乳品工艺课件1导论

乳品工艺学乳制品琳琅满目纯牛奶puremilk酸奶yoghurt奶粉milkpowder冰淇淋icecream乳饮料milkybeverage奶酪cheese奶茶milktea牛奶干吃片奶油butter舌尖上的悦动课程安排•班级：食品2011级•学时数:3学时/周×6周=18学时•实验6学时：1、奶酪制作2、喷雾干燥•讲授内容：一、乳的理论基础知识（3学时）：乳的化学组成、化学性质、物理性质及其在加工中的变化。二、乳制品工艺（15学时）：1.原料乳的验收与预处理2.液态乳生产工艺3.发酵乳生产工艺4.乳粉生产工艺5.干酪生产工艺•考核形式：平时成绩30%期末成绩70%•主要参考书：1.乳品工艺学.张和平主编.中国轻工业出版社2.乳与乳制品工艺学.张兰威主编.中国农业出版社3.乳制品工艺与进展.蒋爱民主编.陕西科学技术出版社食品工艺学•食品工艺学之定义•食品工艺学是根据技术上先进、经济上合理的原则，研究食品的原材料、半成品和成品的加工过程和方法的一门应用科学。•三部分内容•一、两个原则•1、技术先进学好数、理、化和生物•（1）工艺先进•①工艺控制高水准：•外界条件•工艺参数•物料特性•②设备先进•设备自身的先进性•对工艺水平适应的程度•2、经济上合理•经济分析•企业管理•二、研究对象•从原材料到制成品成分和物性•食品分析•三、研究内容•加工或制造过程---工艺流程食品工程原理•过程中每个环节的具体方法------技术条件•所有过程和方法的确定是否有科学依据，就表明了该制品生产技术水平的高低。•理论依据•依据•试验依据•什么是工艺•具体产品的加工过程和方法•工艺的三元素1.任务元2.流程3.存储区域绪论一、乳的概念及营养学特点•概念：哺乳动物从乳腺分泌出来的白色或稍带黄色的、具有生理作用与胶体特性的液体。它含有幼小机体生长发育所需要的全部营养成分，是哺乳动物降生后最易消化吸收的完全食物。绪论•营养学特点：“营养的仓库”1、营养价值高：营养成分全面而丰富2、易消化吸收：是动物性食物中最易消化吸收的，是哺乳动物（而不是人）出生后维持生长发育不可替代的食物。3、生产成本低、获得优质蛋白的良好途径1Kg牛奶=8个鸡蛋=100g牛肉（提供的能量）1头奶牛（按6.5t奶/年）蛋白质=1360kg大米=1260kg玉米=292kg大豆。绪论二、乳制品发展历史三、乳品工业现状1、原料乳2、乳品厂的数量和规模3、乳制品品种4、乳品检测、加工技术及设备四、乳品工业发展趋势020406080100120140160国际中国农民2007年人均奶量2000年人均奶量乳的来源•牛乳•羊乳•主要以牛乳为主管道式挤奶系统的一般流程1真空泵2真空管线3牛奶冷却罐4牛奶管线（1）主要与蛋白质打交道（蛋白质应用科学）；（2）与畜牧业联系紧密；（3）乳为液态，便于科学研究和生产加工的标准化、自动化；（4）乳的营养丰富全面，保质问题更显突出（不是加盐保质，而更在于无菌包装，冷藏，干燥）；乳制品工艺学的学科特点第一章乳的成分与性质第一节乳的组成与化学性质第二节乳的物理性质第三节异常乳第一节乳的组成与化学性质一、牛乳的组成水分（87%）蛋白质(3.4%)牛乳非脂乳固体乳糖(4.8%)乳固体（SNF9%）灰分(0.8%)（S13%）脂肪（F4%）二、牛乳的化学性质（一）水分：87~89%，溶剂1、结合水(boundwater)(2-3%)：蛋白质的亲水基H2O乳糖盐2、游离水(freemoisture)：占绝大部分（90%左右），乳汁的分散媒，与很多的理化过程及生物学过程有关。3、结晶水(crystallinewater)：存在于结晶性化合物中，如奶粉、炼乳中的乳糖结晶（C12H22O11•H2O）。氢键4、膨胀水：存在于胶粒结构内部；如、酸奶、奶酪等产品的蛋白质内部，因蛋白变性而结合水分。（二）干物质（solid）将牛乳干燥到恒重时所得到的残渣。乳固体11—13%。