第三章 乳制品的常规加工处理第一节 乳的分离一、乳分离目的、原理及方法1 1、乳分离的目的、乳分离的目的• • 在乳制品生产中主要采用在乳制品生产中主要采用离心离心的方法对乳进行的方法对乳进行 分离，其目的是：分离，其目的是：①①得到稀奶油（得到稀奶油（creamcream），制作奶油（），制作奶油（butterbutter）②②去除乳中杂质和体细胞去除乳中杂质和体细胞2、乳分离的原理• • 乳的分离主要利用乳脂肪、非脂乳固体、杂质乳的分离主要利用乳脂肪、非脂乳固体、杂质 密度的不同，用重力或离心力作用使其分离密度的不同，用重力或离心力作用使其分离• • 一般牛乳脂肪的密度为一般牛乳脂肪的密度为0.930.93，脱脂乳的相对密度，脱脂乳的相对密度 为为1.0431.043，牛乳在静置时由于重力作用，脂肪球，牛乳在静置时由于重力作用，脂肪球 会上浮，上层主要是脂肪，中层为脱脂乳，下会上浮，上层主要是脂肪，中层为脱脂乳，下 层为固体杂质层为固体杂质• • 乳经分离后，上层为乳经分离后，上层为稀奶油（稀奶油（creamcream）），主要成，主要成 分是脂肪，可直接食用，也可用于加工奶油、分是脂肪，可直接食用，也可用于加工奶油、 冰淇淋。
下层为冰淇淋下层为脱脂乳（脱脂乳（skimskim）），可用于生产，可用于生产 脱脂乳粉、干酪素、酸乳等脱脂乳粉、干酪素、酸乳等3、乳的分离方法（（1 1）静置法）静置法• • 没有分离机之前，采用将牛乳倒入深罐中，静没有分离机之前，采用将牛乳倒入深罐中，静 置于低温的地方置于低温的地方24-36h24-36h，使乳分离成表面含脂，使乳分离成表面含脂 率率15-20%15-20%的稀奶油但分离时间长，脂肪分的稀奶油但分离时间长，脂肪分离不彻底，损失较大离不彻底，损失较大2 2）离心法）离心法• • 采用牛乳分离机，利用离心力使乳中的脂肪与采用牛乳分离机，利用离心力使乳中的脂肪与 蛋白质分离蛋白质分离4、影响牛乳分离的因素• •v=Rωv=Rω2 2(ρ(ρp p-ρ-ρf f)d)d2 2/18η/18ηp p①① 分离机转数：转数越高，奋力效果越好，但由分离机转数：转数越高，奋力效果越好，但由 于制造工艺的原因，一般于制造工艺的原因，一般4000-6000rpm4000-6000rpm ②② 牛乳温度：温度主要是对乳黏度的影响，降低牛乳温度：温度主要是对乳黏度的影响，降低 黏度有利于分离，另外，温度提高使乳的相对黏度有利于分离，另外，温度提高使乳的相对 密度降低，脂肪与脱脂乳比较密度降低较大，密度降低，脂肪与脱脂乳比较密度降低较大， 因此使密度差变大，利于分离。
因此使密度差变大，利于分离 ③③ 乳中杂质的含量：杂质含量高时，分离机内壁乳中杂质的含量：杂质含量高时，分离机内壁 容易污染堵塞，使分离机有效半径降低容易污染堵塞，使分离机有效半径降低 ④④ 脂肪球直径：脂肪球越大，越容易分离脂肪球直径：脂肪球越大，越容易分离 ⑤⑤ 乳的流量：乳的流量小，乳在分离机内停留时乳的流量：乳的流量小，乳在分离机内停留时 间长，分离效果好，但生产效率低间长，分离效果好，但生产效率低二、离心除菌• • 细菌特别是细菌特别是芽孢芽孢可以通过专门设计的离心机即可以通过专门设计的离心机即 除菌机，在除菌机，在高离心力和高温高离心力和高温下分离除去下分离除去• • 在在7373℃℃左右时，处理两次会使菌数减少三个数左右时，处理两次会使菌数减少三个数量级，得到芽孢数量很少的乳，但有少部分乳量级，得到芽孢数量很少的乳，但有少部分乳 固体进入杂质中，为了降低费用，对排除的杂固体进入杂质中，为了降低费用，对排除的杂 质经常采用杀菌再加入到乳中该除菌机已被质经常采用杀菌再加入到乳中该除菌机已被 用来减少干酪原料乳中丁酸梭状芽孢杆菌的芽用来减少干酪原料乳中丁酸梭状芽孢杆菌的芽 孢数量，建议这种方法也用于清除孢数量，建议这种方法也用于清除UHTUHT奶巴氏奶巴氏杀菌乳及饮料中的蜡样芽孢杆菌的芽孢。
