奶制品是一种营养丰富的食品，含有大量蛋白质、维生素、矿物质和脂肪，而且易消化吸收。包括牛奶以及以牛奶为基础加工而成的酸奶、奶酪等奶制品。奶类为人体提供优质的蛋白质。奶类食物也是钙的主要来源，应占早餐的10%。

如今，喜欢饮用奶制品的人日益增多，尤其牛奶几乎已经成为人们生活中的最佳营养食品。奶制品可提供全面均衡的营养素，为人体健康和生长发育提供物质基础。据第四次全国营养调查结果显示，我国膳食供应最不足的营养素是钙、维生素A和维生素B2，而奶制品正是这几种营养素的最佳来源。中国乳业起步晚、起点低，但发展迅速。未来全球乳业的快速增长主要依靠市场消费拉动，而中国拥有14亿多人口，是世界最大的消费市场。目前，我国居民平均每人每年摄入牛乳约10 kg，而全球人均为100 kg，欧美发达国家达到300 kg，与我国相邻的日本、韩国人均消费也在80 kg左右，我国牛乳消费有较大的增长潜力。因此，乳制品行业被社会称为“朝阳”产业，在这种形势下，我国对乳制品加工技术人员的需要量不断增大。

4.5.1　灭菌乳

灭菌乳又称消毒乳，是指以新鲜牛乳、稀奶油等为原料，经净化、杀菌、均质、冷却、包装后，直接供应消费者饮用的商品乳。按照灭菌方式分类常见的为巴氏灭菌乳和超高温灭菌乳。

巴氏灭菌是指杀死引起人类疾病的所有病原微生物及最大限度地破坏腐败菌和乳中酶，以确保产品安全性的一种加热方法。

超高温灭菌乳（又称UHT灭菌乳）是指将原料乳加热到130～150℃，保持几秒钟以达到商业无菌水平，然后在无菌状态下灌装于无菌包装容器中的产品。产品无须冷藏，可以在常温下长期保存。

（1）巴氏灭菌乳

①配方。新鲜液态乳、常用牛乳。

②工艺流程。

原料乳的验收→过滤或净化→标准化→均质→巴氏杀菌→冷却→灌装→封盖→装箱→冷藏。

③操作要点。

A.原料乳的验收。灭菌乳的质量取决于原料乳，因此对原料乳的质量必须严格管理，认真检验。主要的检验项目为：色泽、滋味、气味、温度、相对密度、酒精试验、酸度、脂肪、细菌数（直接镜检法）、杂质等。必要时抽查抗菌物质、残留农药（DDT、BHC）、乳房炎菌和进行亚甲蓝试验等。只有符合标准的原料乳才可生产消毒乳，不符合标准的乳可加工成其他制品。

B.过滤或净化。为了除去原料乳中的尘埃、杂质，原料乳验收合格后必须进行过滤净化。最简单的方法是用三层纱布过滤，有的厂家用双联过滤器过滤。生产保质期较长的灭菌乳时，还应进行净乳处理，以除去乳中细小的机械杂质及一些细菌细胞。

C.标准化。标准化是为了确定巴氏杀菌乳中的脂肪含量，以满足不同消费者的需求。一般低脂巴氏杀菌乳的脂肪含量为1.5%，常规巴氏杀菌乳的脂肪含量为3%。但是不同的国家有不同的规定，有时脂肪含量可降低至0.1%～0.5%。为了保证达到法定要求的脂肪含量，在半脱脂乳和标准化乳生产中需要进行标准化，而脱脂乳是一种稀奶油的分离产品，原则上无须标准化。因此，凡不符合标准的原料乳，都必须进行标准化以后，才能用于加工。如果规定的产品含脂率高于全脂乳的含脂率，就必须除去部分脱脂乳；反之则应分离多余的脂肪。一般情况下，标准乳的含脂率通常比全脂乳的含脂率要低，因而，多余的脂肪可以用于加工奶油等产品。

标准化的方法：标准化有三种不同的方法，即预标准化、后标准化和直接标准化。

a.预标准化：预标准化是指在巴氏杀菌之前把全脂乳分离成稀奶油和脱脂乳。如果标准化乳脂率高于原料乳中的乳脂率，则需要将稀奶油按照计算比例与原料乳在罐中混合以达到要求的含脂率；如果标准化乳脂率低于原料乳中的乳脂率，则需要将脱脂乳按照计算比例与原料乳在罐中混合以达到稀释的目的。

b.后标准化：后标准化是在巴氏杀菌之后进行，方法同上，它与预标准化不同的是二次污染的可能性更大。

以上两种方法都需要使用大型的、等量的混合罐，分析和调整工作比较耗时。

c.直接标准化：直接标准化是与现代化的乳制品大生产相结合的方法，其主要特点是：快速、稳定、精确、与分离机联合运作、单位时间内处理量大。将牛乳加热至55～65℃，按照预先设定好的脂肪含量，分离出脱脂乳和稀奶油，并根据最终产品的脂肪含量，由设备自动控制回流到脱脂乳和稀奶油的流量，多余的稀奶油会流向稀奶油巴氏杀菌机。

