炼乳系原料乳经真空浓缩除去大部分水分后制成的产品主.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第五节 炼 乳,炼乳系原料乳经真空浓缩除去大部分水分后制成的产品。主要为淡炼乳及甜炼乳。,甜炼乳,甜炼乳是指在原料乳中加入约,17%,左右的蔗糖，经杀菌、浓缩至原重量得,%,左右而成的产品，其主要成分见表,9-1,。,一、甜炼乳生产工艺,甜炼生产工艺流程如图,2-6-1,图,9-1,甜炼乳生产工艺流程,原料乳验收,标 准 化,预 处 理,预热杀菌,真空浓缩,装罐封罐,冷却结晶,成 品,包装检验,糖液杀菌,蔗 糖,干 燥,灭 菌,冲 洗,空 罐,表,9-1,甜炼乳的理化指标,（一）原料乳的验收及预处理,牛乳应严格按要求进行验收，验收合格的乳经称重、过滤、净乳、冷却后泵入贮奶罐。,（二）乳的标准化,乳的标准化是指调整乳中脂肪（,F,）,与非脂乳固体（,SNF,）,的比值，使符合成品中脂肪与非脂乳固体比值。,在脂肪不足时要添加稀奶油，脂肪过高时要添加脱脂乳或用分离机除去一部分稀奶油。具体步骤为：,1.,脱脂乳及稀奶油中非脂乳固体的计算,(1),脱脂乳中,SNF,1,的计算,SNF,1,100,(2),稀奶油中,SNF,2,的计算,SNF,2,%=,脱脂乳中,SNF,1,%,2.,含脂率不足时标准化的计算,在脂肪不足时可添加稀奶油，需要的量为,C,R,3.,含脂率过高时标准化的计算,C=,式中,C,需添加稀奶油量（,kg,）,M,原料乳量（,kg,）,F,原料乳的含脂率（,%,）,F,1,脱脂乳的脂肪含量（,%,）,F,2,稀奶油的含脂率（,%,）,R,成品中脂肪与非脂乳固体比值,SNF,原料乳的非脂乳固体（,%,）,SNF1,以原料乳所得脱脂乳的非脂乳固体（,%,）,SNF,2,以原料乳所得稀奶油的非脂乳固体（,%,）,（三）预热杀菌,1,、预热杀菌目的,在原料乳浓缩之前进行的加热处理称为预热。,预热的目的：,（,1,）杀灭原料乳中的病原菌和大部分杂菌，破坏和钝化酶的活力。,（,2,）为牛乳在真空浓缩起预热作用，防止结焦，加速蒸发。使蛋白质适当变性，推迟成品变稠。,2,、预热方法和工艺条件,甜炼乳一般采用,80,85,，,10min,或,95,，,3,5min,，,也可采用,120,，,2,4s,。,（四）加糖,1,、加糖的目的,主要目的在于抑制炼乳中细菌的繁殖，增加制品的保存性。糖的加入会在炼乳中形成较高的渗透压，而且渗透压与糖浓度成正比，因此，就抑制细菌的生长繁殖而言，糖浓度越高越好。,2,、加糖量的计算,加糖量的计算是以蔗糖比为依据的。,蔗糖比又称蔗糖浓缩度,是甜炼乳中蔗糖含量与其水溶液的比,即,Rs,=100%,或,Rs,=100%,式中,Rs,蔗糖比,(%),W,su,炼乳中蔗糖含量,(%),W,炼乳中水分含量,(%),W,sT,炼乳中总乳固体含量,(%),通常规定蔗糖比为,62.5%,64.5%,。,蔗糖比高于,64.5%,会有蔗糖析出，致使产品组织状态变差；低于,62.5%,抑菌效果差。,例,l:,炼乳中总乳固体的含量为,28%,蔗糖含量为,45%,其蔗糖比为多少,?,解：,Rs,=100%=62.5%,根据所要求的蔗糖比,也可以计算出炼乳中的蔗糖含量。,例,2:,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,Rc,=2.53,应添加蔗糖,100,W,sm,=100 =17.78(kg),3,、加糖方法,（,1,）将糖直接加于原料乳中，然后预热。