乳品工藝課件1導(dǎo)論1.ppt

1、乳品工藝學(xué),乳制品琳瑯滿目,純牛奶pure milk,酸奶 yoghurt,奶粉milk powder,冰淇淋ice cream,乳飲料milky beverage,奶酪 cheese,奶茶milk tea,牛奶干吃片,奶油 butter,舌尖上的悅動(dòng),課程安排,班級(jí)：食品2011級(jí) 學(xué)時(shí)數(shù): 3學(xué)時(shí)/周6周=18學(xué)時(shí) 實(shí)驗(yàn)6學(xué)時(shí)：1、奶酪制作 2、噴霧干燥,講授內(nèi)容： 一、乳的理論基礎(chǔ)知識(shí)（3學(xué)時(shí)）： 乳的化學(xué)組成、化學(xué)性質(zhì)、物理 性質(zhì)及其在加工中的變化。 二、乳制品工藝（15學(xué)時(shí)）： 1.原料乳的驗(yàn)收與預(yù)處理 2.液態(tài)乳生產(chǎn)工藝 3.發(fā)酵乳生產(chǎn)工藝 4.乳粉生產(chǎn)工藝 5.干酪生產(chǎn)工藝,考核

2、形式： 平時(shí)成績(jī)30% 期末成績(jī)70% 主要參考書： 1.乳品工藝學(xué). 張和平主編. 中國(guó)輕工業(yè)出版社 2.乳與乳制品工藝學(xué). 張?zhí)m威主編. 中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社 3.乳制品工藝與進(jìn)展. 蔣愛民主編. 陜西科學(xué)技術(shù)出版社,食品工藝學(xué),食品工藝學(xué)之定義 食品工藝學(xué)是根據(jù)技術(shù)上先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)上合理的原則，研究食品的原材料、半成品和成品的加工過程和方法的一門應(yīng)用科學(xué)。 三部分內(nèi)容,一、兩個(gè)原則 1、技術(shù)先進(jìn) 學(xué)好數(shù)、理、化和生物 （1）工藝先進(jìn) 工藝控制高水準(zhǔn)： 外界條件 工藝參數(shù) 物料特性 設(shè)備先進(jìn) 設(shè)備自身的先進(jìn)性 對(duì)工藝水平適應(yīng)的程度,2、經(jīng)濟(jì)上合理 經(jīng)濟(jì)分析 企業(yè)管理 二、研究對(duì)象 從原材料到制成品

3、成分和物性 食品分析,三、研究?jī)?nèi)容 加工或制造過程-工藝流程 食品工程原理 過程中每個(gè)環(huán)節(jié)的具體方法-技術(shù)條件 所有過程和方法的確定是否有科學(xué)依據(jù)，就表明了該制品生產(chǎn)技術(shù)水平的高低。 理論依據(jù) 依據(jù) 試驗(yàn)依據(jù),什么是工藝 具體產(chǎn)品的加工過程和方法 工藝的三元素 任務(wù)元 流程 存儲(chǔ)區(qū)域,緒論,一、乳的概念及營(yíng)養(yǎng)學(xué)特點(diǎn) 概念：哺乳動(dòng)物從乳腺分泌出來(lái)的白色或稍帶黃色的、具有生理作用與膠體特性的液體。它含有幼小機(jī)體生長(zhǎng)發(fā)育所需要的全部營(yíng)養(yǎng)成分，是哺乳動(dòng)物降生后最易消化吸收的完全食物。,緒論,營(yíng)養(yǎng)學(xué)特點(diǎn)：“營(yíng)養(yǎng)的倉(cāng)庫(kù)” 1、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高：營(yíng)養(yǎng)成分全面而豐富 2、易消化吸收：是動(dòng)物性食物中最易消化吸收的，是

