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乳品工艺学第一章液态乳加工第一节消毒乳概念和种类第二节乳杀菌和灭菌第三节原料乳验收第四节原料乳预处理第五节消毒鲜乳加工第六节灭菌乳及无菌包装南京农业大学食品院畜产组第一节消毒乳概念和种类一、消毒乳概念􀂄 液态乳制品是指以新鲜牛奶为原料，经净化、杀菌、均质、冷却、包装后直接供给消费者饮用商品乳。多年来，可得到液态乳制品含有多个多样类型，除巴氏消毒乳和灭菌乳外，为促进乳品销售已开发出了多个含乳饮料。这些产品包含从简单风味奶到用作甜食复杂产品。二、消毒乳种类􀂄 一般全脂消毒乳:以合格鲜乳为原料，不加任何添加剂加工成消毒乳。􀂄 脱脂消毒乳:将鲜牛乳中脂肪脱去或部分脱去而制成消毒乳。􀂄 强化消毒乳:把加工过程中损失营养成份和日常食品中不易取得成份如维生素，或钙、磷、铁等无机盐类，加以补充，使营养成份加以强化消毒乳。1. 按组成份类􀂄 花色牛乳:以牛乳为关键原料，加入其它风味食品，如可可、咖啡、果汁(果料)，再加以调色调香而制成饮用乳。􀂄 复原乳:复原乳也称再制乳。系以全脂奶粉、浓缩乳、脱脂奶粉和无水奶油等为原料，经混合溶解后制成和牛乳成份相同饮用乳。2.按杀菌强度分类􀂄 低温长时(LTLT)杀菌乳牛乳经6265、30min保温杀菌。在这种温度下，乳中病原菌，尤其是耐热性较强结核菌全部被杀死。􀂄 高温短时(HTST)杀菌乳通常采取7275、15s杀菌，或采取8085、1015s加热杀菌乳。因为受热时间短，热变性现象极少，风味有浓厚感，无蒸煮味。􀂄 超高温灭菌(UHT)乳超高温灭菌法是将奶加热到135或135以上并连续最少1秒种。不仅可杀死细菌营养体，还可杀死芽孢。第二节乳杀菌和灭菌一、杀菌和灭菌概念􀂄 杀菌：是将乳中致病菌和造成成品缺点有害菌全部杀死，但并非百分之百地杀灭非致病菌和芽孢。杀菌条件应控制到对乳风味、色泽和营养损失达最低程度。􀂄 灭菌:是要杀死乳中全部细菌,使其呈无菌状态。但实际上,热致死率只能达成99.9999%,欲将残余百万分之一,甚至千万分之一细菌杀灭,必需延长杀菌时间,这么会给鲜乳带来更多缺点。这个极微量细菌在检测上近于零,即所谓灭菌。二、杀菌和灭菌方法􀂄 低温长时杀菌法：加热条件为6265、30min，低温长时杀菌法因为所需时间长,效果也不够理想。所以，现在生产上极少采取。􀂄 高温短时杀菌法：杀菌条件为7275保持15s或8085保持1015s。通常采取板式杀菌装置。􀂄 超高温灭菌法：灭菌条件为130150、15s。在无菌条件下进行包装后成品有长寿乳之称。超高温灭菌法又可按物料和加热介质接触是否分为直接加热法和间接加热法􀀹 直接加热法是乳先用蒸汽直接加热,然后进行急剧冷却。此法包含喷射法(蒸汽喷入制品中)和注入法(制品注入蒸汽中)两种方法。 间接加热法是指经过热交换器器壁之间介质间接加热方法,其冷却也可间接经过多种冷却剂来实现。三、加热杀菌致死效果(一) 热致死率表示方法热致死率(%)=(杀菌前细菌数-杀菌后细菌数)/杀菌前细菌数100%(二) 热处理后生存菌数和杀菌率：牛乳经多种杀菌方法处理后,生存菌数和致死率随地理方法不一样而有差异所表示。