第三节 原料乳的质量标
准及验收
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3．滴定酸度
? 滴定酸度就是用相应的碱中和鲜乳中的酸性物
质，根据碱的用量确定鲜乳的酸度和热稳定性。
一般用 0.1mol·L-1 NaOH滴定，计算乳的酸度。
该法测定酸度虽然准确，但在现场收购时受到
实验室条件限制。为此，使用简易法：用
17.6ml的贝布科克氏鲜乳移液管，取 18g鲜乳
样品，加入等量的不含二氧化碳的蒸馏水进行
稀释，以酚酞作指示剂，再加入 18ml 0.02N氢
氧化钠溶液，并使之充分混合，如呈微红色，
说明其鲜乳酸度在 0.18%以下。
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4．比重
? 比重是常作为评定鲜乳成分是否正常的
一个指标, 但不能只凭这一项来判断,
必须再通过脂肪, 风味的检验, 可判断
鲜乳是否经过脱脂或是加水 。
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? 比重测定时要注意正确操作，读数是以
鲜乳液面的最上端所示刻度为准，在读
取数值时应迅速，在比重计放入后静止
即刻进行读数。如果放置时间过长，由
于脂肪球上浮，使鲜乳上层中脂肪增多，
而下层脂肪减少，使比重计球部的比重
增大，所测数值也偏高。测定最好在
10—20℃ 范围内进行，倒入鲜乳时不要
泡沫过多，否则密度变小，比重降低。
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5．细菌数、体细胞数、抗生物质检验
? 一般现场收购鲜奶不做细菌检验, 但在
加工以前, 必须检查细菌总数, 体细胞
数, 以确定原料乳的质量和等级 。 如果
是加工发酵制品的原料乳, 必须做抗生
物质检查 。
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（ 1）细菌检查
? 细菌检查方法很多, 有美蓝还原试验,
细菌总数测定, 直接镜检等方法 。
? ① 美蓝还原试验
? 美蓝还原试验是用来判断原料乳的新鲜
程度的一种色素还原试验 。 新鲜乳加入
亚甲基蓝后染为蓝色, 如污染大量微生
物产生还原酶使颜色逐渐变淡, 直至无
色, 通过测定颜色变化速度, 间接地推
断出鲜奶中的细菌数 。
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? 该法除可间接迅速地查明细菌数外, 对
白血球及其它细胞的还原作用也敏感 。
因此, 还可检验异常乳 （ 乳房炎乳及初
乳或末乳 ） 。
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② 稀释倾注平板法
? 平板培养计数是取样稀释后, 接种于琼
脂培养基上, 培养 24h后计数, 测定样品
的细菌总数 。 该法测定样品中的活菌数,
测定需要时间较长 。
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③ 直接镜检法（费里德氏法）
? 利用显微镜直接观察确定鲜乳中微生物
数量的一种方法。取一定量的乳样，在
载玻片涂沫一定的面积，经过干燥、染
色、镜检观察细菌数，根据显微镜视野
面积，推断出鲜乳中的细菌总数，而非
活菌数。
? 直接镜检地比平板培养法更能迅速判断
结果，通过观察细菌的形态，推断细菌
数增多的原因。
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（ 2）细胞数检验
? 正常乳中的体细胞，多数来源于上皮组
织的单核细胞，如有明显的多核细胞出
现，可判断为异常乳。常用的方法有直
接镜检法（同细菌检验）或加利福尼亚
细胞数测定法（ GMT法）。 GMT法是根据
细胞表面活性剂的表面张力，细胞在遇
到表面活性剂时，会收缩凝固。细胞越
多，凝集状态越强，出现的凝集片越多。
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（ 3）抗生物质残留量检验
? 抗生物质残留量检验是验收发酵乳制品
原料乳的必检指标 。 常用的方法有以下
几种：
? ① TTC试验 如果鲜乳中有抗生物质的残留,
在被检乳样中, 接种细菌进行培养, 细菌不能
增殖, 此时加入的指示剂 TTC保持原有的无色
状态 （ 未经过还原 ） 。 反之, 如果无抗生物质
残留, 试验菌就会增殖, 使 TTC还原, 被检样
变成红色, 可见, 被检样保持鲜乳的颜色, 即
为阳性 。 如果变成红色, 为阴性 。
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② 纸片法
? 将指示菌接种到琼脂培养基上, 然后将
浸过被检乳样的纸片放入培养基上, 进
行培养 。 如果被检乳样中有抗生物质残
留, 会向纸片的四周扩散, 阻止指示菌
的生长, 在纸片的周围形成透明的阻止
带, 根据阻止带的直径, 判断抗生物质
的残留量 。
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6．乳成份的测定
? 近年来随着分析仪器的发展, 乳品检测
方法出现了很多高效率的检验仪器 。 采
用光学法来测定乳脂肪, 乳蛋白, 乳糖
及总干物质, 并已开发使用各种微波仪
器 。
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（ 1）微波干燥法测定总干物质
（ TMS检验）
? 通过 2450MHZ的微波干燥牛奶，并自动称
量、记录乳总干物质的重量，测定速度
快，测定准确，便于指导生产。
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（ 2）红外线牛奶全成分测定
? 通过红外线分光光度计，自动测出牛奶
中的脂肪、蛋白质、乳糖三种成份。红
外线通过牛奶后，牛奶中的脂肪、蛋白
质、乳糖的不同浓度，减弱了红外线的
波长，通过红外线波长的减弱率反应出
三种成份的含量。该法测定速度快，但
设备造价较高。
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第七章 乳制品生产常用的加工处理
? 第一节 乳的离心
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一、牛奶分离的目的
? 在乳制品生产中离心 （ Centrifugation）
分离的目的主要是得到稀奶油和 /或甜酪
乳, 分离出甜奶油或乳清, 对乳或乳制
品进行标准化以得到要求的脂肪含量 。
另一个目的是清除乳中杂质, 主要是脏
的颗粒, 白细胞等 。 离心分离也用于除
去细菌和它们的芽孢 （, 除菌, ） 。
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二、分 离
? 1.脂肪分离及影响稀奶油分离的效率因素 有很
多乳分离机或乳离心机 。 以分离脂肪
? 为例, 直径为 d的一个脂肪球的沉降速度 v（ 见
图 7-1）,
? v=Rω 2(ρp-ρf)d2/18ηp
? 式中,R——有效半径；
? ω ——角速度；
? ρp——脱脂乳密度；
? ρf——脂肪球密度
? ηp——粘度 。
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图 7-1 不同大小脂肪球的上浮速度
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影响稀奶油分离的效率因素如下：
? （ 1） 离心加速度 Rω 2 一般在 4000× g，
g是重力加速度 。
? （ 2） 脂肪球移动的距离 分离盘将分离
机中的空间分成许多部分, 隔开的空间
间距仅 0.5mm。
? （ 3） 分离的时间 它受分离机中产生分
离作用的那部分的容量和流速的影响 。
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? （ 4） 脂肪球的大小分布 根据分离机的
构造, 操作条件, 乳的性质, 通过离心
而保持不分离的脂肪球的临界直径约
0.7μm。 所以, 以小脂肪球存在的量对分
离效果至关重要 。 另外, 乳中还有一些
非球状脂肪 （ 约 0.025%） 。 总之, 45℃
时, 通常分离乳中脂肪含量为 0.04%～
0.05%。
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? （ 5） 温度 温度会影响 ηp,也影响 ρf,ρp，
并对 d稍微有些影响 。 这些变量一起成为
一个有效的因素 。 如果乳要在低温下如
4℃ 分离, 需要使用特殊构造的分离机,
经分离机得到的脱脂乳脂肪含量多数在
0.07%～ 0.1%。
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? （ 6） 乳的脂肪含量 脂肪含量越高, 所
分离得到的脱脂乳中脂肪含量越高 。
? （ 7） 分离机的正确操作 要求没有震动,
没有泄漏等 。 分离机结构对分离结果影
响很大, 因为它决定持续时间和有效半
径的范围； 如果分离机只用于清除乳中
杂质, 可以安装不同的分离盘架, 这会
使分离机的效率增加一倍, 并且可在低
温下操作 。
?
