冰淇淋科學(xué)與技術(shù)課件

1、冰淇淋科學(xué)與技術(shù)( (一一) )冰淇淋的凝凍冰淇淋的凝凍 冰淇淋的組織狀態(tài)是固相、氣相、液相的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，在液相中有直徑150m左右的氣泡和大約50m大小的冰晶，此外還有分散有2m以下的脂肪球、乳糖結(jié)晶、蛋白顆粒和不溶性的鹽類等，見圖13-2。由于穩(wěn)定劑和乳化劑的存在，使分散狀態(tài)均勻細(xì)膩，并具有一定形狀。在冰淇淋生產(chǎn)中，凝凍過程是將混合料置于低溫下，在強(qiáng)制攪拌下進(jìn)行冰凍，使空氣以極微小的氣泡狀態(tài)均勻分布于混合料中，使物料形成細(xì)微氣泡密布、體積膨脹、凝結(jié)體組織疏松的的過程。 圖13-2 冰淇淋的結(jié)構(gòu)氣泡脂肪晶體冰晶酪蛋白1.1.凝凍的目的凝凍的目的 (1)(1)使混合料更加均勻使混合料更加均勻 由

2、于經(jīng)均質(zhì)后的混合料，還需添加香精、色素等，在凝凍時由于攪拌器的不斷攪拌，使混合料中各組分進(jìn)一步混合均勻。 (2)(2)使冰淇淋組織更加細(xì)膩使冰淇淋組織更加細(xì)膩 凝凍是在-2-6的低溫下進(jìn)行的，此時料液中的水分會結(jié)冰，但由于攪拌作用，水分只能形成410m的均勻小結(jié)晶，而使冰淇淋的組織細(xì)膩、形體優(yōu)良、口感滑潤。 (3)(3)使冰淇淋得到合適的膨脹率使冰淇淋得到合適的膨脹率 在凝凍時，由于不斷攪拌及空氣的逐漸混入，使冰淇淋體積膨脹而獲得優(yōu)良的組織和形體，使產(chǎn)品更加適口、柔潤和松軟。 (4)(4)使冰淇淋穩(wěn)定性提高使冰淇淋穩(wěn)定性提高 由于凝凍后，空氣氣泡均勻的分布于冰淇淋組織之中，能阻止熱傳導(dǎo)的作用，

3、可使產(chǎn)品抗融化作用增強(qiáng)。 (5)(5)可加速硬化成型進(jìn)程可加速硬化成型進(jìn)程 由于攪拌凝凍是在低溫下操作，因而能使冰淇淋料液凍結(jié)成為具有一定硬度的凝結(jié)體，即凝凍狀態(tài)，經(jīng)包裝后可較快硬化成形。2.2.凝凍的過程凝凍的過程 冰淇淋的料液的凝凍過程大體分為以下三個階段： (1)(1)液態(tài)階段液態(tài)階段 料液經(jīng)過凝凍機(jī)凝凍攪拌一段時間（23min）后，料液的溫度從進(jìn)料溫度（4）降低到2。由于此時料液溫度尚高，未達(dá)到使空氣混入的條件，故稱這個階段為液態(tài)階段。(2)(2)半固態(tài)階段半固態(tài)階段 繼續(xù)將料液凝凍攪拌23min，此時料液的溫度降至-1-2，料液的粘度也顯著提高。由于料液的粘度提高了，空氣得以大量混入

4、，料液開始變得濃厚而體積膨脹，這個階段為半固態(tài)階段。(3)(3)固態(tài)階段固態(tài)階段 此階段為料液即將形成軟冰淇淋的最后階段。經(jīng)過半固態(tài)階段以后，繼續(xù)凝凍攪拌料液34min，此時料液的溫度已降低到-4-6，在溫度降低的同時，空氣繼續(xù)混入，并不斷的被料液層層包圍，這是冰淇淋料液內(nèi)的空氣含量已接近飽和。整個料液體積的不斷膨脹，料液最終成為濃厚、體積膨大的固態(tài)物質(zhì)，此階段即是固態(tài)階段。3.3.凝凍設(shè)備與操作凝凍設(shè)備與操作 凝凍機(jī)是混合料制成冰淇淋成品的關(guān)鍵設(shè)備，凝凍機(jī)按生產(chǎn)方式分為間歇式和連續(xù)式兩種。冰淇淋凝凍機(jī)工作原理及操作如下：(1)(1)間歇式凝凍機(jī)間歇式凝凍機(jī) 間歇式氨液凝凍機(jī)的基本組成部分有機(jī)

5、座、帶夾套的外包隔熱層的圓形凝凍筒、裝有刮刀的攪拌器、傳動裝置以及混合原料的貯槽等。 其工作原理為：開啟凝凍機(jī)的氨閥（鹽水閥）后，氨不斷進(jìn)入凝凍桶的夾套中進(jìn)行循環(huán)，凝凍筒夾套內(nèi)氨液的蒸發(fā)使凝凍圓筒內(nèi)壁起霜，筒內(nèi)混合原料由于攪拌器外軸支架上的兩把刮刀與攪拌器中軸型攪拌器的相向反復(fù)攪刮作用，在被凍結(jié)時不斷混入大量均勻分布的空氣泡，同時料液從24冷凍至-。而形成體積膨松的冰淇淋。(2)(2)連續(xù)式凝凍機(jī)連續(xù)式凝凍機(jī) 連續(xù)式凝凍機(jī)（RPL-300型）的結(jié)構(gòu)主要由立式攪刮器、空氣混合泵、料箱、制冷系統(tǒng)、電器控制系統(tǒng)等部分組成。其工作原理為:制冷系統(tǒng)將液體制冷劑輸入凝凍筒的夾套內(nèi)，冰淇淋料漿經(jīng)由空氣混合泵