􀂄 不一样杀菌方法生产消毒牛乳中细菌残余数和致死率全部有差异。􀂄 超高温杀菌法既能杀死细菌，又能最大程度保持牛乳风味、色泽和营养价值。高温短时杀菌，残余细菌较少，制品品质良好。􀂄 低温长时杀菌则是一个传统通用方法。第三节原料乳验收􀂄 在乳品工业上,将未经任何加工处理生鲜乳称为原料乳。原料乳验收关键包含感观检测、理化指标测定、微生物检验三方面。一、原料乳质量标准(一)理化指标(二)感官指标(三)细菌指标(四)其它(一)原料乳理化指标项目指标密度(20/4) 1.028(1.0281.032)脂肪(%) 3.10(2.85.0)蛋白质(%) 2.95酸度(以乳酸表示，%) 0.162杂质度(mg/kg) 4汞(mg/kg) 0.01滴滴涕(mg/kg) 0.1抗生素(IU/L) 0.03(二)感官指标􀂄 正常牛乳白色或微带黄色􀂄 不得含有肉眼可见异物􀂄 不得有红色、绿色或其它异色􀂄 不能有苦味、咸味、涩味和饲料味、青贮味、霉味和异常味。(三)原料乳细菌指标分级平皿细菌总数分级指标法（104cfu/ml）美兰褪色时间分级指标法 50 4h 100 2.5h 200 1.5h 400 40min(四)下列情况不得收购􀀺 产犊前15d内末乳和产犊后7d内初乳用抗菌素或其它对牛乳有影响药品诊疗期间，母牛所产乳和停药后3d内乳添加有防腐剂、抗菌素和其它任何有碍食品卫生乳。二、原料乳验收1.感官检验2.酒精检验3.滴定酸度4.比重5.细菌数6.体细胞数7.抗生物质检验8.乳成份测定1.感官检验􀂄 鲜乳感官检验关键是进行嗅觉、味觉、外观、尘埃等判定。􀂄 正常鲜乳为乳白色或微带黄色，不得含有肉眼可见异物，不得有红、绿等异色，不能有苦、涩、咸滋味和饲料、青贮、霉等异味。2.酒精检验􀂄 酒精检验是为观察鲜乳抗热性而广泛使用一个方法。􀂄 经过酒精脱水作用，确定酪蛋白稳定性。新鲜牛乳对酒精作用表现出相对稳定；而不新鲜牛乳，其中蛋白质胶粒已呈不稳定状态，当受到酒精脱水作用时，则加速其聚沉。此法可验出鲜乳酸度，和盐类平衡不良乳、初乳、末乳及细菌作用产生凝乳酶乳和乳房炎乳等。 酒精试验和酒精浓度相关，通常以一定容量浓度中性酒精和原料乳等量相混合摇匀，无凝块出现为标准，正常牛乳滴定酸度不高于18T，不会出现凝块。不过影响乳中蛋白质稳定性原因较多，如乳中钙盐增高时，在酒精试验中会因为酪蛋白胶粒脱水失去溶剂化层，使钙盐轻易和酪蛋白结合，形成酪蛋白酸钙沉淀。􀂄 新鲜牛乳滴定酸度为1618T。为了合理利用原料乳和确保乳制品质量用于制造淡炼乳和超高温灭菌奶原料乳，用75%酒精试验用于制造乳粉原料乳 用68%酒精试验(酸度不得超出20T)。酸度不超出22原料乳尚可用于制造奶油，但其风味较差。􀂄 酸度超出22原料乳只能供制造工业用干酪素、乳糖等。3.滴定酸度􀂄 滴定酸度就是用对应碱中和鲜乳中酸性物质，依据碱用量确定鲜乳酸度和热稳定性。􀂄 通常见0.1mol/LNaOH滴定，计算乳酸度。该法测定酸度即使正确，但在现场收购时受到试验室条件限制。4.比重􀂄 比重是常作为评定鲜乳成份是否正常一个指标但不能只凭这一项来判定，必需再经过脂肪，风味检验，可判定鲜乳是否经过脱脂或是加水。用于测牛乳比重比重计5.