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1、乳及乳制品 1 乳品业呈现快速发展势头 每年以35 的速度递增 中国奶业经过10年超常规发展 总量翻了两番液态乳增长速度最快 达到47 3 液态乳中主要是UHT乳 ESL乳和酸奶 酸奶的增长速度最快 我国的人均消费乳量也在不断增加 我国乳品工业的发展状况 2 我国乳粉的产量呈稳定上升的趋势 年增长率为11 5 全脂加糖奶粉的产量下降 脱脂奶粉和各种配方奶粉呈增长的势头 三聚氰胺事件 3 干酪的生产在国内刚刚起步 而且品种极少 但干酪是今后的发展方向 4 我国的乳品生产企业总体来说设备还比较落后 但一些大型的乳品企业引进国外的先进设备 生产规模和厂房的建设都达到了国际先进水平 目前我国人均消费乳
2、量为21 7Kg 年 而世界人均消费乳量为100Kg 年 我国的乳品消费不均匀 主要集中在大中城市 而农村的乳品消费水平很低 我国乳制品的品种比较少专业技术人员缺乏 我国奶业的劣势 乳的物理化学性质 1 乳的定义 乳是哺乳动物为哺育幼儿从乳腺分泌的一种白色或稍带黄色的不透明液体 它含有幼儿生长发育所需要的全部营养成分 是哺乳动物出生后最适于消化吸收的全价食物 2 乳的化学组成牛乳中的化学成分主要包括 水分 乳脂肪 乳蛋白质 乳糖 矿物质 酶类 维生素 其他成分 一 水分水是牛乳的主要成分之一 一般含87 89 由于有分散介质水的存在 才使得牛乳成为均匀而稳定的流体 乳成分的化学性质 二 气体牛
3、乳中含有微量气体 主要为CO2 O2和N2 且在乳的各个时期含量在变化 刚挤出的新鲜牛乳中以CO2为最多 N2次之 O2最少 牛乳处理时与空气接触后 因空气中的O2和N2溶于牛乳中 使O2 N2的含量增加而CO2的量减少 所以乳品生产中的原料乳不能用刚挤出的乳检验其密度和酸度 乳干物质将乳干燥到恒重时所得到的残余物叫做乳的干物质 正常乳中含有11 13 的干物质 乳脂肪在牛乳中的含量平均为3 5 4 5 是牛乳的主要成分之一 乳脂肪中主要是中性脂肪 还含有约1 的磷脂和少量的甾醇 游离脂肪酸 脂溶性维生素等 乳脂肪 乳脂肪的存在形式 乳中脂肪是以微小脂肪球的状态分散在乳中 呈一种水包油型的乳浊
4、液 脂肪球表面被脂肪球膜包裹着 使脂肪在乳中保持稳定的状态 并使各个脂肪球独立地分散于乳中 乳脂肪的组分 乳脂肪的剖视图 实际生产中生产奶油和测定乳中含脂率的原理 在机械搅拌或化学物质作用下 脂肪球膜遭到破坏后 乳脂肪球相互聚结在一起 稀奶油层 乳脂肪的比重为0 93 将牛乳放在一容器中静置一段时间后 乳脂肪球逐渐上浮 形成一个脂肪层 称为稀奶油层 牛乳呈微甜是因为其中溶有乳糖 牛乳中乳糖含量为4 6 4 7 占牛乳总碳水化合物的99 8 乳糖在乳中几乎全部呈溶液状态 它是由 D 葡萄糖和 D 半乳糖以 1 4键结合的双糖 在乳糖酶的作用下乳糖可以被分解成单糖 乳糖 乳糖不耐受症 乳蛋白质是乳
5、中最有价值的成分 蛋白质在牛乳中的含量为3 0 3 5 乳中所含的蛋白质主要为酪蛋白 其次为乳清蛋白 脂肪球膜蛋白以及其他多肽等 乳蛋白质 酪蛋白 是牛乳蛋白质中 在pH4 6时沉淀的部分 约占乳蛋白质的80 以上 酪蛋白以酪蛋白酸钙 磷酸钙复合物的形式存在于乳中 呈胶体状态 在酸 凝乳酶 钙的作用下酪蛋白会产生凝固 酪蛋白 牛乳中含有能调节人体新陈代谢 维持人体正常生理功能 人类所必需的各种维生素 具体可分为脂溶性维生素 如维生素A D E K 及水溶性维生素 如维生素B1 B2 B6 B12 C 尼克酸等 两大类 维生素 1 无机物无机物也称为矿物质 乳中的无机物主要有磷 钙 镁 氯 钠
