食品工藝學(xué)-課件2

第二篇

乳與乳制品加工技術(shù)中國農(nóng)業(yè)大學(xué)/天地農(nóng)大BBS主要內(nèi)容第一章乳的基本知識第二章飲用乳的生產(chǎn)第三章冰淇淋的生產(chǎn)第四章乳粉的生產(chǎn)第五章酸乳制品的生產(chǎn)中國農(nóng)業(yè)大學(xué)/天地農(nóng)大BBS第一節(jié)緒論

第二節(jié)乳的概念

第三節(jié)牛乳的組成

第四節(jié)牛乳成分的化學(xué)性質(zhì)

第五節(jié)乳的物理性質(zhì)第一章乳的基本知識中國農(nóng)業(yè)大學(xué)/天地農(nóng)大BBS牛乳營養(yǎng)豐富、成分齊全、容易消化、風(fēng)味香甜，所以是嬰幼兒和小動物出生后的必需食品在動物食品中乳的營養(yǎng)成分最易消化吸收，生產(chǎn)成本最低乳的生物學(xué)價(jià)為85%，消化率為98%第一節(jié)緒論中國農(nóng)業(yè)大學(xué)/天地農(nóng)大BBS1公斤牛奶0.4-0.5公斤精料（其中谷物占60%）1公斤豬肉10-12公斤精料1公斤肉雞（活重）2.3-2.6公斤精料奶是飼料轉(zhuǎn)化率最高的畜產(chǎn)品用1公斤飼料獲得的動物蛋白：雞肉110g，魚90g，蛋59g，豬肉24g，牛奶140g從節(jié)約糧食的角度：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)/天地農(nóng)大BBS飲用乳，包括消毒奶、滅菌奶、酸奶、再制奶等奶粉，包括加糖奶粉、淡奶粉，還包括母乳化奶粉、嬰兒奶粉、強(qiáng)化奶粉、中老年奶粉等煉乳，主要是甜煉乳冰淇淋奶油干酪，產(chǎn)量小，品質(zhì)有天然干酪和融化干酪麥乳精、奶片等，質(zhì)量不穩(wěn)定，細(xì)菌數(shù)不易控制乳制品中國農(nóng)業(yè)大學(xué)/天地農(nóng)大BBS第二節(jié)乳的概念中國農(nóng)業(yè)大學(xué)/天地農(nóng)大BBS乳的概念乳是哺乳動物為哺育幼兒從乳腺分泌的一種白色或稍帶微黃色的不透明的液體具有特殊香味，稍帶甜味，具有膠體特性的生物學(xué)液體，由許多成分組成初乳：產(chǎn)犢以后七天以內(nèi)的乳，色黃、濃厚并有特殊氣味常乳：產(chǎn)犢7天以后至干奶期開始之前兩周所產(chǎn)的乳末乳：也稱老乳，即干奶期開始之前兩周所產(chǎn)的乳中國農(nóng)業(yè)大學(xué)/天地農(nóng)大BBS常乳（原料乳）必須符合下列要求采用由健康牛擠出的新鮮乳老乳和初乳不得使用不得含有肉眼可以看到的機(jī)械雜質(zhì)具有新鮮牛乳的滋味和氣味，不得有異味鮮乳的形狀為均勻無沉淀的流體，不得有異味色澤應(yīng)呈白色或稍帶微黃，不得呈紅色、綠色或顯著的黃色成分要求不得加入防腐劑中國農(nóng)業(yè)大學(xué)/天地農(nóng)大BBS異常乳的分類及產(chǎn)生原因生理異常乳：初乳、末乳成分異常乳：酒精陽性乳，高酸度乳，低成分乳，混入雜質(zhì)和風(fēng)味異常的乳，細(xì)菌污染乳病理異常乳：乳房炎乳及其他病牛乳產(chǎn)生原因中國農(nóng)業(yè)大學(xué)/天地農(nóng)大BBS第三節(jié)牛乳的組成中國農(nóng)業(yè)大學(xué)/天地農(nóng)大BBS乳中各種成分在一定范圍內(nèi)有所變動，其中脂肪變動最大，蛋白質(zhì)次之，乳糖含量通常很少變化牛乳的營養(yǎng)價(jià)值和質(zhì)量的好壞，更主要的取決于干物質(zhì)牛乳中含有水分、蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物、無機(jī)鹽、磷脂類、維生素、酶、免疫體、色素、氣體及動物所需要的各種微量成分中國農(nóng)業(yè)大學(xué)/天地農(nóng)大BBS一、牛乳的基本組成水分：87.5-88.5%氣體5-8ml/100ml總?cè)楣腆w：包括脂質(zhì)

