乳品工艺课件1导论.ppt

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1、乳品工艺学,乳制品琳琅满目,纯牛奶pure milk,酸奶 yoghurt,奶粉milk powder,冰淇淋ice cream,乳饮料milky beverage,奶酪 cheese,奶茶milk tea,牛奶干吃片,奶油 butter,舌尖上的悦动,课程安排,班级：食品2011级学时数:3学时/周6周=18学时实验6学时：1、奶酪制作 2、喷雾干燥,讲授内容：一、乳的理论基础知识（3学时）：乳的化学组成、化学性质、物理 性质及其在加工中的变化。二、乳制品工艺（15学时）：1.原料乳的验收与预处理 2.液态乳生产工艺 3.发酵乳生产工艺 4.乳粉生产工艺 5.干酪生产工艺,考核形式：平时成绩

2、30%期末成绩70%主要参考书：1.乳品工艺学.张和平主编.中国轻工业出版社 2.乳与乳制品工艺学.张兰威主编.中国农业出版社 3.乳制品工艺与进展.蒋爱民主编.陕西科学技术出版社,食品工艺学,食品工艺学之定义食品工艺学是根据技术上先进、经济上合理的原则，研究食品的原材料、半成品和成品的加工过程和方法的一门应用科学。三部分内容,一、两个原则1、技术先进 学好数、理、化和生物（1）工艺先进 工艺控制高水准：外界条件工艺参数 物料特性 设备先进设备自身的先进性对工艺水平适应的程度,2、经济上合理 经济分析 企业管理二、研究对象从原材料到制成品 成分和物性 食品分析,三、研究内容加工或制造过程-工艺

3、流程 食品工程原理过程中每个环节的具体方法-技术条件所有过程和方法的确定是否有科学依据，就表明了该制品生产技术水平的高低。理论依据依据 试验依据,什么是工艺具体产品的加工过程和方法工艺的三元素任务元流程存储区域,绪论,一、乳的概念及营养学特点概念：哺乳动物从乳腺分泌出来的白色或稍带黄色的、具有生理作用与胶体特性的液体。它含有幼小机体生长发育所需要的全部营养成分，是哺乳动物降生后最易消化吸收的完全食物。,绪论,营养学特点：“营养的仓库”1、营养价值高：营养成分全面而丰富2、易消化吸收：是动物性食物中最易消化吸收的，是哺乳动物（而不是人）出生后维持生长发育不可替代的食物。3、生产成本低、获得优质蛋

4、白的良好途径,1Kg牛奶=8个鸡蛋=100g牛肉（提供的能量）1头奶牛（按6.5t奶/年）蛋白质=1360kg大米=1260kg玉米=292kg大豆。,绪论,二、乳制品发展历史三、乳品工业现状 1、原料乳 2、乳品厂的数量和规模 3、乳制品品种 4、乳品检测、加工技术及设备四、乳品工业发展趋势,乳的来源,牛乳羊乳主要以牛乳为主,管道式挤奶系统的一般流程1 真空泵 2 真空管线 3 牛奶冷却罐 4 牛奶管线,（1）主要与蛋白质打交道（蛋白质应用科学）；（2）与畜牧业联系紧密；（3）乳为液态，便于科学研究和生产加工的标准化、自动化；（4）乳的营养丰富全面，保质问题更显突出（不是加盐保质，而更在于无

5、菌包装，冷藏，干燥）；,乳制品工艺学的学科特点,第一章 乳的成分与性质,第一节 乳的组成与化学性质第二节 乳的物理性质第三节 异常乳,第一节 乳的组成与化学性质,一、牛乳的组成 水分（87%）蛋白质(3.4%)牛乳 非脂乳固体 乳糖(4.8%)乳固体（SNF 9%）灰分(0.8%)（S 13%）脂肪（F 4%）,二、牛乳的化学性质（一）水分：8789%，溶剂1、结合水(bound water)(2-3%)：蛋白质的亲水基 H2O 乳糖 盐2、游离水(free moisture)：占绝大部分（90%左右），乳汁的分散媒，与很多的理化过程及生物学过程有关。3、结晶水(crystalline wat