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2．除菌（ Bactofugation）
? 细菌特别是芽孢可以通过专门设计的离心机即
除菌机，在高离心力和高温下分离除去。在
73℃ 左右时，处理两次会使菌数减少三个数量
级，得到芽孢数量很少的乳，但有少部分乳固
体进入杂质中，为了降低费用，对排除的杂质
经常采用杀菌再加入到乳中。该除菌机已被用
来减少干酪原料乳中丁酸梭状芽孢杆菌的芽孢
数量，建议这种方法也用于清除 UHT奶巴氏杀
菌乳及饮料中的蜡样芽孢杆菌的芽孢。
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3,标准化（ Standardizing）
? 因为产品规格或生产企业产品标准要求,
乳制品的成分需要标准化 。 标准化主要
包括脂肪含量, 蛋白质含量及其它一些
成分 。
? 经过标准化的乳, 通过抽检或用连续测
定方法确定要标准化的成分的含量 。 必
要时通过添加稀奶油, 脱脂乳, 水等来
进行调整 。 此过程要严格避免细菌或其
它方面的污染 。
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? 从经济的角度来看，最好是连续标准化（见图 7-2）：
混浊度和密度的测定法可用于确定脂肪含量、密度；
折射指数可用于干物质含量，也可用红外线测量，例
如确定乳粉中水分含量。在连续标准化中，大多数测
量信号放大可控制调节阀的位置，例如在稀奶油或蒸
汽供应管道中的阀；用这种方法调节所要求的含量。
为了完成标准化，必须掌握原料乳中混浊度和脂肪含
量之间的关系、密度和干物质含量之间的关系，这是
因为这些关系并不总是相同的。因为调整时极易出现
巨大波动，所以在线调节起来很困难。根据体积流量
以及浓度变化的测量，经常采取双重调节。
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图 7-2 脂肪标准化过程
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第二节 乳的热处理
? 所有液体乳和乳制品的生产都需要热处
理 。 这种处理主要目的在于杀死微生物
和使酶失活, 或获得一些变化, 主要为
化学变化 。 这些变化依赖热处理的强度,
即加热温度和受热时间 。 但热处理也会
带来不好的变化, 例如褐变, 风味变化,
营养物质损失, 菌抑制剂失活和对凝乳
力的损害, 因此必须谨慎使用热处理 。
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一、热处理目的
? 1.保证消费者的安全 热处理主要杀死
如结核杆菌、金黄色葡萄球菌、沙门氏
菌、李斯特菌等病原菌，及进入乳中的
潜在病原菌、腐败菌，其中很多菌耐高
温。
2009-11-12 30
2.延长保质期
? 主要杀死腐败菌和它们的芽胞及灭活乳
中天然存在的或由微生物分泌的酶。热
处理抑制了脂肪自身氧化带来的化学变
质,“凝乳素, 失活可避免迅速形成稀奶
油。
2009-11-12 31
3.形成产品的特性
? 如（ 1）乳蒸发前加热可提高炼乳杀菌期
间的凝固稳定性；（ 2）失活细菌抑制剂
如免疫球蛋白和乳过氧化氢酶系统来提
高发酵剂菌的生长；（ 3） 获得酸奶的理
想粘度；（ 4）促进乳在酸化过程中乳清
蛋白和酪蛋白凝集。
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二、加热引起的变化
? 1,物理化学变化
? ① 包括 CO2在内的气体 （ 如果它们能从加热设备中排出 ）
可以在加热期间除去,特别是 O2的除去对加热期间氧化
反应速度和随后细菌增长速度有重要影响 。
? ② 胶体磷酸盐增加,而 [Ca2+]减少 。
? ③ 产生乳糖的同分异构体如异构化乳糖和乳糖的降解
物, 如乳酸等有机酸 。
? ④ 酪蛋白中的磷酸根, 磷脂会降解而无机磷增加 。
? ⑤ 乳的 pH值降低, 并且滴定酸度增加, 所有这些变化
都依赖于条件的变化 。
? ⑥ 大部分的乳清蛋白变性由此导致不溶 。
? ⑦ 许多酶被钝化 。
2009-11-12 33
? ⑧ 蛋白质与乳糖之间发生的反应，主要是美拉德反应，
使得赖氨酸效价降低。
? ⑨蛋白中的二硫键断裂，游离巯基的形成，这致使诸
如氧化还原电势的降低。
? ⑩蛋白质发生的其它化学反应。
? ⑾酪蛋白胶束发生聚集，最终会导致凝固。
? ⑿脂肪球膜发生变化，如 Cu+2含量变化。
? ⒀甘油酯水解
? ⒁由脂肪形成内酯和甲基酮
? ⒂一些维生素损失。
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2．加热处理综合变化
? ① 加热过程中乳起初变得稍微白一些,
随着加热强度的增加, 颜色变为棕色 。
? ② 粘度增加 。
? ③ 风味改变 。
? ④ 营养价值降低, 如维生素损失, 赖氨
酸效价降低 。
2009-11-12 35
? ⑤ 乳中一些微生物在热处理过的乳中生
长较快, 这是因为细菌抑制剂如乳过氧
化物酶－ H202－ CNS和免疫球蛋白钝化
失活 。 此外, 一定条件下热处理可以产
生某些物质促进一些菌生长, 相反抑制
另一些菌生长 。 所有这些变化很大在程
度上都取决于加热的强度 。
2009-11-12 36
? ⑥ 浓缩乳的热凝固和稠化趋势会降低。
? ⑦凝乳能力降低。
? ⑧乳脂上浮趋势降低。
? ⑨自动氧化趋势降低。
? ⑩在均质或复原过程形成的脂肪球表面
层物质组成受均质前加热强度的影响，
例如形成均质团的趋势有所增加。
2009-11-12 37
3．乳的热凝固
? 酪蛋白不像球蛋白那样容易加热变性 。
