（乳制品行业）乳制品加工
C
第三节乳制品
壹、乳的成分和特性
二、乳制品加工
人均年占有奶量
壹、乳的成分和特性
乳腺分泌的壹种白色或微黄色的不透明液体。
水分、
脂肪、
蛋白质、
乳糖、
盐类以及
维生素、
酶类、气体等。
表 牛乳主要化学成分及含量
成
份
水分 总乳固
体
脂肪 蛋白
质
乳糖 无机
盐
变
化
范
围
（%）
-
-
-6.
0
-5.
0
-5.
5
-0.
9
平
均
值
（%）
㈠乳脂肪
主要成分
图 脂肪球膜的结构图
1-脂肪 2-结合水 3-蛋白质 4-乳浆
甘油三酯，约占乳脂肪的 97%～98%
含有短链脂肪酸（4、6、8、10个碳）
乳脂肪球的直径通常为 ~10µm，平均为 3µm，其数量为每毫升中 20～40亿个。脂肪球的
大小随乳牛的的品种、泌乳期、饲料及健康情况而异。呈乳状液存于于乳中。
乳脂肪于乳和乳制品中具有以下四个方面的重要作用，即营养价值、风味、物理性质和经济
价值。
脂肪球膜用电子显微镜观察脂肪球时，发现有 5～10nm厚的膜覆盖着脂肪球。脂肪球膜的作
用是可使脂肪球于乳中保持乳浊液的稳定性。这种膜乃是吸附于脂肪球和乳浆脱脂乳之界面
间穿插排列的壹群化合物，其中有蛋白质、磷脂、水不溶性高熔点甘油三酸酯、胆甾醇、维
生素 A、铜、铁和壹些酶类(包括黄嘌呤氧化酶、醛缩酶、碱性磷酸酶等)。
㈡乳蛋白质
酪蛋白
于温度 20℃时调节脱脂乳的 pH值至 4．6 时沉淀的壹类蛋白质称为酪蛋白(casein)，占乳蛋
白总量的 80％～82％。
αs-酪蛋白
β-酪蛋白
κ-酪蛋白
γ-酪蛋白组成
酪蛋白不是单壹的蛋白质，而是由αS，β，γ，和 қ－酪蛋白组成，四种酪蛋白的区别就于
于它们含磷量的多寡。α-酪蛋白含磷多，故又称磷蛋白。含磷量对皱胃酶的凝乳作用影响
很大。γ-酪蛋白含磷量极少，因此，γ-酪蛋白几乎不被皱胃酶凝固。于制造干酪时，有些
乳常发生软凝块或不凝固现象，就是由于蛋白质中含磷量过少的缘故，酪蛋白虽是壹种俩性
电解质，但其分子中含有的酸性氨基酸远多于碱性氨基酸，因此具有明显的酸性。
酪蛋白酸钙-磷酸钙复合体微胶粒大体上呈球形，据佩恩斯(Payens，1966)设想，胶粒内部
由β-酪蛋白构成网状结构，于其上附着αs-酪蛋白，外面覆盖有κ-酪蛋白，且结合有胶体
状的磷酸钙，见图 1。
化学性质
①酸凝固．酪蛋白檄胶粒对 pH值的变化很敏感。当脱脂乳的 pH值降低时，酪蛋白微胶粒中
的钙和磷酸盐就逐渐游离出采。当 pH值达到酪蛋白的等电点 4．6时，就会形成酪蛋白凝固．干
酪素生产就是依据这个原理。
②酶促凝固。牛乳中的酪蛋白于皱胃酶等凝乳酶的作用下会发生凝固，工业上生产干酪就是
利用此原理．酪蛋白于皱胃酶的作用下水解为副酪蛋白(paracasem)，后者于钙离子等二价
阳离子存于下形成不溶性的凝块，这种凝块叫做副酪蛋白钙。
⑧盐类及离子对酪蛋白稳定性的影响。乳中的酪蛋白酸钙—磷酸钙胶粒容易于氨化钠或硫酸
铵等盐类饱和溶液或半饱和溶液中形成沉淀，这种沉淀是由于电荷的抵消和胶粒脱水而产生。
酪蛋白酸钙—磷酸钙胶粒对其体系内二价阳高于含量的变化很敏感。钙或镁离子能和酪蛋白
