鲜乳的加工处理.doc

第三章 鲜乳的加工处理第一节 原料乳的收纳和贮藏一、原料乳的收纳1. 原料乳的验收标准 95页我国的生鲜牛乳质量标准（GB 691486）包括理化指标、感官指标及细菌指标。 理化指标理化指标只有合格指标，不再分级。我国部颁标准规定原料乳验收时的理化指标为：脂肪（%）3.10，蛋白质（%）2.95，密度（20/4）1.0280,酸度（以乳酸表示）（%）0.162，杂质度（106ppm）4，汞（106ppm）0.01，六六六、滴滴涕（106ppm ）0.1。 感官指标不分级。正常牛乳为乳白色或微带黄色，不得含有肉眼可见的异物，不得有红色、绿色或其他异色。不能有苦、咸、涩的滋味和饲料、青贮、霉等其他异常气味。 细菌指标细菌指标有平皿细菌总数计算法、美蓝还原褪色法，每个均可采用，分别按各自指标进行评级；两者只允许用一个，不能重复。细菌指标分为四个级别。表31 原料乳的细菌指标分级平皿细菌总数分级指标法（万个/mL） 美蓝褪色时间分级指标法50 4h1002.5h2001.5h40040min表32 原料乳美蓝试验褪色时间及分级指标美蓝褪色时间 1ml乳中的细菌数 乳的细菌污染度等级5h 30min以上 50万 一级（良）2h5h 30min 50400 二级（中）20min2h 4002000 三级（差）20min以内 2000 四级（劣）关于“生鲜牛乳”，我国标准规定，感官指标、理化指标不分级，微生物指标可分为一、二、三、四级。此外，许多乳品收购单位还规定下述情况之一不得收购：产犊前15d内的末乳和产后7d内的初乳；牛乳颜色有变化，呈红色、绿色或显著黄色者；牛乳中有肉眼可见杂质者；牛乳中有凝块或絮状沉淀者；牛乳中有畜舍味、苦味、霉味、臭味、涩味、煮沸味及其他异味者；用抗菌素或其他对牛乳有影响的药物治疗期间，母牛所产的乳和停药后3d内的乳；添加有防腐剂、抗菌素和其他有碍食品卫生的乳；酸度超过20T，个别特殊者，可使用不高于22T的鲜乳。2 原料乳的检验原料乳的品质直接影响乳制品的风味、保藏性能等。我国原料乳验收分为现场验收、入厂验收。现场验收主要进行感官检验，检测味觉、外观，测温度、比重，做酒精试验（判断酸度），方法要求快速；入厂验收主要检测脂肪率、滴定酸度、乳干物质、杂质度和细菌数（一般用美蓝试验或刃天青试验）等。严格检验后应进行分级。 感官检验根据我国生鲜牛乳收购的质量标准，在鲜乳验收时首先要进行感官检验。主要项目有：色泽、组织状态、滋气味等。即对鲜乳进行嗅觉、味觉、外观、尘埃、杂质等的鉴定。 正常鲜乳为乳白色或微带黄色，不得含有肉跟可见的异物，不得有红、绿等异色，不能有苦、涩、咸的滋味和饲料、青贮、霉等异味；是具有良好流动性的液体，不得呈粘稠状。 酒精检验 酒精试验概念与方法：以68%、70%或72%容量浓度的中性酒精与原料乳等量混合，摇匀，无凝块出现为标准（-），出现凝块的为不合格乳（+）。酒精检验目的：观察鲜乳的抗热性，现场收购鲜乳时广泛使用的一种方法。通过酒精的脱水作用，确定酪蛋白的稳定性。新鲜牛乳对酒精的作用表现出相对稳定而不新鲜的牛乳，其中蛋白质胶粒已呈不稳定状态，当受到酒精的脱水作用时，则加速其聚沉。可检种类： 鲜乳的酸度，初乳、末乳、冻结乳、乳房炎乳及盐类平衡不良乳（或称低酸度酒精阳性乳）等。酒精浓度不同所检测标准也不同。酒精试验结果可判断出酸乳的酸度，从而判定原料乳的新鲜程度。当新鲜牛乳存放过久或贮存不当时，乳中微生物繁殖使营养成分被分解，则乳中的酸度升高，酒精试验易出现凝块。如表3-3。影响乳中蛋白质稳定性的其他因素：如乳中钙盐增高时，在酒精试验中，会由于酪蛋白胶粒脱水失去溶剂化层，使钙盐容易和酪蛋白结合，形成酪蛋白酸钙沉淀。表3-3 不同浓度酒精实验的酸度酒精浓度（%） 不出现絮状物的酸度68 20T以下70 19T以下72 18T以下新鲜牛乳的滴定酸度为1618T。不同酸度的原料乳可合理利用：淡炼乳的原料乳，要用75%酒精试验；甜炼乳的原料乳，用72%酒精试验；乳粉的原料乳，用68%酒精试验(酸度不超过20T)。奶油的原料乳尚可用22T的乳制造，但其风味较差。酸度超过22T的原料乳只能供制造工业用的干酪素、乳糖等。 美蓝试验与刃天青试验也是检查原料乳新鲜度的有效而可行的方法。美蓝试验：乳中的还原酶是细菌活动的产物，乳的细菌污染越严重，则产生还原酶的数量越多，还原酶越多则使美蓝褪色越快，即以美蓝褪色速度间接地推断出鲜奶中的细菌数。