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1、关于第二篇乳制品加工工艺第一张,PPT共一百五十页,创作于2022年6月1 基础部分1.1 牛乳的成分及营养价值 1.1.1 概述牛乳的成分主要包括:水、脂肪、蛋白质、乳糖及灰分等。正常的牛乳中各种成分的组成大体上是稳定的,但受乳牛的品种、个体差异、泌乳期、年龄、饲料、季节、气温、挤奶状况及健康状况等因素影响而有所不同,其中变化最大的是脂肪,其次是蛋白质,乳糖和灰分含量相对比较稳定。 第二张,PPT共一百五十页,创作于2022年6月第三张,PPT共一百五十页,创作于2022年6月第四张,PPT共一百五十页,创作于2022年6月第五张,PPT共一百五十页,创作于2022年6月牛乳加工后各组分的名

2、称: 第六张,PPT共一百五十页,创作于2022年6月1.1.2 乳脂肪 milk fat 乳脂肪约有99%的成分是甘油三酸酯,其脂肪酸组成随季节的变化有较大的变动,尤其是饲料。CH2OCOC15H31CHOCOC3H7CH2OCO(CH2)7. CH=CH(CH2)7CH3 牛乳脂肪酸的组成: 饱和脂肪酸 约占6070%(软脂酸、硬脂酸和豆酸) 不饱和脂肪酸 2530%(主要是油酸) 多不饱和脂肪酸 约占4%(亚油酸和亚麻酸)第七张,PPT共一百五十页,创作于2022年6月 乳脂肪的特点:存在一些短链脂肪酸(4、6、8、10个碳原子),丁酸(在其他一般脂肪中不存在)占4%。 短链脂肪酸的重要

3、性: 具有某些显著的特征气味,而这些气味对于形成某些乳制品,尤其是干酪的风味和气味是非常重要的; 乳脂肪中含有相对丰富的短链脂肪酸,易消化,也可用来鉴别用其他脂肪掺假问题。第八张,PPT共一百五十页,创作于2022年6月 物理形式 牛乳是以脂肪球分散在包含非脂乳固体的水相中形成稳定的乳浊液形式存在的,脂肪几乎都是以小脂肪球的形式存在,脂肪球表面被脂肪球膜的蛋白和磷脂包裹着。脂肪球的直径在0.120m范围。在重力作用下,因为乳脂肪和水相之间密度的不同,造成脂肪球的大量上浮,形成稀奶油。 第九张,PPT共一百五十页,创作于2022年6月脂肪氧化 乳脂肪与空气中的氧、光线、金属铜等接触时,将发生氧化

4、作用,从而产生所谓的脂肪氧化臭。乳脂肪的氧化发生在不饱和脂肪酸的双键位,产生一种令人不愉快的气味。因为乳制品一般不允许使用抗氧化剂,因此必须将加工的乳脂产品,如奶油和无水乳脂的氧化降低到最小程度。乳中存在的细菌,以及将牛乳加热至80以上,都有抗氧化作用,后者导致少量硫氢基合化物的形成。 第十张,PPT共一百五十页,创作于2022年6月非脂乳固体 no fat solid牛乳总固形物 = 脂肪+非脂乳固体非脂乳固体包括: 乳中的蛋白质、乳糖、无机盐、维生素和微量含氮化合物。第十一张,PPT共一百五十页,创作于2022年6月1.1.3 乳蛋白质 milk protein 乳蛋白质主要分为酪蛋白和乳

5、清蛋白,两者都是非均一蛋白。定义:在20时调节脱脂乳的pH至4.6时从牛乳中沉淀的蛋白质称为酪蛋白;在同样条件下不沉淀的称为乳清蛋白。牛乳所含有的蛋白总量大约为3.3%(总氮6.38),其中 酪蛋白2.5%, 乳清蛋白0.6%, 含氮化合物0.2%,属于非蛋白氮(如氨、游离氨基酸、尿素、尿酸、肌酸及膘呤碱等及少量含氮维生素中的维生素态氮)。 第十二张,PPT共一百五十页,创作于2022年6月第十三张,PPT共一百五十页,创作于2022年6月表 牛乳中主要蛋白质的分类 第十四张,PPT共一百五十页,创作于2022年6月酪蛋白酪蛋白是一类磷酸蛋白,占牛乳真蛋白的80%左右,五种存在形式:S1、S2