细菌检验方法􀂄 美蓝还原试验 稀释倾注平板法 直接镜检法(费里德氏法)(1) 美蓝还原试验􀂄 美蓝还原试验是用来判定原料乳新鲜程度一个色素还原试验。􀂄 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步变淡，直至无色，经过测定颜色改变速度，间接地推断出鲜奶中细菌数。􀂄 该法除可间接快速地查明细菌数外，对白血球及其它细胞还原作用也敏感。还可检验异常乳(乳房炎乳及初乳或末乳)。(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，测定样品细菌总数。 该法测定样品中活菌数，测定需要时间较长。(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一个方法。􀂄 取一定量乳样，在载玻片涂沫一定面积，经过干燥、染色、镜检观察细菌数，依据显微镜视野面积，推断出鲜乳中细菌总数，而非活菌数。 直接镜检法比平板培养法更能快速判定结果，经过观察细菌形态，推断细菌数增多原因。6.体细胞数􀂄 正常乳中体细胞，多数起源于上皮组织单核细胞，如有显著多核细胞（白细胞）出现，可判定为异常乳。常见方法有直接镜检法(同细菌检验)或加利福尼亚细胞数测定法(GMT法)。􀂄 GMT法是依据细胞表面活性剂表面张力，细胞在碰到表面活性剂时会收缩凝固。细胞越多，凝集状态越强，出现凝集片越多。7.抗生物质检验
048708; 抗生物质残留量检验是验收发酵乳制品原料乳必检指标。(1) TTC试验􀂄 假如鲜乳中有抗生素物质残留，在被检乳样中，接种细菌进行培养，细菌不能增殖，此时加入指示剂TTC保持原有无色状态(未经过还原)。􀂄 反之，假如无抗生物质残留，试验菌就会增殖，使TTC还原，被检样变成红色，可见，被检样保持鲜乳颜色，即为阳性。假如变成红色，为阴性。(2) 抑菌圈法􀂄 将指示菌接种到琼脂培养基上，然后将浸过被检乳样纸片放入培养基上，进行培养。􀂄 假如被检乳样中有抗生物质残留，会向纸片四面扩散，阻止指示菌生长，在纸片周围形成透明抑菌圈带，依据抑菌圈直径，判定抗生物质残留量。8.乳成份测定􀂄 多年来伴随分析仪器发展，乳品检测方法出现了很多高效率检验仪器。采取光学法来测定乳脂肪、乳蛋白、乳糖及总干物质，并已开发多种微波仪器。(1) 微波干燥法测定总干物质经过2450MHz微波干燥牛奶，并自动称量、统计乳总干物质重量，测定速度快，测定正确，便于指导生产。(2) 红外线牛奶全成份测定􀂄 经过红外线分光光度计，自动测出牛奶中脂肪、蛋白质、乳糖三种成份。􀂄 红外线经过牛奶后，牛奶中脂肪、蛋白质、乳糖不一样浓度，减弱了红外线波长，经过红外线波长减弱率反应出三种成份含量。
48708;该法测定速度快，但设备造价较高。第四节原料乳预处理一、原料乳净化二、原料乳冷却三、原料乳贮存四、原料乳运输五、原料乳标准化一、原料乳净化（一）过滤：通常除去乳中较大污染杂物。通常采取纱布或过滤器进行过滤。纱布过滤法：消毒后纱布3-4层；一个过滤面50kg乳；使用后用温水清洗碱洗（0.5%碱水）漂洗煮沸10-20分钟杀菌管道过滤器：备有冷却器，过滤后立即进行冷却使用时，控制进出口压差0.7kg/cm2,不然会产生跑滤现象。