乳品科学与技术
(五 )冰淇淋的凝冻
? 冰淇淋的组织状态是固相, 气相, 液相的复杂
结构, 在液相中有直径 150μ m左右的气泡和大
约 50μ m大小的冰晶, 此外还有分散有 2μ m以
下的脂肪球, 乳糖结晶, 蛋白颗粒和不溶性的
盐类等, 见图 13-2。 由于稳定剂和乳化剂的存
在, 使分散状态均匀细腻, 并具有一定形状 。
在冰淇淋生产中, 凝冻过程是将混合料置于低
温下, 在强制搅拌下进行冰冻, 使空气以极微
小的气泡状态均匀分布于混合料中, 使物料形
成细微气泡密布, 体积膨胀, 凝结体组织疏松
的的过程 。
图 1 3 - 2 冰淇淋的结构
气泡
脂肪晶体
冰晶
酪蛋白
1.凝冻的目的
? (1)使混合料更加均匀 由于经均质后的
混合料, 还需添加香精, 色素等, 在凝
冻时由于搅拌器的不断搅拌, 使混合料
中各组分进一步混合均匀 。
? (2)使冰淇淋组织更加细腻 凝冻是在 -
2～ -6℃ 的低温下进行的, 此时料液中的
水分会结冰, 但由于搅拌作用, 水分只
能形成 4～ 10μm的均匀小结晶, 而使冰淇
淋的组织细腻, 形体优良, 口感滑润 。
? (3)使冰淇淋得到合适的膨胀率 在凝冻
时, 由于不断搅拌及空气的逐渐混入,
使冰淇淋体积膨胀而获得优良的组织和
形体, 使产品更加适口, 柔润和松软 。
? (4)使冰淇淋稳定性提高 由于凝冻后,
空气气泡均匀的分布于冰淇淋组织之中,
能阻止热传导的作用, 可使产品抗融化
作用增强 。
? (5)可加速硬化成型进程 由于搅拌凝冻
是在低温下操作, 因而能使冰淇淋料液
冻结成为具有一定硬度的凝结体, 即凝
冻状态, 经包装后可较快硬化成形 。
2.凝冻的过程
? 冰淇淋的料液的凝冻过程大体分为以下
三个阶段：
? (1)液态阶段 料液经过凝冻机凝冻搅拌
一段时间 （ 2～ 3min） 后, 料液的温度从
进料温度 （ 4℃ ） 降低到 2℃ 。 由于此时
料液温度尚高, 未达到使空气混入的条
件, 故称这个阶段为液态阶段 。
(2)半固态阶段
? 继续将料液凝冻搅拌 2～ 3min,此时料液
的温度降至 -1℃ ～ -2℃, 料液的粘度也
显著提高 。 由于料液的粘度提高了, 空
气得以大量混入, 料液开始变得浓厚而
体积膨胀, 这个阶段为半固态阶段 。
(3)固态阶段
? 此阶段为料液即将形成软冰淇淋的最后
阶段。经过半固态阶段以后，继续凝冻
搅拌料液 3～ 4min，此时料液的温度已降
低到 -4～ -6℃,在温度降低的同时，空
气继续混入，并不断的被料液层层包围，
这是冰淇淋料液内的空气含量已接近饱
和。整个料液体积的不断膨胀，料液最
终成为浓厚、体积膨大的固态物质，此
阶段即是固态阶段。
3.凝冻设备与操作
? 凝冻机是混合料制成冰淇淋成品的关键
设备, 凝冻机按生产方式分为间歇式和
连续式两种 。 冰淇淋凝冻机工作原理及
操作如下：
(1)间歇式凝冻机
? 间歇式氨液凝冻机的基本组成部分有机
座, 带夹套的外包隔热层的圆形凝冻筒,
装有刮刀的搅拌器, 传动装置以及混合
原料的贮槽等 。
? 其工作原理为：开启凝冻机的氨阀 （ 盐
水阀 ） 后, 氨不断进入凝冻桶的夹套中
进行循环, 凝冻筒夹套内氨液的蒸发使
凝冻圆筒内壁起霜, 筒内混合原料由于
搅拌器外轴支架上的两把刮刀与搅拌器
中轴Ｙ型搅拌器的相向反复搅刮作用,
在被冻结时不断混入大量均匀分布的空
气泡, 同时料液从 2～ 4℃ 冷冻至 -３～ -
６ ℃ 。 而形成体积膨松的冰淇淋 。
(2)连续式凝冻机
? 连续式凝冻机（ RPL-300型）的结构主要
由立式搅刮器、空气混合泵、料箱、制
冷系统、电器控制系统等部分组成。其
工作原理为,制冷系统将液体制冷剂输入
凝冻筒的夹套内，冰淇淋料浆经由空气
混合泵混入空气后进入凝冻筒。
? 动力则由电动机经皮带降速后，通过联
轴器带动刮刀轴套旋转，刮刀轴上的刮
刀在离心力的作用下，紧贴凝冻筒的内
壁作回转运动，由进料口输入的料浆经
冷冻冻结在筒体内壁上的冰淇淋就连续
被刮削下来。
? 同时新的料液又附在内壁上被凝结, 随
即又被刮削下来, 周而复始, 循环工作,
刮削下来的冰淇淋半成品, 经刮刀轴套
上的许多圆孔进入轴套内, 在偏心轴的
作用下, 使冰淇淋搅拌混合, 质地均匀
细洁 。 经搅拌混合的冰淇淋便在压力差
的作用下, 不断挤向上端 。 并克服膨胀
阀弹簧的压力, 打开膨胀阀阀门, 送出
冰淇淋成品 （ 进入灌装头 ） 。 冰淇淋经
膨胀阀后减压, 其体积膨胀, 质地疏松 。
4.冰淇淋的膨胀率
? 冰淇淋的膨胀率（ Overrun）指冰淇淋混
合原料在凝冻时，由于均匀混入许多细
小的气泡，使制品体积增加的百分率。
冰淇淋的膨胀率可用浮力法测定，即用
冰淇淋膨胀率测定仪测量冰淇淋试样的
体积，同时称取该冰淇淋试样的质量并
用密度计测定冰淇淋混合原料（融化后
冰淇淋）的密度，以体积百分率计算膨
胀率,
X （ % ） =
1
1
V
VV ?
× 1 0 0 = 100)1( / ???m V
式中,V- 冰淇淋试样的体积,cm 3 ；
m - 冰淇淋试样的混合原料质量,g ；
ρ - 冰淇淋试样的混合原料密度,g / c m 3 ；
V 1 - 冰淇淋试样的混合原料体积,cm 3 （ m/ ρ ）
? 冰淇淋膨胀率并非是越大越好, 膨胀率
过高, 组织松软, 缺乏持久性；过低则
组织坚实, 口感不良 。 各种冰淇淋都有
相应的膨胀率要求 （ 见表 2-11-1）, 控
制不当会降低冰淇淋的品质 。 影响冰淇
淋膨胀率的因素主要有两个方面：
(1)原料方面
– ① 乳脂肪含量越高, 混合料的粘度越大, 有
利膨胀, 但乳脂肪含量过高时, 则效果反之 。
一般乳脂肪含量以 6%～ 12%为好, 此时膨胀
率最好 。 ② 非脂肪乳固体：非脂肪乳固体含
量高, 能提高膨胀率, 一般为 10%。 ③ 含糖
量高, 冰点降低, 会降低膨胀率, 一般以
13%～ 15%为宜 。 ④ 适量的稳定剂, 能提高膨
胀率；但用量过多则粘度过高, 空气不易进
入而降低膨胀率, 一般不宜超过 0.5%。 ⑤ 无
机盐对膨胀率有影响 。 如钠盐能增加膨胀率,
而钙盐则会降低膨胀率 。
(2)操作方面
? ① 均质适度, 能提高混合料粘度, 空气
易于进入, 使膨胀率提高；但均质过度
则粘度高, 空气难以进入, 膨胀率反而
下降 。 ② 在混合料不冻结的情况下, 老
化温度越低, 膨胀率越高 。 ③ 采用瞬间
高温杀菌比低温巴氏杀菌法混合料变性
少, 膨胀率高 。 ④ 空气吸入量合适能得
到较佳的膨胀率, 应注意控制 。 ⑤ 若凝
冻压力过高则空气难以混入, 膨胀率则
下降 。
(六 )成型灌装、硬化、贮藏
? 1.成型灌装 凝冻后的冰淇淋必须立即
成型灌装 （ 和硬化 ）, 以满足贮藏和销
售的需要 。 冰淇淋的成型有冰砖, 纸杯,
蛋筒, 浇模成型, 巧克力涂层冰淇淋,
异形冰淇淋切割线等多种成型灌装机 。
2.硬化 （ Hardening）
? 将经成型灌装机灌装和包装后的冰淇淋
迅速置于 -25℃ 以下的温度, 经过一定时
间的速冻, 品温保持在 -18℃ 一下, 使其
组织状态固定, 硬度增加的过程称为硬
化 。
? 硬化的目的是固定冰淇淋的组织状态、完成形
成细微冰晶的过程，使其组织保持适当的硬度
以保证冰淇淋的质量，便于销售与贮藏运输。
速冻硬化可用速冻库（ -23～ -25℃ ）、速冻隧
道（ -35～ -40℃ ）或盐水硬化设备（ -25～ -
27℃ ）等。一般硬化时间为：速冻库 10～ 12ｈ、
速冻隧道 30～ 50min、盐水硬化设备 20～ 30min。
影响硬化的条件有包装容器的形状与大小、速
冻室的温度与空气的循环状态、室内制品的位
置以及冰淇淋的组成成分和膨胀率等因素。
3.贮藏
? 硬化后的冰淇淋产品，在销售前应将制
品保存在低温冷藏库中。冷藏库的温度
为 -20℃,相对湿度为 85%～ 90%，贮藏库
温度不可忽高忽低，贮存温度及贮存中
温度变化往往导致冰淇淋中冰的再结晶。
使冰淇淋质地粗糙，影响冰淇淋品质。
一、冰淇淋的主要缺陷
及产生的原因
? 由于原料配合不当, 均质, 冻结, 贮藏
等处理不合理, 使得冰淇淋质量低劣,
起缺
? 陷与原因见表 11-2。
表 1 1 -2 冰淇淋质量缺陷及原因
种类 缺 陷 原 因
风味 脂肪分解味、饲料味、加热味、牛舍
味、金属味、苦味、酸味、甜味与香
料味缺陷
使用的原料乳、乳制品质量差，杀菌不完全、吸收异
味，添加的甜味与香料不是当
组织
状态
砂状组织
轻或膨松的组织
粗或冰状组织
奶油状组织
无脂乳干物质过高，贮藏温度高，乳糖结晶大
膨胀率过大
缓慢冻结，贮藏温度波动大，气泡大，固形物低
生成脂肪块，乳化剂不适合，均质不良
质地 脆弱
水样
软弱
稳定剂、乳化剂不足，气泡粗大，膨胀率高
膨胀率低，砂糖高，稳定剂、乳化剂当，固形物不足
稳定剂过量
融化
状态
起泡，乳清分离，凝固，粘质状 原料配合不当，蛋白质与矿物质不均衡，酸度高，均
质不完全，膨胀率调整不当
第三节 雪糕的生产
? 雪糕 （ Ice Cream Bar） 是以饮用水, 乳
品, 食糖, 食用油脂等为主要原料, 添
加适量增稠剂, 香料, 经混合, 灭菌,
均质或轻度凝冻, 注模, 冻结等工艺制
成的冷冻产品 。 雪糕的总固形物, 脂肪
含量较冰淇淋低 。
一、雪糕的种类
? 根据产品的组织状态分为清型雪糕, 混
合型雪糕和组合型雪糕, 其理化指标见
表 13-3。
表 1 3 -3 雪糕的理化指标
指 标
项 目
清 型 混合型 组合型
总固形物 (% ) ≥ 16 ≥ 18 ≥ 16( 雪糕主体 )
总糖 ( 以蔗糖计,% ) ≥ 14 ≥ 14 ≥ 14( 雪糕主体 )
脂肪 (% ) ≥ 2 ≥ 2 ≥ 2
注：组合型指标均指主体。
? 1,清型雪糕 不含颗粒或块状辅料的制
品, 如桔味雪糕 。
? 2,混合型雪糕 含有颗粒或块状辅料的
制品，如葡萄干雪糕、菠萝雪糕等。
? 3,组合型雪糕 与其他冷冻饮品或巧克
力等组合而成的制品，如白巧克力雪糕、
果汁冰雪糕等。
二、雪糕的生产工艺及配方
? （ 一 ） 工艺流程 同冰淇淋
? (二 )生产配方 雪糕配方见表 13-4
表 1 3 -4 雪糕配方 （ 1 0 0 0 k g ） 单位,kg