结合，使粒子发生凝集作用，故钙离子和镁离子的浓度影响着胶粒的稳定性。由于乳汁中的
钙和磷呈平衡状态存于，所以鲜乳中酪蛋白微粒具有壹定的稳定性。当向乳中加入氯化钙时，
则能破坏这种平衡状态，于加热时酪蛋白发生凝固现象。试验证明，于 90℃时加入 0．12％～
0．15％的 CaCl2，即可使乳凝固。
采用钙凝固时，乳蛋白质钓利用程度，壹般要比酸凝固法高 5％，比皱胃酶凝固法约高 10％。
④酪蛋白和糖的反应。具有仍原性羰基的糖可和酪蛋白作用变成氨基糖而产生芳香味及颜色。
蛋白质和乳糖的反应于乳品工业中的特殊意义于于：乳品(如乳粉、乳蛋白粉和其他乳制品)
于长期储存中，由于乳糖和酪蛋白发生反应而产生颜色，风味及营养价值发生改变。工业用
干酪素由于洗涤不干净，储存条件不佳，同样也能发生这种变化。
2.乳清蛋白质
（1）对热不稳定的乳清蛋白
当乳清液煮沸 20min，pH为 ～时，沉淀的蛋白质，约占乳清蛋白量的 81％。
①乳白蛋白
②乳球蛋白
（2）对热稳定的乳清蛋白
乳清液于 pH为 ～时煮沸 20min，不沉淀的蛋白属于对热稳定的乳清蛋白。主要物质
为脲和胨，约占乳清蛋白的 19％。
①乳白蛋白
乳清于中性状态下，加饱和硫酸铵或饱和硫酸镁盐析时，呈溶解状态而不析出的蛋白质属于
乳白蛋白，约占乳清蛋白质的 68％。
乳白蛋白又分为：
a.α-乳白蛋白约占乳清蛋白质量的 ％，等电点 pH为 。
b.β-乳球蛋白约占乳清蛋白质量的 ％，等电点 pH为 。
c.血清白蛋白约占乳清蛋白质量的 ％，等电点 pH为 。
α-乳白蛋白相当稳定，70℃时仅有 6％变性；而β-乳球蛋白 32％变性。α-乳白蛋白含有 4
条二硫键，通过二硫键和β-乳球蛋白结合。于乳制品加工过程中经常发生分子内或分子间
的二硫键交换反应。β-乳球蛋白于加热过程中，60℃时引起 Cys119和芳香族氨基酸反应，
使天然的β-乳球蛋白二聚体解离。β-乳球蛋白和αs2-酪蛋白的二硫键的交换反应使β-
乳球蛋白和酪蛋白结合。β-乳球蛋白仍能够和 қ壹酪蛋白结合，这些分子之间的相互作用
能够增加热稳定性，阻止β-乳球蛋白的聚集。
②乳球蛋白
乳清于中性状态下，加饱和硫酸钠或饱和硫酸镁盐析时，能析出不呈溶解状态的乳清蛋白质，
其约占乳清蛋白质量的 13％。
①乳清蛋白因其氨基酸含量平衡，所以是壹种营养价值较高的食品配料。和其他蛋白相比，
其赖氨酸含量较高，而且容易消化。WPC80(80％乳清蛋白浓缩物)能够用于软饮料、色拉调
味料、低热量人造奶油、碎肉制品的加工，仍能够用于婴儿配方奶粉、婴幼儿食品、老人食
品、健康食品、特殊营养食品等的加工，起到提高营养价值、改善组织和风味等作用。
②乳清蛋白的胶凝性质于干酪加工中具有广泛的应用性，WPC60可用于重制干酪的配料中，
以改善风味和保持良好的涂布性。
③WPC35壹般作为脱脂乳粉的廉价代用品，用作饲料或用于冰淇淋等产品的加工中。
④全乳清加热 90℃得到的变性部分称为乳白蛋白，它的主要用途足作为汤料、谷物和快餐食
品的营养添加剂。
㈢乳糖
牛乳中含有 4．6％～4．7％的乳糖呈溶解状态。乳糖(1actose)为 D-葡萄糖和 D-半乳糖以β
-1，4糖苷键结合的又称为 1，4—半乳糖苷葡萄糖，属仍原糖。