6、er)：存在于结晶性化合物中，如奶粉、炼乳中的乳糖结晶（C12H22O11H2O）。,氢键,4、膨胀水：存在于胶粒结构内部；如、酸奶、奶酪等产品的蛋白质内部，因蛋白变性而结合水分。,（二）干物质（solid）将牛乳干燥到恒重时所得到的残渣。乳固体1113%。（三）乳脂肪(milk fat)鲜乳中3%5%，平均4.0%，乳脂肪不仅和乳风味有关，而且还是稀奶油、奶油、全脂奶粉、干酪的主要成分。,乳中的脂肪以脂肪球的状态存在于乳浊液中。脂肪球为圆形或略带椭圆形，球面有一层5-10nm厚的脂肪球膜。脂肪球膜是由蛋白质、磷脂、高熔点甘油三酸酯、甾醇、维生素、金属、酶类及结合水所组成的复杂物质。,1、乳脂

7、肪球的结构及存在状态,Stokes公式,v=v:脂肪球上浮速度 g:重力加速度 b:脱脂乳密度 a:脂肪球密度:脱脂乳黏度,2gr2（ba）,9,2、乳脂肪的化学组成CH2OH R1COOH CH2OCOR1CHOH+R2COOH CHOCOR2+3H2OCH2OH R3COOH CH2OCOR3 甘油 脂肪酸 甘油三酸脂(丙三醇）,3、乳脂肪的理化常数比重（15）0.9350.943熔点 2838皂化值 218235碘值 2136酸值 0.43.5折射率（nD25)1.4591.462,油脂熔点和消化率的关系,熔点（melting point)消化率（digestibility%）乳脂肪 2

8、838 98 猪油 3650 94 牛油 4250 89 羊油 4455 81 大豆油-818 97.5 花生油 03 98.3,（四）乳蛋白质,牛乳中最有价值的成分，3.03.5%,平均3.4%。包括酪蛋白(casein)和乳清蛋白(skim protein)。1、酪蛋白(casein)：20 时，生脱脂乳用酸调节PH至4.6时沉淀的一类蛋白质。占总乳蛋白的83%。酪蛋白不是单一的蛋白质，而是和钙、磷组合在一起的复合蛋白质。,酪蛋白(casein)结构,酪蛋白 钙 复合体胶粒大体上呈球形，直径在10300nm，一般40160nm占大多数。,酪蛋白酸钙,磷酸钙,酪蛋白酸钙 磷酸钙（复合体）,酪

9、蛋白(casein)的性质,酸凝固酪蛋白酸钙 磷酸钙凝乳酶凝固酪蛋白酸钙+皱胃酶 副酪蛋白钙+乳清蛋白+皱胃酶钙凝固,PH5.2,磷酸钙,酪蛋白酸钙,PH4.6,酪蛋白,钙,2、乳清蛋白(skim protein)：占18%左右。乳清：用酸使脱脂乳中的酪蛋白沉淀后，将沉淀分离出去，剩余的液体就是乳清。乳清蛋白：乳清中存在的蛋白质称为乳清蛋白。乳清蛋白分为热稳定性蛋白（乳白蛋白、乳球蛋白）和热不稳定性蛋白（胨等）。,（五）乳糖(lactose),乳中特有的糖，4.8%，甜度为蔗糖的1/6。1、结构：C12H22O11，双糖 D-葡萄糖+D-半乳糖 乳糖2、分类 乳糖,乳糖 乳糖,乳糖水合物,乳糖

10、无水物,3、性质乳糖有-乳糖和-乳糖两种异构体。-乳糖很易与一分子结晶水结合，变为-乳糖水合物（-Lactose Monohydrate），所以乳糖实际上共有三种构型。,4、溶解度-乳糖及-乳糖在水中的溶解度也随温度而异。-乳糖溶解于水中时逐渐变成-型。因为-型乳糖较-型乳糖易溶于水，所以乳糖最初溶解度并不稳定，而是逐渐增加，直至-型与-型平衡为止。乳中除了乳糖外还含有少量其他的碳水化合物。例如在常乳中含有极少量的葡萄糖、半乳糖。另外，还含有微量的果糖、低聚糖、巳糖胺。,5、作用：乳糖水解后的半乳糖是形成脑神经中重要成分的主要来源，婴儿发育旺盛时期乳糖有重要作用。乳糖与钙的代谢有密切关系，增加