6、混入空氣后進(jìn)入凝凍筒。 動力則由電動機(jī)經(jīng)皮帶降速后，通過聯(lián)軸器帶動刮刀軸套旋轉(zhuǎn)，刮刀軸上的刮刀在離心力的作用下，緊貼凝凍筒的內(nèi)壁作回轉(zhuǎn)運動，由進(jìn)料口輸入的料漿經(jīng)冷凍凍結(jié)在筒體內(nèi)壁上的冰淇淋就連續(xù)被刮削下來。 同時新的料液又附在內(nèi)壁上被凝結(jié)，隨即又被刮削下來，周而復(fù)始、循環(huán)工作，刮削下來的冰淇淋半成品，經(jīng)刮刀軸套上的許多圓孔進(jìn)入軸套內(nèi)，在偏心軸的作用下，使冰淇淋攪拌混合，質(zhì)地均勻細(xì)潔。經(jīng)攪拌混合的冰淇淋便在壓力差的作用下，不斷擠向上端。并克服膨脹閥彈簧的壓力，打開膨脹閥閥門，送出冰淇淋成品（進(jìn)入灌裝頭）。冰淇淋經(jīng)膨脹閥后減壓，其體積膨脹、質(zhì)地疏松。4.4.冰淇淋的膨脹率冰淇淋的膨脹率 冰淇淋的膨

7、脹率（Overrun）指冰淇淋混合原料在凝凍時，由于均勻混入許多細(xì)小的氣泡，使制品體積增加的百分率。冰淇淋的膨脹率可用浮力法測定，即用冰淇淋膨脹率測定儀測量冰淇淋試樣的體積，同時稱取該冰淇淋試樣的質(zhì)量并用密度計測定冰淇淋混合原料（融化后冰淇淋）的密度，以體積百分率計算膨脹率. X（%）=11VVV 100 =100) 1(/mV式中：V-冰淇淋試樣的體積，cm3； m-冰淇淋試樣的混合原料質(zhì)量，g； -冰淇淋試樣的混合原料密度，g/cm3； V1-冰淇淋試樣的混合原料體積，cm3（m/） 冰淇淋膨脹率并非是越大越好，膨脹率過高，組織松軟，缺乏持久性；過低則組織堅實，口感不良。各種冰淇淋都有相應(yīng)

8、的膨脹率要求（見表2-11-1），控制不當(dāng)會降低冰淇淋的品質(zhì)。影響冰淇淋膨脹率的因素主要有兩個方面：(1)(1)原料方面原料方面乳脂肪含量越高，混合料的粘度越大，有利膨脹，但乳脂肪含量過高時，則效果反之。一般乳脂肪含量以6%12%為好，此時膨脹率最好。非脂肪乳固體：非脂肪乳固體含量高，能提高膨脹率，一般為10%。含糖量高，冰點降低，會降低膨脹率，一般以13%15%為宜。適量的穩(wěn)定劑，能提高膨脹率；但用量過多則粘度過高，空氣不易進(jìn)入而降低膨脹率，一般不宜超過0.5%。無機(jī)鹽對膨脹率有影響。如鈉鹽能增加膨脹率，而鈣鹽則會降低膨脹率。(2)(2)操作方面操作方面 均質(zhì)適度，能提高混合料粘度，空氣易于

9、進(jìn)入，使膨脹率提高；但均質(zhì)過度則粘度高、空氣難以進(jìn)入，膨脹率反而下降。在混合料不凍結(jié)的情況下，老化溫度越低，膨脹率越高。采用瞬間高溫殺菌比低溫巴氏殺菌法混合料變性少，膨脹率高?？諝馕肓亢线m能得到較佳的膨脹率，應(yīng)注意控制。若凝凍壓力過高則空氣難以混入，膨脹率則下降。( (二二) )成型灌裝、硬化、貯藏成型灌裝、硬化、貯藏 1.1.成型灌裝成型灌裝 凝凍后的冰淇淋必須立即成型灌裝（和硬化），以滿足貯藏和銷售的需要。冰淇淋的成型有冰磚、紙杯、蛋筒、澆模成型、巧克力涂層冰淇淋、異形冰淇淋切割線等多種成型灌裝機(jī)。2.2.硬化硬化（Hardening） 將經(jīng)成型灌裝機(jī)灌裝和包裝后的冰淇淋迅速置于-25以

10、下的溫度，經(jīng)過一定時間的速凍，品溫保持在-18一下，使其組織狀態(tài)固定、硬度增加的過程稱為硬化。 硬化的目的是固定冰淇淋的組織狀態(tài)、完成形成細(xì)微冰晶的過程，使其組織保持適當(dāng)?shù)挠捕纫员ＷC冰淇淋的質(zhì)量，便于銷售與貯藏運輸。速凍硬化可用速凍庫（-23-25）、速凍隧道（-35-40）或鹽水硬化設(shè)備（-25-27）等。一般硬化時間為：速凍庫1012、速凍隧道3050min、鹽水硬化設(shè)備2030min。影響硬化的條件有包裝容器的形狀與大小、速凍室的溫度與空氣的循環(huán)狀態(tài)、室內(nèi)制品的位置以及冰淇淋的組成成分和膨脹率等因素。3.3.貯藏貯藏 硬化后的冰淇淋產(chǎn)品，在銷售前應(yīng)將制品保存在低溫冷藏庫中。冷藏庫的溫度為

