2021-2022年收藏的精品资料乳制品加工工艺学内容要点.doc

乳的基本知识二概念1. 常乳(原料乳) n 产犊一周后至干奶期开始之前两周内所产的乳。2. 异常乳n 在泌乳期中，由于生理、病例或其他因素的影响，乳的成分与性质发生变化。o 生理异常乳n 初乳o 产犊后一周之内所分泌的乳n 末乳o 也称老乳，干奶期前两周所产的乳o 化学异常乳n 酒精阳性乳：与同体积的酒精（68-72%）混合，酪蛋白出现凝固现象。n 风味异常乳n 低成分乳o 病理异常乳n 乳房炎乳：由于外伤或者细菌感染，使乳房发生炎症，分泌的乳的成分和性质都发生变化o 特征：氯含量，乳糖含量（氯糖值）；球蛋白含量，酪蛋白含量，非脂乳固体；细菌、白血球和上皮细胞；pH 三、牛乳的组成o 水分：87.5-88.5%o 气体 5-8ml/100 mlo 总乳固体：包括n 脂质 2.8-4.0% (3.4%)n 蛋白质 2.8-4.0% (3.2%)n 碳水化合物 4.6-4.9% (4.6%)n 其他牛乳中 水分/乳固体=7：1o 乳是一种复杂的具有胶体特性的生物学分散体系1. 水分n 结合水：约占2-3%，以氢键和蛋白质的亲水基或和乳糖及某些盐类结合存在。n 结晶水：存在于结晶化合物中，当生产奶粉、炼乳以及乳糖等产品，乳糖含有一分子的结晶水。n 膨胀水：存在胶粒结构的亲水胶体内。n 自由水：浓缩及喷粉时易除去的水。2. 乳蛋白质n 蛋白质占乳中含氮化合物的95%2.1. 酪蛋白（ casein ）n 定义o 牛乳含氮物中，在pH4.6沉淀的部分n 分类o a-casein：钙不溶性（as1as5）和钙可溶性（ k-和 l-casein）o b-casein：A1，A2，A3，B，C，D等o g -caseino d-casein：不受凝乳酶的凝固作用，故凝固后留存在乳清中n 酪蛋白的物理特性n 结合蛋白，典型的含磷蛋白质（P，0.8%)n 白色无味，形成乳白色乳状的主要成分n 相对密度1.25-1.31，不溶于水，不溶于酒精等有机溶剂，可溶于碱n 在蛋白酶的作用下分解n 热稳定性高（热凝固大于140/30min）n 属于两性电解质NH3+RCOO-n 以酪蛋白酸钙-磷酸钙胶体颗粒形式存在于乳中o 球状直径30-300 nm，以80-120 nm居多数，数量5-15×1012个/ml牛乳o 胶粒所以能保持相对稳定的胶体悬浊液状态，与k-酪蛋白的胶体保护作用分不开酪蛋白的化学特性o 酸凝固特性n 普通牛乳pH值大约6.6,以酪蛋白酸钙的形式存在于乳中n 等电点（ pH4.6 ）沉淀的酪蛋白不含钙，但在pH5.2-5.3时酪蛋白就开始沉淀，钙尚未除去，因此加酸要充足o 金属离子凝固特性o 由于乳汁中钙和磷呈平衡状态存在，酪蛋白颗粒具有一定的稳定性，当加入氯化钙（0.01mol/L）时，破坏平衡状态，加热时发生凝固。o 酪蛋白对离子的敏感程度：钠、钾离子钙、镁离子铝离子。o 磷酸盐或柠檬酸盐（钠、钾）能与钙、镁形成未解离的络合物，降低钙、镁离子的有效浓度；同时释放钠、钾离子引起胶粒水合作用促进分散。o 酶凝固特性n 常用的酶 ：皱胃酶，胃蛋白酶，微生物凝乳酶，木瓜蛋白酶n 机理 o a s-酪蛋白、-酪蛋白和k -酪蛋白，前两者易受Ca2+影响形成沉淀，而后者不仅稳定，而且还具有抑制前者沉淀的作用 o 首先将k -酪蛋白分解为副k -酪蛋白；其次副k -酪蛋白及as-酪蛋白和-酪蛋白通过形成钙桥而凝固。2.2. 乳清蛋白n 定义：在pH4.6时，仍分散在乳清中的蛋白质n 其粒子水合能力强，具高度分散性，在乳中呈典型的高分子溶液，甚至在等电点时仍保持分散状态o 乳清蛋白特性n 不耐热，在生产要尽量加以保护n 在碱性条件下加热，发生氨基酸缩合反应，产物对人体肾脏有害n 在酸性条件下加热，溶解度较好，在含乳饮料中呈稳定状态（用脱盐乳清粉来配制酸性含乳饮料）3. 