雪糕类型
原料名称
菠萝雪糕 咖啡雪糕 草莓雪糕 可可雪糕
砂糖 145 15 0 10 0 10 0
葡萄糖浆 - - 5 0 6 0
蛋白糖 0, 4 0, 6 - -
甜蜜素 - - 0, 5 0, 5
鲜牛乳 - 32 0 - -
全脂奶粉 3 0 - 3 0 2 0
乳清粉 4 0 38 - -
人造奶油 35 - - -
棕榈油 - 3 0 15 2 0
可可粉 - - - 5
鸡蛋 2 0 2 0 - -
淀粉 25 22 - -
麦精 - 8 - -
复合乳化稳定剂 - - 3, 5 3
明胶 2 2 - -
CMC 2 2 - -
可可香精 - - - 0, 8
草莓香精 - - 0, 8 -
菠萝香精 1 - - -
水 699 405 785 79 0
红色素 - - 0, 0 2 -
栀子黄 0,3 - - -
焦糖色素 - 0, 4 - -
棕色素 - - - 0,02
速溶咖啡 - 2 - -
草莓汁 - - 15 -
? （ 三 ） 操作技术要点 雪糕生产时, 原
料配制, 杀菌, 冷却, 均质, 老化等操
作技术与冰淇淋基本相同 。 普通雪糕不
需经过凝冻工序直接经浇模, 冻结, 脱
模, 包装而成, 膨化雪糕则需要凝冻工
序 。
? 1,凝冻 雪糕凝冻操作生产时, 凝动机
的清洗与消毒及凝冻操作与冰淇淋大致
相同, 只是料液的加入量不同, 一般占
凝冻机容积的 50%～ 60%。 膨化雪糕要进
行轻度凝冻, 膨胀率为 30%～ 50%,故要
控制好凝冻时间以调节凝冻程度, 料液
不能过于浓厚, 否则会影响浇模质量 。
出料温度控制在 -3℃ 左右 。
? 2,浇模 浇模之前必须对模盘, 模盖和
用于包装的扦子进行彻底清洗消毒, 可
用沸水煮沸或用蒸汽喷射消毒 10～ 15min，
确保卫生 。 浇模时应将模盘前后左右晃
动, 使模型内混合料分布均匀后, 盖上
带有扦子的模盖, 将模盘轻轻放入冻结
缸 （ 槽 ） 内进行冻结 。
3．冻结
? 雪糕的冻结有直接冻结法和间接冻结法。
直接冻结法即直接将模盘浸入盐水槽内
进行冻结，间接冻结法即速冻库与隧道
式速冻。进行直接速冻时，先将冷冻盐
水放入冻结槽至规定高度，开启冷却系
统；开启搅拌器搅动盐水，待盐水温度
降至 -26～ -28℃ 左右时，即可放入模盘，
注意要轻轻推入，以免盐水污染产品；
待模盘内混合料全部冻结（约 10～
12min），即可将模盘取出。
4．脱模
? 使冻结硬化的雪糕由模盘内脱下, 较好
的方法使将模盘进行瞬时间的加热, 使
紧贴模盘的物料融化而使雪糕易从模具
中脱出 。 加热摸盘的设备可用烫盘槽,
其由内通蒸汽的蛇形管加热 。
? 脱模时，在烫盘槽内注入加热用的盐水
至规定高度后，开启蒸汽阀将蒸汽通入
蛇形管控制烫盘槽温度在 50～ 60℃ 左右；
将模盘置于烫盘槽中，轻轻晃动使其受
热均匀、浸数秒钟后（以雪糕表面稍融
为度），立即脱模；产品脱离模盘后，
置于传送带上，脱模即告完成。便可进
行包装。
第四节 雪泥的生产
? 雪泥（ Ice Frost）又称冰霜，是用饮用
水、食糖等为主要原料，添加增稠剂、
香料，经混合、灭菌、凝冻和低温炒制
等工艺制成的一松软冰雪状的冷冻饮品。
它与冰淇淋的不同之处在于含油脂量极
少，甚至不含油脂，糖含量较高，组织
较冰淇淋粗糙，和冰淇淋、雪糕一样是
一种清凉爽口的冷冻饮品。
? 一、雪泥种类
? 雪泥按照其产品的组织状态分为为清型
雪泥, 混合型雪泥与组合型雪泥三种,
其理化指标见表 13-5。
表 1 3 -5 雪泥的 的理化指标
指 标
项 目
清 型 混合型 组合型
总 固 形 物 ( % ) ≥ 16 ≥ 18 ≥ 16 （雪泥主体）
总糖 ( 以蔗糖计,% ) ≥ 13 ≥ 13 ≥ 13 （雪泥主体）
注：组合型指标均指雪泥主体。
? 1,清型雪泥 不含颗粒或块状辅料的制品,
如桔子 （ 桔味 ） 雪泥, 香蕉 （ 香蕉味 ） 雪泥,
苹果 （ 苹果味 ） 雪泥, 柠檬 （ 柠檬味 ） 雪泥等 。
? 2,混合型雪泥 含有颗粒或块状辅料的制品,
如巧克力刨花雪泥, 菠萝雪泥等 。
? 3,组合型雪泥 与其它冷饮品或巧克力, 饼
坯等配组合而成的制品, 主体雪泥所占比率不
低于 50%,如冰淇淋雪泥, 蛋糕雪泥, 巧克力
雪泥等 。
? 二、雪泥生产工艺流程及配方
? （ 一 ） 工艺流程 同冰淇淋 。
? （ 二 ） 生产配方 见表 13-6。
表 1 3 -6 雪泥配方 （ 1 0 0 0 k g ） 单位,kg
雪泥类型
原料名称
香蕉味雪泥 柠檬雪泥 可可牛奶雪泥 草莓牛奶雪泥
白砂糖 1 30 130 130 130
阿斯巴甜 0, 1 0, 1 5 0, 2 0, 2
全脂牛乳 - - 200 -
全脂乳粉 - - - 22
柠檬汁 - 100 - -
草莓酱 - - - 100
可可粉 - - 10 -
玉米淀粉 15 15 12 15
马铃薯淀粉 - 15 - 15
小麦淀粉 15 - 15 -
麦精 - - 5 -
麦 芽糊精 - - - 5
明胶 1 1 1 1
CMC 0, 5 0, 5 0, 5 0, 5
奶油香精 - - 0, 8 -
草莓香精 - - - 0, 6
香蕉香精 0, 8 - - 1
柠檬香精 - 1 - -
红色素 - - - 0, 0 2
栀子黄 0, 3 - - -
焦糖色素 - - 0, 4 -
叶绿素 - 0, 2 - -
水 837 737 625 7 10
? （ 三 ） 操作技术要点
? 1,配料 按规定配方及原料质量要求进
行配料, 配料的方法基本同冰淇淋的生
产工艺 。
? 2．杀菌与添加色素 冰霜杀菌温度为
80～ 85℃,保温 10～ 15min，冰霜混合料
经上述杀菌规程后，不但保证了混合料
中的淀粉的充分糊化与粘度增加，且达
到杀菌的目的。
? 添加色素时，应先将色素事先配制成 1
％～ 10％的溶液，在料液保温时徐徐加
入。而不是直接将色素加入料液内。
? 3,冷却与添加香精及果汁 杀菌保温
后的料液，用冷却设备速冷却至 2～ 5℃ 。
冷却温度愈低，则冰霜的凝冻时间愈短，
但料液的温度不能低于 -2℃,否则温度
过低会造成料液输送困难。冷却后及时
在搅拌的前提下徐徐加入添加香精及预
经杀菌的果汁。
4,凝冻与加入果肉
? 雪泥的凝冻多采用间歇式凝冻机 。 凝冻
操作与生产冰淇淋时相似 。 唯有不同的
是冰霜料液加入机内要比冰淇淋的多,
如第一次的料液加入时为机容量 80%,第
二次以后为机容量的 70%, 主要是因生
产冰霜没有膨胀率的要求 。 从料液一般
经过 12～ 18mim凝冻搅拌变为松软的冰雪
状的雪泥 。 如果生产果肉冰霜, 要先对
果肉进行杀菌处理, 并将果肉冷却到 2～
5℃ 时, 方可添加到凝冻机中 。
? 5,包装贮藏 凝冻后的雪泥通过冰淇淋
灌注机或杯子灌装机灌注, 包装形式为
冰砖或杯型 。 包装好的冰霜产品应及时
送 -18～ -20℃ 的冷库内贮藏 。
? 第十四章 其它乳制品
? 第一节 牛初乳加工利用
一、牛初乳成分及生物学功能
? 牛初乳平均总干物质含量为 14.4%，其中蛋
白质 5.0%，脂肪 4.3%，灰分 0.9%，并且含有丰
富的 VA,VD,VE,VB12和铁。除此而外，牛
初乳突出的方面是它含有多种生物活性蛋白，
包括免疫球蛋白（ Ig）、乳铁蛋白（ Lf）、溶
菌酶（ Lz）、乳过氧化物酶（ Lp）、血清白蛋
白（ BSA）,?-乳球蛋白（ ?-Lg）,?-乳白蛋
白（ ?-La）,VB12结合蛋白（ VB12-binding
proteins）、叶酸结合蛋白、胰蛋白酶抑制剂和
各种生长刺激因子，其含量见表 14-1。
表 1 4 - 1 牛各种物质中生物活性物质的浓度 （ m g / m l ）
牛乳
活性物质 血清 初乳 常乳 末乳 人乳
β - Lg 无 - 3, 2 ~ 4, 0 5, 0 无
α -L a 无 - 1, 2 ~ 2, 0 2, 1 1, 6 ~ 2, 8
I g G
1
1 0, 5 ~ 1 1, 6 2 9, 9 ~ 8 4, 0 0, 3 5 ~ 1, 1 5 3 2, 3
I g G
2
7, 9 1, 9 ~ 2, 9 0, 0 6 ~ 0, 0 2 2, 0
I g G, 0, 4 ( 初乳 ) 0, 0 4 ( 常乳 )
1, 0
I g A 0, 0 8 ~ 0, 3 2, 0 ~ 4, 4 0, 0 5 ~ 0, 2 5 3, 3 1 1 7, 4 ( 初乳 ) 1, 0 ( 常乳 )
I g M 2, 5 ~ 2, 8 3, 2 ~ 4, 9 0, 0 4 ~ 0, 0 5 8, 6 0 1, 6 ( 初乳 ) 0, 1 ( 常乳 )
Lf 无 2, 0 0 0, 0 2 ~ 0, 3 5 2 0, 0 0 2, 0
Lz 0,1 0, 0 0 1 5 0, 4
BSA 2 8, 0 0 1, 0 0 0, 2 9 ~ 0, 4 8, 0 0 0, 6
Tf 4, 5 0 0, 4 0 0, 1 0
? 这些活性蛋白的功能特性如下：
? 1,牛初乳中免疫球蛋白 免疫球蛋白一
般分为 IgG1,IgG2,IgA,IgD,和 IgM五
大类, 人乳以 IgA为主, 牛乳则主要以
IgG含量最高 。 免疫球蛋白的生物学功能
主要是活化补体, 溶解细胞, 中和细菌
酶素, 通过凝集反应防止微生物对细胞
的侵蚀 。
? 目前分离免疫球蛋白的方法分为色谱法和超滤法 。
? 2,乳中的乳铁蛋白 牛初乳中乳铁蛋白
有两种分子形态, 分子量分别为 86000和
82000,其主要差别在于它们所含糖类不
同 。 乳铁蛋白可以结合 2个 Fe3+,或 2个
Cu2+。 乳铁蛋白对铁的结合, 促进了铁
的吸收, 避免了人体内 -OH ?这种有害物
质的的生成 。 另外, 乳铁蛋白还有抑菌,
免疫激活的作用, 并是双岐杆菌和肠道
上皮细胞的增殖因子 。
? 目前分离乳铁蛋白的方法有很多种，如
吸附色谱法、超滤法，其中超滤法操作
简单，费用相对较低，易于形成工业化
规模，但纯度较低。
? 3,牛初乳中的刺激生长因子 牛初乳中
含有很多种肽类生长因子, 如血小板衍
生生长因子, 类胰岛素生长因子, 转移
