四、乳制品生产常用的加工处理

第四章乳制品生产常用的加工处理主要内容第一节加工后各组分的名称第二节乳的离心分离第三节真空脱气第四节乳的热处理第五节冷冻对乳的影响第六节乳的均质第七节乳的浓缩第八节乳的干燥乳制品加工的目的是在保证其食用安全的基础上，保证其营养和感官价值的统一。乳制品生产常用的加工处理方法很多，本章主要介绍了乳的离心、脱气、热处理、冷冻、均质、浓缩、干燥等常见的单元操作。通过本章的学习，目的是要了解和掌握乳制品生产常用加工处理的目的、工作原理及其对乳性质的影响。第一节加工后各组分的名称牛乳酸或凝乳酶凝乳：酪蛋白和脂肪（含脂溶性维生素）乳清：乳白蛋白、乳球蛋白、乳糖、矿物质、水溶性维生素牛乳离心分离稀奶油：脂肪（含脂溶性维生素）奶油颗粒酪乳脱脂乳酪蛋白乳清沉淀：乳白蛋白、乳球蛋白滤液：乳糖、矿物质、水溶性维生素第二节乳的离心分离一、牛乳组分离心分离的目的1.将牛乳中的脂肪分离出去，形成稀奶油和脱脂乳。稀奶油可用来加工成奶油和冰淇淋等产品；脱脂乳可用来生产脱脂乳粉、干酪素等其他产品。另外分离操作还可以用来完成乳制品的标准化。2.去除一些机械杂质和微生物，如混入乳中的尘埃、细胞碎片、白血球等，特别是可以去除一些微生物（通常称为离心除菌机），离心除菌是一种冷杀菌法，对芽孢菌的去除很有效。二、乳的离心分离原理三、影响分离效率的因素1.分离机的转速转速越快分离效果越好，但最大不能超过规定转速的10%-20%，过多的超过负荷，会使机器寿命大大缩短，甚至损坏。2.脂肪球的直径脂肪球的直径越大分离效果越好。3.乳的温度温度低时，乳的密度较大，粘度增加，使脂肪的上浮阻力增大，分离不完全。预热后，分散介质与脂肪球的密度差大，乳粘度降低，可提高牛乳的分离效果。故分离的最适温度应控制在32-35℃之间。4.乳中杂质含量杂质含量高时，分离钵的内部间隙很容易被杂质阻塞，分离能力随之降低，故分离机使用一段时间即需清洗一次。同时在分离之前必需对原料乳进行严格的过滤，以减少乳中的杂质。5.乳的流量单位时间内乳流入分离机的数量越少、乳层越薄，分离的就越完全。6.分离机的正确操作。四、实际应用牛乳中脂肪和蛋白质等含量随着季节以其它一些因素会发生变化。为此，针对不同的产品要求，原料乳必须进行成分的标准化。乳的标准化：因为产品规格或企业产品标准要求，对原料乳的成分做调整的过程，称为标准化。因此，凡不符合标准的原料乳，都必须进行标准化以后，才能用于加工。如果规定的产品含脂率高于全脂乳的含脂率，就必须除去部分脱脂乳；反之则应分离多余的脂肪。一般情况下，标准乳的含脂率通常比全脂乳的含脂率要低，因而，多余的脂肪可以用于加工奶油等产品。常用的标准化方法有3种：即预标准化、后标准化、直接标准化。这3种方法的共同点是：标准化之前的第一步必须把全脂乳分离成脱脂乳和稀奶油。a．预标准化。预标准化是指在杀菌之前进行标准化。为了调高或降低含脂率，将分离出来的脱脂乳或稀奶油与全脂乳在奶罐中混合，以达到要求的含脂率。如果标准化乳脂率高于原料乳的，则需将稀奶油按计算比例与原料乳混合至达到要求的含脂率；如果标准化乳脂率低于原料乳的，则需将脱脂乳按计算比例与原料乳在罐中混合达到稀释的目的。经分析和调整后，标准化的乳再进行巴氏杀菌。b．后标准化。后标准化是指在巴氏杀菌后进行标准化。而含脂率的调整方法则与预标准化相同。后标准化由于是在杀菌后再对产品进行混合，因此会有多次污染的危险。上述两种方法都需要使用大型的、笨重的混合罐，分析和调整都很费工，因此近年来越来越多地使用第三种方法，即直接标准化。c．直接标准化。直接自动标准化是将全脂乳加热至55~65℃，然后，按预先设定好的脂肪含量，分离出脱脂乳和稀奶油，把来自分离机的定量稀奶油立即在管道系统内重新与脱脂乳定量混合，以得到所需含脂率的标准乳。多余的稀奶油会流向稀奶油巴氏杀菌机。直接标准化的特点为：快速、稳定、精确、与分离机联合运作、单位时间处理量大。第三节真空脱气一、真空脱气的目的1.影响计量的准确性(5.7%-8.6%)。2.影响分离效率。3.使巴氏杀菌机中结垢增加。4.影响奶油的产量。5.使游离脂肪吸附于奶油包装的内层。6.促使发酵乳中的乳清析出等。因此，在牛乳处理的不同阶段进行脱气是非常必要的。二、脱气方法将牛乳与热至68℃以后，泵入真空脱气罐，在此牛乳温度立刻降到60℃，这时牛乳中空气和部分牛乳蒸发到罐顶部，遇到管冷凝器后，蒸发的牛乳冷凝回到罐底部，而空气和一些非冷凝气体由真空泵吸除去。