但在非常强烈的热处理条件下, 它能形
成聚合, 尤其在胶束内部 。 在生产条件
下, 酪蛋白在消毒过程中凝聚, 当凝聚
大量出现形成可见的凝胶体, 出现这种
现象所需时间被称作热凝固时间 （ HCT） 。
2009-11-12 38
? 乳的热凝固是一个非常复杂的现象,这是因为
一些互相作用和条件起了作用。最重要的因素
就是 pH值,乳的初始 pH值对热凝固时间有相当
大的影响，即 pH值越低，发生凝固的温度越低。
在温度保持不变的条件下，凝结速率随 pH值的
降低而增加。凝聚往往不可逆，即 pH值增加不
能使形成的凝聚再分散。加热过程中乳 pH值的
最初降低主要是由磷酸钙沉淀引起的，进一步
的降低是由于乳糖产生甲酸。
2009-11-12 39
? 实际上，乳很少产生热凝固问题，但浓缩乳如炼乳在
杀菌过程中会凝固。尽管乳与炼乳在热处理过程中大
部分的反应机制相同，但二者之间的结果有很大区别。
在原料奶没经预热的炼乳中，乳清蛋白处于自然状态，
经过 120℃ 加热，乳清蛋白开始变性并且在酸性范围内
强烈聚合,因为乳清蛋白浓度高（它们已被浓缩），酪
蛋白胶束与乳清蛋白形成胶体结合。在用预热过的乳
制成的炼乳中，乳清蛋白已经变性并与酪蛋白胶束结
合，在乳预热过程中，不形成胶体化是因为乳清蛋白
浓度太低，而在炼乳中不发生胶化是因为乳清蛋白已
经变性了。
2009-11-12 40
? 此外，在炼乳中 pH值由 6.2上升到 6.5，
稳定性也随之增加，原因与鲜乳一样是
因 Ca2＋ 活性降低的缘故。在 pH值＞ 7.6时，
炼乳稳定性降低，其原因是由于酪蛋白
胶粒 к －酪蛋白脱落引起的，结果没有
к －酪蛋白的胶束对 Ca2＋ 敏感性增加，
而炼乳中盐浓度比液态乳的要高，因此
造成炼乳的不稳定。
2009-11-12 41
三、加热强度
? 1,加热强度 对乳的影响 加热强度取决
于加热的持续时间和温度 。 根据微生物
的杀死和酶的钝化将热处理划分不同强
度 （ 如图 7-3） 。
2009-11-12 42
（ 1） 预热杀菌
（ Thermalization）
? 这是一种比低巴氏温度更低的热处理,
通常为 60～ 69℃, 15～ 20s。 其目的在于
杀死细菌，尤其是嗜冷菌。因为它们中
的一些产生耐热的脂酶和蛋白酶，这些
酶可以使乳产品变质。加热处理除了能
杀死许多活菌外，在乳中几乎不引起不
可逆变化。
2009-11-12 43
（ 2）低温巴氏杀菌 (Low
pasteurization)
? 这种杀菌是采用 63℃,30 min或 72℃,15 ～
20s加热而完成。可钝化乳中的碱性磷酸
酶，可杀死乳中所有的病原菌、酵母和
霉菌以及大部分的细菌，而在乳中生长
缓慢的某些种微生物不被杀死。此外，
一些酶被钝化，乳的风味改变很大，几
乎没有乳清蛋白变性、冷凝聚和抑菌特
性不受损害。
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（ 3）高温巴氏杀菌 (Hight
pasterurization)
? 采用 70～ 75℃, 20min或 85℃,5 ～ 20s加热，
可以破坏乳过氧化物酶的活性。然而，生产中
有时采用更高温度，一直到 100℃,使除芽胞
外所有细菌生长体都被杀死；大部分的酶都被
钝化，但乳蛋白酶（胞质素）和某些细菌蛋白
酶与脂酶不被钝化或不完全被钝化；大部分抑
菌特性被破坏；部分乳清蛋白发生变性，乳中
产生明显的蒸煮味，如是奶油则产生瓦斯味。
除了损失 VC之外，营养价值没有重大变化。产
品脂肪自动氧化的稳定性增加；发生很少的不
可逆化学反应。
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（ 4）灭菌 (Sterilization)
? 这种热处理能杀死所有微生物包括芽胞，通常采用
110℃,30 min（ 在瓶中灭菌）,130℃,2 ～ 4s或
145℃,1 s。 后两种热处理条件被称为 UHT（ 超高温瞬时
灭菌）。热处理条件不同产生的效果是不一样的，
110℃,30 min加热可钝化所有乳固有酶，但是不能钝化
所有细菌脂酶和蛋白酶；产生严重的美拉德反应，导
致棕色化；形成灭菌乳气味；损失一些赖氨酸；维生
素含量降低；引起包括酪蛋白在内的蛋白质相当大的
变化；使乳 pH值大约降低了 0.2个单位；而 UHT处理则
对乳没有破坏。
2009-11-12 46
?
灭菌范围热处理时间
温度
图 7-3热处理强度对乳的影响
2009-11-12 47
2、嗜热细菌学
(Thermobacteriology)
? 各种微生物在抗热性方面有很大不同 。
一般用特征参数 D和 Z[达到 1/10个 D所需
升高温度 （ K） ]来表示 。 各种微生物的
抗热性会随加热介质中干物质含量的增
加而提高, 对温度的敏感性可能降低 。
加热过程中微生物抗热性有下列几种情
况值得注意：
2009-11-12 48
? ? 微生物即便是一个菌株的抗热性也会
改变, 这可能是因为活菌的基因改变了 。
除此之外, 还可能因为单细胞在不同条
件下生长 。 一般来说, 在加热时对热最
敏感的细胞将首先被杀死, 因此剩下的
在抗热性上就提高了 。
2009-11-12 49
? ? 短时加热牛奶有时会增加菌落数。注
意菌落数被定义为每毫升中形成的菌落
单位是很重要的。因为加热器中的对流
作用，以聚集状态存在的微生物会被分
散成单细胞，因此菌落数增加。
2009-11-12 50
? ? 能杀死一种微生物的繁殖体的热处理
并不一定使其芽胞的死亡，甚至能促使
产生芽胞。例如，污染了芽胞杆菌的牛
乳在 70℃ 下保持 30min，可使所有微生物
繁殖体被杀死，但不包括芽胞，仍能使
乳腐败。
2009-11-12 51