6、、-、-和-酪蛋白。主要以酪蛋白胶束(酪蛋白分子的聚集体)形式存在的。在酪蛋白胶束中存在一些无机盐,其中最重要的是钙,没有钙,胶束就会解体。酪蛋白胶束中的钙是以钙离子和胶体磷酸钙的形式存在。一般认为它是由-和-酪蛋白组成的、表面覆盖-酪蛋白的球形聚集体。酪蛋白胶束对乳的加工很重要,因为它不稳定,对pH值变化非常敏感,通过酸化和凝乳作用会沉淀或凝固。第十五张,PPT共一百五十页,创作于2022年6月 凝乳可分为两个阶段:酪蛋白 酶 副酪蛋白+乳清月示副酪蛋白胶束 凝胶亚胶束伸出的链磷酸钙-酪蛋白第十六张,PPT共一百五十页,创作于2022年6月乳清蛋白 乳清蛋白主要有-乳球蛋白、-乳球蛋白、血清

7、白蛋白、免疫球蛋白和月示胨。 球状结构,乳清蛋白不会因为酸化和凝乳作用而沉淀,但加热至65或65以上就会开始变性(除月示胨外)。第十七张,PPT共一百五十页,创作于2022年6月1.1.4 乳糖 lactose乳中的糖类,由葡萄糖和半乳糖结合成的双糖。乳糖的结构式 * 游离苷羟基 第十八张,PPT共一百五十页,创作于2022年6月乳糖的特性: 是一种可降解的糖类,当乳受热时会发生美拉 德反应。 甜度只有蔗糖的1/6。溶解度不大(约21g/100ml水),浓缩乳制品中会出现结晶。溶液中的乳糖以-型与-型的平衡混合物形式 存在的,当温度超过93.50时,过饱和溶液中形成-乳糖(无水物)结晶;而低于

8、93.50时,形成-含水乳糖结晶。后者存在于乳糖以结晶形式存在的乳制品中。第十九张,PPT共一百五十页,创作于2022年6月乳糖经乳酸菌发酵产生乳酸。 C12H22O11 乳酸菌 2C6H12O6 4C3H6O3 乳糖 葡萄糖、半乳糖 乳酸 可以被半乳糖苷酶水解为葡萄糖和半乳糖C12H22O11 乳糖酶 C6H12O6 + C6H12O6 乳糖 葡萄糖 半乳糖 第二十张,PPT共一百五十页,创作于2022年6月1.1.5 无机盐类 salts 牛乳中含有0.8%左右的无机盐,主要以Ca、Mg、K、Na、Cl、PO4、碳酸氢盐和柠檬酸盐的形式存在,还有其他一些微量元素的无机盐存在,如Cu、Zn、

9、Fe。除了氯化物只以溶液形式存在,乳中主要的无机盐均以两种形式存在:可溶的和胶体的,可溶性的钾、钠和氯化物主要是以离子形式存在,钙、镁小部分呈离子状态,大部分与酪蛋白、柠檬酸、磷酸结合呈胶体状态,磷是磷蛋白(酪蛋白)、磷脂及有机磷酸脂的成分。乳中90%以上的钾和钠是可溶性的,而钙和镁却只有35%是可溶性的。第二十一张,PPT共一百五十页,创作于2022年6月1.1.6 乳中的维生素 vitamin牛乳中含有几乎所有的维生素,特别是VB2含量很丰富,但VD的含量不多。 具体: 脂溶性维生素(维生素A、D、E、K) 水溶性维生素(维生素B1、B2、B6、叶酸、B12、C)各种维生素的热稳定性不同,

10、VC热敏感性特强,而VB2、VA、VD等对热稳定。泌乳期对乳中维生素含量有直接影响,如初乳中VA及胡萝卜素含量多于常乳中的。 第二十二张,PPT共一百五十页,创作于2022年6月1.1.7 乳中的酶 enzymes酶的来源:乳腺,来源于微生物的代谢产物。乳中酶的种类很多,但与乳制品生产密切相关的主要有水解酶类及氧化还原酶类。 脂酶Lipase 膜脂酶和乳浆脂酶,影响较大的是(乳浆)脂酶,来自乳腺和微生物污染。脂酶经80/20s可完全钝化。乳脂肪对脂酶的热稳定性有保护作用。乳脂肪在脂酶作用下分解产生游离脂肪酸而带来脂肪分解臭。 磷酸酶Phosphatase 磷酸酶经62.8/30min或72/1

