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1、乳制品加工技术 绪论 我国乳品加工业生产现状 技术创新趋势与发展战略 一 国内外乳品加工业生产现状 一 原料奶生产1992年到2001年 中国原料奶产量由563 9万吨增长到1029万吨 年均增长幅度为6 9 从原料奶总产量来看 2000年中国原料奶总量仅占全球总量的0 161 这与占世界人口1 4的农业大国很不相称 二 人均年占有奶量 2000年世界人均占有量达到95 1千克 发达国家人均原料奶占有量最多 人均200千克左右 发展中国家人均原料奶占有量达到40 1千克 三 乳品加工企业数量 规模和分布 1998年中国拥有加工厂1000多座 日加工总量为2 5 3万吨 日加工能力超过100吨的
2、大型企业占总数的5 45 是加工能力在20吨以下的小型加工厂 四 从业人员的数量和结构 由于企业集团的兼并和重组 从1998年后从业人员下降 但近两年有所上升 主要是由于近两年乳品行业的投资较热 发展的势头较好 吸引了一些外资和国内的投资 所以从业人员有所上升 基本维持在 万之间左右 五 乳品国际贸易情况 我国成为乳品净进口国 乳制品的数量是当前国内总产量的25 4 七 生产工艺及装备水平 我国乳品设备同世界先进国家比大约有1 年的差距 目前进口机械占国内50 的市场 现有的乳品生产企业中 15 的企业拥有进口设备 主要包括砖型纸盒包装的超高温灭菌奶生产线 塑料袋软包装奶生产线 屋型纸盒包装的
3、杀菌奶灌装设备 杯装酸奶灌装设备等 八 质量标准及质量保障体系 我国的乳制品质量标准 与发达国家有很大的差距 如 干物质含量 细菌总数以及体细胞的数量等都与IDF的标准有差距 所以要完善和建立新的质量标准 目前 世界乳业广泛采用GMP HACCP和ISO9000族等质量管理体系 我国目前大的乳业集团多以实行了ISO9000族体系的认证 但中小乳业还存在问题 而HACCP体系的认证 我国自 年代由国家质量技术监督局在食品行业引进和推广以来 在乳业还未普及 目前我们应积极推广该体系的普及 和国际接轨 这有利于乳业走出国门 二 我国乳品加工技术创新趋势 一 产前 二 产中 三 产后 一 产前 奶牛单
4、产方面我国奶牛单产较低 目前我国奶源基地的良种及改良种奶牛一个泌乳期单产在3000 5000千克左右 但全国奶牛平均单产仅为1700千克 奶牛单产方面 中国荷斯坦牛品质最佳 年均单产达5000千克以上 但其在全国奶牛存栏中所占比例不高 全国成年母牛头均年产奶量为3516千克 只相当于世界平均产量 5500千克 的2 3 另外 国外已采用 即牛生长激素 提高乳牛的产奶量是近年来迅速发展起来的一项高新生物技术 奶牛饲养规模 从饲养方式看 中国的原料奶主要由个体养殖户生产 据统计 1996年户养奶牛占全国奶牛总头数的76 8 养奶牛户平均饲养规模不到7 4头 规模在百头以上的大型奶牛场主要分布在大城
5、市郊区 大规模奶牛场的奶牛单产和奶的乳脂率 干物质含量要普遍高于农户散养奶牛 原料奶快速检测技术方面 国外对原料奶的检测技术优势体现在对原料乳化学组成及卫生质量 细菌数 体细胞数 抗生素等 的快速检测 机械榨乳过程中的自动计量等方面 我国在这方面的检测技术上较原始 简单 落后 除大的乳业集团靠进口检测设备对微生物进行检测 如完达山 三鹿等 大多是企业无法实现对某些致病菌的快速检测 急需开发这方面的技术 二 产中 加入 后 对乳制品的在线检测显得尤为重要 这有利于企业质量检验人员对产品质量进行跟踪 并及时整顿产品质量 但我国乳品企业对乳制品的在线检测技术掌握的还很不够 包括 化学方法检测 物理方