3、酶的灭活
? 由于脂酶不完全失活, 乳及乳制品中脂
肪分解可能带来酸败的气味 。 乳中残留
的蛋白酶专一作用于 ?-和 ?S2-酪蛋白可能
会产生苦味并且脱脂乳最后或多或少会
变得透明 。 而乳中残留的细菌蛋白酶主
要作用于 ?-酪蛋白, 结果可能是产生苦
味, 形成凝胶, 产生乳清 。
2009-11-12 52
? 抵抗乳中酶活性的有效方法是进行足够
的热处理。而多数细菌的酶因为有很强
的抗热性不能通过一般热处理而被充分
地灭活。因此，切实可行的方法是去阻
止有关细菌的生长。
2009-11-12 53
第三节 乳的均质
? 一, 均质目的
? 均质在在乳制品加工过程中主要目的及
应用如下：
? 1,防止脂肪上浮或其它成分沉淀而造成
的分层 为了做到这一点, 脂肪球的大小
应被大幅度地降低到 1μm。 另一个情况,
均质能减少可可粒的沉淀, 酪蛋白在酸
性条件下的凝胶沉淀 。
2009-11-12 54
? 通过均质脂肪球的直径减小使表面积增
大增加了脂肪球的稳定性 。 此外, 微粒
聚沉尤其在稀奶油层中易发生, 经均质
过的制品中形成的微粒聚沉非常缓慢 。
总之, 防止微粒聚沉通常是均质的最重
要的目的 。
2．提高微粒聚集物的稳定性
2009-11-12 55
3．获得要求的流变性质
? 均质块的形成能极大地增加产品, 如稀
奶油的粘度 。 均质后酸化的乳 （ 如酸奶 ）
比未被均质的酸化乳的粘度要高 。 这是
由于被酪蛋白覆盖的脂肪球参与酪蛋白
胶束的凝聚 。
2009-11-12 56
4．还原乳制品
? 均质可以使乳成分在溶液中分散，然而
均质机不是乳化设备，因此，涉及的混
合物应首先预乳化，如严格进行搅拌，
形成的不完全乳化体系后再均质。
2009-11-12 57
二、稳定脂肪的均质原理
? 1,菌质机及工作原理
? 均质机是由一个高压泵和均质阀组成 。
操作原理是在一个适合的均质压力下,
料液通过窄小的均质伐阀而获得很高的
速度, 这导致了剧烈的湍流, 形成的小
涡流中产生了较高的料液流速梯度引起
压力波动, 这会打散许多颗粒, 尤其是
液滴 （ 见图 7-4） 。
2009-11-12 58
图 7-4 乳的均质
均质后产品
均质后产品
均质前原料
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? 均质后的脂肪形成细小的球体，新形成的表面
膜主要由胶体酪蛋白和乳清蛋白质组成，其中
一些酪蛋白胶束存在于层内，而大多数或多或
少延伸出来形成胶束断层或次级胶束层。因均
质后脂肪球的大部分表面被酪蛋白覆盖（大约
90%，在还原乳中占 100%），使脂肪球具有象
酪蛋白胶束一样的性质。任何使酪蛋白胶束凝
聚的反应因素如凝乳、酸化或高温加热都将使
均质后脂肪球凝集。
2009-11-12 60
2．均质团现象
? （ 1） 均质团概念 稀奶油的均质通常引
起粘度增加,在显微镜下可以看到在均质
的稀奶油中有大量的脂肪球聚集物, 含
有大约 10５ 个脂肪球而非单一的脂肪球,
即所谓均质团 （ Homogenization
Clusters） （ 图 7-5）, 脂肪絮凝或粘滞
化 。 因为均质团间隙含有液体使稀奶油
中颗粒的有效体积增加, 因此增加了它
的粘度 。
2009-11-12 61
二段均质后脂肪分布一段均质后脂肪分布均质前脂肪分布
图 7-5 均质前后乳中脂肪球的变化
2009-11-12 62
（ 2） 均质团成因及影响因素
? 在均质过程中当部分裸露的脂肪球与其它已经
覆有酪蛋白胶束的脂肪球相碰时, 这种酪蛋白
胶束也能够附着在裸露的脂肪球表面 。 因此两
个脂肪球由酪蛋白胶束这个, 桥, 连接着, 从
而形成均质团, 该团块会很快被随后的湍流旋
涡打散 。 然而, 如果蛋白质太少以至于不能完
全覆盖在新形成的脂肪表面, 部分裸核脂肪球
恰好在均质机的阀缝之外会形成均质团, 在那
动力太小以致不能再次打破 。
2009-11-12 63
? 高脂肪含量、低蛋白含量、高均质压力
及表面蛋白相对过剩，均质温度低（酪
蛋白胶束扩散慢），强烈预热（几乎没
有乳清蛋白吸附）等促进了均质团的形
成。在实际操作中，当稀奶油 含量 小于
9%时，均质团块不产生；在含有高于
18%脂肪的稀奶油通常产生均质团；在
脂肪含量 9%～ 18%范围内的，产生的团
块主要与均质压力和温度有关。
2009-11-12 64
? 目前生产中采用二段均质机，其中第一
段均质压力大（占总均质压力的 2/3），
形成的湍流强度高是为了打破脂肪球；
第二段的压力小（占总均质压力的 1/3）
，形成的湍流强度很小不足以打破脂肪
球，因此不能再形成新的团块，但可打
破第一段均质形成的均质团块。
2009-11-12 65
3．均质效果及测定
? 经过均质的乳脂肪球变小, 其大小受均
质压力影响, 并有不同分布 （ 图 7-6） 。
2009-11-12 66
图 7-6 不同均质条件下脂肪球的分布
脂肪球的半径
(μm)
脂肪球的含量 (%)
均质压力为 250bar
均质压力为 100bar
未均质
2009-11-12 67
? 可以通过测定均质指数来检查牛奶的均质效果, 把奶
样在 4℃ 和 6℃ 的温度下保持 48h。 然后测定在上层 (容
量的 1／ 10)和下层 (容量的 9／ 10)中的含脂率 。 上层与
下层含脂率的百分比差数, 除以上层含脂率数即为均
质指数 。 例如, 上层的含脂率为 3,3％, 下层为 3.0％
均质指数将为：
93.3 100)0.33.3( ???
2009-11-12 68
? 均质奶的均质指数应在 1～ 10的范围之内。
均质后的脂肪球，大部分在 1.0 μm以下。
均质的效果，也可以用显微镜、离心、
静置等方法来检查，通常用显微镜检查
比较简便。
?
