乳与乳制品生产工艺设计基础知识.docx
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乳与乳制品生产工艺设计基础知识
乳及乳制品生产工艺基础知识一、牛乳的基础知识天。
、牛乳是乳牛分娩后,由乳腺分泌,为幼仔提供营养的液体;泌乳期:
3001;;矿物质:
0.8%、乳的主要成分:
水:
87%;乳脂肪:
4%;乳蛋白质:
3.5%;乳糖:
4.7%2、乳的微量成分:
色素、酶类、维生素、磷脂、气体3、牛乳的感官指标:
滋气味:
特殊的香味、稍带甜味;随温度的高低而异;易吸味。
色泽:
不透4明的乳白色或淡黄色-磷酸钙胶粒和脂肪球对光不规则反射的结果乳白色—酪蛋白酸钙----淡黄色—脂溶性胡萝卜素和叶黄素5、组织状态:
胶体分散体系;分散介质:
水;分散质:
乳糖、无机盐类、蛋白质、脂肪、气体等。
6、乳的分散体系1nm左右。
真溶液--分子量小的溶质,可以形成真溶液,如:
乳糖、矿物质。
溶质颗粒大小在5---10nm左右的溶质。
在高速离心的作用下分离。
胶体溶液--主要以蛋白质为主,颗粒大小在之间,可以通过静置、离心的方法进行分以脂肪为主,颗粒大小在0.1---10um悬浊液或乳浊液--离。
、乳的成分7水分脂肪:
三酸甘油酯、甘油酸二酯、单酸甘油酯、脂肪
磷脂质:
卵磷脂,脑磷脂,神经脂质脂质
脂溶性维生素:
VA,VD,VE,VK,胡萝卜素
胆固醇牛乳
蛋白质:
酪蛋白,乳清蛋白,脂肪球膜蛋白,非蛋白态氮化合物总乳固体
糖类:
乳糖,葡萄糖
矿物质:
主要含钙,磷,钾,氯;少量含钠,镁,硫,铁
微量含锌,铝,铜,硅,碘
非脂乳固体色素:
胡萝卜素,叶黄素
水溶性维生素:
VB1,VB2,VB6,VB12,VC,烟酸等
酶:
解脂酶,磷酸酶,过氧化氢酶等
气体:
二氧化碳,氮
细胞:
乳房内部表皮细胞,白血球等
7.1水:
乳是一种均匀稳定的悬浮状态和乳浊状态的胶体性溶液,其中水分是分散介质。
因此,牛乳尤其适合用以哺乳幼畜,有促进消化吸收的功能。
人们利用其特性,将牛乳作为滋补的食品。
7.2总乳固体:
脂肪、蛋白质、乳糖、矿物质、维生素、酶
7.2.1乳脂肪:
乳脂肪在乳与乳制品中具有营养价值、风味、物理性质和经济价值四个方面的重要作用。
乳脂肪营养价值很高,含有20种以上脂肪酸,且含有相当数量的人体必需脂肪酸,一般动植油脂中只含有5~7种脂肪酸,由于这些脂肪酸在室温下呈液态,易挥发,因此使乳脂肪具有特殊的香味和柔软的质体,从而使乳与乳制品具有特殊的风味。
乳脂熔点低,易于消化吸收,同时乳脂肪又是脂溶性维生素A、D、E、K的含有者及传递者。
7.2.2乳蛋白质:
乳蛋白,又称乳清蛋白,乳清蛋白在常乳中含量低,而初乳中含量高,乳清蛋白与乳的免疫性有关,乳清蛋白具有抗原的作用,所以常常称为免疫蛋白,在生理上有重要意义。
乳清蛋白中的白蛋白、球蛋白含有较多人体必需氨基酸,在人体中易被消化吸收,婴儿食用更为适宜,更可促使老人及病人恢复健康。
故食品工业上将乳清喷雾干燥制成乳清蛋白粉,制造婴儿乳粉,或加入饮料中作为强化食品。
7.2.3乳糖
A.为哺乳动物从乳腺中分泌的一种特有的化合物,动植物的组织中几乎不存在乳糖!