4、哺乳動(dòng)物（而不是人）出生后維持生長(zhǎng)發(fā)育不可替代的食物。 3、生產(chǎn)成本低、獲得優(yōu)質(zhì)蛋白的良好途徑,1Kg牛奶 = 8個(gè)雞蛋 = 100g牛肉 （提供的能量） 1頭奶牛（按6.5t奶/年）蛋白質(zhì)=1360kg大米=1260kg玉米=292kg大豆。,緒論,二、乳制品發(fā)展歷史 三、乳品工業(yè)現(xiàn)狀 1、原料乳 2、乳品廠的數(shù)量和規(guī)模 3、乳制品品種 4、乳品檢測(cè)、加工技術(shù)及設(shè)備 四、乳品工業(yè)發(fā)展趨勢(shì),乳的來(lái)源,牛乳 羊乳 主要以牛乳為主,管道式擠奶系統(tǒng)的一般流程 1 真空泵 2 真空管線 3 牛奶冷卻罐 4 牛奶管線,（1）主要與蛋白質(zhì)打交道（蛋白質(zhì)應(yīng)用科學(xué)）； （2）與畜牧業(yè)聯(lián)系緊密； （3）乳為液態(tài)

5、，便于科學(xué)研究和生產(chǎn)加工的標(biāo)準(zhǔn)化、自動(dòng)化； （4）乳的營(yíng)養(yǎng)豐富全面，保質(zhì)問題更顯突出（不是加鹽保質(zhì)，而更在于無(wú)菌包裝，冷藏，干燥）；,乳制品工藝學(xué)的學(xué)科特點(diǎn),第一章 乳的成分與性質(zhì),第一節(jié) 乳的組成與化學(xué)性質(zhì) 第二節(jié) 乳的物理性質(zhì) 第三節(jié) 異常乳,第一節(jié) 乳的組成與化學(xué)性質(zhì),一、牛乳的組成 水分（87%） 蛋白質(zhì)(3.4%) 牛乳 非脂乳固體 乳糖(4.8%) 乳固體 （SNF 9%） 灰分(0.8%) （S 13%） 脂肪 （F 4%）,二、牛乳的化學(xué)性質(zhì) （一）水分：8789%，溶劑 1、結(jié)合水(bound water)(2-3%) ： 蛋白質(zhì)的親水基 H2O 乳糖 鹽 2、游離水(fre

6、e moisture)： 占絕大部分（90%左右），乳汁的分散媒，與很多的理化過程及生物學(xué)過程有關(guān)。 3、結(jié)晶水(crystalline water)： 存在于結(jié)晶性化合物中，如奶粉、煉乳中的乳糖結(jié)晶（ C12H22O11H2O）。,氫鍵,4、膨脹水：存在于膠粒結(jié)構(gòu)內(nèi)部；如、酸奶、奶酪等產(chǎn)品的蛋白質(zhì)內(nèi)部，因蛋白變性而結(jié)合水分。,（二）干物質(zhì)（solid） 將牛乳干燥到恒重時(shí)所得到的殘?jiān)?。乳固體1113%。 （三）乳脂肪(milk fat) 鮮乳中3%5%，平均4.0%，乳脂肪不僅和乳風(fēng)味有關(guān)，而且還是稀奶油、奶油、全脂奶粉、干酪的主要成分。,乳中的脂肪以脂肪球的狀態(tài)存在于乳濁液中。脂肪球?yàn)閳A形

7、或略帶橢圓形，球面有一層5-10nm厚的脂肪球膜。脂肪球膜是由蛋白質(zhì)、磷脂、高熔點(diǎn)甘油三酸酯、甾醇、維生素、金屬、酶類及結(jié)合水所組成的復(fù)雜物質(zhì)。,1、乳脂肪球的結(jié)構(gòu)及存在狀態(tài),Stokes公式,v = v: 脂肪球上浮速度 g: 重力加速度 b: 脫脂乳密度 a: 脂肪球密度 : 脫脂乳黏度,2gr2（ba）,9,2、 乳脂肪的化學(xué)組成 CH2OH R1COOH CH2OCOR1 CHOH + R2COOH CHOCOR2 +3H2O CH2OH R3COOH CH2OCOR3 甘油 脂肪酸 甘油三酸脂 (丙三醇）,3、 乳脂肪的理化常數(shù) 比重（15） 0.9350.943 熔點(diǎn) 2838 皂

