乳品工艺课件1导论1.ppt

1、乳品工艺学,乳制品琳琅满目,纯牛奶pure milk,酸奶 yoghurt,奶粉milk powder,冰淇淋ice cream,乳饮料milky beverage,奶酪 cheese,奶茶milk tea,牛奶干吃片,奶油 butter,舌尖上的悦动,课程安排,班级：食品2011级 学时数: 3学时/周6周=18学时 实验6学时：1、奶酪制作 2、喷雾干燥,讲授内容： 一、乳的理论基础知识（3学时）： 乳的化学组成、化学性质、物理 性质及其在加工中的变化。 二、乳制品工艺（15学时）： 1.原料乳的验收与预处理 2.液态乳生产工艺 3.发酵乳生产工艺 4.乳粉生产工艺 5.干酪生产工艺,考核

2、形式： 平时成绩30% 期末成绩70% 主要参考书： 1.乳品工艺学. 张和平主编. 中国轻工业出版社 2.乳与乳制品工艺学. 张兰威主编. 中国农业出版社 3.乳制品工艺与进展. 蒋爱民主编. 陕西科学技术出版社,食品工艺学,食品工艺学之定义 食品工艺学是根据技术上先进、经济上合理的原则，研究食品的原材料、半成品和成品的加工过程和方法的一门应用科学。 三部分内容,一、两个原则 1、技术先进 学好数、理、化和生物 （1）工艺先进 工艺控制高水准： 外界条件 工艺参数 物料特性 设备先进 设备自身的先进性 对工艺水平适应的程度,2、经济上合理 经济分析 企业管理 二、研究对象 从原材料到制成品

3、成分和物性 食品分析,三、研究内容 加工或制造过程-工艺流程 食品工程原理 过程中每个环节的具体方法-技术条件 所有过程和方法的确定是否有科学依据，就表明了该制品生产技术水平的高低。 理论依据 依据 试验依据,什么是工艺 具体产品的加工过程和方法 工艺的三元素 任务元 流程 存储区域,绪论,一、乳的概念及营养学特点 概念：哺乳动物从乳腺分泌出来的白色或稍带黄色的、具有生理作用与胶体特性的液体。它含有幼小机体生长发育所需要的全部营养成分，是哺乳动物降生后最易消化吸收的完全食物。,绪论,营养学特点：“营养的仓库” 1、营养价值高：营养成分全面而丰富 2、易消化吸收：是动物性食物中最易消化吸收的，是

4、哺乳动物（而不是人）出生后维持生长发育不可替代的食物。 3、生产成本低、获得优质蛋白的良好途径,1Kg牛奶 = 8个鸡蛋 = 100g牛肉 （提供的能量） 1头奶牛（按6.5t奶/年）蛋白质=1360kg大米=1260kg玉米=292kg大豆。,绪论,二、乳制品发展历史 三、乳品工业现状 1、原料乳 2、乳品厂的数量和规模 3、乳制品品种 4、乳品检测、加工技术及设备 四、乳品工业发展趋势,乳的来源,牛乳 羊乳 主要以牛乳为主,管道式挤奶系统的一般流程 1 真空泵 2 真空管线 3 牛奶冷却罐 4 牛奶管线,（1）主要与蛋白质打交道（蛋白质应用科学）； （2）与畜牧业联系紧密； （3）乳为液态

5、，便于科学研究和生产加工的标准化、自动化； （4）乳的营养丰富全面，保质问题更显突出（不是加盐保质，而更在于无菌包装，冷藏，干燥）；,乳制品工艺学的学科特点,第一章 乳的成分与性质,第一节 乳的组成与化学性质 第二节 乳的物理性质 第三节 异常乳,第一节 乳的组成与化学性质,一、牛乳的组成 水分（87%） 蛋白质(3.4%) 牛乳 非脂乳固体 乳糖(4.8%) 乳固体 （SNF 9%） 灰分(0.8%) （S 13%） 脂肪 （F 4%）,二、牛乳的化学性质 （一）水分：8789%，溶剂 1、结合水(bound water)(2-3%) ： 蛋白质的亲水基 H2O 乳糖 盐 2、游离水(fre