牛乳中碳水化
合物中99.8%以上为乳糖。
乳糖是一种双糖,甜度仅为蔗糖的1/5~1/6,牛乳的甜味完全来自于乳糖;
B.乳糖与实际有关的性质
B1还原性双糖,本身及分解产物与乳中蛋白质会发生美拉德反应,是乳制品褐变的主要原因。
B2乳糖被乳酸菌分解产生乳酸及葡萄糖,半乳糖
-多种酸乳制品制造的依据
-乳品加工中引起乳与乳制品变质的因素之一
B3人消化道内缺乏乳糖酶,因此乳糖不能完全消化吸收,发生腹泻症状-乳糖不耐症
B4乳糖有促进人类脑及神经组织发育的功能,还可助长肠道中嗜酸杆菌的发育,抑制腐败菌的生长
7.2.4矿物质
(1)定义:
牛乳中的无机物亦称矿物质,它是指除碳、氢、氧、氮以外的各种无机元素,还有一些微量的元素。
(2)牛乳中矿物质含量随泌乳期、饲料及个体健康状况等种条件而有差异。
(3)牛乳经乳酸菌发酵后,酸度升高,不溶性的无机盐成分逐渐变为可溶性(钙、镁、磷)。
提高机体的利用率。
(4)牛乳中钙、镁与磷酸盐、柠檬酸盐之间保持适当的平衡,是保持牛乳对热稳定性的必需条件。
(5)矿物质分布:
钠、钾、氯全部以真溶液状态存在于乳中;钙、镁、磷一部分呈溶液状态存在,一部分以悬浊状态分散在乳中,还有一部分钙和磷与蛋白质结合存在。
(6)矿物质-微量元素:
牛乳中铜、铁、锰等微量元素,数量虽少,但在机体的生理过程和营养上具有重要作用。
7.2.5维生素
A脂溶性维生素含量及功效:
日摄量生理功能维生素种类含量mgmg/L
0.2防治夜盲症、防止上皮组织角化维生素A1—2
0.002促进骨骼牙齿生长、防止佝偻病0.01维生素D
促进生育能力及肌肉发育1—20.6维生素E抗贫血及黄疸促进血液中凝血酶蛋白生成3
维生K
0.32
水溶性维生素含量及功效:
B
mg生理功含维生素种mg/日摄维生B11~2抗神经炎及防治脚气0.4
防治口角干裂、抑制呼吸障维生B21~2.52~4
2~4维生B31~3抗神经衰弱及不眠0.002~0.01维生B12未抗贫血及神经障碍维生素C30~1005~28抗坏血病及毛细血管破裂抗皮肤病2.8~4.55泛酸抗神经性胃肠炎0.5~4
15~20
维生素PP
C牛乳中的维生素:
牛乳中含有几乎所有已知的维生素(见表),特别是维生素B2含量丰富,只有维生素D的含量不多,故在婴儿及老年人食品中应予强化
D发酵法生产的酸乳制品,由于微生物的生物合成,能使一些维生素含量提高,所以酸乳制品是一
类维生素丰富的营养食品
E牛乳中维生素的热稳定不同,有的对热稳定,如VA、VD等,有的热敏感性强,VC等,因此在加工中会遭受一定程度的破坏而损失
7.2.6酶
A乳中的酶来源:
一是来自乳腺(即乳中固有的);二是来源于微生物的代谢产物;
B乳品生产中
B1还原酶:
为微生物代谢产物之一。
原料奶测定还原酶含量,可得知微生物的多少和污染程度。
B2脂酶:
微生物的繁殖是解脂酶的主要来源,可使乳制品中脂肪分解而产生焦味,影响产品品质。
80℃,20s加热则完全钝化
B3磷酸酶:
可以测定乳是否已经过巴氏杀菌或经超过80℃的加热,杀菌是否彻底
8、牛奶的营养价值:
肌肉所需的蛋白质;骨骼所需的钙质;力气所需的热量;视力和皮肤所需的VA和VD;细胞功能所需的VB;人体所需的微量元素:
锌、硒、镁、碘等
二、乳制品种类
1、按照储存方式可分为:
低温奶、常温奶;
2、按照杀菌工艺可分为:
巴氏杀菌乳、超高温灭菌乳
3、公司现有产品种类:
调制乳、含乳饮料、发酵乳、灭菌乳、乳味饮料、复合蛋白饮品
