乳制品及大豆制品加工工艺(-90)

第五篇乳制品及大豆制品加工工艺2024/1/271第一节概述

一、乳品加工业开展概况主要特点1、生产规模大型化2、生产过程自动化3、生产设备节能化4、牧场挤奶机械化5、鲜奶贮存冷缸化6、制品品种多样化7、分析检验仪器化2024/1/272第一节概述

二、原料乳的验收和预处理〔一〕原料乳的验收按国家生鲜牛乳收购标准〔GB6914〕对牛乳进行验收〔二〕原料乳的预处理1.净化：过滤、离心2.冷却至5-10℃3.贮存：时间不宜超过48-72小时

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第二节市乳和超高温灭菌乳

一、市乳:指以鲜乳为原料，经标准化〔或调制〕、均质、杀菌、冷却、灌装、封口等处理后制成的供直接饮用的乳。

〔一〕市乳分类1、普通市乳2、浓厚牛乳3、强化牛乳4、复原乳2024/1/274

第二节市乳和超高温灭菌乳

5、成分调制乳

6、功能性液体乳〔1〕仿制乳〔2〕合成乳：合成乳系指用非乳成分为原料上类似牛乳的制品，植物油、酪蛋白酸钠和乳糖等。〔3〕高蛋白乳。2024/1/275

一、市乳

〔4〕低乳糖乳。低乳糖乳系在牛乳中添加乳糖分解酶，使乳糖局部分解后的产品，为乳糖不耐症患者设计制造的。

〔5〕低盐乳。低盐乳系将牛乳经离子交换树脂或反渗透膜处理后制成的。血压或浮肿患者开发的低钠牛乳。

〔6〕蛋白消化乳。2024/1/276

7、灭菌乳

灭菌乳可分为保持灭菌乳〔瓶装菌乳〕和超高温〔UHT〕灭菌乳。瓶装灭菌目前主要是二段式连续灭菌乳，风味与巴氏杀菌乳稍有差异，但保存性良好。包装容器主要是玻璃瓶。一、市乳2024/1/277

8、乳饮料乳饮料又称调制乳，系以牛乳为主要原料，添加甜味料、香味料、稳定剂等制成。一、市乳2024/1/278

〔二〕市乳生产工艺

一、市乳2024/1/279

原料乳的验收原料乳的预处理1.净化：过滤、离心2.冷却至5-10℃3.贮存

一、市乳2024/1/2710

原料乳的品质评定参考

特级乳Ⅰ级乳Ⅱ级乳嗞味和气味具有新鲜牛乳固有的香味.带徽甜味、无饲料臭味、酸味、苦昧、金属味及其它异味同左不符合特软及I级品嗞味和气味者差组织状态呈乳白色或稍带微黄色的均外观呈均匀胶状流体。并有适当粘度,无凝块。不含其它异物同左不符合特级及l级品者.有蛋白凝块杂质检查无草屑.牛粪、尘土、昆虫等机械杂质同左不符合特级及I级品者滴定酸度

l80T以下0T

比重浏定l.028～l.032同左同左脂肪测定含脂率不低于3.0%2.8%以上同左细菌检验细菌总数不超过50万个/毫升l00万个/毫升同左酒精试验用72%的中性酒精(温度10～15℃)与等量牛乳混合,5秒钟内无变化同左不符合特级及I缀品者煮沸试验不发生蛋白质絮凝现象同左有凝块一、市乳2024/1/2711

2、标准化：调整原料乳中脂肪和无脂乳固体含量的比例。

一、市乳

3、均质：最正确条件为温度60-65℃，压力14-21Mpa。

4、杀菌或灭菌：所谓杀菌系指通过加热来杀灭牛乳中的所有病原菌，抑制其他微生物的生长繁殖，并且不破坏牛乳的风味和营养价值的加热处理方法。灭菌系指通过加热杀灭牛乳中所有微生物，以增加保存性的加热处理方法。

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〔1〕低温长时间杀菌法：低温长时间〔LTLT〕杀菌法又称保持杀菌法。杀菌条件为62至65℃，30min。该法可充分杀灭病原菌，不产生加热臭，对维生素和其他营养成分的破坏也较少。杀菌设备主要是带有搅拌装置的冷热缸。

