乳与乳制品

乳与乳制品
常乳：定义：指奶牛产犊7d后至干奶期来到之前的乳。

特点：成分与性质正常，是乳制品生产的原料。

异常乳：奶牛在泌乳期中，因生理、病理的原因以及其他因素的影响，造成牛乳成分和性质与常乳相异的称为异常乳。

异常乳分类：生理异常乳（初乳、末乳、营养不良乳）、化学性异常乳、微生物异常乳。

初乳：定义：母牛产犊后3天的乳汁，称之为牛初乳。

特点：呈黄色或红褐色，有异常的气味和苦味，粘度大，乳固体含量较高，脂肪和蛋白质特别是乳清蛋白含量多，乳糖含量少，灰分含量多。

不用作乳品大量生产的原料乳，可作特殊乳制品的加工原料。

末乳：定义：末乳是指奶牛干奶前2周所分泌的乳汁。

特点：其成分的含量除脂肪外，一般较常乳高，末乳苦而微咸。

不能作为加工原料。

乳的生成：
A选择性吸收：一部分成分来自血液，大部分来自乳腺上皮细胞中利用动物血液携带的物质（球蛋白、酶、激素、维生素、无机盐和某些药物）
B新物质合成：乳脂肪的形成、乳糖的形成、乳蛋白质的形成、无机成分的形成。

①乳脂肪的形成：一部分在乳腺组织中由葡萄糖合成，其余均由血液中的脂肪水解而成。

②乳糖的形成：乳腺细胞中生物合成产生。

最重要的前体是血液中葡萄糖。

③乳蛋白质的形成：一部分由血清蛋白质移行而来，大部分则为乳腺上皮细胞从血清吸收
的氨基酸和由葡萄糖转化的氨基酸合成而来。

乳成分：
⑴水分（87%～89%）：自由水(主要)、结合水(2%～3%)、膨胀水、结晶水
⑵干物质（11%～13%）：将乳干燥到恒重时所得到的残余物。

P20换算？
⑶乳中气体（5%～7%）：二氧化碳、氮气、氧气。

⑷乳脂肪（3%～5%）：乳脂质中乳脂肪占97%～99%
⑸类脂质：磷脂(1%)，少量的甾醇、游离脂肪酸等
⑹碳水化合物：牛乳中99.8%的碳水是乳糖，还有少量葡萄糖、果糖、半乳糖。

⑺乳蛋白质：包括酪蛋白、乳清蛋白以及少量的脂肪球膜蛋白，乳清蛋白中有对热不稳定的乳白蛋白和乳球蛋白，还有对热稳定的小分子蛋白质和胨。

⑻乳中酶类：分类：①水解酶：酯酶、蛋白酶、磷酸酶、淀粉酶、半乳糖酶、溶菌酶；
②氧化还原酶：过氧化氢酶、过氧化物酶、黄嘌呤氧化酶、醛缩酶；
③还原酶：还原酶、氧化酶等
⑼乳中维生素:几乎含有所有已知维生素，VB2尤其丰富，VD较少。

分为脂溶性维生素（A/D/E/K）和水溶性维生素（B1/B2/B6/B12/C）
⑽乳中无机物和盐类：①无机物(0.3%～1.21%):Ca、K、Na、Mg、P、Cl、S
②盐类：无机磷酸盐和有机柠檬盐，一部分以不溶性胶体状态分散于
乳中，另一部分以蛋白质状态存在
乳糖不适症：
原因：乳糖在消化器官内经乳糖酶作用而水解后才能被吸收。

随着年龄的增长，人体消化道内缺乏乳糖酶，不能分解和吸收乳糖，饮用牛乳后出现呕吐、腹胀、腹泻等不适应症。

消除方法：
①在乳品加工中利用乳糖酶，将乳中的乳糖分解为葡萄糖和半乳糖；
②利用乳酸菌将乳糖转化成乳酸，不仅可预防～，还可提高乳糖消化吸收率，改善制品口味。

乳的酸度
1.吉尔涅尔度（ºT）：取10ml牛乳，用20ml蒸馏水稀释，加入0.5%的酚酞指示剂0.5ml，以0.1mol/L溶液滴定，将所消耗的NaOH毫升数乘以10，即为中和100ml牛乳所需的0.1mol/LNaOH毫升数，每毫升为1ºT，也称1度。