11、钙的吸收。工业生产中，与牛乳酒、马乳酒、酸乳制品的发酵有关。,6、乳糖不适应症（lactose intolerance),乳糖是一种双糖，必需在乳糖酶的作用下才能被消化和吸收。但是，一部分人（特别是有色人种）随着年龄增长，体内不再分泌乳糖酶或分泌不足，不能分解和吸收乳糖，饮用牛乳后会出现呕吐、腹胀、腹泻等症状，称为“乳糖不适应症”。,（六）乳中无机物（矿物质mineral）：,含量0.8%左右。盐类：乳中矿物质大部分与有机酸和无机物酸结合成可溶性盐存在。磷酸盐、酪酸盐、柠檬酸盐。灰分：先将牛乳蒸发干燥，然后灼烧成灰分。意义：钙吸收好，对乳的平衡（稳定性）有影响。牛乳中的铁比人乳中少，婴儿乳粉应

12、强化。,牛乳中主要无机成分的含量（mg/100g）,（七）乳中维生素（vitamin),按照维生素的概念，现被列为维生素的物质约为30余种，其中认为对维持人体健康和促进发育至关重要的有20余种，牛乳中几乎含有所有的维生素，其中维B族含量丰富，维D不高，婴儿奶粉应强化。分为水溶性和脂溶性两大类。对热有热稳定性和热不稳定性（见P217表3-1-8）。,（八）乳中的酶(enzyme),18种。有两个来源，一是来自乳腺，二是微生物的代谢产物。分为水解酶类和氧化还原酶类。有解脂酶、还原酶、乳糖酶、蛋白酶、过氧化物酶等。解脂酶（lipase)：微生物的代谢产物。能使乳脂肪分解产生游离脂肪酸。最适宜的作用条

13、件；PH9.09.2，温度37，钝化温度8085。,还原酶(reductase)：微生物的代谢产物。最适宜的作用条件是PH5.55.8，温度4050。6970 下加热30min或75 下加热5min被完全破坏。甲基蓝还原实验(reductase test)：还原酶能使甲基蓝还原为无色。,（九）其他成分,1、有机酸(organic acid)：主要为柠檬酸，还有微量的乳酸、丙酮酸与马尿酸。2、气体(gas)：CO2,O2,N23、细胞成分(cell component)：白血球及乳房分泌组织的上皮细胞，少量的红血球。,第二节 乳的物理性质,包括乳的色泽、风味、比重、酸度、黏度、冰点、沸点、比热、

14、表面张力、折射率、导电率等内容,一、牛乳的色泽 白色黄色：脂溶性的胡萝卜素、叶黄素荧光性黄绿色：水溶性核黄素（维生素B2）,脂肪球,酪蛋白酸钙磷酸钙复合体,二、热学性质拉乌尔定律：冰点下降，沸点上升1、冰点（freezing point)：平均-0.525-0.565 掺水量W（%）=100 T 正常乳的冰点；T 被检乳的冰点。2、沸点(boiling point)：1atm下，100.55,T-T,T,三、气味(smell)与滋味(gustation)：1、气味：特殊的乳香味。异常味(abnormal smell)：牛粪味、鱼腥味、葱姜味、金属味、蒸煮味等。2、滋味：稍带甜味（乳糖），咸味（

15、cl），苦味（Mg2+、Ca2+），酸味（柠檬酸等）。,四、酸度(acidity)1、正常牛乳的酸度：1618T（乳酸度为0.15%0.17%）。2、酸度的来源：固有酸度（自然酸度）总酸度 发酵酸度,3、酸度测定的方法：用酸碱滴定方法测定，测定结果有两种形式来表达。具体测定方法：取10ml牛乳，以酚酞为指示剂，用 0.1N NaOH标准溶液进行滴定，滴至溶液颜色呈淡红色，并在半分钟内不褪色为止。读取消耗NaOH标准溶液的毫升数。将此数乘以十即为此奶的吉尔涅尔酸度（T）。,滴定酸度的两种表示方法,吉尔涅尔度（T）：T的含义是中和100ml牛乳所需要消耗的0.1N NaOH标准溶液的毫升数。乳酸（