〔2〕高温短时间杀菌法：HTST杀菌〔3〕高温保持灭菌法：①间歇灭菌：将牛乳在75-77℃下预热、均质后，装瓶、封盖，移入高压釜，通入蒸汽，在100-120℃下加热30min。②连续灭菌:一、市乳2024/1/2713

〔4〕UHT灭菌法：UHT灭菌法加热灭菌条件为130-150℃，0.5

-15S，可以使牛乳的物理化学降低到最低程度。UHT灭菌后的牛乳必须用玻璃瓶或纸容器进行无菌包装。

5、冷却杀菌后的牛乳应立即冷却至4℃以下，冷却方法因杀菌方法而异。LTLT保持杀菌的牛乳，宜用板式冷却器冷却。杀菌的牛乳，在板式杀菌器的换热段。一、市乳2024/1/2714

6、灌装、封口牛乳即可进行灌装和封口。灌装、封口的设备〔1〕瓶装〔2〕袋装。又称软包装，复合塑料膜。灌装、封口用全自动液体软包装机进行。一、市乳2024/1/2715

〔一〕UHT灭菌的根本原理二、UHT灭菌乳

用嗜热脂肪芽胞杆菌〔TH24〕的芽胞。芽胞数，温度每上升10℃，那么杀死芽胞的速率增加约11倍。其他芽胞杆菌如牛乳中经常存在的枯草杆菌的芽胞作试验，芽胞破坏率上升约30倍。

另一方面，牛乳在高温处理过程中，最常见的化学变化是美拉德。尽管牛乳褐变率也随温度上升而加快，褐变速率增加不到3倍。2024/1/2716

二、UHT灭菌乳

曾将温度每上升10℃普通细菌芽胞致温度系数Q10取作20，绘制了杀菌应和褐变效应速率

牛乳在135℃或更高的温度下加热处理数秒钟，可以成为褐变程度很小的灭菌产品。2024/1/2717

二、UHT灭菌乳2024/1/2718

二、UHT灭菌乳

〔二〕UHT灭菌乳生产工艺

1、UHT灭菌乳生产工艺有两个关键过程。

〔1〕直接加热式。直接加热式分为两种，一种是高压饱和蒸汽直接喷入牛乳中，另一种是牛乳直接喷入与灭菌温度，压力相同的饱和蒸汽中。

〔2〕间接加热式。间接加热式可分为板式、管式和刮板式3种，但刮板式CP-UHT装置通常不用于牛乳，而多用于甜点等高粘度制品的UHT灭菌。2024/1/2719

二、UHT灭菌乳2024/1/2720

二、UHT灭菌乳

2、无菌包装

指用蒸汽、热风或化学试剂将包装材料灭菌后，再以蒸汽、热风或无菌空气等形成正压环境。

①用已成形的容器灌装密封。②裁断的薄板纸形成容器，再灌装密封。③用成卷的多层纸或塑料薄膜连续形成窗口器，再灌装密封。④用塑料板形成容器后，再灌装密封。2024/1/2721

二、UHT灭菌乳2024/1/2722

二、UHT灭菌乳

〔三〕灭菌乳质量控制

1、微生物学在UHT灭菌乳中，可能残存的微生物是某些高度耐热的芽胞。为了以数值表示这种微生物学，研究者都以对数形式来表示芽胞的热杀伤效率。

SE=lg〔原始芽胞数/最终芽胞数〕

杀菌效率，对UHT灭菌工艺作出评价，结果牛乳经135℃以上4s加热处理，其杀菌效果可满足灭菌牛乳成品的商业标准，即包装品细菌数不得超过1/1000个的规定。SE值至少控制在6－9以上。2024/1/2723

二、UHT灭菌乳

SE值确实定，与原始芽胞数和包装容量有关。实际应用时，Lindgren等建议，就1L包装件而言，原始芽胞数和应到达的SE值如下。原始芽孢数应到达的SE值1个/ml610个/ml7100个/ml81000个/ml92024/1/2724

二、UHT灭菌乳

2、理化学①风味：UHT灭菌菌的风味变化可分为初期、中期、末期三个阶段。初期加热臭。中期由于加热臭的急剧消失，具有的良好风味，氧化臭和脂肪分解臭。②色泽：UHT灭菌乳的色泽变化主要来自两个方面，美拉德反响引起的褐变；另一是由于乳清蛋白的变化，不透明粒子的数量，因而造成白浊化。2024/1/2725

