乳制品加工

巴氏杀菌乳的加工
巴氏杀菌乳又称市乳，主要是指用新鲜的优质原料乳，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，因制品的脂肪含量不同又分为全脂乳、高脂乳、低脂乳、脱脂乳和稀奶油，此外还有草莓、巧克力、果汁和调味酸乳等。按加热方法又可分为低温长时间杀菌乳、高温短时间杀菌乳、灭菌乳等。
    （一）巴氏杀菌乳的加工工艺
    巴氏杀菌乳的工艺流程为：原料乳的验收→标准化→均质→杀菌→冷却→包装→冷藏
    1．原料乳的验收和预处理
    杀菌乳的质量决定于原料乳，因此必须加强对原料乳的质量控制。其预处理主要包括本书前面所述的过滤、净化、冷却等工序。
    2．牛乳的脱气
    牛乳中含有5.5%～7.7%非结合分散性气体，经贮存运输后其含量还会增加。这些气体对乳的加工有破坏作用。主要是影响乳汁量的准确性；增加杀菌机中的结垢，影响乳的分离效率，不利于标准化；促使脂肪球聚合，影响奶油的产量；促使发酵乳中的乳清析出等。一般除在奶槽车上和收奶间进行脱气外，还应使用真空脱气罐除去细小分散气泡和溶解氧。方法为将牛乳预热至68℃，泵入真空罐，部分牛乳和空气蒸发，空气及一些非冷凝异味气体由真空泵抽吸除去。
    3．标准化
    标准化的目的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。一般低脂乳脂肪含量为1.5%，常规市乳脂肪含量为3%。乳脂肪的标准化可通过添加稀奶油或脱脂乳进行调整。其方法有如下3种：
    （1）预标准化主要是指乳在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，则需将稀奶油按计算比例与原料乳在罐中混合以达到要求的含脂率。如果低于原料乳的，则需将脱脂乳按计算比例与原料乳在罐中混合，以达到要求的含脂率。
    （2）后标准化在杀菌之后进行，方法同上，但该法的二次污染可能性大。
    （3）直接标准化这是一种快速、稳定、精确与分离机联合运作、单位时间内能大量地处理乳的现代化方法。将牛乳加热到55～65℃后，按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中的稀奶油流量，从而达到标准化的目的。
    4．均质
    牛乳中脂肪球的大小一般在1～10微米之间，放置一段时间后易出现聚结成块、脂肪上浮的现象。经均质后可使脂肪球直径变小（小于2微米），分布均匀，口感好，有良好的风味，不产生脂肪上浮现象。
    均质效果与温度有关。均质前牛乳必须先行预热60℃左右，如用低温长时间杀菌，一般在杀菌前进行均质。如进行高温短时间杀菌或超高温瞬间杀菌，均质在预热工序后杀菌前进行。
    常用的均质机为两段式，预热的牛乳经第一段压力调节阀时压力为176～204千克/平方厘米，而第二段压力保持在35千克/平方厘米。
    5．杀菌
    杀菌有两个目的，一个目的是杀死引起人类疾病的所有微生物，使之完全没有致病菌。第二个目的就是尽可能地破坏除致病微生物外能影响产品味道和保存期的微生物其他成分如酶类，以保证产品的质量。杀菌有多种方法，但牛乳加工中最常用的是加热杀菌法，牛乳的杀菌是否适当，用磷酸酶试验来检查，试验结果必须是阴性的，即必须没有发现有活性的磷酸酶。但是脂肪含量8%的乳制品，稀奶油发酵乳等产品不用磷酸酶检验，而用过氧化氢酶试验来代替。