,（,2,）浓度,65%,75%,的浓糖浆经,95,、,5min,杀菌，冷却至,57,后与杀菌后的乳混合浓缩。,（,3,）在浓缩将近结束时，将杀菌并冷却的浓糖浆吸入浓缩罐内。,第三种为最好。,（四）浓缩,1.,浓缩的目的,除去部分水分，有利于保存；减少重量和体积，便于保藏和运输。,2.,真空浓缩的特点,（,1,）具有节省能源，提高蒸发效能的作用；,（,2,）蒸发在较低条件下进行，保持了牛乳原有的性质；,（,3,）避免外界污染的可能性。,3.,真空浓缩条件和方法,浓缩条件为温度,45,60,，真空度,78.45,98.07kPa,。,经预热杀菌的乳到达真空浓缩罐时温度为,65,85,，可以处于沸腾状态，但水分蒸发结果势必温度下降，因此要保持水分不断蒸发必须不断供给热量，这部分热量一般是由锅炉供给的饱和蒸汽，称为加热蒸汽，而牛乳中水分汽化形成的蒸汽称为二次蒸汽。,二次蒸汽不被利用叫单效蒸发；如将二次蒸汽引入另一个蒸发器作为热源用，称为双效蒸发。,4,、浓缩终点的确定,浓缩终点的确定一般有三种方法：,（,1,）相对密度测定法,相对密度测定法使用的比重计一般为波美比重计，刻度范围在,30,40,o,Be,间，每一刻度为,0.1,o,Be,。,15.6,时的甜炼乳相对密度与,15.6,时的波美度存在如下关系,B=145-,（,2,）粘度测定法,粘度测定法可使用回转粘度计或毛式粘度计。,测定时需先将乳样冷却到,20,然后测其温度，一般规定为,100,o,R/20,。,（,3,）折射仪法,使用的仪器可以是阿贝折射仪或,TZ-62,型手持糖度计。,当温度为,20,、脂肪含量为,8%,时，甜炼乳的折射率和总固体含量之间有如下关系：,总固体含量（,%,）,=70+44,（折射率,-1.4658,）,（五）均质,甜炼乳均质压力一般在,10,14Mpa,温度为,50,60,。,如果采用二次均质，第一次均质条件和上述相同，第二次均质压力为,3.0,3.5,Mpa,温度控制在,50,60,为宜。,(,非必须,),（六）冷却结晶,甜炼乳生产中冷却结晶是最重要。,1,冷却结晶的目的,（,1,）及时冷却以防止炼乳在贮藏期间变稠、倾向。,（,2,）控制乳糖结晶，使乳糖组织状态细腻。,2,乳糖结晶与组织状态的关系,乳糖的溶解度较低,室温下约为,18%,在含蔗糖,62%,的甜炼乳中只有,15%,。而甜炼乳中乳糖含量约为,12%,，水分约为,26.5%,，这相当于,100g,水中约含有,45.3g,乳糖，其中有,2/3,的乳糖是多余的。,在冷却过程中，随着温度降低，多余的乳糖就会结晶析出。若结晶晶粒微细,则可悬浮于炼乳中，从而使炼乳组织柔润细腻。若结晶晶粒较大，则组织状态不良，甚至形成乳糖沉淀。,3,乳糖结晶温度的选择,若以乳糖溶液的浓度为横坐标，乳糖温度为纵坐标，可以绘出乳糖的溶解度曲线，或称乳糖结晶曲线,(,图,9-2),。,图,9-2,乳糖结晶曲线,图中四条曲线将乳糖结晶曲线图分为三个区：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，它们之间是亚稳定区。在不稳定区内，乳糖将自然析出。,在亚稳定区内，乳糖在水溶液中处于过饱和状态将要结晶而未结晶。在此状态下，只要创造必要的条件如加入晶种，就能促使它迅速形成大小均匀的微细结晶，这一过程称为乳糖的强制结晶。