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乳品加工典型案例的分析介绍

时间:2023-06-21 理论教育 版权反馈
【摘要】:目前,市场上销售的乳制品琳琅满目,种类繁多。除此外为了促进儿童大脑的发育通常还会添加DHA和牛磺酸等。不同之处在于该产品中需要添加维生素A、维生素D、抗坏血酸以及牛磺酸,加热容易造成此类物质的损失,所以在设计工艺时可考虑在灭菌冷却之后加入。目前,市场上调配型的含乳饮料品种较多,比较典型的有蒙牛的酸酸乳、伊利的优酸乳、娃哈哈营养快线等。在操作过程中先将乳粉用水溶解后再添加其他物料。

乳品加工典型案例的分析介绍

目前,市场上销售的乳制品琳琅满目,种类繁多。比较有代表型的产品有儿童牛奶(调制型牛奶),大果粒酸奶(搅拌型果料酸奶),营养舒化奶(乳糖水解牛奶),酸酸乳/优酸乳(调配型乳饮料),农家奶酪(新鲜软质干酪)等。

儿童成长牛乳属于一款富含儿童成长所需营养素的调制型牛乳。该产品针对儿童成长的营养需要,在纯牛乳的基础上调整各元素的配比,使其口感和营养适合儿童的需要。比较典型的例子有蒙牛未来星儿童牛奶和伊利QQ星儿童牛奶等。

要开发儿童成长牛乳,首先要考虑儿童的营养需要。对于儿童时期,在营养需求上主要有以下特点:

①能量:儿童时期生长发育旺盛,基础代谢率高,又活泼好动,故需要的能量较多。

蛋白质:儿童蛋白质的需要量随着生长发育尤其是肌肉发育的程度而增多,12岁以上的儿童每日摄入的蛋白质问题则要超过其父母。还要注意选择优质蛋白质和摄入足够的能量以保证蛋白质能在体内被有效利用。

矿物质:由于骨骼的快速增长,儿童对矿物质尤其是钙、磷、铁的需要量很大。根据我国营养学会推荐的矿物质供给量三岁以上儿童的量与成年人相同,10~13岁儿童钙的供给量高于成年人,而10~13岁儿童铁和锌的供给量与成年男性相同。

维生素:维生素A和维生素D与生长发育关系密切,可提高肌体对钙、磷的吸收,促进生长和骨骼钙化,促进牙齿健全。

因此在儿童乳的配方设计上应保证充足优质的蛋白质,而且还需要添加一定的微量元素。除此外为了促进儿童大脑的发育通常还会添加DHA和牛磺酸等。

1.产品配方

表6-27为儿童成长牛乳的参考配方,该配方主要通过在纯牛乳的基础上添加维生素A、维生素D以及牛磺酸而制成。

表6-27 儿童成长牛乳参考配方表

2.生产工艺流程

3.工艺要点

由于该产品属于调制型牛乳,因此加工方式与花色乳的加工工艺很相似。不同之处在于该产品中需要添加维生素A、维生素D、抗坏血酸以及牛磺酸,加热容易造成此类物质的损失,所以在设计工艺时可考虑在灭菌冷却之后加入。而对热不敏感的其他配料,如白砂糖、乳化稳定剂等可在配料时添加。

农家干酪是未经成熟直接食用的新鲜软质干酪,在凝乳颗粒外包裹着一层加盐的稀奶油,风味清爽、新鲜,具有柔和的酸味和香味,在欧洲是非常受欢迎的干酪品种。因其含有较高的水分含量(约80%),因此与硬质干酪相比(如Cheddar的水分含量<39%,保质期在冷藏条件下可达数年),农家干酪保质期相对较短。农家干酪的口味较淡,很适合中国人,食用方法多样,既可以用来涂抹面包,也可以作为水果蔬菜沙拉酱,另外也可用于焙烤和烹饪。

最初的农家干酪来自于自然“凝结”的牛乳。老人将脱脂后的生牛乳放入一个罐子里,搁在了一个温暖的火炉后面。牛乳中天然存在的产酸细菌发酵乳糖,产生了乳酸,牛乳凝结了。经过切割和加热,再跟先前分离出的乳脂混合,就制成了农场的罐装干酪,也就是现在农家干酪的前身。