8、化值 218235 碘值 2136 酸值 0.43.5 折射率（nD25) 1.4591.462,油脂熔點(diǎn)和消化率的關(guān)系,熔點(diǎn)（melting point) 消化率（digestibility%） 乳脂肪 2838 98 豬油 3650 94 牛油 4250 89 羊油 4455 81 大豆油 -818 97.5 花生油 03 98.3,（四）乳蛋白質(zhì),牛乳中最有價(jià)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 時(shí)，生脫脂乳用酸調(diào)節(jié)PH至4.6時(shí)沉淀的一類蛋白質(zhì)。占總?cè)榈鞍椎?3%。 酪蛋白不是單一

9、的蛋白質(zhì)，而是和鈣、磷組合在一起的復(fù)合蛋白質(zhì)。,酪蛋白(casein)結(jié)構(gòu),酪蛋白 鈣 復(fù)合體膠粒大體上呈球形，直徑在10300nm，一般40160nm占大多數(shù)。,酪蛋白酸鈣,磷酸鈣,酪蛋白酸鈣 磷酸鈣 （復(fù)合體）,酪蛋白(casein)的性質(zhì),酸凝固 酪蛋白酸鈣 磷酸鈣 凝乳酶凝固 酪蛋白酸鈣+皺胃酶 副酪蛋白鈣 +乳清蛋白+皺胃酶 鈣凝固,PH5.2,磷酸鈣,酪蛋白酸鈣,PH4.6,酪蛋白,鈣,2、乳清蛋白(skim protein)：占18%左右。 乳清：用酸使脫脂乳中的酪蛋白沉淀后，將沉淀分離出去，剩余的液體就是乳清。 乳清蛋白：乳清中存在的蛋白質(zhì)稱為乳清蛋白。 乳清蛋白分為熱穩(wěn)定性蛋

10、白（乳白蛋白、乳球蛋白）和熱不穩(wěn)定性蛋白（胨等）。,（五）乳糖(lactose),乳中特有的糖，4.8%，甜度為蔗糖的1/6。 1、結(jié)構(gòu) ：C12H22O11，雙糖 D-葡萄糖+D-半乳糖 乳糖 2、分類 乳糖, 乳糖 乳糖, 乳糖水合物, 乳糖無(wú)水物,3、性質(zhì) 乳糖有-乳糖和-乳糖兩種異構(gòu)體。 -乳糖很易與一分子結(jié)晶水結(jié)合，變?yōu)?乳糖水合物（-Lactose Monohydrate），所以乳糖實(shí)際上共有三種構(gòu)型。,4、溶解度 -乳糖及-乳糖在水中的溶解度也隨溫度而異。-乳糖溶解于水中時(shí)逐漸變成-型。因?yàn)?型乳糖較-型乳糖易溶于水，所以乳糖最初溶解度并不穩(wěn)定，而是逐漸增加，直至-型與-型平衡為

11、止。 乳中除了乳糖外還含有少量其他的碳水化合物。例如在常乳中含有極少量的葡萄糖、半乳糖。另外，還含有微量的果糖、低聚糖、巳糖胺。,5、作用： 乳糖水解后的半乳糖是形成腦神經(jīng)中重要成分的主要來(lái)源，嬰兒發(fā)育旺盛時(shí)期乳糖有重要作用。 乳糖與鈣的代謝有密切關(guān)系，增加鈣的吸收。 工業(yè)生產(chǎn)中，與牛乳酒、馬乳酒、酸乳制品的發(fā)酵有關(guān)。,6、乳糖不適應(yīng)癥（lactose intolerance),乳糖是一種雙糖，必需在乳糖酶的作用下才能被消化和吸收。但是，一部分人（特別是有色人種）隨著年齡增長(zhǎng)，體內(nèi)不再分泌乳糖酶或分泌不足，不能分解和吸收乳糖，飲用牛乳后會(huì)出現(xiàn)嘔吐、腹脹、腹瀉等癥狀，稱為“乳糖不適應(yīng)癥”。,（六