11、-20，相對濕度為85%90%，貯藏庫溫度不可忽高忽低，貯存溫度及貯存中溫度變化往往導(dǎo)致冰淇淋中冰的再結(jié)晶。使冰淇淋質(zhì)地粗糙，影響冰淇淋品質(zhì)。一、冰淇淋的主要缺陷一、冰淇淋的主要缺陷及產(chǎn)生的原因及產(chǎn)生的原因 由于原料配合不當(dāng)，均質(zhì)、凍結(jié)、貯藏等處理不合理，使得冰淇淋質(zhì)量低劣，起缺 陷與原因見表11-2。 表 11-2 冰淇淋質(zhì)量缺陷及原因種類缺 陷原 因風(fēng)味脂肪分解味、飼料味、加熱味、牛舍味、金屬味、苦味、酸味、甜味與香料味缺陷使用的原料乳、乳制品質(zhì)量差，殺菌不完全、吸收異味，添加的甜味與香料不是當(dāng)組 織狀態(tài)砂狀組織輕或膨松的組織粗或冰狀組織奶油狀組織無脂乳干物質(zhì)過高，貯藏溫度高，乳糖結(jié)晶大膨

12、脹率過大緩慢凍結(jié)，貯藏溫度波動大，氣泡大，固形物低生成脂肪塊，乳化劑不適合，均質(zhì)不良質(zhì)地脆弱水樣軟弱穩(wěn)定劑、乳化劑不足，氣泡粗大，膨脹率高膨脹率低，砂糖高，穩(wěn)定劑、乳化劑當(dāng)，固形物不足穩(wěn)定劑過量融 化狀態(tài)起泡，乳清分離，凝固，粘質(zhì)狀原料配合不當(dāng)，蛋白質(zhì)與礦物質(zhì)不均衡，酸度高，均質(zhì)不完全，膨脹率調(diào)整不當(dāng)?shù)谌?jié)第三節(jié) 雪糕的生產(chǎn)雪糕的生產(chǎn) 雪糕（Ice Cream Bar）是以飲用水、乳品、食糖、食用油脂等為主要原料，添加適量增稠劑、香料、經(jīng)混合、滅菌、均質(zhì)或輕度凝凍、注模、凍結(jié)等工藝制成的冷凍產(chǎn)品。雪糕的總固形物、脂肪含量較冰淇淋低。一、雪糕的種類一、雪糕的種類 根據(jù)產(chǎn)品的組織狀態(tài)分為清型雪糕、

13、混合型雪糕和組合型雪糕，其理化指標(biāo)見表13-3。表 13-3 雪糕的理化指標(biāo)指 標(biāo)項 目清 型混合型組合型總固形物(%)161816(雪糕主體)總糖(以蔗糖計,%)141414(雪糕主體)脂肪(%)222 注：組合型指標(biāo)均指主體。 1. 清型雪糕 不含顆?；驂K狀輔料的制品，如桔味雪糕。 2. 混合型雪糕 含有顆?；驂K狀輔料的制品，如葡萄干雪糕、菠蘿雪糕等。 3. 組合型雪糕 與其他冷凍飲品或巧克力等組合而成的制品，如白巧克力雪糕、果汁冰雪糕等。二、雪糕的生產(chǎn)工藝及配方二、雪糕的生產(chǎn)工藝及配方 （一）工藝流程（一）工藝流程 同冰淇淋 ( (二二) )生產(chǎn)配方生產(chǎn)配方 雪糕配方見表13-4雪糕類型

14、原料名稱菠蘿雪糕咖啡雪糕草莓雪糕可可雪糕砂糖145150100100葡萄糖漿-5060蛋白糖0.40.6-甜蜜素-0.50.5鮮牛乳-320-全脂奶粉30-3020乳清粉4038-人造奶油35-棕櫚油-301520可可粉-5雞蛋2020-淀粉2522-麥精-8-復(fù)合乳化穩(wěn)定劑-3.53明膠22-CMC22-可可香精-0.8 （三）操作技術(shù)要點（三）操作技術(shù)要點 雪糕生產(chǎn)時，原料配制、殺菌、冷卻、均質(zhì)、老化等操作技術(shù)與冰淇淋基本相同。普通雪糕不需經(jīng)過凝凍工序直接經(jīng)澆模、凍結(jié)、脫模、包裝而成，膨化雪糕則需要凝凍工序。 1 1凝凍凝凍 雪糕凝凍操作生產(chǎn)時，凝動機(jī)的清洗與消毒及凝凍操作與冰淇淋大致相同

15、，只是料液的加入量不同，一般占凝凍機(jī)容積的50%60%。膨化雪糕要進(jìn)行輕度凝凍，膨脹率為30%50%，故要控制好凝凍時間以調(diào)節(jié)凝凍程度，料液不能過于濃厚，否則會影響澆模質(zhì)量。出料溫度控制在-3左右。 2 2澆模澆模 澆模之前必須對模盤、模蓋和用于包裝的扦子進(jìn)行徹底清洗消毒，可用沸水煮沸或用蒸汽噴射消毒1015min，確保衛(wèi)生。澆模時應(yīng)將模盤前后左右晃動，使模型內(nèi)混合料分布均勻后，蓋上帶有扦子的模蓋，將模盤輕輕放入凍結(jié)缸（槽）內(nèi)進(jìn)行凍結(jié)。3 3凍結(jié)凍結(jié) 雪糕的凍結(jié)有直接凍結(jié)法和間接凍結(jié)法。直接凍結(jié)法即直接將模盤浸入鹽水槽內(nèi)進(jìn)行凍結(jié)，間接凍結(jié)法即速凍庫與隧道式速凍。進(jìn)行直接速凍時，先將冷凍鹽水放入