    （1）低温长时间杀菌法（LTLT）又叫保持杀菌法、低温杀菌法。其杀菌方法为向具有夹套的消毒缸或保温缸中泵入牛乳，开动搅拌器，同时向夹套中通入蒸汽或热水（66～77℃），使牛乳的温度升至62～65℃并保持30分钟。但是使病原菌完全死亡的效率只达到85%～99%，而耐热的嗜热细菌及孢子等不易被杀死。尤其是牛乳中的细菌数越多时杀菌后的残存菌数也多，因此，为了解决这一问题，有些工厂采用72～75℃15分钟的杀菌方式。
    保持杀菌法应注意消毒缸的大小、搅拌器的大小及其相配合的转数，以获得最好的传热效率和不产生泡沫。要准确地确认乳温，在杀菌完后15分钟以内迅速地将乳温降到5℃以下。为防止二次污染，杀菌开始后不准打开消毒缸的盖子。
    （2）高温短时间杀菌法（HTST）高温短时间杀菌是用管式或板状热交换器使乳在流动的状态下进行连续加热处理的方法。加热条件是72～75℃15秒。但由于乳中菌数的不同，也有采用72～75℃16～40秒或80～85℃10～15秒的方法进行加热。
    HTST杀菌机的特点是将预备加热、加热及冷却部分合理地结合了起来。首先生乳进入预备加热部的热交换机，在此与从加热部分出来的杀菌乳进行热交换达到60℃左右，接着被送入到加热部加热到规定的温度。杀菌如果正常，乳被送到冷却部分，与重新进入的生乳进行热交换，达到部分冷却，进一步地冷却到5℃以下。如果在加热部分牛乳杀菌不充分，通过流动转换阀将牛乳送回杀菌部分进行再杀菌。热交换器有管式、片式两种，由于片式比管式热传导效率高，生产中常用片式。加热保持时间一般是通过调整管的长度或粗细，或通过调整热交换器片数（片式）来进行的。
    HTST杀菌与低温长时间杀菌比较，有许多优点：占地面积小，节省空间，因利用热交换连续短时间杀菌，所以效率高。节省热源，加热时间短，牛乳的营养成分破坏小，无蒸煮臭，自动连续流动，操作方便、卫生，不必经常拆卸。另外，设备可直接用酸、碱液进行自动就地清洗。
    （3）超高温瞬间杀菌法（UHT）该方法是采用加压蒸汽将牛乳加热到120～140℃保持0.5～4秒，然后将牛乳迅速冷却的一种杀菌方法，该方法杀菌效率极高，可以达到灭菌的效果，一般在冷藏下可保存20天。如果与无菌包装结合起来可以生产灭菌乳，保持商业无菌状态，无需冷藏，常温下可长期保存（3～6个月）或更长。
    超高温瞬间杀（灭）菌设备有间接加热式、直接加热式两种，间接加热式常用片式、管式热交换器型。工艺流程：牛乳首先经预热，片式加热器经热回收段预热达到80～85℃，然后进入均质机，接着通过加热部分使其达到135℃，经保温管、UHT加热段而后同新进入的牛乳进行热交换（热回收部分），冷却。
    直接式是将预热的牛乳与具有一定压力的热蒸汽混合，蒸汽冷凝放热将产品加热至所需温度。这种直接超高温加热系统分为两种类型：一种是蒸汽通过喷嘴直接喷入到产品中去的喷射式；另一种是注入式即加压容器内充满达到灭菌温度的蒸汽，产品从顶部喷入。
    直接加热系统中由于蒸汽与产品混合、冷凝会增加产品的水分，一般通过真空蒸发除去所加的水分。但是蒸汽里所含的各种化合物将残存于产品中。因此，对使用的蒸汽有严格的要求，即蒸汽中不能含有对消费者有害的化合物，也不能含有能导致产品在贮存期变质的化合物。
    6．冷却
    牛乳经杀菌后应立即冷却至5℃以下，以抑制乳中残留细菌的繁殖，增加产品的保存期。同时也可以防止因温度高而使黏度降低导致脂肪球膨胀、聚合上浮。凡连续性杀菌设备处理的乳一般都直接通过热回收部分和冷却部分冷却到4℃。非连续式杀菌时需采用其他方法加速冷却。