试验表明，强制结晶的最适温度可以通过促进结晶曲线来找出。,例：用含乳糖,4.8%,、非脂乳固体,8.6%,的原料乳生产甜炼乳,其蔗糖比为,62.5%,蔗糖含量为,45.0%,，非脂乳固体含量为,19.5%,，总乳固体含量为,28.0%,，计算其强制结晶的最适温度。,解,:,水分含量,=100-(28.0+45)=27.0(%),浓缩比,Rc,=,炼乳中乳糖含量,L C,=4.8,（,%,）,2.267=10.88(%),炼乳水分中乳糖浓度,Lw,=,由图,2-6-2,的结晶曲线上可以查出，该炼乳理论上添加晶种的最适温度为,28,。,4,晶种的制备,晶种粒径应在,5m,以下。,晶种取精致乳糖粉（多为,-,乳糖），在,100,105,下烘干,2,3h,然后经超微粉碎机粉碎,再烘干,1h,并重新进行粉碎，通过,120,目筛就可以达到要求，然后装瓶、密封、贮存。晶种添加量为炼乳质量的,0.02%,0.03%,。,晶种也可以用成品炼乳代替,添加量为炼乳量的,1%,。,5,冷却结晶方法,分为间歇式及连续式两大类。,间歇式冷却结晶通常采用蛇管冷却结晶器。,分为三个阶段：,第一阶段为冷却初期，即浓乳出料后乳温在,50,左右,应迅速冷却至,35,左右；,第二阶段为强制结晶期，继续冷却至接近,28,，可投入晶种,搅拌。保温,0.5h,左右,以充分形成晶核；,第三阶段冷却后期 把炼乳冷却至,20,搅拌,1h,，,即完成冷却结晶操作。,连续式冷却结晶采用连续瞬间冷却结晶机,.,炼乳在强烈的搅拌作用下,在几十秒到几分钟内,即可被冷却至,20,以下。,（七）包装和贮藏,冷却结晶后的甜炼乳灌装时，采用真空封罐机或其他脱气设备,或静止,5,10h,左右，待气泡逸出后再进行灌装。,装罐应装满,尽可能排除顶隙空气。,封罐后经清洗、擦罐、贴标、装箱,然后入库贮藏。,炼乳贮藏于仓库内,库温不得高于,15,；空气湿度不应高于,85%,。,贮藏过程中，每月应翻罐,1,2,次，防止糖沉淀的形成,。,二、甜炼乳加工及贮藏过程中的缺陷,（一）变稠,甜炼乳在贮藏过程中,特别是当贮藏温度较高时,粘度逐渐增高,甚至失去流动性,这一过程称为变稠。,变稠是甜炼乳在贮藏中最常见的缺陷之一,按其产生的原因可分为微生微生物性变稠和理化性变稠两大类。,1,、微生物性变稠,由于芽胞杆菌、链球菌、葡萄球菌和乳酸杆菌的生长繁殖以及代谢，产生乳酸及其它有机酸,如甲酸、乙酸、丁酸、琥珀酸和 凝乳酶等，从而使炼乳变稠凝固,同时产生异味,并且酸度升高。,防止措施：严格卫生管理和进行有效的预热杀菌；尽可能的提高蔗糖比（但不得超过,64.5%,）；制品贮藏在,10,以下。,2,、理化性变稠,理化性变稠其反应历程较为复杂,初步认为是由于乳蛋白质,(,主要是酪蛋白,),从溶胶状态转变成凝胶状态所致。,理化性变稠与下列因素有关：,（,1,）预热条件,预热温度与时间对变稠影响最大，,63,3Omin,预热，可使变稠倾向减小，但易使脂肪上浮、糖沉淀或脂肪分解产生臭味；,75,80,，,10,15min,预热，易使产品变稠；,110,120,预热,则可减少变稠；当温度再升高时,成品有变稀的倾向。,（,2,）浓缩条件,浓缩时温度高,特别是在,60,以上容易变稠。,浓缩程度高乳固体含量高,变稠倾向严重。,（,3,）蔗糖含量,蔗糖含量对甜炼乳变稠有显著影响。提高蔗糖含量对抑制变稠是有效的，特别是在乳质不稳定的季节。