16、凍結(jié)槽至規(guī)定高度，開啟冷卻系統(tǒng)；開啟攪拌器攪動鹽水，待鹽水溫度降至-26-28左右時，即可放入模盤，注意要輕輕推入，以免鹽水污染產(chǎn)品；待模盤內(nèi)混合料全部凍結(jié)（約1012min），即可將模盤取出。4 4脫模脫模 使凍結(jié)硬化的雪糕由模盤內(nèi)脫下，較好的方法使將模盤進(jìn)行瞬時間的加熱，使緊貼模盤的物料融化而使雪糕易從模具中脫出。加熱摸盤的設(shè)備可用燙盤槽，其由內(nèi)通蒸汽的蛇形管加熱。 脫模時，在燙盤槽內(nèi)注入加熱用的鹽水至規(guī)定高度后，開啟蒸汽閥將蒸汽通入蛇形管控制燙盤槽溫度在5060左右；將模盤置于燙盤槽中，輕輕晃動使其受熱均勻、浸數(shù)秒鐘后（以雪糕表面稍融為度），立即脫模；產(chǎn)品脫離模盤后，置于傳送帶上，脫模即

17、告完成。便可進(jìn)行包裝。第四節(jié)第四節(jié) 雪泥的生產(chǎn)雪泥的生產(chǎn) 雪泥（Ice Frost）又稱冰霜，是用飲用水、食糖等為主要原料，添加增稠劑、香料，經(jīng)混合、滅菌、凝凍和低溫炒制等工藝制成的一松軟冰雪狀的冷凍飲品。它與冰淇淋的不同之處在于含油脂量極少，甚至不含油脂，糖含量較高，組織較冰淇淋粗糙，和冰淇淋、雪糕一樣是一種清涼爽口的冷凍飲品。 一、雪泥種類一、雪泥種類 雪泥按照其產(chǎn)品的組織狀態(tài)分為為清型雪泥、混合型雪泥與組合型雪泥三種，其理化指標(biāo)見表13-5。表 13-5 雪泥的的理化指標(biāo)的理化指標(biāo)指 標(biāo)項 目清 型混合型組合型總 固 形 物(%)161816（雪泥主體）總糖(以蔗糖計,%)131313（

18、雪泥主體）注：組合型指標(biāo)均指雪泥主體。 1 1 清型雪泥清型雪泥 不含顆?；驂K狀輔料的制品，如桔子（桔味）雪泥、香蕉（香蕉味）雪泥、蘋果（蘋果味）雪泥、檸檬（檸檬味）雪泥等。 2 2 混合型雪泥混合型雪泥 含有顆粒或塊狀輔料的制品，如巧克力刨花雪泥、菠蘿雪泥等。 3 3組合型雪泥組合型雪泥 與其它冷飲品或巧克力、餅坯等配組合而成的制品，主體雪泥所占比率不低于50%，如冰淇淋雪泥、蛋糕雪泥、巧克力雪泥等。 二、雪泥生產(chǎn)工藝流程及配方二、雪泥生產(chǎn)工藝流程及配方 （一）工藝流程 同冰淇淋。 （二）生產(chǎn)配方 見表13-6。表表 13-6 雪泥配方雪泥配方（1 000kg） 單位：單位：kg雪泥類型原料

19、名稱香蕉味雪泥檸檬雪泥可可牛奶雪泥草莓牛奶雪泥白砂糖130130130130阿斯巴甜0.10.150.20.2全脂牛乳-200-全脂乳粉-22檸檬汁-100-草莓醬-100可可粉-10-玉米淀粉15151215馬鈴薯淀粉-15-15小麥淀粉15-15-麥精-5-麥麥芽糊精- -5明膠1111CMC0.50.5 0.50.5奶油香精- 0.8-草莓香精-0.6香蕉香精0.8-1檸檬香精-1-紅色素-0.02梔子黃0.3- -焦糖色素-0.4-葉綠素-0.2 -水837737625710 （三）操作技術(shù)要點（三）操作技術(shù)要點 1配料配料 按規(guī)定配方及原料質(zhì)量要求進(jìn)行配料，配料的方法基本同冰淇淋的生

20、產(chǎn)工藝。 2 2殺菌與添加色素殺菌與添加色素 冰霜殺菌溫度為8085，保溫1015min，冰霜混合料經(jīng)上述殺菌規(guī)程后，不但保證了混合料中的淀粉的充分糊化與粘度增加，且達(dá)到殺菌的目的。 添加色素時，應(yīng)先將色素事先配制成110的溶液，在料液保溫時徐徐加入。而不是直接將色素加入料液內(nèi)。 3 3 冷卻與添加香精及果汁冷卻與添加香精及果汁 殺菌保溫后的料液，用冷卻設(shè)備速冷卻至25。冷卻溫度愈低，則冰霜的凝凍時間愈短，但料液的溫度不能低于-2，否則溫度過低會造成料液輸送困難。冷卻后及時在攪拌的前提下徐徐加入添加香精及預(yù)經(jīng)殺菌的果汁。4 凝凍與加入果肉凝凍與加入果肉 雪泥的凝凍多采用間歇式凝凍機(jī)。凝凍操作與

21、生產(chǎn)冰淇淋時相似。 唯有不同的是冰霜料液加入機(jī)內(nèi)要比冰淇淋的多，如第一次的料液加入時為機(jī)容量80%，第二次以后為機(jī)容量的70% ，主要是因生產(chǎn)冰霜沒有膨脹率的要求。從料液一般經(jīng)過1218mim凝凍攪拌變?yōu)樗绍浀谋畹难┠?。如果生產(chǎn)果肉冰霜，要先對果肉進(jìn)行殺菌處理，并將果肉冷卻到25時，方可添加到凝凍機(jī)中。 5 5包裝貯藏包裝貯藏 凝凍后的雪泥通過冰淇淋灌注機(jī)或杯子灌裝機(jī)灌注，包裝形式為冰磚或杯型。包裝好的冰霜產(chǎn)品應(yīng)及時送-18-20的冷庫內(nèi)貯藏。 第十四章第十四章 其它乳制品其它乳制品 第一節(jié)第一節(jié) 牛初乳加工利用牛初乳加工利用一、牛初乳成分及生物學(xué)功能一、牛初乳成分及生物學(xué)功能 牛初乳平均

