乳品工艺学1绪论

乳品工艺学乳品工艺学第一章绪论第二章液态乳第三章炼乳第四章乳粉第五章冰淇淋第六章酸乳第七章奶油第八章干酪第一节概述一、国内外乳品加工业生产现状原料奶总产量来看，2000年中国原料奶总量仅占全球总量的0.161%，这与占世界人口1/4的农业大国很不相称。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40.1kg。乳品加工企业数量、规模和分布1998年中国拥有加工厂1000多座，日加工总量为2.5～3万吨，日加工能力超过100吨的大型企业占总数的5%，45%是加工能力在20吨以下的小型加工厂。图142000年乳制品中奶粉总量的组成结构婴儿配方奶粉20%其它奶粉20%全脂加糖奶粉30%全脂奶粉20%2000年液态奶总产量的组成结构其它乳8%UHT奶25%酸奶12%巴氏杀菌奶55%图4中国原料奶的年人均占有量(公斤/人/年)4.814.765.085.566.016.275.976.378.017.3456789101992199319941995199619971998199920002001年份公斤图16中国城乡居民乳品年人均消费量6.326.126.715.235.565.927.259.1911.661.460.850.670.640.80.950.930.960246810121992199319941995199619971998199920002001年份公斤/人城镇农村二、我国乳品加工技术创新趋势１、奶牛单产方面目前我国奶源基地的良种及改良种奶牛一个泌乳期单产在3000～5000kg左右，但全国奶牛平均单产仅为1700kg。2、原料奶快速检测技术方面3、乳的风味及品质方面4、产品结构与技术开发方面液体奶、功能型乳粉、发酵乳、学童奶、干酪国内知名乳品企业伊利实业集团股份有限公司上海光明股份有限公司内蒙古蒙牛股份有限公司黑龙江省完达山股份有限公司北京三元食品股份有限公司三鹿集团股份有限公司质量标准及质量保障体系我国的乳制品质量标准，与发达国家有很大的差距，如：干物质含量、细菌总数以及体细胞的数量等都与国际标准有差距。目前，世界乳业广泛采用GMP、HACCP和ISO9000族等质量管理体系，我国目前大的乳业集团多以实行了ISO9000族体系的认证，但中小乳业还存在问题。冷链的建立国外乳业由于在产后冷链较完善，所以产品质量保证较好，且消毒奶产品多以巴氏杀菌奶为主。而我国由于冷链不健全，所以产品以超高温为主。三、中国乳业同发达国家相比存在差距和问题（一）人均占有量低。（二）生产成本高。１、原料奶的成本高２、乳品企业规模小３、劳动生产率低、管理成本高我国鲜奶加工企业中，日处理能力在100吨以上的企业约占总数的５％，欧美国家及新西兰、澳大利亚等国的乳品加工企业平均日处理规模均在2200吨左右。2000年，我国乳品加工前十大企业的总销售额为70.42亿元，只及世界第一大乳品加工企业雀巢公司同年销售额的7.2％。（三）产品质量差１、检测手段落后２、管理问题3、生产装备及设备制造技术落后（四）产品花色少、结构单一（五）人均消费乳品低（六）乳业政策环境不利于发展（七）产前、产后、产中一体化经营情况差从国家到省、地、县、乡都按部门分割管理。制约一体化的发展。在美国，实行一体化的比例也非常高，250家奶业合作社供应全国约80％的牛奶及其制品。在荷兰，现有22家乳品厂中有13家是产加销一体化的合作社。（八）我国目前乳品新产品开发过程存在的问题（九）企业营销观念的落后历史性的发展成就1.乳品生产总量逐年提高，产品结构、产品质量有很大改善。2.乳业发展倍受重视。3.大的乳业集团相继出现，代表我国乳品加工业的发展方向。4.奶源基地建设得到加强。5.乳品加工业设备装备水平有很大提高。面临的发展新机遇1.中国加入世界贸易组织为其提供了广阔的发展空间。