2.乳酸度（乳酸%）：用乳酸量表示的酸度。

牛乳自然酸度0.15%～0.18%。

0.1mol/LNaOH0.009 (%)=
()(g)100
⨯⨯⨯
毫升数
乳酸
乳样毫升数比重供试牛乳重量
乳的密度与比重与换算：
①乳的比重（相对密度）:指乳在15℃时的重量与同容积水在15℃时的重量之比。

正常乳的比重以15℃为标准，平均为d＝1.032。

②乳的密度：指乳在20℃时的质量与同容积水在4℃时的质量之比。

正常乳的密度平均为D＝1.030。

我国乳品厂都采用这一标准。

③换算：同等温度下，乳的密度较比重小0.0019。

乳品生产过程中，在10-25℃内，温度每变化1℃，就以乳的密度相差0.002换算。

鲜乳在室温贮藏中微生物的变化（10-25℃）
①抑菌期：在新鲜的乳液中，均含有许多抗菌性物质，它们能对乳中存在的微生物具有杀菌
或抑菌作用。

因此，在一定时间内不会出现变质现象。

②乳链球菌期：鲜乳过了抑菌期后，抑菌物质减少或消失后，存在乳中的微生物即迅速繁殖，
可明显看到细菌的繁殖占绝对优势。

酸度升高，产气，出现乳液凝块。

③乳酸杆菌期：当乳酸链球菌在乳液中繁殖，乳液的PH值下降至6左右时，乳酸杆菌的活
动力逐渐增强。

出现大量凝乳块并有大量乳清析出。

④真菌期：酸度继续升高至PH值为3~3.5时，绝大多数微生物被抑制甚至死亡，仅酵母和
霉菌尚能适应高酸性的环境,并能利用乳酸及其他一些有机酸。

pH上升接近中性⑤胨化菌期：经过上述几个阶段的微生物活动后，乳液中的乳糖含量以大量被消耗，残余量
已很少，在乳中仅是蛋白质和脂肪尚有较多的量存在。

乳凝块被消化，乳液pH
提高向碱性转化，并有腐败的臭味产生。

真空浓缩的优点：①可使乳的沸点降低，在低温下沸腾可避免成分损失；
②真空浓缩热效率高而节能。

真空浓缩的原理：在21-8kPa减压条件下，采用蒸汽直接或间接法对牛乳进行加热，使其在低温条件下沸腾，乳中一部分水分气化并不断地排出。

需具备条件：①不断地供给热量②不断迅速地排除二次蒸汽③真空浓缩工艺参数控制
均质:在强力的机械作用下（16.7～20.6 MPa）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。

均质原理:均质作用是由三个因素协调作用而产生的:
①牛乳以高速度通过均质头中的窄缝对脂肪产生巨大的剪切力,使脂肪球变形、伸长和粉碎；
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，使脂肪产生非常强的爆破力；
③当脂肪球以高是冲击均质环时会产生进一步的剪切力。

均质的作用：
①降低乳脂肪的分离程度；
②脂肪球膜的组成成分发生变化：均质后，酪蛋白含量增加，磷脂含量减少；
③黏度的改进：均质后，其糙度会有所增加；
④其他方面作用：脂肪与蛋白质的吸收性有所增加，均质可减少乳中重金属味及天然油脂味。

增加成品光泽。

液态乳：是指以健康奶牛所产的生鲜牛乳为原料，添加或不添加其他营养物质，经过净化、均质、杀菌等适当的加工处理后可供消费者直接饮用的一类液态乳制品。

超高温灭菌（UHT）乳：是指以生牛（羊）乳为原料，添加或不添加复原乳，在连续流动状态下，加热到至少132℃并保持很短时间的灭菌，再经无菌灌装等工序制成的液体产品。