12、）乳中無(wú)機(jī)物（礦物質(zhì)mineral）：,含量0.8%左右。 鹽類：乳中礦物質(zhì)大部分與有機(jī)酸和無(wú)機(jī)物酸結(jié)合成可溶性鹽存在。磷酸鹽、酪酸鹽、檸檬酸鹽。 灰分：先將牛乳蒸發(fā)干燥，然后灼燒成灰分。 意義：鈣吸收好，對(duì)乳的平衡（穩(wěn)定性）有影響。牛乳中的鐵比人乳中少，嬰兒乳粉應(yīng)強(qiáng)化。,牛乳中主要無(wú)機(jī)成分的含量（mg/100g）,（七）乳中維生素（vitamin),按照維生素的概念，現(xiàn)被列為維生素的物質(zhì)約為30余種，其中認(rèn)為對(duì)維持人體健康和促進(jìn)發(fā)育至關(guān)重要的有20余種，牛乳中幾乎含有所有的維生素，其中維B族含量豐富，維D不高，嬰兒奶粉應(yīng)強(qiáng)化。 分為水溶性和脂溶性兩大類。 對(duì)熱有熱穩(wěn)定性和熱不穩(wěn)定性（見P21

13、7表3-1-8）。,（八）乳中的酶(enzyme),18種。有兩個(gè)來(lái)源，一是來(lái)自乳腺，二是微生物的代謝產(chǎn)物。分為水解酶類和氧化還原酶類。 有解脂酶、還原酶、乳糖酶、蛋白酶、過氧化物酶等。 解脂酶（lipase)：微生物的代謝產(chǎn)物。能使乳脂肪分解產(chǎn)生游離脂肪酸。最適宜的作用條件；PH9.09.2，溫度37 ，鈍化溫度8085 。,還原酶(reductase)：微生物的代謝產(chǎn)物。最適宜的作用條件是PH5.55.8，溫度4050 。6970 下加熱30min或75 下加熱5min被完全破壞。 甲基藍(lán)還原實(shí)驗(yàn)(reductase test)：還原酶能使甲基藍(lán)還原為無(wú)色。,（九）其他成分,1、有機(jī)酸(o

14、rganic acid)：主要為檸檬酸，還有微量的乳酸、丙酮酸與馬尿酸。 2、氣體(gas)：CO2 , O2 , N2 3、細(xì)胞成分(cell component)：白血球及乳房分泌組織的上皮細(xì)胞，少量的紅血球。,第二節(jié) 乳的物理性質(zhì),包括乳的色澤、風(fēng)味、比重、酸度、黏度、冰點(diǎn)、沸點(diǎn)、比熱、表面張力、折射率、導(dǎo)電率等內(nèi)容,一、牛乳的色澤 白色 黃色：脂溶性的胡蘿卜素、葉黃素 熒光性黃綠色：水溶性核黃素（維生素B2 ）,脂肪球,酪蛋白酸鈣磷酸鈣復(fù)合體,二、熱學(xué)性質(zhì) 拉烏爾定律：冰點(diǎn)下降，沸點(diǎn)上升 1、冰點(diǎn)（freezing point)：平均 -0.525 -0.565 摻水量W（%）= 10

15、0 T 正常乳的冰點(diǎn)； T 被檢乳的冰點(diǎn)。 2、沸點(diǎn)(boiling point)：1atm下，100.55 ,T- T,T,三、氣味(smell)與滋味(gustation)： 1、氣味：特殊的乳香味。 異常味(abnormal smell)：牛糞味、魚腥味、蔥姜味、金屬味、蒸煮味等。 2、滋味：稍帶甜味（乳糖），咸味（cl）， 苦味（Mg2+ 、 Ca2+），酸味（檸檬酸等）。,四、酸度(acidity) 1、正常牛乳的酸度：1618T（乳酸度為0.15%0.17%）。 2、酸度的來(lái)源： 固有酸度（自然酸度） 總酸度 發(fā)酵酸度,3、酸度測(cè)定的方法： 用酸堿滴定方法測(cè)定，測(cè)定結(jié)果有兩種形式來(lái)

