乳制品生产工艺

乳制品工艺第一章概述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章概述第一节乳品工业发展概况70年代以来，世界乳品工业呈稳步发展的趋势，主要特点是：一．生产规模大型化目前，国外一些乳品厂日处理规模均在数百吨以上，美国已出现日处理达5000t的乳品厂。二．生产过程自动化一些工业发达国家新建的乳品厂采用计算机控制全部生产过程，在杀菌、浓缩、喷雾干燥等过程中，全部实施温度、时间、浓度、水分的自动控制。产品包装大都采用自动连续包装机进行包装；大部分液体奶采用复合纸盒无菌包装；粉状或块状食品，如乳粉、干酪、奶油、冰淇淋等也都采用复合纸自动包装，并采用CIP自动清洗装置进行清洗，不但提高了劳动生产率，而且保证了产品质量。三．生产设备节能化采用超滤、电渗析、反渗透等膜技术，取代传统的分离和浓缩设备，有效地减少了乳成分的损失并节约了大量能源。采用多效蒸发设备取代传统的单效蒸发器，目前，最先进的为8效蒸发器。蒸发1kg水分，单效蒸发器约需要1.1kg蒸汽；而带热泵的的双效降膜蒸发器，仅需要0.39kg蒸汽；效数更多的蒸发器则耗能更少。最近又有带机械压缩的l-3效降膜蒸发器。四．牧场挤奶机械化国外普遍采用机器挤奶。通常1名熟练挤奶员挤奶时间为6min/头，若每天挤奶20头，则需2h以上，再加上一般牧场冷却条件不具备，挤下的奶不能及时冷却，乳的抗菌特性很快消失，鲜奶质量很难保证。而机器挤奶每人可挤59头/h，挤20头牛的奶，只需20min左右，不仅大大提高了劳动生产率，而且可确保鲜奶质量。五．鲜奶贮存冷缸化在乳业比较发达的国家，牧场刚挤出的奶均采用直冷式冷缸迅速冷却、贮存，从而有效地保证了鲜奶质量。在工厂多采用直冷式奶仓贮奶，并置于室外，不仅降低了制冷系统的建造、维护费用，而且降低了厂房建筑费用。六．制品品种多样化目前世界上乳制品品种达千余种，单是干酪就有800余种。日本森永乳业生产的冰淇淋有94个花色品种。酸牛奶的产量和品种越来越多，在欧洲一些国家，大有取代消毒奶的趋势。各种调制乳制品将大量生产，例如，模拟人乳组成的婴儿配方乳粉，专供早产儿、特殊体质婴幼儿用的高蛋白低脂肪乳粉，经乳酸菌发酵或不经乳酸菌发酵的乳酸乳粉，酪蛋白乳粉以及有疗效作用的功能性乳粉等。七.分析检验仪器化目前，国外在鲜奶验收和各生产工艺过程中，多进行仪器检测，有效地指导生广。采用最多的仪器有乳脂快速测定仪，每小时可测l00个乳样。牛乳综合分析仪每小时可测200个乳样，并可显示蛋白质、脂肪、乳糖、水分4种成分的含量。此外，还有自动检菌仪，10s即可检1个乳样。我国自改革开放以来，乳品工业的发展速度很快，但与世界水平相比，差距还很大，主要是我国年人均奶占有量仅5kg，乳制品的品种不过40种，工厂规模较小，技术装备落后，除少数厂家由国外引进成套生产线外，大都是国际上40-50年代的水平。因此还需要作出巨大的努力，大力发展乳品工业，才有希望赶上和超过世界平均水平。第二节原料乳的验收和预处理为了确保乳制品的质量，乳品厂在收奶时必须根据国家生鲜牛乳收购标准(GB6914)对原料乳进行验收。经检验合格的原料乳，移入磅奶槽或通过流量计计量后验收。一、原料乳的验收（一）原料乳的质量要求(1)生鲜牛乳系由正常饲养的健康母牛挤出的新鲜乳。初乳和末乳不得作为原料乳使用，收奶温度要求，夏天为8℃，冬天在10℃以下。(2)具有纯正的鲜奶所固有的清香味和滋味，不得有酸臭味、苦味臭味、霉味、金属味等。(3)外观呈乳白色或微黄色的均匀胶体状，呈浓厚黏稠、絮状凝块乳不得使用。(4)不得有肉眼能见的草屑、牛粪、尘土等杂质，无沉淀物出现。(5)酸度不超过20。T。(6)乳的比重为1.028-1.032，含脂率不得低于3％，无脂乳固体物不低于8％。(7)细菌总数每毫升不超过50万-100万个(实际应控制在30万以下)。(8)不得使用防腐剂、抗生素和其他任何有碍食品卫生的物质。