复原乳：以脱脂乳粉、全脂乳粉、无水奶油为原料，根据所需原料乳的化学组成，用水来配置成标准原料乳。

再制乳：指的是将乳粉、奶油等乳产品加水还原，添加或不添加其他营养成分或物质，经加工制成的与鲜乳组成特性相似的液态乳制品。

延长货架期乳（ESL乳）：是在改善杀菌工艺和提高灌装设备卫生等级基础上，生产出介于普通巴氏杀菌乳和超高温杀菌乳之间的，在冷藏条件下货架期超过15d的液态乳制品。

中性含乳饮料又称风味含乳饮料，一般以原料乳或乳粉为主要原料，然后加入水、糖、稳定剂、香精和色素等，经热处理而制得。

液态乳加工工艺区别：
①一般液态乳（热处理、均质顺序可调换）
原料奶→预处理→冷却→贮藏→净乳、分离→标准化→均质→热处理→冷却→灌装
②巴氏杀菌乳：（原料乳的预处理：净乳→冷却→贮存→标准化→均质）
原料乳的验收→缓冲缸→净乳→标准化→均质→巴氏杀菌→灌装→冷藏
③ESL乳：原料乳的验收、预处理、标准化、热处理、灌装以及贮藏销售等
④超高温灭菌乳：
原料乳→验收及预处理→超高温灭菌→无菌平衡贮槽→无菌灌装→灭菌乳
酸乳发酵剂：是指生产发酵乳制品时所用的特定微生物培养物。

发酵剂的种类：①乳酸菌纯培养物
②母发酵剂及中间发酵剂
③生产发酵剂（菌种）：混合发酵剂、单一发酵剂和补充发酵剂
发酵剂的制备
⑴发酵：
①培养基的热处理：培养基加热至90～95℃保持30～45min
②冷却至接种温度：嗜温型发酵剂20-30℃；嗜热型发酵剂42-45℃
③接种：接种菌确保发酵剂的质量稳定，接种量、培养温度和培养时间在所有阶段保持不变
④培养：培养时间一般为3～20h。

⑵冷却：当发酵剂达到预定酸度时开始冷却。

发酵剂在接着的6h内使用时冷却至10-20℃
即可。

贮存时间超过6h应冷却至5℃左右。

发酵剂活力测定：指构成发酵剂菌种的产酸能力。

①酸度测定法：在高压灭菌后的脱脂乳中加入3%的发酵剂，置于37-38℃的恒温箱中培养
3.5h，取出。

加入两滴1%酚酞指示剂，用0.1mol/LNaOH标准溶液滴定，测定其乳酸度。

乳酸度达到0.8%以上表示活力良好。

②刃天青还原试验：于9ml脱脂乳中加入1ml发酵剂和1ml0.005%刃天青溶液，在36-37℃恒温箱中培养35min以上，如完全褪色则表示活力良好。

凝固型酸乳&搅拌型酸乳异同：
①成品组织状态：
凝固型酸乳：成品呈凝乳状态。

在发酵过程以及运送、冷却、贮藏过程中不得受剧烈震动。

搅拌型酸乳：发酵后的凝乳已在灌装前和灌装过程中搅碎而成粘稠状组织状态。

产品有一定黏度，呈流动状态。

②生产工艺：
搅拌型酸乳和凝固型酸乳的生产从原料乳的预处理到冷却及培养，工艺是一样的，可以共用生产线。

两者加工工艺的最大不同在于搅拌型酸乳是先经过发酵在进行搅拌后灌装，而凝固宁酸乳是先经灌装后再进行发酵
原料乳→净化→标准化→均质（15-20MPa，55-65℃）→杀菌（90-95℃，5-10min）→冷却
↗包装→发酵→冷却→凝固型酸乳
至接种温度→接种发酵剂→发酵→搅拌→冷却→包装→搅拌型酸乳
常见发酵剂菌种：
①保加利亚乳杆菌；②嗜热链球菌；③双歧杆菌；④嗜酸乳杆菌；⑤干酪乳杆菌；
加糖炼乳的缺陷及防止方法
(一)变稠
⑴细菌性变稠
防止方法：①加强各生产工序的卫生管理，将设备彻底清洗、消毒，避免微生物污染
②采用80℃、10~15min的杀菌方法；
③保持一定的蔗糖浓度，防止甜炼乳中细菌生长，最适蔗糖比62.5~64%；
④贮藏于10℃以下。

