《食品工艺学》课程论文
乳制品加工研究进展
Dairy products processing is reviewed
姓 名： 何颜
学 号：
学 院： 材料与化工学院
专业班级： 生物工程（2）班
指导教师：
分数：
2013年 12 月 5 日
摘要
乳是自然界中唯一含有机体所需所有营养素的一种食物，是哺乳动物为哺育幼儿从乳腺分泌的一种白色或微黄色的不透明液体。它含有动物幼仔生长发育所需要的全部营养成分，是哺乳动物出生后最适宜消化、吸收的全价食物。牛乳含有各种营养成分，包括水分、蛋白质、脂肪、碳水化合物、无机盐、维生素和磷脂类，同时含有酶、免疫物质、活性物质及其其他多种微量元素。然而，由于鲜乳不能长期保存，因此，把具有丰富营养价值的鲜乳制成各种各样的乳制品是必然的，对乳制品有一定认识和研究也因此变得相当重要。
如今随着国内外乳业市场的迅速发展，对乳业加工技术的研究也日益深入，本文首先简要介绍了乳制品的定义和它的营养价值，其次介绍了液态乳、发酵乳、乳粉、干酪、冰淇淋等各类乳制品的加工，最后综述了我国乳制品的加工的发展现状以及趋势。
关键词：乳；乳制品；加工；研究进展
Abstract
For mammals and human,milk is the only food early in life,it is a food which has all the nutrients which can satisfy the organism’s need, and it is no less a mammal from mammary gland secretion for child rearing a white or light yellow transparent liquid.It contains animal infants all the nutrients required for growth, is the most suitable mammals after the birth of digesting and absorbing the full price of food. Milk contains a variety of nutrients, including moisture, protein, fat, carbohydrates, inorganic salt, vitamin and phospholipid classes, at the same time containing enzymes, immune substance, active substances and other kinds of trace elements.However, due to the long-term preservation of fresh milk can not, therefore, to have rich nutritional value of fresh milk made from a variety of dairy products is inevitable, the dairy products have a certain understanding and the research also therefore becomes very important.