2.8-4.0%(-3.4%)蛋白質(zhì)

2.8-4.0%(-3.2%)碳水化合物

4.6-4.9%(-4.6%)維生素檸檬酸

0.1-0.2%礦物質(zhì)(鹽分）0.6-0.8%

牛乳中

水分/乳固體=7：1(SNF)非脂乳固體中國農(nóng)業(yè)大學(xué)/天地農(nóng)大BBS二、牛乳中各種成分的存在狀態(tài)乳是一種復(fù)雜的具有膠體特性的生物學(xué)分

散體系，其中分散劑——水真溶液——以分子或離子分散的乳糖和鹽類粒子直徑在0.1nm以下膠體溶液——蛋白質(zhì)（直徑在0.1m-1nm,colloidalsolution),脂肪球在

0.1m以下中國農(nóng)業(yè)大學(xué)/天地農(nóng)大BBS懸濁液—部分磷酸鹽類以懸濁液狀態(tài)分散在乳中乳濁液—乳脂肪，直徑在0.1m以下在加工奶油和干酪時(shí)，必須破壞牛乳的這種膠體體系，而生產(chǎn)鮮乳及煉乳時(shí)，必須保持這種膠體體系中國農(nóng)業(yè)大學(xué)/天地農(nóng)大BBS乳中各成分的分離蛋白質(zhì)：膠體狀態(tài)，不能簡單使用過濾和離心法分離，僅可用超速離心法分離脂肪：可用靜置及離心等方法分離出來乳糖和鹽類：即使用電子顯微鏡也難以看到，不能用過濾、靜置及離心等方法分離，只能用超濾膜分離中國農(nóng)業(yè)大學(xué)/天地農(nóng)大BBS第四節(jié)牛乳成分的化學(xué)性質(zhì)中國農(nóng)業(yè)大學(xué)/天地農(nóng)大BBS一、水分結(jié)合水：約占2-3%，以H鍵和蛋白質(zhì)的親水基或和乳糖及某些鹽類結(jié)合存在乳粉（噴霧干燥或滾筒干燥時(shí)，保留的3%的水分）膨脹水：存在膠粒結(jié)構(gòu)的親水膠體內(nèi)，影響因素為：中性鹽類、酸度、溫度以及凝膠的擠壓程度結(jié)晶水：存在于結(jié)晶化合物中，當(dāng)生產(chǎn)奶粉、煉乳以及乳糖等產(chǎn)品，乳糖含有一分子的結(jié)晶水中國農(nóng)業(yè)大學(xué)/天地農(nóng)大BBS二、乳中的氣體新鮮牛乳中以CO2為最多，N2次之，O2最少牛乳在冷卻過程中多使用表面冷卻器，可除去不愉快氣味，同時(shí)使乳中CO2減低，酸度下降1T中國農(nóng)業(yè)大學(xué)/天地農(nóng)大BBS三、乳脂肪是乳中可用醚類提取出來的全部脂肪部分，是重要成分之一牛乳中脂肪球的直徑0.1-10m,平均3m脂肪的組成：乳脂肪——甘油三酸酯類，占97-99%磷脂類固醇類脂溶性維生素類中國農(nóng)業(yè)大學(xué)/天地農(nóng)大BBS（一）甘油三酸酯類1.乳脂肪與其他動植物油脂的比較1）乳脂肪中含有20種左右的脂肪酸，而其他油脂僅含有5-7種2）含低級（碳14個(gè)以下）揮發(fā)性脂肪酸達(dá)14%，其中水溶性揮發(fā)性脂肪酸達(dá)8%，其他油脂不足1%3）奶油熔點(diǎn)低，25-38℃，在口腔中可融化，質(zhì)體較柔軟4）乳中不飽和脂肪酸的復(fù)合體是由亞油酸、亞麻酸、花生四烯酸所組成，為必需脂肪酸中國農(nóng)業(yè)大學(xué)/天地農(nóng)大BBS1）易氧化脂肪與氧、光線、金屬接觸時(shí)，氧化產(chǎn)生哈??；工藝上，避免使用銅、鐵設(shè)備和容器，應(yīng)使用不銹鋼設(shè)備2）易水解含低級脂肪酸比較多，即使稍微水解也會產(chǎn)生帶刺激性的酸敗味水解起因于乳本身的解脂酶和外界污染的微生物酶2.乳脂肪的理化特性中國農(nóng)業(yè)大學(xué)/天地農(nóng)大BBS3.乳脂肪球的構(gòu)造及其存在狀態(tài)1）乳脂肪以脂肪球的形式存在于乳中2）在乳品加工中脂肪球的大小有重要意義脂肪球平均直徑為3-5m，實(shí)驗(yàn)證明直徑小于0.2m的脂肪球不能分離出來，，而大于6-10m的脂肪球很容易分離。在制作飲用乳和乳粉時(shí)，需要均質(zhì)3）乳在冷卻時(shí)，乳脂肪結(jié)晶，不再是乳濁液，而是懸濁液（固體顆粒）4）由于脂肪球表面存在一層由卵磷脂和蛋白質(zhì)等所構(gòu)成的薄膜，可保證乳脂肪乳濁液和懸濁液的穩(wěn)定性中國農(nóng)業(yè)大學(xué)/天地農(nóng)大BBS（二）磷脂類由甘油、脂肪酸、磷酸和含氮物組成乳中含有三種磷脂，即卵磷脂、腦磷脂和神經(jīng)鞘磷脂對乳意義最大的為卵磷脂，它是構(gòu)成脂肪球膜的主要成分脂肪球在乳中呈乳濁狀而不易互相結(jié)合的原因，就是因?yàn)樗闹車辛字鞍踪|(zhì)膜的存在中國農(nóng)業(yè)大學(xué)/天地農(nóng)大BBS卵磷脂的作用：是形成脂肪球膜的主要成分對嬰兒大腦發(fā)育有促進(jìn)作用具有良好的乳化劑效能（噴涂卵磷脂生產(chǎn)速溶乳粉）中國農(nóng)業(yè)大學(xué)/天地農(nóng)大BBS卵磷脂的性質(zhì)：白色蠟狀物質(zhì)，易被氧化分解和被微生物分解，迅速變暗。分解時(shí)由膽堿形成三甲胺，具有魚腥味腦磷脂由甘油、硬脂酸、油酸、磷酸和膽胺所組成，含量0.189%