11、5s被钝化,以此可用来检验巴氏杀菌乳杀菌是否彻底(磷酸酶试验)。第二十三张,PPT共一百五十页,创作于2022年6月 过氧化氢酶Catalase 主要来自白血球的细胞成分,特别是在初乳和乳房炎乳中。过氧化氢酶试验常作为检验乳房炎乳的手段之一。钝化条件:75/20min。 过氧化物酶Peroxidase 主要来自白血球的细胞成分,是固有的乳酶。钝化条件:70/150min;75/25min;80/2.5s。 还原酶deoxidiase 还原酶非固有乳酶,是微生物的代谢产物,数量与微生物污染的程度成正比,在微生物检验中常用来判断乳的新鲜程度。 蛋白酶proteinase 耐热性强,80/10min

12、可钝化,作用的最适pH8.0,能使蛋白凝固。第二十四张,PPT共一百五十页,创作于2022年6月1-过氧化氢酶80%2-酸性磷酸酶99%3-过氧化物酶4-黄质氧化酶5-碱性磷酸酶6-脂酶第二十五张,PPT共一百五十页,创作于2022年6月1.1.8 牛乳的营养价值表 巴氏杀菌乳提供的营养素(平均值) 营养素含量(/L乳)营养素含量(/L乳)蛋白质34.0gVA(相当含量的核黄素)417mg脂 肪 39.1gVD0.30mg碳水化合物 49.4gVB10.40mg钙 1.2gVB21.6mg铁 1.1mg烟酸9.3mgVC10.4mg第二十六张,PPT共一百五十页,创作于2022年6月1.2 牛

13、乳的性质1.2.1 乳的胶体分散体系 第二十七张,PPT共一百五十页,创作于2022年6月1.2.2 乳的理化性质Physical properties乳的物理性质是鉴定原料乳质量的重要依据。 乳的色泽与光学性质新鲜牛乳一般呈乳白色或淡黄色。第二十八张,PPT共一百五十页,创作于2022年6月 乳的热学性质 冰点 牛乳冰点-0.53 -0.55(平均-0.542) 乳糖与盐类 冰点下降; 掺水 冰点回升(掺水10%,冰点0.054)掺水量推算公式(仅对酸度在20oT以内的新鲜乳):掺水量W= (C1C2) (100 S)C1其中,W 为生鲜牛奶中的掺水百分数,C1为正常牛乳测得的冰点,C2则为

14、可疑掺水生乳测得的冰点,S为可疑牛奶总固形物的百分数。第二十九张,PPT共一百五十页,创作于2022年6月沸点boiling point 在101kPa (1个大气压)下为100.55。乳在浓缩过程中沸点继续上升,浓缩至1/2V,沸点约上升到101.05。比热容specific heat 约为3.89kJ/(kg)。乳中主要成分的比热容(kJ/(kg)):乳脂肪209,乳蛋白质2.09,乳糖1.26,盐类2.93。乳制品的比热容在乳品生产上有很重要的意义。第三十张,PPT共一百五十页,创作于2022年6月乳的电学性质电导 ( 25)0.004 0.005s。氧化还原电势 Eh=+0.23 +0

15、.25V。乳的相对密度与密度density正常乳的相对密度平均为d = 1.032正常乳的密度平均为D = 1.030第三十一张,PPT共一百五十页,创作于2022年6月乳的粘度viscidity与表面张力surface tension(20正常乳)平均为1.75mPas。随温度升高而降低,脂肪及蛋白质对影响最显著。加工中也会由于脱脂、杀菌、均质等处理而有所变化。牛乳的表面张力随温度升高而降低,随含脂率的降低而增大。20时为0.040.06N/m。表面张力与牛乳的气泡性、乳浊液状态、微生物生长、热处理、均质作用、风味等有关。第三十二张,PPT共一百五十页,创作于2022年6月牛乳的酸度acid

