外，一些酶被钝化，乳的风味改变很大，几乎没有乳清蛋白变性、冷凝聚和抑菌特性不受损害。2023/3/2043（3）高温巴氏杀菌(Hightpasterurization)采用70～75℃，20min或85℃,5～20s加热，可以破坏乳过氧化物酶的活性。然而，生产中有时采用更高温度，一直到100℃，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，但乳蛋白酶（胞质素）和某些细菌蛋白酶与脂酶不被钝化或不完全被钝化；大部分抑菌特性被破坏；部分乳清蛋白发生变性，乳中产生明显的蒸煮味，如是奶油则产生瓦斯味。除了损失VC之外，营养价值没有重大变化。产品脂肪自动氧化的稳定性增加；发生很少的不可逆化学反应。2023/3/2044（4）灭菌(Sterilization)这种热处理能杀死所有微生物包括芽胞，通常采用110℃,30min（在瓶中灭菌），130℃,2～4s或145℃,1s。后两种热处理条件被称为UHT（超高温瞬时灭菌）。热处理条件不同产生的效果是不一样的，110℃,30min加热可钝化所有乳固有酶，但是不能钝化所有细菌脂酶和蛋白酶；产生严重的美拉德反应，导致棕色化；形成灭菌乳气味；损失一些赖氨酸；维生素含量降低；引起包括酪蛋白在内的蛋白质相当大的变化；使乳pH值大约降低了0.2个单位；而UHT处理则对乳没有破坏。2023/3/2045

灭菌范围热处理时间温度图7-3热处理强度对乳的影响2023/3/2046

2、嗜热细菌学(Thermobacteriology)

各种微生物在抗热性方面有很大不同。一般用特征参数D和Z[达到1/10个D所需升高温度（K）]来表示。各种微生物的抗热性会随加热介质中干物质含量的增加而提高，对温度的敏感性可能降低。加热过程中微生物抗热性有下列几种情况值得注意：2023/3/2047⑴微生物即便是一个菌株的抗热性也会改变，这可能是因为活菌的基因改变了。除此之外，还可能因为单细胞在不同条件下生长。一般来说，在加热时对热最敏感的细胞将首先被杀死，因此剩下的在抗热性上就提高了。2023/3/2048⑵短时加热牛奶有时会增加菌落数。注意菌落数被定义为每毫升中形成的菌落单位是很重要的。因为加热器中的对流作用，以聚集状态存在的微生物会被分散成单细胞，因此菌落数增加。2023/3/2049⑶能杀死一种微生物的繁殖体的热处理并不一定使其芽胞的死亡，甚至能促使产生芽胞。例如，污染了芽胞杆菌的牛乳在70℃下保持30min，可使所有微生物繁殖体被杀死，但不包括芽胞，仍能使乳腐败。2023/3/20503、酶的灭活由于脂酶不完全失活，乳及乳制品中脂肪分解可能带来酸败的气味。乳中残留的蛋白酶专一作用于-和S2-酪蛋白可能会产生苦味并且脱脂乳最后或多或少会变得透明。而乳中残留的细菌蛋白酶主要作用于-酪蛋白，结果可能是产生苦味、形成凝胶、产生乳清。2023/3/2051抵抗乳中酶活性的有效方法是进行足够的热处理。而多数细菌的酶因为有很强的抗热性不能通过一般热处理而被充分地灭活。因此，切实可行的方法是去阻止有关细菌的生长。2023/3/2052第三节乳的均质一、均质目的均质在在乳制品加工过程中主要目的及应用如下：1．防止脂肪上浮或其它成分沉淀而造成的分层为了做到这一点，脂肪球的大小应被大幅度地降低到1μm。另一个情况，均质能减少可可粒的沉淀、酪蛋白在酸性条件下的凝胶沉淀。2023/3/2053通过均质脂肪球的直径减小使表面积增大增加了脂肪球的稳定性。此外，微粒聚沉尤其在稀奶油层中易发生，经均质过的制品中形成的微粒聚沉非常缓慢。总之，防止微粒聚沉通常是均质的最重要的目的。2．提高微粒聚集物的稳定性2023/3/20543．获得要求的流变性质均质块的形成能极大地增加产品，如稀奶油的粘度。均质后酸化的乳（如酸奶）比未被均质的酸化乳的粘度要高。这是由于被酪蛋白覆盖的脂肪球参与酪蛋白胶束的凝聚。2023/3/20554．还原乳制品均质可以使乳成分在溶液中分散，然而均质机不是乳化设备，因此，涉及的混合物应首先预乳化，如严格进行搅拌，形成的不完全乳化体系后再均质。2023/3/2056

二、稳定脂肪的均质原理

1．菌质机及工作原理

均质机是由一个高压泵和均质阀组成。操作原理是在一个适合的均质压力下，料液通过窄小的均质伐阀而获得很高的速度，这导致了剧烈的湍流，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7-4）。2023/3/2057图7-4乳的均质

均质后产品均质后产品均质前原料2023/3/2058均质后的脂肪形成细小的球体，新形成的表面膜主要由胶体酪蛋白和乳清蛋白质组成，其中一些酪蛋白胶束存在于层内，而大多数或多或少延伸出来形成胶束断层或次级胶束层。因均质后脂肪球的大部分表面被酪蛋白覆盖（大约90%，在还原乳中占100%），使脂肪球具有象酪蛋白胶束一样的性质。任何使酪蛋白胶束凝聚的反应因素如凝乳、酸化或高温加热都将使均质后脂肪球凝集。2023/3/20592．均质团现象（1）均质团概念稀奶油的均质通常引起粘度增加,在显微镜下可以看到在均质的稀奶油中有大量的脂肪球聚集物，含有大约10５个脂肪球而非单一的脂肪球，即所谓均质团（HomogenizationClusters）（图7-5），脂肪絮凝或粘滞化。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。2023/3/2060

二段均质后脂肪分布一段均质后脂肪分布均质前脂肪分布图7-5均质前