6、e moisture)： 占绝大部分（90%左右），乳汁的分散媒，与很多的理化过程及生物学过程有关。 3、结晶水(crystalline water)： 存在于结晶性化合物中，如奶粉、炼乳中的乳糖结晶（ C12H22O11H2O）。,氢键,4、膨胀水：存在于胶粒结构内部；如、酸奶、奶酪等产品的蛋白质内部，因蛋白变性而结合水分。,（二）干物质（solid） 将牛乳干燥到恒重时所得到的残渣。乳固体1113%。 （三）乳脂肪(milk fat) 鲜乳中3%5%，平均4.0%，乳脂肪不仅和乳风味有关，而且还是稀奶油、奶油、全脂奶粉、干酪的主要成分。,乳中的脂肪以脂肪球的状态存在于乳浊液中。脂肪球为圆形

7、或略带椭圆形，球面有一层5-10nm厚的脂肪球膜。脂肪球膜是由蛋白质、磷脂、高熔点甘油三酸酯、甾醇、维生素、金属、酶类及结合水所组成的复杂物质。,1、乳脂肪球的结构及存在状态,Stokes公式,v = v: 脂肪球上浮速度 g: 重力加速度 b: 脱脂乳密度 a: 脂肪球密度 : 脱脂乳黏度,2gr2（ba）,9,2、 乳脂肪的化学组成 CH2OH R1COOH CH2OCOR1 CHOH + R2COOH CHOCOR2 +3H2O CH2OH R3COOH CH2OCOR3 甘油 脂肪酸 甘油三酸脂 (丙三醇）,3、 乳脂肪的理化常数 比重（15） 0.9350.943 熔点 2838 皂

8、化值 218235 碘值 2136 酸值 0.43.5 折射率（nD25) 1.4591.462,油脂熔点和消化率的关系,熔点（melting point) 消化率（digestibility%） 乳脂肪 2838 98 猪油 3650 94 牛油 4250 89 羊油 4455 81 大豆油 -818 97.5 花生油 03 98.3,（四）乳蛋白质,牛乳中最有价值的成分，3.03.5%,平均3.4%。包括酪蛋白(casein)和乳清蛋白(skim protein)。 1、酪蛋白(casein) ：20 时，生脱脂乳用酸调节PH至4.6时沉淀的一类蛋白质。占总乳蛋白的83%。 酪蛋白不是单一

9、的蛋白质，而是和钙、磷组合在一起的复合蛋白质。,酪蛋白(casein)结构,酪蛋白 钙 复合体胶粒大体上呈球形，直径在10300nm，一般40160nm占大多数。,酪蛋白酸钙,磷酸钙,酪蛋白酸钙 磷酸钙 （复合体）,酪蛋白(casein)的性质,酸凝固 酪蛋白酸钙 磷酸钙 凝乳酶凝固 酪蛋白酸钙+皱胃酶 副酪蛋白钙 +乳清蛋白+皱胃酶 钙凝固,PH5.2,磷酸钙,酪蛋白酸钙,PH4.6,酪蛋白,钙,2、乳清蛋白(skim protein)：占18%左右。 乳清：用酸使脱脂乳中的酪蛋白沉淀后，将沉淀分离出去，剩余的液体就是乳清。 乳清蛋白：乳清中存在的蛋白质称为乳清蛋白。 乳清蛋白分为热稳定性蛋