16、ity “滴定酸度”是乳制品生产中最为常用的,我国乳、乳制品及其检验方法中规定酸度试验是以滴定酸度为标准的,用oT或乳酸百分率(乳酸%)表示。滴定酸度titration acidity(oT)定义:以酚酞为指示剂,中和100ml乳所消耗的0.1M标准NaOH溶液的毫升数。正常的新鲜牛乳的滴定酸度一般为1618 oT。乳酸% = *100%第三十三张,PPT共一百五十页,创作于2022年6月pH是指用H+浓度指数表示的酸度,正常新鲜牛乳的pH为6.4 6.8,酸败乳或初乳的pH在6.4以下,乳房炎乳或低酸度乳pH在6.8以上。乳中酸度的来源 刚挤出的新鲜乳的酸度称为固有酸度或自然酸度;挤出后的乳

17、,在微生物作用下由于发酵产酸而升高的酸度为发酵酸度;两者之和为总酸度。原料乳的酸度越高,对热的稳定性越差。 乳的热值牛乳的热值为276J/100g 第三十四张,PPT共一百五十页,创作于2022年6月第三十五张,PPT共一百五十页,创作于2022年6月1.2.3 牛乳在热处理中的变化 1-加热臭 2-过氧化物酶钝化 3-磷酸酶钝化 -褐变-酪蛋白凝固 -芽孢菌杀灭-杀菌 -结核菌杀灭 -大肠菌群杀灭-未查明区UHT 高温瞬时杀菌(93.3瞬时) 高温短时杀菌(71.7/15s) 短时杀菌 低温保持式杀菌1860年的巴氏杀菌 瓶装杀菌第三十六张,PPT共一百五十页,创作于2022年6月 形成薄膜

18、 40出现拉姆斯现象,胶体凝结 褐变反应 形成乳石 乳蛋白质的热变性 酪蛋白对热比较稳定,乳清蛋白容易发生热变性。酪蛋白在100以下加热,其化学性质没有什么变化,但对其物理性质却有明显影响。在乳清蛋白中,-乳白蛋白、-乳球蛋白及血清蛋白、免疫球蛋白的热稳定性依次递减。加热30min时,变性温度分别是:免疫球蛋白70,血清白蛋白74、-乳球蛋白90、-乳白蛋白96。第三十七张,PPT共一百五十页,创作于2022年6月-乳球蛋白加热变性过程图解 第三十八张,PPT共一百五十页,创作于2022年6月 酶的钝化 解脂酶 8085高温短时或超高温磷酸酶 62.8/30min或72/15s过氧化氢酶 75

19、/20min过氧化物酶 70/150min 75/25min 80/2.5s第三十九张,PPT共一百五十页,创作于2022年6月1.2.4 异常乳 生理异常乳 主要指初乳和末乳 微生物污染乳 原料乳被微生物严重污染产生异常变化,最常见的是酸败乳和乳房炎乳。 化学异常乳 包括低成分乳、低酸度酒精阳性乳、冻结乳、风味异常乳及异物异常乳。 第四十张,PPT共一百五十页,创作于2022年6月1.3 牛乳中的微生物 microorganism 1.3.1 牛乳中的微生物种类牛乳中存在是微生物有细菌、酵母和霉菌,以细菌在牛乳贮藏与加工中的意义最为重要。 乳酸菌链球菌属、明串珠菌属、乳酸杆菌属丙酸菌,肠细菌

20、,孢子杆菌,小球菌属,假单胞菌,产碱杆菌属,病原菌第四十一张,PPT共一百五十页,创作于2022年6月1.3.2 牛乳在贮藏过程中微生物的变化室温下(1314/36h)微生物的生长过程可分为:抑制期、乳链球菌期、乳酸杆菌期、真菌期和脓化菌期。第四十二张,PPT共一百五十页,创作于2022年6月 牛乳中微生物污染途径: 乳房内的微生物(小球菌、链球菌) 挤乳过程(饲料、粪便、土壤、乳头清洗交叉污染、挤奶工本身带入) 挤乳后1.3.3 乳中微生物的耐热性 大多数致病菌耐热性低,以结核菌最耐热。 微生物耐热性的影响因素:菌种、菌龄、数量、基质的成分和性质、加热温度和时间等第四十三张,PPT共一百五十

