乳制品的常規(guī)加工處理

乳制品的常規(guī)加工處理2024/5/1乳制品的常規(guī)加工處理第一節(jié)乳的分離乳制品的常規(guī)加工處理一、乳分離目的、原理及方法1、乳分離的目的在乳制品生產(chǎn)中主要采用離心的方法對(duì)乳進(jìn)行分離，其目的是：①得到稀奶油（cream），制作奶油（butter）。②去除乳中雜質(zhì)和體細(xì)胞。乳制品的常規(guī)加工處理2、乳分離的原理乳的分離主要利用乳脂肪、非脂乳固體、雜質(zhì)密度的不同，用重力或離心力作用使其分離。一般牛乳脂肪的密度為0.93，脫脂乳的相對(duì)密度為1.043，牛乳在靜置時(shí)由于重力作用，脂肪球會(huì)上浮，上層主要是脂肪，中層為脫脂乳，下層為固體雜質(zhì)。乳經(jīng)分離后，上層為稀奶油（cream），主要成分是脂肪，可直接食用，也可用于加工奶油、冰淇淋。下層為脫脂乳（skim），可用于生產(chǎn)脫脂乳粉、干酪素、酸乳等。乳制品的常規(guī)加工處理3、乳的分離方法（1）靜置法沒(méi)有分離機(jī)之前，采用將牛乳倒入深罐中，靜置于低溫的地方24-36h，使乳分離成表面含脂率15-20%的稀奶油。但分離時(shí)間長(zhǎng)，脂肪分離不徹底，損失較大。（2）離心法采用牛乳分離機(jī)，利用離心力使乳中的脂肪與蛋白質(zhì)分離。乳制品的常規(guī)加工處理4、影響牛乳分離的因素v=Rω2(ρp-ρf)d2/18ηp①分離機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)：轉(zhuǎn)數(shù)越高，奮力效果越好，但由于制造工藝的原因，一般4000-6000rpm。②牛乳溫度：溫度主要是對(duì)乳黏度的影響，降低黏度有利于分離，另外，溫度提高使乳的相對(duì)密度降低，脂肪與脫脂乳比較密度降低較大，因此使密度差變大，利于分離。③乳中雜質(zhì)的含量：雜質(zhì)含量高時(shí)，分離機(jī)內(nèi)壁容易污染堵塞，使分離機(jī)有效半徑降低。④脂肪球直徑：脂肪球越大，越容易分離。⑤乳的流量：乳的流量小，乳在分離機(jī)內(nèi)停留時(shí)間長(zhǎng)，分離效果好，但生產(chǎn)效率低。乳制品的常規(guī)加工處理二、離心除菌細(xì)菌特別是芽孢可以通過(guò)專門設(shè)計(jì)的離心機(jī)即除菌機(jī)，在高離心力和高溫下分離除去。在73℃左右時(shí)，處理兩次會(huì)使菌數(shù)減少三個(gè)數(shù)量級(jí)，得到芽孢數(shù)量很少的乳，但有少部分乳固體進(jìn)入雜質(zhì)中，為了降低費(fèi)用，對(duì)排除的雜質(zhì)經(jīng)常采用殺菌再加入到乳中。該除菌機(jī)已被用來(lái)減少干酪原料乳中丁酸梭狀芽孢桿菌的芽孢數(shù)量，建議這種方法也用于清除UHT奶巴氏殺菌乳及飲料中的蠟樣芽孢桿菌的芽孢。乳制品的常規(guī)加工處理第二節(jié)乳的標(biāo)準(zhǔn)化乳制品的常規(guī)加工處理原料乳中脂肪與無(wú)脂干物質(zhì)的含量隨乳牛品種、地區(qū)、季節(jié)和飼養(yǎng)管理等因素不同而有較大的差別。因此，必須調(diào)整原料乳中脂肪和無(wú)脂干物質(zhì)之間的比例關(guān)系，使其符合制品的要求。一般把該過(guò)程稱為原料乳標(biāo)準(zhǔn)化。