2.中国经济持续增长，消费乳品意识不断加强。3.中国正在大力推进农业生产结构调整，这为乳品业加快发展提供了难得的发展机遇。战略思想和战略目标1.立足国情，走自主发展之路。2.加强营销，开拓乳品国际市场。3.依靠科技，实现乳业跨越发展。4.加强管理，建立健全乳品加工业生产体系和运行机制。5.注重环保，坚持走可持续发展的道路。乳用家畜种类及品种1．黑白花乳牛，也简称荷斯坦牛。一般年平均产乳量为6500～7500kg，乳脂率为3.6％～3.7％。2、小荷兰牛乳肉兼用型黑白花牛牛年产乳量一般平均为5000～6500kg。3、中国黑白花牛乳宜作鲜乳或制作干酪。4、瑞士褐牛5、中国草原红牛6、水牛7、山羊第二节乳的化学成分和性质一、乳的概念及组成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。乳的成分十分复杂，其中至少含有上百种化学成分，主要包括水分、脂肪、蛋白质、乳糖、盐类以及维生素、酶类、气体等。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。实际工作中常用无脂干物质作为指标。二、乳的化学成分及其性质（一）、乳脂肪乳脂肪(MilkFatorButterFat)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。脂肪球的大小对乳制品加工的意义在于：脂肪球的直径越大，上浮的速度就越快，故大脂肪球含量多的牛乳，容易分离出稀奶油。当脂肪球的直径接近1nm时，脂肪球基本不上浮。乳脂肪球在显微镜下观察为圆球形或椭圆球形，表面被一层5～10nm厚的膜所覆盖，称为脂肪球膜。脂肪球膜具有保持乳浊液稳定的作用，即使脂肪球上浮分层，仍能保持着脂肪球的分散状态。在机械搅拌或化学物质作用下，脂肪球膜被破坏后，脂肪球才会互相聚结在一起。(生产奶油)（二）、乳蛋白质(MilkProtein)牛乳的含氮化合物中95%为乳蛋白质，含量为3.0%～3.5%。可分为酪蛋白和乳清蛋白两大类，另外还有少量脂肪球膜蛋白质。乳清蛋白质中有对热不稳定的各种乳白蛋白和乳球蛋白，及对热稳定的眎及胨。1、酪蛋白在温度20℃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αs-,κ-,β-和γ-酪蛋白组成，是典型的磷蛋白（含磷量）。α-酪蛋白含磷多，故又称磷蛋白。含磷量对皱胃酶的凝乳作用影响很大。γ-酪蛋白含磷量极少，因此，γ-酪蛋白几乎不能被皱胃酶凝固。呈酸性。（1）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胶体微粒直径在10～300nm之间变化，一般40～160nm占大多数。据佩恩斯(Payens,1966)设想，胶体内部由β-酪蛋白和αS酪蛋白构成网状结构，外面覆盖有κ-酪蛋白，并结合有胶体状的磷酸钙。亚胶束伸出链磷酸钙磷酸根κ-酪蛋白保护作用（2）酪蛋白的性质①酪蛋白的酸沉淀酪蛋白酸钙[Ca3(PO4)2]＋2HCl→酪蛋白↓＋2CaHPO4＋CaCl2实际上乳中酪蛋白在pH5.2～5.3时Ca3(PO4)2先行分离就发生沉淀，这种酪蛋白沉淀中含有钙；继续加酸而使pH值达到4.6时，Ca2+又从酪蛋白钙中分离，游离的酪蛋白完全沉淀。②酪蛋白的凝乳酶凝固酪蛋白在凝乳酶的作用下变为副酪蛋白(Paracasin)，在钙离子存在下形成不溶性的凝块，这种凝块叫作副酪蛋白钙，其凝固过程如下：酪蛋白酸钙＋皱胃酶→副酪蛋白钙↓+糖肽＋皱胃酶③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。钙或镁离子能与酪蛋白结合，而使粒子形成凝集作用。④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。