1.工艺流程

农家干酪是以脱脂乳为原料,通过酸凝乳,切割,加热,排乳清,最后与稀奶油混合而制成。制作工艺按凝乳时间不同,可以分为短时凝乳和长时凝乳两种。凝乳酶可加也可不加。工艺如下:

2.工艺要点

(1)原料乳及预处理 农家干酪是以脱脂乳或浓缩脱脂乳为原料,一般用脱脂乳进行标准化调整,使无脂固形物达到8.8%以上。然后对原料乳进行63℃、30min或72℃、16s的杀菌处理。

(2)发酵剂的添加 将杀菌后的原料乳注入干酪槽中,保持在25~30℃,添加制备好的生产发酵剂(多由乳酸链球菌和乳油链球菌组成)。添加量:短时法(5~6h)5%~6%,长时法(16~17h)1.0%。加入前要检查发酵剂的质量,加入后应充分搅拌。

(3)凝乳的形成 凝乳是在25~30℃条件下进行。一般短时法需静置4.5~5h以上,长时法则需12~24h。当乳清达到0.5%~0.52%(pH4.6时)凝乳完成。

(4)切割、加温搅拌

①切割:当酸度达到0.5%~0.52%(短时法)或0.52%~0.55%(长时法)时开始切割。用水平和垂直式刀分别切割凝块。凝块的大小为1.8~2.0cm(长时法为1.2)。

②加温搅拌:切割后静置15~30min,加入45℃温水(长时法按30℃温水)至凝块表面10cm以上位置。边缓慢搅拌,边在夹层加温,在45~90min内达到49℃(长时法2.5h达到49℃),搅拌使干酪粒收缩至0.5~0.8cm大小。

(5)排除乳清及干酪粒的清洗 将乳清全部排出后,分别用29、16、4℃的杀菌纯水在干酪槽内漂洗干酪粒三次,以使干酪粒遇冷收缩,互相松散,并使温度保持在7℃以下。

(6)堆积、添加风味物质 水洗后将干酪粒堆积于干酪槽的两侧,尽可能排出多余的水分。再根据实际需要加入各种风味物质,最常见的是加食盐(1%)和稀奶油,使成品乳脂达到4%~4.5%。

(7)包装与贮藏 一般多采用塑料杯包装,应在10℃以下贮藏并尽快食用。

目前,市场上调配型的含乳饮料品种较多,比较典型的有蒙牛的酸酸乳、伊利的优酸乳、娃哈哈营养快线等。这类产品含奶量在30%~35%,主要是通过酸化剂、甜味剂及香精来调整产品的风味,有的还在其中添加了果汁,强化了牛磺酸、维生素E、维生素B3以及锌等多种营养成分。使其不仅具有良好的口感还具有丰富的营养。

调配型含乳饮料的加工工艺都很相似,因在本章第6节中已介绍过工艺,在此不作介绍。每种产品的不同主要来自于他们的配方的不同,下面以表6-28为例介绍某产品的配方。

表6-28 调配型含乳饮料参考配方

本配方中主要有以下几个特点:

①原料乳:本产品的原料乳由乳粉还原,在使用时首先应清楚全脂乳粉中的蛋白质含量,根据产品中需要的蛋白质含量来换算产品中应该添加多少乳粉。在操作过程中先将乳粉用水溶解后再添加其他物料。

②甜味剂:甜味剂是调配型乳饮料必不可少的配料之一。糖类一般以白砂糖为主,也可用果葡糖浆或适当添加阿斯巴甜、蛋白糖等甜味剂。在本产品中使用了白砂糖、果葡糖浆、甜蜜素和AK糖来增加产品的甜度。从用量上来讲,白砂糖是最主要的。白砂糖既是甜味剂,使产品具有一定的甜味,改善风味;又是主要配料,提高产品的固形物含量和黏度;甜蜜素为白砂糖的30~40倍,价格仅为蔗糖的1/3,而且它不像糖精那样用量稍多时有苦味;AK糖的甜度为白砂糖的50倍,易溶于水,增加食品甜味,没有营养,口感好,无热量,具有在人体内不代谢、不吸收、对热和酸稳定性好等特点,是当前世界上第四代合成甜味剂。它和其它甜味剂混合使用能产生很强的协同效应,一般浓度下可增加甜度30%~50%。因此,多种甜味剂复配使用不仅使甜味更加和谐,因此具有增效作用。所以,本配方中用AK糖和甜蜜素替代部分白砂糖既可以降低产品的成本,又可以减少产品的热量,具有一举两得的效果。