该法除可迅速地间接查明细菌数外，对白细胞及其他细胞的还原作用也敏感。因此，还可检验异常乳(乳房炎乳及初乳或末乳)。刃天青试验与美蓝试验的原理相同。 测定乳温和密度测乳密度是为了判断乳的成分含量，测乳温主要是辅助校正乳密度。我国鲜乳的密度测定采用“乳汁计”，即乳专用密度计。有的国家规定，送到乳品厂的原料乳温度不得超过10，否则要降价。IDF认为牛乳在4.4保存最佳，10稍差，15以上时则影响牛乳的质量(见表34)。我国国家标准规定，验收合格的牛乳应迅速冷却至46，贮存期间不得超过10。表34 优质牛乳中的细菌生长情况 单位：cfu/ml贮存温度刚挤下的牛乳24h后48h后72h后4.44000400050008000154000160000033000000326000000 滴定酸度 概念：滴定酸度就是用相应的碱中和鲜乳中的酸性物质，根据碱的用量确定鲜乳的酸度和热稳定性的一种方法。一般用0.1 molL NaOH滴定，计算乳的酸度(第二章 第一节中已详细讲述)。该法测定酸度虽然准确，现场检验时受限，故常采用酒精试验法来判断鲜乳的酸度。 细菌总数、体细胞数、抗生物质检验一般现场收购鲜奶不做细菌和体细胞检验，但在加工以前，必须检验，以确定原料乳的质量和等级。如果是加工发酵制品的原料乳，必须做抗生物质检查。细菌检查：方法有美蓝还原试验，细菌总数测定（平皿法），直接镜检。 直接镜检法(费里德氏法) 利用显微镜直接观察确定鲜乳中微生物数量的一种方法。取一定量的乳样，在载玻片上涂抹一定的面积，经过干燥、染色，镜检观察细菌数，根据显微镜视野面积，推断出鲜乳中的细菌总数，而非活菌数。 直接镜检比平板培养法更能迅速判断结果，通过观察细菌的形态，还能推断细菌数增多的原因。 细胞数检验： 正常乳中的体细胞多数来源于上皮组织的单核细胞，如有明显的多核细胞出现，可判断为异常乳。常用的方法有直接镜检法(同细菌检验)或加利福尼亚细胞数测定(GMT)。GMT法：是根据细胞表面活性剂的表面张力，细胞在遇到表面活性剂时，会收缩凝固。细胞越多，凝集状态越强，出现的凝集片越多。抗生物质检验： TTC试验 如果鲜乳中有抗生物质的残留，在被检乳样中，接种细菌进行培养，细菌不能增殖，此时加入的指示剂TTC保持原有的无色状态(未经过还原)。反之，如果没有抗生物质残留，试验菌就会增殖，使TTC还原，被检样变成红色。即被检样保持鲜乳的颜色为阳性；被检乳变成红色为阴性。 纸片法 将指示菌接种到琼脂培养基上，然后将浸过被检乳样的纸片放入培养基上，进行培养。如果被检乳样中有抗生物质残留，会向纸片的四周扩散，阻止指示菌的生长，在纸片的周围形成透明的阻止带，根据阻止带的直径，判断抗生物质的残留量。 乳成分的测定 近年来随着分析仪器的发展，乳品检测方法出现了很多高效率的检验仪器。如采用光学法测定乳脂肪、乳蛋白、乳糖及总干物质，并已开发使用各种微波仪器。微波干燥法测定总干物质(TMS检验) 通过2450MHz的微波干燥牛奶，并自动称量、记录乳总干物质的质量，速度快，测定准确，便于指导生产。红外线牛奶全成分测定 通过红外线分光光度计，自动测出牛乳中的脂肪、蛋白质、乳糖3种成分。红外线通过牛乳后，牛乳中的脂肪、蛋白质、乳糖减弱了红外线的波长，通过红外线波长的减弱率反应出3种成分的含量。该法测定速度快，但设备造价高。3 原料乳的以质论价通常在牛场仅对牛乳的质量作一般的评价，在到达乳品厂后通过若干试验对其成分和卫生质量进行测定。除了对质量把关以外，还要根据质量付给奶牛户货款。实行“以质论价，优质优价，等外不收”的政策或办法，可以鼓励奶农自觉改善饲养管理，注意安全卫生，提高原料乳质量。 目前各地收乳站对原料乳质量的检测，层次不一，大体上分四种情况：(1)检测含杂、比重、酸碱度，以确定等级，使用企业为数不少；(2)以“脂”论价，除检测比重和酸碱度外，使用乳脂测定仪检测牛乳的含脂率，按含脂率高低划分等级计价，正大量推广；(3)除脂肪率外，并检测非乳脂固体(蛋白质、乳糖等)的含量，计算出总干物质含量，定出标准乳价，分别加权计算，列出数据变动计价表，作为分级计价的依据；已经在一部分大城市郊区试行；(4)除对上述理化指标进行检查检测外，并进行细菌总数、体细胞数等生物指标及药物残留的检验，分级计价，严重超标者拒收。仅在少数地方或企业试行。4 原料乳的过滤与净化 乳的过滤 过滤方法：有常压(自然)过滤、吸滤(减压过滤)和加压过滤等。