生长因子等, 而常乳中则没有 。 这些生
长因子与动物生长, 代谢和营养素的吸
收密切相关 。
? 1,牛初乳中的过氧化物酶 过氧化物酶是氢受
体存在的情况下能分解过氧化物的酶, 其分子量
在 82 000,含铁, 是一种金属蛋白 。 乳过氧化物
酶是一种参与抑菌的物性蛋白质 。
? 二,牛初乳理化性质
– 牛初乳色黄, 浓厚并有特殊气味, 干物质含
量高 。 随泌乳期延长, 牛初乳相对密度呈规
律性下降趋势； pH值则逐渐上升；酸度下降
很大, 这可能是牛初乳期乳清蛋白质含量下
降的缘故, 牛初乳的一般理化性质见表 14-2。
表 1 4 -2 牛初乳一般理化性质
泌 乳 时 间
（ h ）
3 1 2 2 4 3 6 4 8 7 2
密度
pH 值
酸度 （
0
T ）
1, 0 4 4 1, 0 4 6 1, 0 4 4 1, 0 3 2 1, 0 2 9 1, 0 3 2
6, 1 0 6, 1 5 6, 2 3 6, 4 0 6, 5 0 6, 6 0
4 4, 3 4 4, 2 3 6, 8 3 0, 4 2 6, 5 2 5, 9
? 牛初乳中乳清蛋白含量较高，乳清蛋白
中的 ?-乳白蛋白,?-乳球蛋白,IgG、乳
铁蛋白,BAS均呈热敏性，其变性温度
在 60℃ ~72℃ 之间。乳清蛋白的变性一方
面导致初乳凝聚或形成沉淀，另一方面
它们变性即丧失其生物活性，使初乳无
再开发利用价值。
? 三、牛初乳的加工利用
? 从牛初乳成分变化可知, 泌乳第四天已
趋于常乳, 一般每头牛分娩后前 3d所产
初乳为 43.5kg,其中若犊牛消耗 11kg,则
每头母牛有 32.5kg初乳剩余, 可以加以利
用 。 牛初乳中含有大量丰富的营养成分,
近年来其活性物质方面倍受重视,
? 如牛初乳中的乳铁蛋白含量高，其铁吸
收率达 50%~70%，是补铁剂中吸收率最
高的，由于它有较强的铁结合能力，故
有抑制各种病原菌的能力，牛初乳中的
免疫球蛋白（主要为 IgG）对常见病原菌
如大肠杆菌、志贺氏菌、沙门氏菌、金
黄葡萄球菌等有很强的抑制效果，
? 另外可促进补体活化、肥大细胞的亲和
作用及毒素的抑制作用等。牛初乳中的
过氧化物酶，可分解在人体代谢过程中
积蓄的过氧化物，对人体有重要的生理
调节作用，类胰岛素生长因子、血小板
衍生生长因子和转移生长因子对婴儿的
生长发育有重要作用。此外，牛初乳中
的 VB12结合蛋白、溶菌酶,?-乳白蛋白、
?-乳球蛋白都有很多生理功能。
（ 一 ） 初乳的贮藏 过剩的牛初乳可用来继续喂小
牛犊或加工利用, 这往往涉及到
? 贮藏, 贮藏不当则牛初乳发生分层, 变
味, pH值下降 （ 酸度升高 ）, 免疫球蛋
白消化吸收率下降 （ 饲喂小牛犊的结
果 ） 。
? 冷藏或冻藏可以有效地延长初乳保质期,
而营养成分, pH值, 酸度基本不发生变
化 。
（ ） 初乳的加工利用
? 1。 牛乳免疫球蛋白浓缩物 （ MIC） 制取
牛乳免疫球蛋白浓缩物是基于低体重早
产儿需要特殊营养, 即需要较高的蛋白
质和能量, 尤其是需要补充免疫球蛋白
而提出的 。 牛初乳免疫球蛋白浓缩物制
作流程如图 14-1。
处理方法 工艺作用
冷却乳离心 除去细胞、血细胞、灰尘及其他杂质
?
加 热乳离心 （ 40 ℃ ） 除去乳脂肪
?
冷 冻贮藏 （ - 2 5 ℃ ）
?
加 热 56 ℃,30 m i n 肠道致病菌、病毒失活
?
酸 或酶凝固 除去酪蛋白
?
过 滤 除去细小的酪蛋白颗粒
?
反 渗透或超滤 除去乳糖、矿物质、水
?
无 菌过滤 除去细菌
?
蒸 发 除水
?
冷 干 除水
图 1 4 - 1 制做牛乳免疫球蛋白浓缩物的一般工艺流程
? 原料乳尤其是牛初乳常含有血细胞和其
他体细胞状物质或粗杂质，为了除去这
类物质，将乳冷却到 8~12℃,用常用牛
乳离心机分离。然后将牛乳加热再离心
除去乳脂肪。得到的脱脂乳冷冻至 -25℃
贮藏，其抗体活性不会有任何损失。
? 脱脂乳在板式换热器被加热到 56℃,在
保温罐中保持 30min，可灭活污染的病细
菌，然后冷却到 37℃,添加酸到 pH4.5或
添加凝乳酶使酪蛋白凝固，随后再加热
到 56℃,保持 10 min，就会倾出乳清。将
酪蛋白凝块用去离子水冲洗两次，并用
澄清离心机离心除去酪蛋白而得到澄清
液。将乳清和澄清液分别用 Seitz型或
Filtrox型过滤器过滤以除去细小的酪蛋白
粒，防止随后超滤时堵塞设备。
? 将乳清经正压通过超滤器, 在超滤器中
水, 乳糖, 盐等小分子透过膜而除去 。
? 超滤过程分三个步骤：第一步是预浓缩
（ Preconcentration）, 是将乳清干物质浓
缩到 3 ～ 4 倍 ； 第 二 步 是 稀 释 过 滤
(Diafiltration),通过连续添加两次冲洗酪
蛋白粒得到的澄清液保持截留液恒定；
? 第三步是终浓缩（ Final concentration），
在此步将截留液浓缩至原体积的 1/2。最
终浓缩物干物质含量为 10%，总蛋白为
7%～ 8%，免疫球蛋白为 2%～ 3%。然后
经 Seitz或 Filtrox过滤，并用孔经 0.45μ m
的膜无菌过滤。在降压蒸发器中低温减
压条件无菌蒸发，最高温度 40℃,得到
干物质 1倍的浓缩物，最后在无菌条件下
冻干，该产品成分见表 14-3。
表 1 4 -3 由泌乳最初 30 天牛乳分离的乳免疫球蛋白浓缩物成分
这种免疫球蛋白浓缩物很容易与乳粉混合，并易溶在水中或液体乳中。
成 分 含 量 （ % ） 成 分 含 量 （ % ）
蛋白质 75 ± 5 β —乳球蛋白 35 ± 5
免疫球蛋白 40 ± 5 血清蛋白 3 ± 2
I gG
1
75 肽类 5 ± 2
I gG
2
3 水分 4 ± 0, 5
I g A 17 乳糖 10 ± 2
I g M 6 矿物质 5 ± 2
α - 乳白蛋白 15 ± 5 非蛋白氮成分 5 ± 2
? 2,牛初乳粉的研制 牛初乳粉是将牛初
乳中的脂肪去除, 在其中加入食品允许
添加的抗热变性物质和其他辅料, 用低
温喷雾干燥方法生产出的 。 此过程关键
是如何最大限度地避免生物活性物质的
活性损失, 又要经杀菌等必要的热处理
以使产品符合卫生要求 。
（ ） 初乳粉原料配合
? 脱脂牛初乳 100Kg 脱脂奶粉 10 Kg
? 蔗糖 10 Kg 柠檬酸钠
0.075mol/L
? 磷酸钾 （ pH6.5） 0.10 ml/L 总干物质
含量 27%
? 配料中蔗糖, 磷酸盐, 柠檬酸钠均可提
高牛初乳活性物质抗热变性能力, 减少
初乳在杀菌加热时变性；脱脂粉可以做
为初乳制品的载体 。
? 在此工艺过程中，加热杀菌温度采用
63~67℃, 35min，由于配料中添加了抗
热变性保护物质而使此过程初乳活性物
质活性降低。喷雾过程中采用进风
140~150℃,排风温度 60~70℃,再经流
化床二次干燥，即可得到水分在 3%以下
溶解度较好的产品。
（ 1 ） 牛初乳粉生产工艺
冷 冻保存 → 室 温缓溶 → 过 滤 → 净 乳 → 脱 脂 → 原 料配合 → 加 热杀菌 → 喷 雾干燥 → 包 装
? （ 3） 牛初乳粉成分 经上述配料及工艺
制得的牛初乳粉成分见表 14-4。 此产品
乳铁蛋白变性较高 46%~52%,α -乳白蛋
白变性 38%~42%,免疫球蛋白变性为
4%~7%。
表 14 - 4 牛初乳粉成分
水分 （ % ） 蛋白质 ( % ) 脂肪 ( % ) 总糖 ( % ) 灰分 ( % ) 乳糖 ( % )
2,79 ~ 2,9 4 24, 6 2~ 26, 82 1,94 ~ 2,93 61, 9 7~ 63, 75 5,76 ~ 6,48 28, 4 2~ 29, 52
I g ( m g / g ) B A S ( m g / g ) L g ( m g / g ) α - L a ( m g / g ) β - L g ( m g / g )
50, 2 4~ 54, 06 1,50 ~ 1,58 3,29 ~ 4,12 17, 4 0~ 18, 64 32, 7 5~ 38, 72
第二节 乳蛋白质制品
? 一、用 途
? 目前, 各种酪蛋白及乳清蛋白分离物的
主要用途是加工食品 。 其目的为：
? （ 1） 提高营养价值 如向饮料或谷类制
品中添加乳蛋白制品 。 乳蛋白质的较高
生物价和消化率, 对人体是必须的 。 有
时, 乳蛋白经部分水解成肽混合物应用
于对某些蛋白质过敏的人群 。
? （ 2） 赋予产品特定的物理特性 如制备
稳定的乳状物 （ 沙拉调味品, 甜点, 咖
啡伴侣 ） 和起泡的产品 （ 点心, 调味酱,
蛋白甜饼 ） 或抑制肉制品中的水分和脂
肪的分离 。
? （ 3） 作昂贵蛋白质的代用品 通常大多
数动物蛋白比植物蛋白价格贵, 但乳蛋
白质相对那些较纯的, 无味的, 功能性
好 （ 如, 溶解性 ） 的植物蛋白分离物便
宜 。 如来自乳清的蛋白或富含蛋白的乳
清制品, 被用于冰淇淋, 糕点, 饮料,
牛乳替代品 。
? （ 4） 用于开发新产品 例如涂抹干酪和
肉替代物 。
二、原料
– 各种原料，包括脱脂乳、甜稀奶油酪乳和乳
清都可用于制备乳蛋白。乳清是相对较便宜
的原料，而且膜处理、离子交换及其它技术
的应用使乳清的利用更方便。由于原料和加
工处理不同使得乳蛋白产品种类也很多，其
蛋白质和其他成分的含量变化幅度很大。见
表 14-5。
表 1 4 - 5 一些乳蛋白制品及其组成成分
组成成分产品 加工方法 来源
粗蛋白 碳水化合物 灰分 脂肪
酸化酪蛋白 （ A ci d c as ei n ） 酸凝固 脱脂乳 8 3 ~ 9 5 0, 1 ~ 1 2, 3 ~ 3 ~2
酪蛋白酸钠 （ N a-c as e i n at e ） 酸 + N aO H 脱脂乳 8 1 ~ 8 8 0, 1 ~ 0, 5 ~ 4, 5 ~2
凝乳酶凝固酪蛋白 （ Re n n e t
c as ei n ）
凝乳酶凝结 脱脂乳 7 9 ~ 8 3 ~ 0, 1 7 ~ 8 ~1
乳清蛋白分离物 （ W P i s o l at e ） 离子交换 乳清 8 5 ~ 9 2 2 ~ 8 1 ~ 6 ~1
乳清蛋白浓缩物 （ WP
c o n ce n t rat e ）