③ 酸味剂:酸甜可口是调配型酸奶最大的特点。一般可用柠檬酸苹果酸、乳酸、酒石酸及混合酸等酸味剂进行调酸。该产品主要选用了乳酸、苹果酸和柠檬酸。柠檬酸是食品工业最常用的酸味剂,但是为了凸显产品更加丰富的酸味感受,该产品还选用了与乳酸和苹果酸的复配。在食品工业中,乳酸作为酸味剂,它与柠檬酸、醋酸和苹果酸比较,既能使食品具有微酸性,又不掩盖水果和蔬菜的天然风味与芳香,常和糖类及甜味剂并用改善食品风味抑制微生物,护色,改善黏度,使氧化剂增效和起螯合作用。在饮品领域,乳酸可以调节软饮料的风味特性。L-苹果酸是生物体三羧酸的循环中间体,口感接近天然果汁并具有天然香味,与柠檬酸相比,产生的热量更低,口味更好,因此可用于酒类、饮料、果酱口香糖等多种食品的生产中,并有逐渐替代柠檬酸的势头。是目前世界食品工业中用量最大和发展前景广阔的有机酸之一。

④稳定剂:含乳饮料的稳定剂主要使用耐酸性的羧甲基纤维素钠(CMC-Na)和藻酸丙二醇酯(PGA),此外还可使用琼脂和明胶。稳定剂对乳酸菌饮料的组织状态和稳定性起着关键的作用,使用量在0.35%以下。添加时要考虑稳定剂的黏度,黏度过高会产生糊口感。

⑤香精、色素:含乳饮料的风味以香型为首选。常用柑橘系列的果汁香精或菠萝香精,其次是香蕉木瓜草莓芒果等香精。一般使用焦糖色素或β-胡萝卜素调色,调色时应注意,其既可作为色素,同时也是营养强化剂,故用作色素时还要考虑按GB 2760—2014《食品添加剂使用标准》和GB 14880—2012《食品营养强化剂使用标准》的使用范围和剂量,避免违规添加。选用色素时要根据产品的香型决定,色、香、味互相吻合。

巴氏杀菌风味酸乳是指一类在搅拌型酸乳的基础上通过巴氏杀菌处理延长酸乳保质期,并可在常温下存放的酸牛乳。比较典型的代表有安幕希巴氏杀菌热处理风味酸乳。此类产品配方上和搅拌型酸乳相似,加工工艺上在发酵结束后期添加了巴氏杀菌工艺,在常温下可保存5~6个月的时间。(www.xing528.com)

1.巴氏杀菌风味酸牛乳的加工保存原理

首先我们来分析一下此类产品的加工保存原理。一般提到巴氏杀菌都应该知道此类杀菌方式只能杀灭产品中大部分微生物,会有部分微生物残留,从而影响产品的保质期,所以我们常见的巴氏杀菌乳只能在冰箱中保存,而且保质期只有3~7d。为什么此类产品可以在常温保存5~6个月呢?主要区别在于:a.巴氏杀菌乳杀菌的原料为原料乳,乳中含有多种不同的微生物,它们的耐热条件不同,经过巴氏杀菌,耐热的微生物仍然能存活;而巴氏杀菌酸乳中,杀菌对象是已经发酵好的酸乳,此中间产品前期是已经经过杀菌,然后接种发酵剂进行发酵之后生产出来的,所以里面主要含有的微生物是乳酸菌。乳酸菌是一类耐热性不强的微生物,因此经过巴氏杀菌可消灭里面几乎所有的微生物。b.两类产品杀菌的pH条件不同,pH会影响杀菌效果,pH越低,同样的杀菌条件杀菌效果越好。酸乳一般pH在4.5以下,属于酸度较高的产品,而新鲜牛乳pH在6.5左右,因此,在酸乳的酸度条件下,微生物更容易被杀灭。因此同样是巴氏杀菌的产品,酸乳可以在常温下保存5~6个月的时间。