乳脂肪n 乳中脂肪组成o 乳脂肪甘油三酸酯类，占97-99%o 磷脂类，0.2%1.0%o 甾醇类，0.25%0.4%o 脂溶性维生素类n 乳脂肪以脂肪球的状态存在于乳浊液中，对牛乳风味起重要的作用，直径范围0.1-10 mm,平均直径3-5 mmn 乳脂肪的组成特点n 乳脂肪中含有20种左右的脂肪酸n 含低级（碳14个以下）挥发性脂肪酸达14%，其中水溶性挥发性脂肪酸达8.5%，其他油脂不足1%n 奶油熔点低，25-38，在口腔中可融化，质体较柔软n 乳中不饱和脂肪酸的复合体是由亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸所组成，为必需脂肪酸n 乳脂肪的化学特性n 易氧化o 脂肪与氧、光线、金属接触时，氧化产生哈败；工艺上，避免使用铜、铁设备和容器，应使用不锈钢设备n 易水解o 含低级脂肪酸比较多，即使稍微水解也会产生带刺激性的酸败味o 水解起因于乳本身的解脂酶和外界污染的微生物酶n 乳脂肪球膜的构造n 组成：蛋白质、磷脂、高熔点甘油三酸酯、甾醇、维生素、金属、酶类以及结合水n 骨架是卵磷脂-蛋白质络合物n 磷脂层疏水基向脂肪球中心，并吸附高熔点甘油三酸酯形成膜最内层n 磷脂层夹着甾醇和维生素；n 磷脂层亲水基向外乳浆，结合蛋白质形成膜的外层，并结合水分子构成油水两相过渡。n 脂肪球的大小对乳制品加工的意义n 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。n 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。4. 乳糖n 乳糖占乳中碳水化合物总量的99.8%以上，在牛乳中约含4.5%，占干物质的38-39%n 是一种从乳腺分泌的特有的化合物，其他动植物组织中不含乳糖，是一种还原性双糖o a-含水乳糖o a-无水乳糖o b-无水乳糖n 乳糖三种溶解度n 最初溶解度： a-乳糖的溶解度n 最终溶解度： a- ，b-的比例达到平衡n 超溶解度：将乳糖饱和溶液冷却达过饱和状态， 继续冷却，a-无水乳糖结晶析出，a-和b-平衡被破坏， b-向a-转化，并再次析出a-无水乳糖结晶至平衡。n 乳糖不耐n 乳糖被摄取后在胃中不消化，在小肠黏膜上皮细胞中的乳糖酶作用下被分解o 如果乳糖被直接注射于血管或皮下，则从尿中排出o 乳糖的消化力下降，导致腹胀、呕吐等乳糖不适症。5. 酶类n 来源o 乳腺，原生酶o 污染微生物的代谢产物n 蛋白酶n 种类o 非细菌性（固有）蛋白酶o 细菌性蛋白酶（主体）n 特性o 最适pH 8（细菌性腐败环境）o 80 ，10min失活乳酸菌分泌的蛋白酶，在干酪成熟中起主要作用n 脂酶（脂肪水解酶，而非脂肪氧化酶）n 种类o 吸附在脂肪球膜间的膜脂酶（末乳和乳粉炎症乳）o 残存在于脱脂乳中与酪蛋白相结合的乳浆脂酶n 特性o 最适pH9.0-9.2，最适稳定37o 灭活温度>80。n 加工处理o 由于均质破坏脂肪球膜而增加了脂酶与乳脂肪的接触面，促进水解，故均质后应及时杀菌o 制造稀奶油时，灭酶杀菌温度在80-85 以上，防止脂酶分解脂肪产生游离脂肪酸导致苦味和哈败o 磷酸酶n 种类o 主要为碱性磷酸酶，吸附于脂肪球膜处o 少量酸性磷酸酶， 存在于乳清中n 碱性磷酸酶特性o 最适pH值为7.67.8o 63,30min或71-75,15-30s加热后钝（可用于检验低温巴氏杀菌法处理的消毒牛乳的杀菌程度是否完全）o 过氧化氢酶n 来自白血球的细胞成分，特别在初乳和乳房炎乳中含量较多n 可判定牛乳是否为乳房炎乳或其它异常乳n 经65/30min加热，过氧化氢酶的95会钝化；经75,20min加热，则100钝化n 过氧化物酶n 主要来自于白血球的细胞成分，是乳中固有的酶，其数量与细菌无关，n 促使过氧化氢氧化乳中的多元酚、芳香胺及某些化合物n 特性n 最适温度为25n 最适pH值是6.8n 钝化温度和时间大约为76/20min、77-78/5min、85/10s测定过氧化物酶的活性可以判断牛乳是否经过热处理或判断热处理的程度o 还原酶n 乳中的微生物的代谢产物n 还原酶能使甲基蓝还原为无色。