Nowadays with the rapid development of the dairy market at home and abroad, the study of dairy processing technology is increasingly indepth, this paper first briefly introduces the definition and its nutritional value of dairy products, secondly introduces the liquid milk, fermented milk, milk, cheese, ice cream and other dairy products processing, finally summarized the current development of our country dairy products processing and trend.
Keywords: Milk; Dairy products; Processing; The research progress
乳制品加工研究进展
乳是自然界中唯一含有机体所需所有营养素的一种食物，是哺乳动物为哺育幼儿从乳腺分泌的一种白色或微黄色的不透明液体。它含有动物幼仔生长发育所需要的全部营养成分，是哺乳动物出生后最适宜消化、吸收的全价食物。早在1863年，法国微生物学家Louis pastcur通过发明巴氏杀菌法，可以杀死牛乳中的有害细菌，其大大减少了因喝生牛乳而染结核病的患者数量，又在最大限度上保持了牛乳的营养素及自然风味，延长了牛乳的保质期。1897年离心机的发明实现了奶油的工业化分离。随后，现代化的超滤、反渗透等膜技术用于牛乳的浓缩、分离，ISO9000、HACCP等质量监控体系用于乳品工业安全生产，以及新型灌装设备和包装材料的应用使乳制品以更安全的品质、更多样的形式运输到千家万户，为人们的生活提供营养保障，乳制品成为人们日常生活中必不可少的伴侣。
一、乳制品的概念 它是使用牛乳或羊乳及其加工制品为主要原料，加入或不加入适量的维生素、矿物质和其他辅料，使用法律法规及标准规定所要求的条件，加工制作的产品。包括：液体乳、发酵乳、乳粉、干酪、冰淇淋以及其他类乳品。
二、乳的营养价值 牛乳中含有蛋白质、脂肪、糖、维生素和矿物质等人体生长发育及代谢所必需的全部营养成分，且容易消化吸收、适口性好，被公认为是迄今为止的一种比较理想的完全食品，人称“白色血液”。
牛乳中的脂肪被人体利用价值的高低决定于脂肪的熔点，牛乳脂肪为短链和中链，熔点低于人的体温，具备很好的乳化状态，所以易消化吸收，乳脂肪中含有所有已知的脂溶性维生素，还含有人类必需的脂肪酸和磷脂，因而乳脂肪是一种营养价值较高的脂肪。
牛乳中的蛋白质是全价蛋白质，它含有人体生长发育的一切必需氨基酸和其他氨基酸。乳蛋白质的消化率极高，一般可达98%~100%，而豆类蛋白质的消化率为80%。
牛乳中的碳水化合物是乳糖，它在自然界中仅存在哺乳动物的乳汁中。乳糖不仅能提供热量，其营养价值比其碳水化合物高。乳糖可分解得到半乳糖，半乳糖对于幼儿智力发育非常重要，它能促进脑苷脂类和黏多糖类的生成。乳糖能促进金属离子如钙、镁、铁、锌等的吸收，尤其是钙的代谢，因此它有利于预防小儿佝偻病和中老年人骨质疏松病。此外，它还能促进人类肠道内有益乳酸菌的生长，抑制肠内异常发酵造成的中毒，保证肠道健康。
牛乳中含有丰富的矿物质，其钙、磷、铁、锌、铜、锰、钼的含量都很多，而且钙、磷比例合理，吸收率极高。因此，牛乳是人体钙的最佳来源。
牛乳中含有人类所需的各种维生素，尤其是维生素A和B2含量较高，而一般食物中它们的含量很少。牛乳中尼克酸的含量较少，但因色氨酸含量较高，可由色氨酸在人体内合成尼克酸，具有抗癞皮病的作用。
三、液态乳的加工 液态乳是指原料乳中添加或不添加其他辅料，通过不同的热处理（巴氏杀菌或灭菌），经包装后销售的产品。
在液态乳加工过程中，通常需对乳脂肪进行标准化。对脂肪的调整，一般将脂肪含量标准化到原料乳的平均值接近。有时也对蛋白质进行标准化，也强化除蛋白质以为的其他非脂乳固体。目前在我国生产实践中液态乳杀菌工艺有三种：巴氏杀菌、超巴氏杀菌、灭菌；灌装工艺有无菌和非无菌两类，相应的液态乳产品也分为巴氏杀菌奶、超巴氏杀菌奶和灭菌奶三类。