⑵理化性变稠：
防止：①预热温度控制在110-120℃。

②浓缩最好采用双效以上的连续蒸发器。

③加入高渗的非电解质物质、提高蔗糖含量、改变加糖方法（越早越稠）。

④添加磷酸盐、柠檬酸盐或通过离子交换树脂减少钙镁离子含量。

⑤良好的产品能在10℃以下储存4个月。

⑥酸度稍高时可用碱中和。

⑦尽量避免脱脂炼乳。

(二)块状物质形成
控制措施：①加强卫生管理，避免霉菌的二次污染；
②装罐要满；尽量减少顶隙；
③采用真空冷却结晶和真空封罐等技术措施，排除炼乳中气泡，营造不利于
霉菌生长繁殖的环境；
④储藏温度应保持在15℃以下并倒置储藏。

(三)胀罐
⑴物理性胀罐防止：应在装罐和贮藏时控制适当的温度以避免此类现象的发生。

⑵化学性胀罐防止：使用符合标准的空罐，并注意控制乳的酸度。

⑶微生物性胀罐
防止：①设计乳品车间时，设备管道的布置应紧凑，便于拆洗和消毒；
②应加强各生产工序的就地清洗工作，尤其是浓缩罐与结晶缸的清洗，盛装的
容器要严格消毒灭菌；
③装罐要满，减少顶隙和气泡，创造不利于好气性微生物生长、增值的条件；
④对环境消毒可采取紫外线与乳酸蒸熏相结合的方法。

(四)砂状结构（超过10μm）
防止：①选用超细微粉碎机，保证研磨时间或次数，磨后晶种需检验。

②保证晶种量，粉筛不可过细，晶种要过秤。

③降低加晶种时的温度
④降低冷却水温，加快冷却速度
⑤采用真空冷却结晶器结晶
(五)柠檬酸钙沉淀
防止：添加柠檬酸钙粉剂，特别是添加柠檬酸钙胶体作为诱导结晶的晶种
(六)褐变
防止：①避免高温长时间热处理；
②使用优质牛乳和蔗糖；
③成品尽可能在小于10℃的低温贮藏）
(七)糖沉淀防止：控制乳糖结晶在10μm以下，炼乳保持正常黏度。

(八)脂肪分离
防止：①控制好粘度，采用合适的预热条件，使炼乳的初粘度不要过低；
②浓缩特别是末期时间不应过长，浓缩温度不要过高，
采用双效降模式真空浓缩装置；
③采用均质处理，并经过加热将乳中的酯酶完全破坏。

(九)酸败臭及其它异味
防止：①加强饲料或奶畜饲养的管理；
②加强乳品车间的卫生管理；
③使用不锈钢设备并注意平时的清洗消毒
甜炼乳是在新鲜牛乳中加入约16%的蔗糖，并浓缩至原体积40%左右的一种浓缩乳制品。

成品中含有40%~45%的蔗糖。

由于添加蔗糖增大渗透压，抑制微生物的繁殖而增加保质期。

淡炼乳是指标准化的原料乳中不加糖，直接预热杀菌后经浓缩、使体积达到原体积的40%，再经均质、灭菌灯加工处理而制成的产品。

缺乏糖的防腐作用，封罐后要再一次加热灭菌。

喷雾干燥原理
在喷雾干燥过程中，通过正位移泵将浓缩后的浓乳送到干燥室顶部的雾化器雾化为细小的液
奶油的种类
⑴按制作方法及脂肪含量分类：
稀奶油、奶油（甜性奶油、酸性奶油）、无水奶油（重制奶油、脱水奶油）
⑵按加盐与否：无盐、加盐和特殊加批的奶油
⑶按脂肪含量：奶油、无水奶油（黄油）、⑶植物油替代乳脂肪的人造奶油
⑷除以上，还有花色奶油、发泡奶油、搅打奶油，还有我国少数民族地区特质的“奶皮子”、“乳扇”等独特品种
奶油的生产工艺流程
⑴原料乳的选择：原料乳的预处理：①冷藏；②乳脂分离及标准化
⑵稀奶油的处理：
①稀奶油的中和：调节PH、校正碘值②真空脱气；③杀菌及冷却；④稀奶油的物理成熟⑶奶油的制取
①搅拌：注意稀奶油脂肪含量、物理成熟程度、搅拌初温、稀奶油添加量、搅拌转速
②洗涤；③压炼
干酪的种类
国际上通常把干酪拓展为：天然干酪、融化干酪和干酪食品
天然干酪按发酵成熟与否分为：新鲜干酪和成熟干酪
国际乳品联合会按水含量分类：硬质、半硬质、软质和再制干酪。