乳中的还原酶的量与微生物的污染程度成正相关，故可通过测定还原酶的活力来判断乳的新鲜程度。6.维生素n 牛乳含有几乎所有已知的维生素。o 脂溶性维生素A、D、E、K等干酪，奶油o 水溶性的维生素B1、B2、B6、B12、C等乳清，脱脂乳n 部分来自饲料中的维生素，如维生素E；有的要靠乳牛自身合成，如B族维生素7. 无机物o 亦称为矿物质，是指除碳、氢、氧、氮以外的各种无机元素，主要有磷、钙、镁、氯、钠、硫、钾、及微量元素等。o 含量为0.35-1.21%，平均为0.7%左右o 无机物存在形式o 钠的大部分是以氯化物、磷酸盐和柠檬酸盐的离子状态存在。o 钙、镁与酪蛋白、磷酸和柠檬酸结合，一部分呈胶体状态，另一部分呈溶解状态。o 磷是乳中磷蛋白和磷脂的成分。o 存在意义o 钙、磷等成分在营养上有重要意义o 盐类的构成及其状态对乳的物理化学性质有很大影响，加工时，盐类的平衡成为重要问题o 乳中某些金属尤其是铜和铁促进贮藏的乳制品产生异常气味o 乳中其他成分o 有机酸：o 柠檬酸及微量乳酸、丙酮酸和马尿酸。o 柠檬酸（含量0.07%0.40%，平均为0.18%）对乳的盐类平衡及乳在加热、冷冻过程中的稳定性均起重要作用，同时还是芳香成分丁二酮的前体。o 在酸败乳及发酵乳中，在乳酸菌的作用下，马尿酸可转化为苯甲酸。o 细胞成分o 白血球和一些乳房分泌组织的上皮细胞，也有少量红血球o 细胞含量的多少是衡量乳房健康状况及牛乳卫生质量的标志之一（不超过50万个mL）o 乳中其他成分o 气体o 新鲜牛乳中以CO2为最多，N2次之，O2最少o 牛乳在冷却过程中多使用表面冷却器，可除去不愉快气味，同时使乳中CO2减低，酸度下降1°T五、牛乳的物理性质1. 色泽n 正常乳：o 脂肪球-酪蛋白胶粒对日光的不规则反射（散射），呈现白色；o 脂溶性胡萝卜素和叶黄素淡黄色；o 水溶性核黄素，存在于乳清中荧光性黄绿色。n 异常乳o 红色炎症；o 黄色初乳（浓稠）；o 变红、变蓝细菌污染乳n 折射率为=1.3441.348，此值与乳固体的含量有比例关系，由此可判定牛乳是否掺水2. 滋味与风味n 正常o 乳香味：含有挥发性脂肪酸及其他挥发性物质构成正常o 口感：脂肪球-酪蛋白胶粒，柔和醇厚o 滋味： Na+、CL-咸味，Mg+、Ca+苦味，柠檬酸-、PO4-酸味，乳糖甜味n 异常o 乳香味弱：热处理过o 牛粪味、饲料味、金属味、焦糖味3. 比重（相对密度）n 15时，正常乳的平均比重为1.032，脱脂乳为1.037n 乳的相对密度在挤乳后1h内最低，后逐渐上升o 由于气体的逸散、蛋白质的水合作用及脂肪的凝固使容积发生变化的结果o 不宜在挤乳后立即测试比重n 检验用语：比重32度（即1.032）4. 热力学性质n 冰点o 一般为-0.525-0.565，平均为-0.540o 乳糖和盐类是导致冰点下降的主要因素o 正常的牛乳其乳糖及盐类的含量变化很小，可根据冰点变动用下列公式来推算掺水量n W=（T-T）*（100-TS）/T，式中W掺水量（%）；T正常乳冰点；T被检乳冰点；TS被检验乳的乳固体百分含量；n 每掺水10%，冰点约上升0.054摄氏度n 酸败的牛乳其冰点会降低，所以测定冰点必须要求牛乳的酸度在20°T 以内。n 沸点o 101.33kPa(1个大气压)下为100.55o 乳的沸点受其固形物含量影响，浓缩到原体积一半时，沸点上升到101.05n 比热kJ(kg.K)o 牛乳的比热为其所含各成分之比的总和，即3.89o 乳蛋白2.09，乳脂肪2.09，乳糖1.25，盐类2.93，水4.187o 在乳品生产过程中常用于加热量和致冷量计算5. 电学性质n 导电率：o Na+，CL-（乳糖）导电率 o 一般在0.003-0.005 S/mo 超过0.006 S/m即为异常乳乳房炎乳（氯糖值高），掺杂电解质o 脂肪妨碍离子运动，脱脂乳>全乳n 氧化还原电势：o Vb2、Vc、Ve、酶、微生物代谢产物、溶解态氧o +0.23-0.25Vo Eh ：高价金属离子o Eh ：加热；微生物污染6. 