乳品工艺学主讲:岳晓禹
E-mail,yuerain@163.com
乳制品纯牛奶 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
课程安排
班级:食品 03级
学时数,6学时 /周 × 5周 =30学时
实习周一周:原料乳的检验酸奶的制作果奶的制作冰淇淋的制作
讲授内容:
一、乳的理论基础知识( 8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、乳制品加工技术( 34学时):
1.原料乳的验收与预处理
2.消毒乳的加工技术
3.发酵乳的加工技术
4.冰淇淋的加工技术
5.乳粉的加工技术
6.其它乳制品简介:炼乳、奶油,干酪
考核形式:平时成绩 30%
期末成绩 70%
主要参考书:
1.现代食品生产,吴祖兴主编,中国农业大学出版社
2.现代乳与乳制品,曾寿瀛主编,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:,白色的血液,,,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,是哺乳动物初生后维持生长发育不可替代的食品 。
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
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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,87~89%,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 (free 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
( C12H22O11?H2O)。
氢键
( 二)干物质( solid)
将牛乳干燥到恒重时所得到的残渣。
乳固体 11— 13%。
( 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 。
1,乳脂肪的结构及存在状态
Stokes公式
v =
v,脂肪球上浮速度
g,重力加速度
ρb,脱脂乳密度
ρa,脂肪球密度
η,脱脂乳黏度
2gr2( ρb— ρa)

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℃ ) 0.935~0.943
熔点 28~38℃
皂化值 218~235
碘值 21~36
酸值 0.4~3.5
折射率( nD25) 1.459~1.462
油脂熔点和消化率的关系熔点 ( melting point) 消化率 ( digestibility%)
乳脂肪 28~38℃ 98
猪油 36~50℃ 94
牛油 42~50℃ 89
羊油 44~55℃ 81
大豆油 -8~18℃ 97.5
花生油 0~3℃ 98.3
(四)乳蛋白质,牛乳中最有价值的成分,
3.0~3.5%,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
10~300nm,一般 40~160nm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 α 乳糖
β 乳糖
α 乳糖水合物
α 乳糖无水物
3,乳糖不适应症
4,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。
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 ) 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( ml/100g)
项目 钾 钠 钙 镁 磷 硫 氯乳样 1
乳样 2
人乳
158
135
66
54
56
19
109
108
35
14
13
4
97
96
26
5
-
-
99
105
47
( 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
P217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; PH9.0~9.2,温度 37 ℃,
钝化温度 80~85 ℃ 。
还原酶 (reductase):微生物的代谢产物。
最适宜的作用条件是 PH5.5~5.8,温度
40~50 ℃ 。 69~70 ℃ 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。
时间 微生物数量(cfu/ml) 原料奶质量大于 5.5hr 小于 50万 良好
2~2.5hr 50~400万 合格小于 2hr 400万以上 劣
( 九 ) 其他成分
1,有机酸 (organic 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( %) = × 100
T — 正常乳的冰点;
Tˊ — 被检乳的冰点。
2、沸点 (boiling point),1atm下,100.55 ℃
T- Tˊ
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( clˉ
),苦味( Mg2+,Ca2+),酸味(柠檬酸等)。
四、酸度 (acidity)
1、正常牛乳的酸度,16~18° T(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酸奶的吉尔涅尔酸度 ( oT ) 。
滴定酸度的两种表示方法
吉尔涅尔度( oT ),1oT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( %) = oT × 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( oT ) 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
28 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( ℃ ) 粘度( Pa? s )全脂乳 脱脂乳
0 0.00344
5 0.00305 0.00396
10 0.00264 0.00247
15 0.00231 0.00210
20 0.00199 0.00179
25 0.00170 0.00154
30 0.00149 0.00133
40 0.00120 0.00104
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:
八、牛乳的比热将牛乳的温度升高 1 ℃ 所吸收的热量,与同重量的水温度升高 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,0.004~0.005( S)
名称 导电率(平均数)
牛乳 1 43.80× 10-4
牛乳 2 48.70× 10-4
山羊乳 1 49.00× 10-4
山羊乳 2 67.10× 10-4
绵羊乳 50.40× 10-4
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乳、微生物性着色乳。
化学异常乳:如酒精实验阳性乳、低成分乳、冻结乳。
人为异常乳:掺水乳、人为组成牛乳成分乳、添加防腐剂乳、加碱中和乳、提取脂肪乳等。
三、几种常见的异常乳
初乳 (colostrom):乳牛产犊后一周内所分泌的乳。
末乳 (late actation milk):乳牛干奶期前一周左右分泌的乳。
乳房炎乳 (mastitis milk):
含抗生素乳 (antibiotic milk):
冻结乳 (frozen milk),
乳珍乳珍是从母牛的初乳(主要是前三天)
中提取出来的生物活性多肽。其中含有免疫球蛋白、牛磺酸、多种生长因子、
金属载体蛋白,19种氨基酸和丰富的微量元素。
酒精阳性乳,以酒精试验规定方法,检乳出现絮状判为酒精试验阳性乳 。 导致因素有,
(1) 饲喂变质饲料,较长时期以来饲料供给不足,投给的食盐过量,饲料中维生素量欠缺 。
(2) 乳牛患乳房炎,肝机能障碍,软骨病等 。
(3) 酒 精试验操作不当 。
( 4) 盐平衡丧失,离子性钙增加,钙,磷比例不均衡 。
低酸度酒精阳性乳,是指酒精试验阳性,酸度不高 (低于酒精试验相对酸度 值 ),煮沸试验不凝固的一类异常乳。
产生原因,与 酪 蛋白结合的钙转变成离子性钙,游离性磷减 少,造成缓冲系统不平衡所致 。
在乳期中长期饲喂水花生,水葫芦等水草,感染肝片吸虫,亦会引发此类异常乳 。
确定为低酸 度酒精试验阳性乳的原料乳可供制作杀菌 乳,但不宜作淡炼乳的原料 乳 。
本章结束谢谢