2.产品配方

此类产品的配方如表6-29。

表6-29 巴氏杀菌风味酸乳参考配方

此配方中,生牛乳的用量按照风味牛乳的乳含量80%添加,为了增加蛋白质及固形物含量,添加了乳清蛋白粉。搅拌型酸乳通常容易出现乳清分离的现象,通常添加稳定剂来改善产品的组织状态。本配方中采用的是多种稳定剂复配来达到此目的,用到的增稠及乳化稳定剂包括乙酰化淀粉磷酸酯果胶、琼脂、双乙酰酒石酸单双甘油酯、结冷胶,这些稳定剂通常具有一定的增效作用,共同作用会使搅拌型酸乳呈现浓稠的质感。食用香精在原味的风味酸乳中通常使用的有酸奶香精,香精的添加量不应过浓,否则会使酸乳原有的发酵香味被掩盖。虽然此产品属于灭菌型产品,但是也有乳酸菌发酵生产的,含有乳酸菌的代谢产物,而且某些菌体裂解后仍然具有一定的功能性因子,因此在本配方也注明了所用的乳酸菌菌种及用量。

3.加工工艺流程及要点

工艺要点:①生牛乳要符合原料乳的收购标准,而且不能含有任何的抗菌性成分;②白砂糖和稳定剂可在配料时一并添加;③第一次杀菌可采用95℃,5min或高温短时杀菌,主要是杀灭致病菌或绝大多数腐败微生物;④第二次杀菌采用65~70℃,5~10min;⑤香精一般不耐热,所以添加一般在杀菌冷却之后。

乳糖不耐受症,又称乳糖消化不良或乳糖吸收不良,是指人体内不产生分解乳糖的乳糖酶的状态。它是多发生在亚洲地区的一种先天的遗传性疾病。由于患者的肠道中不能分泌分解乳糖的酶,而使乳糖消化、吸收,为人体所用。乳糖会在肠道中被细菌分解变成乳酸,从而破坏肠道的碱性环境,而使肠道分泌出大量的碱性消化液来中和乳酸,所以容易发生轻度腹泻。

为了解决乳糖不耐受症的问题,很多学者和厂家开始研究低乳糖牛乳,乳糖水解技术[低温(乳糖酶)水解技术]应运而生。低温乳糖酶水解技术是指在40℃左右,在不破坏牛乳中其他营养成分的同时,用乳糖酶将牛乳中90%以上的乳糖水解成更易被人体吸收的半乳糖葡萄糖的一种技术。伊利营养舒化奶、蒙牛低乳糖牛乳等都属于这样一类产品。

1.低乳糖乳的加工方法

(1)物理法生产低乳糖牛乳 采用物理方法如利用超滤技术可将大部分乳糖从乳中去掉,但问题是维生素和矿物质也将和乳糖一起损失掉,不得不在去除乳糖后再将它们添加进去。这也造成了某些营养素的浪费。

(2)酶水解法生产低乳糖牛乳 酶水解法即利用外源性的乳糖酶将乳糖降解为易被人体吸收利用的单糖。该法水解条件温和,产物简单,口感好,不会破坏乳中的其它营养成分。迄今为止,酶水解法是最安全、实用、有效的生产低乳糖牛乳的方法。

因此,下面以酶水解法生产低乳糖牛乳为例介绍其工艺流程。

2.酶水解生产低乳糖牛乳的生产工艺流程

和一般的液体乳工艺相比,酶解法生产低乳糖牛乳的工艺最大的区别在于:

①需要将牛乳进行两次杀菌处理,第一杀菌是在酶解前,主要是杀灭里面的致病菌以及大部分腐败微生物,如果不杀菌处理,后续酶解温度下微生物容易生产,引起产品腐败变质。杀菌条件92~95℃,5min,然后冷却至38~40℃(中温水解)或6~12℃(低温水解)。