D.均质。由于脂肪球直径较大，相对密度较小，放置一定时间后乳中的脂肪会上浮，形成一层淡黄色脂肪层。均质使乳脂肪球在强机械作用力下被破碎成小脂肪球，其目的是防止脂肪的上浮分离，并改善乳的消化吸收程度。均质时须将乳预热到60℃左右，然后使其通过14～21 MPa的均质阀而使脂肪球粉碎。经均质后，除了脂肪球被破碎外，蛋白质颗粒也变小了。故当牛乳凝固时，形成的凝块较软，组织光滑，黏度增加。均质设备除了高压均质机外，还有离心均质机和超声波均质机等。

经过均质处理后的脂肪球直径可以控制在1μm左右，这时乳脂肪表面积增大，浮力下降，乳可以长时间保持不分层。均质处理后的牛乳具有以下优点：风味良好，口感细腻；不会产生脂肪上浮现象；表面张力降低，改善了牛乳的消化、吸收程度。

一般采用两段均质。两段均质是指将物料连续通过两个均质阀头，一段均质阀将脂肪球破碎，压力为17～21 MPa，第二段均质阀将粘在一起的小脂肪球打开，从而提高均质效果，压力为3.5 MPa，均质前将乳预热至50～65℃。

E.巴氏杀菌。杀菌或灭菌不仅影响消毒乳的质量，而且影响其风味、色泽和保存期。因此，巴氏杀菌的温度和持续时间必须准确。如果巴氏杀菌太强烈，那么该牛奶就会有蒸煮味和焦煳味，稀奶油也会产生结块或凝聚。一般牛奶高温短时巴氏杀菌的温度通常为75℃、15～20 s或80～85℃、10～15 s。

均质破坏了脂肪球膜并暴露出脂肪，与未加热的脱脂奶（含有活性脂肪酶）重新混合后缺少防止脂肪酶侵袭的保护膜，因此混合物必须立即进行巴氏杀菌。

F.冷却。乳经杀菌后，虽然绝大部分细菌已被消灭，但在以后各项操作中还有污染的可能。为了抑制乳中细菌的生长繁殖，增加保存性，杀菌后仍须及时进行冷却。采用片式杀菌器时，乳通过冷却区段后已冷却至4℃。如用保温缸或管式杀菌器时，须用冷排或其他方法将乳冷却至2～4℃。冷却后的乳应直接分装，及时分送给消费者。如不能立即发送，也应贮存于5℃以下的冷库内。

G.灌装、封盖、装箱及冷藏。

a.灌装的目的：主要是便于分送和零售，防止外界杂质混入成品中，防止微生物再污染，保存气味，防止其吸收外界气味而产生异味，防止维生素等成分受损失等。

b.灌装容器：目前我国小型乳品厂采用的灌装容器主要为玻璃瓶，有些生产厂家采用聚乙烯塑料瓶或塑料袋。国际上乳品工业较发达的国家，采用塑料夹层纸及铝箔夹层纸将牛乳包装成粽子形或方柱形，这种包装方式多用于超高温灭菌乳。

c.灌装方法：瓶装时，大型工厂多采用自动装瓶机和自动封瓶机，并与洗瓶机直接连接。这种机器的工作过程如下：洗净的乳瓶由传送带从洗瓶机送到自动装瓶机，用纸盖将奶瓶封好，随后加封纸罩。封好的奶瓶落到输出台上，自动装入箱内，然后移至5℃以下的冷库保藏或直接发送。

d.纸袋包装：乳用玻璃瓶包装时，瓶的重量几乎等于所装乳的重量，而且玻璃瓶还需每天收回、清洗、消毒。所以使用玻璃瓶时需要消耗大量的劳动力、燃料、水电和运输工具等，瓶的破损率也很大。因此，一些国家采用纸制容器——塑料涂膜夹层纸。其包装方法为：塑料涂膜夹层带经过圆辊进入机器，在这里纸带先经过紫外线杀菌，然后卷成纵向的纸筒，当纸筒通过出乳口时，乳就装入纸筒再转移到下部，在这里有两对加热板，以垂直方向对纸筒加压，同时封闭装好乳的纸筒口，然后再由剪断机剪成粽子形。