二、UHT灭菌乳

③脂肪上浮：是影响UHT灭菌乳质量的一个重要问题，特别是在长期贮存之后，这个问题更加显著。

3、营养学

UHT灭菌乳营养学变化主要表达在维生素的减少2024/1/2726一、炼乳的种类和组成第三节炼乳

是否加糖可分为：炼乳〔即甜炼乳〕和无糖炼乳〔即淡炼乳〕；

乳是否脱脂可分为：全脂炼乳、脱脂炼乳和半脱脂炼乳。2024/1/2727二、加糖炼乳第三节炼乳

〔一〕加糖炼乳生产工艺2024/1/2728

二、UHT灭菌乳2024/1/27292、标准化第三节炼乳

脂肪与非脂乳固体含量因奶牛品种、地区、季节和饲养管理等因素不同而有较大的差异，为使产品符合要求，对原料乳进行标准化处理。原料乳中脂肪含量缺乏时，可添加一局部稀奶油或别离除去一局部脱脂乳。原料乳中脂肪含量过高时，可添加一局部脱脂乳或别离除去一局部稀奶油。2024/1/2730第三节炼乳

〔1〕稀奶油中非脂乳固体含量的计算〔2〕脱脂乳中非脂乳固体含量的计算〔3〕原料乳脂肪含量缺乏时的计算〔4〕原料乳脂肪含量过高时的计算〔5〕采用Pearson法进行标准化计算2024/1/2731第三节炼乳

〔5〕采用Pearson法进行标准化计算其原理是设原料乳的含脂率为P%，脱脂乳或稀奶油的含脂率为q%,按比例混合后，使混合乳的含脂率为r%，原料乳量为x,脱脂乳或稀奶油量为y时，对脂肪进行物料衡算，那么形成以下关系：px+qy=r(x+y)那么x(p-r)=y(r-q)式中，假设q<r，p>r，表示需要添加脱脂乳，如果q>r，p<r，那么说明应添加稀奶油。2024/1/2732第三节炼乳

〔5〕采用Pearson法进行标准化计算〔例〕今有l000kg含脂率为3.5%的原料乳因含脂率过高，拟用脂肪含量为0.2%的脱脂乳调整，使标准化后的混合乳脂肪含量为3.2%，需添加脱脂乳多少kg？2024/1/2733第三节炼乳

r=3.2P=3.5X=1000q=0.2Y=?上图中，r-q=3.0p-r=0.3那么需加脱脂乳的量为2024/1/2734第三节炼乳

例6：今有1000kg含脂率为2.9%的原料乳，欲使其脂肪含量3.2%，应加脂肪含量为35%的稀奶油多少？解：由Pearson矩形图，得r=3.2P=2.9X=1000q=35Y=?2024/1/2735第三节炼乳

上图中，q-r=31.8,r-p=0.3那么需加稀奶油的量为2024/1/2736第三节炼乳

3、预热〔1〕预热温度。因孔的质量、季节、处理设备而异，一般为75℃。〔2〕预热与微生物与酶的关系。乳酸菌、酵母、霉菌在75℃，15min或70℃，10min条件下也可以完全杀死。解脂酶过氧化物酶及蛋白分解酶等。在75℃，15min或80℃，10min条件下全部破坏。2024/1/2737第三节炼乳

〔3〕预热与变稠的关系。预热条件不仅影响成品保藏性，而且也影响成品的粘度和稠度等。65-75℃的预热温度可以减少粘稠与浓厚化现象。但65℃以下温度易使成品稀薄，利用直接蒸汽预热时，因有过热倾向，易使局部蛋白质变性和膨润，结果使产品不稳定或变稠。2024/1/2738第三节炼乳

加糖的目的是为了抑制炼乳中细菌的繁殖，增加制品的保存性。炼乳中添加糖主要是高纯度的白砂糖，也有添加少量葡萄糖的。浓度成正比。〔1〕加糖量的计算。所谓蔗糖比又称蔗糖浓缩度，系指炼乳中蔗糖含量与其水溶液的比。即

4、加糖2024/1/2739第三节炼乳

Rs---蔗糖比(%)