2.乳清蛋白乳清蛋白是指溶解分散在乳清中的蛋白质。约占乳蛋白质的18%～20%。可分为热不稳定和热稳定的乳清蛋白两部分。（1）热不稳定的乳清蛋白质调节乳清pH4.6～4.7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两类。①乳白蛋白是指中性乳清中，加饱和硫酸铵或饱和硫酸镁盐析时，呈溶解状态而不析出的蛋白质，属于乳白蛋白。①乳白蛋白乳白蛋白约占乳清蛋白68%。乳白蛋白又包括α-乳白蛋白（约占乳清蛋白的19.7%）、β-乳球蛋白（约占乳清蛋白的43.6%）和血清白蛋白（约占乳清蛋白的4.7%）。乳白蛋白（α-乳白蛋白）在乳中以1.5～5.0nm直径的微粒分散在乳中，对酪蛋白起保护胶体作用。这类蛋白常温下不能用酸凝固，但在弱酸性时加温即能凝固，该类蛋白不含磷，但含丰富的硫。②乳球蛋白中性乳清中加饱和硫酸铵或饱和硫酸镁盐析时，能析出而不呈溶解状态的乳清蛋白即为乳球蛋白。约占乳清蛋白的13%。乳球蛋白具有抗原作用，故又称为免疫球蛋白。（初乳含量高）（2）热稳定的乳清蛋白这类蛋白包括蛋白眎和蛋白胨，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。脂肪球膜蛋白由于受细菌性酶的作用而产生的分解现象，是奶油在贮藏时风味变劣的原因之一。3.非蛋白含氮物牛乳的含氮物中，除蛋白质外，还有非蛋白态的氮化物，约占总氮的5%。其中包括氨基酸、尿素、尿酸、肌酸(Creatinine)及叶绿素等。这些含氮物是活体蛋白质代谢的产物，从乳腺细胞进入乳中。含氮化合物蛋白类含氮非蛋白类酪蛋白乳清蛋白热不稳定蛋白类热稳定蛋白类αs-,κ-,β-，γ-乳白蛋白乳球蛋白α－乳白蛋白、β-乳球蛋白、血清白蛋白蛋白眎蛋白胨（三）乳糖(Lactose)乳糖是哺乳动物乳汁中特有的糖类。牛乳中约含有乳糖4.6%～4.7%，全部呈溶解状态。乳糖有α-乳糖和β-乳糖两种异构体。α-乳糖很易与一分子结晶水结合，变为α-乳糖水合物（α-LactoseMonohydrate），所以乳糖实际上共有三种构型。结晶的大小可根据乳糖的溶解度与温度的关系加以控制。α-乳糖及β-乳糖（易溶）在水中的溶解度也随温度而异。乳中除了乳糖外还含有少量其他的碳水化合物。例如在常乳中含有极少量的葡萄糖、半乳糖。另外，还含有微量的果糖、低聚糖、巳糖胺。乳糖不耐症一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，称其为乳糖不耐症。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；或利用乳酸菌将乳糖转化成乳酸，可预防“乳糖不耐症”。(四)乳中的无机物牛乳中的无机物（InorganicSalts）亦称为矿物质，是指除碳、氢、氧、氮以外的各种无机元素，主要有磷、钙、镁、氯、钠、硫、钾等。此外还有一些微量元素。通常牛乳中无机物的含量为0.35%～1.21%，平均为0.7%左右。牛乳中无机物的含量随泌乳期及个体健康状态等因素而异。牛乳中主要无机物含量见下表表牛乳中的主要无机成分的含量（mg/100mL牛乳）项目钾钠钙镁磷硫氯牛乳158541091491599乳与乳制品的营养价值，在一定程度上受矿物质的影响。以钙而言，由于牛乳中的钙的含量较人乳多3～4倍，因此牛乳在婴儿胃内所形成的蛋白凝块相对人乳比较坚硬，不易消化。牛乳中铁的含量为10～90g/100ml，较人乳中少，故人工哺育幼儿时应补充铁。（五）乳中的维生素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。来源：饲料和乳牛自身合成。（六）乳中的酶类牛乳中酶类的来源有三个：①乳腺分泌；②挤乳后由于微