1、第四章第四章4.1 4.1 甜炼乳生产甜炼乳生产 4.2 4.2 淡炼乳的生产淡炼乳的生产 炼乳系原料乳经真空浓缩除去大部分水分后制成的产品。其种类很多，按照成品是否加糖，可以分为加糖炼乳和不加糖炼乳，即甜炼乳和淡炼乳；按照成品是否脱脂，可以分为全脂炼乳及脱脂炼乳；若加入可可、咖啡或其他辅料，可制作多种花式炼乳；若添加维生素等营养物质，则可制成各种强化炼乳。目前我国炼乳的主要品种是甜炼乳及淡炼乳。甜炼乳也称全脂加糖炼乳，是指在原料乳中加入16左右的蔗糖，经杀菌、浓缩至原体积40左右而成的产品。成品中蔗糖含量为4045。淡炼乳是将牛乳浓缩至原体积的40，装罐后密封并经灭菌而成的制品。4.1 4.
2、1 甜炼乳生产甜炼乳生产 4.1.1 4.1.1 甜炼乳的质量要求甜炼乳的质量要求 1 1用于制造甜炼乳的原料要求用于制造甜炼乳的原料要求 （1）原料乳的要求（GB19301-2003）原料乳色泽：呈乳白色或微黄色；滋味和气味：具有牛乳固有的香味，无异味；组织状态：呈均匀一致胶态液体，无凝块、无沉淀、无肉眼可见异物等。相对密度 1.028；蛋白质2.95g/100g；脂肪 3.1g/100g；非脂乳固体8.1 g/100g；酸度18T；铅（Pb）0.05mg/kg；菌落总数5105cfu/g；致病菌不得检出。（2）砂糖主要指标 必须符合GB 317.191白砂糖优级品的规定。同时砂糖的酸度不应
3、超过2.2T（以乳酸计为0.02）。一、肥料种类及取样方法 植物生长，几乎需要所有的化学元素，但最主要的是N、P、K三要素。肥料的作用？肥料是促进植物生长，提高农作物产量的重要物质之一。N、P、K由何而来呢？植物生长的三要素？肥料磷肥的作用促进籽粒饱满；促使棉花、瓜类、茄果类蔬菜及果树的开花结果，提高结果率；增加甜菜、甘蔗、西瓜等的糖分；油菜籽的含油量。近年来世界磷肥工业逐渐复苏，生产能力增长较快，中国、美国及印度成为世界三大磷肥生产国。以矿物、空气、海水等为原料，经化学和机械加工方法制造，能供给农作物营养及提高土壤肥力的化学物质。肥料包括自然肥料和化学肥料。化学肥料的分析项目包括水分含量，有
4、效成分含量和杂质含量等分析。化学性质酸性肥料:硫酸铵 中性肥料:尿素 碱性肥料:碳酸氢铵 取样时，将取样探子由袋口的一角沿对角线插入袋内的1/33/4处，旋转180后抽出，刮出钻槽中物料作为一个子样。取样探子 对于袋装化肥，通常规定50件以内抽取5件；51100件，每增10件，加取1件；101500件，每增50件，加取2件；5011000件以内，每增100件，加取2件；10015000件以内，每增100件，加取1件。将子样均匀地分布该批物料中，然后用采样工具进行采集。二、肥料的取样 在分析之前，应将所采的一瓶样品粉碎至规定粒度(一般要求不超过1mm2mm)，混合均匀，用四分法缩分至100g左右
5、，置于洁净、干燥瓶中，作质量分析之用。将每批所选取的样品合并在一起充分混匀，然后用四分法缩分至不少于500g，分装在两个清洁、干燥并具有磨口塞的广口瓶或带盖聚乙烯瓶中，贴上标签。注明生产厂家、产品名称、批号、采样日期和采样人姓名。一瓶供试样制备，一瓶密封保存2个月以备。三、磷肥制样方法1、磷肥分类分类 自然磷肥：磷矿石、骨粉及骨灰等化学磷肥：以自然矿石为原料，经化学加工处 理的含磷的肥料酸法磷肥(速效磷肥)：用无机酸加工处理磷矿石所制造的，如过磷酸钙，重过磷酸钙，因其中含有易溶于水的磷化物，植物易吸收，故又称为“速效磷肥”。热法磷肥(迟效磷肥)：磷矿石和其他配料(如白云石、滑石等)或不加配料，
6、经高温煅烧分解所制造的磷肥。如钙镁磷肥、钢渣磷肥等。因其所含磷化物难溶于水，施用后经长时间后可被土壤中有机弱酸缓慢溶解而被植物吸收，故又称为“迟效磷肥”。化学磷肥根据加工方法不同可以分为：磷肥的组成较为复杂，往往一种磷肥中同时含有几种不同性质的含磷化合物。磷肥的主要成分是磷酸的钙盐，有的还含有游离的磷酸。磷肥组成不一样，溶解性不一样，制样方法也是有差异的。2 2甜炼乳的质量标准甜炼乳的质量标准 根据国家标准GB5417规定，甜炼乳的感官特性、理化指标和卫生指标应符合下列要求。（1）感官特性 感官特性应符合表4-1的规定。表4-1 甜炼乳的感官特性 （2）理化指标 净含量净含量。单件定量包装商品
