1.原料乳的标准化

为了使产品符合规格要求,乳制品中脂肪、非脂乳固体含量要保持一定的比例,符合生产产品要求。但是,原料乳中的脂肪、非脂乳固体含量随乳牛的品种、地区、季节和饲养管理等因素不同有很大的差异,因此必须对原料乳进行标准化,调整原料乳脂肪和非脂乳固体的关系,使其比例符合制品的要求。我们引进瑞典利乐公司的现代化生产设备,稀奶油的标准化原料乳经分离机分离成稀奶油和脱脂乳之后,再按生产需要将稀奶油按比例与脱脂乳混合,制成要求脂肪和非脂乳固体含量的标准化乳。如果原料乳中脂肪含量不足时,应该加稀乳油或脱去部分脱脂乳;当原料乳中脂肪含量过高时,应添加脱脂乳或脱去部分稀奶油,标准化工作是在贮乳罐的原料乳中进行或者在标准化机中连续进行的。

(1)标准化的原理

乳制品中脂肪与无脂干物质间的比值取决于标准化后乳中脂肪与无脂干物质之间的比值,而标准化后乳中的脂肪与无脂干物质之间的比值取决于原料乳中脂肪与无脂干物质之间的比例。

若原料乳中脂肪与无脂干物质之间的比值不符合要求,则需对其进行调整,使其比值符合要求。

若设:

F为原料乳中的含脂率,%;SNF为原料乳中无脂干物质含量,%;F1为标准化后乳中的含脂率,%;SNF1为标准化后乳中无脂干物质含量,%;F2为乳制品中的含脂率,%;SNF2为乳制品中无脂干物质含量,%。

则:F/SNF=F1/SNF1=F2/SNF2

(2)标准化的步骤

①正确称量原料乳的质量。

②正确测定原料乳脂肪、蛋白质、乳糖、灰分、柠檬酸的含量。

③计算原料乳应有的含脂率。

④确定标准化量。

在生产上通常用比较简便的皮尔逊法进行计算,其原理是:设原料中的含脂率为F,脱脂乳或稀奶油的含脂率为q,按比例混合后乳(标准化乳)的含脂率为F1,原料乳的数量为X,脱脂乳或稀奶油量为Y时,对脂肪进行物料衡算,则形成下列关系式:

原料乳和稀奶油(或脱脂乳)的脂肪总量等于混合乳的脂肪总量。

(3)标准化的方法

①预标准化。

预标准化是在巴氏杀菌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,则需将稀奶油按计算比例与原料乳混合以达到要求的含脂率;如果标准化乳脂率低于原料乳,则需将脱脂乳按计算比例与原料乳在罐中混合达到稀释的目的。

②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较大。

③直接标准化。

将牛奶加热至55~65℃,然后按预先设定好的脂肪含量,分离出脱脂乳和稀奶油,并且根据最终产品的脂肪含量,由设备自动控制回流到脱脂乳中稀奶油的流量,多余的稀奶油会流向稀奶油巴氏杀菌机。其主要特点是:快速、稳定、精确,与分离机联合运作,单位时间内处理量最大。为达到工艺中要求的精确度,必须控制进乳含脂率的波动、流量的波动和预热温度的波动。

2.原料乳的脱气

牛乳刚刚挤出后含5.5%~7.0%的气体,经过贮存、运输和收购后,一般气体含量在10%以上。这些气体对牛乳加工后的破坏作用主要有:

①影响牛乳计量的准确度。

②使巴氏杀菌机中结垢增加。

③影响分离和分离效率。

④影响牛乳标准化的准确度。

⑤影响奶油的产量。

⑥促使脂肪球聚合。

因此,在牛乳处理的不同阶段进行脱气十分必要。首先,在奶槽车上安装脱气设备,以避免泵送牛奶时影响流量计的准确度。其次,在乳品厂收奶间流量计之前安装脱气设备。但上述两种方法对乳中细小分散气泡不起作用,在进一步处理牛乳的过程中,应使用真空脱气罐,以除去细小的分散气泡和溶解氧。(www.daowen.com)

3.牛乳的均质

乳脂肪球的直径为0.1~20μm,一般为2~5μm。由于脂肪球容易出现聚集和脂肪上浮等现象,严重影响乳制品的质量,因此,一般乳品加工中多采用均质处理。均质机是对黏度低于0.2 Pa·s,温度低于80℃的液体物料(液—液相或液—固相)均质或乳化的一种设备。主要应用于食品或化工行业,如乳品、饮料、化妆品、药品等产品的生产过程中的均质、乳化工序。

