第九章 乳制品加工工艺一、基础部分二、巴氏杀菌乳与灭菌乳三、发酵乳与酸乳四、乳粉五、其他

一、 基础部分

1.1 牛乳的成分及营养价值1.1.1 概述牛乳的成分主要包括：水、脂肪、蛋白质、乳糖及灰分等。正常的牛乳中各种成分的组成大体上是稳定的，但受乳牛的品种、个体差异、泌乳期、年龄、饲料、季节、气温、挤奶状况及健康状况等因素影响而有所不同，其中变化最大的是脂肪，其次是蛋白质，乳糖和灰分含量相对比较稳定。

牛乳加工后各组分的名称

1.1.2 乳脂肪

乳脂肪约有 99%的成分是甘油三酸酯，其脂肪酸组成

随季节的变化有较大的变动，尤其是饲料。

CH2OCOC15H31

CHOCOC3H7

CH2OCO(CH2)7.CH=CH(CH2)7CH3

牛乳脂肪酸的组成：

饱和脂肪酸约占 60~70%（软脂酸、硬脂酸和豆酸 )

不饱和脂肪酸 25~30%（主要是油酸）

多不饱和脂肪酸约占 4%（亚油酸和亚麻酸）

乳脂肪的特点：存在一些短链脂肪酸（ 4 、 6 、 8 、 10个碳原子），丁酸（在其他一般脂肪中不存在）占 4%。

短链脂肪酸的重要性：

①它们具有某些显著的特征气味，而这些气味对于形成某些乳制品，尤其是干酪的风味和气味是非常重要的；

②乳脂肪中含有相对丰富的短链脂肪酸，易消化，

也可用来鉴别用其他脂肪掺假问题。

物理形式 牛乳是以脂肪球分散在包含非脂乳固体的水相中形成稳定的乳浊液形式存在的，脂肪几乎都是以小脂肪球的形式存在，脂肪球表面被脂肪球膜的蛋白和磷脂包裹着。脂肪球的直径在0.1~20μm范围。在重力作用下，因为乳脂肪和水相之间密度的不同，造成脂肪球的大量上浮，形成稀奶油。

脂肪氧化乳脂肪与空气中的氧、光线、金属铜等接触时，将发生氧化作用，从而产生所谓的脂肪氧化臭。乳脂肪的氧化发生在不饱和脂肪酸的双键位，产生一种令人不愉快的气味。因为乳制品一般不允许使用抗氧化剂，因此必须将加工的乳脂产品，如奶油和无水乳脂的氧化降低到最小程度。乳中存在的细菌，以及将牛乳加热至 80℃以上，都有抗氧化作用，后者导致少量硫氢基合化物的形成。

非脂乳固体

牛乳总固形物 = 脂肪 + 非脂乳固体非脂乳固体包括：

乳中的蛋白质、乳糖、无机盐、维生素和微量含氮

化合物。

1.1.3 乳蛋白质

乳蛋白质主要分为酪蛋白和乳清蛋白，两者都是非

均一蛋白，定义：在 20℃时调节脱脂乳的 pH至 4.6时

从牛乳中沉淀的蛋白质称为酪蛋白；在同样条件下

不沉淀的称为乳清蛋白。

牛乳所含有的蛋白总量大约为 3.3%(总氮×6.38)，其中酪蛋白 2.5%，

乳清蛋白 0.6%，含氮化合物 0.2%，属于非蛋白氮（如氨、游离氨基酸、尿素、尿酸、肌酸及膘呤碱等及少量含氮维生素中的维生素态氮）。

牛乳中主要蛋白质的分类

酪蛋白

酪蛋白是一类磷酸蛋白，占牛乳真蛋白的 80%左右，

五种存在形式： αS1、 αS2、 β-、 κ-和 γ-酪蛋白。

主要以酪蛋白胶束 ( 酪蛋白分子的聚集体 ) 形式存在的。

在酪蛋白胶束中存在一些无机盐，其中最重要的是钙，

没有钙，胶束就会解体。酪蛋白胶束中的钙是以钙离

子和胶体磷酸钙（见无机盐）的形式存在。一般认为

它是由 α-和 β-酪蛋白组成的、表面覆盖 κ-酪蛋白

的球形聚集体。

酪蛋白胶束对乳的加工很重要，因为它不稳定，对

pH值变化非常敏感，通过酸化和凝乳作用会沉淀或

凝固。

凝乳可分为两个阶段：

酪蛋白 酶副酪蛋白 +乳清月示

副酪蛋白胶束 凝胶

酶

乳清蛋白

乳清蛋白主要有有 β-乳球蛋白、 α-乳球蛋白、血

清白蛋白、免疫球蛋白和月示胨。球状结构，乳清

蛋白不会因为酸化和凝乳作用而沉淀，但加热至

65℃或 65℃以上乳清蛋白就会开始变性（除月示胨

外）。

1.1.4 乳糖

乳中的糖类，由葡萄糖和半乳糖结合成的双糖。

乳糖的结构式 * 游离苷羟基

乳糖的特性：

①它是一种可降解的糖类，当乳受热时会发生美拉德反应。

②甜度只有蔗糖的 1/6。

③溶解度不大（大约 21g/100ml水），浓缩乳制品中会出现结晶。

④溶液中的乳糖以 α-型与 β-型的平衡混合物形式存在的，当温度超过 93.50℃时，过饱和溶液中形成 β-乳糖（无水物）结晶；而低于 93.50℃时，形成 α-含水乳糖结晶。后者存在于乳糖以结晶形式存在的乳制品中。