22、總干物質(zhì)含量為14.4%，其中蛋白質(zhì)5.0%，脂肪4.3%，灰分0.9%，并且含有豐富的VA、VD、VE、VB12和鐵。除此而外，牛初乳突出的方面是它含有多種生物活性蛋白，包括免疫球蛋白（Ig）、乳鐵蛋白（Lf）、溶菌酶（Lz）、乳過氧化物酶（Lp）、血清白蛋白（BSA）、-乳球蛋白（-Lg）、-乳白蛋白（-La）、VB12結(jié)合蛋白（VB12-binding proteins）、葉酸結(jié)合蛋白、胰蛋白酶抑制劑和各種生長刺激因子，其含量見表 14-1。 表 14-1 牛各種物質(zhì)中生物活性物質(zhì)的濃度（mg/ml）牛乳活性物質(zhì)血清初乳常乳末乳人乳-Lg無-3.24.05.0無-La無-1.22.02.

23、11.62.8IgG110.511.629.984.00.351.1532.3IgG27.91.92.90.060.022.0IgG: 0.4(初乳) 0.04(常乳) 1.0IgA0.080.32.04.40.050.253.3117.4(初乳) 1.0(常乳)IgM2.52.83.24.90.040.058.601.6(初乳) 0.1(常乳)Lf無2.000.020.3520.002.0Lz0.10.00150.4BSA28.001.000.290.48.000.6Tf4.500.400.10 這些活性蛋白的功能特性如下： 1牛初乳中免疫球蛋白牛初乳中免疫球蛋白 免疫球蛋白一般分為IgG1

24、、IgG2、IgA、IgD、和IgM五大類，人乳以IgA為主，牛乳則主要以IgG含量最高。免疫球蛋白的生物學(xué)功能主要是活化補(bǔ)體、溶解細(xì)胞、中和細(xì)菌酶素，通過凝集反應(yīng)防止微生物對細(xì)胞的侵蝕。 目前分離免疫球蛋白的方法分為色譜法和超濾法。 2乳中的乳鐵蛋白乳中的乳鐵蛋白 牛初乳中乳鐵蛋白有兩種分子形態(tài)，分子量分別為86000和82000，其主要差別在于它們所含糖類不同。乳鐵蛋白可以結(jié)合2個Fe3+，或2個Cu2+。乳鐵蛋白對鐵的結(jié)合，促進(jìn)了鐵的吸收，避免了人體內(nèi)-OH 這種有害物質(zhì)的的生成。另外，乳鐵蛋白還有抑菌、免疫激活的作用，并是雙岐桿菌和腸道上皮細(xì)胞的增殖因子。 目前分離乳鐵蛋白的方法有很多

25、種，如吸附色譜法、超濾法，其中超濾法操作簡單，費用相對較低，易于形成工業(yè)化規(guī)模，但純度較低。 3牛初乳中的刺激生長因子牛初乳中的刺激生長因子 牛初乳中含有很多種肽類生長因子，如血小板衍生生長因子、類胰島素生長因子、轉(zhuǎn)移生長因子等，而常乳中則沒有。這些生長因子與動物生長、代謝和營養(yǎng)素的吸收密切相關(guān)。 1 牛初乳中的過氧化物酶牛初乳中的過氧化物酶 過氧化物酶是氫受體存在的情況下能分解過氧化物的酶，其分子量在82 000，含鐵，是一種金屬蛋白。乳過氧化物酶是一種參與抑菌的物性蛋白質(zhì)。 二二 牛初乳理化性質(zhì)牛初乳理化性質(zhì) 牛初乳色黃、濃厚并有特殊氣味，干物質(zhì)含量高。隨泌乳期延長，牛初乳相對密度呈規(guī)律性

26、下降趨勢；pH值則逐漸上升；酸度下降很大，這可能是牛初乳期乳清蛋白質(zhì)含量下降的緣故，牛初乳的一般理化性質(zhì)見表14-2。 表 14-2 牛初乳一般理化性質(zhì)泌 乳 時 間（h） 3 12 24 36 48 72密度pH 值酸度（0T）1.044 1.046 1.044 1.032 1.029 1.0326.10 6.15 6.23 6.40 6.50 6.6044.3 44.2 36.8 30.4 26.5 25.9 牛初乳中乳清蛋白含量較高，乳清蛋白中的-乳白蛋白、-乳球蛋白、IgG、乳鐵蛋白、BAS均呈熱敏性，其變性溫度在6072之間。乳清蛋白的變性一方面導(dǎo)致初乳凝聚或形成沉淀，另一方面它們變

27、性即喪失其生物活性，使初乳無再開發(fā)利用價值。 三、牛初乳的加工利用三、牛初乳的加工利用 從牛初乳成分變化可知，泌乳第四天已趨于常乳，一般每頭牛分娩后前3d所產(chǎn)初乳為43.5kg，其中若犢牛消耗11kg，則每頭母牛有32.5kg初乳剩余，可以加以利用。牛初乳中含有大量豐富的營養(yǎng)成分，近年來其活性物質(zhì)方面倍受重視， 如牛初乳中的乳鐵蛋白含量高，其鐵吸收率達(dá)50%70%，是補(bǔ)鐵劑中吸收率最高的，由于它有較強(qiáng)的鐵結(jié)合能力，故有抑制各種病原菌的能力，牛初乳中的免疫球蛋白（主要為IgG）對常見病原菌如大腸桿菌、志賀氏菌、沙門氏菌、金黃葡萄球菌等有很強(qiáng)的抑制效果， 另外可促進(jìn)補(bǔ)體活化、肥大細(xì)胞的親和作用及毒