6、法检测 和微生物快速检测 以及一些检测仪器的研制 乳的风味及品质方面 我国奶的生产主要源于小规模农户分散饲养的奶牛 多为手工挤奶 原料奶质量差 国外一般采用大规模饲养奶牛 牛奶的乳脂率 干物质含量要普遍高于农户散养奶牛 如 发达国家乳干物质达到12 5 而我国仅为11 5 加入WTO后 一方面要调整乳的风味 另一方面要与国际接轨 乳业要推广HACCP GMP ISO9000等质量管理体系 以及乳制品标准也要完善和修订 2 生产装备及设备制造技术方面 发达国家原料奶的挤奶 冷却运输集中 全部实现机械化 自动化 槽车运奶在发达国家占收奶总量的70 瑞典和法国生产的片式超高温杀菌机 启动 运转 清洗
7、全过程实现自动化 无菌灌装技术和设备也有较高的水平 3 产品结构与技术开发方面 产品品种结构 液体奶的开发 国外液体乳主要以保鲜的巴氏杀菌奶为主 这与其完善的冷链系统和经济基础有关 而我国目前主要为UHT奶 应进一步开发液体乳的品种以适应不同消费者的需要 功能型乳粉 针对健康情况 特殊的人群 不同年龄阶段的人群研究开发的功能型乳粉将很畅销 如 低乳糖乳粉 初乳粉 免疫乳粉 发酵乳及其菌种方面 益生菌发酵乳在国外日益受到关注 发展势头较好 而目前国内企业的发酵剂大多数是国外进口的 从长远来看 国产发酵剂 如直投式发酵剂 的研究与开发势在必行 功能性乳制品的开发 主要是对乳铁蛋白 免疫球蛋白和乳蛋
8、白活性肽的提取 以乳蛋白为原料的生物活性肽 具有调节肠道微生态作用的益生菌发酵乳制品的开发 发展学童奶 加工和包装手段落后 产品质量低下是困扰中国学童奶的一大因素 中国许多地区的学生饮用的含乳饮料 其乳脂和蛋白质含量仅及普通奶的三分之一 加工和包装主要为巴氏消毒塑料袋或对牛奶营养价值有较大破坏的长时间高温杀菌和塑料瓶 这些在国外均极少采用 干酪的开发 干酪生产在我国几乎是空白 而发达国家将近30 50 的乳用于干酪的生产 随着经济全球化和饮食西方化 干酪在将来必将成为我国乳品工业的重要品种之一 新产品开发的高新技术应用方面 开发膜分离 超高压杀菌技术 开发基因工程 细胞工程 酶工程 发酵工程等
9、生物工程技术 3 冷冻干燥 4 微波技术 高效毛细管电泳分析技术 三 产后 冷链的建立 国外乳业由于在产后冷链较完善 所以产品质量保证较好 且消毒奶产品多以巴氏杀菌奶为主 而我国由于冷链不健全 所以产品以超高温为主 近几年 牛奶的消费量上升 与仓买 超市 食品店等零售业的普及和店内冷链的普及是相关的 因此政府要让零售业要加强冷链的建立 提高零售业的硬件水平 三 中国乳业同发达国家相比存在差距和问题 一 人均占有量低 2001年中国人均原料奶产量只有8 01千克 与其人口和农业大国的身份极不相称 而世界人均产量95 1千克 2000 二 生产成本高 原料奶的成本高 黑龙江省乳品工业技术开发中心由
10、科研基地和产业基地两部分组成 科研基地包括 国家乳品质量监督检验中心 全国乳品标准化中心 全国乳品工业信息中心 黑龙江省乳品培训中心 黑龙江省乳品工业研究所 产业基地包括 黑龙江省乳品设计研究院 黑龙江省乳品设备成套安装工程公司 黑龙江乳业集团总公司 第一节乳的种类及品种 一 乳牛1 黑白花乳牛也简称荷斯坦牛 因其毛色为黑白花片 故通称黑白花牛 黑白花牛是目前世界上产乳量最高 数量最多 分布最广的乳用品种 分乳用型黑白花牛和乳肉兼用型黑白花牛 1 乳用型黑白花牛 乳用型黑白花牛体格高大 结构匀称 有典型的乳用型外貌 乳用型黑白花牛产乳量为各乳牛品种之冠 一般年平均产乳量为6500 7500kg
11、 乳脂率为3 6 3 7 2 乳肉兼用型黑白花牛 毛色与乳用型黑白花牛相同 其特点是体格偏小 头宽颈粗 有较好的产肉性能 我国习惯上称为小荷兰牛 乳肉兼用型黑白花牛年产乳量一般平均为5000 6500kg 乳脂率3 8 4 1 产肉性能较好 经育肥后屠宰率可达55 60 3 中国黑白花牛 中国黑白花乳牛 ChineseB1ankandWhiteDairyCattle 又称中国荷斯坦牛 系纯种黑白花公牛与本地黄牛杂交 其后代经过长期相互交配选育而成 中国黑白花乳牛具有明显的乳用特征 毛色呈黑白花 中国黑白花乳牛平均产乳量一般为6000 7000kg 平均乳脂率为3 3 3 4 脂肪球小 宜作鲜乳