磷脂類易于氧化，應(yīng)避免空氣、光和高溫的影響中國農(nóng)業(yè)大學(xué)/天地農(nóng)大BBS腦磷脂卵磷脂有α和β兩種異構(gòu)體，其結(jié)構(gòu)式如下：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)/天地農(nóng)大BBS（三）甾醇類含量很低（7-17mg/100ml)，但在生理上有重大意義。如麥角甾醇經(jīng)紫外線照射后具有維生素D的特性中國農(nóng)業(yè)大學(xué)/天地農(nóng)大BBS四、碳水化合物——乳糖乳汁中碳水化合物主要是乳糖，占總量的99.8%以上乳糖是一種從乳腺分泌的特有的化合物，其他動植物組織中不含乳糖在牛乳中約含4.5%，占干物質(zhì)的38-39%乳糖是一種還原性雙糖，由一分子D-葡萄糖和一分子D-半乳糖組成乳糖有三種異構(gòu)體，即-含水乳糖，-無水乳糖和-乳糖中國農(nóng)業(yè)大學(xué)/天地農(nóng)大BBS乳糖的三種異構(gòu)體-含水乳糖低于93℃時(shí)結(jié)晶出來的乳糖，常溫時(shí)最穩(wěn)定，存在變旋光度現(xiàn)象，穩(wěn)定在+55.3°，此時(shí)-含水乳糖：-乳糖=1：1.65-無水乳糖-含水乳糖以120-130℃加熱時(shí)失去結(jié)晶水而成為-無水乳糖；不穩(wěn)定，吸濕性很強(qiáng)中國農(nóng)業(yè)大學(xué)/天地農(nóng)大BBS-乳糖高于93℃時(shí)結(jié)晶出來的乳糖；溶于水中時(shí)，與-含水乳糖一樣，-，-的比例成為平衡狀態(tài)比-含水乳糖甜味略強(qiáng)，溶解度也比較高中國農(nóng)業(yè)大學(xué)/天地農(nóng)大BBS三種不同的溶解度最初溶解度：-乳糖的溶解度最終溶解度：-，-的比例達(dá)到平衡超溶解度：過飽和狀態(tài)，但有很大的結(jié)晶趨勢中國農(nóng)業(yè)大學(xué)/天地農(nóng)大BBS圖1煉乳結(jié)晶曲線三種不同的溶解度中國農(nóng)業(yè)大學(xué)/天地農(nóng)大BBS乳糖(Lactose)的分解和乳糖不耐癥乳糖在乳糖酶（Lactase)的作用下分解成單糖，經(jīng)微生物分解成酸和其他成分。雙糖類中乳糖最難利用。乳糖為雙糖，難溶于水，在消化器官內(nèi)經(jīng)乳糖酶作用而水解后才能被吸收，如果乳糖被直接注射于血管或皮下，則從尿中排出。中國農(nóng)業(yè)大學(xué)/天地農(nóng)大BBS嬰兒體內(nèi)乳糖酶活力大，可以在乳粉中強(qiáng)化乳糖；母乳化乳粉，乳糖占50%以上隨年齡的增長，成人體內(nèi)酶活力下降，對乳糖的消化力下降，導(dǎo)致腹脹、嘔吐等乳糖不適癥所采用的方法有：1.在乳濃縮前加入耐高溫乳糖酶進(jìn)行生產(chǎn)；2.藥店出售乳糖酶藥片，喝前1h加入到乳中；3.