WSU---炼乳中蔗糖含量(%)

W---炼乳中水分含量(%)

WST---炼乳中总乳固体含量(%)2024/1/2740第三节炼乳

例2：总乳固体含量为28%的炼乳蔗糖比为62.5%，试计算炼乳的蔗糖含量炼乳中要求的脂肪含量浓缩比系指炼乳中的非脂乳固体与原料乳中的非脂乳固体的比值。2024/1/2741第三节炼乳

WSC--炼乳中的非脂乳固体WS--原料乳中的非脂乳固体计算出原料乳中的蔗糖添加量：2024/1/2742第三节炼乳

例3：炼乳中总乳固体含量为28%，脂肪为8%。标准化后原料乳的脂肪含量为3.16%，非脂乳固体含量为7.88%，欲制得蔗糖含量45%的炼乳，试求100kg原料乳中应添加蔗糖多少？解：浓缩比

应添加蔗糖2024/1/2743第三节炼乳

(2)加糖方法A.将糖直接参加原料乳中，然后预热

B.将预热后的原料乳和浓缩后65-75%的浓糖浆经95℃，5min杀菌，冷却到57℃后，混合浓缩2024/1/2744第三节炼乳

5.浓缩一般采用真空浓缩

(一)真空浓缩设备2024/1/2745第三节炼乳

〔2〕浓缩过程控制(3)浓缩疑点判断通过测定浓缩乳的相对密度\粘度\折光率等方法进行2024/1/2746第三节炼乳

6、冷却结晶〔1〕乳糖结晶与组织状态的关系。乳糖形成微细的结晶，并悬浮于炼乳中，组织柔润细腻，如果结晶晶粒较大。乳糖的溶解度较低，室温下约为18%，含蔗糖62%的水溶液中只有15%。含量约为12%，水分约为26.5%。这相当于100g水中约含有45.3g乳糖，一经冷却，必然有乳糖结晶析出。其自然结晶，那么晶体颗粒少、晶粒大，会影响成品的感官质量。因此，结晶过程就要创造适当条件，形成多而细的结晶。2024/1/2747第三节炼乳

(2)乳糖糖结晶温度的选择。β—乳糖处于最终平衡状态时乳糖的溶解度。过饱和曲线是乳糖可能呈现的最大溶解度。最终溶解度曲线左侧为溶解区，过饱和溶解度曲线右侧为不稳定区，亚稳定区，乳糖将自然析出。乳糖在水溶液中处于过饱和状态。强制结晶曲线，通过这条曲线，可以找到强制结晶的最适温度。2024/1/2748第三节炼乳

〔3〕冷却结晶方法。冷却结晶方法一般可分为间歇式及连续式两大类。冷却过程可分为三个阶段：①浓乳出料后，乳温在50℃左右，应迅速冷却至35℃左右，此为冷却初期。②强制结晶期。③冷却后期，炼乳冷却至20℃，停止冷却。连续式冷却结晶采用连续瞬间冷却结晶机，设备与冰淇淋凝冻机相类似。微细的乳糖结晶。2024/1/2749

第三节炼乳2024/1/2750第三节炼乳

7、包装和贮藏〔二〕加糖炼乳的品质控制

1、块状物质的形成2024/1/2751第三节炼乳

会发现白色或黄色大小不一的软性块状物质。加强卫生管理，防止霉菌的二次污染。

4、糖沉淀：甜炼乳容器底部有时呈现糖沉淀现象，主要是乳糖结晶过大形成的。与炼乳的粘度也有关，加糖炼乳中α—乳糖水合物在15.6℃。2024/1/2752第三节炼乳

5、柠檬酸钙沉淀加糖炼乳在冲调后，在杯底发现有白色细小沉淀，俗称“小白点〞。主要成分是柠檬酸钙。

6、褐变7、脂肪上浮：是炼乳的粘度较低造成的。8、变稠。2024/1/2753第四节乳粉

教学目的

1.掌握乳粉的种类2.掌握全脂乳粉生产工艺，了解速溶乳粉/调制乳粉的手产工艺。2024/1/2754第四节乳粉

一、乳粉的种类和组成

1．种类根据乳粉加工所用原料及加工工艺的不同可以将乳粉分为:〔1〕全脂乳粉是新鲜牛乳标准化后，经杀菌、浓缩、枯燥等工艺加工而成。由于脂肪含量高易被氧化，在室温可保藏三个月。2024/1/2755第四节乳粉