④质量要求。色泽呈现乳白色或者略微带黄色；液体组织状态呈现均匀一致，无凝块，无沉淀，无正常视力可见异物；具有乳固有的香味，无异味；滋味可口且微发甜。

（2）超高温灭菌乳的加工

①配方。新鲜液态乳，常用牛乳。

②工艺流程。

原料乳的验收→过滤或净化→标准化→超高温灭菌→均质→脱气→灭菌→冷却→灌装→封盖→装箱→冷藏。

两种杀菌乳工艺的主要不同之处在于对牛乳的热处理强度不同，因而热处理效果不同。超高温灭菌（简称UHT）是采用升高灭菌的温度和缩短灭菌保持的时间的灭菌方式，通常超高温灭菌的温度在135～150℃，牛乳在该温度下保持很短的时间（数秒钟）以达到商业无菌水平，然后在无菌状态下灌装于经灭菌的包装容器中。由于采用了超高温瞬时杀菌工艺，因而在保证灭菌效果的同时减少了产品的化学变化，较好地保持了牛乳原有的品质。

③操作要点。

A.原料验收与预处理。灭菌乳生产的原料乳质量必须非常好，特别是乳中蛋白质在热处理过程中不能失去稳定性，可以用72%的酒精试验进行快速判定。

B.过滤、净化、标准化。具体流程要点同巴氏灭菌法。

C.超高温灭菌。UHT乳的热处理分两段进行：第一阶段为巴氏杀菌过程，杀菌条件为85℃、20 s，其目的是杀死嗜冷菌；第二阶段为UHT灭菌，直接加热法是将乳喷到一定压力下的蒸汽室内或将蒸汽注入乳中，在蒸汽瞬间冷凝的同时加热牛乳到140～150℃，保持1～4 s后，乳进入减压蒸发室，将乳中由蒸发液化而来的水分等量蒸发出去，同时将乳迅速冷却，又称闪蒸。间接加热法用管式或板式热交换器进行加热，通过热交换器将乳加热到135～140℃，保持2～5 s后，迅速冷却到20℃。

D.均质。采用间接加热法，UHT乳在巴氏杀菌后，乳冷却到60℃进行均质，通常采用两段均质，第一段均质压力为20 MPa，第二段为5 MPa。

而直接加热法在闪蒸后冷却到55～60℃，再在无菌条件下进行均质，采用两段均质，第一段均质压力为40 MPa，第二段为5 MPa，均质后的牛乳迅速冷却至20℃。

E.脱气。采用间接加热UHT乳时，应通过脱气的方法除去产品中的氧，否则产品氧气含量过高会导致氧化味的产生和贮存过程中一些维生素的损失。而直接加热法乳在闪蒸冷却过程中就完成了脱气。

F.无菌灌装。冷却后的牛乳直接进入无菌灌装机，该过程包括包装材料或容器的灭菌，在无菌环境下灌入商业无菌的产品，并形成足够紧密防止再污染的包装容器。无菌灌装系统是生产UHT产品不可缺少的。灌装乳管路、包装材料及周围空气都必须灭菌。牛乳管路同灭菌设备相连，有来路，还有回路，在灭菌设备进行灭菌时一同进行灭菌。包装材料为平展纸卷，先经过氧化氢溶液（浓度为30%左右）槽，达到化学灭菌的目的。当包装纸形成纸筒后，再经一种由电器元件产生的热辐射，即可达到灭菌目的。同时这一过程可将过氧化氢转换成向上排出的水蒸气和氧气，使包装材料完全干燥。消毒空气系统采用压缩空气，从注料管周围进入纸卷，然后由纸卷内周向上排出，同时受电器元件加热，带走水蒸气和氧气。

④质量要求。同上述巴氏灭菌乳的质量要求。

4.5.2　发酵乳

发酵乳（酸乳）就是乳和乳制品在特征菌的作用下发酵而成的酸性凝乳状制品，该类产品在保质期内的特征菌必须大量存在，能继续存活且具有活性。因此，发酵乳是指在乳中添加乳酸菌（保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌），经乳酸发酵制成的凝乳状产品。成品中必须含有大量与之相应的活性微生物。

发酵乳制品营养全面，风味独特，比牛乳更易被人体吸收利用。有以下作用：

①抑制肠道内腐败菌的生长繁殖，对便秘和细菌性腹泻具有预防治疗作用。(www.daowen.com)