⑤乳糖经乳酸菌发酵产生乳酸。

C12H22O11 2C6H12O6 4C3H6O3

乳糖 葡萄糖、半乳糖 乳酸

⑥可以被半乳糖苷酶水解为葡萄糖和半乳糖

乳酸菌

1.1.5 无机盐类

牛乳中含有 0.8%左右的无机盐，主要以 Ca、 Mg、 K 、

Na、 Cl、 PO4、碳酸氢盐和柠檬酸盐的形式存在，还

有其他一些微量元素的无机盐存在，如 Cu、 Zn、 Fe。

除了氯化物只以溶液形式存在，乳中主要的无机盐均以两种形式存在：可溶的和胶体的，可溶性的钾、钠和氯化物主要是以离子形式存在，钙、镁小部分呈离子状态，大部分与酪蛋白、柠檬酸、磷酸结合呈胶体状态，磷是磷蛋白（酪蛋白）、磷脂及有机磷酸脂的成分。乳中90%以上的钾和钠是可溶性的，而钙和镁却只有 35%是可溶性的。

1.1.6 乳中的维生素

牛乳中含有几乎所有的维生素，特别是 VB2含量很丰

富，但 VD的含量不多。

具体：

脂溶性维生素（维生素 A 、 D 、 E 、 K ）

水溶性维生素（维生素 B1、 B2、 B6、叶酸、 B12、 C ）

各种维生素的热稳定性不同， VC热敏感性特强，而

VB2、 VA、 VD等对热稳定。

泌乳期对乳中维生素含量有直接影响，如初乳中 VA

及胡萝卜素含量多于常乳中的。

1.1.7 乳中的酶

酶的来源：①乳腺，②来源于微生物的代

谢产物。乳中酶的种类很多，但与乳制品

生产密切相关的主要有水解酶类及氧化还

原酶类。

脂酶 膜脂酶和乳浆脂酶，影响较大的是（乳浆）脂酶，来自乳腺和微生物污染。脂酶经80℃/20s可完全钝化。乳脂肪对脂酶的热稳定性有保护作用。乳脂肪在脂酶作用下分解产生游离脂肪酸而带来脂肪分解臭。

磷酸酶 碱性磷酸酶经 62.8℃/30min或

72℃/15s

被钝化，以此可用来检验巴氏杀菌乳杀菌是否

彻底。过氧化氢酶 主要来自白血球的细胞成分，特别是在初乳和乳房炎乳中。过氧化氢酶试验常作为检验乳房炎乳的手段之一。钝化条件：75℃/20min。

过氧化物酶 主要来自白血球的细胞成分，是固有

的乳酶。钝化条件： 70℃/150min； 75℃/25min ； 80℃/2.5s。还原酶 还原酶非固有乳酶，是微生物的代谢产物，数量

与微生物污染的程度成正比，在微生物检验中常用来判断乳的新鲜程度。

蛋白酶 耐热性强， 80℃/10min可钝化，作用 的最适 pH8.0，能使蛋白凝固。

1-过氧化氢酶 80%

2-酸性磷酸酶 99%

3-过氧化物酶

4-黄质氧化酶

5-碱性磷酸酶

6-脂酶

1.1.8 牛乳的营养价值巴氏杀菌乳提供的营养素（平均值）

营养素 含量（ /L乳）

营养素 含量（ /L乳）

蛋白质 34.0g VA （相当含量的核黄素）

417mg

脂肪 39.1g VD 0.30mg

碳水化合物 49.4g VB1 0.40mg

钙 1.2g VB2 1.6mg

铁 1.1mg 烟酸 9.3mg

VC 10.4mg

1.2牛乳的性质1.2.1 乳的胶体分散体系

1.2.2 乳的物理化学性质乳的物理性质是鉴定原料乳质量的重要依据。乳的色泽与光学性质 新鲜的牛乳一般呈乳白色或淡黄色。乳的热学性质 冰点 牛乳冰点 -0.53 ~ -0.55℃（平均 -0.542℃）。 →乳糖与盐类 冰点下降；

掺水→冰点回升（掺水 10%，冰点↑ 0.054℃）。 掺水量推算公式（仅对酸度在 20oT以内的新鲜乳）： w= (t-t’ )/ t (100-ws)

沸点 在 101kPa (1个大气压 ) 下为 100.55℃。乳在浓缩过程中沸点继续上升，浓缩至 1/2V，沸点约上升到 101.05℃。比热容 约为 3.89kJ/(kg•℃) 。乳中主要成分的比热容（ kJ/(kg•℃) ）：乳脂肪 209，乳蛋白质 2.09，乳糖 1.26，盐类2.93。乳制品的比热容在乳品生产上有很重要的意义。

乳的电学性质

电导（ 25℃） 0.004 ~ 0.005s。

氧化还原电势 Eh=+0.23 ~ +0.25V。

乳的相对密度与密度 正常乳的相对密度平均为 d= 1.032。 正常乳的密度平均为 D = 1.030。

乳的粘度与表面张力

（ 20℃正常乳） η平均为 1.75mPa•s。 η随温度升高而降低，脂肪及蛋白质对 η影响最显著。加工中 η也会由于脱脂、杀菌、均质等处理而有所变化。

牛乳的表面张力随温度升高而降低，随含脂率的降低而增大。 20℃时为 0.04~0.06N/m。表面张力与牛乳的气泡性、乳浊液状态、微生物生长、热处理、均质作用、风味等有关。

牛乳的酸度

乳的滴定酸度及 pH “滴定酸度”是乳制品生产中最为常用的，我国《乳、乳制品及其检验方法》中规定酸度试验是以滴定酸度为标准的，用OT 或乳酸百分率（乳酸 % ）表示。