6、硫 钾等 此外还有一些微量元素 2 盐类牛乳中的盐类含量很少 但对乳品加工 特别是对热稳定性起重要作用 乳中的无机物和盐类 常乳 通常为产犊7天以后至干奶期开始两周之前所产的乳 常乳的成分及性质基本趋于稳定 为乳制品的加工原料乳 常乳必须符合下列九条要求 由健康牛挤出的新鲜乳 干奶期前15天的末乳及产犊后的初乳不得算作常乳 不得含有肉眼可以看到的机械杂质 色泽应呈白色或稍带黄色 不得呈红色 绿色 脂肪不低于3 2 无脂干物质不低于8 5 不得加入防腐剂 形状为均匀无沉淀的流体 酸度不超过18 T 具有新鲜牛乳的滋味和气味 不得有异味 异常乳的分类 定义 凡不适于饮用或用作生产乳制品的乳都称为异
7、常乳 1 生理异常乳 成分组成上 总干物质高出常乳1倍多 脂肪 蛋白质含量高 乳糖含量低 灰分高 铁含量为常乳的4 5倍 铜含量为常乳的6倍 理化性质上 相对密度高于常乳 达1 060 常乳是1 030 呈酸性 冰点低于常乳 初乳是牛产犊后一周之内所分泌的乳汁 特别是3d之内的初乳 其特征更为显著 在感官上 呈黄褐色 有异臭 味苦 黏度大 初乳中含有丰富的维生素含有多量的免疫球蛋白 为幼儿生长所必需 目前利用初乳的免疫活性物质生产保健乳制品得到广泛的应用 由于初乳的成分与常乳显著不同 因而其物理性质也与常乳差别很大 故不适于做乳制品生产用的原料乳 末乳干乳期前两周所产的乳 牛乳的化学成分有显著
8、异常 除脂肪外 别的成分均较常乳高 有苦且微咸的味道 含解脂酶多 常有油脂氧化味 营养不良乳饲料不足 营养不良的乳牛所产的乳汁 皱胃酶对其几乎不凝固 这种乳不能用于生产干酪 当喂以充足的饲料以后 牛乳质量与性质即可恢复正常 低成分乳由于遗传和饲养管理等因素的影响 使乳的成分发生异常变化而产生干物质含量过低的乳 如由于牛的品种 个体原因而造成的乳成分不同 是属遗传因素的影响 这通过加强育种改良可以解决 低酸度酒精阳性乳乳的酸度并不高 16 T以下 但酒精试验也呈阳性 这种情况往往给生产上造成很大的损失 2 化学异常乳 酒精阳性乳一般用68 或72 的酒精与等量乳混合 混合后凡出现凝块的都称为酒精
9、阳性乳 3 病理异常乳 其它病牛乳 乳房炎乳乳糖含量降低 氯含量增加 球蛋白含量升高 酪蛋白含量下降 体细胞数增多 无脂干物质含量较常乳少 除乳房炎以外 乳牛患有其他疾病时也可以导致乳的理化性质及成分发生变化 患有口蹄疫 布氏杆菌等病的乳牛所产的乳质量变化大体上与乳房炎乳相类似 4微生物污染乳 原料乳被微生物严重污染产生异常变化 以致不能用作生产原料 乳是从母牛乳房中分泌出来的 母牛的乳房是一个由纵隔分成左右两部分的半球状器官 每半部分又由一条较浅的横隔一分为二 每四分之一的乳房有一个乳头和单独的乳腺 从理论上讲 每一头乳牛可以产生四种不同质量的牛乳 下图所示为乳房的剖面图 乳的物理 化学成分
10、 真溶液 凡粒子直径在lnm以下 以分子或离子状态存在的分散系称为真溶液 牛乳中以分子或离子状态存在的溶质有乳糖和水溶性盐类 水溶性维生素等 乳的化学成分极其复杂 经实验证明 乳中的成分至少有一百种以上 其中主要成分有水 脂肪 蛋白质 乳糖 盐类 维生素 酶类 气体等 其中 分散剂是水 分散质种类繁多分散度差异很大 所以 乳不是单纯的分散体系 而是包含着真溶液 高分子溶液 胶体悬浮液 乳浊液及其过渡状态的复杂的分散体系 乳浊液 乳脂肪是以脂肪球的形式分散于乳中 形成乳浊液 直径在100 10000nm粒子不能透过普通的滤纸 呈显微结构 用静置或离心的方法可以分离出来 胶体悬浮液 酪蛋白在乳中形
11、成酪蛋白酸钙 磷酸钙复合体胶粒 为胶体悬浮液 胶粒直径平均为100nm 乳白蛋白和乳球蛋白呈大分子态分散于乳中 形成典型的高分子溶液 其微粒直径为15 50nm 高分子溶液 乳的分散体系 牛乳并不是一种简单的分散体系 而是包含着真溶液 高分子溶液 胶体悬浮液 乳浊液及其种种过渡状态的复杂的 具有胶体特性的多级分散体系 分子或离子 分子或离子 乳白蛋白乳球蛋白 大分子态 高分子溶液 气体 乳的光学性质 新鲜正常的乳呈不透明的白色或稍带淡黄色 称之为乳白色 这是乳的基本色调 脂溶性胡萝卜素和叶黄素使乳略带淡黄色 水溶性的核黄素使乳清呈荧光性黄绿色 乳的热学性质主要包括冰点 沸点及比热 按照拉乌尔定