如果原料乳中脂肪含量不足時(shí)，應(yīng)添加稀奶油或分離一部分脫脂乳，當(dāng)原料乳中脂肪含量過(guò)高時(shí),則可添加脫脂乳或提取一部分稀奶油。乳制品的常規(guī)加工處理一、標(biāo)準(zhǔn)化的原理乳制品中脂肪與無(wú)脂干物質(zhì)間的比值取決于標(biāo)準(zhǔn)化后乳中脂肪與無(wú)脂干物質(zhì)之間的比值，而標(biāo)準(zhǔn)化后乳中的脂肪與無(wú)脂干物質(zhì)之間的比值取決于原料乳中脂肪與無(wú)脂干物質(zhì)之間的比例。若原料乳中脂肪與無(wú)脂干物質(zhì)之間的比值不符合要求，則對(duì)其進(jìn)行調(diào)整，使其比值符合要求。乳制品的常規(guī)加工處理二、標(biāo)準(zhǔn)化方法若設(shè)：F—原料乳中的含脂率(%)；SNF—原料乳中無(wú)脂干物質(zhì)含量(%)；F1—標(biāo)準(zhǔn)化后乳中的含脂率(%)；SNF1—標(biāo)準(zhǔn)化后乳中無(wú)脂干物質(zhì)含量(%)；F2—乳制品中的含脂率(%)；SNF2—乳制品中無(wú)脂干物質(zhì)含量(%)。則：F1/SNF1=F2/SNF2=R乳制品的常規(guī)加工處理在生產(chǎn)上通常用比較簡(jiǎn)便的皮爾遜法進(jìn)行計(jì)算,其原理是設(shè)原料中的含脂率為p%，脫脂乳或稀奶油的含脂率為q%，按比例混合后乳(標(biāo)準(zhǔn)化乳)的含脂率為r％，原料乳的數(shù)量為X，脫脂乳或稀奶油量Y時(shí)，原料乳和稀奶油(或脫脂乳)的脂肪總量等于混合乳的脂肪總量，對(duì)脂肪進(jìn)行物料衡算，則形成下列關(guān)系式：pX+qY=r(X+Y)則X(p-r)=Y(r-q)，或X/Y=（r-q）/（p-r）q<r，p>r時(shí)，添加脫脂乳q>r，p<r時(shí)，添加稀奶油乳制品的常規(guī)加工處理例題：1000kg含脂率3.5%的原料乳，需將其標(biāo)準(zhǔn)化，標(biāo)準(zhǔn)化后含脂3.2%，需添加含脂0.2%的脫脂乳還是含脂量35%的稀奶油，添加多少千克？解：p=3.5，r=3.2，p>r，需添加脫脂乳X=1000，q=0.2%X/Y=（r-q）/（p-r）代入數(shù)據(jù)：1000/Y=（3.2-0.2）/（3.5-3.2）Y=100kg，需添加脫脂乳100kg乳制品的常規(guī)加工處理第三節(jié)乳的均質(zhì)乳制品的常規(guī)加工處理一、均質(zhì)的目的防止脂肪上浮或其它成分沉淀而造成的分層。為了做到這一點(diǎn)，脂肪球的大小應(yīng)被大幅度地降低到1μm。均質(zhì)能減少酪蛋白在酸性條件下的凝膠沉淀。提高微粒聚集物的穩(wěn)定性，通過(guò)均質(zhì)脂肪球的直徑減小使表面積增大增加了脂肪球的穩(wěn)定性。此外，微粒聚沉尤其在稀奶油層中易發(fā)生，經(jīng)均質(zhì)過(guò)的制品中形成的微粒聚沉非常緩慢。獲得要求的流變性質(zhì)：均質(zhì)后酸化的乳（如酸奶）比未被均質(zhì)的酸化乳的粘度要高。這是由于被酪蛋白覆蓋的脂肪球參與酪蛋白膠束的凝聚。乳制品的常規(guī)加工處理二、均質(zhì)的原理均質(zhì)作用主要由均質(zhì)機(jī)完成。均質(zhì)機(jī)是由一個(gè)高壓泵和均質(zhì)閥組成。操作原理是在一個(gè)適合的均質(zhì)壓力下，料液通過(guò)窄小的均質(zhì)伐閥而獲得很高的速度，這導(dǎo)致了劇烈的湍流，形成的小渦流中產(chǎn)生了較高的料液流速梯度引起壓力波動(dòng)，這會(huì)打散許多顆粒，尤其是液滴。乳制品的常規(guī)加工處理均質(zhì)前原料均質(zhì)后產(chǎn)品