另外,还有专门离心净乳机，能达最高纯净度。（二）净化：能除掉部分微小杂质和细菌细胞。原理：在分离钵内受强大离心力作用，将大量机械杂质留在分离钵内壁上，而乳被净化。乳温32时，净化效果很好离心净乳机和奶油分离机异同点：结构相同前者分离钵含有较大聚尘空间,杯盘上无孔，上部无分配杯盘自动排渣净乳机或三用分离机（分离、净乳、标准化）,对提升乳产量和质量起了关键作用。二、原料乳冷却(一)冷却目标抑制微生物繁殖;延长乳本身抗菌期,降低变质。贮存时间和冷却温度关系贮存时间（hr） 6-10 12-18 18-24 24-36 36-48冷却温度（） 10-8 8-6 6-5 5-4 2-1冷却温度应视具体贮存时间而定，不一定非是4，目标是节省能源(二)冷却方法1.自然冷却：冷却温度可达比水温高3-4注意：搅拌、排水、换水缺点：冷却缓慢，耗水量大2.人工冷却：经过制冷设备及冷媒冷排:又表面冷却器；特点：结构简单，价格廉价；效果好，适于小规模加工厂及奶牛场使用。分配槽 牛奶 表面冷却器 冷媒片式冷却器：由很多金属薄片组成，牛奶和冷却介质经过薄片进行交换浸没式冷却器：轻巧灵便，可插入贮乳槽或奶桶里，带有离心式搅拌器，可自动调整搅拌速度应用：可先用板式预冷器将36奶冷至18（用15水）再用浸没式冷却器深入冷至4。浸没式冷却器工作图贮乳槽要求：1.有绝缘层不锈钢，含有保冷作用，但非制冷设备，经二十四小时T32.杜绝微生物污染，便于清洗3.设有搅拌器，以防脂肪上浮容量选择：通常贮奶缸总容量是收奶量2/3-1注意：1.装奶要满2.定时搅拌三、原料乳贮存􀂄; 为了确保工厂连续生产需要，必需有一定原料乳贮存量，通常应不少于工厂1d处理量。􀂄 冷却后乳应尽可能保持低温，以预防温度升高保留性降低。所以，贮存原料乳设备，要有良好绝热保温方法，并配有合适搅拌机构，定时搅拌乳液预防乳脂肪上浮而造成份布不均匀。四、原料乳运输在乳源分散地方，多采取乳桶运输，乳源集中地方，采取乳槽车运输。不管采取哪种运输方法，全部应注意以下几点：􀂄 预防乳在途中升温，尤其是在夏季，运输最好在夜间或早晨，或用隔热材料盖好桶；􀂄 所采取容器须保持清洁卫生，严格杀菌􀂄 夏季必需装满盖严，以防震荡；冬季不得装得太满，避免因冻结而使容器破裂；􀂄 长距离运输乳时，最好采取乳槽车。散养牛户在交奶乳槽车收奶收奶计量五、原料乳标准化􀂄 若原料乳中脂肪和无脂干物质之间比值不符合要求，则对其进行调整，使其比值符合要求。 假如原料乳中脂肪含量不足时，应添加稀奶油或分离一部分脱脂乳当原料乳中脂肪含量过高时,则可添加脱脂乳或提取一部分稀奶油􀂄标准化在贮乳缸原料乳中进行或在标准化机中连续进行。(一)标准化原理若设：F原料乳中含脂率(%)；SNF原料乳中无脂干物质含量(%)；F1标准化后乳中含脂率(%)；SNF1标准化后乳中无脂干物质含量(%)；F2乳制品中含脂率(%)；SNF2乳制品中无脂干物质含量(%)。则：F/SNFF1/SNF1F2/SNF2(二)标准化步骤􀂄 在生产上通常见比较简便皮尔逊法进行计算,其原理是设原料中含脂率为F%,脱脂乳或稀奶油含脂率为q%,按百分比混合后乳(标准化乳)含脂率为F1,原料乳数量为X，脱脂乳或稀奶油量Y时，对脂肪进行物料衡算，则形成下列关系式：原料乳和稀奶油(或脱脂乳)脂肪总量等于混合乳脂肪总量。