,（,4,）盐类平衡,一般认为,钙、镁离子过多会引起变稠。对此可以通过添加磷酸盐、柠檬酸盐来平衡过多的钙、镁离子，或通过离子交换树脂减少钙、镁离子含量，抑制变稠。,（,5,）贮藏条件,产品在,10,以下贮存,4,个月,不致产生变稠倾向,但在,20,时变稠倾向有所增加,30,以上时则显著增加。,（,6,）原料乳的酸度,当原料乳酸度高时，其热稳定性低因而易于变稠。,生产工业用甜炼乳时，如果酸度稍高，用碱中和可以减弱变稠倾向，但如果酸度过高，已生成大量乳酸，则用碱中和也不能防止变稠。,（二）脂肪上浮,脂肪上浮是炼乳的粘度较低造成的。,要解决脂肪上浮问题可在浓缩后进行均质处理，使脂肪球变小，并控制炼乳粘度，防止粘度偏低。,（三）块状物质的形成,甜炼乳中，有时会发现白色或黄色大小不一的软性块状物质，其中最常见的是由霉菌污染形成的钮扣状凝块。,钮扣状凝块呈干酪状，带有金属臭及陈腐的干酪气味。,在有氧的条件下，炼乳表面在,5,10d,内生成霉菌菌落，,2,3,周内氧气耗尽则菌体趋于死亡，在其代谢酶的作用下，,1,2,个月后逐步形成钮扣状凝块。,控制凝块的措施,:,1.,加强卫生管理,避免霉菌的二次污染；,2.,装罐要满,尽量减少顶隙；采用真空冷却结晶和真空封罐等技术措施,排除炼乳中的气泡,营造不利于霉菌生长繁殖的环境。,3.,贮藏温度应保持在,15,以下并倒置贮藏。,（四）胀罐,1,、细菌性胀罐,甜炼乳在贮藏期间,受到微生物（通常是耐高渗酵母、产气杆菌、酪酸菌等）的污染，产生乙醇和二氧化碳等气体使罐膨胀，此为细菌性胀罐。,2,、理化性胀罐,物理性胀罐是由于装罐温度低、贮藏温度高及装罐量过多而造成的。,化学性胀罐是因为乳中的酸性物质与罐内壁的铁、锡等发生化学反应而产生氢气所造成的。,防止措施在于使用符合标准的空罐，并注意控制乳的酸度。,（五）砂状炼乳,砂状炼乳系指乳糖结晶过大,以致舌感粗糙甚至有明显的砂状感觉。,一般来说，乳糖结晶应在,1Om,以下,而且大小均一。如果在,15,20m,之间,则有粉状感觉,在,30m,以上则呈明显的砂状。,为防止此类缺陷应对,1.,晶体大小应在,3,5m,，,晶种添加量应为成品量的,0.025%,左右,;,2.,晶种加入时温度不宜过高，并应在强烈搅拌的过程中用,120,目筛在,10,分钟内均匀地筛入,;,3.,贮藏温度不宜过高，温度变化不宜过大、冷却速度、蔗糖比（不超过,64.5%,）等因素进行控制。,（六）糖沉淀,甜炼乳容器底部有时呈现糖沉淀现象，这主要是乳糖结晶过大形成的，也与炼乳的粘度有关。,若乳糖结晶在,10m,以下，而且炼乳的粘度适宜,一般不会有沉淀现象出现。此外,蔗糖比过高,也会引起蔗糖结晶沉淀,其控制措施与砂状炼乳相同。,（七）钙沉淀,甜炼乳在冲调后,有时在杯底发现有白色细小沉淀,俗称“小白点”其主要成分是柠檬酸钙。柠檬酸钙在炼乳中处于过饱和状态，所以部分结晶析出。,甜炼乳中柠檬酸钙的含量约为,0.5%,，相当于炼乳内每,1000mL,水中含有柠檬酸钙,19g,。,而在,30,时，,100OmL,水仅能溶解柠檬酸钙,2.51g,。,控制柠檬酸钙的结晶,同控制乳糖结晶一样，可采用添加柠檬酸钙作为晶,种。,柠檬酸钙胶体的添加量一般为成品量的,0.02%,0.03%,。,（八）褐变,甜炼乳在贮藏中逐渐变成褐色，并失去光泽，种现象称为褐变。,通常是美拉德反应造成的。用含转化糖的不纯蔗糖，或并用葡萄糖时，褐变就会显著。