均質(zhì)后產(chǎn)品乳制品的常規(guī)加工處理三、均質(zhì)團(tuán)現(xiàn)象稀奶油的均質(zhì)通常引起粘度增加，在顯微鏡下可以看到在均質(zhì)的稀奶油中有大量的脂肪球聚集物，含有大約10５個(gè)脂肪球而非單一的脂肪球，即均質(zhì)團(tuán)。因?yàn)榫|(zhì)團(tuán)間隙含有液體使稀奶油中顆粒的有效體積增加，因此增加了它的粘度。乳制品的常規(guī)加工處理均質(zhì)團(tuán)成因及影響因素在均質(zhì)過(guò)程中當(dāng)部分裸露的脂肪球與其它已經(jīng)覆有酪蛋白膠束的脂肪球相碰時(shí)，這種酪蛋白膠束也能夠附著在裸露的脂肪球表面。因此兩個(gè)脂肪球由酪蛋白膠束這個(gè)“橋”連接著，從而形成均質(zhì)團(tuán)，該團(tuán)塊會(huì)很快被隨后的湍流旋渦打散。然而，如果蛋白質(zhì)太少以至于不能完全覆蓋在新形成的脂肪表面，部分裸核脂肪球恰好在均質(zhì)機(jī)的閥縫之外會(huì)形成均質(zhì)團(tuán)，在那動(dòng)力太小以致不能再次打破。乳制品的常規(guī)加工處理均質(zhì)團(tuán)成因及影響因素高脂肪含量、低蛋白含量、高均質(zhì)壓力及表面蛋白相對(duì)過(guò)剩，均質(zhì)溫度低（酪蛋白膠束擴(kuò)散慢），強(qiáng)烈預(yù)熱（幾乎沒(méi)有乳清蛋白吸附）等促進(jìn)了均質(zhì)團(tuán)的形成。在實(shí)際操作中，當(dāng)稀奶油含量小于9%時(shí)，均質(zhì)團(tuán)塊不產(chǎn)生；在含有高于18%脂肪的稀奶油通常產(chǎn)生均質(zhì)團(tuán)；在脂肪含量9%～18%范圍內(nèi)的，產(chǎn)生的團(tuán)塊主要與均質(zhì)壓力和溫度有關(guān)。乳制品的常規(guī)加工處理四、影響均質(zhì)效果的因素1、壓力——14-21Mpa壓力越大，脂肪球直徑越小，但壓力過(guò)大，會(huì)降低酪蛋白的熱穩(wěn)定性，對(duì)高溫滅菌不利。2、溫度——55-80℃溫度過(guò)低，均質(zhì)效果不好，因脂肪球聚集形成奶油粒。溫度過(guò)高，影響酪蛋白的穩(wěn)定性。3、均質(zhì)方式二段均質(zhì)：均質(zhì)機(jī)分兩段，第一段14-21MPa，第二段5MPa乳制品的常規(guī)加工處理五、均質(zhì)后乳的特點(diǎn)顏色：由于脂肪球變小，數(shù)量增加，在光線照射下折射和反射機(jī)會(huì)大，使乳的顏色變白。風(fēng)味：脂肪球變小后，增加了比表面積，容易氧化產(chǎn)生異味。黏度：均質(zhì)后黏度變大，如混入空氣會(huì)使乳泡沫增多。缺點(diǎn)：均質(zhì)后不能有效分離脂肪；均質(zhì)后乳熱穩(wěn)定性降低；由于脂肪球結(jié)構(gòu)改變，使其容易被脂肪酶氧化。