21、页,创作于2022年6月思考题1 牛乳的组成?各中成分的大概含量?2 名词解释:酪蛋白 乳清蛋白 滴定酸度3 如何理解“牛乳的胶体分散体系”? 第四十四张,PPT共一百五十页,创作于2022年6月2 巴氏杀菌乳与灭菌乳 2.1 巴氏杀菌乳 巴氏杀菌乳(pasteurised milk)是用优良的新鲜牛乳经净化、均质、杀菌和冷却后,以液体鲜乳状态,用塑料袋装或玻璃瓶装等形式的小包装,直接供给消费者饮用的商品乳。也称之为消毒乳或市乳 (market milk)。根据脂肪含量的不同,可分为全脂乳、高脂乳、低脂乳、脱脂乳和稀奶油。巴氏杀菌乳的加工工艺流程:原料乳验收 预处理 预热均质 巴氏杀菌 冷却

22、灌装封口 装箱冷藏第四十五张,PPT共一百五十页,创作于2022年6月2.1.1 原料乳的验收check and accept感官评定:包括牛乳的滋气味、清洁度、色泽等。理化指标:包括含脂率、蛋白质含量、杂质度、冰点、酒精试验、酸度、温度、相对密度、pH、抗菌素残量等。微生物指标:主要指细菌总数。其他如体细胞数、芽孢数、耐热芽孢数基嗜冷菌数等。(1994年欧共体修订的标准中规定原料乳中体细胞含量不得高于400 000个/ml。)第四十六张,PPT共一百五十页,创作于2022年6月表 欧共体液态乳制品细菌总数的标准(1993) 项 目平板计数细菌总数/cfu.ml-1原料乳 100 000 原料

23、乳在乳品厂贮存超过36h 200 000巴氏杀菌乳 30 000 巴氏杀菌乳在8下培养5d后 100 000 超高温和保持灭菌乳在30下培养15d后 6mg/g乳粉)72/15s或90/瞬时 中热粉(1.5mg/g WPNI6mg/g) 高热粉(WPNI2%)、蛋品、甜味料、香味料、食用油脂等为主要原料,加入乳化稳定剂、色素等,通过混合配制、杀菌、均质、老化(成熟)、凝冻,或再经成型、硬化等工序加工的体积膨胀的冷冻饮品。第一百二十七张,PPT共一百五十页,创作于2022年6月按含脂率高低分类按使用不同香料分类 香草冰淇淋 巧克力冰淇淋 咖啡冰淇淋 薄荷冰淇淋脂肪含量总固形物含量高级奶油冰淇淋1

24、4%16%38%42%奶油冰淇淋10%12%34%38%牛奶冰淇淋6%8%32%34%第一百二十八张,PPT共一百五十页,创作于2022年6月 按冰淇淋的形态分类 冰淇淋砖(冰砖) 冰淇淋砖呈砖形,系将冰淇淋分装在不同大小的纸盒中硬化而成,有单色、双色和三色,一般呈三色,以草莓、香草和巧克力为最普遍。 杯状冰淇淋 将冰淇淋分装在不同容量的纸杯或塑杯中硬化而成。 锥状冰淇淋 将冰淇淋分装在不同容量的锥形容器,如蛋筒中硬化而成。 异形冰淇淋 将冰淇淋注入异形模具中硬化而成,或通过异形模具挤压、切割成形、硬化而成,如娃娃冰淇淋。 装饰冰淇淋 以冰淇淋为基,在其上面裱注各种奶油图案或文字,有一种装饰美

25、感,如冰淇淋蛋糕。 第一百二十九张,PPT共一百五十页,创作于2022年6月 按所加的特色原料分类果仁冰淇淋 这类冰淇淋中含有粉碎的果仁,如花生仁、核桃仁、杏仁、栗仁等,加入量为2%6%,其品名一般按加入的果仁命名。 水果冰淇淋 这类冰淇淋含有水果碎块,如菠萝、草莓、苹果、樱桃等,再加入相应的香精和色素,并按所用的水果来命名。 布丁冰淇淋 这类冰淇淋含有大量的什锦水果、碎核桃仁、葡萄干、蜜饯等,有的还加入酒类,具有特殊的浓郁香味。 豆乳冰淇淋 这类冰淇淋中添加了营养价值较高的豆乳,是近年来新发展的品种,有各种不同花色,如核桃豆腐冰淇淋、杨梅豆腐冰淇淋等。 第一百三十张,PPT共一百五十页,创作