    7．灌装
    灌装的目的主要是便于分送销售、便于消费者饮用。此外还能防止污染，保持杀菌乳的良好滋味和气味，防止吸收外界异味，减少维生素等成分的损失。
    （1）灌装容器多种多样，有玻璃瓶、塑料瓶、塑料袋、塑料夹层纸盒和涂覆塑料铝箔纸等。虽然玻璃瓶有成本低、可反复使用等优点，但由于其易破损、运费成本高、又不利于消费者使用，所以现在市场上很少使用。取而代之的是塑料瓶、复合袋和纸容器。其优点是一次性使用，减少污染机会，运输、携带方便，材料质轻、遮光、绝热性好，有利于乳的品质保持。杀菌乳在用复合袋、纸盒灌装后，在5℃的条件下可贮存1～2周。
    （2）无菌灌装现在市场上流通的保质期较长的市乳主要是用塑料瓶包装、利乐包和小房形包装。塑料瓶包装的奶是在灌装后进行了二次灭菌，其保质期可达6个月或1年。而利乐包和小房形包装若是在无菌条件下灌装，不必采用二次灭菌，这种方式正在成为市场的主流。利乐包是利用专用纸为包装材料，过氧化氢为杀菌剂，灌装时纸先通过一个过氧化氢层，使纸壁上涂上一层过氧化氢膜，然后卷成纵纸筒，热合，再用红外线辐射，将过氧化氢分解，并蒸发掉，然后在该灭菌的纸筒内充填已杀好菌的乳，并热合、封口。
    小房形包装不同于利乐包，它是将一个个已制好的但没有封底的纸筒放在灌装机上，通过气吹将纸筒打开，热合封底，然后进入无菌小室。在此向纸盒内喷入过氧化氢进行杀菌、加热，使过氧化氢蒸发掉。随后注入杀菌奶，热封口，同时送出无菌小室。
    （二）其他种类的乳及乳饮料
    1．加工乳是以牛乳和乳制品为原料，增添某些乳成分或营养物质的乳。
    （1）强化乳为了提高乳中钙、磷的利用率，在乳中添加了维生素A、B2和铁。一般每升含维生素D400国际单位，每升含铁5～6毫克。
    （2）还原乳（又称再生乳）因所用的原料不同，分为两种。一种是以脱脂乳粉溶解后，按比例加入溶化黄油或稀奶油，混合均匀，经均质杀菌后包装出售。另一种是全脂乳粉溶解还原成液状乳。
    此外，还有浓厚牛乳和低脂肪牛乳。浓厚牛乳是增加了乳中的脂肪和无脂固形物成分，改变了口感和提高了营养价值。而低脂肪牛乳是牛乳经分离，脱取部分稀奶油，使其脂肪含量在1%左右，而其他成分和牛乳相似。
    2．乳饮料以牛乳和乳制品为主要原料，添加一定量的砂糖、果汁、咖啡、色素和香料等制成。其组成一般为乳固体物为5%～8%，脂肪为0～2%，砂糖4%～8%。常见的乳饮料有果汁饮料、巧克力乳饮料和咖啡乳饮料，但需要注意乳饮料在配制时添加成分引起的不稳定性，特别是果汁乳饮料和巧克力奶。
    （1）果汁乳饮料通常是以脱脂乳（或脱脂奶粉）为原料，加入果汁、砂糖、有机酸、稳定剂、香料、色素等制成。但果汁饮料需要适当的酸度（pH4.5～4.8），这一酸度易引起牛乳蛋白质的凝集沉淀。为了防止沉淀，常使用CMC（羧甲基纤维素）和果胶等稳定剂。这些稳定剂和蛋白质结合形成稳定的复合体，从而防止了蛋白质的凝集。添加方法首先是将砂糖、香料等加入到脱脂乳中，然后加入已溶解好的稳定剂水溶液，最后在低温（20℃）、强烈的搅拌下慢慢地添加果汁和有机酸。
    （2）巧克力乳饮料通常是以生乳为原料，添加巧克力或可可粉、砂糖、香料、稳定剂等制成。为了防止巧克力粒子的沉降，常用淀粉、明胶等作稳定剂。各种原料调合液的处理方法和其他乳饮料一样。