對于輕度乳糖不耐癥病人，可喝酸奶中國農(nóng)業(yè)大學(xué)/天地農(nóng)大BBS乳糖的代謝機(jī)理乳糖在乳酸菌的作用下部分分解為葡萄糖和半乳糖，葡萄糖又代謝為乳酸。半乳糖的大部分不被分解而存在于發(fā)酵乳中。乳糖被攝取后在胃中不消化，它在小腸黏膜上皮細(xì)胞中的乳糖酶作用下被分解利用。中國農(nóng)業(yè)大學(xué)/天地農(nóng)大BBS若人體缺乏乳糖酶，將表現(xiàn)為腹瀉、嘔吐等乳糖不耐癥。由于發(fā)酵乳中的乳糖被部分分解，缺乏乳糖酶的人食用后不再表現(xiàn)為乳糖不耐癥，或僅有輕微表現(xiàn)。乳糖的分解產(chǎn)物葡萄糖作為人體的能源被利用或以糖原的形式貯存起來。半乳糖被腸道、肝臟吸收，變?yōu)槟X和神經(jīng)組織的部分成分，到達(dá)小腸下部則成為腸道菌群的營養(yǎng)物質(zhì)。中國農(nóng)業(yè)大學(xué)/天地農(nóng)大BBS乳糖的性質(zhì)和作用乳糖遠(yuǎn)較麥芽糖、蔗糖難溶于水在乳糖酶的作用下分解成單糖，經(jīng)微生物分解成酸和其他成分，意義很大乳糖水解后所產(chǎn)生的半乳糖是形成腦神經(jīng)中重要成分（糖脂質(zhì)）的主要來源，在嬰兒發(fā)育期，有重要作用；一部分乳糖被送至大腸中，由于乳酸菌的作用生成乳酸，而抑制其他有害細(xì)菌的繁殖，對防止嬰兒下痢也有很大作用乳糖對鈣的代謝有密切關(guān)系，此外對于防止肝臟脂肪的沉積也有重要作用中國農(nóng)業(yè)大學(xué)/天地農(nóng)大BBS五、乳蛋白質(zhì)圖2常乳中含氮物分布圖中國農(nóng)業(yè)大學(xué)/天地農(nóng)大BBS（一）酪蛋白1.定義牛乳含氮物中，在pH4.6沉淀的部分2.酪蛋白的分類1）-casein:包括鈣不溶性：s1—s5鈣可溶性：-和-casein2）-casein:A1，A2，A3，B，C，D等3）-casein4）-casein不受凝乳酶的凝固作用，故凝固后留存在乳清中中國農(nóng)業(yè)大學(xué)/天地農(nóng)大BBS3.酪蛋白的性質(zhì)3.1物理特性典型的含磷蛋白質(zhì)（P：0.8%)白色無味物質(zhì)是形成牛乳乳白色乳狀的主要成分比重1.25-1.31，不溶于水，不溶于酒精等有機(jī)溶劑，可溶于堿，可用來提純酪蛋白在蛋白酶的作用下分解熱穩(wěn)定性高（熱凝固大于140℃/30min屬于兩性電解質(zhì)NH3+—R—COO-中國農(nóng)業(yè)大學(xué)/天地農(nóng)大BBS酪蛋白膠束的結(jié)構(gòu)酪蛋白以酪蛋白酸鈣-磷酸鈣膠體顆粒形式存在于乳中顆粒的大小、形狀和數(shù)量直徑30-300nm，球狀，以80-120nm居多數(shù)，數(shù)量5-15*1012個(gè)/ml牛乳構(gòu)造：Payens模型，Waugh模型