7、的净含量负偏差不得超过表4-2的规定；同批产品的平均净含量不得低于标签上标明的净含量。表4-2 甜炼乳的净含量 蛋白质、脂肪、全乳固体、蔗糖、水分、酸度和杂质度。甜炼乳的蛋白质、脂肪、全乳固体、蔗糖、水分、酸度和杂质度应符合表4-3的规定。表4-3 甜炼乳的蛋白质、脂肪、全乳乳固体、蔗糖、水分、酸度和杂质度 （3）卫生指标 卫生指标应符合表4-4的规定。表4-4 甜炼乳的卫生指标4.1.2 4.1.2 甜炼乳生产工艺甜炼乳生产工艺 1 1原料乳的验收及预处理原料乳的验收及预处理 牛乳应严格按要求进行验收，验收合格的乳经称重、过滤、净乳、冷却后泵入贮奶罐。2 2乳的标准化乳的标准化 乳的标准化是
8、指调整乳中脂肪(F)与非脂乳固体(SNF)的比值，使符合成品中脂肪与非脂乳固体比值。在脂肪不足时要添加稀奶油，脂肪过高时要添加脱脂乳或用分离机除去一部分稀奶油。3 3预热、杀菌预热、杀菌 （1）预热、杀菌目的 制造甜炼乳时，在原料乳浓缩之前进行的加热处理称为预热。预热的目的。杀灭原料乳中的病原菌和大部分杂菌，以保证产品的卫生，破坏和钝化酶的活力，防止成品产生脂肪水解、酶促褐变等不良现象，同时提高成品的保存性。对牛乳在真空浓缩前进行起预热，一方面保证沸点进料，可使浓缩过程稳定进行，蒸发速度提高，另一方面可防止低温的原料乳进入浓缩设备，原料乳与加热器温差过大，骤然受热，易在加热器表面焦化结垢，影响
9、传热效率与成品质量。使乳蛋白质适当变性，同时一些钙盐会沉淀下来，提高了酪蛋白的热稳定性，对淡炼乳可防止其在以后高温灭菌时发生凝固；由此还可以获得适宜的黏度，避免成品出现变稠和脂肪上浮等现象。（2）预热方法和工艺条件 预热方法预热方法。常用的预热方法有以下几种。低温长时法：这是比较传统的方法，又称为保持式杀菌法，一般采用夹套加热，温度在100以下，时间较长。高温短时法：一般采用片式或管式热交换器加热，温度低于100，时间较短。超高温瞬间法：该方法将牛乳加热到沸点以上，时间短，可以使牛乳呈现无菌状态。预热工艺条件预热工艺条件。确定预热的工艺条件就是确定预热温度和时间。预热温度首先要保证能杀灭乳中的
10、病原菌、破坏或钝化酶的活力，因为这是预热的主要目的。一般病原菌的热致死点在60，酶类受热破坏温度在80。另外，要将乳中的酵母、霉菌杀灭，温度也要达到80。所以，为了达到预热的这一主要目的，需将温度定在80以上。预热还需使部分蛋白质变性、钙盐沉淀，赋予产品以适当的黏度。黏度对产品质量影响很大，过低会引起脂肪球上浮，过高又会引起炼乳变稠。而黏度对预热温度相当敏感，在6074范围内，黏度降低，产品不易变稠，但是有脂肪球上浮的倾向，对于甜炼乳还会引起乳糖沉淀；预热温度在职80100之间，对于甜炼乳如果时间较长会引起产品变稠，而且该倾向在这一范围内随温度升高而越发明显；对淡炼乳由于本身黏度不高，所以适当
11、的预热时间可以提高产品热稳定性。在沸点以上，采用超高温预热，不但产品热稳定性有很大提高，而且还能赋予产品适当的黏度；这种情况下，热稳定性提高是因为高温使炼乳中游离钙沉淀、浓度降低，酪蛋白与之结合的可能性减小，就不易通过钙桥形成凝块；同时对热不稳定的乳清蛋白因为瞬间超高温加热，凝固成微细的粒子分散于乳中，淡炼乳在以后灭菌时就不会再形成较大的凝块。因此，炼乳的预热工艺条件可确定如下：甜炼乳：采用高温短时法，温度为8085，时间35min，采用超高温瞬时杀菌法温度为120，时间24s。4 4加糖加糖 （1）加糖的目的 加糖是甜炼乳生产中的一个步骤，其主要目的在于抑制炼乳中细菌的繁殖，增加制品的保存性
12、，赋予产品以甜味。糖的加入会在炼乳中形成较高的渗透压，使微生物脱水死亡，而且渗透压与糖浓度成正比，因此，就抑制细菌的生长繁殖而言，糖浓度越高越好。但加糖量过高易产生糖沉淀等缺陷。（2）加糖量的计算 加糖量的计算是以蔗糖比（或称糖水比）为依据的。所谓蔗糖比是指甜炼乳中蔗糖含量与其水溶液的比率。为了能抑制微生物生长，蔗糖比应在62.5以上，另外由于蔗糖添加过多会有蔗糖结晶析出的危险，所以蔗糖比又有一个上限，一般为64.5。s=m+s蔗糖比100 式中 m炼乳中的水分含量，；s炼乳中的蔗糖含量，。蔗糖比是决定甜炼乳应含蔗糖的浓度和在原料乳中应添加蔗糖量的计算基准。加糖量的计算方法如下。蔗糖比的计算蔗