超滤 乳清 5 0 ~ 8 5 8 ~ 4 0 1 ~ 6 <1
乳清蛋白浓缩物 （ WP
c o n ce n t rat e ）
电渗析 + 乳糖
结晶化
乳清 2 7 ~ 3 7 4 0 ~ 6 0 1 ~ 1 0 ~4
乳清粉 喷雾干燥 乳清 ~ 1 1 ~ 7 3 ~8 ~1
乳清蛋白复合物 ( W P c o m p l e x ) 偏磷酸盐 乳清 ~ 5 5 ~ 1 3 ~ 1 3 ~5
乳清蛋白复合物 ( W P c o m p l e x ) CMC 乳清 ~ 5 0 ~ 2 0
3
~8 ~1
乳清蛋白复合物 ( W P c o m p l e x ) Fe + 多聚磷酸
盐
乳清 ~ 3 5 ~1 ~ 5 4 ~1
乳白蛋白 （ L ac t al b u m i n ） 加热 + 酸和 / 或
CaCl
2
乳清 ~ 7 8 ~ 1 0 ~5 ~1
乳共沉物 （ Co p rec i p i t at e ） 加热 + 酸和 / 或
CaCl
2
脱脂乳 ~ 8 5 ~1 ~8 ~2
– 三、生产过程
– 乳蛋白制品的性质取决于乳或乳清的原料和
加工过程。用来杀菌和灭活酶的热处理能引
起蛋白变性，从而降低乳清蛋白的溶解度；
在全乳或脱脂乳被加热时，大多数变性的乳
清蛋白会与酪蛋白结合在一起；用不经加热
处理的凝乳酶凝固的乳清制得的产品也可能
含有凝乳酶残留。
– 稀奶油分离的效率决定于制品的脂肪含量，
另外脂肪球因自身被破坏或膜的损耗（例如，
受气流的冲击）会被浆蛋白覆盖，这部分脂
肪球在蛋白分离过程中很难通过一般的纯化
将其从蛋白中出去；微生物的破坏和胞浆素
的活性也会引起蛋白分解；乳清中的蛋白浓
缩以前乳清酸化的程度影响蛋白制品的性质
和组成，凝乳酶凝结得到的乳清含有酪蛋白
大肽，酸凝固法得到的乳清则不含，用不经
加热
– （一）干酪素（ Casein）
– 乳经加酸或皱胃酶可使酪蛋白形成凝固物，
经干燥后的产品即为干酪素。其主要成分为
酪蛋白，工业上主要用做胶着剂和食品添加
剂。目前酪蛋白种类很多，大致可分为两类，
即酸干酪素和皱胃酶干酪素。
– 1．原料乳的要求
? 用于生产干酪素的原料乳必须优质, 酸
度低于 23oT。 脱脂后脂肪含量不应超过
0.05%,在制造干酪素时, 干酪素的成品
率为原料乳的 3%,其中脱脂乳的 80%脂
肪转入到产品中, 因此脂肪含量直接影
响产品质量 。
2．干酪素的生产
? （ 1） 凝乳酶凝固酪蛋白 是利用犊牛皱
胃酶的凝乳作用从脱脂乳中分离出酪蛋
白, 当在相当高的温度下搅拌时会引起
迅速脱水收缩 。 脱水的细的凝块颗粒离
心或利用振动筛分离, 用水清洗, 挤压
除水, 然后在鼓式或带式干燥机中干燥 。
这样生产的产品由含杂质的酪蛋白酸钙
（ Calcium parecaseinate） -磷酸钙构成 。
它不溶于水且灰分含量高 。
– （ 2）自然发酵法 以乳酸菌分解乳糖后产生
的乳酸而使酪蛋白凝结沉淀得到的。发酵
? 时温度控制在 37℃, 当 pH值达到 4.6时,
脱脂乳形成凝块用蒸汽加热至 50℃,，
在不断搅拌下, 使酪蛋白凝块与乳清分
离 。 凝结的酪蛋白经压榨或脱水机脱水
除去乳清, 洗涤, 脱水, 粉碎, 干燥而
成 。
– （ 3）酸凝固酪蛋白 将原料乳加热至 32-
35℃ 脱脂，而后加热至 34-35℃,由于加酸
? 时温度对形成的颗粒状态有很大影响,
应该按脱脂乳的酸度调整加酸时温度,
即新鲜乳可加热至 35℃, 而新鲜度较差
的脱脂乳为 34℃ 。 否则温度过高时形成
粗大的颗粒, 不易干燥, 温度低时形成
软而细的颗粒不易分离 。
? 调酸时可使用乳酸、盐酸（常用酸，浓
度 4-5%）或硫酸（使产品灰分增加，浓
度 24-25%），边搅拌边均匀加入至酪蛋
白等电点使之沉淀。若加酸不足则钙不
能充分分离出来而包含在干酪素颗粒中
致使灰分增高，影响产品质量；加酸过
量，可使干酪素重新溶解，影响产量。
? 因此必须准确地确定加酸终点，第一次
调酸至 pH值 4.6-4.8，除去 1/2的乳清，然
后再加酸至 4.2。此时乳清应清澈透明，
干酪素颗粒大小 3-5mm致密而结实，颗
粒之间呈松散状态。干酪素颗粒同乳清
分离后用 20-25℃ 清水洗涤，并用冷水复
洗一次，用压榨机或脱水机进行脱水，
至水分含量约为 50-60%。再用粉碎机粉
碎成 10-20目的颗粒，用半沸腾床式干燥
机中与 55-80℃ 以下干燥，时间不超过 6
小时。
? 干酪素成品为白色或淡黄色粉状或颗粒
状，水分在 12%以下，灰分为 2.5-4%以下，
脂肪在 1.5%以下,酸度地狱 80oT。
? 此产品可通过将其溶于碱液中，然后再
次沉淀而得到纯化。酸凝固酪蛋白不溶
于水，且由于形成坚固的大块，它在碱
液中的溶解度通常也很差。
– 3．酪蛋白酸盐（ Caseinates） 酸沉的酪蛋
白溶于碱液，如 NaOH,KOH,NH4OH，
Ca(OH)2,Mg(OH)2,随后喷雾干燥。酪蛋
白酸钠是最常见的酪蛋白酸盐产品，而酪蛋
白酸钾更适于营养的要求。这些产品高度溶
于水，且只要加工过程中 pH值不高于 7就无
任何味道。
? 酪蛋白完全分离是不容易的, 但可 制备
富含 α s-酪蛋白或 β -酪蛋白的制品 。
– （二）乳清蛋白（ WP） 浓缩物和乳清蛋白
复合物 可以采用以下方法得到：
– 1．超滤 超滤可使蛋白得到分离同时又被
浓缩。经稀释过滤（ Diafiltration） 可得到较
纯的蛋白，再经喷雾干燥的产品被称为乳清
蛋白浓缩物。
– 2．凝胶过滤 此法有缺陷，它不能使产品得
到浓缩，而且费用高。因此很少应用。
– 3．离子交换法 此法生产的蛋白分离物通常
主要包括 β -乳球蛋白和 α -乳白蛋白，其产
品称为乳清蛋白分离物，尤其结合超滤浓缩
可除去溶解的成分获得高纯度产品。
– 另外，蒸发使乳清中的乳糖结晶然后除去晶
体；浓缩物脱盐大多数情况下用电渗析脱盐。
因脱盐的最后部分耗能很多，也可用离子交
换法代替。
? 4．沉淀法 大多数乳清蛋白在低 pH值下
可用羧甲基纤维素或用六偏磷酸盐沉淀。
这时蛋白部分带正电荷，而沉淀剂带负
电荷，因此这两种化合物结合。形成的
乳清蛋白复合物（包含沉淀剂）在低
pH<5下溶解性差。在中性 pH时用铁离子
加多聚磷酸盐也可形成复合物，这种产
品溶解性差，灰分含量非常高。
– 喷雾干燥的乳清蛋白浓缩物溶解度高。不溶
的蛋白部分是由于热变性，取决于加热过程
中的 pH值和 Ca2+活性。由于乳清中约一半的
蛋白是 β -乳球蛋白，所以它的性质决定着
乳清蛋白浓缩物的性质。通过超滤的方法分
离的乳清蛋白几乎不含非蛋白氮,相反乳糖
结晶化之后获得的脱盐乳清中约 20%~30%的
氮是非蛋白氮。
– （三） 乳白蛋白（ Lactalbumin） 加热酸
化干酪乳清可使蛋白沉淀，此沉淀不纯。获
得的产物被清洗并干燥，如在一个鼓式干燥
器中。这种蛋白制品被叫做乳白蛋白
（ Lactalbumin）,不要与乳清中的 α -乳白
蛋白混淆。它含有少量蛋白胨、酪蛋白大肽
（ Caseinomacropeptide） 和 NPN。 由于乳糖
含量高、干燥速度缓慢易造成过度的美拉德
反应。该产品不溶于水。
? （四）共沉物（ Coprecipitate） 乳蛋白
质（除蛋白胨外）都能以不溶物的形式
从酸化脱脂乳或酪乳中分离出来。该产
品蛋白质易消化，富含钙，有很高的营
养价值。共沉物比乳白蛋白制品形成的
美拉德反应要少得多，因为其中乳糖含
量较低。
? （五）分离乳蛋白 荷兰 NIZO研究所开
发出一种纯化乳清蛋白的加工工艺：在
充分低的离子强度和适宜的 pH下，将特
殊的免疫球蛋白沉淀，并除去脂肪球和
颗粒状物质。上清液经超滤之后，可得
到一种非常纯主要由 β-乳球蛋白,α-乳白
蛋白和清蛋白组成的制品。
第三节 乳活性肽及 CCP生产
? 一、乳活性肽种类
? 乳蛋白是人类膳食优质蛋白质的重要来
源, 自 1979年以来, 越来越多的研究证
实乳蛋白的分子中存在着具有多种生物
活性的片段 。 这些在母体蛋白中并无活
性的多肽, 能经特定的蛋白酶水解释放,
在人体内显示出不同的生物活性 。
– 现已证明来源于乳蛋白的生理活性肽包括：
类吗啡肽（ Opioid Peptids）,免疫活性肽
（ Immunopeptids）,降血压肽
（ Antihypertensive Peptids）,抗血栓肽
（ Antithrobotic Peptides）,矿物质结合肽 —
—酪蛋白磷酸肽（ Casein Phosphopeptides，
CPP） 等。乳蛋白活性肽因其源于天然食物
蛋白以及生理功能的多样性，在膳食补充剂、
保健食品及医药等领域显示出良好的发展趋
势。
– 二、酪蛋白磷酸肽的制备
– （一）酪蛋白磷酸肽定义、种类、结构 酪
蛋白磷酸肽（ CCP） 是牛乳酪蛋白经蛋白酶
水解后分离提纯而得到的富含磷酸丝氨酸的
多肽制品。 CPP能在动物的小肠中与钙、铁
等二价矿物质离子结合，防止产生沉淀，增
强肠内可溶性矿物质的浓度，从而促进吸收
利用。
? CPP来源于 αS1-,αS2-,β-酪蛋白分子中磷
酸丝氨酸簇集的区域。目前从动物体内
分离和体外蛋白酶水解得到的 CPP主要有：
αS1（ 43～ 58）,4P,αS1（ 59～ 79）,5P、
αS2（ 46～ 70）,4P,β（ 1～ 25）,4P、
β（ 1～ 28）,4P,β（ 33～ 48）,1P等。
它们共同特点是具有相同的核心结构：
－ Ser － S er － Ser － G l u － G l u －
│ │ │
P P P
有趣的是 C PP 核心结构的磷酸肽能因抵抗蛋白酶的攻击而免遭破坏。
? （二）酪蛋白磷酸肽的制备 工业上用
酪蛋白为原料，通过胰蛋白酶水解生成
CPP。由于水解液具有苦味，故需要通过
分离和分解等方法除去苦味成分。之后，
在水解液上清液加入 Ca2＋ 等金属离子和
乙醇 CPP沉淀下来，最后可通过离子交换、
凝胶色谱或膜分离等方法加以精制。
` → 喷 雾干燥 → C P P - 1
酪 蛋白 → 胰 蛋白酶水解 → 热 灭活 —→ 脱 苦味 → 喷 雾干燥 → C P P - 2
→ 离 心上清液 → 添 加 Ca 2+,乙醇 → 离 心沉淀部分 → 干 燥 → C P P - 3