總之，酪蛋白酸鈣-磷酸鈣復(fù)合體膠粒所以能保持相對穩(wěn)定的膠體懸濁液狀態(tài)，與-酪蛋白的膠體保護(hù)作用分不開中國農(nóng)業(yè)大學(xué)/天地農(nóng)大BBS圖3Payen的酪蛋白膠束結(jié)構(gòu)模型酪蛋白的構(gòu)造中國農(nóng)業(yè)大學(xué)/天地農(nóng)大BBS圖4Waugh的酪蛋白膠束結(jié)構(gòu)模型中國農(nóng)業(yè)大學(xué)/天地農(nóng)大BBS3.2化學(xué)特性膠粒的動力穩(wěn)定性顆粒表面帶有負(fù)電荷一層水膜對鹽類離子的穩(wěn)定性對鈣、鎂離子很敏感——但：-casein敏感性減弱鈉、鉀離子∠鈣、鎂離子∠鋁離子中國農(nóng)業(yè)大學(xué)/天地農(nóng)大BBS酪蛋白的性質(zhì)（4）酪蛋白的鈣凝固由于乳汁中鈣和磷呈平衡狀態(tài)存在，酪蛋白顆粒具有一定的穩(wěn)定性，當(dāng)加入氯化鈣時(shí)，破壞平衡狀態(tài)，加熱時(shí)發(fā)生凝固0.01NCaCl2,經(jīng)加熱后會使酪蛋白凝固，溫度越高用量越?。?0℃加入0.12-0.15%的CaCl2即可凝固乳清蛋白一同凝固，幾乎比酸法高5%，比皺胃酶法越高10%以上鈣法沉淀的蛋白質(zhì)中含有大量的鈣和磷，在有價(jià)值的礦物質(zhì)上也優(yōu)越得多中國農(nóng)業(yè)大學(xué)/天地農(nóng)大BBS2-3ml牛乳+72%中性酒精，等量混合如果乳穩(wěn)定，表明乳中顆粒表明帶大量負(fù)電荷，是新鮮牛乳；否則，不新鮮72%酒精，不發(fā)生沉淀，表明牛乳16-18°T一般高酸性乳、初乳、乳房炎乳都會發(fā)生酒精凝固加醇凝固中國農(nóng)業(yè)大學(xué)/天地農(nóng)大BBS