1、巴氏杀菌乳的加工 巴氏杀菌乳是以鲜牛乳为原料，采用巴氏消毒法，即63℃、30分钟或75~90℃、10~15秒，杀死致病菌及有害微生物。这种温度可以保证杀死牛乳中可能含有的致病微生物，最大限度地保留牛乳中乳球蛋白和大部分的活性酶等活性物质及其自然风味，以保证产品质量。
从杀死微生物的观点来看，牛乳的热处理强度是越强越好。但是，强烈的热处理对牛乳的外观、味道和营养价值会产生不良后果。如牛乳中的蛋白质在高温下变性；强烈的加热使牛乳味道改变，首先是出现“蒸煮味”，然后是焦味。因此，时间和温度组合选择必须考虑到微生物和产品质量两方面，以达到最佳效果。
工艺流程：
原料乳→抽样检验→过滤净化→贮存→标准化→预热均质→
巴氏杀菌→冷却→灌装→装箱→冷库贮存→冷链配送
2、超高温瞬时灭菌（UHT）乳的加工 原料乳在连续流动状态下通过热交换器加热至137~142℃，保持2~7秒，使产品达到商业无菌水平，然后在无菌状态下灌装与无菌包装容器中。产品可在非冷藏条件下贮藏与分销，保存期最低为6周。
UHT乳的生产对原料的质量要求非常高，除了生产巴氏杀菌乳的原料乳的基本要求外，对蛋白质的稳定性及微生物指标也有特殊要求。蛋白质稳定性测定通常用酒精试验进行鉴定，当酒精浓度为75%时蛋白质仍稳定则为蛋白质合格奶。
生产前必须对设备进行灭菌，以避免产品的再次污染，要求水温大于120℃，循环30分钟，然后用无菌水将设备冷却至生产要求。原料乳经预热到75℃后进行均质。进入超高温灭菌阶段，温度不低于130~137℃保持4秒左右，然后进入冷却阶段。
无菌灌装时UHT乳生产实现连续杀菌、灌装密封，生产效率高。包装材料的灭菌方式包括饱和蒸汽灭菌、双氧水灭菌、紫外线辐射灭菌以及双氧水与紫外线联合灭菌等。
工艺流程：
原料乳验收→预处理→巴氏杀菌→冷却贮存→脱气→均质→
超高温灭菌→无菌灌装→包装检验→产品贮存→分销
3、乳饮料的加工 乳饮料又称花色乳，是以鲜牛乳或乳粉为基本原料加入水或其他辅料，采用不同的杀菌方式，生产具有相应风味的含乳饮料。花色乳中，乳的含量应大于30%，其中蛋白质和脂肪含量均应大于1%。花色乳可分为中性乳饮料和酸性乳饮料。
四、发酵乳的加工 发酵乳是以乳与乳制品为原料，经均质（或不均质），杀菌（或不杀菌）后，加入特定的微生物发酵剂，经发酵制成的具有特殊风味的凝乳产品。产品在保质期内必须含有大量对人体有益的微生物。
根据所用微生物种类及发酵形式的不同，将发酵乳分为两类：酸性发酵乳和醇性发酵乳。酸性发酵乳主要是利用乳酸菌进行乳酸发酵，分解乳糖产生乳酸等，并赋予产品特有的酸度、口味与口感。酸奶、发酵酪乳、保加利亚乳杆菌发酵乳等是比较常见的；醇性发酵乳是利用乳酸菌和酵母进行共同发酵，其代谢产物既有乳酸又含有乙醇，并具有显著乙醇风味，常见的有马奶酒、开菲尔等。
无论是酸性发酵乳还是醇性发酵乳，其加工的前处理过程是完全一样的，只是接种后按不同的工艺步骤来进行。
1.原料乳的收集和贮存：
原料乳要求在酸度18°T以下，杂菌数不得高于50万个/毫升，总干物质含量不低于11%，具有新鲜牛乳的滋味和气味，不得含有抗生素及外来化学试剂。
2.乳粉的还原：
乳粉的还原方法是在40~50℃的温水中使乳粉溶解，完全溶解后在30℃左右静置水合。水合时间为40分钟至1小时。
3.乳的标准化
标准化的目的是为了保证酸乳产品的质量要求，各批次产品质量维持一致，需要对乳的化学组成加以校正，进行标准化处理。
①脂肪的标准化：采用向原料乳中添加或去除部分脂肪、脱脂乳添加奶油、全脂乳和脱脂乳混合三种方法对脂肪进行标准化。 ②非脂乳固体标准化：乳中非乳固体包括乳糖、蛋白质和矿物质，会影响产品的物理质量和风味，需要对它们进行标准化处理。处理方法有：添加全职或脱脂乳粉、酪乳粉、酪蛋白粉、浓缩等。乳粉的添加量一般为2%。