滴定酸度（ OT ）定义：以酚酞为指示剂，中和100ml乳所消耗 0.1M标准 NaOH溶液的毫升数。正常的新鲜牛乳的滴定酸度一般为 16~18 OT 。

乳酸 %=0.1mol/LNAOH体积（ ml） *0.009 测定乳样的质量（ g ）

*100％

pH是指用 H+浓度指数表示的酸度，正常新鲜牛乳的 pH为 6.4 ~ 6.8，酸败乳或初乳的pH在 6.4以下，乳房炎乳或低酸度乳 pH在

6.8以上。

乳中酸度的来源

刚挤出的新鲜乳的酸度称为固有酸度或自然酸度；

挤出后的乳，在微生物作用下由于发酵产酸而升高

的酸度为发酵酸度；两者之和为总酸度。原料乳的

酸度越高，对热的稳定性越差。

乳的热值牛乳的热值为 276J/100g

1-加热臭 2-过氧化物酶钝化3-磷酸酶钝化Ⅰ - 褐变 - 酪蛋白凝固 Ⅱ - 芽孢菌杀灭 Ⅲ -

杀菌 Ⅳ - 结构菌杀灭 Ⅴ - 大肠菌群杀灭 Ⅵ - 未查明区①UHT ②高温瞬时杀菌（93.3℃瞬时）③高温短时杀菌（ 71.7℃/15s） ④短时杀

菌⑤低温保持式杀菌⑥ 1860

年的巴氏杀菌⑦瓶装杀菌

1.2.3牛乳在热处理中的变化

形成薄膜 ＞ 40℃出现拉姆斯现象，胶体凝结

褐变反应

形成乳石

乳蛋白质的热变性 酪蛋白对热比较稳定，乳清蛋白容易发生热变性。酪蛋白在 100℃以下加热，其化学性质没有什么变化，但对其物理性质却有明显影响。

在乳清蛋白中， α-乳白蛋白、 β-乳球蛋白及血清蛋白、免疫球蛋白的热稳定性依次递减。加热30min时，变性温度分别是：免疫球蛋白 70℃，血清白蛋白 74℃、 β-乳球蛋白 90℃、 γ-乳白蛋白 96℃。

β-乳球蛋白加热变性过程图解

酶的钝化

解脂酶 80~85℃高温短时或超高温

磷酸酶 62.8℃/30min或 72℃/15s

过氧化氢酶 75℃/20min

过氧化物酶 70℃/150min 75 /25min ℃

1.2.4 异常乳生理异常乳 主要指初乳和末乳

微生物污染乳 原料乳被微生物严重污染产生异常变化，最常见的是酸败乳和乳房炎乳。

化学异常乳 包括低成分乳、低酸度酒精阳性乳、冻结乳、风味异常乳及异物异常乳。

1.3 牛乳中的微生物

1.3.1 牛乳中的微生物种类 牛乳中存在是微生物有细菌、酵母和霉菌，以细菌在牛乳贮藏与加工中的意义最为重要。细菌 乳酸菌—链球菌属、明串珠菌属、乳酸杆菌属丙酸菌，肠细菌，孢子杆菌，小球菌属，假单胞菌，产碱杆菌属，病原菌