2009-11-12 69
四,均质对乳其它方面的影响
? 含有解脂酶的均质乳大大增加了脂肪分解，均
质后原料乳在几分钟内就可酸败,这可以解释为
解脂酶能够渗透由于均质而形成的膜，但不能
渗透天然 (乳脂肪球 )膜中。因此应避免均质生
牛奶，或者把均质后的乳迅速巴氏杀菌以使解
脂酶失活。
2009-11-12 70
? 由于在均质机中乳可能被细菌污染，因此常在
巴氏杀菌前均质。此外，应避免均质后的乳与
原料乳的混合，以防脂肪被分解。另外，均质
乳还表现出如下特性：颜色变白、易于形成泡
沫、易于脂肪自然氧化、脂肪球失去冷却条件
下凝固起来的能力。这是由于均质（在非常低
的压力 ——1MPa就足够了）后凝集素失活而
非脂肪球变化引起,。细菌（如乳酸菌等）的凝
集素也能失活,但需更高的压力如 10MPa。
2009-11-12 71
? 为节约能源和机械有时采用部分均质（
生产能力大的均质机非常昂贵而且耗能
多），即乳先被分成脱脂乳和稀奶油，
稀奶油被均质后再与分离出的乳混合。
准及验收
2009-11-12 2
3．滴定酸度
? 滴定酸度就是用相应的碱中和鲜乳中的酸性物
质，根据碱的用量确定鲜乳的酸度和热稳定性。
一般用 0.1mol·L-1 NaOH滴定，计算乳的酸度。
该法测定酸度虽然准确，但在现场收购时受到
实验室条件限制。为此，使用简易法：用
17.6ml的贝布科克氏鲜乳移液管，取 18g鲜乳
样品，加入等量的不含二氧化碳的蒸馏水进行
稀释，以酚酞作指示剂，再加入 18ml 0.02N氢
氧化钠溶液，并使之充分混合，如呈微红色，
说明其鲜乳酸度在 0.18%以下。
2009-11-12 3
4．比重
? 比重是常作为评定鲜乳成分是否正常的
一个指标, 但不能只凭这一项来判断,
必须再通过脂肪, 风味的检验, 可判断
鲜乳是否经过脱脂或是加水 。
2009-11-12 4
? 比重测定时要注意正确操作，读数是以
鲜乳液面的最上端所示刻度为准，在读
取数值时应迅速，在比重计放入后静止
即刻进行读数。如果放置时间过长，由
于脂肪球上浮，使鲜乳上层中脂肪增多，
而下层脂肪减少，使比重计球部的比重
增大，所测数值也偏高。测定最好在
10—20℃ 范围内进行，倒入鲜乳时不要
泡沫过多，否则密度变小，比重降低。
2009-11-12 5
5．细菌数、体细胞数、抗生物质检验
? 一般现场收购鲜奶不做细菌检验, 但在
加工以前, 必须检查细菌总数, 体细胞
数, 以确定原料乳的质量和等级 。 如果
是加工发酵制品的原料乳, 必须做抗生
物质检查 。
2009-11-12 6
（ 1）细菌检查
? 细菌检查方法很多, 有美蓝还原试验,
细菌总数测定, 直接镜检等方法 。
? ① 美蓝还原试验
? 美蓝还原试验是用来判断原料乳的新鲜
程度的一种色素还原试验 。 新鲜乳加入
亚甲基蓝后染为蓝色, 如污染大量微生
物产生还原酶使颜色逐渐变淡, 直至无
色, 通过测定颜色变化速度, 间接地推
断出鲜奶中的细菌数 。
2009-11-12 7
? 该法除可间接迅速地查明细菌数外, 对
白血球及其它细胞的还原作用也敏感 。
因此, 还可检验异常乳 （ 乳房炎乳及初
乳或末乳 ） 。
2009-11-12 8
② 稀释倾注平板法
? 平板培养计数是取样稀释后, 接种于琼
脂培养基上, 培养 24h后计数, 测定样品
的细菌总数 。 该法测定样品中的活菌数,
测定需要时间较长 。
2009-11-12 9
③ 直接镜检法（费里德氏法）
? 利用显微镜直接观察确定鲜乳中微生物
数量的一种方法。取一定量的乳样，在
载玻片涂沫一定的面积，经过干燥、染
色、镜检观察细菌数，根据显微镜视野
面积，推断出鲜乳中的细菌总数，而非
活菌数。
? 直接镜检地比平板培养法更能迅速判断
结果，通过观察细菌的形态，推断细菌
数增多的原因。
2009-11-12 10
（ 2）细胞数检验
? 正常乳中的体细胞，多数来源于上皮组
织的单核细胞，如有明显的多核细胞出
现，可判断为异常乳。常用的方法有直
接镜检法（同细菌检验）或加利福尼亚
细胞数测定法（ GMT法）。 GMT法是根据
细胞表面活性剂的表面张力，细胞在遇
到表面活性剂时，会收缩凝固。细胞越
多，凝集状态越强，出现的凝集片越多。
2009-11-12 11
（ 3）抗生物质残留量检验
? 抗生物质残留量检验是验收发酵乳制品
原料乳的必检指标 。 常用的方法有以下
几种：
? ① TTC试验 如果鲜乳中有抗生物质的残留,
在被检乳样中, 接种细菌进行培养, 细菌不能
增殖, 此时加入的指示剂 TTC保持原有的无色
状态 （ 未经过还原 ） 。 反之, 如果无抗生物质
残留, 试验菌就会增殖, 使 TTC还原, 被检样
变成红色, 可见, 被检样保持鲜乳的颜色, 即
为阳性 。 如果变成红色, 为阴性 。
2009-11-12 12
② 纸片法
? 将指示菌接种到琼脂培养基上, 然后将
浸过被检乳样的纸片放入培养基上, 进
行培养 。 如果被检乳样中有抗生物质残
留, 会向纸片的四周扩散, 阻止指示菌
的生长, 在纸片的周围形成透明的阻止
带, 根据阻止带的直径, 判断抗生物质
的残留量 。
2009-11-12 13
6．乳成份的测定
? 近年来随着分析仪器的发展, 乳品检测
方法出现了很多高效率的检验仪器 。 采
用光学法来测定乳脂肪, 乳蛋白, 乳糖
及总干物质, 并已开发使用各种微波仪
器 。
2009-11-12 14
（ 1）微波干燥法测定总干物质
（ TMS检验）
? 通过 2450MHZ的微波干燥牛奶，并自动称
量、记录乳总干物质的重量，测定速度
快，测定准确，便于指导生产。
2009-11-12 15
（ 2）红外线牛奶全成分测定
? 通过红外线分光光度计，自动测出牛奶
中的脂肪、蛋白质、乳糖三种成份。红
外线通过牛奶后，牛奶中的脂肪、蛋白
质、乳糖的不同浓度，减弱了红外线的
波长，通过红外线波长的减弱率反应出
三种成份的含量。该法测定速度快，但
设备造价较高。
2009-11-12 16
第七章 乳制品生产常用的加工处理
? 第一节 乳的离心
2009-11-12 17
一、牛奶分离的目的
? 在乳制品生产中离心 （ Centrifugation）
分离的目的主要是得到稀奶油和 /或甜酪
乳, 分离出甜奶油或乳清, 对乳或乳制
品进行标准化以得到要求的脂肪含量 。
另一个目的是清除乳中杂质, 主要是脏
的颗粒, 白细胞等 。 离心分离也用于除
去细菌和它们的芽孢 （, 除菌, ） 。
2009-11-12 18
二、分 离
? 1.脂肪分离及影响稀奶油分离的效率因素 有很
多乳分离机或乳离心机 。 以分离脂肪
? 为例, 直径为 d的一个脂肪球的沉降速度 v（ 见
图 7-1）,
? v=Rω 2(ρp-ρf)d2/18ηp
? 式中,R——有效半径；
? ω ——角速度；
? ρp——脱脂乳密度；
? ρf——脂肪球密度
? ηp——粘度 。
2009-11-12 19
图 7-1 不同大小脂肪球的上浮速度
2009-11-12 20
影响稀奶油分离的效率因素如下：
? （ 1） 离心加速度 Rω 2 一般在 4000× g，
g是重力加速度 。
? （ 2） 脂肪球移动的距离 分离盘将分离
机中的空间分成许多部分, 隔开的空间
间距仅 0.5mm。
? （ 3） 分离的时间 它受分离机中产生分
离作用的那部分的容量和流速的影响 。
2009-11-12 21
? （ 4） 脂肪球的大小分布 根据分离机的
构造, 操作条件, 乳的性质, 通过离心
而保持不分离的脂肪球的临界直径约
0.7μm。 所以, 以小脂肪球存在的量对分
离效果至关重要 。 另外, 乳中还有一些
非球状脂肪 （ 约 0.025%） 。 总之, 45℃
时, 通常分离乳中脂肪含量为 0.04%～
0.05%。
2009-11-12 22
? （ 5） 温度 温度会影响 ηp,也影响 ρf,ρp，
并对 d稍微有些影响 。 这些变量一起成为
一个有效的因素 。 如果乳要在低温下如
4℃ 分离, 需要使用特殊构造的分离机,
经分离机得到的脱脂乳脂肪含量多数在
0.07%～ 0.1%。
2009-11-12 23
? （ 6） 乳的脂肪含量 脂肪含量越高, 所
分离得到的脱脂乳中脂肪含量越高 。
? （ 7） 分离机的正确操作 要求没有震动,
没有泄漏等 。 分离机结构对分离结果影
响很大, 因为它决定持续时间和有效半
径的范围； 如果分离机只用于清除乳中
杂质, 可以安装不同的分离盘架, 这会
使分离机的效率增加一倍, 并且可在低
温下操作 。
?