13、糖比的计算。100100蔗糖蔗糖蔗糖比或蔗糖比100总乳固体蔗糖水 根据所要求的蔗糖比算出炼乳中的蔗糖含量。根据所要求的蔗糖比算出炼乳中的蔗糖含量。（100总乳固体）所要求的蔗糖比炼乳中的蔗糖含量（）100 按照浓缩比算出应向每按照浓缩比算出应向每100100kgkg原料乳中添加的蔗糖原料乳中添加的蔗糖量。量。炼乳中的总乳固体含量（）浓缩比原料乳中的总乳固体含量（）炼乳中的蔗糖含量（）应添加的蔗糖量浓缩比 例：炼乳的总乳固体为28，脂肪为8，非脂乳固体为20，经过标准化的原料乳中脂肪为3.16，非脂乳固体为7.88，设使炼乳中的蔗糖含量为45，则每100kg原料乳应添加多少蔗糖？28202.5
14、3622.53623.167.887.88解：浓缩比或浓缩比4510017.742.5362kgkg每原料乳应添加蔗糖量 （3）加糖方法 甜炼乳制造采用不同的加糖方法，成品在保存期的增稠趋势有显著的差别。一般而言，进糖越早，乳和糖接触的时间就越长，温度越高，变稠的趋势越显著。因此，加糖方法选择不当会引起变稠或脂肪游离，选择适当可以延缓变稠或减少脂肪游离。加糖方法应根据甜炼乳的变稠、脂肪游离情况及所采用的预热条件、浓缩设备等作综合考虑，可以通过试验后确定。蔗糖加入的方法有如下几种。将糖直接加于原料乳中，然后预热溶解。预热后进入真空浓缩锅中进行浓缩。此法可减少浓缩的蒸发水量，缩短浓缩时间、节能。缺
15、点是会增加细菌及酶对热的抵抗力，成品易变稠及褐变。在采用超高温瞬间预热及双效或多效降膜式连续浓缩时，可以使用这种加糖方法。原料乳和6575的浓糖浆分别经预热杀菌，冷却至57后混合浓缩。此法适于连续浓缩的情况下使用，间歇浓缩时不宜采用。后进糖法。将杀菌后的蔗糖溶液，在单元投料中的牛乳全部进入单效浓缩罐以后，或牛乳浓缩将近结束时吸入浓缩罐内。此法使用较普遍，对防止变稠效果较好，但浓乳初始黏度过低时易引起脂肪游离。先进糖法。真空浓缩时先进糖液，再进牛乳。本法主要是提高炼乳的初始黏度，防止甜炼油乳脂肪上浮。中间进糖法。先将原料乳总量的1/31/2进入浓缩罐浓缩，再进入糖液，然后进入余下的牛乳浓缩。此法
16、也是为了调节成品的初始黏度，兼顾到延缓变稠和减少脂离。1糖与乳一起预热杀菌；2糖与乳分别预热杀菌各冷却至57混合后进行浓缩；3后进糖法图4-1 不同加糖方法与甜炼乳黏度的关系 （4）糖浆的制备 配制配制。在甜炼乳生产中糖浆浓度一般控制在65左右，太稀会增加浓缩的水分蒸发量，延长浓缩时间，影响产品质量；蔗糖太浓则难以溶解，且过滤困难，延长溶糖时间，故糖溶液一般不超过70。糖液浓度用折光仪或糖度计测定较为方便。溶解糖的水质必须无色、无味、澄明，符合饮用水卫生标准。糖浆用水量计算：根据所需配制的糖浆浓度和加糖量计算而得。如需配制糖浆浓度为65，蔗糖量为600kg，则溶解糖所需水量为：（100-65）
17、65600=323（kg）杀菌杀菌。蔗糖的溶解、杀菌、冷却是在溶糖锅内进行的，其操作顺序如下。溶糖：注入定量的水，开动搅拌器放出冷凝水后，开蒸汽阀，徐徐通入蒸汽加热，待水温达90以上时投入白砂糖。砂糖溶解后，从旋塞放出部分糖浆重新杀菌。杀菌：糖浆加热至90，保温10min，或95，保温5min。冷却：关闭蒸汽阀，开冷水阀，冷却至65，待用。糖液的净化糖液的净化。为保证成品的杂质度指标符合要求，除要求原料乳达到净乳要求之外，还要防止在生产过程中混入机械杂质，因而必须对糖液进行净化（过滤）。（5）蔗糖质量要求 蔗糖俗称白砂糖，在甜炼乳中含量高达45左右，为总乳固体含量的1.5倍。因此蔗糖的质量极为
18、重要。使用劣质蔗糖生产的甜炼乳，极易生产变稠、变黄。使用潮湿、结块、黄色和转化的蔗糖，不但影响甜炼乳的色泽，而且容易产生细菌性变质。因此工厂进糖时必须经过验收；贮糖时，必须在与生产车间隔离的清洁干燥场所保管，以防污染或吸湿结块。贮糖的房间，空气相对湿度不超过70。甜炼乳生产用的蔗糖应是经过精制的结晶糖。甘蔗糖和甜菜糖均可使用。质量应符合国家标准GB317中规定的优级或一级品标准，要求松散、洁白、有光泽，无任何异味；蔗糖含量不少于99.65，还原糖不高于0.08，水分不高于0.07，灰分不高于0.01，不溶于水的杂质不高于40mg/kg，酸度不超过0.02（以乳酸计）。5 5浓缩浓缩 浓缩的目的