(二)原料乳的验收及检查•验收原料乳时除根据标准进行感观指标的检验外，还要进行理化性质、微生物方面的检查。1．乳的密度•正常乳的密度是乳中各种成分密度的平均值，当乳中比水重的无脂干物质增多时乳的密度会增高，加水时密度则降低。•乳的密度通常用乳汁密度计测定。表示方法以度数(。F)来表示，正常乳为30度。每加10％的水约降低3度。•乳的密度随温度而变化，在10-25℃范围内，温度每增加或减少1℃，密度则减少或增大0.2度，因此，当乳温达到20℃后，每提高1℃，密度值应加0.2度，反之应减去0.2度。2、乳的酸度•牛乳含有蛋白质、柠檬酸盐、磷酸盐、脂肪酸、二氧化碳等酸性物质，因此牛乳呈微酸性，其pH为6.5-6.7，这种酸度称为自然酸度。•由于微生物的活动，乳糖被分解产生乳酸，使牛乳的酸度升高。这种因发酵而升高的酸度称为发酵酸度。•自然酸度和发酵酸度的总和称为总酸度。•乳的总酸度越高，乳的热稳定性越低，生产出乳制品的质量也会降低。•牛乳的酸度通常用吉尔涅尔度表示，正常乳为16。T-18。T。其测定方法一般是用0.1m/LNaoH滴定10m1乳品，用0.5％酚酞为指示剂，当被滴定样品呈微红色时所消耗的NaoH的体积数乘以10即为100ml乳的酸度。3．酒精试验•酒精试验是验收原料乳的重要项目。•一定数量的正常乳对一定浓度及数量的酒精的脱水作用呈现稳定性。但乳的酸度升高时，乳酪蛋白质因酒精的脱水作用而产生凝集作用。•一般用68％-70％的酒精与等量的牛乳相混合，若呈现稳定者，说明牛乳的蛋白质稳定，牛乳的酸度符合原料乳的要求。•牛乳对酒精的稳定性越高，牛乳的热稳定性也愈好。•酒精试验还可以检出乳房炎乳、盐类不平衡及混入钙等异常乳。4．热稳定性试验(煮沸试验)•煮沸试验能有效地检出高酸度乳和混有高酸度的乳。•将牛乳(取5-10mL乳于度管中)置于沸水中或酒精灯上加热5min，如果加热煮沸时有絮状或凝固现象发生，则表示乳已不是新鲜的，酸度在20。T以上，或混有高酸度乳、初乳等。5．乳中抗菌物质的检验•乳中有无抗菌物质，常用氯化2，3，5—三苯基四氮唑法检验(TTC法)。•将检样(9m1)(以不含抗菌物质的脱脂乳为对照)于80。T恒温水浴中保持5min杀菌，然后冷却至37℃的条件下培养2h，然后各加入0.3mlTTC试剂，继续培养5min，如果样品液与对照液一样出现红或桃红色，说明无抗菌物质存在；若为无色，说明有抗菌物质存在。（一）原料乳的净化为了除去乳中的机械杂质，减少微生物的数量，验收后的原料乳必须立即进行净化。净化的方法可分为过滤净化和离心净化两种：1.过滤净化过滤常使用过滤器，过滤器上装有滤布、不锈钢或合成纤维制成的滤网。过滤方法有常压(自然)过滤、减压(吸滤)和加压过滤等。要注意滤布或滤网的清洗和消毒，否则滤布或滤网将成为微生物和杂质的污染源。通常滤布或滤网应在过滤5000-l0000L牛乳后进行更换、清洗和消毒。二、原料乳的预处理2.离心净化离心净化使用离心净乳机进行。在离心力的作用下，乳中相对密度较大的微细机械杂质、脱落的体细胞等可被除去，乳中凝固的蛋白质、白血球、红血球以及一些细菌也可被除去，如大肠杆菌、枯草杆菌等较大的细菌可被除去90％，乳酸菌可被除去15%-16％。净乳机在净化低温牛乳(4-10℃)时，通常在连续运转2-8h后，必须停机排渣。目前大中型工厂多采用自动排渣净乳机，或净乳、分离、标准化三用机。一般离心净乳机的离心力为6000g，但亦有加至9000-10000g的，除菌率约为90%，故亦称为离心除菌机。（二）原料乳的冷却净化后的原料乳应立即冷却到5-l0℃，以抑制细菌的增长，保持乳的新鲜度。挤出后的鲜乳中含有一种能抑制微生物生长的抗菌物质乳烃素(lactenin)，可抑制某些链球菌增殖。乳烃素抗菌作用时间长短与乳的贮存温度有关。表9乳温与抗菌作用时间的关系由表9可知，将鲜乳迅速冷却至5-10℃，可使抗菌作用时间延长。抗菌作用时间长短与细菌污染程度也有直接关系，污染程度越大，抗菌作用时间越短。