②酶解工艺:乳糖酶加入到经巴氏杀菌后并冷却至酶作用的最佳温度的牛乳中,待乳糖酶在此温度下作用一段时间,达到所要求的乳糖水解度后,再将产品进行灭菌处理。

③添加抗褐变成分:在杀菌处理之前,需添加抗褐变的成分,以防止在高温条件下蛋白质与乳糖分解的单糖之间发生美拉德反应。

3.酶解法生产低乳糖牛乳的特点及注意事项

酶法处理降解乳糖的工艺其优点是设备投资低,缺点是酶作用时很容易受到微生物的污染,而且酶作用时间较难控制。同时由于乳糖分解后转变为还原型的葡萄糖和半乳糖,在灭菌处理时由于美拉德反应产品容易出现褐变,从而影响产品的感官质量。

在生产过程中应注意以下问题

(1)生产中所使用的牛奶必须是新鲜无污染的,其酸度应≤18°T。

(2)在酶解的过程中,牛乳的pH应控制在6.6~6.8。常规有序的pH核查也是一种良好而行之有效的监测污染的方法。因为在受到污染的情况下,牛奶的酸度值会升高,从而导致其pH下降。

(3)水解罐最好采用小口发酵罐,并在使用前用蒸气充分灭菌5~10min。

(4)中温乳糖水解时要启动搅拌器;低温乳糖水解时要间歇启动搅拌器。

(5)在酶解的过程中温度的控制是至关重要的。因为在温度高于40℃或低于0℃的情况,乳糖酶是没有任何活力的。

根据乳酸菌的存活状态,发酵型乳酸菌含乳饮料可以分为活菌型和灭菌型两种,由于活菌型乳酸菌含乳饮料具有较好的营养保健作用,越来越受到消费者青睐。此类产品比较典型的代表有养乐多,优益C等。其和杀菌型乳酸菌含乳饮料相比,由于含有活性益生菌,保质期较短,而且需要在低温条件下冷藏。

表6-30所示为活菌型乳酸菌含乳饮料的参考配方。该配方以发酵乳作为调配的基础,然后添加稳定剂、白砂糖、酸味剂等进行调配。具体工艺流程见图6-19。

表6-30 发酵型乳酸菌含乳饮料(橘子味)参考配方

图6-19 活菌型乳酸菌含乳饮料加工工艺流程图

根据工艺流程,分析一下该产品的生产工艺要点:

(1)该产品直接将发酵乳作为原料来进行调配。由于发酵乳中含有活性的乳酸菌,而本产品生产的为含活菌的乳酸菌饮料,后续将不再有杀菌处理工艺,所以稳定剂、酸溶液等的添加必须在杀菌冷却之后添加进去,否则容易造成产品的污染。

(2)发酵型含乳饮料(乳酸菌饮料)的发酵过程与酸乳不同之处在于,酸乳生产是先将白砂糖等配料加入乳中后再发酵,其中糖等配料的渗透压可能会对菌种生长发酵产生一定的影响。而乳酸菌饮料使用的酸乳可加(也可不加)糖等配料发酵。因此发酵的过程和终点可能有所不同,厂家可根据自己对乳酸菌饮料的酸乳配料要求来确定发酵终点。若生产高黏度的乳酸菌饮料,发酵后应将所有离心泵换为螺杆泵,同时混料时应避免搅拌过度。

(3)配料后应充分搅拌均匀,然后进入均质。为获得最佳均质效果须将配料温度调整到45℃,因为如果低于20℃,稳定剂不易融入乳液中;但温度高于50℃时,一方面引起大部分活菌被杀死,酪蛋白也易形成较硬的颗粒产生沉淀。均质后的配料液要继续慢慢搅拌,以促进水合、防止粒子的再结合。

(4)灌装 由于此类产品属活菌型产品,且须保持一定数量的活菌,因此其灌装方式应选用低温或无菌灌装,有的产品还要适当添加防腐剂(注意防腐剂本身对菌种的影响),以延长保质期。

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