28、素的抑制作用等。牛初乳中的過氧化物酶，可分解在人體代謝過程中積蓄的過氧化物，對人體有重要的生理調(diào)節(jié)作用，類胰島素生長因子、血小板衍生生長因子和轉(zhuǎn)移生長因子對嬰兒的生長發(fā)育有重要作用。此外，牛初乳中的VB12結(jié)合蛋白、溶菌酶、-乳白蛋白、-乳球蛋白都有很多生理功能。（一）初乳的貯藏初乳的貯藏 過剩的牛初乳可用來繼續(xù)喂小牛犢或加工利用，這往往涉及到 貯藏，貯藏不當(dāng)則牛初乳發(fā)生分層、變味、pH值下降（酸度升高），免疫球蛋白消化吸收率下降（飼喂小牛犢的結(jié)果）。 冷藏或凍藏可以有效地延長初乳保質(zhì)期，而營養(yǎng)成分、pH值、酸度基本不發(fā)生變化。（）初乳的加工利用初乳的加工利用 1。牛乳免疫球蛋白濃縮物（。牛乳

29、免疫球蛋白濃縮物（MIC）制?。┲迫?牛乳免疫球蛋白濃縮物是基于低體重早產(chǎn)兒需要特殊營養(yǎng)，即需要較高的蛋白質(zhì)和能量，尤其是需要補(bǔ)充免疫球蛋白而提出的。牛初乳免疫球蛋白濃縮物制作流程如圖14-1。 處理方法 工藝作用 冷卻乳離心 除去細(xì)胞、血細(xì)胞、灰塵及其他雜質(zhì) 加熱乳離心（40） 除去乳脂肪 冷凍貯藏（-25） 加熱 56,30min 腸道致病菌、病毒失活 酸或酶凝固 除去酪蛋白 過 濾 除去細(xì)小的酪蛋白顆粒 反滲透或超濾 除去乳糖、礦物質(zhì)、水 無菌過濾 除去細(xì)菌 蒸 發(fā) 除水 冷 干 除水 圖 14-1 制做牛乳免疫球蛋白濃縮物的一般工藝流程 原料乳尤其是牛初乳常含有血細(xì)胞和其他體細(xì)胞狀物質(zhì)

30、或粗雜質(zhì)，為了除去這類物質(zhì)，將乳冷卻到812，用常用牛乳離心機(jī)分離。然后將牛乳加熱再離心除去乳脂肪。得到的脫脂乳冷凍至-25貯藏，其抗體活性不會有任何損失。 脫脂乳在板式換熱器被加熱到56，在保溫罐中保持30min，可滅活污染的病細(xì)菌，然后冷卻到37，添加酸到pH4.5或添加凝乳酶使酪蛋白凝固，隨后再加熱到56，保持10 min，就會傾出乳清。將酪蛋白凝塊用去離子水沖洗兩次，并用澄清離心機(jī)離心除去酪蛋白而得到澄清液。將乳清和澄清液分別用Seitz型或Filtrox型過濾器過濾以除去細(xì)小的酪蛋白粒，防止隨后超濾時堵塞設(shè)備。 將乳清經(jīng)正壓通過超濾器，在超濾器中水、乳糖、鹽等小分子透過膜而除去。 超

31、濾過程分三個步驟：第一步是預(yù)濃縮（Preconcentration），是將乳清干物質(zhì)濃縮 到 3 4 倍 ； 第 二 步 是 稀 釋 過 濾(Diafiltration)，通過連續(xù)添加兩次沖洗酪蛋白粒得到的澄清液保持截留液恒定； 第三步是終濃縮（Final concentration），在此步將截留液濃縮至原體積的1/2。最終濃縮物干物質(zhì)含量為10%，總蛋白為7%8%，免疫球蛋白為2%3%。然后經(jīng)Seitz或Filtrox過濾，并用孔經(jīng)0.45m的膜無菌過濾。在降壓蒸發(fā)器中低溫減壓條件無菌蒸發(fā)，最高溫度40，得到干物質(zhì)1倍的濃縮物，最后在無菌條件下凍干，該產(chǎn)品成分見表14-3。表 14-3 由

32、泌乳最初 30 天牛乳分離的乳免疫球蛋白濃縮物成分 這種免疫球蛋白濃縮物很容易與乳粉混合，并易溶在水中或液體乳中。成 分含 量（%）成 分含 量（%）蛋白質(zhì)755 乳球蛋白355免疫球蛋白405血清蛋白32IgG175肽類52IgG23水分40.5IgA17乳糖102IgM6礦物質(zhì)52 -乳白蛋白155非蛋白氮成分52 2牛初乳粉的研制牛初乳粉的研制 牛初乳粉是將牛初乳中的脂肪去除，在其中加入食品允許添加的抗熱變性物質(zhì)和其他輔料，用低溫噴霧干燥方法生產(chǎn)出的。此過程關(guān)鍵是如何最大限度地避免生物活性物質(zhì)的活性損失，又要經(jīng)殺菌等必要的熱處理以使產(chǎn)品符合衛(wèi)生要求。（）初乳粉原料配合 脫脂牛初乳 100

33、Kg 脫脂奶粉10 Kg 蔗糖 10 Kg 檸檬酸鈉0.075mol/L 磷酸鉀（pH6.5） 0.10 ml/L 總干物質(zhì)含量27% 配料中蔗糖、磷酸鹽、檸檬酸鈉均可提高牛初乳活性物質(zhì)抗熱變性能力，減少初乳在殺菌加熱時變性；脫脂粉可以做為初乳制品的載體。 在此工藝過程中，加熱殺菌溫度采用6367 ，35min，由于配料中添加了抗熱變性保護(hù)物質(zhì)而使此過程初乳活性物質(zhì)活性降低。噴霧過程中采用進(jìn)風(fēng)140150，排風(fēng)溫度6070，再經(jīng)流化床二次干燥，即可得到水分在3%以下溶解度較好的產(chǎn)品。（1） 牛初乳粉生產(chǎn)工藝 冷凍保存室溫緩溶過濾凈乳脫脂原料配合加熱殺菌噴霧干燥包裝 （3）牛初乳粉成分 經(jīng)上述配