19、在于除去部分水分，有利于保存；减少质量和体积，便于保藏和运输。一般采取真空浓缩，其特点为：具有节省能源，提高蒸发效能的作用；蒸发在较低温度条件下进行，保持了牛乳原有的性质；避免外界污染的可能性。目前，我国甜炼乳生产厂大多使用间歇式盘管真空浓缩锅。真空浓缩的条件控制得是否适当，对甜炼乳的质量影响很大。如浓缩时间过长、温度过高、加热蒸汽压过高，会导致甜炼乳变色、变稠或脂肪上浮。（1）真空浓缩条件和方法 浓缩控制条件为：温度4560；真空度78.4598.07kPa。经预热杀菌的乳到达真空浓缩罐时温度为6585，可以处于沸腾状态，但水分蒸发使温度下降，因此要保持水分不断蒸发必须不断供给热量，这部分热
20、量一般是由锅炉供给的饱和蒸汽，称为加热蒸汽，而牛乳中水分汽化形成的蒸汽称为二次蒸汽。牛乳中水分汽化形成的蒸汽必须不断排除，否则它会凝结成水回流到牛乳中，使蒸发无法进行，除去二次蒸汽的方法，一般为冷凝法，即二次蒸汽直接进入冷凝器结成水而排除。二次蒸汽不被利用叫单效蒸发；如将二次蒸汽引入另一个蒸发器作为热源用，称为双效蒸发。（2）浓缩终点的确定 浓缩终点的确定一般有三种方法：密度测定法。密度测定法。密度测定法使用的密度计一般为波美密度计，刻度范围在30 40 之间，每一刻度为0.1 。波美密度计应在15.6下测定，但实际测定时不一定恰好是在15.6，故须进行校正。温度每差一度，波美度相差0.054
21、 ，温度高于15.6时加上差值；反之，则需减去差值。oBeoBeoBeoBe 波美度与密度可按下式换算：式中 145常数 密度15.6密度 B15.6时的波美度145145145145BB密度或 比重 浓缩终点应达到的波美度可用下列方法求得：15.6甜炼乳的密度=100%脂肪非脂乳固体蔗糖水分脂肪比重非脂乳固体比重蔗糖比重水分比重100%0.931.6081.589脂肪非脂乳固体蔗糖水分 例：含脂肪8.2，非脂乳固体20.2，蔗糖45.0，水分26.2的甜炼乳，求48时的波美度为多少？解 15.6的密度=1001.3188.220.245.026.20.931.6081.589oBe 换算为1
22、5.6时的波美度=145-145/1.318=34.99 现在求出的是15.6时浓缩乳的波美度，然后利用前面所写的方法校正到实际温度即可。48时的波美度=34.99-0.054(48-15.6)=33.24 然后将实测值与上面求出的波美度相比较，就可判断浓缩是否到终点了。oBe 波美度和密度的换算也可以直接查表4-5。表4-5 波美度和密度换算表 通常，浓缩乳样温度为48左右，若测得浓度为31.71 32.56 时，即可认为已达到浓缩终点。用相对密度来确定终点，有可能因乳质变化而产生误差，通常辅以测定黏度或折射率加以校核。各种组成的甜炼乳的密度及波美度的关系见表4-6。oBeoBe表4-6 甜
23、炼乳的密度及波美度的关系 黏度测定法黏度测定法。黏度测定法可使用回转黏度计或毛式黏度计。测定时需先将乳样冷却到20，然后测其温度，一般规定为100R20。通常乳品厂制造炼乳时，为了防止产生气泡、脂肪游离等缺陷，一般将黏度提高一些，到测定时如果结果大于100R20，则可加入消毒水加以调节。加水量计算可根据每加水0.1降低黏度45R20的规定。折射仪法。使用的仪器可以是阿贝折射仪或糖度计。当温度为20，脂肪含量为8时，甜炼乳的折射率和总固体之间有如下关系：T=70+444（n-1.4658）式中 T甜炼乳的总固体含量；n甜炼乳在20时的折射率。根据该式进行计算，可以得出相应条件下的一系列总固体含量