表面张力n 20时为0.040.06N/cmn 鉴别乳中是否混入其他添加物n 升温，表面张力；n 含脂率，表面张力；n 均质处理，脂肪球表面积，表面张力；n 脂肪经脂酶水解，表面张力 ；7. 粘度n 20 时牛乳的粘度为0.0015-0.0002 Pa·sn 与温度成反比n 影响粘度的因素：酪蛋白>脂肪>白蛋白n 过粘，变稠；n 粘度不足，脂肪上浮，糖沉淀。8. 酸度n 单位：洁尔涅尔度(°T)n °T的定义(滴定酸度)：以酚酞为指示剂，中和100ml乳所消耗的0.1mol/L NaOH溶液的毫升数n 正常乳的酸度通常为16-18 °To 总酸度n 自然酸度（16-18 °T ）n 发酵酸度：乳糖+微生物乳酸n 其他表征n 乳酸度（%） = OT×0.009n (0.1mol/L的NaOH)毫升数×0.009/滴定乳样的克数 ×100%n pH值：真实酸度，氢离子浓度指数n 正常牛乳：6.5-6.7n 初乳、酸败乳：<6.4n 炎乳、低酸乳：>6.8n 末乳：7六、热处理对乳性质的影响1. 拉姆斯盾现象（奶皮子）n 现象：牛乳在40以上加热时，液面形成薄膜n 机理：表面水分蒸发，局部浓缩，Ca2+浓度上升，导致胶体凝结n 组成：70%以上脂肪，20-25%蛋白质（乳蛋白居多）n 可搅拌预防2.非酶褐变n 美拉德反应：羰（还原糖类）氨（氨基酸和蛋白质）反应，碱性条件下更易发生n 焦糖化反应：乳糖在高温下焦糖化而形成褐变，温度和pH越高，褐变越严重。0.01%的游离半胱氨酸可抑制3. 形成乳石n 加热面局部高温 Ca3（PO4）2晶核沉淀（蛋白质、脂肪、矿物质）n 降低传热效率，影响杀菌效果，造成乳固体损失4. 蛋白质热变性n 酪蛋白o 100 左右不易变性。o 经过63-100 加热处理后，再酸凝或酶凝时，凝块明显软而细腻（与生乳凝块相比），含水量高，且凝块缓慢，对干酪制作意义重大。n 乳清蛋白质o 热稳定性：-乳白蛋白(96 )>-乳球蛋白(90 )>血清白蛋白(74 )>免疫球蛋白(70 )；o -乳球蛋白：<30 时，为二聚体（-S-S-）；>30 时，为单体-SH（强还原性，抗氧化，牛乳适度加热，有利于保存；加热，H2S溢出，蒸煮味）乳的验收和预处理一. 原料乳的验收l 1. 生乳（GB 193012010） 从符合国家有关要求的健康奶畜乳房中挤出的无任何成分改变的常乳。初乳、末乳、应用抗生素期间和休药期间的乳汁、变质乳不应用作生乳。 代替“鲜乳”的概念，非即食的生乳。l 3. 检测验收 感官：嗅觉、味觉、外观、尘埃等的鉴定 理化检验l 酒精检验：酸度、盐类平衡不良乳、初乳、末乳及细菌作用产生凝乳酶的乳和乳房炎乳等l 滴定酸度l 比重测定l 成分检测：含脂率（乳蛋白、乳糖及总干物质） 卫生指标检验 过称二、原料乳的预处理l 1. 过滤及净化 目的：去除乳中的机械杂质并减少微生物的数量 过滤：常压、减压和加压；粗纱布，金属网，人造纤维 净化：离心净乳机l 大型工厂：自动排渣净乳机和三用（净乳、分离和标准化）分离机l 2. 原料乳的冷却 目的：抑制细菌的繁殖，保持新鲜度 当天加工，冷却到5-10；第二天加工4 以下 牛乳微生物变化过程可分为四个阶段：l 抗菌期：抗菌期长短与温度有关l 混合微生物期：pH下降l 乳酸菌繁殖期：pH2.5-3.5l 酵母和霉菌期：耐渗透压微生物生长 冷却的要求l 短期贮存：510l 长期贮存：5以下，最好23 冷却方法：板式热交换器l 3. 原料乳的贮存 一般工厂的贮奶量不小于一天的处理量l 贮奶罐要有冷却保温装置，24h升温不超过23，脂肪含量变化在0.1%以下；三、原料乳的标准化l 调整原料乳中的脂肪含量（F），使乳制品中的脂肪含量和非脂乳固体含量（SNF）保持一定的比例关系第四节 巴氏杀菌乳和灭菌乳的加工一、 概念及分类1.巴氏杀菌乳的相关概念¨ 杀菌：通过加热杀灭牛乳中的所有病原菌，抑制其他微生物的生长繁殖，并不破坏牛乳的风味和营养价值的加热处理方法。