1.3.2 牛乳在贮藏过程中微生物的变化

室温下（ 13~14℃/36h）微生物的生长过程可分为：抑制期、乳链球菌期、乳酸杆菌期、真菌期和脓化菌期。

牛乳中微生物污染途径：

乳房内的微生物（小球菌、链球菌）

挤乳过程（饲料、粪便、土壤、乳头清洗交叉污染、挤奶工本身带入）

挤乳后

1.3.3 乳中微生物的耐热性

大多数致病菌耐热性低，以结核菌最耐热。

微生物耐热性的影响因素：

菌种、菌龄、数量、基质的成分和性质、加热温

度和时间等

乳中微生物的热致死条件

思考题

1 牛乳的组成？各中成分的大概含量？

2 名词解释：酪蛋白 乳清蛋白 滴定酸度

3 如何理解“牛乳的胶体分散体系”？

2 巴氏杀菌乳与灭菌乳2.1 巴氏杀菌乳

巴氏杀菌乳（ pasteurisedmilk）又称市乳（

market milk），是以新鲜牛乳为原料，经过离心

净乳、标准化、均质、杀菌和冷却，以液体状态

灌装，直接供给消费者饮用的商品乳。根据脂肪

含量的不同，可分为全脂乳、高脂乳、低脂乳、

脱脂乳和稀奶油。

巴氏杀菌乳的加工工艺流程：

原料乳验收→预处理→预热均质→巴氏杀菌→冷却

→灌装封口→冷藏

2.1.1原料乳的验收感官评定：包括牛乳的滋气味、清洁度、色泽等。

理化指标：包括含脂率、蛋白质含量、杂质度、冰点、酒精试验、酸度、温度、相对密度、 pH、抗菌素残量等。

微生物指标：主要指细菌总数。其他如体细胞数、芽孢数、耐热芽孢数基嗜冷菌数等。（ 1994年欧共体修订的标准中规定原料乳中体细胞含量不得高于 400

000个 /ml。）

欧共体液态乳制品细菌总数的标准（ 1993 ）

项目 平板计数细菌总数 /cfu. ml-1

原料乳<100 000

原料乳在乳品厂贮存超过 36h<200 000

巴氏杀菌乳<300 00

巴氏杀菌乳在 8℃下培养 5d后<100 000

超过温和保持灭菌乳在 30℃下培养 15d后

<100

酒精试验 检查乳中蛋白质的稳定性，一般以 72%

（ v/v）的中性酒精与原料乳等量混合摇匀，无凝 块出现，则其滴定酸度不高于 18 OT 。

影响原料乳质量的主要因素 奶牛的品种和健 康状况，牧场环境，饲料品质，清洗与卫生， 乳的微生物总质量，化学药品残留量，游离 脂肪酸，挤奶操作，贮存时间和温度等。

优质牛乳中的细菌生长情况单位： cfu/ml

贮存温度

刚挤出 24h后 48h后 72h后

4.4℃ 4000 4000 5000 8000

15℃ 4000 1 600 000

33 000 000

326 000 000

2.1.2 预处理牛乳的净化 净乳的目：除去乳中的机械杂质并减少微生物数量。可采用过滤净化（过滤筛网或双联过滤器）及离心净化（离心净乳机）。

牛乳的冷却贮存 牛乳净化后应立即冷却到 4℃ 以下，目的：抑制微生物繁殖。冷却设备：板式换热器，贮奶罐要有搅拌装置，搅拌的目的：使乳温均匀，防止脂肪上浮。

牛乳的贮存温度与抗菌期的关系

牛乳在贮存温度（℃）

-10 0 5 10 25 30 37

抗菌期 240 48 36 24 6 3 2

乳的贮存时间与冷却温度的关系

乳的贮存时间（ h ） 6~12 12~18 18~24 24~36

应冷却的温度（℃） 10~8 8~6 6~5 5~4

牛乳的标准化• 标准化的目的：使乳制品中脂肪与非脂乳固体的比值符合产品规格要求。

• 标准化的方法： 原料乳中脂肪含量不足—添加稀奶油或除去部分脱脂乳；

原料乳中脂肪含量过高—添加脱脂乳或提取部分稀奶油。

• 标准化计算： 前提：需标准化的原料乳的脂肪和非脂乳固体含量，用于标准化的稀奶油或脱脂乳中脂肪和非脂乳固体含量均已知。

①稀奶油中非脂乳固体含量

Ws1=

②脱脂乳中非脂乳固体含量

Ws2=

Ws、 Ws1、 Ws2、分别是原料乳、稀奶油、脱脂乳中

非脂乳固体含量；

WF、 WF1、 WF2、分别是原料乳、稀奶油、脱脂乳中脂

肪含量；

100— WF1

100× Ws2（％）

Ws

100—WF×100％

③原料乳中脂肪含量不足时，添加稀奶油

R=m×WF +mC×WF

m×Ws ＋mc×Ws1

mc=R×Ws－ WF

WF1－ R×Ws1

R—标准化乳中脂肪和非脂乳固体含量之比， m 、

mc、 mS——分别是原料乳、稀奶油和脱脂乳的质

④原料乳中脂肪含量过高时，添加脱脂乳

R=m×WF +mC×WF2

m×Ws ＋ms×Ws2

ms= WF/R－WsWs2－WF2/R

×m

2.1.3 牛乳的均质

均质的目的：对脂肪球进行机械处理，使其呈较小的脂肪球（ 1μm）均匀一致地分散在乳中。二次均质可以增强均质的效果，其本质是将一次均质后又重聚起来的脂肪球分开。

均质压力： 10-25Mpa，（一级 17~21MPa，二级 3.5~5MPa）

均质温度： 55~80℃ 均质化乳的特点：均一性、良好的风味、泡沫。

2.1.4 牛乳的巴氏杀菌

巴氏杀菌的方法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

超巴氏杀菌（ Ultra pasteurisation）

125~138

2~4s

超高温灭菌（连续式）（ UHT） 135~140

几秒

保持灭菌 115~120

20~30min

初次杀菌：将牛乳进行一定的低温加热处理，杀死低温菌营养体，延长牛乳在冷藏条件下的保存时间。

巴氏杀菌：目的是杀死所有的致病菌营养体。

灭菌：目的是杀死所有能导致产品变质的微生物，使产品能在室温下贮存一段时间。

2.1.5 冷却、灌装、贮存和分销

经巴氏杀菌的的牛乳应尽快冷却到 5℃以下，然后进

行灌装。温度和时间组合对细菌和酶的影响

包装材料应具备的特点：

保证产品的质量及其营养价值；保证产品的卫生及清洁，对所包装的产品没有任何污染；

避光、密封，有一定的抗压强度；便于运输；便于携带和开启；减少食品腐败和废物的产生；有一定的装饰作用。

包装形式：玻璃瓶、单层塑料袋或复合纸袋、塑料

瓶、纸盒。

玻璃瓶灌装包括两大主要步骤：脏瓶的清洗和

消毒：准确定量和卫生灌装。

巴氏杀菌乳的包装过程中应特别注意：

避免二次污染（如包装材料、包装设备及包装环境的污染）

尽量避免灌装时产品温度升高

对包装材料提出较高的要求

巴氏杀菌产品在贮存和分销过程中，必须保持冷链的连续性。

2.1.6 巴氏杀菌乳的质量指标

以下内容摘自《巴氏杀菌乳（ Pasteurized milk）

GB5408—1999》。巴氏杀菌乳感官特性

色泽 呈均匀一致的乳白色，或微黄色滋味和气味 具有乳固有的滋味和气味，无异味组织状态 均匀的液体，无沉淀，无凝块，无粘稠现象

2.2 超高温灭菌乳（ UHT乳）

灭菌乳分为两大类：保持灭菌乳和超高温灭菌乳。2.2.1 UHT产品的定义UHT产品是指物料在连续流动的状态下，经 135℃以上不少于 1s的超高温瞬时灭菌（以完全破坏其中可以生长的微生物和芽孢），然后在无菌状态下包装于微量透气的无菌包装容器中，以最大限度地减少产品在物理、化学及感官上的变化的产品。原料乳→ UHT →无菌平衡罐 → 无菌灌装