杀菌乳及饮料中的蜡样芽孢杆菌的芽孢第二节 乳的标准化• • 原料乳中脂肪与无脂干物质的含量随乳牛品种原料乳中脂肪与无脂干物质的含量随乳牛品种 、地区、季节和饲养管理等因素不同而有较大、地区、季节和饲养管理等因素不同而有较大 的差别• • 因此，必须调整原料乳中脂肪和无脂干物质之因此，必须调整原料乳中脂肪和无脂干物质之 间的比例关系，使其符合制品的要求一般把间的比例关系，使其符合制品的要求一般把 该过程称为该过程称为原料乳标准化原料乳标准化• • 如果原料乳中脂肪含量不足时，应添加稀奶油如果原料乳中脂肪含量不足时，应添加稀奶油 或分离一部分脱脂乳，当原料乳中脂肪含量过或分离一部分脱脂乳，当原料乳中脂肪含量过 高时高时, ,则可添加脱脂乳或提取一部分稀奶油则可添加脱脂乳或提取一部分稀奶油一、标准化的原理• • 乳制品中脂肪与无脂干物质间的比值取决于乳制品中脂肪与无脂干物质间的比值取决于 标准化后乳中脂肪与无脂干物质之间的比值标准化后乳中脂肪与无脂干物质之间的比值，而标准化后乳中的脂肪与无脂干物质之间，而标准化后乳中的脂肪与无脂干物质之间 的比值取决于原料乳中脂肪与无脂干物质之的比值取决于原料乳中脂肪与无脂干物质之 间的比例。
间的比例• • 若原料乳中脂肪与无脂干物质之间的比值不若原料乳中脂肪与无脂干物质之间的比值不 符合要求，则对其进行调整，使其比值符合符合要求，则对其进行调整，使其比值符合 要求二、标准化方法• • 若设：若设：F—F—原料乳中的含脂率原料乳中的含脂率(%)(%)；；SNF—SNF—原料乳中无脂干物质含量原料乳中无脂干物质含量(%)(%)；；F F1 1——标准化后乳中的含脂率标准化后乳中的含脂率(%)(%)；；SNFSNF1 1——标准化后乳中无脂干物质含量标准化后乳中无脂干物质含量(%)(%)；；F F2 2——乳制品中的含脂率乳制品中的含脂率(%)(%)；； SNFSNF2 2——乳制品中无脂干物质含量乳制品中无脂干物质含量(%)(%)• • 则：则：F F1 1/SNF/SNF1 1=F=F2 2/SNF/SNF2 2=R=R• • 在生产上通常用比较简便的皮尔逊法进行计在生产上通常用比较简便的皮尔逊法进行计 算算, ,其原理是设原料中的含脂率为其原理是设原料中的含脂率为p%p%，脱脂乳，脱脂乳 或稀奶油的含脂率为或稀奶油的含脂率为q%q%，按比例混合后乳，按比例混合后乳( (标标 准化乳准化乳) )的含脂率为的含脂率为r r％，原料乳的数量为％，原料乳的数量为X X，， 脱脂乳或稀奶油量脱脂乳或稀奶油量Y Y时，原料乳和稀奶油时，原料乳和稀奶油( (或或 脱脂乳脱脂乳) )的脂肪总量等于混合乳的脂肪总量，的脂肪总量等于混合乳的脂肪总量，对脂肪进行物料衡算，则形成下列关系式：对脂肪进行物料衡算，则形成下列关系式：pX+qY=r(X+Y)pX+qY=r(X+Y)则则X(p-r)=Y(r-q)X(p-r)=Y(r-q)，或，或X/Y=X/Y=（（r-qr-q））/ /（（p-rp-r））qrp>r时，添加脱脂乳时，添加脱脂乳q>rq>r，，prp>r，需添加脱脂乳，需添加脱脂乳X=1000X=1000，，q=0.2%q=0.2%X/Y= X/Y=（（r-qr-q））/ /（（p-rp-r）代入数据：）代入数据：1000/Y=1000/Y=（（3.2-0.23.2-0.2））/ /（（3.5-3.23.5-3.2））Y=100kgY=100kg，需添加脱脂乳，需添加脱脂乳100kg100kg第三节 乳的均质一、均质的目的• • 防止脂肪上浮或其它成分沉淀而造成的分层。