34、料及工藝制得的牛初乳粉成分見表14-4。此產(chǎn)品乳鐵蛋白變性較高46%52%，-乳白蛋白變性38%42%，免疫球蛋白變性為4%7%。 表 14-4 牛初乳粉成分水分（%）蛋白質(zhì)(%)脂肪(%)總糖(%)灰分(%)乳糖(%)2.792. 9424.6226.821.942.9361.9763.755.766.4828.4229.52Ig(mg/g)BAS(mg/g)Lg(mg/g)-La(mg/g)-Lg(mg/g)50.2454.061.501.583.294.1217.4018.6432.7538.72第二節(jié)第二節(jié) 乳蛋白質(zhì)制品乳蛋白質(zhì)制品 一、用一、用 途途 目前，各種酪蛋白及乳清蛋白分離物

35、的主要用途是加工食品。其目的為： （1）提高營養(yǎng)價值）提高營養(yǎng)價值 如向飲料或谷類制品中添加乳蛋白制品。乳蛋白質(zhì)的較高生物價和消化率，對人體是必須的。有時，乳蛋白經(jīng)部分水解成肽混合物應(yīng)用于對某些蛋白質(zhì)過敏的人群。 （2）賦予產(chǎn)品特定的物理特性）賦予產(chǎn)品特定的物理特性 如制備穩(wěn)定的乳狀物（沙拉調(diào)味品，甜點，咖啡伴侶）和起泡的產(chǎn)品（點心，調(diào)味醬，蛋白甜餅）或抑制肉制品中的水分和脂肪的分離。 （3）作昂貴蛋白質(zhì)的代用品）作昂貴蛋白質(zhì)的代用品 通常大多數(shù)動物蛋白比植物蛋白價格貴，但乳蛋白質(zhì)相對那些較純的，無味的，功能性好（如，溶解性）的植物蛋白分離物便宜。如來自乳清的蛋白或富含蛋白的乳清制品，被用于冰

36、淇淋，糕點，飲料，牛乳替代品。 （4）用于開發(fā)新產(chǎn)品）用于開發(fā)新產(chǎn)品 例如涂抹干酪和肉替代物。二、原料二、原料 各種原料，包括脫脂乳、甜稀奶油酪乳和乳清都可用于制備乳蛋白。乳清是相對較便宜的原料，而且膜處理、離子交換及其它技術(shù)的應(yīng)用使乳清的利用更方便。由于原料和加工處理不同使得乳蛋白產(chǎn)品種類也很多，其蛋白質(zhì)和其他成分的含量變化幅度很大。見表14-5。表 14-5 一些乳蛋白制品及其組成成分組成成分產(chǎn)品加工方法來源粗蛋白碳水化合物灰分脂肪酸化酪蛋白（Acid casein）酸凝固脫脂乳83950.112.332酪蛋白酸鈉（Na-caseinate）酸+NaOH脫脂乳81880.10.54.52凝

37、乳酶凝固酪蛋白（Rennetcasein）凝乳酶凝結(jié)脫脂乳79830.1781乳清蛋白分離物（WP isolate）離子交換乳清859228161乳清蛋白濃縮物（WPconcentrate）超濾乳清5085840161乳清蛋白濃縮物（WPconcentrate）電滲析+乳糖結(jié)晶化乳清273740601104乳清粉噴霧干燥乳清117381乳清蛋白復(fù)合物( WP complex )偏磷酸鹽乳清5513135乳清蛋白復(fù)合物( WP complex )CMC乳清5020381乳清蛋白復(fù)合物( WP complex )Fe+多聚磷酸鹽乳清351541乳白蛋白（ Lactalbumin ）加熱+酸和/或C

38、aCl2乳清781051乳共沉物（Coprecipitate）加熱+酸和/或CaCl2脫脂乳85182 三、生產(chǎn)過程三、生產(chǎn)過程 乳蛋白制品的性質(zhì)取決于乳或乳清的原料和加工過程。用來殺菌和滅活酶的熱處理能引起蛋白變性，從而降低乳清蛋白的溶解度；在全乳或脫脂乳被加熱時，大多數(shù)變性的乳清蛋白會與酪蛋白結(jié)合在一起；用不經(jīng)加熱處理的凝乳酶凝固的乳清制得的產(chǎn)品也可能含有凝乳酶殘留。 稀奶油分離的效率決定于制品的脂肪含量，另外脂肪球因自身被破壞或膜的損耗（例如，受氣流的沖擊）會被漿蛋白覆蓋，這部分脂肪球在蛋白分離過程中很難通過一般的純化將其從蛋白中出去；微生物的破壞和胞漿素的活性也會引起蛋白分解；乳清中的

39、蛋白濃縮以前乳清酸化的程度影響蛋白制品的性質(zhì)和組成，凝乳酶凝結(jié)得到的乳清含有酪蛋白大肽，酸凝固法得到的乳清則不含，用不經(jīng)加熱 （一）干酪素（一）干酪素（Casein） 乳經(jīng)加酸或皺胃酶可使酪蛋白形成凝固物，經(jīng)干燥后的產(chǎn)品即為干酪素。其主要成分為酪蛋白，工業(yè)上主要用做膠著劑和食品添加劑。目前酪蛋白種類很多，大致可分為兩類，即酸干酪素和皺胃酶干酪素。 1原料乳的要求原料乳的要求 用于生產(chǎn)干酪素的原料乳必須優(yōu)質(zhì)，酸度低于23oT。脫脂后脂肪含量不應(yīng)超過0.05%，在制造干酪素時，干酪素的成品率為原料乳的3%，其中脫脂乳的80%脂肪轉(zhuǎn)入到產(chǎn)品中，因此脂肪含量直接影響產(chǎn)品質(zhì)量。2干酪素的生產(chǎn)干酪素的生產(chǎn)