12、律 牛乳在溶质的影响下 表现出冰点下降与沸点上升的特性 1 冰点牛乳的冰点平均为 0 542 作为溶质的乳糖和盐类是冰点下降的主要原因 由于它们的含量较稳定 所以正常新鲜牛乳的冰点是物理性质中较稳定的一项 如果在牛乳中掺水 可导致冰点回升 乳的热学性质 2 沸点牛乳在一个大气压下沸点约为100 55 左右 但沸点受乳中干物质含量影响 因此当浓缩一倍时沸点上升0 5 即浓缩到原来容积的一半时 沸点约为101 05 乳带有特殊的香味 经加热后香味强烈 冷却后减弱 新鲜纯净的乳稍带甜味 这是因为乳中含有乳糖的缘故 因其中含有Cl 所以也稍带咸味 乳的气味易受外界因素的影响 很容易吸收外界的气味 所以
13、每一个处理过程都必须注意周围环境的清洁及各种因素的影响 乳的滋味与气味 1 乳的相对密度是指乳在15 时的质量与同体积水在在15 时的质量之比 正常乳的相对密度以15 为标准 平均为d1515 1 032 2 乳的密度是指乳在20 时的质量与同体积水在4 时的质量之比 正常乳的密度平均为d204 1 030 乳的密度较相对密度小0 002 乳的密度与相对密度 比重 乳中含有较多的酸性物质 故乳是偏酸性的 正常新鲜牛乳的pH为6 4 6 8为了衡量乳的酸度 常用滴定酸度来表示 滴定酸度的表示方式 吉尔涅尔度 Thorner T 正常的酸度为16 18 T 乳的酸度与pH 物理特性在加工方面的应用
14、 一 过滤所谓过滤 就是将液体微粒的混合物通过多孔质的材料 过滤材料 将其分开的操作过滤多用滤孔比较粗的纱布 滤纸 金属网或和人造纤维等作过滤材料 离心分离 乳分离是把乳分成稀奶油和脱脂乳的过程 乳分离的方法有 静置法和离心分离法 牛乳的气泡 在收乳 储乳和保温杀菌阶段 牛乳受到机械搅拌或振荡 以致产生气泡 甚至产生块状脂肪 乳的标准化 为了使产品符合要求 必须调整原料乳中脂肪 F 和无脂干物质 SNF 之间的比例 使其符合制品的要求 一般把该过程称为标准化 如果原料乳中脂肪含量不足 应添加稀奶油或分离一部分脱脂乳 当原料中脂肪含量过高时 则可添加一部分脱脂乳或提取一部分稀奶油 均质定义 在强
15、力的机械作用下 15 20MPa 将乳中大的脂肪球破碎成小的脂肪球 均匀一致地分散在乳中 这一过程称为均质 均质 操作原理 在一个合适的均质压力下 料液通过窄小的均质阀而获得很高的速度 导致激烈湍流 形成的小涡流中产生了较高的料液流速梯度引起压力波动 这会打散许多颗粒 尤其是液滴 牛乳由于均质处理 能使直径3um左右的脂肪球变成1um以下 而且随着均质压力的提高 脂肪球变小 均质后能防止乳静置时脂肪上浮和蛋白质沉淀 并使添加成分均匀分布 原料乳的贮存与运输 一 乳的贮存1 乳的贮存性与冷却温度的关系若冷却到13 则可贮存12h以上2 贮乳槽的要求 贮乳槽的隔热设施尤为重要 要求被贮存的乳 在贮
16、存24h后 乳温升高不得超过2 3 贮乳槽 罐 应配以搅拌器 二 乳的运输1 防止乳在途中温度升高2 保持清洁3 防止震荡4 长距离运送牛乳时应有降温设施 消毒牛乳的加工 消毒牛乳的概念消毒牛乳又称杀菌鲜牛乳 系指以新鲜牛乳为原料 经净乳 杀菌 均质 装瓶或用其它形式进行无菌包装后 直接供消费者饮用的商品牛乳 消毒乳的类型 1 全脂消毒乳以合格的鲜乳为原料 不加任何添加剂 经净化 杀菌 均质 装瓶后供应消费者 2 强化消毒乳在鲜乳中添加各种维生素或钙 磷 铁盐等成分 以增加和补充乳的营养成分 这种液体乳的风味与外观和全脂消毒乳基本无区别 3 花式消毒乳 在鲜乳中添加咖啡 可可或各种果汁加工而成 这种液体乳的风味及外观与全脂消毒乳截然不同 二 牛乳的杀菌和灭菌 一 牛乳杀菌的方法利用加热的方法 将牛乳中的微生物全部杀死的过程 称为灭菌 仅杀死大部分微生物称为杀菌 1 低温长时间杀菌法 LTLT 或称保温杀菌 加热条件为62 65 30min2 高温短时间的杀菌法 HTST 通常利用管式或片式热交换器进行杀菌 处理条件为 72 75 15 20秒或80 85 10 15秒 优点是能连续处理