②发酵乳中产生的有机酸可促进胃肠蠕动和胃液分泌，胃酸缺乏症患者，每天适量饮用发酵乳，有利于恢复健康。

③可以克服乳糖不耐症。

④酸乳中的3-羟基-3-甲基戊二酸和乳酸能够明显降低胆固醇，可预防老年人患心血管疾病。

⑤发酵乳在发酵过程中，乳酸菌可产生抗诱变化合物活性物质，具有抑制肿瘤产生的潜能，同时还可提高人体的免疫功能。

⑥饮用发酵乳对预防和治疗糖尿病、肝病也有一定的效果。

根据产品的加工方式和组织状态，酸奶可分为凝固型酸奶和搅拌型酸奶两大类。两类酸奶的加工方式、原材料要求、发酵剂类型、产品的微生物学指标等有许多相似之处。

（1）凝固型酸乳

①配方。原料乳、脱脂乳粉、稳定剂、糖和果料。

②工艺流程。

③操作要点。

A.原料乳的质量要求。用于加工酸乳的原料乳必须是高质量的，要求酸度在18°T以下，杂菌数不高于5×105cfu/mL，乳中全乳固体不得低于11.5%，不得含有抗生素。

B.酸乳加工中使用的其他原辅料。

a.脱脂乳粉：用作发酵乳的脱脂乳粉要求质量高、无抗生素和防腐剂。脱脂乳粉可提高干物质含量，改善产品组织状态，促进乳酸菌产酸，一般添加量为1%～1.5%。

b.稳定剂：在酸乳加工中，通常添加稳定剂。常用的稳定剂有明胶、果胶、CMC-Na和琼脂等，其添加量应控制在0.1%～0.5%。

c.糖及果料：在酸乳加工中，常添加6%～9%的蔗糖或葡萄糖。在搅拌型酸乳中经常使用果料及调香物质，如果酱等。在凝固型酸乳中很少使用果料。

C.原料乳的净化。暂存缸内的原料奶通过净乳机净乳，净乳机的高速离心分离作用除去原料奶中的机械杂质，净乳后的原料奶通过板式换热器迅速降温至4℃以下，打入生奶仓暂存，暂存温度不超过5℃。

D.乳的标准化。目前乳品工厂对原料乳进行标准化，一般是通过添加原料组成、浓缩原料乳和重组原料乳三种途径。

a.直接加混原料组成：通过在原料乳中直接加混全脂或脱脂乳粉或强化原料乳中的乳成分（如加入乳清粉、酪蛋白粉、奶油、浓缩乳等）来达到原料乳标准化的目的。

b.浓缩原料乳：原料乳通常通过蒸发浓缩、反渗透浓缩或超滤浓缩的方法进行浓缩。

c.复原乳：由于奶源条件的限制，以脱脂乳粉、全脂乳粉、无水奶油等为原料，根据所需原料乳的化学组成，用水来配制成标准原料乳。

E.配料。一般添加6%～9%的蔗糖，将原料乳加热到50℃左右，再加入蔗糖，待65℃时，用泵循环通过纱布滤除杂质。

F.均质。均质处理可使原料充分混匀，有利于提高酸乳的稳定性和黏稠度，使酸乳质地细腻，口感良好。均质所采用的压力一般为20～25 MPa。

G.杀菌、冷却。杀菌的目的在于杀灭原料乳中的杂菌，确保乳酸菌的正常生长和繁殖，钝化原料乳中对发酵菌有抑制作用的天然抑制物；使牛乳中的乳清蛋白变性，以达到改善组织状态，提高黏稠度和防止成品中乳清析出的目的。杀菌条件一般为：90～95℃，5 min。

H.接种。杀菌后的乳应马上冷却到45℃左右，以便接种发酵剂。接种量根据菌种活力、发酵方法、加工时间的安排和混合菌种配比而定。一般加工发酵剂，其产酸活力在0.7%～1.0%，此时接种量应为2%～4%。加入的发酵剂应事先在无菌操作条件下搅拌成均匀细腻的状态，不应有大凝块，以免影响成品质量。发酵剂活力弱或接种量太少会造成酸乳的凝固性下降。

I.灌装。可根据市场需要选择玻璃瓶或塑料杯等容器，在灌装前需对容器进行清洗和蒸气灭菌。对一些灌装容器上残留的洗涤剂（如氢氧化钠）和杀菌剂（如氯化物）须清洗干净，以免影响菌种活力，确保酸乳的正常发酵和凝固。

J.发酵。用保加利亚乳杆菌与嗜热链球菌的混合发酵剂时，温度应保持在41～42℃，培养时间3～4 h（2%～4%的接种量）。灌装后的包装容器放入敞口的箱子里，互相之间留有空隙，使培养室的热气和冷却室的冷气能到达每一个容器。箱子堆放在托盘上送进培养室。在准确控制温度的基础上，能够保证质量的均匀一致。达到凝固状态时即可终止发酵。