2009-11-12 24
2．除菌（ Bactofugation）
? 细菌特别是芽孢可以通过专门设计的离心机即
除菌机，在高离心力和高温下分离除去。在
73℃ 左右时，处理两次会使菌数减少三个数量
级，得到芽孢数量很少的乳，但有少部分乳固
体进入杂质中，为了降低费用，对排除的杂质
经常采用杀菌再加入到乳中。该除菌机已被用
来减少干酪原料乳中丁酸梭状芽孢杆菌的芽孢
数量，建议这种方法也用于清除 UHT奶巴氏杀
菌乳及饮料中的蜡样芽孢杆菌的芽孢。
2009-11-12 25
3,标准化（ Standardizing）
? 因为产品规格或生产企业产品标准要求,
乳制品的成分需要标准化 。 标准化主要
包括脂肪含量, 蛋白质含量及其它一些
成分 。
? 经过标准化的乳, 通过抽检或用连续测
定方法确定要标准化的成分的含量 。 必
要时通过添加稀奶油, 脱脂乳, 水等来
进行调整 。 此过程要严格避免细菌或其
它方面的污染 。
2009-11-12 26
? 从经济的角度来看，最好是连续标准化（见图 7-2）：
混浊度和密度的测定法可用于确定脂肪含量、密度；
折射指数可用于干物质含量，也可用红外线测量，例
如确定乳粉中水分含量。在连续标准化中，大多数测
量信号放大可控制调节阀的位置，例如在稀奶油或蒸
汽供应管道中的阀；用这种方法调节所要求的含量。
为了完成标准化，必须掌握原料乳中混浊度和脂肪含
量之间的关系、密度和干物质含量之间的关系，这是
因为这些关系并不总是相同的。因为调整时极易出现
巨大波动，所以在线调节起来很困难。根据体积流量
以及浓度变化的测量，经常采取双重调节。
2009-11-12 27
图 7-2 脂肪标准化过程
2009-11-12 28
第二节 乳的热处理
? 所有液体乳和乳制品的生产都需要热处
理 。 这种处理主要目的在于杀死微生物
和使酶失活, 或获得一些变化, 主要为
化学变化 。 这些变化依赖热处理的强度,
即加热温度和受热时间 。 但热处理也会
带来不好的变化, 例如褐变, 风味变化,
营养物质损失, 菌抑制剂失活和对凝乳
力的损害, 因此必须谨慎使用热处理 。
2009-11-12 29
一、热处理目的
? 1.保证消费者的安全 热处理主要杀死
如结核杆菌、金黄色葡萄球菌、沙门氏
菌、李斯特菌等病原菌，及进入乳中的
潜在病原菌、腐败菌，其中很多菌耐高
温。
2009-11-12 30
2.延长保质期
? 主要杀死腐败菌和它们的芽胞及灭活乳
中天然存在的或由微生物分泌的酶。热
处理抑制了脂肪自身氧化带来的化学变
质,“凝乳素, 失活可避免迅速形成稀奶
油。
2009-11-12 31
3.形成产品的特性
? 如（ 1）乳蒸发前加热可提高炼乳杀菌期
间的凝固稳定性；（ 2）失活细菌抑制剂
如免疫球蛋白和乳过氧化氢酶系统来提
高发酵剂菌的生长；（ 3） 获得酸奶的理
想粘度；（ 4）促进乳在酸化过程中乳清
蛋白和酪蛋白凝集。
2009-11-12 32
二、加热引起的变化
? 1,物理化学变化
? ① 包括 CO2在内的气体 （ 如果它们能从加热设备中排出 ）
可以在加热期间除去,特别是 O2的除去对加热期间氧化
反应速度和随后细菌增长速度有重要影响 。
? ② 胶体磷酸盐增加,而 [Ca2+]减少 。
? ③ 产生乳糖的同分异构体如异构化乳糖和乳糖的降解
物, 如乳酸等有机酸 。
? ④ 酪蛋白中的磷酸根, 磷脂会降解而无机磷增加 。
? ⑤ 乳的 pH值降低, 并且滴定酸度增加, 所有这些变化
都依赖于条件的变化 。
? ⑥ 大部分的乳清蛋白变性由此导致不溶 。
? ⑦ 许多酶被钝化 。
2009-11-12 33
? ⑧ 蛋白质与乳糖之间发生的反应，主要是美拉德反应，
使得赖氨酸效价降低。
? ⑨蛋白中的二硫键断裂，游离巯基的形成，这致使诸
如氧化还原电势的降低。
? ⑩蛋白质发生的其它化学反应。
? ⑾酪蛋白胶束发生聚集，最终会导致凝固。
? ⑿脂肪球膜发生变化，如 Cu+2含量变化。
? ⒀甘油酯水解
? ⒁由脂肪形成内酯和甲基酮
? ⒂一些维生素损失。
2009-11-12 34
2．加热处理综合变化
? ① 加热过程中乳起初变得稍微白一些,
随着加热强度的增加, 颜色变为棕色 。
? ② 粘度增加 。
? ③ 风味改变 。
? ④ 营养价值降低, 如维生素损失, 赖氨
酸效价降低 。
2009-11-12 35
? ⑤ 乳中一些微生物在热处理过的乳中生
长较快, 这是因为细菌抑制剂如乳过氧
化物酶－ H202－ CNS和免疫球蛋白钝化
失活 。 此外, 一定条件下热处理可以产
生某些物质促进一些菌生长, 相反抑制
另一些菌生长 。 所有这些变化很大在程