4、乳的微生物:
常见的微生物包括有细菌、酵母、霉菌等三大类。
4.1影响微生物生长的因素
4.1.1水:
aw<0.9,细菌生长受到抑制;革兰氏阳性菌抵抗力大于阴性菌;球菌大于杆菌;细菌孢子大于生长期的细胞
4.1.2温度:
温度对细菌生长率的影响
种类最低最佳最高
90
—6075—5545
—嗜热菌40
嗜温菌
5—15
30—
4535—47
嗜冷菌低温菌
-5—55
—-5
12—25—
15—201530--35
30
4.1.3酸度:
大部分细菌在PH5至PH8生长良好;致病菌不能在PH低于4.5的条件下生长。
4.1.4氧气
A需氧菌:
仅在有氧的环境中生长
B厌氧菌:
仅在无氧的环境中生长
C兼性厌氧菌:
在有氧和无氧的环境中均能生长
4.1.5营养:
必需的元素:
碳、氢、氧、氮、硫、磷、矿物质
4.2细菌的繁殖:
通过分裂,进行无性繁殖
4.2.1细菌繁殖率公式:
N=N0×2t/g
N=在t时间内的细菌数/毫升;N0=在0时间内的细菌数;t=生长时间(小时);g=生殖时间(小时)
4.2.2裂殖周期:
一般20—30分钟(条件适当)
4.3微生物生长周期(特定环境)
:
环境、清洗、设备、冷却、贮存时间4.4牛乳中微生物的控制三、乳制品生产工艺基础知识】巴氏杀菌和超高灭菌工艺流程【1冷却→灌装保温→→配料→预热→均质→杀菌→净乳收集贮存原料奶→→→标准化
入库包装→→
入库→超高温灭菌→冷却→灌装→包装→、工艺要点22.1原料乳收集贮存:
℃以下,并在此温度下进行保存,如果冷却环节中断,牛乳中的微生牛乳被挤出后,马上冷却到4物将开始繁殖,并产生酶类,使牛乳的质量下降。
乳品厂在收购牛乳时应进行常规检验,检验项目包括:
感官评定、理化指标检验(脂肪、蛋白质、,对于不合格的奶应不予收购。
(酒精试验、美兰试验等)总乳固体、比重等),微生物指标检验℃以下,储存到储奶罐中,牛乳在储奶罐中适4乳品厂家原料乳收购后,通常用板式冷却器冷却到
当进行搅拌,使乳温度一致,避免脂肪上浮。
2.2净乳:
使用净乳机,净乳机的工作原理为离心分离,牛乳进入离心机后,在离心机的作用下,牛乳中的高密度的固体杂质被迅速地向分离机外周抛出,进入净乳机沉渣室,当沉积一定的淤渣后,开放排渣口排除沉渣。
净乳可清除乳中的机械杂质,如饲料碎屑、红血球、白血球、牛体细胞碎片、细菌团块等。
净乳工艺可保证产品的杂质度在标准范围内,保证乳品质量。
2.3标准化:
标准化的目的是为了确定产品的脂肪、蛋白质、总乳固体的含量,保证达到企业标准,以满足不同消费者的需求。
原料乳受季节饲料等影响,脂肪、蛋白质等含量变化较大,标准化可使产品质量保持稳定。
2.4均质
定义:
指对脂肪球进行机械处理,使它们变成较小的脂肪球均匀一致的分散在牛乳中。
目的:
使乳中的脂肪球细微化,减缓脂肪球上浮,改善产品的粘度;
a使脂肪分布均匀,没有乳脂层、b更白、c降低氧化的敏感性、d口感、风味更一致
一级均质:
打碎脂肪球;
二级均质:
A、为一级提供一个稳定的、可控制的背压,给均质提供一个最好的条件;
B、打散均质之后形成的脂肪球簇;
均质的原理:
挤压、切割、空穴
原料对脂肪球产生巨大的剪切力,使脂肪球变形、伸长和粉碎,牛乳以高速通过均质头中的窄缝,微米2.86微米降到0.27奶在26MPa压力下均质,脂肪球直径从其他如维生均质后,脂肪球的上浮速度明显下降,不易形成稀奶油层,均质后除脂肪均匀分布外,也呈均匀分布,促进了乳脂肪在人体内的吸收和同化作用,且均质后可降低脂肪和维生素AD素的氧化作用