24、和折射率，现汇总于表4-7。表4-7 8脂肪的甜炼乳总固体含量和20时折射率 注：1括号内的数是折光读数折算成折光仪糖度读数；2总固体含量计算时，可采用内插法；3甜炼乳各组分的折光常数分别为：水0.20606，蔗糖0.20614，乳脂肪0.2868，无水乳糖0.20814。当脂肪含量为8,温度为20时,若已知浓缩乳中总固体含量就能用该表查出相应的折射率,反之亦然。使用阿贝折射仪测定的方法如下：先用20纯水把明暗界面调到0位置上，再用擦镜纸擦干，然后用玻璃棒蘸到样液于下部的表面上，盖上上部棱镜，调节明暗界线的散光性和虹彩，折光镜用20的恒温水浴循环，使浓乳保持在20时观察，则折光仪右边刻度尺度表
25、示总固体的百分含量读数，一般干物质在73左右即达浓缩终点，若乳温有变化，按每相差1其总固体变化0.1进行校正。使用手持糖度计来确定浓缩终点较为方便，也是可行的。手持糖度计是根据含糖量溶液的折射率与其浓度成正比的原理设计而成的。在测定糖液时，糖度计上的读数即是糖液的浓度；在测定甜炼乳时，仅表示相应的关系，需和烘干法测定的结果对照修正；同时需注意的是由于它无法恒温在20，所以其测定结果和气温、乳温的变化有关。6 6浓乳均质浓乳均质 （1）均质目的 炼乳在长时间放置后，会发生脂肪上浮现象，表现为在其上部形成稀奶油层，严重时一经震荡还会形成奶油粒，这大大影响了产品的质量，对此除在预热等步骤进行严格控制
26、外，还可以采用均质工艺加以克服。均质时，当浓缩乳经过均质设备，在很强的机械力作用下可使其脂肪球破碎。在炼乳生产中均质的目的主要有以下几点：破碎脂肪球，防止脂肪上浮；使吸附于脂肪球表面的酪蛋白量增加，进而改进黏度，缓和变稠现象；使炼乳易于消化吸收；改善产品感官质量。（2）均质工艺 均质后的脂肪球平均直径可以达到原来的1/10，由Storks定律可知，脂肪球上浮速度与其直径平方成正比，因此均质后的炼乳与原来相比稳定性提高了很多，脂肪球上浮速度极慢。另外均质后脂肪球变小，数量去增加1000多倍，这使得脂肪球总表面积增加很多，因而提高了吸附的酪蛋白量，脂肪球的相对密度增大，浮力变小，使得脂肪上浮现象大
27、大减缓。研究证明，当脂肪球破碎后，原先在其表面的一层保护膜被破坏，随后一些类似膜蛋白质的蛋白质会在其表面形成新膜。在新膜形成之前，这些脂肪球会因相互碰撞而聚合成团，这一现象与温度有关，温度越低，就越容易发生。均质中最主要的两个工艺条件是压力和温度，两者决定了均质效果的好坏。压力过高或过低均对产品质量有所影响，压力过高会降低酪蛋白的热稳定性，过低则达不到破坏脂肪球的目的。选择一个合适的温度有助于控制均质时脂肪球的大小，同时又能防止脂肪球聚合成团，参见表4-8。表4-8 均质温度和均质效果 由表4-8可以看出，为了使2m以下的脂肪球含量达到较高的比率，65是最适宜的均质温度。在实际操作中，均质温度
28、一般为5065。由于浓缩后温度可达到50，所以均质应放在浓缩后立即进行。在炼乳生产中视具体情况可以采用一次或二次均质，国内多为一次均质；如采用二次均质，第一次在预热之前进行，第二次应在浓缩之后。虽然两次均质可以适当提高产品的相关质量，但无疑又使设备费用和操作费用提高不少，因此在具体生产中可以视实际情况加以选择。为了能更好的达到均质目的，在均质时还可以采用二段均质。第一段均质使脂肪球破碎，因此压力较高；第二段均质则对脂肪球进行进一步破碎，防止脂肪球互相集聚，使其能够均匀分散，压力相对较低。甜炼乳均质压力一般在1014 MPa，温度为5060。如果采用二次均质，第一次均质条件和上述相同，第二次均质
29、压力为3.03.5MPa，温度控制在50左右。7 7冷却结晶冷却结晶 甜炼乳生产中冷却结晶是最重要的步骤。其目的在于：及时冷却以防止炼乳在储藏期间变稠，控制乳糖结晶，使乳糖组织状态细腻。（1）乳糖结晶与组织状态的关系 乳糖的溶解度较低，室温下约为18，在含蔗糖62的甜炼乳中只有15。而甜炼乳中乳糖含量约为12，水分约为26.5，这相当于100g水中约含有45.3g乳糖，很显然，其中有的乳糖是多余的。在冷却过程中，随着温度降低，多余的乳糖就会结晶析出。若结晶晶粒微细，则可悬浮于炼乳中，从而使炼乳组织柔润细腻。若结晶晶粒较大，则组织状态不良，甚至形成乳糖沉淀。冷却结晶就是要创造适当的条件，促使乳糖