FX+qY=F1(X+Y)则X(F-F1)=Y(F1-q)，或X/Y=(F1-q）/（F-F1)脱脂乳或稀奶油量:Y=(F-F1）/（F1-q)XF1/SNF1=F2/SNF F1=(F2/SNF2）SNF1又因在标准化时添加稀奶油(或脱脂乳)量极少，标准化后乳中干物质含量改变甚微,标准化后乳中无脂干物质含量大约等于原料乳中无脂干物质含量,即:SNF1=SNF 故F1=F2/SNF2SNF若F1F，则加稀奶油调整；若F1F, 则加脱脂乳调整。一、工艺步骤标准化乳预热均质杀菌或灭菌冷却灌装封口装箱冷藏第五节消毒鲜乳加工工艺步骤:原料乳验收杀菌冷却加盖净乳灌装装箱冷却(离心) 冷藏标准化消毒验收预热均质清洗出厂空瓶回收整理工艺步骤:二、质量控制􀂄 标准化􀂄 预热均质􀂄 杀菌或灭菌􀂄 冷却􀂄 罐装、冷藏南京农业大学食品院畜产组(一)标准化􀂄 中国食品卫生标准要求,消毒乳含脂率为3.0%。所以,凡不合乎标准乳,全部必需进行标准化。(二)预热均质􀂄 均质乳含有下列优点：风味良好，口感细腻；在瓶内不产生脂肪上出现象；表面张力降低，改善牛乳消化、吸收程度，适于喂养婴幼儿。􀂄 通常荷兰牛乳中，75%脂肪球直径为2.55.0m,其它为0.12.2m。均质后脂肪球大部分在1.0 m以下。􀂄 低温长时消毒牛乳生产时，通常于杀菌之前进行均质。均质效果和温度相关，所以须先预热。假如采取板式杀菌装置进行高温短时或超高温瞬时杀菌工艺，则均质机装在预热段后、杀菌段之前。牛乳进行均质时温度宜控制在5065 ，在此温度下乳脂肪处于溶融状态，脂肪球膜软化有利于提升均质效果。􀂄 通常均质压力为16.720.6 MPa。使用二段均质机时，第一段均质压力为16.720.6 MPa, 第二段均质压力3.44.9MPa。(三)杀菌或灭菌消毒牛乳杀菌或灭菌可依据设备条件选择􀂄 低温长时杀菌法􀂄 高温短时杀菌法􀂄 超高温杀菌法(四)冷却􀂄 用片式杀菌器时，乳经过冷却区段后已冷至4 。 如用保温缸或管式杀菌器，需用冷排或其它方法将乳冷却至24 。(五)罐装、冷藏􀂄 冷却后牛乳应直接分装,立即分送给消费者。如不能立即发送时，也应贮存于5以下冷库内。􀂄 以前中国乳品厂采取灌装容器关键为玻璃瓶和塑料瓶。现在已逐步发展为塑料袋和涂塑复合纸袋包装。􀂄 灌装后消毒乳，送入冷库作销售前暂存。冷库温度通常为46 。欧美国家巴氏杀菌乳贮藏期为1周，中国为12 d。无菌包装乳可在室温下贮藏36个月。一、灭菌乳及无菌包装概念􀂄 所谓灭菌乳是指牛乳在密闭系统连续流动中，受135150高温及不少于1 s灭菌处理，杀灭乳中全部微生物，然后在无菌条件下包装制得乳制品。因为灭菌乳不含微生物，无需冷藏，能够在常温下长久保留。第六节灭菌乳及无菌包装􀂄 所谓无菌包装(Aseptic Packge)是指将灭菌后牛乳，在无菌条件下装入事先杀过菌容器内一个包装技术。其特点是牛乳可进行超高温短时杀菌，在无菌条件下包装，可在常温下贮存而不会变质，色、香、味和营养素损失少，而且不管包装尺寸大小、产品质量全部能保持一致。