16、%）=乳酸（%）=T 0.009,0.1N NaOH溶液的毫升数0.009,测定乳样的重量（g),100,4、考察牛乳酸度的意义：乳的酸度与乳的凝固温度 乳的酸度（T）凝固条件 18 煮沸时不凝固 20 煮沸时不凝固 26 煮沸时能凝固 28 煮沸时凝固 30 加热至77时凝固 40 加热至63时凝固 50 加热至40时凝固 60 22时自行凝固 65 16时自行凝固,5、牛乳的缓冲作用(buffer effect),PH,牛乳中对缓冲作用影响最大的成分为磷酸盐，其次为蛋白质，再次为柠檬酸盐和碳酸盐。,五、比重和密度比重(specific gravity)：15时，牛乳的重量与同容积同温度水的

17、重量比。D15/15=1.032密度(density)：20，牛乳的质量与同容积水在4 时的质量之比。D20/4=1.030掺水导致密度下降密度随温度变化而变化,下面是一个比较简单的计算公式：T=O.25L+1.2FK式中：T-干物质%F-脂肪%L-牛乳比重计读数 K-系数（根据各地情况试验求得，中国轻工业部标准规定为0.14）,不同含脂率牛乳的密度-温度曲线,六、粘度(viscosity)粘度概念：普通液体里分子间的内部摩擦在剪切应力的作用下发生剪切速度，这一速度与其剪切应力呈比例关系，其比例常数称为粘度系数（粘度）。K=F剪切应力 v 剪切速度,F,v,(Pa s),温度对牛乳粘度的影响,

18、粘度的意义：浓缩乳、甜炼乳、淡炼乳、乳粉。七、表面张力概念：使液体表面分子维持聚集的力量称为表面张力。研究表面张力的目的：乳化、破乳,泡沫,八、牛乳的比热 将牛乳的温度升高1 所吸收的热量，与同重量的水温度升高1 所吸收的热量之比，称为牛乳的比热。0.93卡/g.。九、导电率：25 时，0.0040.005（S)名称 导电率（平均数）牛乳1 43.8010-4 牛乳2 48.7010-4 山羊乳1 49.0010-4 山羊乳2 67.1010-4 绵羊乳 50.4010-4,第三节 异常乳,一、异常乳的概念二、异常乳的分类三、几种常见的异常乳,一、异常乳的概念,异常乳（abnormal mil

19、k）是指性质不同于正常乳的乳。也就是在乳牛的泌乳过程中，由于乳牛本身生理、病理的原因以及其它因素(包括人为的因素）造成牛乳的成分和性质发生变化的乳。,二、异常乳的分类,生理异常乳：如初乳、末乳病理异常乳：如乳房炎乳、其它致病性细菌污染乳、微生物性着色乳。化学异常乳：如酒精实验阳性乳、低成分乳、冻结乳。人为异常乳：掺水乳、人为组成牛乳成分乳、添加防腐剂乳、加碱中和乳、提取脂肪乳等。,三、几种常见的异常乳,初乳(colostrom)：乳牛产犊后一周内所分泌的乳。末乳(late actation milk)：乳牛干奶期前两周左右时间内分泌的乳。乳房炎乳(mastitis milk)：含抗生素乳(an

20、tibiotic milk)：冻结乳(frozen milk)：,乳珍,乳珍是从母牛的初乳（主要是前三天）中提取出来的生物活性多肽。其中含有免疫球蛋白、牛磺酸、多种生长因子、金属载体蛋白、19种氨基酸和丰富的微量元素。,酒精阳性乳：以酒精试验规定方法,检乳出现絮状判为酒精试验阳性乳。导致因素有:(1)饲喂变质饲料,较长时期以来饲料供给不足,投给的食盐过量,饲料中维生素量欠缺。(2)乳牛患乳房炎、肝机能障碍、软骨病等。(3)酒精试验操作不当。(4)盐平衡丧失,离子性钙增加,钙、磷比例不均衡。,低酸度酒精阳性乳：是指酒精试验阳性,酸度不高(低于酒精试验相对酸度值)，煮沸试验不凝固的一类异常乳。产生原因：与酪蛋白结合的钙转变成离子性钙,游离性磷减少，造成缓冲系统不平衡所致。在泌乳期中长期饲喂水花生、水葫芦等水草,感染肝片吸虫,亦会引发此类异常乳。确定为低酸度酒精试验阳性乳的原料乳可供制作杀菌乳,但不宜作淡炼乳的原料乳。,本章结束谢谢,