乳制品的常規(guī)加工處理第四節(jié)乳的熱處理乳制品的常規(guī)加工處理一、熱處理的目的保證消費(fèi)者的食用安全性延長(zhǎng)貨架期：殺菌和滅酶形成產(chǎn)品的特性：失活細(xì)菌抑制劑如免疫球蛋白和乳過(guò)氧化氫酶系統(tǒng)來(lái)提高發(fā)酵劑菌的生長(zhǎng)；獲得酸奶的理想粘度；促進(jìn)乳在酸化過(guò)程中乳清蛋白和酪蛋白凝集；乳蒸發(fā)前加熱可提高煉乳殺菌期間的凝固穩(wěn)定性。乳制品的常規(guī)加工處理二、加熱引起的變化自學(xué)內(nèi)容，但需掌握。乳制品的常規(guī)加工處理三、加熱處理方法1、預(yù)熱殺菌通常為60～69℃、15～20s。其目的在于殺死細(xì)菌，尤其是嗜冷菌。加熱處理除了能殺死許多活菌外，在乳中幾乎不引起不可逆變化。2、低溫長(zhǎng)時(shí)巴氏殺菌（LTLT）牛乳經(jīng)62～65℃、30min保溫殺菌。在這種溫度下，乳中的病原菌，尤其是耐熱性較強(qiáng)的結(jié)核菌都被殺死。乳制品的常規(guī)加工處理三、加熱處理方法3、高溫短時(shí)殺菌（HTST）通常采用72～75℃、15s殺菌，或采用80～85℃、10～15s的加熱殺菌。由于受熱時(shí)間短，熱變性現(xiàn)象很少，風(fēng)味有濃厚感，無(wú)蒸煮味。4、超高溫滅菌(UHT)超高溫滅菌法是將奶加熱到135℃或135℃以上并持續(xù)至少1秒種。不但可殺死細(xì)菌營(yíng)養(yǎng)體，還可殺死芽孢。室溫條件下，超高溫滅菌乳的微生物特性是穩(wěn)定的。但是，由酶引起的生物化學(xué)腐敗反應(yīng)是可以進(jìn)行的，這也是室溫下保存會(huì)縮短超高溫滅菌乳貨架壽命的原因。乳制品的常規(guī)加工處理四、加熱方式及設(shè)備1、熱交換方式：以蒸汽或水為加熱介質(zhì)，通過(guò)傳導(dǎo)、對(duì)流等方式使乳溫度升高。直接加熱法：直接加熱法是乳先用蒸汽直接加熱，然后進(jìn)行急劇冷卻。此法包括噴射法(蒸汽噴入制品中)和注入法(制品注入蒸汽中)兩種方式。間接加熱法：間接加熱法是指通過(guò)熱交換器器壁之間的介質(zhì)間接加熱的方法，其冷卻也可間接通過(guò)各種冷卻劑來(lái)實(shí)現(xiàn)。乳制品的常規(guī)加工處理四、加熱方式及設(shè)備2、熱交換設(shè)備乳制品的常規(guī)加工處理第五節(jié)

乳的濃縮、干燥和分離乳制品的常規(guī)加工處理一、濃縮所謂濃縮就是用加熱的方法使牛乳中的一部分水汽化，并不斷排出，從而使牛乳中的干物質(zhì)含量提高的加工處理過(guò)程。乳制品的濃縮一般采用真空濃縮。主要讓其在低溫下沸騰以避免由加熱造成的（成分）損失。乳制品的常規(guī)加工處理1、濃縮的目的生產(chǎn)濃縮產(chǎn)品，如煉乳、甜煉乳、濃縮酸奶。乳、脫脂乳、乳清和其它乳產(chǎn)品可以蒸發(fā)除水濃縮，以減少體積并提高保存質(zhì)量。干燥乳制品的一個(gè)生產(chǎn)步驟，真空蒸發(fā)除水要比干燥除水節(jié)約能源和節(jié)省冷卻用水。通過(guò)濃縮結(jié)晶從乳清中生產(chǎn)乳糖（α-乳糖水化合物）。乳制品的常規(guī)加工處理2、真空濃縮原理和條件在21～8kPa減壓條件下，采用蒸汽直接或間接法對(duì)牛乳進(jìn)行加熱，使其在低溫條件下沸騰，乳中一部分水分汽化并不斷地排除。特點(diǎn)：速度快、低溫對(duì)乳的影響小、低溫對(duì)設(shè)備污染小，結(jié)塊少易清洗。