多用滤孔比较粗的纱布、人造纤维等作过滤材料，也可采用膜技术(如微滤)去杂质。 在牧场中，乳及时过滤具有很大的意义。在没有严格遵守卫生条件下挤乳时，乳容易被大量粪屑、饲料、垫草、牛毛和蚊蝇等所污染。因此挤下的乳必须及时进行过滤。过去在牧场中，用纱布过滤。将消毒过的纱布折成34层，必须保持纱布的清洁，否则会使过滤出来的杂质与微生物重新侵入乳中，成为微生物污染的来源之一(如表35)。所以，在牧场中要求纱布的一个过滤面不超过50kg乳。使用后的纱布，应立即用温水清洗，并用0.5%的碱水洗涤，然后再用清洁的水冲洗，最后煮沸1020min杀菌，并存放在清洁干燥处备用。目前牧场中一般采用尼龙或其他类化纤滤布过滤，即干净、容易清洗，有很耐用，过滤效果好。表35 过滤用纱布清洗程度与乳中细菌数的关系纱布的处理情况乳中的细菌(个/ml)纱布的处理情况乳中的细菌(个/ml)清洁的纱布6000不清洁的纱布92000 凡是将乳从一个地方送到另一个地方，从一个工序到另外一个工序，或者由一个容器送到另一个容器时，都应该进行过滤。除用纱布过滤外，也可以用过滤器进行过滤。如管式过滤(如图31)，设备简单，并备有冷却器，过滤后，可以马上进行冷却。适用于收乳站和小规模工厂的收乳间用，或用于原料乳进入贮乳罐之前的过滤。另有双联过滤器，适用于工厂的前处理。图31管式过滤器1.贮乳槽2.过滤器3.冷却器4.滤过棉5.金属网板6.带孔夹板 乳的净化 原料乳经过数次过滤后，虽然除去了大部分的杂质，但是，由于乳中污染了很多极为微小的机械杂质和细菌细胞，难以用一般的过滤方法除去。为了达到最高的纯净度，一般采用离心净乳机净化。概念：乳的净化是指利用机械的离心力，将肉眼不可见的杂质去除的一种方法。可使乳达到净化的目的。 离心净乳机的构造基本与乳油分离机相似。其不同点为：分离钵具有较大的聚尘空间，杯盘上没有孔，上部没有分配盘。没有专用离心净乳机时，也可以用乳油分离机，但效果较差。现代乳品工厂，多采用离心净乳机。但普通的净乳机，在运转23小时后而停车排渣，故目前大型工厂采用自动排渣净乳机械或三用分离机(乳油分离、净乳、标准化)，对提高乳的质量和产量起了重要的作用。（食品机械课已讲过）。重点净化原理为：乳在分离钵内受到强大离心力的作用，将大量的机械杂质留在分离钵内壁上，而乳被净化。净化后的乳最好直接加工，如要短期贮藏时，必须及时进行冷却，以保持乳的新鲜度。乳净化时的要求： 原料乳的温度 乳温在脂肪溶点左右为好，即3032。如果在低温情况下(410)净化，则会因乳脂肪的黏度增大而影响流动性和尘埃的分离。根据乳品生产工艺的设置，也可以采用40或60的温度净化，净化之后应该直接进入加工段，而不应该再冷藏。 进料量 根据离心净乳机的工作原理，乳进入机内的量越少，在分离钵内的乳层则越薄，净化效果则越好。大流量时，分离钵内的乳层加厚，净化不彻底。但也少考虑到生产效率问题，所以一般进料量比额定数减少1015%。 事先过滤 原料乳在进入分离机之前要先进行较好的过滤，去除大的杂质。一些大的杂质进入分离机内可使分离钵之间的缝隙加大，从而使乳层加厚，使乳净化不完全，影响净化效果。二、原料乳的冷却与贮藏1冷却的意义101页将乳迅速冷却是获得优质原料乳的必要条件。刚挤下的乳，温度约在36左右，是微生物发育最适宜的温度，如果不及时冷却，则侵入乳中的微生物大量繁殖，酸度迅速增高，不仅降低乳的质量，甚至使乳凝固变质（如表36）。所以挤出后的乳应迅速进行冷却，以抑制乳中微生物的繁殖，保持乳的新鲜度。表36 乳的冷却与乳中细菌数的关系 (细菌个数/ml)贮存时间冷却乳未冷却的乳贮存时间冷却乳未冷却的乳刚挤出的乳3h以后6h以后11500115006000115001850010200012h以后24h以后7800620001140001300000乳中含有能抑制微生物繁殖的抗菌物质乳抑菌素(Lactenin)，使乳本身具有抗菌特性，但这种抗菌特性延续时间的长短，随着乳温的高低和乳的细菌污染程度而异。102页 由表37可以看出，新挤出的乳，迅速冷却到低温，可以使抗菌特性保持相当长的时间。另外，抗菌特性与细菌污染程度的关系，如表38所示。