16、表達(dá)。具體測(cè)定方法： 取10ml牛乳，以酚酞為指示劑，用 0.1N NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定，滴至溶液顏色呈淡紅色，并在半分鐘內(nèi)不褪色為止。讀取消耗NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液的毫升數(shù)。將此數(shù)乘以十即為此奶的吉爾涅爾酸度（T） 。,滴定酸度的兩種表示方法,吉爾涅爾度（T）：T的含義是中和100ml牛乳所需要消耗的0.1N NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液的毫升數(shù)。 乳酸（%）= 乳酸（%） = T 0.009,0.1N NaOH溶液的毫升數(shù)0.009,測(cè)定乳樣的重量（g),100,4、考察牛乳酸度的意義： 乳的酸度與乳的凝固溫度 乳的酸度（ T ） 凝固條件 18 煮沸時(shí)不凝固 20 煮沸時(shí)不凝固 26 煮沸時(shí)能凝固 2

17、8 煮沸時(shí)凝固 30 加熱至77時(shí)凝固 40 加熱至63時(shí)凝固 50 加熱至40時(shí)凝固 60 22時(shí)自行凝固 65 16時(shí)自行凝固,5、牛乳的緩沖作用(buffer effect),PH,牛乳中對(duì)緩沖作用影響最大的成分為磷酸鹽，其次為蛋白質(zhì)，再次為檸檬酸鹽和碳酸鹽。,五、比重和密度 比重(specific gravity)：15時(shí)，牛乳的重量與同容積同溫度水的重量比。 D15 /15 = 1.032 密度(density)：20，牛乳的質(zhì)量與同容積水在4 時(shí)的質(zhì)量之比。 D20 /4 = 1.030 摻水導(dǎo)致密度下降 密度隨溫度變化而變化,下面是一個(gè)比較簡(jiǎn)單的計(jì)算公式： T=O.25L+1.2

18、FK 式中：T-干物質(zhì)% F-脂肪% L-牛乳比重計(jì)讀數(shù) K-系數(shù)（根據(jù)各地情況試驗(yàn)求得，中國(guó)輕工業(yè)部標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定為0.14）,不同含脂率牛乳的密度-溫度曲線,六、粘度(viscosity) 粘度概念：普通液體里分子間的內(nèi)部摩擦在剪切應(yīng)力的作用下發(fā)生剪切速度，這一速度與其剪切應(yīng)力呈比例關(guān)系，其比例常數(shù)稱為粘度系數(shù)（粘度）。 K = F剪切應(yīng)力 v 剪切速度,F,v,(Pa s),溫度對(duì)牛乳粘度的影響,粘度的意義：濃縮乳、甜煉乳、淡煉乳、乳粉。 七、表面張力 概念：使液體表面分子維持聚集的力量稱為表面張力。 研究表面張力的目的：乳化、破乳,泡沫,八、牛乳的比熱 將牛乳的溫度升高1 所吸收的熱量，與同

19、重量的水溫度升高1 所吸收的熱量之比，稱為牛乳的比熱。0.93卡/g. 。 九、導(dǎo)電率：25 時(shí)，0.0040.005（S) 名稱 導(dǎo)電率（平均數(shù)） 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 綿羊乳 50.4010-4,第三節(jié) 異常乳,一、異常乳的概念 二、異常乳的分類 三、幾種常見的異常乳,一、異常乳的概念,異常乳（abnormal milk）是指性質(zhì)不同于正常乳的乳。也就是在乳牛的泌乳過程中，由于乳牛本身生理、病理的原因以及其它因素(包括人為的因素）造成牛乳的成分和性質(zhì)發(fā)生變化的乳。,二、異常乳的分類,生理異常乳：如初乳、末乳 病理異常乳：如乳房炎乳、其它致病性細(xì)菌污染