（三）乳脂肪(milkfat)鲜乳中3%—5%，平均4.0%，乳脂肪不仅和乳风味有关，而且还是稀奶油、奶油、全脂奶粉、干酪的主要成分。乳中的脂肪以脂肪球的状态存在于乳浊液中。脂肪球为圆形或略带椭圆形，球面有一层5--10nm厚的脂肪球膜。脂肪球膜是由蛋白质、磷脂、高熔点甘油三酸酯、甾醇、维生素、金属、酶类及结合水所组成的复杂物质。1、乳脂肪球的结构及存在状态Stokes公式v=v:脂肪球上浮速度g:重力加速度ρb:脱脂乳密度ρa:脂肪球密度η:脱脂乳黏度2gr2（ρb—ρa）9η2、乳脂肪的化学组成CH2OHR1COOHCH2OCOR1CHOH+R2COOHCHOCOR2+3H2OCH2OHR3COOHCH2OCOR3甘油脂肪酸甘油三酸脂(丙三醇）3、乳脂肪的理化常数比重（15℃）0.935~0.943熔点28~38℃皂化值218~235碘值21~36酸值0.4~3.5折射率（nD25)1.459~1.462油脂熔点和消化率的关系熔点（meltingpoint)消化率（digestibility%）乳脂肪28~38℃98猪油36~50℃94牛油42~50℃89羊油44~55℃81大豆油-8~18℃97.5花生油0~3℃98.3（四）乳蛋白质牛乳中最有价值的成分，3.0~3.5%,平均3.4%。包括酪蛋白(casein)和乳清蛋白(skimprotein)。1、酪蛋白(casein)：20℃时，生脱脂乳用酸调节PH至4.6时沉淀的一类蛋白质。占总乳蛋白的83%。酪蛋白不是单一的蛋白质，而是和钙、磷组合在一起的复合蛋白质。酪蛋白(casein)结构酪蛋白钙复合体胶粒大体上呈球形，直径在10~300nm，一般40~160nm占大多数。酪蛋白酸钙磷酸钙酪蛋白酸钙磷酸钙（复合体）亚胶束伸出链磷酸钙磷酸根酪蛋白(casein)的性质•酸凝固酪蛋白酸钙—磷酸钙•凝乳酶凝固酪蛋白酸钙+皱胃酶副酪蛋白钙+乳清蛋白+皱胃酶•钙凝固PH5.2磷酸钙酪蛋白酸钙PH4.6酪蛋白钙2、乳清蛋白(skimprotein)：占18%左右。•乳清：用酸使脱脂乳中的酪蛋白沉淀后，将沉淀分离出去，剩余的液体就是乳清。•乳清蛋白：乳清中存在的蛋白质称为乳清蛋白。乳清蛋白分为热稳定性蛋白（乳白蛋白、乳球蛋白）和热不稳定性蛋白（胨等）。（五）乳糖(lactose)乳中特有的糖，4.8%，甜度为蔗糖的1/6。1、结构：C12H22O11，双糖D-葡萄糖+D-半乳糖乳糖2、分类乳糖α乳糖β乳糖α乳糖水合物α乳糖无水物3、性质•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。4、溶解度•α-乳糖及β-乳糖在水中的溶解度也随温度而异。α-乳糖溶解于水中时逐渐变成β-型。因为β-型乳糖较α-型乳糖易溶于水，所以乳糖最初溶解度并不稳定，而是逐渐增加，直至α-型与β-型平衡为止。•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。5、作用：•乳糖水解后的半乳糖是形成脑神经中重要成分的主要来源，婴儿发育旺盛时期乳糖有重要作用。•乳糖与钙的代谢有密切关系，增加钙的吸收。•工业生产中，与牛乳酒、马乳酒、酸乳制品的发酵有关。6、乳糖不适应症（lactoseintolerance)乳糖是一种双糖，必需在乳糖酶的作用下才能被消化和吸收。但是，一部分人（特别是有色人种）随着年龄增长，体内不再分泌乳糖酶或分泌不足，不能分解和吸收乳糖，饮用牛乳后会出现呕吐、腹胀、腹泻等症状，称为“乳糖不适应症”。（六）乳中无机物（矿物质mineral）：含量0.8%左右。盐类：乳中矿物质大部分与有机酸和无机物酸结合成可溶性盐存在。磷酸盐、酪酸盐、柠檬酸盐。灰分：先将牛乳蒸发干燥，然后灼烧成灰分。意义：钙吸收好，对乳的平衡（稳定性）有影响。牛乳中的铁比人乳中少，婴儿乳粉应强化。