防止脂肪上浮或其它成分沉淀而造成的分层 为了做到这一点，脂肪球的大小应被大幅度地为了做到这一点，脂肪球的大小应被大幅度地 降低到降低到1μm1μm均质能减少酪蛋白在酸性条件下均质能减少酪蛋白在酸性条件下 的凝胶沉淀的凝胶沉淀 • • 提高微粒聚集物的稳定性，通过均质脂肪球的提高微粒聚集物的稳定性，通过均质脂肪球的 直径减小使表面积增大增加了脂肪球的稳定性直径减小使表面积增大增加了脂肪球的稳定性 此外，微粒聚沉尤其在稀奶油层中易发生，此外，微粒聚沉尤其在稀奶油层中易发生， 经均质过的制品中形成的微粒聚沉非常缓慢经均质过的制品中形成的微粒聚沉非常缓慢 • • 获得要求的流变性质：均质后酸化的乳（如酸获得要求的流变性质：均质后酸化的乳（如酸 奶）比未被均质的酸化乳的粘度要高这是由奶）比未被均质的酸化乳的粘度要高这是由 于被酪蛋白覆盖的脂肪球参与酪蛋白胶束的凝于被酪蛋白覆盖的脂肪球参与酪蛋白胶束的凝 聚二、均质的原理• • 均质作用主要由均质机完成均质作用主要由均质机完成• • 均质机是由一个高压泵和均质阀组成操作均质机是由一个高压泵和均质阀组成操作原理是在一个适合的均质压力下，料液通过原理是在一个适合的均质压力下，料液通过窄小的均质伐阀而获得很高的速度，这导致窄小的均质伐阀而获得很高的速度，这导致了剧烈的湍流，形成的小涡流中产生了较高了剧烈的湍流，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。
多颗粒，尤其是液滴均质前原料均质后产品 均质后产品三、均质团现象• • 稀奶油的均质通常引起粘度增加，在显微镜稀奶油的均质通常引起粘度增加，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，含有大约球聚集物，含有大约1010５５个脂肪球而非单一个脂肪球而非单一的脂肪球，即的脂肪球，即均质团均质团• • 因为均质团间隙含有液体使稀奶油中颗粒的因为均质团间隙含有液体使稀奶油中颗粒的 有效体积增加，因此增加了它的粘度有效体积增加，因此增加了它的粘度均质团成因及影响因素• • 在均质过程中当部分裸露的脂肪球与其它已在均质过程中当部分裸露的脂肪球与其它已 经覆有酪蛋白胶束的脂肪球相碰时，这种酪经覆有酪蛋白胶束的脂肪球相碰时，这种酪 蛋白胶束也能够附着在裸露的脂肪球表面蛋白胶束也能够附着在裸露的脂肪球表面 因此两个脂肪球由酪蛋白胶束这个因此两个脂肪球由酪蛋白胶束这个“ “桥桥” ”连接连接 着，从而形成均质团，该团块会很快被随后着，从而形成均质团，该团块会很快被随后 的湍流旋涡打散的湍流旋涡打散• • 然而，如果蛋白质太少以至于不能完全覆盖然而，如果蛋白质太少以至于不能完全覆盖 在新形成的脂肪表面，部分裸核脂肪球恰好在新形成的脂肪表面，部分裸核脂肪球恰好 在均质机的阀缝之外会形成均质团，在那动在均质机的阀缝之外会形成均质团，在那动 力太小以致不能再次打破。
力太小以致不能再次打破均质团成因及影响因素• • 高脂肪含量、低蛋白含量、高均质压力及表高脂肪含量、低蛋白含量、高均质压力及表 面蛋白相对过剩，均质温度低（酪蛋白胶束面蛋白相对过剩，均质温度低（酪蛋白胶束 扩散慢），强烈预热（几乎没有乳清蛋白吸扩散慢），强烈预热（几乎没有乳清蛋白吸 附）等促进了均质团的形成附）等促进了均质团的形成• • 在实际操作中，当稀奶油含量小于在实际操作中，当稀奶油含量小于9%9%时，均时，均 质团块不产生；在含有高于质团块不产生；在含有高于18%18%脂肪的稀奶脂肪的稀奶 油通常产生均质团；在脂肪含量油通常产生均质团；在脂肪含量9%9%～～18%18%范范围内的，产生的团块主要与均质压力和温度围内的，产生的团块主要与均质压力和温度 有关四、影响均质效果的因素1 1、压力、压力——14-21Mpa——14-21Mpa• • 压力越大，脂肪球直径越小，但压力过大，压力越大，脂肪球直径越小，但压力过大， 会降低酪蛋白的热稳定性，对高温灭菌不利会降低酪蛋白的热稳定性。