4.配料
国产酸乳中一般要加糖，通常加入量为4%~7%。一般情况下，不需要在酸乳中加入稳定剂，但少量的稳定剂有助于改善凝乳质构，减少乳清的析出。常用的稳定剂有：果胶、明胶、淀粉、琼脂、CMC、PGA等。
5.均质
原料配合好之后，为了防止发酵乳脂肪发生分离，需进行均质处理。均质的作用包括：可使脂肪颗粒变细小、均匀，避免脂肪在发酵和保存期间分离上浮。
6.热处理 热处理的主要目的包括：杀死病原菌及其微生物，比如结核杆菌；使乳中酶的活力钝化，抑制物质失活；使牛乳中乳清蛋白变性；杀死竞争微生物，可以有利于酸乳发酵剂的生长。过程中排除氧气、产生巯基等。它以90~95℃、3~5分钟杀菌组合最为常用。
7.接种发酵 接种发酵过程是发酵乳加工中最重要的环节。接种量要根据菌种活力、发酵方法、生产时间的安排和混合菌种配比的不同而制定。接种前应将生产发酵剂在无菌条件下充分搅拌，使凝乳块完全被破碎，以免影响发酵效果。一般生产发酵剂的产酸活力均为0.9%~1.1%，接种量应为2%~3%。
8.冷却 一般在pH4.5~4.6或滴定酸度为80°T左右，传统的冷却方法是一步冷却到8~10℃，贮存在一个中间罐中，并与预先准备好的果料混合 9.添加果料
可以在线定量地将果料如果酱、果汁添加到已离开中间贮藏即将装罐的发酵乳中，或者在一个特殊的混合灌中添加果料与定量的发酵乳混合。
10.配送 发酵乳和其他食品相比，保质期较短（7~21天）。即使发酵乳产品从出厂到消费者手里的时间较短，但是凝固型酸乳对运输特别敏感，运输期间温度变化及道路颠簸等因素也会对其品质产生影响。在冷藏过程的最初24~48小时内，物理特性会得到改变，因此凝固型酸乳冷藏24小时后在配送对其品质有益。 五、乳粉的加工
乳粉是以新鲜牛乳或羊乳为原料，加入一定量的植物或动物蛋白质、脂肪、维生素、矿物质等配料，用加热或冷冻的方法除去乳中绝大部分水分而制成的呈均匀粉末状的干燥乳制品。
乳粉的生产方法分为冷冻法和加热法两大类。冷冻法又分为离心冷冻法和升华法；加热法分为平锅法、滚筒干燥法以及喷雾法。尽管生产方法不同，但其一般工艺流程大致相似，如下：
原料乳的收购、验收和贮藏→乳的预处理→乳的标准化→预热→ 均质→杀菌→真空浓缩→喷雾干燥→冷却→筛粉→检验→
包装→出厂
六、干酪的加工
干酪又称奶酪，是一种乳浓缩物，是指在乳中加入适量的乳酸菌发酵剂和凝乳酶，使乳蛋白质凝固后，排出乳清，将凝块压成所需形状而制成的产品。制成后未经发酵成熟的产品称为新鲜干酪，经长时间发酵成熟而制成的产品称为成熟干酪。其基础干固物主要是蛋白质，实际是酪蛋白和脂肪，液体成为乳清。干酪分为硬质、半硬质、软质三大类，这种方法是以干酪的水分含量多少为标准。 由于干酪的种类很多，加工技术也多种。但半硬质和硬质的加工技术基本相同。分为：
1.原料乳的处理
生产干酪的原料，必须是健康奶畜分泌的新鲜优质乳。感官检查合格后，测定酸度或酒精试验。必要时进行青霉素及其它抗生素试验。原料乳不得含有害于干酪的细菌，在杀菌前，必须通过离心净乳机处理，以除去牛乳中的白细胞及其他杂质。然后进行严格过滤和净化。并按照产品需要进行标准化。
2.添加剂的加入
根据计算好的量，按以下顺序将添加剂加入，氯化钙；发酵剂；硝酸钾；色素；凝乳酶。
3.凝块的处理 当凝块达到一定硬度后(约经30分钟)，用专门的干酪刀或不锈钢丝纵横切割成7～10毫米立方体小块。然后进行轻微的搅，使 凝块颗粒悬浮在乳清中，使乳清分离。加热可使凝块粒稍微收缩，有利于乳清从凝块中排出。开始加热要缓和，再逐渐提高温度，一般每分钟提高 1～2℃，直到槽内温度至32～36℃为止。在加热时应不断搅拌，以防凝块颗粒沉淀。经加热后的凝块体积缩小为原来的一半。加热温度的提高和切割较细时，可加速乳清的排出而使干酪制品含水量降低。加温过快， 会使凝块表面结成硬膜，使颗粒内外硬度不一致而影响乳清排出，从而降低干酪品质。 4.乳清排除