¨ 巴氏杀菌（国际乳品联合会）：通过热处理尽可能地将牛乳的病原性微生物的危害降至最低，同时保证制品中化学、物理和感官的变化最小。¨ 巴氏杀菌乳（GB19645-2010）：仅以生牛（羊）乳为原料，经过巴氏杀菌等工艺制得的产品。¨ 其他名称：（巴氏）消毒乳，市乳2. 灭菌乳的相关概念¨ 灭菌：通过加热杀灭牛乳中所有微生物，以增加保存性的加热处理方法3. 分类¨ 按杀菌方式分¨ 低温长时(LTLT)杀菌乳(保温杀菌乳):62-65 & 30min。 ¨ 高温短时(HTST)杀菌乳：72-75 & 15s;75-85 & 15-20s。¨ 超高温灭菌乳：135-140 & 4-15s¨ 保持灭菌乳：110-120 & 15-30 min二、巴氏杀菌乳的生产n 标准化¨ 含脂率：3.0%4.0%；¨ 全脂乳固体：11.5%13.0%；¨ 非脂乳固体：8.5%9.1%n 2. 均质¨ 指通过均质机的强力机械作用将乳中的脂肪球破碎，使其粒径变小的过程。¨ 目的n 防止脂肪上浮并改善消毒乳风味n 促进乳脂肪和乳蛋白的消化吸收¨ 原理：剪切（离心）、冲击和爆炸作用（高压）和空化作用（超声波），使脂肪球破碎。n 均质机及其工作原理¨ 由一个高压泵和均质阀组成。¨ 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，这会打散许多颗粒，尤其是液滴n 高压均质的影响条件¨ 60-65，14-21MPa3.巴氏杀菌n 主要菌：80%乳酸菌，20%杂菌（包括腐败菌）n 总体上，致病菌的热致死点较低，60-70 & 1-30 minn 工艺上，把结核杆菌作为对象菌，但把大肠杆菌作为病原菌的指示菌，确定杀菌温度和时间。n 巴氏杀菌乳中乳酸菌、酵母、霉菌及一部分耐热性芽孢菌并未被全部杀死，因此并非无菌。n LTLT（ 62-65 & 30min ）n 特点n 蒸煮味n 设备简单n 处理量小，连续性差n 杀菌设备：冷热缸，配备板式热交换器n HTST（ 72-75 & 15s，或75-85 & 15-20s ）n 特点（与LTLT比较）n 处理量大n 连续性和自动化程度高n 对牛乳品质影响小n 可进行CIP清洗n 杀菌设备：板式杀菌器n 超巴氏杀菌（125-138 & 2-4s ）n 又称较长保质期奶（ESL），采用高于巴氏杀菌受热强度的杀菌处理，并且经非无菌状态下灌装所得的 。n 受热程度超过巴氏杀菌，对牛奶成分和风味的损害超过UHT4.冷却n 杀菌后的牛乳应立即冷却至4 以下n LTLT杀菌乳采用板式冷却器n HTST杀菌乳在板式杀菌器的换热段，与刚输入的稳定在10 以下的原料乳进行热交换预冷，再用冰水冷却至4 以下三、灭菌乳的生产2. 灭菌原理¨ 微生物限量n 无菌：处于没有活体细胞存在或所有活体细胞已被杀死的状态下。n 商业无菌：产品处于无致病微生物；无微生物毒素；以及在正常的贮存和运输的条件下，微生物不发生增殖的状态。 ¨ UHT灭菌的基本原理n 微生物热致死的基本原理n 最大限度地保持原有的风味及品质n UHT的处理对象选择芽孢¨ 绝大部分的需氧芽孢、部分厌氧芽孢和耐热菌芽孢较耐热，其中嗜热脂肪芽孢杆菌最耐热n D值：活菌数下降90%或一个数量级所需的时间¨ 嗜热菌芽孢不易在UHT中失活，但绝大多数嗜热菌在20-30 下停止生长，即室温下不会出芽繁殖引起腐败n 温度对芽孢致死的影响¨ 温度上升10 ，杀死芽孢的速率增加约11倍n 温度对美拉德褐变的影响¨ 褐变程度：温度，时间¨ 温度上升10 ，褐变速率增加不到3倍¨ 与相应的杀菌效率不成正比n 温度对杀菌和褐变效应比值的影响¨ 当温度>135 时，比值急剧上升¨ 温度140 时，比值2000¨ 温度150 时，比值5000n 结论：牛乳在>135 时加热数秒，可成为褐变程度很小的灭菌产品，且牛乳的感官和营养品质变化不大3. UHT灭菌：直接加热，间接加热n 直接蒸汽喷射杀菌¨ 原理：将蒸汽喷射到牛乳中，使牛乳迅速升温到140 ，然后通过真空罐瞬间冷却至80 。