(五 )冰淇淋的凝冻
? 冰淇淋的组织状态是固相, 气相, 液相的复杂
结构, 在液相中有直径 150μ m左右的气泡和大
约 50μ m大小的冰晶, 此外还有分散有 2μ m以
下的脂肪球, 乳糖结晶, 蛋白颗粒和不溶性的
盐类等, 见图 13-2。 由于稳定剂和乳化剂的存
在, 使分散状态均匀细腻, 并具有一定形状 。
在冰淇淋生产中, 凝冻过程是将混合料置于低
温下, 在强制搅拌下进行冰冻, 使空气以极微
小的气泡状态均匀分布于混合料中, 使物料形
成细微气泡密布, 体积膨胀, 凝结体组织疏松
的的过程 。
图 1 3 - 2 冰淇淋的结构
气泡
脂肪晶体
冰晶
酪蛋白
1.凝冻的目的
? (1)使混合料更加均匀 由于经均质后的
混合料, 还需添加香精, 色素等, 在凝
冻时由于搅拌器的不断搅拌, 使混合料
中各组分进一步混合均匀 。
? (2)使冰淇淋组织更加细腻 凝冻是在 -
2～ -6℃ 的低温下进行的, 此时料液中的
水分会结冰, 但由于搅拌作用, 水分只
能形成 4～ 10μm的均匀小结晶, 而使冰淇
淋的组织细腻, 形体优良, 口感滑润 。
? (3)使冰淇淋得到合适的膨胀率 在凝冻
时, 由于不断搅拌及空气的逐渐混入,
使冰淇淋体积膨胀而获得优良的组织和
形体, 使产品更加适口, 柔润和松软 。
? (4)使冰淇淋稳定性提高 由于凝冻后,
空气气泡均匀的分布于冰淇淋组织之中,
能阻止热传导的作用, 可使产品抗融化
作用增强 。
? (5)可加速硬化成型进程 由于搅拌凝冻
是在低温下操作, 因而能使冰淇淋料液
冻结成为具有一定硬度的凝结体, 即凝
冻状态, 经包装后可较快硬化成形 。
2.凝冻的过程
? 冰淇淋的料液的凝冻过程大体分为以下
三个阶段：
? (1)液态阶段 料液经过凝冻机凝冻搅拌
一段时间 （ 2～ 3min） 后, 料液的温度从
进料温度 （ 4℃ ） 降低到 2℃ 。 由于此时
料液温度尚高, 未达到使空气混入的条
件, 故称这个阶段为液态阶段 。
(2)半固态阶段
? 继续将料液凝冻搅拌 2～ 3min,此时料液
的温度降至 -1℃ ～ -2℃, 料液的粘度也
显著提高 。 由于料液的粘度提高了, 空
气得以大量混入, 料液开始变得浓厚而
体积膨胀, 这个阶段为半固态阶段 。
(3)固态阶段
? 此阶段为料液即将形成软冰淇淋的最后
阶段。经过半固态阶段以后，继续凝冻
搅拌料液 3～ 4min，此时料液的温度已降
低到 -4～ -6℃,在温度降低的同时，空
气继续混入，并不断的被料液层层包围，
这是冰淇淋料液内的空气含量已接近饱
和。整个料液体积的不断膨胀，料液最
终成为浓厚、体积膨大的固态物质，此
阶段即是固态阶段。
3.凝冻设备与操作
? 凝冻机是混合料制成冰淇淋成品的关键
设备, 凝冻机按生产方式分为间歇式和
连续式两种 。 冰淇淋凝冻机工作原理及
操作如下：
(1)间歇式凝冻机
? 间歇式氨液凝冻机的基本组成部分有机
座, 带夹套的外包隔热层的圆形凝冻筒,
装有刮刀的搅拌器, 传动装置以及混合
原料的贮槽等 。
? 其工作原理为：开启凝冻机的氨阀 （ 盐
水阀 ） 后, 氨不断进入凝冻桶的夹套中
进行循环, 凝冻筒夹套内氨液的蒸发使
凝冻圆筒内壁起霜, 筒内混合原料由于
搅拌器外轴支架上的两把刮刀与搅拌器
中轴Ｙ型搅拌器的相向反复搅刮作用,
在被冻结时不断混入大量均匀分布的空
气泡, 同时料液从 2～ 4℃ 冷冻至 -３～ -
６ ℃ 。 而形成体积膨松的冰淇淋 。
(2)连续式凝冻机
? 连续式凝冻机（ RPL-300型）的结构主要
由立式搅刮器、空气混合泵、料箱、制
冷系统、电器控制系统等部分组成。其
工作原理为,制冷系统将液体制冷剂输入
凝冻筒的夹套内，冰淇淋料浆经由空气
混合泵混入空气后进入凝冻筒。
? 动力则由电动机经皮带降速后，通过联
轴器带动刮刀轴套旋转，刮刀轴上的刮
刀在离心力的作用下，紧贴凝冻筒的内
壁作回转运动，由进料口输入的料浆经
冷冻冻结在筒体内壁上的冰淇淋就连续
被刮削下来。
? 同时新的料液又附在内壁上被凝结, 随
即又被刮削下来, 周而复始, 循环工作,
刮削下来的冰淇淋半成品, 经刮刀轴套
上的许多圆孔进入轴套内, 在偏心轴的
作用下, 使冰淇淋搅拌混合, 质地均匀
细洁 。 经搅拌混合的冰淇淋便在压力差
的作用下, 不断挤向上端 。 并克服膨胀
阀弹簧的压力, 打开膨胀阀阀门, 送出
冰淇淋成品 （ 进入灌装头 ） 。 冰淇淋经
膨胀阀后减压, 其体积膨胀, 质地疏松 。
4.冰淇淋的膨胀率
? 冰淇淋的膨胀率（ Overrun）指冰淇淋混
合原料在凝冻时，由于均匀混入许多细
小的气泡，使制品体积增加的百分率。
冰淇淋的膨胀率可用浮力法测定，即用
冰淇淋膨胀率测定仪测量冰淇淋试样的
体积，同时称取该冰淇淋试样的质量并
用密度计测定冰淇淋混合原料（融化后
冰淇淋）的密度，以体积百分率计算膨
胀率,
X （ % ） =
1
1
V
VV ?
× 1 0 0 = 100)1( / ???m V
式中,V- 冰淇淋试样的体积,cm 3 ；
m - 冰淇淋试样的混合原料质量,g ；
ρ - 冰淇淋试样的混合原料密度,g / c m 3 ；
V 1 - 冰淇淋试样的混合原料体积,cm 3 （ m/ ρ ）
? 冰淇淋膨胀率并非是越大越好, 膨胀率
过高, 组织松软, 缺乏持久性；过低则
组织坚实, 口感不良 。 各种冰淇淋都有
相应的膨胀率要求 （ 见表 2-11-1）, 控
制不当会降低冰淇淋的品质 。 影响冰淇
淋膨胀率的因素主要有两个方面：
(1)原料方面
– ① 乳脂肪含量越高, 混合料的粘度越大, 有
利膨胀, 但乳脂肪含量过高时, 则效果反之 。
一般乳脂肪含量以 6%～ 12%为好, 此时膨胀
率最好 。 ② 非脂肪乳固体：非脂肪乳固体含
量高, 能提高膨胀率, 一般为 10%。 ③ 含糖
量高, 冰点降低, 会降低膨胀率, 一般以
13%～ 15%为宜 。 ④ 适量的稳定剂, 能提高膨
胀率；但用量过多则粘度过高, 空气不易进
入而降低膨胀率, 一般不宜超过 0.5%。 ⑤ 无
机盐对膨胀率有影响 。 如钠盐能增加膨胀率,
而钙盐则会降低膨胀率 。
(2)操作方面
? ① 均质适度, 能提高混合料粘度, 空气
易于进入, 使膨胀率提高；但均质过度
则粘度高, 空气难以进入, 膨胀率反而
下降 。 ② 在混合料不冻结的情况下, 老
化温度越低, 膨胀率越高 。 ③ 采用瞬间
高温杀菌比低温巴氏杀菌法混合料变性
少, 膨胀率高 。 ④ 空气吸入量合适能得
到较佳的膨胀率, 应注意控制 。 ⑤ 若凝
冻压力过高则空气难以混入, 膨胀率则
下降 。
(六 )成型灌装、硬化、贮藏
? 1.成型灌装 凝冻后的冰淇淋必须立即
成型灌装 （ 和硬化 ）, 以满足贮藏和销
售的需要 。 冰淇淋的成型有冰砖, 纸杯,
蛋筒, 浇模成型, 巧克力涂层冰淇淋,
异形冰淇淋切割线等多种成型灌装机 。
2.硬化 （ Hardening）
? 将经成型灌装机灌装和包装后的冰淇淋
迅速置于 -25℃ 以下的温度, 经过一定时
间的速冻, 品温保持在 -18℃ 一下, 使其
组织状态固定, 硬度增加的过程称为硬
化 。
? 硬化的目的是固定冰淇淋的组织状态、完成形
成细微冰晶的过程，使其组织保持适当的硬度
以保证冰淇淋的质量，便于销售与贮藏运输。
速冻硬化可用速冻库（ -23～ -25℃ ）、速冻隧
道（ -35～ -40℃ ）或盐水硬化设备（ -25～ -
27℃ ）等。一般硬化时间为：速冻库 10～ 12ｈ、
速冻隧道 30～ 50min、盐水硬化设备 20～ 30min。
影响硬化的条件有包装容器的形状与大小、速
冻室的温度与空气的循环状态、室内制品的位
置以及冰淇淋的组成成分和膨胀率等因素。
3.贮藏
? 硬化后的冰淇淋产品，在销售前应将制
品保存在低温冷藏库中。冷藏库的温度
为 -20℃,相对湿度为 85%～ 90%，贮藏库
温度不可忽高忽低，贮存温度及贮存中
温度变化往往导致冰淇淋中冰的再结晶。
使冰淇淋质地粗糙，影响冰淇淋品质。
一、冰淇淋的主要缺陷
及产生的原因
? 由于原料配合不当, 均质, 冻结, 贮藏
等处理不合理, 使得冰淇淋质量低劣,
起缺
? 陷与原因见表 11-2。
表 1 1 -2 冰淇淋质量缺陷及原因
种类 缺 陷 原 因
风味 脂肪分解味、饲料味、加热味、牛舍
味、金属味、苦味、酸味、甜味与香
料味缺陷
使用的原料乳、乳制品质量差，杀菌不完全、吸收异
味，添加的甜味与香料不是当
组织
状态
砂状组织
轻或膨松的组织
粗或冰状组织
奶油状组织
无脂乳干物质过高，贮藏温度高，乳糖结晶大
膨胀率过大
缓慢冻结，贮藏温度波动大，气泡大，固形物低
生成脂肪块，乳化剂不适合，均质不良
质地 脆弱
水样
软弱
稳定剂、乳化剂不足，气泡粗大，膨胀率高
膨胀率低，砂糖高，稳定剂、乳化剂当，固形物不足
稳定剂过量
融化
状态
起泡，乳清分离，凝固，粘质状 原料配合不当，蛋白质与矿物质不均衡，酸度高，均
质不完全，膨胀率调整不当
第三节 雪糕的生产
? 雪糕 （ Ice Cream Bar） 是以饮用水, 乳
品, 食糖, 食用油脂等为主要原料, 添
加适量增稠剂, 香料, 经混合, 灭菌,
均质或轻度凝冻, 注模, 冻结等工艺制
成的冷冻产品 。 雪糕的总固形物, 脂肪
含量较冰淇淋低 。
一、雪糕的种类
? 根据产品的组织状态分为清型雪糕, 混
合型雪糕和组合型雪糕, 其理化指标见
表 13-3。
表 1 3 -3 雪糕的理化指标
指 标
项 目
清 型 混合型 组合型
总固形物 (% ) ≥ 16 ≥ 18 ≥ 16( 雪糕主体 )
总糖 ( 以蔗糖计,% ) ≥ 14 ≥ 14 ≥ 14( 雪糕主体 )
脂肪 (% ) ≥ 2 ≥ 2 ≥ 2
注：组合型指标均指主体。
? 1,清型雪糕 不含颗粒或块状辅料的制
品, 如桔味雪糕 。
? 2,混合型雪糕 含有颗粒或块状辅料的
制品，如葡萄干雪糕、菠萝雪糕等。
? 3,组合型雪糕 与其他冷冻饮品或巧克
力等组合而成的制品，如白巧克力雪糕、
果汁冰雪糕等。
二、雪糕的生产工艺及配方
? （ 一 ） 工艺流程 同冰淇淋
? (二 )生产配方 雪糕配方见表 13-4
表 1 3 -4 雪糕配方 （ 1 0 0 0 k g ） 单位,kg
