乳制品工艺学.docx
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1、乳制品工艺学第三节乳的物理性质一、色泽新鲜的牛乳是不透明的青白色或者稍带淡黄色液体。乳白色是乳的基本色调,这是由于牛乳中的脂肪球、酪蛋白酸钙、磷酸钙等的微粒子与微细的脂肪球对光线不规则的反射与折射的结果。白色以外的颜色是牛乳中胡萝卜素、叶黄素与核黄素等所构成。乳制品如奶油与奶酪的颜色,是由于其中含有脂溶性色素,特别是胡萝卜素所致,该维生素不是牛体合成,而是从饲料获得的。饲料对乳脂肪的颜色影响很大,喂青草的牛所产乳的脂肪与饲喂干草与精料相比颜色要黄,不一致个体与品种对胡萝卜素的代谢是不一致的。二、滋味与气味乳中的挥发性脂肪酸与其他挥发性物质,是构成牛乳滋味气味的要紧成分。牛乳加热后,这种牛乳特有
2、的香味强烈,冷却后减弱。牛乳容易受到外界各类气味的侵蚀,从而产生特殊风味。1 .正常风味正常的牛乳具有奶香味且有特殊的风味,这些属于正常味道。正常风味的乳含有适量的甲硫醒、丙酮、醛类、酪酸与微量的游离脂肪酸。据分析,新鲜乳中挥发性脂肪酸中以乙醛与甲酸含量较多,而丙酸、酪酸、戊酸、癸酸、辛酸含量较少。新鲜纯净的乳稍带甜味,是由于乳中含有乳糖的缘故,此外因其含氯离子还稍带咸味。常乳中的咸味因受乳糖、脂肪、蛋白质的影响,不易察觉,而特殊乳中因氯的含量较高,故有较强烈的咸味,如乳房炎乳。乳中的苦味要紧来自Ca、Mg等离子,而酸味要紧是柠檬酸及璘酸产生的。2 .特殊风味(1)生理特殊风味过度牛乳味。由于
3、脂肪没有完全代谢,是牛乳中的胴体类物质过分增加而引起。饲料味。要紧是由人工饲养时的各类青贮料、芜菁、卷心菜与甜菜等饲料产生。杂草味。要紧由大蒜、韭菜、苦艾、猪杂草、毛及、甘菊产生。(2)脂肪分解味脂肪被脂酶水解后,其中的低级挥发性脂肪酸(如丁酸)或者偶碳数的脂肪酸被分离出来而产生。比如限制性乳脂肪水解而产生的游离脂肪酸是产生干酪特征风味的必需物质,但过度的脂肪水解却可导致不良风味的出现,通常原料乳中嗜冷菌菌数在107108cfumL时即可产生该缺陷。(3)氧化味乳脂肪氧化产生的不良风味。要紧影响因素有:重金属、抗坏血酸、光线、氧、贮藏温度与饲料、牛乳处理方法与季节等。其中以铜的影响最大,为防止
4、氧化味,可加入乙二胺四乙酸的钠盐使其与铜螯合;将坏血酸增加3倍或者全部破坏,也可防止氧化。(4)日光味牛乳在日光照射下Iomin后,可检出阳光味,类似焦臭味与羽毛烧焦味。是由于乳清蛋白受阳光照射后,其中的VB2与色氨酸被破坏。(5)蒸煮味要紧是乳清蛋白的B-乳球蛋白加热后产生疏基所致。(6)苦味牛乳长期冷藏后会产生苦味,是由于嗜冷菌使牛乳产生肽化合物,或者者解脂酶是牛乳产生游离脂肪酸所致。由污染嗜冷菌严重的原料乳生产的酸牛乳与发酵制品也会出现不良风味、苦味、不洁或者水果味等质量、风味的缺陷。(7)酸败味由于乳发酵过度或者使用受污染产乳菌生产的乳制品会产生强烈的酸败味。奶油受到耐热脂酶的作用也会