n 直接混注式杀菌¨ 原理：将牛乳直接喷入过热蒸汽加热设备中，由蒸汽瞬间加热到杀菌温度完成杀菌过程。n 板式超高温灭菌¨ 设备的核心部件就是板式换热器，它由许多冲压成型的不锈钢薄板叠压组合而成。n 板式换热器的特点¨ 优点n 传热效率高n 结构紧凑，设备占地面积小n 适宜于热敏性物料的杀菌n 有较大的适应性n 操作安全、卫生，容易清洗n 节约热能¨ 缺点n 由于传热板之间的密封圈结构，使板式换热器承压较低，杀菌温度受限n 密封圈亦脱落、变形、老化，造成运行成本增高。n 管式超高温灭菌¨ 以同心套管中的内管作为传热元件的换热器 n 套管式换热器的特点¨ 优点n 结构简单，传热面积增减自如 n 传热效能高n 适用范围广¨ 缺点n 占地面积大n 传热金属能耗多n 检修、清洗和拆卸麻烦无菌包装¨ 系指用蒸汽、热风或化学试剂将包装材料灭菌后，再以蒸汽、热风或无菌空气等形成正压环境，在防止细菌污染的条件下进行的灭菌乳包装。4. 保持灭菌（瓶装灭菌乳）¨ 间歇灭菌n 工艺n 75-77预热 均质 包装（110-120 & 30min）n 装备n 杀菌锅：立式，卧式，回旋式n 特点：n 易产生褐变和焦糖味n 适于小规模生产n 劳动量大¨ 连续灭菌n 水压式灭菌机n 预热塔（ 70-80） 蒸汽灭菌塔（116-120 & 15-20 min） 预冷塔（65-70 ） 冷却塔 （15-20 ）四、灭菌乳的质量控制n 1.微生物学方法¨ UHT灭菌乳中可能残存某些高度耐热的芽孢¨ 杀菌效率以杀菌前后芽孢数比的对数表示n 2.物理化学方法¨ 风味：与溶氧量及贮存温度密切相关。¨ 色泽：美拉德褐变；乳清蛋白变性造成白浊¨ 脂肪上浮：均质处理改善第六节 酸乳的加工一、酸乳的概念及分类o 1. 概念n （GB19302-2003）以牛 (羊)乳或复原乳为主原料，经杀菌、发酵、搅拌或不搅拌，添加或不添加其他成分制成的纯酸乳和风味酸乳。n 是指在添加（或不添加）乳粉（或脱脂乳粉）的乳中，由于保加利亚杆菌和嗜热链球菌的作用进行乳酸发酵制成的凝乳状产品，成品中必须含有大量相应的活菌。n 系指以牛乳、羊乳或马乳等为原料，经乳酸菌发酵而制成的产品。o 2. 分类n 2.1 按成品的组织状态分类o 凝固型酸奶o 其发酵过程在包装容器中进行，从而使成品因发酵而保留其凝乳状态。 o 搅拌型酸奶o 发酵后的凝乳在灌装前搅拌成粘稠状组织状态。 n 2.2 按成分分类（GB19302- 2003）o 纯酸乳o 以乳或复原乳为原料，经脱脂、部分脱脂或不脱脂制成的产品。o 风味酸乳o 用80%以上乳或复原乳为主料，经脱脂、部分脱脂或不脱脂，添加食糖、天然果料、调味剂等辅料制成的产品。o 包括：加糖酸乳、调味酸乳和果料酸乳等 n 2.4 按发酵作用的特点分类o 乳酸发酵（酸性发酵乳）o 利用乳酸菌进行发酵，分解乳糖产生乳酸，并赋予酸乳独特风味o 酒精发酵（醇性发酵乳）o 利用乳酸菌和酵母菌共同发酵，代谢产物既有乳酸又有乙醇，具有显著的乙醇风味，亦称乳酒。二、菌种及发酵剂o 1. 菌种n 基本菌种o 嗜热链球菌和保加利亚杆菌n 追加菌种o 提高保健作用，追加嗜酸乳杆菌和双歧杆菌等功能菌，增加这些菌在肠道的定殖能力。o 添加能合成维生素的特殊菌，特别是合成B族的乳酸菌（如合成VB12的谢氏丙酸杆菌，能合成VB12和VB2的明串珠菌，能合成烟酸、Vc、 VB12的嗜酸乳杆菌等）。o 改善产品的风味，添加双乙酰乳链球菌或明串珠菌等产香菌。o 改善产品的硬度，添加能产生粘性物质的乳链球菌变种。o 增强对生长阻碍物质（特别是青霉素）抗性，添加乳酸片球菌。