2.2.2 超高温灭菌加工的类型

各种类型的超高温加热系统

直接加热系统 (A)与间接加热系统 (B)的比较 A 加热及冷却速度快 A 的主要优势：能加工粘度高的产品，不容易出现结垢，而 B （除刮板式之外）易结垢

A 的工艺缺点：需在灭菌后均质加热系统结构复杂，设备成本是同等处理能力的 B的两倍

A 的运行成本相对较高： B 的热回收率≥ 90%且水耗低， A 用于泵送和均质的电耗也大

只有在特殊情况下，产品的特性和质量要求才使直接加热系统的复杂性和高成本更合乎情理

2.2.3 典型的 UHT乳的加工工艺

超高温瞬时灭菌机

2.2.4 无菌包装

包装容器灭菌

无菌条件下灌装、封合→ 微生物密封型产品

产品

包装容器灭菌

饱和蒸汽灭菌

H2O2灭菌（ 30~35%）

紫外线辐射灭菌

H2O2与紫外线联合灭菌

美国 FDA规定：刚灌装后的产品中 H2O2残留量≯ 0.5mg/L， 24h后应降至 1×10-9mg/L

无菌纸包装系统

包装材料：内外覆以聚乙烯的纸板

典型的无菌包装复合材料

（ 1 ）纸卷成形包装系统（敞开式和封闭式） 包装容量（ ml） 速度（包 /h）敞开式 200 250 500 1000 3600 4500封闭式 100~1500 5000~18000（ 2 ）预成型纸包装系统

2.3 保持灭菌乳对加工工艺过程的定义 物料在密闭容器内被加热到至少 110℃，保持 15~40min，经冷却后而制成的产品。对成品的定义 （同时适用于保持灭菌乳和超高温灭菌乳）要求产品达到商业无菌状态（而非绝对无菌），即：①不含危害公共健康的致病菌和毒素；②不含任何在产品贮存运输及销售期间能繁殖的微生物；③在有效期内保持质量稳定和良好的商业价值，不变质。

基本工艺（二次灭菌）

原料乳→预处理→ UHT（或巴氏杀菌）→灌装封合→保持灭菌→成品普遍采用吹塑瓶包装

思考题

1 解释名词术语：巴氏杀菌、 UHT乳、保持灭菌

乳及它们的本质区别。

2 为什么“经巴氏杀菌的的牛乳应尽快冷却到 5℃以下进行灌装”？

3 UHT加热系统有哪些类型？直接加热系统与间接加热系统各自的特点？

3 发酵乳与酸乳

3.1 发酵乳与酸乳的定义及分类3.1.1 发酵乳的定义（ IDF， 1992）乳或乳制品在特征菌的作用下发酵而成的酸性凝乳状产品。保质期内，该产品中的特征菌必须大量存在，并能继续存活和具有活性。发酵乳中可添加的成分：乳制品菌种糖增香食品增香剂添加剂（食用色素、稳定剂、防腐剂、甜味剂）

3.1.2 发酵乳的分类

嗜热菌发酵乳（单菌发酵乳、复合菌发酵乳）

嗜温菌发酵乳（乳酸发酵而成的、乳酸和酒精发酵而成

3.1.3 酸乳的定义（ FAO/WHO/IDF， 1977）

即在添加（或不添加）乳粉（或脱脂乳粉）的乳

中，由于保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌的作用进

行乳酸发酵制成的凝乳状产品，产品中必须含有

大量的、相应的活性微生物。

3.1.4 酸乳的分类

按成品的组织状态分类

凝固型酸乳（ set yoghurt）

搅拌型酸乳（ stirred yohurt）

饮用酸乳（ Drinking yohurt）（乳酸菌饮料）

按成品口味分类

天然纯酸乳（ Natural yoghurt）

加糖酸乳（ sweeten yoghurt）

调味酸乳（ flavored yoghurt）

果料酸乳（ yoghurt with fruit ）

复合型或营养健康型酸乳

按原料中脂肪含量分类（ FAO/WHO）

全脂酸乳（ 3.0%）

部分脱脂酸乳（ 3.0%~0.5%）

脱脂酸乳（ 0.5%）我国新的酸乳成分标准

按发酵后的加工工艺分类

浓缩酸乳（ concentrated or condensed

yoghurt）

冷冻酸乳（ Frozen yoghurt）

充气酸乳（ Carbonated yoghurt）

酸乳粉（ Dried yoghurt）

按菌种种类分

酸乳

双歧杆菌酸乳（ yoghurt with bifidus）

嗜酸乳杆菌酸乳（ yoghurt with

acidophilus）

干酪乳杆菌酸乳（ yoghurt with L.casei）

3.2 酸乳与发酵乳的营养价值

酸乳所特有的营养价值：

• 减轻“乳糖不耐受症”

• 调节人体肠道中的微生物菌群平衡

发酵乳除具有与酸乳产品相类似的营养价值外，还

有其特殊的保健作用。如：

酸牛乳酒 辅助治疗动脉粥样硬化、过敏症和肠胃不

适症等。

双歧杆菌发酵乳

改善轻度便秘症状提高肠道中双歧杆菌数量预防腹泻提高免疫功能促进并改善蛋白质及维生素的代谢增强对腐败菌的抵抗能力减少腐败菌产生的氨和胺因影响肝功能造成的代谢紊乱

3.3 发酵剂的制备3.3.1 概述 发酵剂（ starter culture）是一种能够促进乳的酸化过程，含有高浓度乳酸菌的产品。

酸乳发酵剂的主要作用分解乳糖产生乳酸产生挥发性的物质（如丁二酮、乙醛等），使酸乳具有典型的风味

具有一定的降解脂肪、蛋白质的作用，使酸乳更利于消化吸收

酸化过程抑制致病菌的生长

发酵剂常用术语商品发酵剂（ stock culture）母发酵剂（ mother culture）中间发酵剂（ feeder或 imtermediateculture ）

工作发酵剂（生产发酵剂 bulk culture）酸乳发酵剂菌种的共生作用

3.3.2 发酵剂的选择主要考虑因素产酸能力和后酸化滋气味和芳香味的产生粘性物质的产生蛋白质的水解性发酵剂的物理形态液态发酵剂粉状（或颗粒状）发酵剂冷冻发酵剂

3.3.3 发酵剂的制备

培养基的选择

母发酵剂、中间发酵剂的培养剂制备 一般用高质量无抗菌素残留的脱脂乳粉制备，培养基干物质含量为 10%~12%。推荐杀菌温度和时间90℃/30min，也有用 115℃/15min的。