按硬度与成熟特征分类：①天然干酪：软质、半硬质、硬质、特硬干酪；②再制干酪；
干酪的营养价值
①干酪中主要成分为蛋白质和脂肪，相当于将原料乳中的蛋白质和脂肪浓缩10倍。

②干酪中的蛋白质经过发酵成熟后，形成胨、肽、氨基酸等可溶性物质，极易消化吸收。

③干酪中蛋白质的消化率为96-98%
④干酪中所含的钙、磷等无机成分，除了能满足人体营养需要外，还具有重要的生理功能
⑤干酪中的维生素类主要是VA，其次是胡萝卜素、B族维生素如尼克酸等。

⑥干酪的生物学价值极高，食用方便，是公认的营养和功能性保健食品。

天然干酪一般加工过程
原料乳→验收→预处理→杀菌(63℃，30min)→冷却→加发酵剂→加氯化钙→加凝乳酶→凝乳→切割→搅拌→加热→保温→第一次排出乳清→静置→第二次排出乳清→堆酿→粉碎→加盐→装模→压榨→包装→成熟→出库
冰淇淋的种类：牛奶冰淇淋、果味冰淇淋。

冰淇淋的老化：是将混合原料在2~4℃的低温下冷藏一定时间，称为“成熟”或“老化”。

老化参数：在2-4℃时进行老化需要延续4h；而在0-1℃则约2h即可；高于6℃时即使延长老化时间也得不到良好效果。

有时，老化可分两个阶段进行，将混合原料在冷却缸中冷却至15-18℃，并在此温度下保持2-3h，此时混合原料中明胶溶胀比在低温下更充分，然后混合原料冷却至2-3℃保持3-4h，这样混合原料黏度可大大提高，并能缩短老化时间，还能使明胶的耗用减少20-30%
冰淇淋老化的作用：使蛋白质、脂肪凝结物和稳定剂等物料充分地溶胀水化，提高粘度，以利于凝冻膨胀时提高膨胀率，改善冰淇淋的组织结构状态。

老化时间为2～24h，时间长短与温度有关。

①干物料的完全水合作用②脂肪的结晶③脂肪球表面蛋白质的解吸
冰淇淋的凝冻：是冰淇淋制造中的一个重要工序，它是将混合原料在强制搅拌下进行冷冻，这样可使空气呈极微小的气泡状态均匀分布于混合原料中，而使水分中有一部分（20%～40%）呈微细的冰结晶。

冰淇淋凝冻的目的：
①使混合料更加均匀；②使冰淇淋组织更加细腻；
③使冰淇淋获得适当的膨胀率；④使冰淇淋稳定性提高
凝冻参数：①凝冻是在-2～-6℃的低温下进行的，料液中水分会结冰，但由于搅拌作用，水分只能形成4-10μm的均匀小结晶，而使冰淇淋的组织细腻、口感润滑。

②混合原料在凝冻过程中温度每降低1℃，其硬化所需的持续时间就可缩短10%-20%，但凝冻温度不得低于-6℃
硬化为了保证冰淇淋的质量以及便于销售与贮藏运输，已凝冻的冰淇淋在分装和包装后，必须进行一定时间的低温冷冻的过程，以固定冰淇淋的组织状态，并完成在冰淇淋中形成极细小的冰结晶的过程，使其组织保持一定的松软度，这称为冰淇淋的硬化。

硬化的目的：①保持预定的形态；②提高产品质量；③便于运输和销售
硬化参数：①包装好的冰淇淋要放入-40℃～-30℃的鼓风冷冻装置中，使剩余的水分被冻结。

②低于-25℃，冰淇淋处于没有冰晶生长的稳定期，超过这个温度，冰晶就可能生长，其生长率取决于贮藏温度。

③硬化后送入温度为-25℃、相对湿度为85%-90%的冷藏室中贮藏。

在此温度下，冰淇淋中约90%的水被冻结成冰晶，余下10%的水溶解糖和盐以无定形状态存在
④冰淇淋的贮藏时间为3-9个月
④冰淇淋贮藏于-30℃～-25℃下，有良好的稳定性。