o 嗜热链球菌n 革兰氏阳性菌，微需氧菌群n 形态：卵圆形，直径0.7-0.9m，成对或形成长链o 45乳中为短链，30 时多数呈双球菌o 高酸度乳中变长链，液体培养基中易形成链状n 生理特性o 最适温度40-45 ，最低生长温度20 ，最高生长温度50 ，10 和55 下不能生长o 最适pH 6.5o 对抗生素非常敏感o 最适宜的生长培养基是乳，并在乳中形成荚膜和粘质物o 不发酵麦芽糖o 保加利亚乳杆菌n 形态o 单杆或双杆菌，（0.8-1.0） m×（4-6） mo 22乳中为长的纤维状菌，50 停止生长n 生理特性o 最适温度40-43 ，最低生长温度22 ，最高生长温度52.5 o 最适pH5.5o 较嗜热链球菌耐抗生素o 嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌的共生特性n 共生：两种微生物混合培养比分别单独培养时生长的好的现象n 组合发酵，乳的凝固需2-3h；单一发酵需数小时或更长时间n 保加利亚乳杆菌从酪蛋白中游离出多种氨基酸，促进嗜热链球菌生长；嗜热链球菌随酸度的增加，生长减缓。n 嗜热链球菌产生甲酸促进保加利亚乳杆菌生长。n UHT乳中能保持两种菌的最佳比率，嗜:保=1:1-2:1o 2. 发酵剂n 2.1 概念o 指生产酸乳制品、乳酸菌制剂、干酪以及奶油等所用的特定微生物培养物。o 2.2 乳酸菌发酵剂的四个阶段n 乳酸菌纯培养物（商业菌株）：主要接种在脱脂乳、乳清、肉汤等培养基中使其繁殖（冷冻干燥来保存菌种）。n 母发酵剂：乳酸菌纯培养物用脱脂乳或其它培养基溶解活化，接代培养来扩大制备的发酵剂。n 中间发酵剂：母发酵剂的量还不足以满足生产工作发酵剂的要求，经12步逐级扩大培养，这个中间过程的发酵剂为中间发酵剂。n 生产发酵剂（工作发酵剂）：直接用于生产的发酵剂。应在密闭容器内或易于清洗的不锈钢内制备。o 2.3 菌种作用n 乳酸发酵：使乳糖转变成乳酸，同时分解柠檬酸而生成微量的乙酸，使pH值降低，形成凝固和酸味，防止杂菌污染。n 产生风味：以明串珠菌属为主的微生物（包括一部分链球菌和杆菌），分解柠檬酸生成丁二酮、3-羟基丙酮、丁二醇等化合物和微量的挥发酸、酒精、乙醛等。其中以丁二酮对风味的贡献最大。n 蛋白分解：发酵剂的蛋白质分解作用随菌种而异，通常随着乳酸发酵的进行，促进了酶的作用，增加了蛋白质的分解。n 产生抗菌素：乳酸链球菌和乳油链球菌中的个别菌株，能产生乳酸链球菌素和乳油链球菌素，可防止杂菌和酪酸菌的污染。o 2.4 发酵剂的制备o 培养基的选择：选用脱脂乳或还原乳（全乳固体含量10%12%）。发酵剂的培养基最好与成品乳的原料相同。o 培养基的制备：需消除杂菌和破坏阻碍乳酸菌发酵的物质。常采用121高压灭菌1520min，然后迅速冷却至发酵剂最适生长温度。o 菌种的选择：对菌种发育的最适温度、耐热性、产酸及产香能力等做综合性选择，考虑菌种间的共生作用，使之在生长繁殖中相互得益。o 接种量：随培养基量、菌的种类和活力、培养时间和温度等而异（脱脂乳1%3%，工作发酵剂1%5%）。o 培养时间和温度：取决于微生物的种类、活力、产酸力、产香程度和凝结状态。o 发酵剂的冷却与保存：达到培养要求后，立即冷却并存放于05冷藏库中。发酵剂在保存中其活力随保存温度、培养基的pH等而变化。三、凝固型酸乳的生产工艺o 3. 原料乳n 选用符合质量要求的新鲜乳、脱脂乳或再制乳为原料o 鲜乳总固形物含量11.5%，非脂乳固形物含量8.5%，否则影响蛋白质的胶凝作用n 不得含有抗生素或残留有效氯等杀菌剂o 抑制乳酸菌的生长n 不得使用患有乳房炎的乳牛分泌的乳o 乳房炎乳影响乳的风味和蛋白质的凝乳能力o 4. 配料 加糖：原料乳加热到50 左右，加入蔗糖，继续升温至65 ，用泵循环进行过滤与净化 加乳粉：固形物强化，添加量一般为2%o 5. 预热、均质n 55-65 预热n 8.0-10.0MPao 6. 杀菌、冷却n 杀菌：90 ,5min；85 ,30min；135 ,2-3sn 冷却：43-45 n 杀菌目的o 杀死所有致病菌和绝大多数杂菌以保证食用安全，为乳酸菌创造一个有利于生长繁殖的外部条件；o 使乳中酶的活力钝化和抑菌物质失活；o 使乳清蛋白变性，改善牛乳作为乳酸菌生长培养基的性能；提高乳中蛋白质与水的亲和力，改善酸奶的稠度。o 7. 