当干酪粒已收缩到适当硬度时，即可排出乳清。此时乳清酸度达到0.12%左右。排放时防止凝块损失。当酸度未达到而过早排出乳清，会影响干酪的成熟；而酸度过高则产品过硬，带有酸味。
5.成型压榨
将排出乳清后的干酪凝块均匀地放在压榨槽中，用压板或干酪压榨机把凝块颗粒压成饼状凝块，使乳清进一步排出。再将凝块分成相等大小的小块，装入专门模具，用压榨机械压制成型。必须防止空气混入干酪中。加压的温度为10～15℃，时间为6～10小时。
6.加盐
加盐可改善干酪风味、硬化凝块和增强防腐作用。是把粉碎的盐撒在
干酪表面，通过干酪的水分将盐溶液而渗透到内部去。
7.上色拉蜡 成熟后的干酪，为了防止水分损失、外界的污染、霉菌的生长和良好的外形等，对干酪都进行包装。硬质干酪通常涂挂有色素的石蜡，而半硬干酪和软质干酪常用塑料薄膜包装，再装入纸盒或铝箔中。
六、冰淇淋的加工 冰淇淋是以饮用水、乳品、蛋白、甜味料、食用油脂等为主要原料，加入适量的香料、稳定剂、着色剂、乳化剂等食品添加剂，经混合、灭菌、均质、老化、凝冻等工艺或再经成形、硬化等工艺而成的体积膨胀的冷冻饮品。
冰淇淋按加工工艺不同，可分为清型冰淇淋、混合型冰淇淋、夹心型冰淇淋、拼色型冰淇淋、涂布型冰淇淋等；按其中脂肪含量，可分为高脂性冰淇淋、中脂型冰淇淋、低脂型冰淇淋；按硬度可分为硬质冰淇淋和软质冰淇淋。
冰淇淋的制造过程可分为前、后两个工序，在前一部分主要是配料、均质、杀菌、冷却与老化成熟。后一部分主要是冰冻凝结、成型和硬化。 其加工工艺流程如下：
原料混合→过滤→杀菌→均质→冷却→添加香料→老化成熟→ 凝冻→充填成型→硬化→包装→冷藏
七、我国乳制品的发展现状及前景
中国乳制品行业起步晚，起点低，但发展迅速。特别是改革开放以来，奶类生产量以每年两位数的增长幅度迅速增加，远远高于1%的同期世界平均水平。中国乳制品产量和总产值在最近的10年内增长了10倍以上，已逐渐吸引了世界的眼光，但同时，中国人均奶消费量与发达国家相比，甚至与世界平均水平相比，差距都还十分悬殊。令人鼓舞的是，近两年政府出台了一系列有利于乳业持续快速发展的政策，中国乳制品行业正面临增长方式的转变，以市场化、法制化、规范化的不破坏资源生态的生产方式，从源头抓起，从整个乳业产业链抓起，以现代的营销观念，迎接新一轮高品质发展周期的到来。
中国乳品消费在逐步扩大，但目前成规模的消费市场还远没有形成。中国许多人还没有喝牛奶、食用乳制品的习惯，尤其是农村市场还远没有打开，还有相当部分的人因经济条件所限消费不起，消费习惯的培养还需要一个过程。乳企须研究中国乳业发展的规律，找到一个比较合理的增长速度，加强乳业发展的计划性。
纵观以往喧嚣的中国乳制品行业，其焦点一直围绕在价格战、奶源战、资本战、圈地战、广告战、口水战等方面，但2007年竞争的话题显然已转移到以产品创新、工艺创新为代表的研发大战。各个乳制品企业推出的新品无一不注重科技含量，也更加侧重功能性。中国乳业已进入了新的竞争阶段。针对国内消费观念逐渐成熟、从“有奶喝”转为“喝好奶”的需求日益强烈，竞争也上了一个新台阶，从低端的价格大战走向高端的技术、
产品比拼；从原始的广告战、价格战变为对行业健康、长远发展具有促进作用的差异化竞争。
随着中国乳业的迅速发展，产品结构发生很大的变化，已成为技术装备先进、产品品种较为齐全、初具规模的现代化食品制造业，随着中国人民生活水平的逐渐提高，乳制品消费市场会不断扩大并趋于成熟，中国将成为世界上乳制品消费最大的潜在市场。
乳制品加工研究进展
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