、巴氏杀菌3但对牛乳的物理和化学性质无明显影响的任何一种牛乳热处理(TB),概念:
能有效破坏结核杆菌3.1
;保持15s方法;杀菌条件:
85+5OC有效杀死牛乳中的致病菌和有害菌,以保证食品的安全卫生;3.1.1钝化酶类;3.1.23.1.3延长牛乳的保存时间;
闪蒸巴氏杀菌冷却平衡保温加热预热均质
3.2板式热交换器:
优点:
a传热系数大;b占地面积小;c节能;d随意组合;
4、UHT流程
预热(60-70℃)→脱气→均质→蛋白稳定(90-105℃、120s)→UHT→冷却
热交换加热:
间接加热、逆流。
UHT工艺分解
、无菌灌装:
无菌环境的建立、无菌环境的维持、包材灭菌5PE
、膜、铝箔、HPE5.1利乐包材介绍:
PE膜、印刷层、纸层、PE
2】发酵奶生产工艺【原奶验收→预热→配料、标准化→均质→杀菌→冷却→接种→发酵→冷却→灌装→检验→出厂、工艺要点1)原料奶的要求(1
使用符合质量要求的新鲜乳、脱脂乳或再制乳为原料。
抗菌物质检查应为阴性,因为乳酸菌对抗生素极为敏感,乳中微量的抗生素都会使乳酸菌不能生长繁殖
(2)配料:
为提高干物质含量,可添加脱脂乳粉进行标准化。
根据国家标准,酸乳中全乳固体含量就为11.5%在右。
蔗糖加入量为小于10%。
有试验表明适当的蔗糖对菌株产酸是有益的,但浓度过量,不仅控制了乳酸菌产酸,而且提高生产成本。
(3)均质原料配合后,进行均质处理。
均质前预热至65℃均质压力为18—20Mpa。
均质处理可使原料充分混匀,粒子变小,有利于提高酸乳的稳定性和稠度,并使酸乳质地细腻,口感良好
(4)杀菌及冷却均质后的物料以95℃进行300S杀菌,其目的是杀死病原菌及其他微生物;使乳中酶的活力钝化和抑菌物质失活;使乳清蛋白热变情,改善牛乳作为乳酸菌生长培养基的性能;改善酸乳的稠度。
杀菌后的物料应迅速冷却到42℃左右,加入发酵剂后以利于菌的生长。
(5)加发酵剂将活化后的混合生产发酵剂充分搅拌,根据活力,以适量比例加入。
一般加入量为3%~5%,加入的发酵剂不应有大凝块,以免影响成品质量。
制作酸乳常用的发酵剂为保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌的混合菌种,其比例通常为1:
1。
也可用保加利亚乳直菌与乳酸链球菌搭配,研究证明,以前者是搭配效果较好。
此外由于菌种生产单位不同,其杆菌与球菌的活力也不同,在使用时其配比应灵活掌握。
(6)发酵发酵时间随菌种而异。
用保加利亚杆菌和嗜热链球菌的混合发酵剂时,温度保持在41~44℃,培养时间4~8h(3%~5%的接种量)。
一般发酵终点可依据如下条件来判断:
①滴定酸度达到70°T以上;②pH值低于4.6;③表面有少量水痕。
发酵应注意避免震动,否则会影响其组织状态;发酵温度应恒定,避免忽高忽低;掌握好发酵时间,防止酸度不够或过度以及乳清析出。
(7)冷却与后熟发酵好的酸乳,应立即20~25℃,迅速抑制乳酸菌的生长,以免继续发酵而造成酸度过高。
在冷藏期,酸度仍会有所上升,同时风味成分双乙酰含量会增加。
试验表明冷却24h,双乙酰含量达到最高,超过又会减少。
因此,发酵后须在4℃左右贮藏24h再出售,通常把该贮藏
过程称为后成熟,一般最大冷藏期为一个星期。
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