10、白（乳白蛋白、乳球蛋白）和热不稳定性蛋白（胨等）。,（五）乳糖(lactose),乳中特有的糖，4.8%，甜度为蔗糖的1/6。 1、结构 ：C12H22O11，双糖 D-葡萄糖+D-半乳糖 乳糖 2、分类 乳糖, 乳糖 乳糖, 乳糖水合物, 乳糖无水物,3、性质 乳糖有-乳糖和-乳糖两种异构体。 -乳糖很易与一分子结晶水结合，变为-乳糖水合物（-Lactose Monohydrate），所以乳糖实际上共有三种构型。,4、溶解度 -乳糖及-乳糖在水中的溶解度也随温度而异。-乳糖溶解于水中时逐渐变成-型。因为-型乳糖较-型乳糖易溶于水，所以乳糖最初溶解度并不稳定，而是逐渐增加，直至-型与-型平衡为

11、止。 乳中除了乳糖外还含有少量其他的碳水化合物。例如在常乳中含有极少量的葡萄糖、半乳糖。另外，还含有微量的果糖、低聚糖、巳糖胺。,5、作用： 乳糖水解后的半乳糖是形成脑神经中重要成分的主要来源，婴儿发育旺盛时期乳糖有重要作用。 乳糖与钙的代谢有密切关系，增加钙的吸收。 工业生产中，与牛乳酒、马乳酒、酸乳制品的发酵有关。,6、乳糖不适应症（lactose intolerance),乳糖是一种双糖，必需在乳糖酶的作用下才能被消化和吸收。但是，一部分人（特别是有色人种）随着年龄增长，体内不再分泌乳糖酶或分泌不足，不能分解和吸收乳糖，饮用牛乳后会出现呕吐、腹胀、腹泻等症状，称为“乳糖不适应症”。,（六

12、）乳中无机物（矿物质mineral）：,含量0.8%左右。 盐类：乳中矿物质大部分与有机酸和无机物酸结合成可溶性盐存在。磷酸盐、酪酸盐、柠檬酸盐。 灰分：先将牛乳蒸发干燥，然后灼烧成灰分。 意义：钙吸收好，对乳的平衡（稳定性）有影响。牛乳中的铁比人乳中少，婴儿乳粉应强化。,牛乳中主要无机成分的含量（mg/100g）,（七）乳中维生素（vitamin),按照维生素的概念，现被列为维生素的物质约为30余种，其中认为对维持人体健康和促进发育至关重要的有20余种，牛乳中几乎含有所有的维生素，其中维B族含量丰富，维D不高，婴儿奶粉应强化。 分为水溶性和脂溶性两大类。 对热有热稳定性和热不稳定性（见P21

13、7表3-1-8）。,（八）乳中的酶(enzyme),18种。有两个来源，一是来自乳腺，二是微生物的代谢产物。分为水解酶类和氧化还原酶类。 有解脂酶、还原酶、乳糖酶、蛋白酶、过氧化物酶等。 解脂酶（lipase)：微生物的代谢产物。能使乳脂肪分解产生游离脂肪酸。最适宜的作用条件；PH9.09.2，温度37 ，钝化温度8085 。,还原酶(reductase)：微生物的代谢产物。最适宜的作用条件是PH5.55.8，温度4050 。6970 下加热30min或75 下加热5min被完全破坏。 甲基蓝还原实验(reductase test)：还原酶能使甲基蓝还原为无色。,（九）其他成分,1、有机酸(o

14、rganic acid)：主要为柠檬酸，还有微量的乳酸、丙酮酸与马尿酸。 2、气体(gas)：CO2 , O2 , N2 3、细胞成分(cell component)：白血球及乳房分泌组织的上皮细胞，少量的红血球。,第二节 乳的物理性质,包括乳的色泽、风味、比重、酸度、黏度、冰点、沸点、比热、表面张力、折射率、导电率等内容,一、牛乳的色泽 白色 黄色：脂溶性的胡萝卜素、叶黄素 荧光性黄绿色：水溶性核黄素（维生素B2 ）,脂肪球,酪蛋白酸钙磷酸钙复合体,二、热学性质 拉乌尔定律：冰点下降，沸点上升 1、冰点（freezing point)：平均 -0.525 -0.565 掺水量W（%）= 10