,为防止褐变反应的发生，生产甜炼乳时，使用优质蔗糖和优质原料乳,并避免在加工中长时间高温加热,而且贮藏温度应在,10,以下。,（九）蒸煮味,蒸煮味是因为乳中蛋白质长时间高温处理而分解，产生硫化物的结果。,蒸煮味的产生对产品口感有着很大的影响，防止方法主要是避免高温长时间的加热。,淡炼乳：,淡炼乳是将牛乳浓缩至原体积,的,40%,，装罐后密封并经灭菌而成的制品，其主要成分见表,9-2,。,二、淡炼乳生产工艺,淡炼乳生产工艺流程如下图所示。,原料乳验收,预 处 理,标 准 化,预 热 空罐,浓 缩 清洗,均 质 灭菌,冷 却 干燥,装罐、封罐,灭菌 震荡 保温检验 装箱出厂,（一）原料乳验收、预处理、标准化,参见本章第一节相应内容，但淡炼乳在生产工艺中需经过高温灭菌，故原料乳的选择特别是原料乳中的要用,75%,的乙醇检验，并做添加磷酸盐热稳定性试验。,（二）预热,预热目的参见本章第一节。淡炼乳一般采用,95,10010,15min,使乳中的钙离子成为磷酸三钙，而成不溶。另外采用,UHT,灭菌技术可提高乳的热稳定性，如,120,15s,的预热条件。,为了提高乳蛋白质的热稳定性，在淡炼乳生产中允许添加少量稳定剂。常作稳定剂使用的有柠檬酸钠、磷酸氢二钠或磷酸二氢钠，添加量为：,100kg,原料乳中添加磷酸氢二钠,（,Na,2,HPO,4,12H,2,O,）,或柠檬酸钠,（,C,6,H,5,O,7,Na,3,2H,2,O,）,5,25g,或者,100kg,淡炼乳添加,12,62g,。,稳定剂的用量最好根据浓缩后的小样试验来决定，使用过量，产品风味不好且易褐变。,（三）浓缩,浓缩的目的、特点和条件参见本章第一节相应内容。当浓缩乳温度为,50,左右时，测得的波美度为,6.27,8.24,o,B,即可。由于淡炼乳的浓度较难控制，所以生产中可以先浓缩到浓度稍高一些，,（四）均质,淡炼乳在长时间放置后会发生脂肪上浮现象，表现为其上部形成稀奶油层，严重时一经震荡还会形成奶油粒，这大大影响了产品的质量。,1,、均质的目的,（,1,）破碎脂肪球，防止脂肪上浮；,（,2,）使吸附于脂肪球表面的酪蛋白量增加，进而增加制品的粘度，缓和变稠现象；,（,3,）使产品易于消化、吸收；,（,4,）改善产品感观质量。,2,、均质工艺,在炼乳生产中视具体情况可以采用一次或二次均质；如采用二次均质，第一次在预热之前进行，第二次应在浓缩之后。,淡炼乳大多采用一次均质。由于开始均质的压力不会马上稳定，所以最初出来的物料均质不一定充分，可以将这部分物料返回，再均质一次。均质压力第一段为,14,16Mpa,，,第二段为,3.5Mpa,左右；均质温度,以,50,60,为宜。,为了确保均质效果，可以对均质后的物料进行显微镜检视，如果有,80%,以上的脂肪球直径在,2m,以下，就可以认为均质充分了。,（五）冷却,1,、冷却目的,均质后的炼乳温度一般为,50,左右，在这样的温度下停留时间过长，可能出现耐热性细菌繁殖或酸度上升的现象，从而使灭菌效果及热稳定性降低。另外，在此温度下，成品的变稠和褐变倾向也会加剧。因此，要及时且迅速的使物料的温度降下来，以防止发生上述产品质量问题。,2,、冷却方法,淡炼乳冷却温度与装罐时间有关，当日装罐需冷却到,10,以下，次日装罐应冷却至,4,以下。,（六）标准化,浓缩后的标准化是使浓缩乳的总固形物控制在标准范围内，所以也称为加水操作。