温度为-20℃时，贮藏室的温度升高5℃将引起7%的冷冻水融化。

室温为-30℃时，同样地升高5℃引起的冷东冰融化还不到2%。

乳脂肪标准化是通过添加稀奶油或脱脂乳进行调整以达到最终产品的脂肪含量要求，如将全脂乳与脱脂乳混合，将稀奶油与全脂乳混合，将稀奶油和脱脂乳混合以及将脱脂乳和无水奶油混合等。

炼乳标准化是调整原料中脂肪与非脂肪干物质的比值，使其符合成品中相应的比值要求。

在脂肪不足时要添加稀奶油，脂肪过高时要添加脱脂乳或用分离机出去一部分稀奶油。

乳脂肪标准化的计算
W A 40%
W C-W B(3.15%-0.05%)
W B W A-W C(40%-3.15%)
W A=稀奶油脂肪的质量分数=40% ；W B=脱脂乳脂肪的质量分数=0.05%
W C=最终产品脂肪的质量分数=3.15% ；m=最终产品的质量（Kg）
W C-W B=3.1% ；W A-W C=36.85%
所以，稀奶油的需要量为[m*(m C-m B)] / [(m C-m B)+(m A-m C)]
脱脂乳的需要量为[m*(m A-m C)] / [(m C-m B)+(m A-m C)]
甜炼乳标准化的方法及计算
（1）脱脂乳及稀奶油中非脂乳固体的计算
①脱脂乳中SNF1的计算：SNF1=全脂乳中的SNF/(100-全脂乳中的F)*100%
②稀奶油中SNF2的计算：SNF1=（100-稀奶油中的F2）/100*脱脂乳中SNF1*100%
（2）含脂率不足时标准化（稀奶油添加）的计算：C=[(SNF*R)-F]/[F2-(SNF2*R)]*M
（3）含脂率过高时标准化的计算：C=(F/R-SNF)/(SNF1-F1/R)*M
以上各式中：C---需添加稀奶油量,kg；M---原料乳量，kg；F---原料乳的含脂率，%；
F1----脱脂乳的脂肪含量，%；F2----稀奶油的含脂率，%；
R---成品中脂肪与非脂肪固体比值；SNF----原料乳的非脂肪固体，%；
SNF1----原料乳所得脱脂乳的非脂乳固体，%；SNF2----原料乳所得稀奶油的非脂乳固体，%。

甜炼乳加糖量的计算：加糖量一般用蔗糖比表示
①第一步先算出蔗糖比：（甜炼乳中所加的蔗糖与水和蔗糖之和的比值就是蔗糖比。

）
例：总乳固体为28%，蔗糖为45%的炼乳，其蔗糖比是多少？
蔗糖比=蔗糖/（水分+蔗糖）*100% 或蔗糖比=蔗糖/（100-总乳固体）*100%，
即蔗糖比=45/（100-28）*100%=62.5%
②第二步根据所要求的蔗糖比计算出炼乳中的蔗糖含量。

炼乳的蔗糖含量=（100-总乳固体）*蔗糖比/100=(100-28)*62.5%/100=45%
③第三步根据浓缩比计算加糖量：（浓缩比指炼乳与原料中总乳固体含量的比值。

）
浓缩比=炼乳中总乳固体（%）/原料乳的总乳固体（%）
应添加的蔗糖量=炼乳中的蔗糖（%）/浓缩比
例：以含脂率3.16%,无脂干物质7.88%的原料乳，生产总乳干物质为28%（其中脂肪8%，无脂干物质20%）的炼乳时，每100kg原料乳应添加蔗糖多少千克？
解：浓缩比=28/（3.16+7.88）=2.54:1或浓缩比=20/7.88=2.54:1
设炼乳中的蔗糖含量为45%，则：应添加的蔗糖量=45/2.54=17.72(kg)。