雪糕类型
原料名称
菠萝雪糕 咖啡雪糕 草莓雪糕 可可雪糕
砂糖 145 15 0 10 0 10 0
葡萄糖浆 - - 5 0 6 0
蛋白糖 0, 4 0, 6 - -
甜蜜素 - - 0, 5 0, 5
鲜牛乳 - 32 0 - -
全脂奶粉 3 0 - 3 0 2 0
乳清粉 4 0 38 - -
人造奶油 35 - - -
棕榈油 - 3 0 15 2 0
可可粉 - - - 5
鸡蛋 2 0 2 0 - -
淀粉 25 22 - -
麦精 - 8 - -
复合乳化稳定剂 - - 3, 5 3
明胶 2 2 - -
CMC 2 2 - -
可可香精 - - - 0, 8
草莓香精 - - 0, 8 -
菠萝香精 1 - - -
水 699 405 785 79 0
红色素 - - 0, 0 2 -
栀子黄 0,3 - - -
焦糖色素 - 0, 4 - -
棕色素 - - - 0,02
速溶咖啡 - 2 - -
草莓汁 - - 15 -
? （ 三 ） 操作技术要点 雪糕生产时, 原
料配制, 杀菌, 冷却, 均质, 老化等操
作技术与冰淇淋基本相同 。 普通雪糕不
需经过凝冻工序直接经浇模, 冻结, 脱
模, 包装而成, 膨化雪糕则需要凝冻工
序 。
? 1,凝冻 雪糕凝冻操作生产时, 凝动机
的清洗与消毒及凝冻操作与冰淇淋大致
相同, 只是料液的加入量不同, 一般占
凝冻机容积的 50%～ 60%。 膨化雪糕要进
行轻度凝冻, 膨胀率为 30%～ 50%,故要
控制好凝冻时间以调节凝冻程度, 料液
不能过于浓厚, 否则会影响浇模质量 。
出料温度控制在 -3℃ 左右 。
? 2,浇模 浇模之前必须对模盘, 模盖和
用于包装的扦子进行彻底清洗消毒, 可
用沸水煮沸或用蒸汽喷射消毒 10～ 15min，
确保卫生 。 浇模时应将模盘前后左右晃
动, 使模型内混合料分布均匀后, 盖上
带有扦子的模盖, 将模盘轻轻放入冻结
缸 （ 槽 ） 内进行冻结 。
3．冻结
? 雪糕的冻结有直接冻结法和间接冻结法。
直接冻结法即直接将模盘浸入盐水槽内
进行冻结，间接冻结法即速冻库与隧道
式速冻。进行直接速冻时，先将冷冻盐
水放入冻结槽至规定高度，开启冷却系
统；开启搅拌器搅动盐水，待盐水温度
降至 -26～ -28℃ 左右时，即可放入模盘，
注意要轻轻推入，以免盐水污染产品；
待模盘内混合料全部冻结（约 10～
12min），即可将模盘取出。
4．脱模
? 使冻结硬化的雪糕由模盘内脱下, 较好
的方法使将模盘进行瞬时间的加热, 使
紧贴模盘的物料融化而使雪糕易从模具
中脱出 。 加热摸盘的设备可用烫盘槽,
其由内通蒸汽的蛇形管加热 。
? 脱模时，在烫盘槽内注入加热用的盐水
至规定高度后，开启蒸汽阀将蒸汽通入
蛇形管控制烫盘槽温度在 50～ 60℃ 左右；
将模盘置于烫盘槽中，轻轻晃动使其受
热均匀、浸数秒钟后（以雪糕表面稍融
为度），立即脱模；产品脱离模盘后，
置于传送带上，脱模即告完成。便可进
行包装。
第四节 雪泥的生产
? 雪泥（ Ice Frost）又称冰霜，是用饮用
水、食糖等为主要原料，添加增稠剂、
香料，经混合、灭菌、凝冻和低温炒制
等工艺制成的一松软冰雪状的冷冻饮品。
它与冰淇淋的不同之处在于含油脂量极
少，甚至不含油脂，糖含量较高，组织
较冰淇淋粗糙，和冰淇淋、雪糕一样是
一种清凉爽口的冷冻饮品。
? 一、雪泥种类
? 雪泥按照其产品的组织状态分为为清型
雪泥, 混合型雪泥与组合型雪泥三种,
其理化指标见表 13-5。
表 1 3 -5 雪泥的 的理化指标
指 标
项 目
清 型 混合型 组合型
总 固 形 物 ( % ) ≥ 16 ≥ 18 ≥ 16 （雪泥主体）
总糖 ( 以蔗糖计,% ) ≥ 13 ≥ 13 ≥ 13 （雪泥主体）
注：组合型指标均指雪泥主体。
? 1,清型雪泥 不含颗粒或块状辅料的制品,
如桔子 （ 桔味 ） 雪泥, 香蕉 （ 香蕉味 ） 雪泥,
苹果 （ 苹果味 ） 雪泥, 柠檬 （ 柠檬味 ） 雪泥等 。
? 2,混合型雪泥 含有颗粒或块状辅料的制品,
如巧克力刨花雪泥, 菠萝雪泥等 。
? 3,组合型雪泥 与其它冷饮品或巧克力, 饼
坯等配组合而成的制品, 主体雪泥所占比率不
低于 50%,如冰淇淋雪泥, 蛋糕雪泥, 巧克力
雪泥等 。
? 二、雪泥生产工艺流程及配方
? （ 一 ） 工艺流程 同冰淇淋 。
? （ 二 ） 生产配方 见表 13-6。
表 1 3 -6 雪泥配方 （ 1 0 0 0 k g ） 单位,kg
雪泥类型
原料名称
香蕉味雪泥 柠檬雪泥 可可牛奶雪泥 草莓牛奶雪泥
白砂糖 1 30 130 130 130
阿斯巴甜 0, 1 0, 1 5 0, 2 0, 2
全脂牛乳 - - 200 -
全脂乳粉 - - - 22
柠檬汁 - 100 - -
草莓酱 - - - 100
可可粉 - - 10 -
玉米淀粉 15 15 12 15
马铃薯淀粉 - 15 - 15
小麦淀粉 15 - 15 -
麦精 - - 5 -
麦 芽糊精 - - - 5
明胶 1 1 1 1
CMC 0, 5 0, 5 0, 5 0, 5
奶油香精 - - 0, 8 -
草莓香精 - - - 0, 6
香蕉香精 0, 8 - - 1
柠檬香精 - 1 - -
红色素 - - - 0, 0 2
栀子黄 0, 3 - - -
焦糖色素 - - 0, 4 -
叶绿素 - 0, 2 - -
水 837 737 625 7 10
? （ 三 ） 操作技术要点
? 1,配料 按规定配方及原料质量要求进
行配料, 配料的方法基本同冰淇淋的生
产工艺 。
? 2．杀菌与添加色素 冰霜杀菌温度为
80～ 85℃,保温 10～ 15min，冰霜混合料
经上述杀菌规程后，不但保证了混合料
中的淀粉的充分糊化与粘度增加，且达
到杀菌的目的。
? 添加色素时，应先将色素事先配制成 1
％～ 10％的溶液，在料液保温时徐徐加
入。而不是直接将色素加入料液内。
? 3,冷却与添加香精及果汁 杀菌保温
后的料液，用冷却设备速冷却至 2～ 5℃ 。
冷却温度愈低，则冰霜的凝冻时间愈短，
但料液的温度不能低于 -2℃,否则温度
过低会造成料液输送困难。冷却后及时
在搅拌的前提下徐徐加入添加香精及预
经杀菌的果汁。
4,凝冻与加入果肉
? 雪泥的凝冻多采用间歇式凝冻机 。 凝冻
操作与生产冰淇淋时相似 。 唯有不同的
是冰霜料液加入机内要比冰淇淋的多,
如第一次的料液加入时为机容量 80%,第
二次以后为机容量的 70%, 主要是因生
产冰霜没有膨胀率的要求 。 从料液一般
经过 12～ 18mim凝冻搅拌变为松软的冰雪
状的雪泥 。 如果生产果肉冰霜, 要先对
果肉进行杀菌处理, 并将果肉冷却到 2～
5℃ 时, 方可添加到凝冻机中 。
? 5,包装贮藏 凝冻后的雪泥通过冰淇淋
灌注机或杯子灌装机灌注, 包装形式为
冰砖或杯型 。 包装好的冰霜产品应及时
送 -18～ -20℃ 的冷库内贮藏 。
? 第十四章 其它乳制品
? 第一节 牛初乳加工利用
一、牛初乳成分及生物学功能
? 牛初乳平均总干物质含量为 14.4%，其中蛋
白质 5.0%，脂肪 4.3%，灰分 0.9%，并且含有丰
富的 VA,VD,VE,VB12和铁。除此而外，牛
初乳突出的方面是它含有多种生物活性蛋白，
包括免疫球蛋白（ Ig）、乳铁蛋白（ Lf）、溶
菌酶（ Lz）、乳过氧化物酶（ Lp）、血清白蛋
白（ BSA）,?-乳球蛋白（ ?-Lg）,?-乳白蛋
白（ ?-La）,VB12结合蛋白（ VB12-binding
proteins）、叶酸结合蛋白、胰蛋白酶抑制剂和
各种生长刺激因子，其含量见表 14-1。
表 1 4 - 1 牛各种物质中生物活性物质的浓度 （ m g / m l ）
牛乳
活性物质 血清 初乳 常乳 末乳 人乳
β - Lg 无 - 3, 2 ~ 4, 0 5, 0 无
α -L a 无 - 1, 2 ~ 2, 0 2, 1 1, 6 ~ 2, 8
I g G
1
1 0, 5 ~ 1 1, 6 2 9, 9 ~ 8 4, 0 0, 3 5 ~ 1, 1 5 3 2, 3
I g G
2
7, 9 1, 9 ~ 2, 9 0, 0 6 ~ 0, 0 2 2, 0
I g G, 0, 4 ( 初乳 ) 0, 0 4 ( 常乳 )
1, 0
I g A 0, 0 8 ~ 0, 3 2, 0 ~ 4, 4 0, 0 5 ~ 0, 2 5 3, 3 1 1 7, 4 ( 初乳 ) 1, 0 ( 常乳 )
I g M 2, 5 ~ 2, 8 3, 2 ~ 4, 9 0, 0 4 ~ 0, 0 5 8, 6 0 1, 6 ( 初乳 ) 0, 1 ( 常乳 )
Lf 无 2, 0 0 0, 0 2 ~ 0, 3 5 2 0, 0 0 2, 0
Lz 0,1 0, 0 0 1 5 0, 4
BSA 2 8, 0 0 1, 0 0 0, 2 9 ~ 0, 4 8, 0 0 0, 6
Tf 4, 5 0 0, 4 0 0, 1 0
? 这些活性蛋白的功能特性如下：
? 1,牛初乳中免疫球蛋白 免疫球蛋白一
般分为 IgG1,IgG2,IgA,IgD,和 IgM五
大类, 人乳以 IgA为主, 牛乳则主要以
IgG含量最高 。 免疫球蛋白的生物学功能
主要是活化补体, 溶解细胞, 中和细菌
酶素, 通过凝集反应防止微生物对细胞
的侵蚀 。
? 目前分离免疫球蛋白的方法分为色谱法和超滤法 。
? 2,乳中的乳铁蛋白 牛初乳中乳铁蛋白
有两种分子形态, 分子量分别为 86000和
82000,其主要差别在于它们所含糖类不
同 。 乳铁蛋白可以结合 2个 Fe3+,或 2个
Cu2+。 乳铁蛋白对铁的结合, 促进了铁
的吸收, 避免了人体内 -OH ?这种有害物
质的的生成 。 另外, 乳铁蛋白还有抑菌,
免疫激活的作用, 并是双岐杆菌和肠道
上皮细胞的增殖因子 。
? 目前分离乳铁蛋白的方法有很多种，如
吸附色谱法、超滤法，其中超滤法操作
简单，费用相对较低，易于形成工业化
规模，但纯度较低。
? 3,牛初乳中的刺激生长因子 牛初乳中
含有很多种肽类生长因子, 如血小板衍
生生长因子, 类胰岛素生长因子, 转移
生长因子等, 而常乳中则没有 。 这些生