5、产生水解酸败,其结果是由于奶油水相中假单胞菌生长而产生酸败或者腐败气味。由于高脂肪含量与脂酶易于进入乳晶的奶油相,因此,奶油对嗜冷菌脂酶敏感。嗜冷菌在奶油中繁殖是导致风味不良的要紧原因。8)其他异味麦芽味,不洁味(杂菌污染),水果味,石蜡味,肥皂味(设备清洗不完全)消毒剂味,鱼腥味(与水产品一起贮藏)焦糖味(高温消毒)。三、冰点与沸点1 .冰点牛乳冰点为-0.5650525C,平均为-0.522C或者-0.540C,乳脂肪球、酪蛋白与乳清蛋白分子粒子大或者质量大,对冰点无重要作用,而乳糖的作用最大。乳糖、氯化物与其他盐类对乳的冰点降低的奉献率分别为55%、25%与20%。正常乳中由于乳糖及盐类
6、变化较少,因此冰点比较稳固。牛乳中加水时,冰点即行变化。测定乳的冰点降低可用来评估乳中掺水的量。设定乳的平均冰点为-0.550C,而掺入水的量可按下式计算:掺水量(%)=(0-550A7)XdOO-75)0.550式中讨试样乳观察冰点的降低值;例:某地区规定正常牛乳的相对密度为1.029,经测定被检乳的相对密度为1.025,请问被检乳的掺水量为多少?答:掺水量=(1.029-1.025)1.029100%=14%通过测定奶样的冰点值说明是否掺水时需特别慎重,乳的冰点为-0.525C或者低于该值,这通常被认为是不掺水的。由于动物个体乳样与混合乳样的冰点有很大差异,特别是那些大批混合样的测定要比个
7、体样更严格,掺水对生乳冰点的影响见表。表掺水对生乳冰点的影响(假设正常生乳的冰点为一054(C)分水比例0*j3040%。5冲60%P70%80%p冰点值Ze-0如-0*-0.432。-0.诙-0.324-0.270-0216r-0,162-0.108-Oo如2 .沸点牛乳的沸点在101.33kPa(1个大气压)下为10017C,乳的沸点受其固形物含量影响,因此,浓缩一倍时沸点上升0.5,即浓缩到原先体积一半时,沸点约为100.67C。四、密度与相对密度1 .密度与相对密度的影响因素及变化乳的密度与相对密度因牛的品种不一致而有所差异,密度随乳成分的变化而变化,因此,测定密度也用来估计乳的固形物
8、含量。密度是指一定温度下单位体积的质量,相对密度是指某物质的质量与同温度、同容积水的质量之比。乳的密度指乳在20时的质量与同容积水在4时的质量之比。正常值平均为=1.030gml.乳的相对密度指在15C时一定容积牛乳的质量与同容积、同温度水的质量之比,正常乳的比值平均为=1.032。二者比值在同温度下,其绝对值相差甚微,后者较前者小0.002。乳品生产中常以0.002的差数进行换算。乳的相对密度在挤乳后Ih内最低,其后逐步上升,最后可大约升高0.001,这是由于气体的逸散、蛋白质的水合作用及脂肪的凝固使容积发生变化的结果。故不宜在挤乳后立即测试相对密度。乳的相对密度与乳中所含的乳固体含量有关。
9、乳中各类成分的含量大体是稳固的,其中乳脂肪含量变化最大。假如脂肪含量己知,只要测定相对密度,就能够按式(1-2)计算出乳固体的近似值。7,=1.2F+0.25L+C(1-2)式中乳固体,%;F脂肪,;L牛乳乳稠计(15C15C)的读数;C校正系数,约为0.14,为了使计算结果与各地乳质相习惯,C值需经大量实验数据取得。乳中要紧成分的密度值可见表1-2,常见乳制品的密度值见表1-3。表1-2乳中要紧成分的密度值(2(C时)乳成分PakgAn,J.乳成分Pi7(kgm,)水383乳恸Q1780。JIB肪Q918表1-3常见乳制品的密度值乳与乳制晶一布皮KsmL)一乳与乳制品+生A丸r1.026l.