30、形成多而细的晶体。乳糖分子中有一个游离的半缩醛羟基（苷羟基），由于其位置的不同而形成在-和-两种异构体，但-乳糖只要稍有水分存在就会与一分子结晶水结合，而变为-含水乳糖，即普通市售的乳糖。所以实际上共有三种类型的乳糖。-乳糖的溶解度比-乳糖高。在乳中-含水乳糖与-乳糖有一定的比例，平衡状态时两种乳糖的比例依水温的变化而不同，见表4-9。表4-9 乳糖的溶解度 若在水中投入过量的-含水乳糖，待其溶解后达到饱和，此时得到-含水乳糖的溶解度，就是乳糖的最初溶解度，此时-乳糖尚未向-乳糖转化。在溶液中-乳糖与-乳糖能互相转化，如果将上述乳糖溶液振荡，再继续添加乳糖则仍可溶解，由于-乳糖逐渐转化为-乳糖
31、，而-乳糖容易溶解，所以溶解度随之上升。当-乳糖的转化达到平衡，溶解度上升到一定值后不再上升，此时的溶解度即为最终溶解度（饱和状态溶解度）。实际上，最终溶解度是平衡状态时-乳糖溶解度和-乳糖溶解度的总和。（2）乳糖结晶温度的选择 如把乳糖的饱和溶液冷却，则形成过饱和溶液，但尚未析出晶体，此刻的溶解度即为过饱和溶解度（又称超溶解度）。进一步冷却时，则开始析出-含水乳糖晶体，从而打破了-乳糖与-乳糖的平衡。此时-乳糖向-含水乳糖转化，溶解度随之下降，相应地继续析出晶体，直至达到该温度的饱和状态，重新建立平衡为止。若以乳糖溶液的浓度为横坐标，溶液温度为纵坐标，可以绘出乳糖的溶解度曲线，图4-2是乳糖
32、在水中的溶解度曲线及强制结晶曲线。图中最终溶解度曲线表示在最终平衡状态时100克溶液中乳糖最大的溶解度。过饱和溶解度曲线是乳糖可能呈现的最大浓度。该图可以分为三个区域：最终溶解度曲线的左侧是溶解区；过饱和溶解度曲线的右侧是不稳定区，在不稳定区内乳糖将自然析出结晶；在最终溶解度曲线与过饱和溶解度曲线之间是亚稳定区，在亚稳定区内，处于过饱和状态的乳糖将要结晶而尚未结晶，在此状态下只要创造必要的条件，就能促使它迅速地生成大小均匀的细微晶体，这一过程就称为乳糖的强制结晶。实验表明，在亚稳定区内，大约高于过饱和溶解度曲线10左右的位置有一条强制结晶曲线，通过这条曲线可以找到强制结晶的最适温度。图4-2
33、乳糖溶解度曲线及强制结晶曲线 强制结晶过程中使浓缩乳的温度控制在亚稳定区内，当达到结晶的最适温度时，及时投入乳糖晶种，迅速搅拌并随之冷却，就能形成大量细微的晶体。（3）晶种的制备 甜炼乳冷却结晶过程于强制结晶的最适温度时投入乳糖晶种，不仅要求添加一定的数量，而且要求-含水乳糖的颗粒小于5m，才能达到乳糖晶体多而细的目的。因此晶种的制备是一项重要的工作。晶种的制备包括烘干、研磨、过筛等工作。所选用的乳糖应符合食用级的精制乳糖，乳糖的含量应不低于98.5。晶种粒径应在5 m以下。晶种制备的一般方法是取精制乳糖粉(多为-乳糖)，在100105下烘干23h，然后经超微粉碎机粉碎，再烘于1h，并重新进行
34、粉碎，通过120目筛就可以达到要求，然后装瓶、密封、储存。晶种添加量为炼乳质量的0.020.03。晶种也可以用成品炼乳代替，添加量为炼乳量的1。（4）晶种加入温度 结晶温度是甜炼乳结晶操作中的重要条件，也是促使结晶体多而细的重要条件。浓缩乳进行冷却时，乳温越下降，则过饱和度越高，呈现结晶的趋势越强。但由于乳温越低，黏度越高，反而会影响结晶的进行。而在强制结晶的最适温度时投入晶种，乳糖溶液的过饱和度高，结晶趋势强，炼乳的黏度还不致于妨碍晶种的分散。因此，强制结晶的最适温度即为添加晶种的最适温度。添加晶种的最适温度与乳糖的水溶液浓度有关。如甜炼乳中乳糖的水溶液浓度为31，炼乳温度54时，乳糖溶液尚
35、未饱和。51时达饱和曲线，31时达强制结晶曲线，于此温度时加入乳糖晶种。21达到过饱和曲线。确定最适添加晶种的温度的过程是：先计算出浓缩乳中乳糖的百分含量和在水中的浓度，再在强制结晶曲线上查出最适温度。例如：用含乳糖4.8，非脂乳固体8.5的原料乳生产甜炼乳，其蔗糖含量45.0，总乳固体为28.0，非脂乳固体为19.5，求添加晶种的最适温度。解 甜炼乳中的水分含量=100-（蔗糖含量+总乳固体含量）=100-（45+28）=27 炼乳中的乳糖含量=4.82.267=10.88炼乳水分中的乳糖溶解度=按28.7的浓度在图4-2 的强制结晶曲线上查出,该甜炼乳在理论上添加晶种的最适温度为28左右.