40、 （1）凝乳酶凝固酪蛋白）凝乳酶凝固酪蛋白 是利用犢牛皺胃酶的凝乳作用從脫脂乳中分離出酪蛋白，當(dāng)在相當(dāng)高的溫度下攪拌時會引起迅速脫水收縮。脫水的細(xì)的凝塊顆粒離心或利用振動篩分離，用水清洗，擠壓除水，然后在鼓式或帶式干燥機(jī)中干燥。這樣生產(chǎn)的產(chǎn)品由含雜質(zhì)的酪蛋白酸鈣（Calcium parecaseinate）-磷酸鈣構(gòu)成。它不溶于水且灰分含量高。 （2）自然發(fā)酵法）自然發(fā)酵法 以乳酸菌分解乳糖后產(chǎn)生的乳酸而使酪蛋白凝結(jié)沉淀得到的。發(fā)酵 時溫度控制在37，當(dāng)pH值達(dá)到4.6時，脫脂乳形成凝塊用蒸汽加熱至50，在不斷攪拌下，使酪蛋白凝塊與乳清分離。凝結(jié)的酪蛋白經(jīng)壓榨或脫水機(jī)脫水除去乳清、洗滌、脫水、

41、粉碎、干燥而成。 （3）酸凝固酪蛋白）酸凝固酪蛋白 將原料乳加熱至32-35脫脂，而后加熱至34-35，由于加酸 時溫度對形成的顆粒狀態(tài)有很大影響，應(yīng)該按脫脂乳的酸度調(diào)整加酸時溫度，即新鮮乳可加熱至35，而新鮮度較差的脫脂乳為34。否則溫度過高時形成粗大的顆粒，不易干燥，溫度低時形成軟而細(xì)的顆粒不易分離。 調(diào)酸時可使用乳酸、鹽酸（常用酸，濃度4-5%）或硫酸（使產(chǎn)品灰分增加，濃度24-25%），邊攪拌邊均勻加入至酪蛋白等電點使之沉淀。若加酸不足則鈣不能充分分離出來而包含在干酪素顆粒中致使灰分增高，影響產(chǎn)品質(zhì)量；加酸過量，可使干酪素重新溶解，影響產(chǎn)量。 因此必須準(zhǔn)確地確定加酸終點，第一次調(diào)酸至p

42、H值4.6-4.8，除去1/2的乳清，然后再加酸至4.2。此時乳清應(yīng)清澈透明，干酪素顆粒大小3-5mm致密而結(jié)實，顆粒之間呈松散狀態(tài)。干酪素顆粒同乳清分離后用20-25清水洗滌，并用冷水復(fù)洗一次，用壓榨機(jī)或脫水機(jī)進(jìn)行脫水，至水分含量約為50-60%。再用粉碎機(jī)粉碎成10-20目的顆粒，用半沸騰床式干燥機(jī)中與55-80以下干燥，時間不超過6小時。 干酪素成品為白色或淡黃色粉狀或顆粒狀，水分在12%以下，灰分為2.5-4%以下，脂肪在1.5%以下,酸度地獄80oT。 此產(chǎn)品可通過將其溶于堿液中，然后再次沉淀而得到純化。酸凝固酪蛋白不溶于水，且由于形成堅固的大塊，它在堿液中的溶解度通常也很差。 3酪

43、蛋白酸鹽（酪蛋白酸鹽（Caseinates） 酸沉的酪蛋白溶于堿液，如NaOH、KOH、NH4OH，Ca(OH)2、Mg(OH)2，隨后噴霧干燥。酪蛋白酸鈉是最常見的酪蛋白酸鹽產(chǎn)品，而酪蛋白酸鉀更適于營養(yǎng)的要求。這些產(chǎn)品高度溶于水，且只要加工過程中pH值不高于7就無任何味道。 酪蛋白完全分離是不容易的，但可制備富含s-酪蛋白或-酪蛋白的制品。（二）乳清蛋白（二）乳清蛋白（WPWP）濃縮物和乳清蛋白濃縮物和乳清蛋白復(fù)合物復(fù)合物 可以采用以下方法得到：1 1超濾超濾 超濾可使蛋白得到分離同時又被濃縮。經(jīng)稀釋過濾（Diafiltration）可得到較純的蛋白，再經(jīng)噴霧干燥的產(chǎn)品被稱為乳清蛋白濃縮物。

44、 2凝膠過濾凝膠過濾 此法有缺陷，它不能使產(chǎn)品得到濃縮，而且費用高。因此很少應(yīng)用。 3離子交換法離子交換法 此法生產(chǎn)的蛋白分離物通常主要包括-乳球蛋白和-乳白蛋白，其產(chǎn)品稱為乳清蛋白分離物，尤其結(jié)合超濾濃縮可除去溶解的成分獲得高純度產(chǎn)品。另外，蒸發(fā)使乳清中的乳糖結(jié)晶然后除去晶體；濃縮物脫鹽大多數(shù)情況下用電滲析脫鹽。因脫鹽的最后部分耗能很多，也可用離子交換法代替。 4 4沉淀法沉淀法 大多數(shù)乳清蛋白在低pH值下可用羧甲基纖維素或用六偏磷酸鹽沉淀。這時蛋白部分帶正電荷，而沉淀劑帶負(fù)電荷，因此這兩種化合物結(jié)合。形成的乳清蛋白復(fù)合物（包含沉淀劑）在低pH5下溶解性差。在中性pH時用鐵離子加多聚磷酸鹽也可形成復(fù)合物，這種產(chǎn)品溶解性差，灰分含量非常高。噴霧干燥的乳清蛋白濃縮物溶解度高。不溶的蛋白部分是由于熱變性