乳糖有α-乳糖和β-乳糖 2种异构体α-乳糖很容易和壹分子结晶水结合，变为α-乳糖水
合物(α-lactosemonohydrate)，所以乳糖实际上共有 3种构型。甜炼乳中的乳糖大部分呈
结晶状态，结晶的大小直接影响炼乳的口感，而结晶的大小可根据乳糖的溶解度和温度的关
系加以控制。
α-乳糖和β-乳糖于水中的溶解度不同，且随温度不同而变化。于水溶液中俩者能够相互转
化。α-乳糖溶解于水中时徐徐变成β型。因为β-型乳糖较α-型乳糖易溶于水，所以乳糖
最初溶解度且不稳定，而是逐渐增加，直至。—型和β-型平衡时为止。
乳中除了乳糖外仍含有少量其他的碳水化台物．例如于常乳中含有极少量的葡萄糖、半乳糖。
另外，仍含有微量的果糖、低聚糖(oligosaccharide)、己糖胺(hexosamine)等．
壹部分人随着年龄增长，消化道内缺乏乳糖酶不能分解和吸收乳糖，饮用牛乳后会出现呕吐、
腹胀、腹泻等不适应症，称其为乳糖不耐症．于乳晶加工中利用乳糖酶．将乳中的乳糖分解
为葡萄糖和半乳糖;或利用乳酸菌将乳糖转化成乳酸，可预防“乳糖不耐症”。
（四）乳中的酶
仍原酶：是微生物的代谢产物，因其数量和微生物污染的程度成正比，于微生物检验中常用
来判断乳的新鲜程度。
磷酸酶：碱性磷酸酶经 ℃/30min或 72℃/15s被钝化，检验巴氏杀菌乳杀菌是否彻底（磷
酸酶试验）。
过氧化物酶：主要来自白血球的细胞成分，是固有的乳酶。
(三)牛乳的物理性质
1.乳的色泽
2.乳的相对密度
3.乳的热学性质
冰点:～℃，平均为℃。
沸点:于 101KPa（1个大气压）下约为 ℃。
4.牛乳的酸度
pH值为 ~平均
乳的滴定酸度:我国滴定酸度用吉尔涅尔度表示，简称°T；或用乳酸质量分数（乳酸%）来表
示。
滴定酸度（°T）是以酚酞为指示剂，中和 100ml乳所消耗
正常的新鲜牛乳的滴定酸度为 14～20°T，壹般为 16～18°T.
乳酸质量分数正常新鲜牛乳为 %~%,壹般为 %~%。
二、乳制品加工
液态乳（消毒乳）
巴氏消毒乳
灭菌乳
乳中的病原菌，尤其是耐热性较强的结核菌均被杀死。
加热到 135℃或 135℃之上且持续至少 1秒种。不但可杀死细菌营养体，仍可杀死芽孢。
原料乳验收→预处理→预热均质→巴氏杀菌→冷却→灌装
加工工艺
高脂乳
全脂乳
低脂乳
脱脂乳
按脂肪含量分
按风味分
麦芽味
草莓味
橙味
巧克力味
按杀菌及包装形式
利乐枕
屋顶包
利乐砖
巴氏杀菌奶
榨奶
人工
机械
加工工艺
原料乳的验收
感观检测
正常牛乳白色或微带黄色
不得含有肉眼可见的异物
不得有红色、绿色或其他异色
不能有苦味、咸味、涩味和饲料味、青贮味、霉味和异常味。
加工工艺
原料乳的理化指标
项目 指标
密度(20℃/4℃) ≥(～
)
脂肪(%) ≥(～)
蛋白质(%) ≥
酸度(以乳酸表示， ≤
%)
杂质度(mg/kg) ≤4
汞(mg/kg) ≤
滴滴涕(mg/kg) ≤
抗生素(IU/L) ＜
加工工艺
下列情况不得收购
产犊前 15d内的末乳和产犊后 7d内的初乳
用抗菌素或其他对牛乳有影响的药物治疗期间，母牛所产的乳和停药后 3d内的乳