表37 乳温与抗菌特性作用时间的关系乳 温（）抗菌特性作用时间（h）乳 温（）抗菌特性作用时间（h）373025102以内3以内6以内24以内510102536以内48以内240以内720以内表38 抗菌特性与细菌污染程度的关系乳 温（）抗菌特性的作用时间（h）乳 温（）抗菌特性的作用时间（h）挤乳时严格遵守卫生制度的挤乳时未严格遵守卫生制度的挤乳时严格遵守卫生制度的挤乳时未遵守卫生制度的37303.05.02.02.3161312.736.07.619.0从表38可见挤乳时严格遵守卫生制度的重要性。因此，挤乳时严格遵守制度和将挤出的乳迅速进行冷却，是保证鲜乳较长时间保持新鲜状态的必要条件。2. 冷却的要求刚挤出的乳马上降至10以下，就可以抑制微生物的繁殖；若降至23时，几乎不繁殖；不马上加工的原料乳应降至下贮藏。3.冷却方法 水池冷却法 最普通而简易的方法是将装乳的奶桶放在水池中用冰水或冷水进行冷却（如图3-2）。 用水池冷却牛乳时，可使乳冷却到比冷却用水的温度高34C左右。在北方由于地下水温低，即使在夏天也在10C以下，直接用地下水即可达到冷却的目的。在南方为了使乳冷却到较低的温度，可在池水中加入冰块。3-2 水池冷却乳的方法1.量乳器 2.过滤器 3.接收槽 4.开关21341234为了加速冷却，需经常进行搅拌，并按照水温进行排水和换水。池中水量应为冷却乳量的4倍。每隔3天应将水池彻底洗净后，再用石灰溶液洗涤一次。挤下的乳应随时进行冷却，不要将所有的乳挤完后才将奶桶浸在水池中。水池冷却的缺点是：冷却缓慢和消耗水量较多。 冷排冷却法 冷排这种冷却器是由金属排管组成（如下图）。乳从上部分分配槽底部的细孔流出，形成波层，流过冷却器的表面再流入储乳槽中，冷却（冷水或冷盐水）从冷却器的下部自下而上通过冷却器的每根排管，以降低沿冷却器表面流下的乳的温度。原料乳冷却排管受乳槽乳温5-8特点：构造简单，价格低廉，冷却效率也比较高，适于小规模加工厂及乳牛场使用。冷排冷却法示意图 浸没式冷却法 这是一种小型轻便灵巧的冷却器，可以插入储乳槽或乳桶中以冷却牛乳（如图3-4） 浸没式冷却器中带有离心式搅拌器，可以调节搅拌速度，并带有自动控制开关，可以定时自动进行搅拌，故可使牛乳均匀冷却，并防止稀奶油上浮。在较大规模的乳牛场冷却牛乳时，为了提高冷却器效率，节约制冷机的动力消耗，在使用浸没式冷却器以前，最好能先用片式预冷器使牛乳温度降低，然后再由浸没式冷却器来进一步冷却。片式预冷器如用15C的冷水作冷剂来冷却牛乳时，刚刚挤下了牛乳（35C左右）通过片式预冷器后，可以冷却到18C左右，然后直接流入贮乳槽内，再用浸没式冷却器进一步冷却。图3-4 浸没式冷却器A.奶桶外冷却 B.奶桶内冷却 C.奶罐内冷却 片式预冷法一般中、大型乳品厂多采用片式预冷器来冷却鲜牛乳。片式预冷器（见图3-5）占地面积小，降温效果有时不理想。如果直接采用地下水做冷源（4C 8C的水），则可使鲜乳降至6C10C，效果极为理想。以一般15C自来水做冷源时，则要配合使用浸没式冷却器进一步降温。（片式冷却器的工作原理已在设备课上讲过）4 乳的贮存 为了保证工厂连续生产的需要，必须有一定的原料乳贮存量。 乳的贮存性与冷却温度的关系冷却后的乳还要继续保存在低温处。根据实验，将乳冷却到18时，已有相当的作用。冷却到13，可保存12h以上。冷却只能暂时抑制微生物的生长繁殖，当乳温逐渐升高时，微生物又开始生长繁殖，所以乳在冷却后应在处理前的整个时间内维持在低温下，温度越低保持时间越长，贮乳时间与冷却温度的关系见表39、图3-6。表39 乳时间与冷却温度的关系贮乳时间（h） 612 1218 1824 2436应降至温度 108 86 65 54图3-5 在不同保存温度下，乳中细菌数的增长情况 4 8 12 16 20 24 48h100010000100000一百万10百万100百万1000百万30C25C20C15C10C5C细菌数（cfu/ml） 贮乳罐的要求及使用 罐装乳能力一般为5t、10t或30t，现代化大规模乳品厂的贮乳罐可达100t。10t以下的贮藏罐多装于室内，为立式或卧式，大罐多装于室外，带保温层和防雨层，均为立式。鲜乳储量 为日处理量或为日处理量的2/3。而且每只贮乳罐的容量应与生产品种的班生产能力相适应。每班的处理量一般相当于两只贮乳罐的乳容量，否则将用多只贮乳罐，增加了调罐、清洗的工作量，会增加牛乳的损耗。 罐体设计要求：不锈钢材质，隔热尤为重要。外边有绝缘层（保温层）或冷却夹层，以防止乳罐温度上升。要求恒温性能良好，一般乳经过24h贮存后，乳温上升不得超过23。罐中配有搅拌器、液位指示计、湿度指示器、各种开口、不锈钢爬梯、视镜和灯孔、手孔或入孔。