普通牛乳pH值大約6.6,以酪蛋白酸鈣的形式存在于乳中鹽酸凝固：酪蛋白酸鈣

Ca3(PO4)2+2HCl→[酪蛋白]+2Ca(H2PO4)2+CaCl2干酪素（食品添加劑）（可溶于乳清中）酪蛋白的酸凝固中國農(nóng)業(yè)大學(xué)/天地農(nóng)大BBS等電點(diǎn)沉淀的酪蛋白不含鈣，但在pH5.2-5.3時(shí)酪蛋白就開始沉淀，鈣尚未除去，因此加酸要充足，并進(jìn)行繁雜的洗滌處理制造無灰干酪素，工業(yè)上一般使用鹽酸：脫脂乳→加熱（34-35C）→加稀鹽酸→pH4.6-4.8,凝塊沉淀，除1/2乳清→加酸至pH4.2（形成細(xì)而軟的顆粒，切勿過多）→洗滌過濾→脫水粉碎→干燥→粉碎分級中國農(nóng)業(yè)大學(xué)/天地農(nóng)大BBS酪蛋白的酸凝固（2）酪蛋白的硫酸沉淀：

Ca—酪蛋白+H2SO4→[酪蛋白]+CaSO4+Ca(H2PO4)2乳酸發(fā)酵：

Ca—酪蛋白+乳酸→→[酪蛋白]+乳酸鈣+Ca(H2PO4)2（自然發(fā)酵）曬干奶酪（含脂肪），含鈣鹽因?yàn)槿樗崮苁估业鞍仔纬捎驳哪龎K，并且稀乳酸及其鹽類不溶解酪蛋白，因此是最適合沉淀酪蛋白的酸中國農(nóng)業(yè)大學(xué)/天地農(nóng)大BBS酪蛋白的酶凝固常用的酶皺胃酶（牛犢第四胃中）：用于干酪制造（胃蛋白酶（成年動物或人）：發(fā)生不良的分解反應(yīng)）微生物凝乳酶木瓜蛋白酶中國農(nóng)業(yè)大學(xué)/天地農(nóng)大BBS作用原理：-酪蛋白凝乳酶→副

-酪蛋白+糖肽糖肽分子量約為6000-8000副

-酪蛋白比

-酪蛋白對Ca2+敏感，形成“鈣橋”，而凝固，本身對鈣不穩(wěn)定的s

–

和-酪蛋白失去保護(hù)而與Ca2+接觸，通過形成鈣橋而凝固中國農(nóng)業(yè)大學(xué)/天地農(nóng)大BBS乳清蛋白中國農(nóng)業(yè)大學(xué)/天地農(nóng)大BBS乳清蛋白（1）定義：在pH4.6時(shí)，仍分散在乳清中的蛋白質(zhì)其粒子水合能力強(qiáng)，具高度分散性，在乳中呈典型的高分子溶液，甚至在等電點(diǎn)時(shí)仍保持分散狀態(tài)分為對熱穩(wěn)定和對熱不穩(wěn)定的乳清蛋白，對熱穩(wěn)定的部分為多肽中國農(nóng)業(yè)大學(xué)/天地農(nóng)大BBS如果將乳清調(diào)整pH為4.6-4.7,煮沸20min，則對熱不穩(wěn)定的乳清蛋白分離出來，其中含白蛋白和球蛋白白蛋白：乳清在中性狀態(tài)時(shí)，加入飽和(NH4)2SO4

或飽和MgSO4溶液進(jìn)行鹽析時(shí)，仍呈溶解狀態(tài)而不析出的蛋白質(zhì)又分為-乳白蛋白，-乳球蛋白和血清白蛋白中國農(nóng)業(yè)大學(xué)/天地農(nóng)大BBS乳清蛋白（2）球蛋白：乳清在中性狀態(tài)時(shí)，加入飽和(NH4)2SO4

或飽和MgSO4溶液進(jìn)行鹽析時(shí)，析出而不呈溶解狀態(tài)的乳清蛋白質(zhì).分為真球蛋白和假蛋白兩種，與乳的免疫性有關(guān)，具有抗原作用，故亦稱免疫球蛋白；初乳中含量比常乳中高，犢牛中從中獲得大部分抗體中國農(nóng)業(yè)大學(xué)/天地農(nóng)大BBS乳清蛋白小結(jié)（3）乳清蛋白不耐熱，在生產(chǎn)要盡量加以保護(hù)乳清蛋白在堿性條件下加熱，發(fā)生氨基酸縮合反應(yīng)，產(chǎn)物對人體腎臟有害在酸性條件下加熱，溶解度較好，在含乳飲料中呈穩(wěn)定狀態(tài)（用脫鹽乳清粉來配制酸性含乳飲料）中國農(nóng)業(yè)大學(xué)/天地農(nóng)大BBS六、乳中的礦物質(zhì)中國農(nóng)業(yè)大學(xué)/天地農(nóng)大BBS成分牛乳中含量(g/L)b.無機(jī)和有機(jī)離子及鹽類鈣﹡1.25鎂﹡0.10鈉0.50鉀1.50磷酸鹽(