第四节乳的热处理一、热处理的目的1.保证产品（消费者）的安全：杀死病原菌、腐败菌，杀菌应及时。2.延长保质期：灭活酶类，抑制脂肪自身氧化，防止脂肪上浮。3.赋予产品特有的性状：提高炼乳杀菌期间的凝固稳定性，失活细菌抑制剂，赋予酸乳一定的黏稠度等等。二、热处理的方法在实际加工过程中，应该从微生物、产品质量以及成本等方面综合考虑，对热处理的温度和时间进行优化组合。1.预热杀菌：63-65℃，15s2.低温长时巴氏杀菌（LTLT）：63-65℃，30min3.高温短时巴氏杀菌（HTST）：72-75℃下保持15-20s，或者在80℃以上保持数秒。4.超巴氏杀菌：125-138℃，时间为2-4s。5.灭菌：保持式灭菌和超高温瞬时灭菌。处理条件分别是：115℃，20-30min和135-140℃，0.5-4s。二、加热引起乳的变化1.物理变化(1)蒸发形成表面薄膜：拉姆斯现象(2)产生褐变：美拉德反应、焦糖化反应(3)出现蒸煮味：β-乳球蛋白和脂肪球膜蛋白的热变性而产生巯基（-SH）。(4)营养价值变化：维生素损失和氨基酸效价降低,适当热处理也会提高乳蛋白的消化率。(5)脂肪分离：加热后的牛乳特别在长期贮存后会发生脂肪分离。可通过适当压力的均质来解决。（6）沉淀：蛋白质、盐类等等。2、化学变化(1)蛋白质的变性：α-乳白蛋白的稳定性最高，β-乳球蛋白及血清白蛋白次之，免疫球蛋白热稳定性最低。(2)酶的钝化：解脂酶、磷酸酶、过氧化氢酶等。(3)维生素的损失：维生素B1，维生素B12，维生素C等损失严重。(4)其他变化：游离脂肪酸减少，牛奶粘度变大，有时会产生蒸煮味儿等。第五节冷冻对乳的影响一、冷冻对蛋白质的影响牛乳经冷冻后解冻，酪蛋白会产生凝固沉淀。这时酪蛋白的不稳定现象主要受牛乳中盐类浓度（尤其是胶体钙）、乳糖结晶、冷冻前牛乳的加热以及解冻速度影响。二、冷冻对脂肪的影响牛乳冻结时，由于脂肪球膜的结构发生变化甚至被破坏，以致失去乳化能力，并使大小不等的脂肪团块浮于表面。均质处理后的牛乳，脂肪球的直径在1um以下，同时黏度也稍有增加，脂肪不容易上浮。三、不良风味的出现和细菌的变化容易混入金属离子，促使不饱和脂肪酸的氧化，产生不饱和的羟基化合物，导致牛乳出现氧化味、金属味及鱼腥味。细菌没有增加。第六节乳的均质一、均质的目的1.防止脂肪上浮现象，提高乳的稳定性。2.可以使维生素、蛋白质等均匀附着在脂肪表面，提高了乳的营养价值，并使口感更细腻。3.获得要求的流变性质。4.由于脂肪数目的增加，增加了光线在牛乳中的折射和反射机会，是牛乳颜色变得更白更均一。均质前均质后二、均质的原理三、影响均质的因素1.含脂率：含脂率过高会使均质后的小脂肪球再次黏连。2.均质温度：一般在60-70℃之间效果最好。3.均质压力：压力越大直径越小，但是实际操作中压力不能太大，否则会使酪蛋白受影响，杀菌时产生沉淀。四、均质团现象均质团的定义：稀奶油的均质通常引起黏度增加，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脂肪球而单一的脂肪球，即所谓的均质团。均质团的形成：酪蛋白胶束在脂肪球之间的“桥”接作用第七节乳的浓缩一、乳浓缩的目的1.作为干燥的预备处理，减少干燥费用，如乳粉等的生产。2.增加结晶，如乳糖的生产。3.减少贮藏和运输费用。4.降低水分活度，减少微生物污染和提高稳定特性。5.从废液中回收副产品。二、真空浓缩乳的浓缩一般采用真空浓缩。蒸发温度较低（如40℃），并尽量在较短的时间内完成，这样可以避免热敏性物质的损失。在蒸发过程中也可使一些异味气体得到去除。第八节乳的干燥一、干燥的目的目的：使制品的保存期延长，质量减轻，便于运输和使用。考虑到除水费用高，尤其是能量的消耗大，因此原料在干燥前先通过蒸发或者反渗透使水分减少到相当低的程度。经干燥处理的乳品有：全脂乳粉、脱脂乳粉、乳清粉、豆乳粉、乳茶粉、酪蛋白、冰淇淋粉、酸乳粉等。二、喷雾干燥三、喷雾干燥的优缺点优点：①干燥速度快，物料受热时间短②干燥过程温度低，乳粉品质好③调节工艺参数，可以控制成品的质量指标④在密闭空间内干燥，产品不易受污染，产品杂质度很低⑤操作控制方便，适合于连续化、自动化、大型化生产缺点:①耗能耗电多。②干燥室体积较庞大，占用面积、空间大，投资大。③设备清扫工作量大。