发酵终点可按以下方法来判断：滴定酸度达到70以上；pH值低于4.6；酸乳变黏稠，凝固。

发酵时应注意避免振动，否则会影响组织状态；发酵温度应恒定，避免温度波动；掌握好发酵时间，防止酸度不够或过度以及乳清析出。

K.冷藏、后熟。发酵好的凝固酸乳，应立即移入0～4℃的冷库中，迅速抑制乳酸菌的生长，以免继续发酵而造成酸度升高。在冷藏期间，酸度仍会有所上升，同时风味成分双乙酰含量会增加。试验表明，冷藏24 h，双乙酰含量达到最高，超过24 h又会减少。因此，发酵凝固后须在0～4℃贮藏24 h后再出售，通常把该冷藏过程称为后熟，一般最大冷藏期为7～14 d。

④质量要求。色泽呈现均匀一致的乳白色或微黄色；具有酸牛乳固有的滋味和气味；组织细腻、均匀，允许有少量乳清析出；果料酸牛乳有果块或者果料。

（2）搅拌型酸乳

①配方。原料乳、脱脂乳粉、稳定剂、糖和果料。

②工艺流程。

③操作要点。搅拌型酸乳的加工工艺及技术要求基本与凝固型酸乳相同，其不同点主要是搅拌型酸乳多了一道搅拌工艺，这也是搅拌型酸乳的特点。根据加工过程中是添加果蔬料或果酱，搅拌型酸乳可分为天然搅拌型酸乳和加料搅拌型酸乳。下面只对与凝固型酸乳的不同点加以说明。

A.发酵。搅拌型酸乳的发酵是在发酵罐中进行的，应控制好发酵罐的温度，避免波动。发酵罐上部和下部温差不要超过1.5℃。

B.搅拌。通过机械力破碎凝胶体，使凝胶体的粒子直径达到0.01～0.4 mm，并使酸乳的硬度和黏度及组织状态发生变化。在搅拌型酸乳的加工中，这是一道重要的工序。

a.搅拌的方法：机械搅拌使用宽叶片搅拌器，搅拌过程中应注意既不可过于激烈，也不可搅拌时间过长。搅拌时应注意凝胶体的温度、pH及固体含量等。通常搅拌开始用低速，以后用较快的速度。

b.搅拌时的质量控制。

温度：搅拌的最适温度为0～7℃，但在实际加工中使40℃的发酵乳降到0～7℃不太容易，所以搅拌时的温度以20～25℃为宜。

pH值：酸乳的搅拌应在凝胶体的pH＜4.7时进行，若在pH＞4.7时搅拌，则因酸乳凝固不完全、黏性不足而影响其质量。

干物质：较高的乳干物质含量对搅拌型酸乳防止乳清分离能起到较好的作用。

C.冷却。搅拌型酸乳冷却的目的是快速抑制乳酸菌的生长和酶的活性，以防止发酵过程产酸过度及搅拌时脱水。冷却在酸乳完全凝固（pH 4.6～4.7）后开始，冷却过程应稳定进行，冷却过快将造成凝块收缩迅速，导致乳清分离；冷却过慢则会造成产品过酸和添加果料的脱色。搅拌型酸乳的冷却可采用片式冷却器、管式冷却器、表面刮板式热交换器、冷却罐等。

D.管道流速和直径。凝胶体在通过泵和管道移送及流经片式冷却板片和灌装过程中，会受到不同程度的破坏，最终影响到产品的黏度。凝胶体在经管道输送过程中应以低于0.5 m/s的层流形式出现，管道直径不应随着包装线的延长而改变，尤其应避免管道直径突然变小。

E.混合、灌装。果蔬、果酱和各种类型的调香物质等可在酸乳自缓冲罐到包装机的输送过程中加入，这种方法可通过一台变速的计量泵连续加入酸乳中。在果料处理中，杀菌是十分重要的，对带固体颗粒的水果或浆果进行巴氏杀菌，其杀菌温度应控制在能抑制一切有生长能力的细菌，而又不影响果料的风味和质地的范围内。

酸乳可根据需要，确定包装量和包装形式及灌装机。

F.冷却、后熟。将灌装好的酸乳于0～7℃冷库中冷藏24 h进行后熟，进一步促使芳香物质的产生和黏稠度的改善。

④质量要求。色泽呈现均匀一致的乳白色或微黄色；具有酸牛乳固有的滋味和气味；组织细腻、均匀，允许有少量乳清析出；果料酸牛乳有果块或者果料。