〔2〕脱脂乳粉用离心的方法将新鲜牛乳中的绝大局部脂肪别离去除后，再经杀菌、浓缩、枯燥等工艺加工而成。由于脱去了脂肪，该产品保藏性好〔通常达1年以上〕，用于制点心、面包、冰淇淋、复原乳等。〔3〕速溶乳粉将全脂牛乳、脱脂牛乳经过特殊的工艺操作而制成的乳粉，对温水或冷水具有良好的润湿性、分散性及溶解性。2024/1/2756第四节乳粉

〔4〕配制乳粉在牛乳中添加某些必要的营养物质后再经杀菌、浓缩、枯燥而制成。配制乳粉最初主要是针对婴儿营养需要而研制的，供给母乳缺乏的婴儿食用。目前，配制乳粉已呈现出系列化的开展势头，如中小学生乳粉、中老年乳粉、孕妇乳粉、降糖乳粉、营养强化乳粉等的生产对不同的人群具有一定的生理调节功能。2024/1/2757第四节乳粉

〔5〕加糖乳粉新鲜牛乳经标准化后，参加一定量的蔗糖，再经杀菌、浓缩、枯燥等工艺加工而成。〔6〕冰淇淋粉在牛乳中配以乳脂肪、香料、稳定剂、抗氧化剂、蔗糖或一局部植物油等物质经枯燥而制成。2024/1/2758第四节乳粉

〔7〕奶油粉将稀奶油经枯燥而制成的粉状物，易氧化。与稀奶油相比保藏期长，贮藏和运输方便。〔8〕麦精乳粉在牛乳中添加可溶性麦芽糖、糊精、香料等经真空枯燥而制成乳粉。2024/1/2759第四节乳粉

〔9〕乳清粉将制造干酪的副产品乳清进行枯燥而制成的粉状物。乳清中含有易消化、有生理价值的乳蛋白、球蛋白及非蛋白态氮化合物、其它有效物质。根据用途分为普通乳清粉、脱盐乳清粉、浓缩乳清粉等。〔10〕酪乳粉将酪乳枯燥制成的粉状物。含有较多的卵磷脂，用于制造点心及复原乳之用。2024/1/2760第四节乳粉

二、全脂乳粉

(一)全脂乳粉生产工艺1、预热杀菌2、加糖2024/1/2761

二、UHT灭菌乳2024/1/2762第四节乳粉

2024/1/2763第四节乳粉

3、浓缩牛乳经杀菌后立即泵入真空蒸发器进行减压〔真空〕浓缩，除去乳中大局部水分〔65%〕，然后进入枯燥塔中进行喷雾枯燥,以利于产品质量和降低本钱。2024/1/2764第四节乳粉

乳粉有不经浓缩而直接进行枯燥处理的，喷雾枯燥是利用加热空气对物料进行枯燥作用的，因而热效率较低，每蒸发1kg水分，需消耗蒸汽。经浓缩后喷雾枯燥的乳粉，颗粒比较粗大，具有良好的流动性、分散性、可温性和冲溶性，乳粉的色泽也较好。2024/1/2765第四节乳粉

在浓缩到接近要求浓度时，浓缩乳粘度升高，沸腾状态滞缓，微细的气泡集中在中心，外表稍呈光泽，根据经验观察即可判定浓缩的终点。但为准确起见，可迅速取样，测定其比重、粘度或折射率来确定浓缩终点。一般要求原料乳浓缩至原体积的1/4，乳干物质到达45%左右。浓缩后的乳温一般约47-50℃，不同的产品浓缩程度〔1〕全脂乳粉为11.5-13oBe,相应乳固体含量为38%-42%；〔2〕脱脂乳粉为20-22oBe,相应乳固体含量为35%-40%；〔3〕全脂甜乳粉为15-20oBe,相应乳固体含量为45%-50%；大颗粒奶粉可相应提高浓度。2024/1/2766第四节乳粉