二、灭菌乳加工原理􀂄 细菌热致死率伴随温度升高大大超出此间牛乳化学改变速率，比如维生素破坏，蛋白质变性及褐变速率等。研究认为在温度有效范围内，热处理温度每升高10。牛乳中所含细菌孢子破坏速率提升1130倍，即：(Qt+10）/Qt=1030而依据Vant、Hoff规则，温度每升高10,反应速率约增大24倍。即:t=(Kt+10）/Kt=24􀂄 对牛乳加热过程中化学改变，如褐变现象仅增大2.53.0倍，即r=2.53.0。意味着杀菌温度越高，其杀菌效果越好，而引发化学改变却很小。􀂄 100、600min灭菌效果，相等于150、0.36min灭菌效果，但褐变程度前者为100000，以后者仅为97，显示出超高温灭菌优越性。􀂄 温度升高并无程度，但假如温度升高，其时间须对应缩短150 灭菌温度实际上保持时间不到1 s。若按流速计算，其最小保持时间仅0.6 s，就可达成灭菌效果。􀂄 所以温度超出150 时，则在工艺上要求如此短临时间内达成正确控制是困难。因为牛乳流速稍微波动就会产生对应影响􀂄 现在超高温灭菌工艺是以150为最高点，通常采取135150 灭菌温度。三、生产工艺及质量控制(一) 生产工艺原料乳超高温灭菌无菌平衡贮罐无菌灌装(二) 质量控制􀂄 原料乳􀂄 灭菌条件􀂄 超高温灭菌􀂄 无菌贮罐􀂄 无菌包装1. 原料乳􀂄 用于生产灭菌乳牛乳必需新鲜，有极低酸度，正常盐类平衡及正常乳清蛋白质含量(不得含初乳)。牛乳必需最少在75%洒精浓度中保持稳定。2. 灭菌条件􀂄 灭菌工艺要求杀灭乳中全部微生物，而且对产品颜色、滋气味、组织状态及营养品质没有严重损害，可采取不一样加热温度和时间制度。其一为110120、1520min，通常为装瓶后在加压器加热灭菌；其二为140150、25s，通常为先灭菌，然后在无菌条件下包装。 牛乳在高温下保持较长时间，可能产生部分化学反应，如蛋白质同乳糖发生美拉德反应；蛋白质发生一些分解产生不良气味，产生焦糖味；一些蛋白质变性而沉淀。这些全部是生产灭菌乳所不许可。(1)直接蒸汽加热法(2)间接加热法4.无菌贮罐􀂄 灭菌乳在无菌条件下被连续地从管道内送往包装机。􀂄 为了平衡灭菌机及包装机生产能力差异，并确保在灭菌机或包装机中间停车时不致产生相互影响，可在灭菌机和包装机之间装一个无菌贮罐，起缓冲作用。3. 超高温灭菌5. 无菌包装􀂄 要达成灭菌乳在包装过程中不再污染细菌，则灌乳管路、包装材料及周围空气全部必需灭菌。􀂄 牛乳管路同灭菌设备相连，有来路，还有回路，在灭菌设备进行灭菌时一同进行灭菌。􀂄 包装材料原为平展纸卷，先经过过氧化氢溶液(浓度为30%左右)槽，达成化学灭菌目标。可供牛乳制品无菌包装设备􀂄 无菌菱形纸袋包装机􀂄 灭菌砖形盒包装机􀂄 无菌灌装系统思索题1.试述原料乳验收方法、原理及要求2.现有含脂率为3.3，无脂干物质为9原料乳1000 kg，要制成含脂率为8 .95，无脂干物质为23.5炼乳时，应添加含脂率为25、无脂干物质为6.7稀奶油多少千克？3.现有含脂率为3.8，非脂乳固体为8.7原料乳3800 kg，要制含脂率8. 8、非脂乳固体为22.7甜炼乳， 应加含脂率为0.1、非脂固体为8.8脱脂乳多少？4.消毒乳种类及特点。5.杀菌方法种类、设备及效果。6.长寿乳生产原理、工艺及质量控制路径。