乳制品加工（PPT171页)

食品加工吕兵12本课程的性质、目的、地位及作用——食品科学与工程专业的专业课——主要介绍典型食品加工工艺，包括各类产品对原料的要求、原料的化学组成及其加工特性、主要产品的生产工艺及品质控制等，具体内容包括果蔬加工、软饮料加工、肉制品加工、水产品加工、乳制品加工、焙烤制品加工、糖果与巧克力制品加工等七个部分。本质？——食品保藏原理在各类食品加工中的应用掌握从事食品开发和加工所必须具备的相应能力3学时数48学分3考核方式平时30%期末考查70%4教材及主要参考书《食品工艺学》夏文水主编《食品工艺学》中、下册，天津轻学院、无锡轻院合编《食品工艺学》(第二版)，赵晋府主编《肉制品加工原理与技术》，夏文水主编《软饮料工艺学》，赵晋府主编《乳制品生产技术》，张国农等译5课程内容乳制品加工工艺焙烤制品加工工艺果蔬加工工艺软饮料加工工艺肉制品加工工艺水产品加工工艺糖果与巧克力制品加工工艺6第三章乳制品加工工艺Dairyproductsprocessing牛乳的成分及加工特性巴氏杀菌乳与灭菌乳发酵乳与酸乳乳粉冰淇淋炼乳干酪71牛乳的成分及加工特性1.1牛乳的成分及营养价值1.1.1概述牛乳的成分：Water、fat、protein、lactose、minerals正常的牛乳中各种成分的组成大体上是稳定的，但受乳牛的品种、个体差异、泌乳期、年龄、饲料、季节、气温、挤奶状况及健康状况等因素影响而有所不同，其中变化最大的是脂肪，其次是蛋白质。89101112牛乳加工后各组分的名称：13牛乳总固形物=脂肪+非脂乳固体Nofatsolid：乳中的蛋白质、乳糖、无机盐、维生素和微量含氮化合物141.1.2Milkfat约99%是甘油三酸酯，其脂肪酸组成随季节变化变动大，尤其是饲料。CH2OCOC15H31CHOCOC3H7CH2OCO(CH2)7.CH=CH(CH2)7CH3牛乳脂肪酸的组成饱和脂肪酸约占60~70%（软脂酸、硬脂酸和豆酸)不饱和脂肪酸25~30%（主要是油酸）多不饱和脂肪酸约占4%（亚油酸和亚麻酸）15乳脂肪的特点：存在一些短链脂肪酸（4、6、8、10个碳原子），丁酸（在其他一般脂肪中不存在）占4%。短链脂肪酸的重要性：①具有某些显著的特征气味，而这些气味对于形成某些乳制品，尤其是干酪的风味和气味非常重要；②乳脂肪中含有相对丰富的短链脂肪酸，易消化，也可用来鉴别用其他脂肪掺假。16物理形式牛乳是以脂肪球分散在包含非脂乳固体的水相中形成稳定的乳浊液形式存在的，脂肪几乎都是以小脂肪球的形式存在，脂肪球表面被脂肪球膜的蛋白和磷脂包裹着。脂肪球直径0.1~20µm脂肪球上浮17脂肪氧化乳脂肪与空气中的氧、光线、金属铜等接触，发生氧化作用脂肪氧化臭，产生一种令人不愉快的气味。乳制品一般不允许使用抗氧化剂，因此必须将加工的乳脂产品，如奶油和无水乳脂的氧化降低到最小程度。乳中存在的细菌、将牛乳加热至80℃以上，都有抗氧化作用，后者导致少量硫氢基合化物的形成。181.1.3Milkprotein主要分为酪蛋白casein和乳清蛋白wheyprotein，都是非均一蛋白.在20℃时调节脱脂乳的pH至4.6时从牛乳中沉淀的蛋白质——casein；同样条件下不沉淀的——乳清蛋白。牛乳蛋白总量约3.3%(总氮×6.38)，其中casein2.5%，wheyprotein0.6%，含氮化合物0.2%，属于非蛋白氮（如氨、游离氨基酸、尿素、尿酸、肌酸及膘呤碱等及少量含氮维生素中的维生素态氮）。19表牛乳中主要蛋白质的分类20Casein-磷酸蛋白-五种形式：αs1,αS2，β-，κ-，γ--酪蛋白胶束亚胶束伸出的链磷酸钙κ-酪蛋白PO421-酪蛋白胶束对乳的加工很重要（不稳定，对pH值变化非常敏感，通过酸化和凝乳作用会沉淀或凝固）。