10、034熠孚LC月7.5x31Q55l.0653Q321.0383期油C0.855U.9603jEtHJ5L-10271OSBc舛干够1OSd1O6Or1O25-lOQOc乳制12M14Or字L活1O2O-1航乳的一1-44O1-460移如河C7。NO9950985。至心;乳翎re1270l320r稀硝5由C月=55。XO975098532 .测定方法通常用牛乳密度计(或者称乳稠计)来测定乳的密度或者相对密度。乳的,测定范围为1.015LO45。在乳稠计上刻有1545之刻度,以度来表示。比如其刻度为15,相当于娟为1.015。刻度为30,则相当于成为1.030o乳稠计有15C/5C乳稠计及20C
11、4C乳稠计两种规格,后者较前者测得的度数低2。即靖+。2。测定时乳样的温度并非务必是标准温度值,在1025C范围内均可测定,另外,温度对密度测定值影响较大,每升高1,则乳稠计的刻度值降低0.2刻度,每下降1则乳稠计的刻度值升高0.2刻度,其原因是热胀冷缩之故,因此可按下式来校正因温度差异造成的测定误差。乳的相对密度(或密度)乳稠计刻度读数+(乳即度标准温度021000五、酸度1 .概念刚挤出的新鲜乳的酸度称之固有酸度或者自然酸度,与贮藏过程中因微生物繁殖所产生的乳酸无关。若以乳酸百分率计,牛乳自然酸度为0.15%0.18%。这种酸度要紧由蛋白质、柠檬酸盐、磷酸盐及二氧化碳等酸性物质构成。牛乳在
12、存放过程中,由于微生物的活动,分解乳糖产生乳酸,而使牛乳酸度升高,这种因发酵而升高的酸度称之发酵酸度。自然酸度与发酵酸度之与称之总酸度。乳的总酸度越高,热稳固性越低。鲜乳在保藏中假如酸度升高,除了热稳固性显著降低以外,溶解度与储存性也会降低。用它作为原料生产其他乳制品时,质量也会下降。能够使用低温储存的方法以避免这一现象的发生。通过浓缩后的乳由于酸性物质浓度增加可使PH上升,酸度增加;加热过程中,由于二氧化碳的散失及乳糖的分解,酸度会呈现先降低后升高的趋势。乳品生产中经常需要测定乳的酸度。乳的酸度有多种表示形式,通常以氢离子浓度,指示剂反应及滴定酸度表示。2、氢离子浓度牛乳中的氢离子浓度随其所
13、含的二氧化碳、新鲜度、细菌的繁殖、乳房的健康程度而异。因此能够通过检测氢离子浓度推断乳的品质或者乳房疾病等。通常用氢离子浓度的负对数PH值来表示氢离子浓度。新鲜牛乳的PH为6.5-6.7,酸败乳与初乳的PH值在6.4下列,乳房炎乳与低酸度乳的PH值在6.8以上。因此,牛乳的酸度是反映牛乳质量的一项重要指标。3、指示剂反应牛乳的正常PH值位于酚酸指示剂变色范围的酸性侧(8.2-10.0),位于甲基橙指示剂变色范围的碱性侧(3.144),位于石蕊指示剂变色范围之中。4、滴定酸度乳品工业中习称的酸度,是指以标准碱溶液用滴定法测定的“滴定酸度”。滴定酸度是以酚酸为指示剂,中与一定量牛乳所消耗氢氧化钠溶
14、液的体积(mL)。滴定酸度有多种测定方法及其表示形式。我国滴定酸度用吉尔涅尔度表示,简称T(Thorner度)或者用乳酸质量分数(乳酸%)来表示。(1)吉尔涅尔度是指以酚猷为指示剂,中与IoomL乳所消耗0.1molL氢氧化钠溶液的体积(mL),如:消耗18mL即为18To正常的新鲜牛乳的滴定酸度为1420T,通常为1618T(乳酸度为0.15%0.17%)。(2)乳酸度用乳酸质量分数表示时,滴定后可按下列公式(1-5)计算:乳酸质量分数=0.1mLMzOK亳升数X0.009,3测定乳样的质量(g)常新鲜牛乳的滴定酸度用乳酸质量分数表示时为0.13%0.18%,通常为0.15%0.16%。滴定