贮乳罐的结构如图3-6。图3-6 带探孔、指示器等的奶仓1搅拌器 2探孔 3温度指示 4低液位电极 5气动液位指示器 6高液位电极配有适当的搅拌机构，定时搅拌乳液，防止脂肪上浮而造成分布不均匀。此外，脂肪含量较高的乳，如果在泵送与加工过程中遭受较激烈的机械力，还易使部分脂肪球膜破裂而导致脂肪球集结形成奶油，在杀菌及灌装后漂浮于奶瓶的顶部，影响产品的质量。液位指示器主要指示乳的液位高低，防止乳装得太满而溢出，或乳被抽完后泵未停机，导致空气被泵抽入乳中。贮乳罐使用前应彻底清洗、杀菌，待冷却后贮入牛乳。每罐须放满，并加盖密封。如果装半罐，会加快乳温上升，不利于原料乳的贮存。贮存期间要开动搅拌机。 原料乳中脂肪与无脂干物质的含量随乳牛品种、地区、季节和饲养管理等因素不同而有较大的差别。第二节 原料乳的预处理一、原料乳的标准化1目的：为了使产品符合标准，乳制品中脂肪与无脂干物质含量要求保持一定比例。2概念：一般是指调整原料乳中脂肪和无脂干物质之间以及其它成分间的比例关系，使加工出的乳产品符合产品标准。一般把该过程称为标准化。3原则：如果原料乳中脂肪含量不足时，应添加稀奶油或分离一部分脱脂乳；当原料乳中脂肪含量过高时，则可添加脱脂乳或提取一部分稀奶油，另外要按产品标准加入和调整乳中的其它成分。标准化在贮乳缸的原料乳中进行或在标准化机中连续进行。4标准化的原理乳制品中脂肪与无脂干物质间的比值取决于标准化后乳中脂肪与无脂干物质之间的比值，而标准化后乳中的脂肪与无脂干物质之间的比值是根据原料乳中脂肪与无脂干物质之间的比例进行调整的。使其达到成品的比值。 若设：F原料乳中的含脂率（%）；SNF原料乳中无脂干物质含量（%）；F1标准化后乳中的含脂率（%）；SNF1标准化后乳中无脂干物质含量（%）；F2乳制品中的含脂率（%）；SNF2乳制品中无脂干物质含量（%）。则：F2SNF2R 设 5. 标准化的步骤 1）液态乳与乳粉的标准化：在生产上通常用比较简便的皮尔逊法进行计算，其原理是设原料中的含脂率为F%，脱脂乳或稀奶油的含脂率为q%，按比例混合后乳（标准化乳）的含脂率为F1%，原料乳的数量为X，脱脂乳或稀奶油量Y时，对脂肪进行物料衡算，则形成下列关系式：即：原料乳和稀奶油（或脱脂乳）的脂肪总量等于混合乳的脂肪总量。 FXqY=F1（X+Y）则 X（FF1）=Y（F1q） 或 脱脂乳或稀奶油的量：又因在标准化时添加的稀奶油（或脱脂乳）量很少，标准化后乳中干物质含量变化甚微，标准化后乳中的无脂干物质含量大约等于原料乳中无脂干物质含量，即：故 若F1F，则加稀奶油调整；若F1F，则加脱脂乳调整。例：今有含脂率为3.5%，总干物质含量为12%的原料乳5000kg，欲生产含脂率为28%的全脂乳粉，试计算进行标准化时，需加入多少公斤含脂率为35%的稀奶油或含脂率为0.1%的脱脂乳。解： F（%）=3.5 SNF=12-3.5=8.5（%） 则 根据 得 F1F 应加脱脂乳调整 根据皮尔逊法则： 即需要加脂肪含量为0.1%的脱脂乳312.5kg。 为了使计算更精确，可先计算脱脂乳及稀奶油的无脂干物质（SNF），再按上述方法进行标准化。 （1）脱脂乳中无脂干物质的计算 首先测定原料乳的含脂率及无脂干物质，然后按下式计算： 例：从含脂率3.4%，无脂干物质7.9%的原料乳分离脱脂乳。求该脱脂乳中的无脂干物质含量。 解： （2）稀奶油中无脂干物质的计算 即:例：把含脂率为3.5%的原料乳分离，其脱脂乳中非脂乳固体含量为8.2%，含脂肪量为40%的稀奶油，稀奶油中非脂乳固体含量为多少？解：F稀=40 SNF脱=8.2故稀奶油中的非脂乳固体含量为4.9%。 2）物料恒算法 适于炼乳、乳粉的标准化采用物料恒算法。原理是： 即 R1 = R2 第一步：确定加什么。先计算出原料中的R和R2值，进行比较， 如果RR2 则应添加脱脂乳（乳中脂肪含量超过标准）。 例题：今有原料乳1000kg，其中含脂肪3.3%，无脂干物质9%，要制成含脂率为8.95%、无脂干物质为23.5%的炼乳，问标准化时应加什么？加多少kg? (有稀奶油含脂率为25%，无脂干物质为6.7%)3.3 9F SNF 题中 R = = =0.378.95 23.5F2 SNF2 R2 = = =0.38 RR2 说明料乳中脂肪不足，应加稀奶油。 第二步 以成品比值为标准，列出平衡方程。 设例题中原料乳量为X；应加的稀奶油量为Y。 