长因子与动物生长, 代谢和营养素的吸
收密切相关 。
? 1,牛初乳中的过氧化物酶 过氧化物酶是氢受
体存在的情况下能分解过氧化物的酶, 其分子量
在 82 000,含铁, 是一种金属蛋白 。 乳过氧化物
酶是一种参与抑菌的物性蛋白质 。
? 二,牛初乳理化性质
– 牛初乳色黄, 浓厚并有特殊气味, 干物质含
量高 。 随泌乳期延长, 牛初乳相对密度呈规
律性下降趋势； pH值则逐渐上升；酸度下降
很大, 这可能是牛初乳期乳清蛋白质含量下
降的缘故, 牛初乳的一般理化性质见表 14-2。
表 1 4 -2 牛初乳一般理化性质
泌 乳 时 间
（ h ）
3 1 2 2 4 3 6 4 8 7 2
密度
pH 值
酸度 （
0
T ）
1, 0 4 4 1, 0 4 6 1, 0 4 4 1, 0 3 2 1, 0 2 9 1, 0 3 2
6, 1 0 6, 1 5 6, 2 3 6, 4 0 6, 5 0 6, 6 0
4 4, 3 4 4, 2 3 6, 8 3 0, 4 2 6, 5 2 5, 9
? 牛初乳中乳清蛋白含量较高，乳清蛋白
中的 ?-乳白蛋白,?-乳球蛋白,IgG、乳
铁蛋白,BAS均呈热敏性，其变性温度
在 60℃ ~72℃ 之间。乳清蛋白的变性一方
面导致初乳凝聚或形成沉淀，另一方面
它们变性即丧失其生物活性，使初乳无
再开发利用价值。
? 三、牛初乳的加工利用
? 从牛初乳成分变化可知, 泌乳第四天已
趋于常乳, 一般每头牛分娩后前 3d所产
初乳为 43.5kg,其中若犊牛消耗 11kg,则
每头母牛有 32.5kg初乳剩余, 可以加以利
用 。 牛初乳中含有大量丰富的营养成分,
近年来其活性物质方面倍受重视,
? 如牛初乳中的乳铁蛋白含量高，其铁吸
收率达 50%~70%，是补铁剂中吸收率最
高的，由于它有较强的铁结合能力，故
有抑制各种病原菌的能力，牛初乳中的
免疫球蛋白（主要为 IgG）对常见病原菌
如大肠杆菌、志贺氏菌、沙门氏菌、金
黄葡萄球菌等有很强的抑制效果，
? 另外可促进补体活化、肥大细胞的亲和
作用及毒素的抑制作用等。牛初乳中的
过氧化物酶，可分解在人体代谢过程中
积蓄的过氧化物，对人体有重要的生理
调节作用，类胰岛素生长因子、血小板
衍生生长因子和转移生长因子对婴儿的
生长发育有重要作用。此外，牛初乳中
的 VB12结合蛋白、溶菌酶,?-乳白蛋白、
?-乳球蛋白都有很多生理功能。
（ 一 ） 初乳的贮藏 过剩的牛初乳可用来继续喂小
牛犊或加工利用, 这往往涉及到
? 贮藏, 贮藏不当则牛初乳发生分层, 变
味, pH值下降 （ 酸度升高 ）, 免疫球蛋
白消化吸收率下降 （ 饲喂小牛犊的结
果 ） 。
? 冷藏或冻藏可以有效地延长初乳保质期,
而营养成分, pH值, 酸度基本不发生变
化 。
（ ） 初乳的加工利用
? 1。 牛乳免疫球蛋白浓缩物 （ MIC） 制取
牛乳免疫球蛋白浓缩物是基于低体重早
产儿需要特殊营养, 即需要较高的蛋白
质和能量, 尤其是需要补充免疫球蛋白
而提出的 。 牛初乳免疫球蛋白浓缩物制
作流程如图 14-1。
处理方法 工艺作用
冷却乳离心 除去细胞、血细胞、灰尘及其他杂质
?
加 热乳离心 （ 40 ℃ ） 除去乳脂肪
?
冷 冻贮藏 （ - 2 5 ℃ ）
?
加 热 56 ℃,30 m i n 肠道致病菌、病毒失活
?
酸 或酶凝固 除去酪蛋白
?
过 滤 除去细小的酪蛋白颗粒
?
反 渗透或超滤 除去乳糖、矿物质、水
?
无 菌过滤 除去细菌
?
蒸 发 除水
?
冷 干 除水
图 1 4 - 1 制做牛乳免疫球蛋白浓缩物的一般工艺流程
? 原料乳尤其是牛初乳常含有血细胞和其
他体细胞状物质或粗杂质，为了除去这
类物质，将乳冷却到 8~12℃,用常用牛
乳离心机分离。然后将牛乳加热再离心
除去乳脂肪。得到的脱脂乳冷冻至 -25℃
贮藏，其抗体活性不会有任何损失。
? 脱脂乳在板式换热器被加热到 56℃,在
保温罐中保持 30min，可灭活污染的病细
菌，然后冷却到 37℃,添加酸到 pH4.5或
添加凝乳酶使酪蛋白凝固，随后再加热
到 56℃,保持 10 min，就会倾出乳清。将
酪蛋白凝块用去离子水冲洗两次，并用
澄清离心机离心除去酪蛋白而得到澄清
液。将乳清和澄清液分别用 Seitz型或
Filtrox型过滤器过滤以除去细小的酪蛋白
粒，防止随后超滤时堵塞设备。
? 将乳清经正压通过超滤器, 在超滤器中
水, 乳糖, 盐等小分子透过膜而除去 。
? 超滤过程分三个步骤：第一步是预浓缩
（ Preconcentration）, 是将乳清干物质浓
缩到 3 ～ 4 倍 ； 第 二 步 是 稀 释 过 滤
(Diafiltration),通过连续添加两次冲洗酪
蛋白粒得到的澄清液保持截留液恒定；
? 第三步是终浓缩（ Final concentration），
在此步将截留液浓缩至原体积的 1/2。最
终浓缩物干物质含量为 10%，总蛋白为
7%～ 8%，免疫球蛋白为 2%～ 3%。然后
经 Seitz或 Filtrox过滤，并用孔经 0.45μ m
的膜无菌过滤。在降压蒸发器中低温减
压条件无菌蒸发，最高温度 40℃,得到
干物质 1倍的浓缩物，最后在无菌条件下
冻干，该产品成分见表 14-3。
表 1 4 -3 由泌乳最初 30 天牛乳分离的乳免疫球蛋白浓缩物成分
这种免疫球蛋白浓缩物很容易与乳粉混合，并易溶在水中或液体乳中。
成 分 含 量 （ % ） 成 分 含 量 （ % ）
蛋白质 75 ± 5 β —乳球蛋白 35 ± 5
免疫球蛋白 40 ± 5 血清蛋白 3 ± 2
I gG
1
75 肽类 5 ± 2
I gG
2
3 水分 4 ± 0, 5
I g A 17 乳糖 10 ± 2
I g M 6 矿物质 5 ± 2
α - 乳白蛋白 15 ± 5 非蛋白氮成分 5 ± 2
? 2,牛初乳粉的研制 牛初乳粉是将牛初
乳中的脂肪去除, 在其中加入食品允许
添加的抗热变性物质和其他辅料, 用低
温喷雾干燥方法生产出的 。 此过程关键
是如何最大限度地避免生物活性物质的
活性损失, 又要经杀菌等必要的热处理
以使产品符合卫生要求 。
（ ） 初乳粉原料配合
? 脱脂牛初乳 100Kg 脱脂奶粉 10 Kg
? 蔗糖 10 Kg 柠檬酸钠
0.075mol/L
? 磷酸钾 （ pH6.5） 0.10 ml/L 总干物质
含量 27%
? 配料中蔗糖, 磷酸盐, 柠檬酸钠均可提
高牛初乳活性物质抗热变性能力, 减少
初乳在杀菌加热时变性；脱脂粉可以做
为初乳制品的载体 。
? 在此工艺过程中，加热杀菌温度采用
63~67℃, 35min，由于配料中添加了抗
热变性保护物质而使此过程初乳活性物
质活性降低。喷雾过程中采用进风
140~150℃,排风温度 60~70℃,再经流
化床二次干燥，即可得到水分在 3%以下
溶解度较好的产品。
（ 1 ） 牛初乳粉生产工艺
冷 冻保存 → 室 温缓溶 → 过 滤 → 净 乳 → 脱 脂 → 原 料配合 → 加 热杀菌 → 喷 雾干燥 → 包 装
? （ 3） 牛初乳粉成分 经上述配料及工艺
制得的牛初乳粉成分见表 14-4。 此产品
乳铁蛋白变性较高 46%~52%,α -乳白蛋
白变性 38%~42%,免疫球蛋白变性为
4%~7%。
表 14 - 4 牛初乳粉成分
水分 （ % ） 蛋白质 ( % ) 脂肪 ( % ) 总糖 ( % ) 灰分 ( % ) 乳糖 ( % )
2,79 ~ 2,9 4 24, 6 2~ 26, 82 1,94 ~ 2,93 61, 9 7~ 63, 75 5,76 ~ 6,48 28, 4 2~ 29, 52
I g ( m g / g ) B A S ( m g / g ) L g ( m g / g ) α - L a ( m g / g ) β - L g ( m g / g )
50, 2 4~ 54, 06 1,50 ~ 1,58 3,29 ~ 4,12 17, 4 0~ 18, 64 32, 7 5~ 38, 72
第二节 乳蛋白质制品
? 一、用 途
? 目前, 各种酪蛋白及乳清蛋白分离物的
主要用途是加工食品 。 其目的为：
? （ 1） 提高营养价值 如向饮料或谷类制
品中添加乳蛋白制品 。 乳蛋白质的较高
生物价和消化率, 对人体是必须的 。 有
时, 乳蛋白经部分水解成肽混合物应用
于对某些蛋白质过敏的人群 。
? （ 2） 赋予产品特定的物理特性 如制备
稳定的乳状物 （ 沙拉调味品, 甜点, 咖
啡伴侣 ） 和起泡的产品 （ 点心, 调味酱,
蛋白甜饼 ） 或抑制肉制品中的水分和脂
肪的分离 。
? （ 3） 作昂贵蛋白质的代用品 通常大多
数动物蛋白比植物蛋白价格贵, 但乳蛋
白质相对那些较纯的, 无味的, 功能性
好 （ 如, 溶解性 ） 的植物蛋白分离物便
宜 。 如来自乳清的蛋白或富含蛋白的乳
清制品, 被用于冰淇淋, 糕点, 饮料,
牛乳替代品 。
? （ 4） 用于开发新产品 例如涂抹干酪和
肉替代物 。
二、原料
– 各种原料，包括脱脂乳、甜稀奶油酪乳和乳
清都可用于制备乳蛋白。乳清是相对较便宜
的原料，而且膜处理、离子交换及其它技术
的应用使乳清的利用更方便。由于原料和加
工处理不同使得乳蛋白产品种类也很多，其
蛋白质和其他成分的含量变化幅度很大。见
表 14-5。
表 1 4 - 5 一些乳蛋白制品及其组成成分
组成成分产品 加工方法 来源
粗蛋白 碳水化合物 灰分 脂肪
酸化酪蛋白 （ A ci d c as ei n ） 酸凝固 脱脂乳 8 3 ~ 9 5 0, 1 ~ 1 2, 3 ~ 3 ~2
酪蛋白酸钠 （ N a-c as e i n at e ） 酸 + N aO H 脱脂乳 8 1 ~ 8 8 0, 1 ~ 0, 5 ~ 4, 5 ~2
凝乳酶凝固酪蛋白 （ Re n n e t
c as ei n ）
凝乳酶凝结 脱脂乳 7 9 ~ 8 3 ~ 0, 1 7 ~ 8 ~1
乳清蛋白分离物 （ W P i s o l at e ） 离子交换 乳清 8 5 ~ 9 2 2 ~ 8 1 ~ 6 ~1
乳清蛋白浓缩物 （ WP
c o n ce n t rat e ）
超滤 乳清 5 0 ~ 8 5 8 ~ 4 0 1 ~ 6 <1