15、酸度常用于评估乳的新鲜度及监控发酵中乳酸的生产量,判定酸乳发酵剂活力等。鲜乳的高滴定酸度说明蛋白质与其他缓冲物质浓度高,滴定酸度对不一致牛种仅有微小的变化,尽管同一品种不一致个体间的酸度变化在0.08%0.25%,脂肪水解产生的脂肪酸可干扰高脂肪产品的滴定酸度。在滴定中可发生磷酸钙沉淀(伴有PH下降)与终点酚猷的褪色,因此滴定速度也影响着滴定酸度值。(3) SH度SH度是指指以酚酰为指示剂,中与IOOmL乳所消耗0.25molL氢氧化钠溶液的体积(mL)。新鲜牛乳的SH度通常为5-8SHoSH度与乳酸度的关系为:乳酸度=SH度X0.225滴定酸度常用于评估乳的新鲜度及监控发酵中乳酸的生产量,判
16、定酸乳发酵剂活力等。鲜乳的高滴定酸度说明蛋白质与其他缓冲物质浓度高,滴定酸度对不一致牛种仅有微小的变化,尽管同一品种不一致个体间的酸度变化在0.08%0.25%,脂肪水解产生的脂肪酸可干扰高脂肪产品的滴定酸度。在滴定中可发生磷酸钙沉淀(伴有PH下降)与终点酚猷的褪色,因此滴定速度也影响着滴定酸度值。例:某地区规定正常牛乳的乳酸度为0.15%,换算成SH度是多少?对该地区牛乳进行抽样检查,经滴定酸度实验测定IOmL被检乳消耗0.1mol/L氢氧化钠溶液的体积4.38mL,请问被检乳的是否新鲜?答:SHg=0.15%0.225=6.67SH乳酸度=(4.380.009)(101.030)=0.38
17、%被检乳酸度高于正常乳,不新鲜。第四节特殊乳母畜在泌乳期间,由于生理、病理或者其他因素的影响,乳的成分与性质发生变化,这种成分与性质发生了变化的乳,称之特殊乳。通常情况下,特殊乳不宜作为加工乳制品的原料。相关于特殊乳来说,成分与性质正常的乳为正常乳。乳牛产犊7d以后挤出的乳,其性质与成分基本稳固,从这时开始一直继续到乳牛下一次产犊的泌乳期前所产的乳,就是正常乳。特殊乳可分为生理特殊乳、病理特殊乳、化学特殊乳及人为掺假乳等几大类。在乳制品生产中,原料乳的质量直接影响着产品的质量,因此,操纵与改善原料乳的品质具有很重要的意义。1 .生理特殊乳生理特殊乳是由于生理因素的影响,而使乳的成分与性质发生改
18、变。要紧有初乳、末乳与营养不良乳。(1)初乳初乳是指分娩后一周之内分泌的乳。其特征是色泽呈明显的黄褐色或者红褐色,干物质含量高,质地粘稠(俗称胶乳),有异臭、苦味,脂肪含量高,蛋白质特别是乳清蛋白质含量很高,乳糖含量低,矿物质特别是钾与钙含量高,维生素A、维生素D、维生素E及水溶性维生素含量比常乳高。初乳中还含有大量抗体。由于初乳的化学成分与物理性质与常乳差异较大,酸度高,对热稳固性差,遇热易形成凝块,因此初乳不能作为乳制品的加工原料。但初乳具有丰富的营养价值,含有大量的免疫球蛋白,能给予牛犊抵抗疾病的能力(2)末乳末乳是指母畜停乳前一周所分泌的乳。末乳的成分与常乳也有明显的差别。末乳中除脂肪