36、甜炼乳冷却结晶一般的添加晶种温度为2835。19.52.2678.6甜炼乳的非脂乳固体浓缩比原料乳的非脂乳固体10.88100%28.7%10.8827 （5）冷却结晶方法 冷却结晶方法一般可分为间歇式及连续式两大类。间歇式冷却结晶通常采用蛇管冷却结晶器，冷却过程可分为三个阶段：第一阶段为冷却初期，即浓乳出料后乳温在50左右，应迅速冷却至35左右；第二阶层为强制结晶期，继续冷却至接近28，结晶的最适温度就处于这一阶段；第三阶段冷却后期，把炼乳冷却至20后停止冷却，再继续搅拌1h，即完成冷却结晶操作。连续式冷却结晶采用连续瞬间冷却结晶机，这种设备与冰激凌凝冻机相类似炼乳在强烈的搅拌作用下，在几十
37、秒到几分钟内。即可被冷却至20以下。用这种设备冷却结晶，即使不添加晶种，也可以得到微细的乳糖结晶。而且由于强烈搅拌，使炼乳不易变稠，并可防止褐变和污染。8 8包装和储藏包装和储藏 在普通设备中冷却的炼乳中含有大量的气泡，冷却结晶后的甜炼乳灌装时可采用真空封罐机或其他脱气设备，或静止510 h，待气泡逸出后再进行灌装。装罐应装满，尽可能排除顶隙空气。炼乳储藏应离开墙壁及保暖设施30cm以上，库温恒定，不得高于15，空气湿度不应高于85。储藏过程中，每月应翻罐1或2次，防止糖沉淀的形成。4.1.3 4.1.3 甜炼乳的常见缺陷及质量控制甜炼乳的常见缺陷及质量控制 1 1变稠变稠 甜炼乳在贮藏期间黏
38、度会逐渐增加，以致失去流动性，甚至发生凝固，这一现象称为变稠。变稠是甜炼乳的常见缺陷之一，可分为细菌性理化性两方面。（1）细菌性变稠 产生细菌性变稠的原因是乳中微生物产酸和凝乳酶对乳的凝固作用。产酸微生物主要是芽孢菌、链球菌、葡萄球菌以及乳酸杆菌，所产的有机酸有蚁酸、乳酸、醋酸、酪酸、琥珀酸等。为了防止甜炼乳发生细菌性变稠要做好以下几点：防止甜炼乳受到微生物污染，做好卫生管理及消毒、杀菌工作；保持一定的蔗糖浓度，利用蔗糖渗透压产生的防腐作用抑制乳中微生物的生长繁殖；控制较低的贮藏温度，因为在低温下有利于防止甜炼乳变稠。（2）理化性变稠 理化性稠是由于乳中蛋白质胶体由溶胶态转变为凝胶态，进而导致
39、甜炼乳变稠凝固。产生理化性变稠的原因大致有以下几点。蛋白质与脂肪含量蛋白质与脂肪含量。乳蛋白质含量超高，脂肪含量越低则越易引起变稠。对此可以解释为乳中蛋白质胶粒因涨润或水合作用引起变稠，而脂肪介于蛋白质胶粒之间，有利于防止胶粒互相结合。蔗糖含量和加入方法蔗糖含量和加入方法。蔗糖具有很强的渗透压，可使乳中酪蛋白的水合性降低，自由水增加，因此适当增加蔗糖含量，可降低甜炼乳的变稠倾向，加糖方法应以浓缩末期添加为佳。盐类平衡盐类平衡。盐类特别是钙盐、镁盐过多会引起变稠，对此可以添加柠檬酸钠、磷酸氢二钠等平衡过多的钙、镁离子，抑制变稠。除此之外，通过离子交换减少乳在钙、镁离子也能达到相同的目的。酸度酸度
40、。酸度高会使酪蛋白胶粒不稳定，促进甜炼乳变稠。产品酸度高时可用碱中和，中和后用于生产工业用炼乳，而当酸度过高时，用碱在和也不能防止变稠，因此除了控制好原料乳质量外，还要做好卫生工作。贮藏条件贮藏条件。贮藏温度越高，时间越长就越容易引起变稠。一般将温度控制在15以下，在保存期内产品是不会变稠的。预热条件预热条件。预热工艺对产品变稠影响最大。80100的预热条件会引起变稠，100左右表现最强烈；采用超高温瞬间热处理可以防止变稠。浓缩工艺。浓缩工艺。浓缩温度过高、时间过长，就越会引起变稠。采用间歇式真空浓缩锅进行浓缩时，在浓缩末期停止送蒸汽，但仍打开冷凝器和真空泵有利于抑制变稠倾向。采用先进浓缩设备
41、则可以较方便的解决因浓缩而引起的变稠现象。2 2脂肪上浮脂肪上浮 甜炼乳贮存期内于盖内黏有一层淡黄色的膏状脂肪层，这就是脂肪上浮。脂肪上浮是甜炼乳的常见缺陷，严重的贮存一年后的脂肪黏盖厚度可达5mm以上，膏状脂肪层的脂肪含量在2060，严重影响甜炼乳的质量。脂肪上浮与牛种有关系，含脂率高的水牛、黄牛乳脂肪球大，容易产生脂肪上浮。工艺操作方面预热温度偏低、保温时间短、浓缩时间过长、浓缩乳温度超过60、甜炼乳的初始黏度偏低，都会促使甜炼乳脂肪上浮。可采用合适的预热条件；控制浓缩条件，并保持甜炼乳的初始黏度不过低；采用均质工艺和连续浓缩可有效地防止甜炼乳脂肪上浮。3 3钙盐沉淀钙盐沉淀 炼乳冲调后在