凝乳可分为两个阶段：酪蛋白酶副酪蛋白+乳清眎副酪蛋白胶束凝胶22Wheyprotein-主要存在形式：α-lactalbumin，β-lactoglobulin；（BloodSerumAlbumin，Immunoglobulins）-球状结构，乳清蛋白不会因为酸化和凝乳作用而沉淀，加热至65℃或65℃以上就会开始变性（除眎胨外）。231.1.4lactose-由葡萄糖和半乳糖结合成的双糖。乳糖的结构式*游离苷羟基24乳糖的特性：①是一种可降解的糖类，受热会发生美拉德反应。②甜度只有蔗糖的1/6。③溶解度不大（21.6g/100ml水），浓缩乳制品中会出现结晶。④溶液中的乳糖以α-型与β-型的平衡混合物形式存在的，当温度超过93.5℃时，过饱和溶液中形成β-乳糖（无水物）结晶；而低于93.5℃时，形成α-含水乳糖结晶。后者存在于乳糖以结晶形式存在的乳制品中。25⑤乳糖经乳酸菌发酵产生乳酸C12H22O11乳酸菌2C6H12O64C3H6O3乳糖葡萄糖、半乳糖乳酸⑥可以被半乳糖苷酶水解C12H22O11乳糖酶C6H12O6+C6H12O6乳糖葡萄糖半乳糖乳糖不耐症261.1.5salts牛乳中含有0.8%左右的无机盐主要以Ca、Mg、K、Na、Cl、PO4、碳酸氢盐和柠檬酸盐的形式存在，还有其他一些微量元素的无机盐存在，如Cu、Zn、Fe存在形式：可溶的和胶体（氯化物只以溶液形式存在）可溶性的钾、钠和氯化物主要是以离子形式存在钙、镁小部分呈离子状态，大部分与酪蛋白、柠檬酸、磷酸结合呈胶体状态，磷是磷蛋白（酪蛋白）、磷脂及有机磷酸脂的成分。乳中90%以上的钾和钠是可溶性的，而钙和镁却只有35%是可溶性的。271.1.6vitamin牛乳中含有几乎所有的维生素，特别是VB2丰富，VD的含量不多。具体：脂溶性维生素（VA、D、E、K）水溶性维生素（VB1、B2、B6、B12、叶酸、VC）各种维生素的热稳定性不同，VC热敏感性特强，VB2、VA、VD等对热稳定。泌乳期对乳中维生素含量有直接影响，如初乳中VA及胡萝卜素含量多于常乳。281.1.7Enzymesinmilk来源：①乳腺，②来源于微生物的代谢产物。种类很多，与乳制品生产密切相关的：水解酶类及氧化还原酶类脂酶Lipase膜脂酶和乳浆脂酶，影响较大的是（乳浆）脂酶，来自乳腺和微生物污染。脂酶经80℃/20s可完全钝化。乳脂肪对脂酶的热稳定性有保护作用。乳脂肪在脂酶作用下分解产生游离脂肪酸而带来脂肪分解臭.29磷酸酶Phosphatase碱性磷酸酶经62.8℃/30min或72℃/15s被钝化，可用来检验巴氏杀菌乳杀菌是否彻底（磷酸酶试验）。过氧化氢酶Catalase主要来自白血球的细胞成分，特别是在初乳和乳房炎乳中。过氧化氢酶试验常作为检验乳房炎乳的手段之一。钝化条件：75℃/20min。30过氧化物酶Peroxidase主要来自白血球的细胞成分，是固有的乳酶。钝化条件：70℃/150min；75℃/25min；80℃/2.5s。还原酶deoxidiase还原酶非固有乳酶，是微生物的代谢产物，数量与微生物污染的程度成正比，在微生物检验中常用来判断乳的新鲜程度。蛋白酶proteinase耐热性强，80℃/10min可钝化，最适pH8.0，能使蛋白凝固。311-过氧化氢酶80%2-酸性磷酸酶99%3-过氧化物酶4-黄质氧化酶5-碱性磷酸酶6-脂酶321.1.8牛乳的营养价值表巴氏杀菌乳提供的营养素（平均值）营养素含量（/L乳）营养素含量（/L乳）蛋白质34.0gVA（相当含量的核黄素)417mg脂肪39.1gVD0.30mg碳水化合物49.4gVB10.40mg钙1.2gVB21.6mg铁1.1mg烟酸9.3mgVC10.4mg331.2牛乳的性质1.2.1乳的胶体分散体系乳是包含真溶液、高分子溶液、胶体悬浮液、乳浊液及过渡态的复杂的分散体系341.2.2乳的理化性质Physicalproperties乳的物理性质是鉴定原料乳质量的重要依据。乳的色泽与光学性质新鲜牛乳一般呈乳白色或淡黄色。