乳制品加工中使用均质机把牛奶中的脂肪破碎地更加细小,从而使整个产品体系更加稳定,牛奶会看起来更加洁白。均质主要通过均质机来进行的,是食品、乳品、饮料行业的重要加工设备。

间歇式高剪切分散乳化均质机是通过转子高速平稳的旋转,形成高频、强烈的圆周切线速度、角向速度等综合动能效能;在定子的作用下,定、转子在狭窄的间隙中形成强烈、往复的剪切力、摩擦、离心挤压、液流碰撞等综合效应,物料在容器中循环往复以上工作过程,最终对样品进行处理。

均质前需要进行预热,使温度达到60~65℃,均质方法一般采用二段式,即第一段均质使用较高的压力(16.7~20.6 MPa),目的是破碎脂肪球;第二段均质使用低压(3.4~4.9 MPa),目的是分散已破碎的小脂肪球,防止粘连。

4.杀菌

(1)杀菌的定义

杀菌就是杀死所有微生物的生命体的过程,通常意义下的微生物主要是指细菌、霉菌、酵母菌和病毒。高温、高压、强电流、紫外线(UV)、离子辐射等会杀死这些微生物,防腐剂、抗感染试剂等化学试剂也能杀死微生物,目前常用的灭菌方法就是根据这些原理设计的。

评价杀菌效率的参数有灭菌安全水平(SAL)和D值,SAL表示无菌产品中检出一个细菌的概率,如SAL=10-3为产品中微生物检出率为1/1000;D值是微生物死亡90%所需的时间(单位:min),即微生物数量减少一个数量级所需时间。目前在牛奶和乳制品生产上使用的杀菌方法几乎都是热处理,热处理的目的主要包括:杀灭产品中的微生物、灭活酶或其他更多的化学变化。热处理的效果主要取决于温度、加热时间等热处理强度;而且热处理有可逆和不可逆之分,牛奶用于干酪凝乳,制备发酵剂等过程时所需要的热处理是可逆的。

热处理在保持产品品质的同时也会引起营养物质损失、色泽变深、引发蒸煮味等不利变化,还会破坏免疫球蛋白、乳铁蛋白、溶菌酶和过氧化物酶等生物活性物质,影响牛奶的凝乳能力。所以选择合适的热处理工艺主要应该考虑正反两方面的影响。

评价一种杀菌方法的优劣不能仅仅依靠单一的因素,设计一个合理的灭菌方法应该综合SAL、杀菌介质特性、产品/包装特性、材料选择、员工操作、成本和环境因素等参数,应尽量使这些因素达到一种平衡。

(2)杀菌的目的

对牛奶进行杀菌的目的包括以下几个方面:

①确保产品安全。

热处理能杀死对热敏感的致病菌,杀死这些菌只需很温和的热处理就能实现。耐热的致病菌不会出现在牛奶中,或者在其他菌的协助下畸形生长,或者在牛奶中根本就不能生长,或者只有当它们达到一定数量条件下才具有致病性,其实这些菌均在达到这个数量前牛奶的自身物质就能将它们抑制。一些菌的代谢毒素也能用温和的热处理将其灭活。

②延长保质期。

热处理可杀死存在于牛奶的微生物或其芽孢,灭活牛奶本身的酶或微生物代谢酶产物;热处理还能抑制脂肪的自身氧化;灭活凝集素还能避免牛奶的快速稀奶油化。

③使产品获得特有的性状。

乳蒸发前加热可提高炼乳杀菌期间的凝固稳定性;使细菌的抑制剂——免疫球蛋白和乳过氧化氢酶系统失活,促进发酵剂菌种的生长;使酸奶具有一定的黏度;促进乳在酸化过程中乳清蛋白和酪蛋白凝集等。

(3)杀菌的分类

根据原理不同,杀菌可以分为以下几大类:

①热杀菌。

热杀菌可根据所用载体不同,分为蒸汽杀菌、干热杀菌。

②化学杀菌。

根据使用的化学试剂不同,化学杀菌可分为环氧乙烷杀菌、乙酸杀菌、臭氧杀菌(用于医药和饮料行业)、过氧化氢杀菌、二氧化氯杀菌等。

③超滤杀菌。

④辐射。

根据辐射波的波长,可以分为γ射线杀菌、X射线杀菌、紫外线杀菌、微波杀菌。

⑤新式杀菌。

包括超高压杀菌(UHP)、电场杀菌(PEF)、电流杀菌(也称欧姆杀菌)、蒸汽和真空冷却杀菌。