工作发酵剂培养基的制备 可用高质量无抗菌素残留的脱脂乳粉或全脂乳制备。

发酵剂的扩培

工作发酵剂的制备

发酵剂的质量控制

①感官检查组织状态、色泽及有无乳清分离、风味、凝

块硬度

②产酸能力

③影响发酵剂菌种活力的主要因素抗菌素残留、噬菌体

3.4 酸乳的生产工艺及品质控制

酸乳生产工艺流程

菌种培养 --三级扩大培养 --住发酵 --过滤 --

浓缩 ---

酸化 ----离心 ---膜过滤 --树脂、活性炭脱色 --浓缩

---灌装

思考题

1 解释：发酵乳酸乳

2 凝固型酸乳和搅拌型酸乳及乳酸菌饮料的本质区别？

3 发酵剂的作用原理？如何制备好的发酵剂？

4 乳粉

乳粉的主要种类包括：

全脂乳粉（ Whole milk power）

脱脂乳粉（ Notfatdry milk power;Skim

milk power）

乳清粉（ Whey power）

配制乳粉（ Modified milk power）

4.1 全脂乳粉

4.1.1 预热杀菌

乳粉生产中杀菌的主要目的是杀死乳中的微生物和破坏酶的活力。

喷雾干燥法生产全脂乳粉，一般采用HTST（ 80~85 /15s℃ ）或 UHT杀菌。杀菌方法对全脂乳粉的品质特别是溶解度和保藏性有很大影响（蛋白质的热变性程度）。

4.1.2 真空浓缩

真空浓缩的优点：蒸发效率高，节省能源，降低成本 ( 蒸发 1kg水，耗蒸汽 0.39kg，而喷雾干燥耗汽 2.5~3.0kg）。

有效改善乳粉颗粒的物理性状。改善乳粉的保藏性有利于包装 最常用的浓缩设备是双效（一效 70℃，二效 45℃）或多效降膜式蒸发器，一般浓缩至原料乳体积的四分之一，即乳固体含量在 45%左右。

4.1.3 喷雾干燥

喷雾干燥的特点：干燥速度快，物料受热时间短。干燥过程温度低，乳粉品质好。可以调节工艺参数，使成品具有良好的质量指标（流动性、分散性、可湿性、冲调性）。

卫生质量好，产品不易污染。操作控制方便，适合于大规模连续化生产。喷雾干燥类型主要有离心喷雾和压力喷雾。

4.1.4 出粉、冷却、过筛、包装

包装流程：称量→填充→排气→封口→装箱→打包→入库。

包装容器材质：塑料袋、复合薄膜、马口铁罐。

4.1.5 乳粉的理化性质

色泽与风味

淡黄色，具有牛乳独特的乳香微甜风味

乳粉的密度

表观密度——单位容积中乳粉的重量（包括颗粒空

隙中的空气）

容积密度——乳粉颗粒的密度（包括颗粒内的空气 )

真密度——不包括空气的乳粉本身的密度

乳粉密度主要受喷雾方式、浓缩乳浓度、温度、粘度以及加热空气温度等因素的影响。

气泡 压力喷雾的全脂乳粉颗粒中含气量约 7~10%

（容积 % ），脱脂乳粉约 13%；离心喷雾的全脂乳粉约含 16~22%，脱脂乳粉约 35%。含气泡多的乳粉浮力大，下沉性差，且易氧化变质。

脂肪 喷雾干燥的乳粉的脂肪呈微细球状，存于乳粉颗粒内部，压力喷雾的乳粉脂肪球较小，约1~2μm，离心喷雾粉约为 1~3μm。凝聚在乳粉颗粒边缘的游离脂肪（ 3~14%）含量高时，乳粉极易氧化，不耐保藏，冲调性差。

蛋白质 乳粉颗粒中蛋白质的状态，特别是酪蛋白的状态，决定了乳粉的复原性。

乳糖 乳糖是乳粉颗粒中的主要成分，全脂淡乳粉约含 38%，脱脂乳粉 50%，乳清粉 70%。普通新生产的乳粉中乳糖呈非结晶的玻璃状态，玻璃态的乳糖极易吸潮，变成含一个分子结晶水的结晶乳糖。

水分 全脂乳粉在 2%，脱脂乳粉在 4%以下为宜，水分高低直接影响乳粉的质量及保藏性。但水分过低容易引起脂肪氧化，产生氧化臭。

乳粉的溶解度与复原性 溶解度是表示乳粉与水按鲜乳含水比例复原时，复原性能的一个指标。影响溶解度的主要因素：原料乳的质量、加工方法、操作条件、成品含水量、成品包装及贮藏条件等。

乳粉颗粒的状态与冲调性

喷雾干燥的乳粉颗粒，呈疏松球体或几个球体粘连在一起的微团粒状，颗粒外部光滑，内部疏松或有气泡。

离心喷雾： Φ30~200μm，平均 100μm；

压力喷雾： Φ10~100μm，平均 45μm；

速溶乳粉： Φ100~800μm ；

脱脂乳粉： Φ40~60μm。

乳粉颗粒大小及其颗粒分布对冲调性能有直接影响。冲调性和溶解度都是乳粉复原性能指标，但溶解度表示乳粉的最终溶解程度，冲调性则表示乳粉的溶解速度。冲调性随乳粉颗粒平均直径的增大而提高。

乳粉颗粒平均直径与冲调性的关系

乳粉颗粒平均直径（ μm ）

44.39 42.10 41.75 40.90 27.70 22.20 19.58

冲调性（％）

90.34 86.51 86.06 85.30 79.79 73.33 63.87

4.2 脱脂乳粉脱脂乳粉的生产工艺流程与全脂乳粉相类似，只是多了一个原料乳脱脂的过程。脱脂乳粉按热处理程度进行分类，分类指标为乳清蛋白氮指数（ WPNI），乳粉中未变性乳清蛋白的量与热处理程度成反比。低热粉（ WPNI>6mg/g乳粉）— 72℃/15s或 90℃/瞬时