度上都取决于加热的强度 。
2009-11-12 36
? ⑥ 浓缩乳的热凝固和稠化趋势会降低。
? ⑦凝乳能力降低。
? ⑧乳脂上浮趋势降低。
? ⑨自动氧化趋势降低。
? ⑩在均质或复原过程形成的脂肪球表面
层物质组成受均质前加热强度的影响，
例如形成均质团的趋势有所增加。
2009-11-12 37
3．乳的热凝固
? 酪蛋白不像球蛋白那样容易加热变性 。
但在非常强烈的热处理条件下, 它能形
成聚合, 尤其在胶束内部 。 在生产条件
下, 酪蛋白在消毒过程中凝聚, 当凝聚
大量出现形成可见的凝胶体, 出现这种
现象所需时间被称作热凝固时间 （ HCT） 。
2009-11-12 38
? 乳的热凝固是一个非常复杂的现象,这是因为
一些互相作用和条件起了作用。最重要的因素
就是 pH值,乳的初始 pH值对热凝固时间有相当
大的影响，即 pH值越低，发生凝固的温度越低。
在温度保持不变的条件下，凝结速率随 pH值的
降低而增加。凝聚往往不可逆，即 pH值增加不
能使形成的凝聚再分散。加热过程中乳 pH值的
最初降低主要是由磷酸钙沉淀引起的，进一步
的降低是由于乳糖产生甲酸。
2009-11-12 39
? 实际上，乳很少产生热凝固问题，但浓缩乳如炼乳在
杀菌过程中会凝固。尽管乳与炼乳在热处理过程中大
部分的反应机制相同，但二者之间的结果有很大区别。
在原料奶没经预热的炼乳中，乳清蛋白处于自然状态，
经过 120℃ 加热，乳清蛋白开始变性并且在酸性范围内
强烈聚合,因为乳清蛋白浓度高（它们已被浓缩），酪
蛋白胶束与乳清蛋白形成胶体结合。在用预热过的乳
制成的炼乳中，乳清蛋白已经变性并与酪蛋白胶束结
合，在乳预热过程中，不形成胶体化是因为乳清蛋白
浓度太低，而在炼乳中不发生胶化是因为乳清蛋白已
经变性了。
2009-11-12 40
? 此外，在炼乳中 pH值由 6.2上升到 6.5，
稳定性也随之增加，原因与鲜乳一样是
因 Ca2＋ 活性降低的缘故。在 pH值＞ 7.6时，
炼乳稳定性降低，其原因是由于酪蛋白
胶粒 к －酪蛋白脱落引起的，结果没有
к －酪蛋白的胶束对 Ca2＋ 敏感性增加，
而炼乳中盐浓度比液态乳的要高，因此
造成炼乳的不稳定。
2009-11-12 41
三、加热强度
? 1,加热强度 对乳的影响 加热强度取决
于加热的持续时间和温度 。 根据微生物
的杀死和酶的钝化将热处理划分不同强
度 （ 如图 7-3） 。
2009-11-12 42
（ 1） 预热杀菌
（ Thermalization）
? 这是一种比低巴氏温度更低的热处理,
通常为 60～ 69℃, 15～ 20s。 其目的在于
杀死细菌，尤其是嗜冷菌。因为它们中
的一些产生耐热的脂酶和蛋白酶，这些
酶可以使乳产品变质。加热处理除了能
杀死许多活菌外，在乳中几乎不引起不
可逆变化。
2009-11-12 43
（ 2）低温巴氏杀菌 (Low
pasteurization)
? 这种杀菌是采用 63℃,30 min或 72℃,15 ～
20s加热而完成。可钝化乳中的碱性磷酸
酶，可杀死乳中所有的病原菌、酵母和
霉菌以及大部分的细菌，而在乳中生长
缓慢的某些种微生物不被杀死。此外，
一些酶被钝化，乳的风味改变很大，几
乎没有乳清蛋白变性、冷凝聚和抑菌特
性不受损害。
2009-11-12 44
（ 3）高温巴氏杀菌 (Hight
pasterurization)
? 采用 70～ 75℃, 20min或 85℃,5 ～ 20s加热，
可以破坏乳过氧化物酶的活性。然而，生产中
有时采用更高温度，一直到 100℃,使除芽胞
外所有细菌生长体都被杀死；大部分的酶都被
钝化，但乳蛋白酶（胞质素）和某些细菌蛋白
酶与脂酶不被钝化或不完全被钝化；大部分抑
菌特性被破坏；部分乳清蛋白发生变性，乳中
产生明显的蒸煮味，如是奶油则产生瓦斯味。
除了损失 VC之外，营养价值没有重大变化。产
品脂肪自动氧化的稳定性增加；发生很少的不
可逆化学反应。
2009-11-12 45
（ 4）灭菌 (Sterilization)
? 这种热处理能杀死所有微生物包括芽胞，通常采用
110℃,30 min（ 在瓶中灭菌）,130℃,2 ～ 4s或
145℃,1 s。 后两种热处理条件被称为 UHT（ 超高温瞬时
灭菌）。热处理条件不同产生的效果是不一样的，
110℃,30 min加热可钝化所有乳固有酶，但是不能钝化
所有细菌脂酶和蛋白酶；产生严重的美拉德反应，导
致棕色化；形成灭菌乳气味；损失一些赖氨酸；维生
素含量降低；引起包括酪蛋白在内的蛋白质相当大的
变化；使乳 pH值大约降低了 0.2个单位；而 UHT处理则
对乳没有破坏。
2009-11-12 46
?