4、喷雾枯燥浓缩乳中仍然含有较多的水分,必须经喷雾枯燥〔即浓奶经过雾化后再与热空气水分交换〕后才能得到乳粉。目前国内外广泛采用压力式喷雾枯燥和离心式喷雾枯燥。2024/1/2767第四节乳粉

2024/1/2768第四节乳粉

(1)喷雾枯燥工艺流程枯燥分为两个阶段:第一阶段将预处理过的牛乳浓缩至乳固体含量40%左右。第二阶段将浓缩乳泵入枯燥塔中进行枯燥,该阶段又可分为三个连续过程:

A将浓缩乳雾化成液滴；2024/1/2769第四节乳粉

B液滴与热空气流接触,牛乳中的水分迅速地蒸发,该过程又可细分为预热段、恒率枯燥段和降速枯燥段；C将乳粉颗粒与热空气分开。(2)喷雾枯燥装置通常压力喷雾使用并流产式或卧式枯燥机,离心喷雾只能使用产式枯燥机2024/1/2770第四节乳粉

为了提高喷雾枯燥的热效率，可采用二次枯燥法：1、二段枯燥能降低枯燥塔的排风温度，使含水分较高〔6%-7%〕的乳粉颗粒再在流化床或枯燥塔中二次枯燥至含水量2.5%-5%；２、直通法枯燥，在塔底设置固定沸腾床，使奶粉颗粒在塔底低温条件下沸腾枯燥。2024/1/2771第四节乳粉

乳粉在流化床枯燥机中继续枯燥，可生产优质的乳粉。因为可以提高喷雾枯燥塔中空气进风温度，使粉末的停顿的时间短〔仅几秒钟〕；而在流床枯燥中空气进风温度相对低130℃〕，粉末停留时间较长〔几分钟〕热空气消耗也很少。见图2024/1/2772第四节乳粉

图10-1配有流化床喷雾枯燥1、4-空气加热器2-喷雾枯燥塔3-流化床5-冷空气室6-冷却干空气室7-振动筛2024/1/2773第四节乳粉

喷雾枯燥装置经雾化器雾化成10-200μm的乳滴液。雾化后大量微细乳滴中的水分在瞬间〔1/20-/100s〕被蒸发除去，汽化潜热很大，因此乳滴乃至乳粉颗粒受热温度不会超过60℃，压力喷雾使用并流卧工或立式枯燥机，离心喷雾只能使用立式枯燥机。二段枯燥或多段枯燥法可以降低枯燥塔的容积，特别是降低枯燥塔的塔高，提高热效率。2024/1/2774第四节乳粉

喷雾枯燥机的主要局部为雾化器。喷雾压力〔微孔流量〕、浓乳的物理参数〔浓度、粘度、外表张车等〕。离心雾化状态取决于转盘结构及其圆周速度〔直径与转速〕、浓乳的流速和流量，浓乳的浓度、粘度、外表张力等。液滴大小可用以下经验公式计算：枯燥后的乳粉应及时冷却，流化床，空气经冷却处理后吹入。2024/1/2775第四节乳粉

2024/1/2776第四节乳粉

2024/1/2777②研究型实践教学方法和内容

一、工程的根本内容2024/1/2778第四节乳粉

5.冷却与筛分最好采用流化床冷却2024/1/2779第四节乳粉

在不设置二次枯燥的设备中，乳粉从塔底出来放入温度为65℃以上，需要冷却以防脂肪别离。冷却是在粉箱中室温下过夜，然后过筛〔20-30目〕后即可包装。在设有二次枯燥设备中，乳粉经二次枯燥后进入冷却床被冷却到40℃以下，再经过粉筛送入奶粉仓，待包装。2024/1/2780第四节乳粉

〔二〕乳粉的质量控制1、乳粉的物理性质〔1〕乳粉的颗粒大小与形状：随制造方法、操作条件而异〔2〕乳粉的密度:乳粉的表观密度因乳粉颗粒内部结构及颗粒大小而不同。2024/1/2781第四节乳粉

〔3〕乳粉的吸湿性。乳粉的吸湿性很强，很容易吸收空气中的水分，吸水程度因周围空气温度或乳粉种类而异。乳糖的存在。乳粉暴露于大气中放置时，逐渐吸收水分直至到达平衡。〔4〕乳粉的溶解度：乳粉的溶解度只是说明乳粉的复水性的一个指标。影响