接种n 7.1 接种量o 最低接种量：0.5-1.0%o 产酸不稳定，易受到抑制o 易形成对菌种不良的生长环境o 乳酸杆菌得不到足够的生长o 最高接种量：>5%o 酸度过高o 大量发酵剂导致最终产品的组织形态缺陷o 导致产品香味缺陷o 对发酵剂的需求量大n 7.2 最适接种量：1-4%o 一般2%o 确定依据o 培养时间和温度o 发酵剂的产酸能力o 产品的冷却速度o 乳的质量n 7.3 接种前准备o 充分搅拌发酵剂，破坏凝乳块使菌体游离出来o 发酵剂用灭菌纱布过滤，将凝乳充分打散，用原料乳或少量灭菌水稀释接种n 7.4 无菌操作o 接种是造成酸奶受微生物污染的主要环节之一，为防止霉菌、酵母、噬菌体和其它有害微生物的污染，必须实行无菌操作方式o 8. 灌装n 在灌装前需对容器进行蒸汽灭菌，并要保持灌装室接近无菌状态n 充填工序的时间要尽量缩短，防止温度下降，培养时间延长o 9. 发酵n 温度40-43 ，时间2.5-4.0hn 发酵终点：从接近发酵终点起到开始超过发酵终点止的这段时间。o 确定过早：组织软嫩、风味差o 确定过完：酸度高、乳清析出多，风味差o 确定方法o 抽样测酸度，65-70 oTo 相同条件下参考前几班发酵时间o 流动性变差，且有细小颗粒出现o 每隔半小时抽查一次pH、滴定酸度、肌酸和乙醛试验o 10. 冷却n 达到发酵终点的酸乳需进行迅速冷却o 有效地抑制乳酸菌的生长，降低酶活力，防止产酸过度o 使酸乳逐渐凝固成白玉般的组织状态；o 降低和稳定脂肪上浮和乳清析出的速度o 延长酸乳的保存期o 使酸乳产生一种食后清凉可口的味感n 直接冷却：冷却室10 +冷库2-7 o 特点：时间短，易控制n 预冷却：42-43 下培养到pH 5.2-5.3；降温至35-38 后培养到pH4.7o 特点：时间长，产品组织状态和风味较好o 11. 后熟n 在2-7 下冷藏，可以促进香味物质的产生，改善酸乳的硬度n 产生香味物质的高峰期一般是在制作完成之后的第4h。n 酸乳的良好风味是多种风味物质相互平横的结果，一般12-24h完成n 影响后熟的因素：开始冷却的pH、进行冷却的技术、发酵剂的活性。o 12. 质量问题及控制措施n 12.1 凝固性差o 一般牛乳在接种乳酸菌后，在适宜的温度下发酵2.54.0h便会凝固，表面光滑，质地细腻。o 但酸乳有时会出现凝固性差或不凝固现象，粘性很差，出现乳清分离。o 原料乳品质导致凝固性差n 抗生素和防腐剂o 抑制乳酸菌生长（青霉素>0.01IU/ml）n 乳房炎症乳o 白血球含量高，吞噬乳酸菌n 掺假o 碱性物质中和乳酸，增加pHo 掺水降低干物质含量o 发酵温度和时间导致凝固性差n 若发酵温度低于最适温度，乳酸菌活力下降，凝乳能力降低，使酸乳凝固性降低。n 发酵时间掌握不当，也会造成酸乳凝固性降低。n 发酵室温度不均匀也是造成酸乳凝固性降低的原因之一。o 噬菌体污染导致凝乳性差n 发酵剂噬菌体污染也是造成发酵缓慢，凝固不完全的原因之一。n 可通过发酵活力降低，产酸缓慢来判断。n 采用经常更换发酵剂的方法加以控制。n 由于噬菌体对细菌的选择作用，两种以上菌种混合使用也可避免使用单一菌种因噬菌体污染而使发酵终止的弊端。o 加糖量导致凝乳性差n 加入适量的蔗糖（5-8%）可使产品产生良好的风味，凝块细腻光滑，提高粘度，并有利于乳酸菌产酸量的提高。n 若添加量过大会产生高渗透压，抑制了乳酸菌的生长繁殖，造成乳酸菌脱水死亡，相应活力下降，使牛乳不能很好凝固。n 加糖应均匀，防止局部糖浓度过高而影响正常发酵。o 12.2 乳清析出n 原料乳热处理不当导致乳清析出o 热处理温度偏低或时间不够，乳清蛋白变性程度低o 变性乳清蛋白可与酪蛋白形成复合物，能容纳更多的水分，并且具有最小的脱水收缩作用。o 要保证酸乳吸收大量水分和不发生脱水收缩作用，至少使75%的乳清蛋白变性o 热处理条件85、2030min或95、510mino UHT加热（135150、24s）处理虽能达到灭菌效果，但不能导致75%的乳清蛋白变性