加水量可按下式计算：,加水量,=,式中,A,标准化乳的脂肪总量,F1-,成品的含脂率（,%,）,F2,缩乳的含脂率,（,%,）,（七）装罐、封罐,1,、小样试验,为了防止由于不可预见的变化而造成成品的损失,装罐前应先做小样试验。小样试验按以下步骤进行：,（,1,）试样准备,:,吸取浓度为,4.11%,的磷酸氢二钠溶液,0.5mL,、,1.0mL,、,1.5mL,、,2.0mL,、,2.5mL,、,3.0mL,，,分别加入净重,411g,的浓缩乳罐中,封罐后摇匀。,（,2,）灭菌试验,:,灭菌条件应与批量生产条件相同。淡炼乳生产通常采用下列灭菌条件：,升温,87 100,116,排气 冷却,（,3,）开罐检验,灭菌后开罐，倾入烧杯中，检查其组织状态、色泽、风味，并测定粘度。粘度用毛式粘度计测定，,以,20,时大球,100,200,0,R,为宜。高于此粘度，一般有热凝固倾向。若粘度较高，可把灭菌温度降低,0.5,或缩短灭菌时间,0.5min,；,若粘度过低，则灭菌保温时将回转式灭菌釜回转架暂停,5min,，,以提高粘度。总之，通过小样试验，确定批量生产的灭菌条件和稳定剂的添加量。,2,、装罐、封罐,将稳定剂溶于灭菌蒸馏水中加入到浓缩乳中，搅拌均匀，即可装罐、封罐。但装罐不得太满，因淡炼乳封罐后要高温灭菌，故必须留有顶隙，以防胀罐，封罐最好用真空封罐机，以减少炼乳中的气泡和顶隙中的残留空气。,（八）灭菌、冷却,灭菌的主要目的是为了杀灭微生物、钝化酶类，从而延长产品的贮藏期，同时还可提高淡炼乳的粘度，防止脂肪上浮。除此之外，灭菌还能赋予淡炼乳特殊的芳香味。,灭菌方法分为间歇式（分批式）灭菌法和连续式灭菌法两种。,间歇式灭菌适于小规模生产,可用回转灭菌机进行，灭菌条件同小样试验。,连续式灭菌可分为,3,个阶段：预热段、灭菌段、和冷却段。封罐后罐内乳温在,18,以下，进入预热区预热到,93,95,，然后进入灭菌区，加热到,114,119,，经一定时间运转后，进入冷却区，冷却到室温。近年来，新出现的连续灭菌机，可在,2min,内加热到去,125,138,，并保持,1,3min,，,然后急速冷却，全部过程只需,6,7min,。,连续式灭菌法灭菌时间短，操作可实现自动化，适于大规模生产。,（九）振荡,如果灭菌操作不当，或使用了稳定性较低的原料乳，则淡炼乳中常有软凝块出现，这时通过振荡，可使软凝块分散复原成均一的流体。振荡使用水平式振荡机进行，往复冲程为,6.5cm,，,300,400,次,/min,，通常在室温下振荡,15,6Os,。,（十）保温检验,淡炼乳在出厂前，一般还要经过保温试验，即将成品在,25,30,下保藏,3,4,周，观察有无胀罐现象，并开罐检查有无缺陷。必要时可抽取一定比例样品，于,37,下保藏,7,10d,加以检验。合格的产品即可擦净，贴标装箱出厂。,二、炼乳的缺陷及原因,1.,膨罐 参见本章甜炼乳,2.,异臭味 异臭味产生主要由于灭菌不完全，残留的细菌繁殖而造成的酸败、苦味和,臭味现象。,3.,沉淀 长时间的贮藏淡炼乳的罐底会生成白色的颗粒状沉淀物，此沉淀物的主要成分是柠檬酸钙、磷酸钙和磷酸镁。它的生长与贮藏温度和在淡炼乳中浓度呈正比。,4.,脂肪上浮 当成品粘度低，均质处理不完全，以及贮藏温度较高的情况下易发生脂肪上浮。,5.,稀薄化 淡炼乳在贮藏期间会出现粘度降低的现象，称之为渐增性稀薄化。稀薄化程度与蛋白质的含量成反比，随着贮藏温度增高和时间延长淡炼乳的粘度下降很大。,6.,褐变 参见甜炼乳。,