中热粉（ 1.5mg/g< WPNI<6mg/g）高热粉（ WPNI<1.5mg/g乳粉）— 95℃/10min

4.3 速溶乳粉 速溶乳粉制造方法有喷雾干燥法、真空薄膜干燥法和真空泡沫干燥法等。喷雾干燥法主要有再润湿法和直通法。

直通法 也就是乳粉喷雾二次干燥技术，即由喷雾干燥塔下部排出潮粉（全脂乳粉含水量为 5~8%，脱脂乳粉为 6~7%），然后进入二次干燥振动流化床，同时实现潮粉的附聚。

再润湿法 以喷雾干燥的脱脂乳粉为基粉，通过喷湿空气或雾滴吸湿附聚成团粒，同时将吸湿性很强的玻璃态非结晶乳糖转变为结晶态不吸湿的的结晶乳糖。

直通法生产速溶全脂乳粉工艺流程

1 、空气加热系统 2 、浓奶 3 、细粉返回 4 、排开 5 、冷风 6 、热风 7 、湿风

4.4 乳粉的质量指标水分（ % ）≯ 3.00

脂肪（ % ）≮ 26

复原乳酸度（。 T ）≯ 20

溶解度指数（ ml) ≯ 0.150

杂质度（ ppm) ≯16

铅、铜、汞（ ppm）分别≯ 0.5 4 0.03

杂菌数（ cfu/g）≯ 50 000

大肠杆菌 (MPN/100g)≯90

致病菌不得检出

思考题

1 乳粉生产中的关键步骤有哪些？真空浓缩的特点？

2 乳粉生产中为什么要同时采用浓缩和喷雾干燥来去

除水分？而豆乳粉生产中却只采用喷雾干燥？

3 如何理解乳粉的三种密度？

4 乳粉的冲调性和溶解度的含义？如何提高？

5 冰淇淋

冰淇淋是一种以饮用水、乳制品（ Mpro>2

% ）、蛋品、甜味料、香味料、食用油脂等为主要原料，加入乳化稳定剂、色素等，通过混合配制、杀菌、均质、老化（成熟）、凝冻，或再经成型、硬化等工序加工的体积膨胀的冷冻饮品。

按含脂率高低分类

高级奶油冰淇淋 其脂肪含量为 14%~16%，总固形物含量为 38%~42%。

奶油冰淇淋 其脂肪含量在 10%~12%，为中脂冰淇淋，总固形物含量在 34%~38%。

牛奶冰淇淋 其脂肪含量在 6%~8%，为低脂冰淇淋，总固形物含量在 32%~34%。

按使用不同香料分类

分为香草冰淇淋、巧克力冰淇淋、咖啡冰淇淋和薄荷冰淇淋等。其中以香草冰淇淋最为普遍，巧克力冰淇淋其次。

按冰激凌的形态分类

冰淇淋砖（冰砖） 冰淇淋砖呈砖形，系将冰淇淋分装在不同大小的纸盒中硬化而成，有单色、双色和三色，一般呈三色，以草莓、香草和巧克力为最普遍。

杯状冰淇淋 将冰淇淋分装在不同容量的纸杯或塑杯中硬化而成。

锥状冰淇淋 将冰淇淋分装在不同容量的锥形容器，

如蛋筒中硬化而成。

异形冰淇淋 将冰淇淋注入异形模具中硬化而成，或

通过异形模具挤压、切割成形、硬化而成，如娃娃

冰淇淋。

装饰冰淇淋 以冰淇淋为基，在其上面裱注各种奶油

图案或文字，有一种装饰美感，如冰淇淋蛋糕。

按所加的特色原料分类

果仁冰淇淋这类冰淇淋中含有粉碎的果仁，如花生

仁、核桃仁、杏仁、栗仁等，加入量为 2%~6%，其品

名一般按加入的果仁命名。

水果冰淇淋这类冰淇淋含有水果碎块，如菠萝、草

莓、苹果、樱桃等，再加入相应的香精和色素，并

按所用的水果来命名。

布丁冰淇淋 这类冰淇淋含有大量的什锦水果、碎核桃仁、葡萄干、蜜饯等，有的还加入酒类，具有特殊的浓郁香味。

豆乳冰淇淋 这类冰淇淋中添加了营养价值较高的豆乳，是近年来新发展的品种，有各种不同花色，如核桃豆腐冰淇淋、杨梅豆腐冰淇淋等。

5.2 冰淇淋的生产工艺流程及品质控制

原料预处理 ↓ 混合料的制备 ↓ 均质（ 50~60℃/10~20MPa） ↓ 杀菌（ 63℃/30min或 83~85℃/15s） ↓ 冷却（ 2~4 ℃）

老化（成熟）（ 2~4℃/4~24h） ↓ 凝冻（ -2~ -6℃） ↓ 灌装成型→软质冰淇淋 ↓ 硬化（ -35~ -45℃/20~60min） ↓ 包装 ↓ 硬质冰淇淋