19、外,其他成分均比常乳高,略带苦而微咸味,酸度降低,因其中脂酶含量增高,因此带有油脂氧化味。通常泌乳期乳的PH值达到7.0左右,细菌数明显增加,每亳升乳中可达250万,因此,末乳也不能作为加工乳制品的原料。(3)营养不良乳饲料不足,营养不良的乳牛所产的乳对皱胃酶几乎不凝固,因此,这种乳不能制造干酪。当喂以充足的饲料,加强营养之后,牛乳即可恢笈正常,对皱胃酶即可凝固。2 .病理特殊乳病理特殊乳是指由于病菌污染而形成的特殊乳。要紧包含乳房炎乳、其他病牛乳。这种乳不仅不能作为加工原料,而且对人体健康有危害。(1)乳房炎乳是由于外伤或者细菌感染,使乳房发生炎症时所分泌的乳。常见的乳房炎疾病要紧是由缺乳链
20、球菌引起的慢性乳房炎与葡萄球菌或者大肠杆菌等引起的急性乳房炎。乳房炎乳中免疫球蛋白、血清白蛋白、氯、钠的含量及细菌数、上皮细胞比常乳中含量高;产乳量、乳干物质、酪蛋白、乳清蛋白中的-乳白蛋白、B-乳球蛋白及乳糖、钾、钙的含量比常乳低。乳房炎乳的PH值在6.8以上,比常乳高,导电率也有所提高;而比重,酸度均有所下降。乳房炎乳的氯糖值大于3,正常乳为2.03O酪蛋白值(酪蛋白氮%/总氮%)XlO0低于78%,正常乳为79%。造成乳房炎的原因要紧是由于畜体与畜舍环境卫生不符合要求,挤乳方法不妥,特别是用挤乳机挤乳时,对挤乳机不严格清洗消毒与使用方法不当,则更容易引起乳房发病。(2)其他病牛乳是指要紧
21、由口蹄疫、布氏杆菌病等的乳牛所产生的乳,乳的质量变化大致与乳房炎乳相类似。另外,乳牛患酮体过剩、肝机能障碍、繁殖障碍等的乳牛,易分泌酒精阳性乳。3.化学特殊乳化学特殊乳是指由于乳的化学性质发生变化而形成的特殊乳。包含酒精阳性乳、低成分乳、风味特殊乳等。(1)酒精阳性乳酒精阳性乳是指用68%或者72%的酒精进行检验时,产生絮状凝块的乳。酒精阳性乳要紧包含高酸度酒精阳性乳、低酸度酒精阳性乳与冻结乳。高酸度酒精阳性乳由于挤乳、收乳等过程中,既不按卫生要求进行操作,又不及时进行冷却,使乳中微生物迅速繁殖,产生乳酸与其他有机酸,导致乳的酸度提高而呈酒精试验阳性。通常酸度达24T以上的乳酒精检验时均呈阳性
22、。低酸度酒精阳性乳低酸度酒精阳性乳是指乳滴定酸度在l-18oT,加70%等量酒精可产生细小凝块的乳,这种乳加热后不产生凝固,其特征是乳刚刚挤出后即呈酒精阳性。低酸度酒精阳性乳在成分上与常乳相比,其酪蛋白、乳糖、无机磷酸等含量比常乳低,乳清蛋白、钠、氯、钙含量高。酒精阳性乳的酸度低于常乳,在IOOC加热时,其表现与常乳基本相似,但在130加热时,则比常乳易于凝固。这种乳在用片式杀菌器进行超高温杀菌时,会在加热片上形成乳石,用它生产的乳粉溶解度也较低。冻结乳冬季因气候与运输的影响,鲜乳产生冻结现象,这时乳中一部分酪蛋白变性。同时,在处理时因温度与时间的影响,酸度相应升高,以致表现为酒精阳性。但这种
23、酒精阳性乳的耐热性要比由其他原因的酒精阳性乳高。(2)低成分乳低成分乳是指由于其他因素影响,而使其中营养成分低于常乳的乳。形成低成分乳的影响因素要紧是品种、饲养管理、营养配比、环境温度、疾病等。遗传因素对乳成分的影响较大,选育与改良乳牛品种对提高原料乳的质量尤为重要。有了好的品种,还需考虑其他外在因素对乳成分的影响。首先是季节与环境温度的影响,通常在夏、秋青草丰富的季节,乳的产量提高,非脂乳固体含量高,但乳脂率低,而在冬季舍饲期,乳脂率含量高,非脂乳固体含量低。其原因要紧是青草的营养价值高,同时青草中带一定的发情激素对乳分泌也有影响。其次是饲料营养价值的影响,优质的牧草及适当的热能是保证乳量与
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