表10为乳的贮存时间与冷却温度的关系，一般不能立即加工的乳，都应冷却到5℃以下。表10乳的贮存时间与冷却温度的关系冷却宜采用板式换热器进行，冷却介质为冰水。图6贮奶罐图6为大的贮奶罐并装有某种形式的搅拌装置的示意图。如贮奶罐中无搅拌装置，则脂肪会从牛乳中分离出来，导致牛乳不能均匀一致。近年来，由于工厂规模不断扩大，多使用容量为50000-100000L的大型乳仓贮乳，此种大型乳仓均设在户外。（三）原料乳的贮存冷却后的原料乳宜贮存在贮乳罐中。贮乳罐分立式和卧式两种，容量一般为2000-10000L，均为不锈钢制成，并装有绝热层和搅拌装置，以保证贮存的原料乳在24h内，温度升高不超过2-3℃，脂肪含量变化在0.1％以下。第二章液态乳第一节巴氏杀菌乳•巴氏杀菌乳(pasteurizedmilk)又称市乳(marketmilk)，它是以新鲜牛乳为原料，经过离心净乳、标准化、均质、杀菌和冷却，以液体状态灌装，直接供给消费者饮用的商品乳。•巴氏杀菌乳因脂肪含量不同，可分为全脂乳、高脂乳、低脂乳、脱脂乳和稀奶油；就风味而言，有草莓、巧克力、果汁和调酸等风味产品。•一般在巴氏杀菌乳的生产过程中，冷却、离心净乳和巴氏杀菌是必须的阶段。•大部分国家在生产巴氏杀菌乳时采用均质工艺，但也有一些国家希望加工后产品表面有一层脂肪层，并视之为优质产品，故不采用均质。•脱气是在牛乳中空气含量较高或当产品中存在挥发性异味的情况下使用，例如，当奶牛饲喂了洋葱时就可能发生这种情况。表4不同阶段的牛乳检测项目一.原料乳验收和预处理二、标准化•是为了保证达到法定要求的脂肪含量，我国的国家标准规定全脂、部分脱脂和脱脂巴氏杀菌乳的脂肪含量分别为≥3.1％、1.0％-2.0％、≤0.5％。•原料乳中脂肪含量不足时，应添加稀奶油或除去一部分脱脂乳；当原料乳中脂肪含量过高时，则可添加脱脂乳或提取部分稀奶油。•标准化工作是在贮乳罐的原料乳中进行或在标准化机中连续进行的。乳品厂生产中一般采用方块图解法进行标准化计算。设：原料乳的含脂率为p％；脱脂乳或稀奶油的含脂率为q％；标准化乳的含脂率为r％；原料乳数量为x；脱脂乳或稀奶油的数量为y（y＞0味添加，y＜0为提取）；则形成下列关系式px+qy=r（x+y）式中若p＞r、q＜r(或q＞r)，表示需要添加脱脂乳(或提取部分稀奶油)；若p＜r、q＞r(或q＜r)，表示需要添加稀奶油(或除去部分脱脂乳)。用方块图表示它们之间的比例关系；rpqryx例：试处理l000kg含脂率3.6％的原料乳，要求标准化乳中脂肪含量为3.1％。①若稀奶油脂肪含量为40％，问应提取稀奶油多少千克?②若脱脂乳脂肪含量为0.2％，问应添加脱脂乳多少千克?三、预热均质•均质是指对脂肪球进行适当的机械处理，使它们呈更细小的微粒均匀一致地分散在乳中。•牛乳在放置一段时间后，有时上部分会出现一层淡黄色的脂肪层，称为：“脂肪上浮”。脂肪上浮主要是因为乳脂肪的比重小(0.945)、脂肪球直径大，容易聚结成团块。脂肪上浮影响乳的感观质量，脂肪球的上浮速率与其半径呈正比。•另一方面，经均质后的牛乳脂肪球直径减小，易于消化吸收。（一）均质原理均质作用是由三个因素协调而产生的。①牛乳以高速度通过均质头中的窄缝对脂肪球产生巨大的剪切力，此力使脂肪球变形、伸长和破碎。②牛乳液体在间隙中加速的同时，静压能下降，可能降至脂肪的蒸汽压以下，这就产生了气穴现象，使脂肪球受到非常强的爆破力。③当脂肪球以高速冲击均质环时会产生进一步的剪切力。图4均质前后脂肪球大小的变化•自然状态的牛乳，其脂肪球的大小不均匀，变动于l-10μm，平均为3μm，一般为2-5μm。如经均质，脂肪球直径可控制在1-2μm左右，这时乳脂肪表面积增大，浮力下降，乳可长时间保持不分层。•图4是均质前后脂肪球大小的变化。(二)均质过程与条件较高的温度下均质效果较好，但温度过高会引起乳脂肪、乳蛋白质等变性，牛乳的均质温度一般控制在50-65℃。一般采用二级均质。