15、0 T 正常乳的冰点； T 被检乳的冰点。 2、沸点(boiling point)：1atm下，100.55 ,T- T,T,三、气味(smell)与滋味(gustation)： 1、气味：特殊的乳香味。 异常味(abnormal smell)：牛粪味、鱼腥味、葱姜味、金属味、蒸煮味等。 2、滋味：稍带甜味（乳糖），咸味（cl）， 苦味（Mg2+ 、 Ca2+），酸味（柠檬酸等）。,四、酸度(acidity) 1、正常牛乳的酸度：1618T（乳酸度为0.15%0.17%）。 2、酸度的来源： 固有酸度（自然酸度） 总酸度 发酵酸度,3、酸度测定的方法： 用酸碱滴定方法测定，测定结果有两种形式来

16、表达。具体测定方法： 取10ml牛乳，以酚酞为指示剂，用 0.1N NaOH标准溶液进行滴定，滴至溶液颜色呈淡红色，并在半分钟内不褪色为止。读取消耗NaOH标准溶液的毫升数。将此数乘以十即为此奶的吉尔涅尔酸度（T） 。,滴定酸度的两种表示方法,吉尔涅尔度（T）：T的含义是中和100ml牛乳所需要消耗的0.1N NaOH标准溶液的毫升数。 乳酸（%）= 乳酸（%） = T 0.009,0.1N NaOH溶液的毫升数0.009,测定乳样的重量（g),100,4、考察牛乳酸度的意义： 乳的酸度与乳的凝固温度 乳的酸度（ T ） 凝固条件 18 煮沸时不凝固 20 煮沸时不凝固 26 煮沸时能凝固 2

17、8 煮沸时凝固 30 加热至77时凝固 40 加热至63时凝固 50 加热至40时凝固 60 22时自行凝固 65 16时自行凝固,5、牛乳的缓冲作用(buffer effect),PH,牛乳中对缓冲作用影响最大的成分为磷酸盐，其次为蛋白质，再次为柠檬酸盐和碳酸盐。,五、比重和密度 比重(specific gravity)：15时，牛乳的重量与同容积同温度水的重量比。 D15 /15 = 1.032 密度(density)：20，牛乳的质量与同容积水在4 时的质量之比。 D20 /4 = 1.030 掺水导致密度下降 密度随温度变化而变化,下面是一个比较简单的计算公式： T=O.25L+1.2

18、FK 式中：T-干物质% F-脂肪% L-牛乳比重计读数 K-系数（根据各地情况试验求得，中国轻工业部标准规定为0.14）,不同含脂率牛乳的密度-温度曲线,六、粘度(viscosity) 粘度概念：普通液体里分子间的内部摩擦在剪切应力的作用下发生剪切速度，这一速度与其剪切应力呈比例关系，其比例常数称为粘度系数（粘度）。 K = F剪切应力 v 剪切速度,F,v,(Pa s),温度对牛乳粘度的影响,粘度的意义：浓缩乳、甜炼乳、淡炼乳、乳粉。 七、表面张力 概念：使液体表面分子维持聚集的力量称为表面张力。 研究表面张力的目的：乳化、破乳,泡沫,八、牛乳的比热 将牛乳的温度升高1 所吸收的热量，与同

19、重量的水温度升高1 所吸收的热量之比，称为牛乳的比热。0.93卡/g. 。 九、导电率：25 时，0.0040.005（S) 名称 导电率（平均数） 牛乳1 43.8010-4 牛乳2 48.7010-4 山羊乳1 49.0010-4 山羊乳2 67.1010-4 绵羊乳 50.4010-4,第三节 异常乳,一、异常乳的概念 二、异常乳的分类 三、几种常见的异常乳,一、异常乳的概念,异常乳（abnormal milk）是指性质不同于正常乳的乳。也就是在乳牛的泌乳过程中，由于乳牛本身生理、病理的原因以及其它因素(包括人为的因素）造成牛乳的成分和性质发生变化的乳。,二、异常乳的分类,生理异常乳：如初乳、末乳 病理异常乳：如乳房炎乳、其它致病性细菌污染