乳制品的常規(guī)加工處理配有壓縮機(jī)的三效蒸發(fā)器乳制品的常規(guī)加工處理二、干燥干燥是通過(guò)水分蒸發(fā)直到使物質(zhì)變成固體狀的過(guò)程。干燥通常用來(lái)生產(chǎn)易于保存，加水后可還原其性質(zhì)與原始狀態(tài)相似的食品——乳粉。乳粉的特點(diǎn)：體積小，便于運(yùn)輸；水分含量低，保質(zhì)期長(zhǎng)；產(chǎn)品加水可還原。液體干燥有許多方法如筒式干燥、發(fā)泡干燥、冷凍干燥，但最為常用的是噴霧干燥。乳制品的常規(guī)加工處理干燥方法比較冷凍干燥：真空條件下，將水直接升華而去除，對(duì)蛋白質(zhì)影響小，產(chǎn)品質(zhì)量好，但設(shè)備成本高。噴霧干燥：將濃縮的乳通過(guò)霧化器，使之被分散成霧狀的乳滴，極大地增加了蒸發(fā)表面積。此時(shí)在干燥室中與熱風(fēng)接觸，濃乳表面的水分在0.01-0.04s內(nèi)瞬間蒸發(fā)完畢，霧滴被干燥成粉粒落入干燥室底部。乳品工業(yè)常用。乳制品的常規(guī)加工處理干燥對(duì)產(chǎn)品可能產(chǎn)生的影響香味保持：除水分之外，霧滴也失去其它的揮發(fā)性成分，包括香氣成分。香氣保持隨小滴大小和干燥溫度增加而增加。高干燥溫度可導(dǎo)致不理想的變化：包括乳清蛋白的變性、粉末不溶解等。干燥液滴的大小和粉粒的大小對(duì)于制造方式和得到粉末性質(zhì)很重要：微粒越大，不完全干燥的液滴接觸機(jī)器壁的危險(xiǎn)也越大，微粒越小，從干空氣中分離它們就越困難。乳制品的常規(guī)加工處理三、膜處理在乳制品加工中的應(yīng)用采用一些膜分離乳中的某些物質(zhì)。常用微濾、超濾、反滲透等。膜具有濃縮和分離雙重作用。應(yīng)用：濃縮分離乳清蛋白、乳的濃縮、除鹽等。乳制品的常規(guī)加工處理第六節(jié)

加工設(shè)備的清洗和消毒乳制品的常規(guī)加工處理一、清洗消毒的目的巴氏殺菌設(shè)備運(yùn)行一定時(shí)間（一般為6h，視其設(shè)備和原料奶質(zhì)量而定）后，必須進(jìn)行清洗消毒，旨在沖洗物料管內(nèi)、單元設(shè)備內(nèi)殘留的乳成分，清除設(shè)備、管道內(nèi)污垢，以防止細(xì)菌孳生并有利于熱交換；同時(shí)殺滅設(shè)備、管道內(nèi)微生物。巴氏殺菌設(shè)備運(yùn)行數(shù)幾小時(shí)之后，冷卻段內(nèi)的乳會(huì)滋生細(xì)菌。在巴氏殺菌中存活下來(lái)的細(xì)菌附著在乳垢里形成的一薄層叫做微生物薄層。設(shè)備持續(xù)使用10h后，巴氏殺菌乳中的微生物數(shù)量會(huì)顯著增加。乳制品的常規(guī)加工處理二、清洗劑的選擇牛乳加熱到60℃以上時(shí)，由于磷酸鈣和磷酸鎂與蛋白質(zhì)、脂肪等物質(zhì)共同沉積，形成乳石，乳石不但可滋生微生物，同時(shí)還可阻塞管道，使生產(chǎn)能力下降。因此，要求清洗劑可分解或溶解乳石這類物質(zhì)。多使用氫氧化鈉、磷酸鹽、硅酸鹽等堿性洗劑和磷酸、硝酸、鹽酸、硫酸等酸性洗劑。近年來(lái)又在這些洗劑中添加表面活性劑或金屬螯合物，使其更容易除去污物和改善洗滌性能以及防止乳垢沉著。乳制品的常規(guī)加工處理三、清洗消毒方法設(shè)備在生產(chǎn)結(jié)束后或生產(chǎn)間歇（一般連續(xù)生產(chǎn)6h），一定要認(rèn)真清洗和消毒。清洗和消毒必須分開(kāi)進(jìn)行，不可同