12、或制作干酪 2 娟栅牛 Jersey 以乳脂率高而闻名 平均年产乳量3000 3500kg 乳脂率高平均为5 3 是乳用品种中的高脂品种 乳脂黄色 脂肪球大 适于制造黄油 3 瑞士褐牛 BrownSwiss 为乳肉役兼用品种 产乳量为3900 5800kg 乳脂率为3 8 4 中国草原红牛被毛具光泽 多为深红色 泌乳期平均为220天 平均产乳量为1662kg 乳脂率为4 02 最高个体产乳量为4507kg 二 水牛 水牛 Bubffalo 分沼泽型和江河型两种类型 我国和东南亚一带的水牛属于沼泽型 印度的摩拉水牛 巴基斯坦的尼里一瑞菲水牛属于江河型 两种类型在体型外貌 生活习性等方面均有着明显
13、差别 三 奶用山羊 奶山羊是仅次于乳牛的主要乳畜 在世界各国历来被誉为 农家的乳牛 1 萨能奶山羊泌乳期300天 年平均产乳量为600 1200kg 高者可达3000kg 乳脂率3 3 4 4 乳蛋白3 3 乳糖3 9 干物质11 28 12 38 乳中膻味重 2 关中奶山羊产乳量一般500 600kg 乳脂率为3 6 3 8 蛋白质3 53 乳糖4 31 干物质12 8 3 崂山奶山羊泌乳期8 9个月 产乳量450 700kg 乳脂率3 5 4 0 第二节乳的基本成分及特性 影响乳牛产乳性能的因素很多 在一般情况下 主要有以下因素 品种 个体 年龄 胎次 泌乳期 挤乳技术以及饲养与营养 季节
14、 疾病等 一 乳的概念及组成 乳是哺乳动物分娩后由乳腺分泌的一种白色或微黄色的不透明液体 乳的成分十分复杂 其中至少含有上百种化学成分 主要包括水分 脂肪 蛋白质 乳糖 盐类以及维生素 酶类 气体等 水分乳固体脂肪蛋白质乳糖灰分87 6712 323 733 184 660 72 将乳干燥到恒重时所得到的残渣叫乳的干物质 牛的常乳中干物质含量为11 13 除干燥时水和随水蒸气挥发的物质以外 干物质中含有乳的全部成分 乳中干物质的含量随乳成分的百分含量而变 尤其是乳脂肪在乳中的变化比较大 因此在实际工作中常用无脂干物质作为指标 干物质实际上表明乳的营养价值 在生产中计算制品的生产率时 都需要用到
15、干物质 或无脂干物质 弗莱希曼 Fleschmann 将乳的比重 含脂率和干物质含量之间建立起关系 由此计算出干物质和无脂干物质的含量 下面是一个比较简单的计算公式 T O 25L 1 2F K式中 T 干物质 F 脂肪 L 牛乳比重计读数K 系数 根据各地情况试验求得 中国轻工业部标准规定为0 14 二 乳的化学成分及其性质 乳脂肪 乳脂肪 MilkFatorButterFat 是牛乳的主要成分之一 对牛乳风味起重要的作用 在乳中的含量一般为3 5 乳脂肪不溶于水 呈微细球状分散于乳中 形成乳浊液 1 脂肪球的构造 乳脂肪球的大小依乳牛的品种 个体 健康状况 泌乳期 饲料及挤乳情况等因素而异
16、 通常直径约为0 1 10 m 其中以0 3 m左右者居多 每毫升的牛乳中约有20 40亿个脂肪球 脂肪球的大小对乳制品加工的意义在于 脂肪球的直径越大 上浮的速度就越快 故大脂肪球含量多的牛乳 容易分离出稀奶油 稀奶油制造原理 当脂肪球的直径接近1nm时 脂肪球基本不上浮 所以 生产中可将牛乳进行均质处理 得到长时间不分层的稳定产品 乳脂肪球在显微镜下观察为圆球形或椭圆球形 表面被一层5 10nm厚的膜所覆盖 称为脂肪球膜 脂肪球膜主要由蛋白质 磷脂 甘油三酸酯 胆甾醇 维生素A 金属及一些酶类构成 同时还有盐类和少量结合水 由于脂肪球含有磷脂与蛋白质形成的脂蛋白络合物 使脂肪球能稳定地存在于乳中 磷脂是极性分子 其疏水基朝向脂肪球的中心 与甘油三酸酯结合形成膜的内层 磷脂的亲水基向外朝向乳浆 连着具有强大亲水基的蛋白质 构成了膜的外层 脂肪球膜具有保持乳浊液稳定的作用 即使脂肪球上浮分层 仍能保持着脂肪球的分散状态 在机械搅拌或化学物质作用下 脂肪球膜被破坏后 脂肪球才会互相聚结在一起 因此 可以利用这一原理生产奶油和测定乳中的含脂率 2 脂肪的化学组成乳脂肪主要是甘油三酯 98