添加有防腐剂、抗菌素和其他任何有碍食品卫生的乳
加工工艺
原料乳的预处理
1、原料乳的净化
过滤净化（过滤筛网或双联过滤器）
离心净化（离心净乳机）
原料乳的预处理
2、原料乳的冷却
冷却到 4℃以下，
目的：抑制微生物繁殖。
冷却设备：板式换热器
加工工艺
原料乳的预处理
3、原料乳的贮存
图 贮乳罐
加工工艺
保温：防止温度上升
搅拌：防止脂肪上浮
原料乳的预处理
目的：使乳制品中脂肪和非脂乳固体的比值符合产品规格要求。
标准化计算：
1.计算成品中 R1=F/SNF
2.计算原料乳中 R2=F/SNF
3.比较 R2和 R1：R2<R1,添加 F
R2>R1,添加 SNF
R2=R1
4、牛乳的标准化
加工工艺
例：
某厂用 3800kg，含脂率为 %和非脂乳固体含量为 %的原料乳，制造脂肪含量为 %和
非脂乳固体含量为 %的甜炼乳时，原料乳中应添加脂肪含量为 40%，非脂乳固体含量为
%的稀奶油多少公斤？
解：R1=%/%=
R2=%/%=<R1
所以需要添加稀奶油
设需添加 x公斤稀奶油
令 R1=R2，则
x=
pearson矩形图法
P==3800
r=
q=40y=
图中：q-r=-p=需加然奶油的量为 y公斤
∵px+qy=r(x+y)∴x/y=(r-q)/(p-r)
则:y=(p-r)x/(r-q)=×3800/
=706
牛乳的均质
目的：对脂肪球进行机械处理，使其呈较小的脂肪球（1μm）均匀壹致地分散于乳中
均质压力：10-25Mpa
均质温度：55~80℃
加工工艺
牛乳的杀菌
表 1-2-5乳品加工中主要的热处理分类
工艺名称 温度/℃ 时间
初 次 杀 菌
（thermization）
63~65 15s
低温长时巴氏杀菌
（牛乳）（LTLT）
63 30min
高温短时巴氏杀菌
（牛乳）（HTST）
72~75 15~20s
高温短时巴氏杀菌
（HTST）（稀奶油等）
›80 1~5s
超高温灭菌（连续式）
（UHT）
135~140 几秒
保持灭菌 115~120 20~30min
加工工艺
图 1-2-2典型 UHT乳的工艺流程
1平衡槽 2离心泵 3a预热段 3c加热段 3d热回收段 4均质机 5保温管 6蒸汽喷射阀 7无菌罐
8灌装机 9平衡槽
设备清洗
原位清洗(CIPCleaninginPlace)
CIP是于设备、管道、阀件均不需要拆卸不需要易地的情况下，设备就于原地进行清洗的壹
种技术
带有分配器，可进行多路分别清洗。
具有回流管道装置，洗液可循环使用，既节省洗液，又有利环境卫生。
发酵乳和酸乳
乳或乳制品于特征菌的作用下发酵而成的酸性凝乳状产品。
发酵剂是关键
加工工艺
1、产酸能力
2、后酸后酸化
3、产香能力
4、粘性物质产生能力
直投式乳酸菌纯培养物
继代式母发酵剂
生产发酵剂
发酵剂的制备
产品包装
(酸奶包装机)
粉料混配
鲜奶浓缩和
配料
料液热处理
(杀菌器或发酵罐)
保温培养
(酸奶发酵罐)
发酵终止\搅拌\冷却
(冷排或发酵罐)
添加果料
(酸奶发酵罐)
菌种投入
料液冷却
(冷排或发酵罐)
二级均质
搅拌型酸奶生产设备配套方案壹
凝固型酸奶生产设备配套方案
冷却隧道
乳粉
加工工艺
全脂乳粉生产工艺流程