操作要点

混合料的配制 砂糖、乳粉等干料先在水粉混合器中

与热水（ 45~50℃）混合后再送入混料缸，乳化稳定

剂先与等量的砂糖混合，再加 5 倍的水，加热充分溶

解后再送入混料缸。

均质 目的：使混合料获得均匀一致的乳浊液，增加

粘度，防止在凝冻过程中脂肪呈奶油析出；改善混

合料的起泡性，提高膨胀率。

凝冻 影响冰淇淋质量和产量的一个关键工序。将

混合料在强烈搅拌下迅速冷冻，可以使空气以极

微下的气泡均布于全部混合料中，使冰淇淋的水

分在形成冰晶时呈微细结晶，从而使口感不易辨

别粗糙的冰屑。

膨胀率的控制

重量法

膨胀率 =

1L混合料的质量－ 1L冰淇凌的质量

1L冰淇淋的质量

×100％

体积法膨胀率=

单位质量冰淇淋的体积－单位质量混合物的体积×100％

单位质量混合物的体积

膨胀率是冰淇淋质量的一项极为重要的指标，但也不是越高越好。膨胀率过高，组织松软，缺乏持久性；过低，组织坚硬，口感差。控制膨胀率，应从以下几个方面着手：

原料

（ 1 ）乳脂肪乳脂肪含量越高，混合料的粘度越高，但只有适当的粘度才便于空气的混入。

（ 2 ）非脂乳固体增加混合料中非脂乳固体含量，能提高膨胀率。但乳糖结晶、乳酸产生及部分蛋白凝固，会影响膨胀率。

（ 3 ）含糖量含糖量高，冰点下降，凝冻搅拌时

间加长。若含糖量过多，则会有碍膨胀率。

（ 4 ）稳定剂适量的稳定剂，能提高膨胀率，但

用量过多，混合料粘度过高，反而使膨胀率下降。

均质

均质要适度；均质过度，造成混合料粘度过高，空气难以进入；若均质不够，粘度过低，空气也难以进入，都会降低膨胀率。

老化

保证一定时间的老化，促使脂肪与水“互溶”，增加混合料的内聚力，提高粘度，从而获得较高的膨胀率和良好的组织

凝冻

凝冻操作是否适当，凝冻搅拌器的结构及

转速等和冰淇淋膨胀率有密切的关系。因

此，生产中必须很好地控制上述各因素

5.3冰淇淋的质量理化指标

项目 高脂性 中脂型 低脂型脂肪 ％ ≥ 10.0 ≥ 8.0 ≥

6.0

总固形物 ％ ≥ 35.0 ≥ 32.0 ≥ 30.0

总糖（蔗蔗糖挤）％ ≥ 15.0 ≥ 15.0 ≥ 15.0

膨胀率 ％ ≥ 95.0 ≥ 90.0 ≥ 80.0

6 其他 6.1 炼乳 浓缩乳制品，包括甜炼乳（一般为全脂）和淡炼乳（全脂和脱脂）

6.1.1 全脂加糖炼乳（甜炼乳） 牛乳加入 16%的蔗糖，并浓缩至原体积的 40%，成品含蔗糖 40~45%左右。

加糖的目的：产生高渗透压抑制微生物繁殖，使成品具有保存性。

原料乳验收及预处理 ↓ 预热杀菌 蔗糖 ↓ ↓ 真空浓缩←糖液杀菌（ 65%） ↓ 冷却结晶 ↓ 装罐 ↓ 封罐

冷却结晶的目的

①浓缩结束时 50℃左右，及时冷却，避免成品在贮藏期内变稠与褐变；

②使处于过饱和状态的乳糖形成细微的结晶，感观品质细腻。

方法：

①间歇式冷却结晶

Ⅰ阶段 50℃→35℃

Ⅱ阶段→ 26℃（加入 0.04%的晶种）， 0.5h

Ⅲ阶段→ 15℃

②间歇式真空冷却（真空冷却结晶机）

③连续瞬间冷却结晶（连续瞬间冷却结晶机）几十秒至几分钟内即可获得细微的结晶

6.1.2 全脂无糖炼乳（淡炼乳） 原料乳验收及预处理 ↓ 预热杀菌 ↓ 真空浓缩 ↓ 均质 ↓ 冷却结晶 ↓ 装罐→封罐→灭菌

和甜炼乳相比，存在三大不同之处：

①不加糖

②均质（甜炼乳含有高浓度的蔗糖，粘度高，可以防止脂肪上浮）

③灭菌（ 15′-20′-15′/116℃；或连续式灭菌几分钟内升温至 124~138℃，保持1~3min，快速冷却）。

6.1.3 产品质量指标 ( 摘自《炼乳 GB5417-1999 》 ) 全脂加糖炼乳 全脂无糖炼乳蛋白质％≥ 6.8 6.0脂肪％≥ 8.0 7.5总乳固体％≥ 28.0 25.0蔗糖％≤ 45.0 --水分％≤ 27.0 --酸度 O≤ 48.0 48.0 杂质度％≤ 8 4乳糖结晶颗粒 μm ≤ 25 --菌落总数 50000 商业无菌大肠菌群 MPN/100g≤ 90致病菌 不得检出

6.2 干酪

干酪是在乳中（也可用脱脂乳或稀奶油）加入适量乳酸菌发酵剂和凝乳酶，使蛋白质（主要是酪蛋白）凝固后，排除乳清，将凝块压成块状而制成的产品。制成后未经发酵的称新鲜干酪，经长时间发酵成熟的产品称成熟干酪。

6.2.1 干酪的分类 ( 根据水分含量 )

硬质干酪（水分含量 20%～ 42%）

半硬质干酪（水分含量 45～ 55%）

软质干酪（水分含量＞ 55%）

6.2.2 基本工艺流程原料乳预处理 搅拌（轻微足进乳清排出） ↓ ↓ 巴氏杀菌 加温（ 35~40℃，每 3~5min↑1摄氏） ↓ ↓ 冷却 排乳清 ←发酵剂 ↓ ← CaCl2 成型压榨 ←凝乳酶 ↓ 静置（ 30~45min 加盐（干腌或湿腌） ↓ ↓ 凝块切割 发酵成熟（ 10~15℃ RH 65~80％ ↓ ↓ 软 1~4个月，硬 6~8个月） 上色挂蜡

思考题

1 如何掌握好冰淇淋生产中的关键步骤——凝冻？

2 何为膨胀率？如何保证良好的膨胀率？

3 甜炼乳和淡炼乳的本质区别？

4 炼乳生产中冷却结晶的目的、方法，及各种方法的

比较。