灭菌范围热处理时间
温度
图 7-3热处理强度对乳的影响
2009-11-12 47
2、嗜热细菌学
(Thermobacteriology)
? 各种微生物在抗热性方面有很大不同 。
一般用特征参数 D和 Z[达到 1/10个 D所需
升高温度 （ K） ]来表示 。 各种微生物的
抗热性会随加热介质中干物质含量的增
加而提高, 对温度的敏感性可能降低 。
加热过程中微生物抗热性有下列几种情
况值得注意：
2009-11-12 48
? ? 微生物即便是一个菌株的抗热性也会
改变, 这可能是因为活菌的基因改变了 。
除此之外, 还可能因为单细胞在不同条
件下生长 。 一般来说, 在加热时对热最
敏感的细胞将首先被杀死, 因此剩下的
在抗热性上就提高了 。
2009-11-12 49
? ? 短时加热牛奶有时会增加菌落数。注
意菌落数被定义为每毫升中形成的菌落
单位是很重要的。因为加热器中的对流
作用，以聚集状态存在的微生物会被分
散成单细胞，因此菌落数增加。
2009-11-12 50
? ? 能杀死一种微生物的繁殖体的热处理
并不一定使其芽胞的死亡，甚至能促使
产生芽胞。例如，污染了芽胞杆菌的牛
乳在 70℃ 下保持 30min，可使所有微生物
繁殖体被杀死，但不包括芽胞，仍能使
乳腐败。
2009-11-12 51
3、酶的灭活
? 由于脂酶不完全失活, 乳及乳制品中脂
肪分解可能带来酸败的气味 。 乳中残留
的蛋白酶专一作用于 ?-和 ?S2-酪蛋白可能
会产生苦味并且脱脂乳最后或多或少会
变得透明 。 而乳中残留的细菌蛋白酶主
要作用于 ?-酪蛋白, 结果可能是产生苦
味, 形成凝胶, 产生乳清 。
2009-11-12 52
? 抵抗乳中酶活性的有效方法是进行足够
的热处理。而多数细菌的酶因为有很强
的抗热性不能通过一般热处理而被充分
地灭活。因此，切实可行的方法是去阻
止有关细菌的生长。
2009-11-12 53
第三节 乳的均质
? 一, 均质目的
? 均质在在乳制品加工过程中主要目的及
应用如下：
? 1,防止脂肪上浮或其它成分沉淀而造成
的分层 为了做到这一点, 脂肪球的大小
应被大幅度地降低到 1μm。 另一个情况,
均质能减少可可粒的沉淀, 酪蛋白在酸
性条件下的凝胶沉淀 。
2009-11-12 54
? 通过均质脂肪球的直径减小使表面积增
大增加了脂肪球的稳定性 。 此外, 微粒
聚沉尤其在稀奶油层中易发生, 经均质
过的制品中形成的微粒聚沉非常缓慢 。
总之, 防止微粒聚沉通常是均质的最重
要的目的 。
2．提高微粒聚集物的稳定性
2009-11-12 55
3．获得要求的流变性质
? 均质块的形成能极大地增加产品, 如稀
奶油的粘度 。 均质后酸化的乳 （ 如酸奶 ）
比未被均质的酸化乳的粘度要高 。 这是
由于被酪蛋白覆盖的脂肪球参与酪蛋白
胶束的凝聚 。
2009-11-12 56
4．还原乳制品
? 均质可以使乳成分在溶液中分散，然而
均质机不是乳化设备，因此，涉及的混
合物应首先预乳化，如严格进行搅拌，
形成的不完全乳化体系后再均质。
2009-11-12 57
二、稳定脂肪的均质原理
? 1,菌质机及工作原理
? 均质机是由一个高压泵和均质阀组成 。
操作原理是在一个适合的均质压力下,
料液通过窄小的均质伐阀而获得很高的
速度, 这导致了剧烈的湍流, 形成的小
涡流中产生了较高的料液流速梯度引起
压力波动, 这会打散许多颗粒, 尤其是
液滴 （ 见图 7-4） 。
2009-11-12 58
图 7-4 乳的均质
均质后产品
均质后产品
均质前原料
2009-11-12 59
? 均质后的脂肪形成细小的球体，新形成的表面
膜主要由胶体酪蛋白和乳清蛋白质组成，其中
一些酪蛋白胶束存在于层内，而大多数或多或
少延伸出来形成胶束断层或次级胶束层。因均
质后脂肪球的大部分表面被酪蛋白覆盖（大约
90%，在还原乳中占 100%），使脂肪球具有象
酪蛋白胶束一样的性质。任何使酪蛋白胶束凝
聚的反应因素如凝乳、酸化或高温加热都将使
均质后脂肪球凝集。
2009-11-12 60
2．均质团现象
? （ 1） 均质团概念 稀奶油的均质通常引
起粘度增加,在显微镜下可以看到在均质
的稀奶油中有大量的脂肪球聚集物, 含
有大约 10５ 个脂肪球而非单一的脂肪球,
即所谓均质团 （ Homogenization
Clusters） （ 图 7-5）, 脂肪絮凝或粘滞
化 。 因为均质团间隙含有液体使稀奶油
中颗粒的有效体积增加, 因此增加了它
的粘度 。
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二段均质后脂肪分布一段均质后脂肪分布均质前脂肪分布
图 7-5 均质前后乳中脂肪球的变化
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（ 2） 均质团成因及影响因素
? 在均质过程中当部分裸露的脂肪球与其它已经
覆有酪蛋白胶束的脂肪球相碰时, 这种酪蛋白
胶束也能够附着在裸露的脂肪球表面 。 因此两
个脂肪球由酪蛋白胶束这个, 桥, 连接着, 从
而形成均质团, 该团块会很快被随后的湍流旋
涡打散 。 然而, 如果蛋白质太少以至于不能完
全覆盖在新形成的脂肪表面, 部分裸核脂肪球
恰好在均质机的阀缝之外会形成均质团, 在那
动力太小以致不能再次打破 。
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? 高脂肪含量、低蛋白含量、高均质压力
及表面蛋白相对过剩，均质温度低（酪
蛋白胶束扩散慢），强烈预热（几乎没
有乳清蛋白吸附）等促进了均质团的形
成。在实际操作中，当稀奶油 含量 小于
9%时，均质团块不产生；在含有高于
18%脂肪的稀奶油通常产生均质团；在
脂肪含量 9%～ 18%范围内的，产生的团
块主要与均质压力和温度有关。
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? 目前生产中采用二段均质机，其中第一
段均质压力大（占总均质压力的 2/3），
形成的湍流强度高是为了打破脂肪球；
第二段的压力小（占总均质压力的 1/3）
，形成的湍流强度很小不足以打破脂肪
球，因此不能再形成新的团块，但可打
破第一段均质形成的均质团块。
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3．均质效果及测定
? 经过均质的乳脂肪球变小, 其大小受均
质压力影响, 并有不同分布 （ 图 7-6） 。
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图 7-6 不同均质条件下脂肪球的分布
脂肪球的半径
(μm)
脂肪球的含量 (%)
均质压力为 250bar
均质压力为 100bar
未均质
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? 可以通过测定均质指数来检查牛奶的均质效果, 把奶
样在 4℃ 和 6℃ 的温度下保持 48h。 然后测定在上层 (容
量的 1／ 10)和下层 (容量的 9／ 10)中的含脂率 。 上层与
下层含脂率的百分比差数, 除以上层含脂率数即为均
质指数 。 例如, 上层的含脂率为 3,3％, 下层为 3.0％
均质指数将为：
93.3 100)0.33.3( ???
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? 均质奶的均质指数应在 1～ 10的范围之内。
均质后的脂肪球，大部分在 1.0 μm以下。
均质的效果，也可以用显微镜、离心、
静置等方法来检查，通常用显微镜检查
比较简便。
?
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四,均质对乳其它方面的影响
? 含有解脂酶的均质乳大大增加了脂肪分解，均
质后原料乳在几分钟内就可酸败,这可以解释为
解脂酶能够渗透由于均质而形成的膜，但不能
渗透天然 (乳脂肪球 )膜中。因此应避免均质生
牛奶，或者把均质后的乳迅速巴氏杀菌以使解
脂酶失活。
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? 由于在均质机中乳可能被细菌污染，因此常在
巴氏杀菌前均质。此外，应避免均质后的乳与
原料乳的混合，以防脂肪被分解。另外，均质
乳还表现出如下特性：颜色变白、易于形成泡
沫、易于脂肪自然氧化、脂肪球失去冷却条件
下凝固起来的能力。这是由于均质（在非常低
的压力 ——1MPa就足够了）后凝集素失活而
非脂肪球变化引起,。细菌（如乳酸菌等）的凝
集素也能失活,但需更高的压力如 10MPa。
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? 为节约能源和机械有时采用部分均质（
生产能力大的均质机非常昂贵而且耗能
多），即乳先被分成脱脂乳和稀奶油，
稀奶油被均质后再与分离出的乳混合。