SNF R2 FY= x F SNF R2 XF + YFR2= XSNF + YSNF 则： 导出: 9 0.38 3.3Y= 1000 = 5.34kg 25 6.7 0.38 将例题中数字代入后得： 计算结果：将稀奶油5.34kg 加于这1000kg原料乳中即可使成品炼乳达到标准。3）乳粉标准化表的（W.r.R关系表）设：含脂乳粉中的F/SNF之比（水份不计）为：W标准化原料乳中的含脂率为：（实际是F1）原料乳中无脂干物质：K三者关系为（表） r=WK据此可列出下列用表乳粉W.K.r关系表WK r25/75=0.33326/74=0.35127/73=0.37028/72=0.38929/71=0.40930/70=0.4297.82.602.742.893.043.193.357.92.632.782.903.073.233.398.02.672.822.963.113.273.448.52.702.853.003.153.313.488.92.832.993.153.303.473.659.03.003.163.333.353.683.86表中r=WK 例；W=0.333、K=8.5、则r=2.83（注；请同学自己完成这张表）表的使用；从表中查处出r值后，代入皮尔逊公式计算，先要用r值比较出应加什么解例题：乳粉要求含脂率25%（则SNF=75%） 原料乳中F=3.5%，总干物质为12%，则SNF=12-3.5=8.5% 查表：25/75=0.333，对8.5时，r=2.83（比原料乳中3.5少），应加脱脂乳，代入皮尔逊公式； 4）加糖量的计算 在乳品中需要加糖的乳制品主要有炼乳、乳粉。 加糖量的计算，也是根据物料衡算原理，即： 即得：Q=EF例：含有原料乳、干物含量11.5%，制成甜炼乳要求含糖量19.8%，水分按25%计算，求加蔗糖的百分率。解：=0.25; E=11.5%Q=11.5%0.25=2.88%；每100kg加蔗糖2.88kg。如果将Q=EF三者关系例成表，可在生产中直接查到加糖百分率，很方便。Q全脂甜乳粉加糖百分率表（Q、E、F） Q E F19.9/80.1 (0.25) F19.8/80.2(0.2369) F19.7/80.3(0.2453) F19.6/80.4(0.2438) F19.5/80.5(0.2422) F19.4/80.6(0.2409) F19.0/8.1(0.2345)11.00中间添上Q值，Q=EF，请同学自己完成此表11.1511.2011.2511.3011.3511.4011.4512.50例：甜炼乳要求总干物质为28%(F%=8.0%，SNF=20%)，原料乳中的(标准化后的)脂肪为3.16%，SNF为7.88%，假定甜炼乳中要求蔗糖含量为45%时，则原料乳每100公斤应添加多少蔗糖？解：E=3.16+7.88=11.04 F=45% / 28%则：Q=EF=11.0445% / 28%=17.7%每100千克乳中加17.7千克糖。二、均质1. 均质的概念在强力的机械作用下（16.720.6 MPa）将乳中大的脂肪球破碎成小的脂肪球，均匀一致地分散在乳中，这一过程称为均质。2. 均质的意义及优点：图3-7为均质前后脂肪球大小的变化。 牛乳在放置一段时间后，有时上部分会出现一层淡黄色的脂肪层，称为“脂肪上浮”。就其原因主要是因为乳脂肪的比重小（0.945）、脂肪球直径大，且大小不均匀，变动于110m之间，其一般为25m，容易聚结成团块，影响乳的感官质量。经均质，脂肪球直径可控制在1m左右，这时乳脂肪表面积增大，浮力下降，乳可长时间保持不分层，可防止脂肪球上浮，不易形成稀奶油层脂肪。 （见109页）图3-7 均质前后的脂肪球均质使不均匀的脂肪球呈数量更多的较小的脂肪球颗粒而均匀一致地分散在乳中，脂肪球数目的增加，增加了光线在牛乳中折射和反射的机会，使得均质乳的颜色更白。如另一方面，经均质后的牛乳脂肪球直径减小，脂肪均匀分布在牛乳中，其它的维生素A和维生素D也呈均匀分布，促进了乳脂肪在人体内的吸收和同化作用。更重要的是经过均质化处理的牛乳具有新鲜牛乳的芳香气味，均质化以后的牛乳防止了由于铜的催化作用而产生的臭味，这是因为均质作用增大了脂肪表面积所致。因为脂肪球膜上的类脂物，尤其是磷脂中的脑磷脂部分含有很大比例的不饱和脂肪酸残基，它很容易氧化生成游离基，并转化为过氧化物，游离出新的基团，这种反应组分具有强烈的刺激性气味。