牛乳中主要无机成分的含量（mg/100g）项目钾钠钙镁磷硫氯乳样1乳样2人乳1581356654561910910835141349796265--9910547（七）乳中维生素（vitamin)按照维生素的概念，现被列为维生素的物质约为30余种，其中认为对维持人体健康和促进发育至关重要的有20余种，牛乳中几乎含有所有的维生素，其中维B族含量丰富，维D不高，婴儿奶粉应强化。分为水溶性和脂溶性两大类。对热有热稳定性和热不稳定性（见P217表3-1-8）。（八）乳中的酶(enzyme)18种。有两个来源，一是来自乳腺，二是微生物的代谢产物。分为水解酶类和氧化还原酶类。有解脂酶、还原酶、乳糖酶、蛋白酶、过氧化物酶等。•解脂酶（lipase)：微生物的代谢产物。能使乳脂肪分解产生游离脂肪酸。最适宜的作用条件；PH9.0~9.2，温度37℃，钝化温度80~85℃。•还原酶(reductase)：微生物的代谢产物。最适宜的作用条件是PH5.5~5.8，温度40~50℃。69~70℃下加热30min或75℃下加热5min被完全破坏。•甲基蓝还原实验(reductasetest)：还原酶能使甲基蓝还原为无色。时间微生物数量(cfu/ml)原料奶质量大于5.5hr小于50万良好2~2.5hr50~400万合格小于2hr400万以上劣（九）其他成分1、有机酸(organicacid)：主要为柠檬酸，还有微量的乳酸、丙酮酸与马尿酸。2、气体(gas)：CO2,O2,N23、细胞成分(cellcomponent)：白血球及乳房分泌组织的上皮细胞，少量的红血球。第二节乳的物理性质包括乳的色泽、风味、比重、酸度、黏度、冰点、沸点、比热、表面张力、折射率、导电率等内容一、牛乳的色泽白色黄色：脂溶性的胡萝卜素、叶黄素荧光性黄绿色：水溶性核黄素（维生素B2）脂肪球酪蛋白酸钙磷酸钙复合体二、热学性质拉乌尔定律：冰点下降，沸点上升1、冰点（freezingpoint)：平均-0.525~-0.565℃掺水量W（%）=×100T—正常乳的冰点；Tˊ—被检乳的冰点。2、沸点(boilingpoint)：1atm下，100.55℃T-TˊT三、气味(smell)与滋味(gustation)：1、气味：特殊的乳香味。异常味(abnormalsmell)：牛粪味、鱼腥味、葱姜味、金属味、蒸煮味等。2、滋味：稍带甜味（乳糖），咸味（clˉ），苦味（Mg2+、Ca2+），酸味（柠檬酸等）。四、酸度(acidity)1、正常牛乳的酸度：16~18°T（乳酸度为0.15%~0.17%）。2、酸度的来源：固有酸度（自然酸度）总酸度发酵酸度3、酸度测定的方法：用酸碱滴定方法测定，测定结果有两种形式来表达。具体测定方法：取10ml牛乳，以酚酞为指示剂，用0.1NNaOH标准溶液进行滴定，滴至溶液颜色呈淡红色，并在半分钟内不褪色为止。读取消耗NaOH标准溶液的毫升数。将此数乘以十即为此奶的吉尔涅尔酸度（ºT）。滴定酸度的两种表示方法•吉尔涅尔度（ºT）：ºT的含义是中和100ml牛乳所需要消耗的0.1NNaOH标准溶液的毫升数。•乳酸（%）=乳酸（%）=ºT×0.0090.1NNaOH溶液的毫升数×0.009测定乳样的重量（g)×1004、考察牛乳酸度的意义：乳的酸度与乳的凝固温度乳的酸度（ºT）凝固条件18煮沸时不凝固20煮沸时不凝固26煮沸时能凝固28煮沸时凝固30加热至77℃时凝固40加热至63℃时凝固50加热至40℃时凝固6022℃时自行凝固6516℃时自行凝固5、牛乳的缓冲作用(buffereffect)PH牛乳中对缓冲作用影响最大的成分为磷酸盐，其次为蛋白质，再次为柠檬酸盐和碳酸盐。五、比重和密度•比重(specificgravity)：15℃时，牛乳的重量与同容积同温度水的重量比。D15℃/15℃=1.032•密度(density)：20℃，牛乳的质量与同容积水在4℃时的质量之比。D20℃/4℃=1.030•掺水导致密度下降•密度随温度变化而变化•下面是一个比较简单的计算公式：•T=