乳的热学性质*冰点freezingpoint-0.53~-0.55℃（平均-0.542℃）乳糖与盐类冰点下降；掺水冰点回升（掺水10%，冰点↑0.054℃）掺水量推算公式（仅对酸度在20oT以内的新鲜乳）：w=(t-t’)(100-ws)/t35*沸点boilingpoint在101kPa(1个大气压)下为100.55℃。乳在浓缩过程中沸点继续上升，浓缩至1/2V，沸点约上升到101.05℃。*比热容specificheat约为3.89kJ/(kg•℃)。乳中主要成分的比热容（kJ/(kg•℃)）：乳脂肪209，乳蛋白质2.09，乳糖1.26，盐类2.93。（乳制品的比热容在乳品生产上有很重要的意义）乳的电学性质电导（25℃）0.004~0.005s。氧化还原电势Eh=+0.23~+0.25V。36乳的相对密度与密度density正常乳的相对密度平均为d=1.032正常乳的密度平均为D=1.030粘度viscidity与表面张力surfacetension-η（20℃正常乳）平均为1.75mPa•s。η随温度升高而降低，脂肪及蛋白质对η影响最显著。加工中η也会由于脱脂、杀菌、均质等处理而有所变化。-牛乳的表面张力随温度升高而降低，随含脂率的降低而增大。20℃时为0.04~0.06N/m。表面张力与牛乳的气泡性、乳浊液状态、微生物生长、热处理、均质作用、风味等有关。204252537牛乳的酸度acidity乳的滴定酸度及pH“滴定酸度”是乳制品生产中最为常用的，我国《乳、乳制品及其检验方法》中规定酸度试验是以滴定酸度为标准的，用oT或乳酸%表示。滴定酸度titrationacidity（oT）：以1%酚酞为指示剂，中和100ml乳所消耗的0.1000mol/L标准NaOH溶液的毫升数。正常新鲜牛乳的滴定酸度：16~18oT。乳酸%=*100%(g)0.009*(ml)OH0.1mol/LNa测定乳样的质量体积38pH是指用H+浓度指数表示的酸度-正常新鲜牛乳的pH=6.4~6.8-酸败乳或初乳的pH＜6.4-乳房炎乳或低酸度乳pH＞6.8。乳中酸度的来源-刚挤出的新鲜乳的酸度：固有酸度或自然酸度；-挤出后的乳在微生物作用下由于发酵产酸而升高的酸度为发酵酸度；-总酸度=自然酸度+发酵酸度-原料乳的酸度越高，对热的稳定性越差。39401.2.3牛乳在热处理中的变化1-加热臭2-过氧化物酶钝化3-磷酸酶钝化Ⅰ-褐变-酪蛋白凝固Ⅱ-芽孢菌杀灭Ⅲ-杀菌Ⅳ-结核菌杀灭Ⅴ-大肠菌群杀灭Ⅵ-未查明区①UHT②高温瞬时杀菌（93.3℃瞬时）③高温短时杀菌（71.7℃/15s）④短时杀菌⑤低温保持式杀菌⑥1860年的巴氏杀菌⑦瓶装杀菌41形成薄膜＞40℃出现拉姆斯现象，胶体凝结褐变反应形成乳石乳蛋白质的热变性酪蛋白对热比较稳定，乳清蛋白容易发生热变性。酪蛋白在100℃以下加热，其化学性质没有什么变化，但对其物理性质却有明显影响。乳清蛋白的热稳定性：α-乳白蛋白＞β-乳球蛋白及血清蛋白＞免疫球蛋白加热30min时，变性温度分别是：免疫球蛋白70℃，血清白蛋白74℃、β-乳球蛋白90℃、γ-乳白蛋白96℃。42β-乳球蛋白加热变性过程图解43酶的钝化解脂酶80~85℃高温短时或超高温磷酸酶62.8℃/30min或72℃/15s过氧化氢酶75℃/20min过氧化物酶70℃/150min75℃/25min80℃/2.5s441.2.4异常乳生理异常乳主要指初乳和末乳微生物污染乳原料乳被微生物严重污染产生异常变化，最常见的是酸败乳和乳房炎乳。化学异常乳包括低成分乳、低酸度酒精阳性乳、冻结乳、风味异常乳及异物异常乳。451.3Microorganisminmilk1.3.1微生物种类细菌乳酸菌—链球菌属、明串珠菌属、乳酸杆菌属丙酸菌，肠细菌，孢子杆菌，小球菌属，假单胞菌，产碱杆菌属，病原菌真菌噬菌体乳酸菌噬菌体461.3.2牛乳在贮藏过程中微生物的变化室温下微生物的生长过程：抑制期（13