铜能够催化上述反应，因天然而混入的铜，即使很少（10g/kg）都会造成氧化，从而使牛乳带有一种臭味。而均质后的牛乳脂肪球表面积增大了，但磷脂和铜的含量几乎不变，故膜中铜与磷脂之比近乎恒定，但其浓度大致与脂肪表面积成反比，因此铜与磷脂间的接触将减少，从而降低了脂肪的氧化作用。 均质的其它一些优点：经均质后的牛乳脂肪球直径减小，易消化吸收；使乳蛋白质凝块软化，促进消化和吸收；在酶制干酪生产中，可使乳凝固加快，乳产品风味更加一致。均质的不足：对阳光、解脂酶等敏感，有时会产生金属腥味；蛋白质的热稳定性降低；不能使乳有效的分理出稀奶油。工序安排：原料乳在经过验收、净化、冷却、标准化等预处理之后，必须进行均质处理。杀菌乳、稀奶油、炼乳、冰激凌配料、发酵乳饮料等都需要安排均质。 在巴氏杀菌乳的生产中，一般均质机的位置处于杀菌机的第一热回收段； 在间接加热的超高温灭菌乳生产中，均质机位于灭菌之前；在直接加热的超高温灭菌乳生产中，均质机位于灭菌之后，因此应使用无菌均质机。3. 均质的原理（机械课讲过）均质作用是由三个因素协调作用而产生的（见图3-8）：牛乳以高速度通过均质头中的窄缝对脂肪球产生巨大的剪切力，此力使脂肪球变形、伸长和粉碎。牛乳液体在间隙中加速的同时，静压能下降，可能降至脂肪的蒸汽压以下，这就产生了气穴现象，使脂肪球受到非常强的爆破力。当脂肪球以高速冲击均质环时会产生进一步的剪切力。（见110页）图3-8 脂肪球在均质中的状态图3-9和图3-10是均质头及其液压系统结构示意图。在物料的入口处，柱塞泵使物料的压力从0.3MPa提升至 1025 M Pa。液压泵的油压与阀芯的均质压力保持平衡。图3-10 两级均质头 图3-9 一级均质装置的组成1第一级 2第二级 1均质头 2均质环 3阀座 4液压传动装置4. 均质的工艺要求 均质前需要进行预热，达到6065；均质方法一般采用二段式，即第一段均质使用较高的压力（16.720.6MPa），目的是破碎脂肪球。第二段均质使用低压（3.44.9MPa），目的是分散已破碎的小脂肪球，防止粘连。5. 影响均质的因素 含脂率 含脂率过高时会在均质时形成脂肪球粘连，因为大脂肪球破碎后形成许多小脂肪球，而形成新的脂肪球膜需要一定的时间，如果均质乳的脂肪率过高，那么新的小脂肪球间的距离就小，这样会在保护膜形成之前因脂肪球的碰撞而产生粘连。当含脂率大于12%时，此现象就易发生，所以稀奶油的均质要特别注意，可采用“加温”并“部分均质法”，即均质50%，再与未均质的混合。 均质温度 均质温度高，均质形成的粘化现象就少，一般在6070为佳。低温下均质产生粘化乳现象较多。 均质压力 均质压力低，达不到均质效果；压力过高，又会使酪蛋白受影响，对以后的灭菌十分不利，杀菌时往往会产生絮凝沉淀。5. 均质效果检测均质可采取全部式或部分式均质，全部式均质一般应用于含脂率小于12%的牛乳或稀奶油，这样不能产生粘化现象，即脂肪球粘连。部分式均质是一种只对原料的1/2或1/3进行均质的方法，这主要是对含脂率高的稀奶油而言，以防产生粘化乳现象。均质效果可以用以下方法来检验。 显微镜检验 一般采用100倍的显微镜镜检，可直接观察均质后乳脂肪球的大小和均匀程度。在显微镜下直接用油镜镜检脂肪球的大小是最方便、最直接和快速的方法，但缺点是只能定性不能定量，而且要有较丰富的实践经验。 均质指数法 用分液漏斗或量筒取250ml均质乳样，放在4或6下保持48h,然后检测上层1/10和下层9/10处的的含脂率，最后根据公式算出均质指数，均质指数一般在110之间。均质指数=上层下层上层100%尼罗（NIZO）法 取25ml乳样在半径250mm，转速为1000r/min的离心机内，于40条件下离心30min。然后取下层20ml样品和离心前样品分别测其含脂率，二者相除，乘以100即得尼罗值。一般巴氏杀菌乳的尼罗值在50%80%范围内。此法较迅速，但精确度不高。 激光测定法 激光光速通过均质乳样时，其光的散射决定于脂肪球的大小和数量，然后将结果转换成脂肪球分布图即可。此法快速准确，但仪器昂贵，不适于乳品厂使用。三、真空脱气牛乳刚刚被挤出后约含5.5%7%的气体；经过贮存、运输和收购后含量在10%以上，而且绝大多数为非结合的分散气体。 气体对牛乳加工的破坏作用主要有：影响牛乳计量的准确度。使巴氏杀菌机中结垢增加。影响分离和分离效率。影响牛乳标准化的准确度。影响奶油的产量。促使脂肪球聚合。