26、于2022年6月5.2 冰淇淋的生产工艺流程及品质控制 原料预处理 混合料的制备 均 质(5060/1020MPa) 杀 菌(63/30min,8385/15s) 冷 却(04 ) 第一百三十一张,PPT共一百五十页,创作于2022年6月老化(成熟)(24/424h) 凝 冻(-2 -6) 灌装成型软质冰淇淋 硬 化(-35 -45/2060min)包 装硬质冰淇淋第一百三十二张,PPT共一百五十页,创作于2022年6月操作要点 混合料的配制 砂糖、乳粉等干料先在水粉混合器中与热水(4550)混合后再送入混料缸,乳化稳定剂先与等量的砂糖混合,再加5倍的水,加热充分溶解后再送入混料缸。 均质 目

27、的:使混合料获得均匀一致的乳浊液,增加粘度,防止在凝冻过程中脂肪呈奶油析出;改善混合料的起泡性,提高膨胀率。 第一百三十三张,PPT共一百五十页,创作于2022年6月老化老化是将经均质、冷却后的混合料置于老化缸中,在24的低温下使混合料在物理上成熟的过程,亦称为“成熟”或“熟化”。 一般说来,老化温度控制在24,时间为612h为佳。第一百三十四张,PPT共一百五十页,创作于2022年6月凝冻 影响冰淇淋质量和产量的一个关键工序。将混合料在强烈搅拌下迅速冷冻,可以使空气以极微小的气泡均布于全部混合料中,使冰淇淋的水分在形成冰晶时呈微细结晶,从而使口感不易辨别粗糙的冰屑。第一百三十五张,PPT共一

28、百五十页,创作于2022年6月 膨胀率的控制 重量法 膨胀率= 体积法膨胀率= 膨胀率是冰淇淋质量的一项极为重要的指标,但也不是越高越好。膨胀率过高,组织松软,缺乏持久性;过低,组织坚硬,口感差。第一百三十六张,PPT共一百五十页,创作于2022年6月影响膨胀率的因素 原料(1)乳脂肪 乳脂肪含量越高,混合料的粘度越高,但只有适当的粘度才便于空气的混入。(2)非脂乳固体 增加混合料中非脂乳固体含量,能提高膨胀率。但乳糖结晶、乳酸产生及部分蛋白凝固,会影响膨胀率。(3)含糖量 含糖量高,冰点下降,凝冻搅拌时间加长。若含糖量过多,则会有碍膨胀率。(4)稳定剂 适量的稳定剂,能提高膨胀率,但用量过多

29、,混合料粘度过高,反而使膨胀率下降。 第一百三十七张,PPT共一百五十页,创作于2022年6月 均质 均质要适度;均质过度,造成混合料粘度过高,空气难以进入;若均质不够,粘度过低,空气也难以进入,都会降低膨胀率。 老化 保证一定时间的老化,促使脂肪与水“互溶”,增加混合料的内聚力,提高粘度,从而获得较高的膨胀率和良好的组织。 凝冻 凝冻操作是否适当,凝冻搅拌器的结构及转速等和冰淇淋膨胀率有密切的关系。因此,生产中必须很好地控制上述各因素。 第一百三十八张,PPT共一百五十页,创作于2022年6月5.3 冰淇淋的质量指标 感官指标 略理化指标 项 目 高脂型 中脂型 低脂型 脂肪 % 10.0

30、8.0 6.0 总固形物 % 35.0 32.0 30.0 总糖(蔗糖计) % 15.0 15.0 15.0 膨胀率 % 95.0 90.0 80.0 第一百三十九张,PPT共一百五十页,创作于2022年6月第一百四十张,PPT共一百五十页,创作于2022年6月6 其他6.1 炼乳浓缩乳制品,包括甜炼乳(一般为全脂)和淡炼乳(全脂和脱脂)6.1.1 全脂加糖炼乳(甜炼乳)牛乳加入16%的蔗糖,并浓缩至原体积的40%,成品含蔗糖4045%左右。 加糖的目的:产生高渗透压抑制微生物繁殖,使成品具有保存性。 第一百四十一张,PPT共一百五十页,创作于2022年6月原料乳验收及预处理 预热杀菌 蔗糖 真空浓缩 糖液杀菌(65%)冷却结晶装罐封罐 第一百四十二张,PPT共一百五十页,创作于2022年6月 冷

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