乳清蛋白浓缩物 （ WP
c o n ce n t rat e ）
电渗析 + 乳糖
结晶化
乳清 2 7 ~ 3 7 4 0 ~ 6 0 1 ~ 1 0 ~4
乳清粉 喷雾干燥 乳清 ~ 1 1 ~ 7 3 ~8 ~1
乳清蛋白复合物 ( W P c o m p l e x ) 偏磷酸盐 乳清 ~ 5 5 ~ 1 3 ~ 1 3 ~5
乳清蛋白复合物 ( W P c o m p l e x ) CMC 乳清 ~ 5 0 ~ 2 0
3
~8 ~1
乳清蛋白复合物 ( W P c o m p l e x ) Fe + 多聚磷酸
盐
乳清 ~ 3 5 ~1 ~ 5 4 ~1
乳白蛋白 （ L ac t al b u m i n ） 加热 + 酸和 / 或
CaCl
2
乳清 ~ 7 8 ~ 1 0 ~5 ~1
乳共沉物 （ Co p rec i p i t at e ） 加热 + 酸和 / 或
CaCl
2
脱脂乳 ~ 8 5 ~1 ~8 ~2
– 三、生产过程
– 乳蛋白制品的性质取决于乳或乳清的原料和
加工过程。用来杀菌和灭活酶的热处理能引
起蛋白变性，从而降低乳清蛋白的溶解度；
在全乳或脱脂乳被加热时，大多数变性的乳
清蛋白会与酪蛋白结合在一起；用不经加热
处理的凝乳酶凝固的乳清制得的产品也可能
含有凝乳酶残留。
– 稀奶油分离的效率决定于制品的脂肪含量，
另外脂肪球因自身被破坏或膜的损耗（例如，
受气流的冲击）会被浆蛋白覆盖，这部分脂
肪球在蛋白分离过程中很难通过一般的纯化
将其从蛋白中出去；微生物的破坏和胞浆素
的活性也会引起蛋白分解；乳清中的蛋白浓
缩以前乳清酸化的程度影响蛋白制品的性质
和组成，凝乳酶凝结得到的乳清含有酪蛋白
大肽，酸凝固法得到的乳清则不含，用不经
加热
– （一）干酪素（ Casein）
– 乳经加酸或皱胃酶可使酪蛋白形成凝固物，
经干燥后的产品即为干酪素。其主要成分为
酪蛋白，工业上主要用做胶着剂和食品添加
剂。目前酪蛋白种类很多，大致可分为两类，
即酸干酪素和皱胃酶干酪素。
– 1．原料乳的要求
? 用于生产干酪素的原料乳必须优质, 酸
度低于 23oT。 脱脂后脂肪含量不应超过
0.05%,在制造干酪素时, 干酪素的成品
率为原料乳的 3%,其中脱脂乳的 80%脂
肪转入到产品中, 因此脂肪含量直接影
响产品质量 。
2．干酪素的生产
? （ 1） 凝乳酶凝固酪蛋白 是利用犊牛皱
胃酶的凝乳作用从脱脂乳中分离出酪蛋
白, 当在相当高的温度下搅拌时会引起
迅速脱水收缩 。 脱水的细的凝块颗粒离
心或利用振动筛分离, 用水清洗, 挤压
除水, 然后在鼓式或带式干燥机中干燥 。
这样生产的产品由含杂质的酪蛋白酸钙
（ Calcium parecaseinate） -磷酸钙构成 。
它不溶于水且灰分含量高 。
– （ 2）自然发酵法 以乳酸菌分解乳糖后产生
的乳酸而使酪蛋白凝结沉淀得到的。发酵
? 时温度控制在 37℃, 当 pH值达到 4.6时,
脱脂乳形成凝块用蒸汽加热至 50℃,，
在不断搅拌下, 使酪蛋白凝块与乳清分
离 。 凝结的酪蛋白经压榨或脱水机脱水
除去乳清, 洗涤, 脱水, 粉碎, 干燥而
成 。
– （ 3）酸凝固酪蛋白 将原料乳加热至 32-
35℃ 脱脂，而后加热至 34-35℃,由于加酸
? 时温度对形成的颗粒状态有很大影响,
应该按脱脂乳的酸度调整加酸时温度,
即新鲜乳可加热至 35℃, 而新鲜度较差
的脱脂乳为 34℃ 。 否则温度过高时形成
粗大的颗粒, 不易干燥, 温度低时形成
软而细的颗粒不易分离 。
? 调酸时可使用乳酸、盐酸（常用酸，浓
度 4-5%）或硫酸（使产品灰分增加，浓
度 24-25%），边搅拌边均匀加入至酪蛋
白等电点使之沉淀。若加酸不足则钙不
能充分分离出来而包含在干酪素颗粒中
致使灰分增高，影响产品质量；加酸过
量，可使干酪素重新溶解，影响产量。
? 因此必须准确地确定加酸终点，第一次
调酸至 pH值 4.6-4.8，除去 1/2的乳清，然
后再加酸至 4.2。此时乳清应清澈透明，
干酪素颗粒大小 3-5mm致密而结实，颗
粒之间呈松散状态。干酪素颗粒同乳清
分离后用 20-25℃ 清水洗涤，并用冷水复
洗一次，用压榨机或脱水机进行脱水，
至水分含量约为 50-60%。再用粉碎机粉
碎成 10-20目的颗粒，用半沸腾床式干燥
机中与 55-80℃ 以下干燥，时间不超过 6
小时。
? 干酪素成品为白色或淡黄色粉状或颗粒
状，水分在 12%以下，灰分为 2.5-4%以下，
脂肪在 1.5%以下,酸度地狱 80oT。
? 此产品可通过将其溶于碱液中，然后再
次沉淀而得到纯化。酸凝固酪蛋白不溶
于水，且由于形成坚固的大块，它在碱
液中的溶解度通常也很差。
– 3．酪蛋白酸盐（ Caseinates） 酸沉的酪蛋
白溶于碱液，如 NaOH,KOH,NH4OH，
Ca(OH)2,Mg(OH)2,随后喷雾干燥。酪蛋
白酸钠是最常见的酪蛋白酸盐产品，而酪蛋
白酸钾更适于营养的要求。这些产品高度溶
于水，且只要加工过程中 pH值不高于 7就无
任何味道。
? 酪蛋白完全分离是不容易的, 但可 制备
富含 α s-酪蛋白或 β -酪蛋白的制品 。
– （二）乳清蛋白（ WP） 浓缩物和乳清蛋白
复合物 可以采用以下方法得到：
– 1．超滤 超滤可使蛋白得到分离同时又被
浓缩。经稀释过滤（ Diafiltration） 可得到较
纯的蛋白，再经喷雾干燥的产品被称为乳清
蛋白浓缩物。
– 2．凝胶过滤 此法有缺陷，它不能使产品得
到浓缩，而且费用高。因此很少应用。
– 3．离子交换法 此法生产的蛋白分离物通常
主要包括 β -乳球蛋白和 α -乳白蛋白，其产
品称为乳清蛋白分离物，尤其结合超滤浓缩
可除去溶解的成分获得高纯度产品。
– 另外，蒸发使乳清中的乳糖结晶然后除去晶
体；浓缩物脱盐大多数情况下用电渗析脱盐。
因脱盐的最后部分耗能很多，也可用离子交
换法代替。
? 4．沉淀法 大多数乳清蛋白在低 pH值下
可用羧甲基纤维素或用六偏磷酸盐沉淀。
这时蛋白部分带正电荷，而沉淀剂带负
电荷，因此这两种化合物结合。形成的
乳清蛋白复合物（包含沉淀剂）在低
pH<5下溶解性差。在中性 pH时用铁离子
加多聚磷酸盐也可形成复合物，这种产
品溶解性差，灰分含量非常高。
– 喷雾干燥的乳清蛋白浓缩物溶解度高。不溶
的蛋白部分是由于热变性，取决于加热过程
中的 pH值和 Ca2+活性。由于乳清中约一半的
蛋白是 β -乳球蛋白，所以它的性质决定着
乳清蛋白浓缩物的性质。通过超滤的方法分
离的乳清蛋白几乎不含非蛋白氮,相反乳糖
结晶化之后获得的脱盐乳清中约 20%~30%的
氮是非蛋白氮。
– （三） 乳白蛋白（ Lactalbumin） 加热酸
化干酪乳清可使蛋白沉淀，此沉淀不纯。获
得的产物被清洗并干燥，如在一个鼓式干燥
器中。这种蛋白制品被叫做乳白蛋白
（ Lactalbumin）,不要与乳清中的 α -乳白
蛋白混淆。它含有少量蛋白胨、酪蛋白大肽
（ Caseinomacropeptide） 和 NPN。 由于乳糖
含量高、干燥速度缓慢易造成过度的美拉德
反应。该产品不溶于水。
? （四）共沉物（ Coprecipitate） 乳蛋白
质（除蛋白胨外）都能以不溶物的形式
从酸化脱脂乳或酪乳中分离出来。该产
品蛋白质易消化，富含钙，有很高的营
养价值。共沉物比乳白蛋白制品形成的
美拉德反应要少得多，因为其中乳糖含
量较低。
? （五）分离乳蛋白 荷兰 NIZO研究所开
发出一种纯化乳清蛋白的加工工艺：在
充分低的离子强度和适宜的 pH下，将特
殊的免疫球蛋白沉淀，并除去脂肪球和
颗粒状物质。上清液经超滤之后，可得
到一种非常纯主要由 β-乳球蛋白,α-乳白
蛋白和清蛋白组成的制品。
第三节 乳活性肽及 CCP生产
? 一、乳活性肽种类
? 乳蛋白是人类膳食优质蛋白质的重要来
源, 自 1979年以来, 越来越多的研究证
实乳蛋白的分子中存在着具有多种生物
活性的片段 。 这些在母体蛋白中并无活
性的多肽, 能经特定的蛋白酶水解释放,
在人体内显示出不同的生物活性 。
– 现已证明来源于乳蛋白的生理活性肽包括：
类吗啡肽（ Opioid Peptids）,免疫活性肽
（ Immunopeptids）,降血压肽
（ Antihypertensive Peptids）,抗血栓肽
（ Antithrobotic Peptides）,矿物质结合肽 —
—酪蛋白磷酸肽（ Casein Phosphopeptides，
CPP） 等。乳蛋白活性肽因其源于天然食物
蛋白以及生理功能的多样性，在膳食补充剂、
保健食品及医药等领域显示出良好的发展趋
势。
– 二、酪蛋白磷酸肽的制备
– （一）酪蛋白磷酸肽定义、种类、结构 酪
蛋白磷酸肽（ CCP） 是牛乳酪蛋白经蛋白酶
水解后分离提纯而得到的富含磷酸丝氨酸的
多肽制品。 CPP能在动物的小肠中与钙、铁
等二价矿物质离子结合，防止产生沉淀，增
强肠内可溶性矿物质的浓度，从而促进吸收
利用。
? CPP来源于 αS1-,αS2-,β-酪蛋白分子中磷
酸丝氨酸簇集的区域。目前从动物体内
分离和体外蛋白酶水解得到的 CPP主要有：
αS1（ 43～ 58）,4P,αS1（ 59～ 79）,5P、
αS2（ 46～ 70）,4P,β（ 1～ 25）,4P、
β（ 1～ 28）,4P,β（ 33～ 48）,1P等。
它们共同特点是具有相同的核心结构：
－ Ser － S er － Ser － G l u － G l u －
│ │ │
P P P
有趣的是 C PP 核心结构的磷酸肽能因抵抗蛋白酶的攻击而免遭破坏。
? （二）酪蛋白磷酸肽的制备 工业上用
酪蛋白为原料，通过胰蛋白酶水解生成
CPP。由于水解液具有苦味，故需要通过
分离和分解等方法除去苦味成分。之后，
在水解液上清液加入 Ca2＋ 等金属离子和
乙醇 CPP沉淀下来，最后可通过离子交换、
凝胶色谱或膜分离等方法加以精制。
` → 喷 雾干燥 → C P P - 1
酪 蛋白 → 胰 蛋白酶水解 → 热 灭活 —→ 脱 苦味 → 喷 雾干燥 → C P P - 2
→ 离 心上清液 → 添 加 Ca 2+,乙醇 → 离 心沉淀部分 → 干 燥 → C P P - 3