促使游离脂肪吸附于奶油包装的内层。促使发酵乳中的乳清析出。所以，在牛乳处理的不同阶段进行脱气是非常必要的。脱气工序安排：需要设置在三处第一次，要在乳槽车上安装脱气设备，以避免泵送牛乳时影响流量计的准确度。第二次，是在乳品厂收乳间流量计之前安装脱气设备。但是上述两种方法对乳中细小的分散气泡是不起作用的。因此在进一步处理牛乳的过程中，还应第三次使用真空脱气罐，以除去细小的分散气泡和溶解氧。图3-11为牛乳和空气在带有冷凝器的空气分离器里的流动。 （见113页）图3-11 真空脱气罐1安装在缸里的冷凝器 2切线方向的牛乳进口 3带水平控制系统的牛乳 脱气的工艺要求：书114页图3-12为带有真空脱气罐的牛乳处理工艺流程。工作时，将牛乳预热至68后，泵入真空脱气罐，则牛乳温度立刻降到 60，这时牛乳中空气和部分牛乳蒸发到罐顶部，遇到罐冷凝器后，蒸发的牛乳冷凝回到罐底部，而空气及一些非冷凝气体（异味）由真空泵抽吸除去。综上所述，一般原料乳预处理工艺安排：60条件下脱气分离标准化均质进入杀菌机杀菌。 （见114页） 图3-12 带有真空脱气罐的工艺流程图 1巴氏杀菌机2真空脱气罐3流量控制器 4分离机5标准化单元 6均质机 7保温管8增压泵9真空泵第三节 原料乳的加热杀菌一、原料乳的热处理（一）热处理的目的（1） 保证安全 热处理主要杀死致病菌，如结核杆菌、金黄色葡萄球菌、沙门氏菌、李斯特菌等病原菌，以及进入乳中的潜在病原菌、腐败菌，其中许多菌耐高温。（2） 延长保质期 主要杀死腐败菌和它们的芽孢，灭活乳中固有的或由微生物分泌的酶。热处理抑制了脂肪自身的氧化引起的化学变质。（3） 使产品获得特有的性状 例如：乳蒸发前加热可提高炼乳杀菌期间的凝固稳定性；使细菌的抑制剂免疫球蛋白和乳过氧化氢酶系统失活，促进发酵剂菌的生长；使酸奶具有一定的粘度；促进乳在酸化过程中乳清蛋白和酪蛋白凝集等等。乳的初始pH值对热凝固时间有相当大的影响，即pH值越低，发生凝固的温度越低。在温度保持不变的条件下，凝结速率随pH值的降低而增加。凝聚往往不可逆，即pH值增加不能使形成的凝聚再分散。简介，第二章中已讲过一些。（二）加热处理引起乳的变化1. 乳蛋白的热凝聚（热凝固性）实际上，乳很少产生热凝固问题，但浓缩乳（如炼乳）在杀菌过程中有时会凝固。炼乳热凝固主要有以下情况：（1） 在没有经预热的原料乳生产的炼乳中，乳清蛋白处于自然状态，所以120加热，乳清蛋白开始变性并且在酸性范围内强烈聚合，因为炼乳中的乳清蛋白是被浓缩的，浓度高，所以酪蛋白胶束与乳清蛋白形成胶体结合。（2） 用预热过的原料乳生产的炼乳中，乳清蛋白已经变性并与酪蛋白胶束结合，在乳预热过程中，没有形成胶体化是因为乳清蛋白浓度太低，而在炼乳中不发生胶体化是因为乳清蛋白已经变性了。（3） 炼乳中pH值由6.2上升到6.5，稳定性也随之增加，因为Ca2活性降低的缘故。在pH值7.6时，炼乳稳定性降低，是由于酪蛋白胶粒的酪蛋白脱落，导致酪蛋白胶束对Ca2敏感性增加，而炼乳中盐浓度比液态乳的要高，因此造成炼乳的不稳定。2. 乳的其它物理及化学变化（1） 加热过程中乳的颜色起初变得微白一些，随着加热强度的增加，颜色变为棕色，乳的粘度也增加。（2） CO2、O2等气体在加热期间除去，特别是O2的除去对减少氧化反应速度和细菌增长速度有益。（3） 风味改变、营养价值降低。如一些维生素损失、蛋白质与乳糖之间发生的反应，主要是美拉德反应，使得赖氨酸效价降低。（4） 乳中的一些微生物在经热处理过的乳中生长较快，这是因为一些细菌抑制剂，如：乳过氧化物酶和免疫球蛋白钝化失活。此外，一定条件下热处理可以产生某些物质促进一些菌生长，相反抑制另一些菌生长。所有这些变化取决于加热的强度。（5） 浓缩乳的热凝固和稠化趋势会降低，凝乳能力降低。（6） 加热后乳脂上浮趋势降低，自动氧化趋势降低，在均质或复原过程形成的脂肪球表面层物质组成受均质前加热强度的影响，例如形成均质团的趋势有所增加。（7） 加热会产生乳糖的同分异构体，如异构化乳糖；产生乳糖的降解物，如乳酸等有机酸。（8） 加热会使乳的pH值降低，并且滴定酸度增加，所有这些变化都依赖于条件的变化。加热过程中乳pH值的最初降低主要是由磷酸钙沉淀引起的，进一步的降低是由于乳糖产生甲酸。重点！（9） 加热后大部分的乳清蛋白变性，导致不溶，酪蛋白胶束发生聚集，最终会导致凝固；蛋白中的二硫键断裂，游离巯基的形成，这使氧化还原电势降低；酪蛋白中