42、杯底发现白色细小的“小白点”，则说明发生钙盐沉淀，这些“小白点”的主要成分是柠檬酸钙，约有1/5是磷酸钙。牛乳中钙含量较高，乳经过预热以后，部分可溶性钙盐转变为不溶钙盐，通过浓缩，钙盐浓度增高，在贮存过程中逐渐形成较大的杨梅状结晶体，牛乳通过均质后形成的“小白点”较细。在原料乳中添加成品量0.020.03柠檬酸钙胶体。柠檬酸钙胶体的配制：500g柠檬酸钠溶于1500mL热水中，加入70的糖浆7000mL，在5060时加入氯化钙溶液(260g氯化钙溶于1000mL水中)，然后以1015MPa压力均质23次。或者添加成品量5以上经贮存数天的甜炼乳于原料乳中，或部分奶粉掺入原料乳中，都可防止钙盐沉淀
43、。以上两种方法，都可有效地防止钙盐沉淀。添加的柠檬酸钙在甜炼乳中起了结晶的诱导作用，使生成的柠檬酸钙晶体变小，冲调时悬浮于乳中，感观不易察觉。但其加入量随钙盐沉淀的多少而异，经试验以后适量加入。加入过多会产生轻度涩味。添加柠檬酸钙对防止甜炼乳变稠也有显著的效果。4 4纽扣状凝块纽扣状凝块 甜炼乳在常温贮存34个月后，有时于罐盖上出现白色、黄色乃至红棕色大小不等的干酪样凝块，其形状似纽扣，故称“纽扣”或纽扣状凝块。甜炼乳贮存的时何越长，温度越高，“纽扣”越大，严重的扩散至整个罐面。有“纽扣”的甜炼乳带金属臭及陈腐的干酪状气味，失去食用价值。“纽扣”主要是由霉菌引起的。产品被葡萄曲霉及其他霉菌所污
44、染，在有空气和适宜的温度条件下，生成霉菌菌落，约23周以后霉菌死亡，其分泌的酶促使甜炼乳局部凝固，同时变色，产生异味，约23个月后形成“纽扣”，并渐渐长大。此外还有几种球菌能形成白色纽扣状凝块，分布在盖上及罐内甜炼乳中。还有一种叫绿斑，甜炼乳装罐后仅23天，个别罐盖的膨胀线（圈）上往往黏有灰绿色的小凝粒。大部分直径仅23mm，最大的有56mm、每个盖12个，多则十多个，圆球形或扁圆形，严重影响外观。绿斑是由化学原因引起，一般分布在罐盖膨胀线的露铁点或擦伤处。人为地将罐盖用刃尖划伤、结果在划伤的膨胀线上形成了几个绿斑。泡沫多的甜炼乳会加剧绿斑的产生，使绿斑大而多。擦伤的罐口也会产生绿斑。防止甜炼
45、乳“纽扣”的发生，一是要避免霉菌污染，二是防止甜炼乳产生气泡。具体措施如下。所有管道设备，使用前应经过有效的杀菌，并防止再污染。装奶间空气，用乳酸熏蒸消毒和足够数量的紫外线灯照射30min以上。空罐及罐盖经120、2h杀菌。做到随消毒随使用，以免霉菌污染。避免甜炼乳暴露在空气中太久，贮存缸等要密闭，装奶间顶棚及墙壁定期用防霉涂料粉刷，并搞好厂区的环境卫生。防止甜炼乳产生气泡，装罐要满，不留空隙。甜炼乳宜在20以下贮存。防止绿斑的措施是选用符合甜炼乳罐头生产用的马口铁；制罐过程避免铁皮锡层擦伤，防止甜炼乳产生泡沫。5 5胖罐胖罐 胖罐又称胖听、胀罐。甜炼乳胖罐分为微生物性胖罐和物理性胖罐两种。（
46、1）微生物性胖罐 产品贮存期间由于微生物活动而产生气体，使罐头底、盖膨胀，严重的会使罐头破裂，这种胖罐称为微生物性胖罐。在适宜的工艺条件和严格的卫生条件下生产的甜炼乳，由于高浓度糖溶液产生的高渗透压，可以抑制微生物的繁殖。但在生产过程中，产品如被严重污染，特别是被活力很强的耐高渗透压的嗜糖性酵母菌污染时，就导致产生气体，造成胖罐，严重的胖罐率达2070，夏季十余天便可产生。因为，酵母菌能分解蔗糖，产生酒精、二氧化碳和水。此外，贮存于温度较高场所时，因嫌气性丁酸菌的繁殖产生气体也会造成胖罐，但较少见。产生微生物性胖罐的具体原因有：设备、容器、管道的清洗、消毒不及时、不彻底，或消毒后被二次污染；结
47、晶缸或甜炼乳贮存缸的盖不密闭，甜炼乳长时间暴露在不洁的空气中，造成空气污染；使用含有转化糖较高的劣质蔗糖，为发酵创造条件。甜炼乳微生物性胖罐目前还无理想的预测方法。冬季生产的甜炼乳要到次年气温25以上时才可发现，往往给企业造成严重的损失。防止微生物性胖罐的方法有：设计乳品车间时，设备管道的布置应紧凑，管道越短越好，弯头、节头越少越好，便于拆洗和消毒；增强职工的卫生、质量意识，加强生产过程的卫生管理；设备容器管道应每班彻底拆洗、消毒一次；加强设备检修，防止成品均质机、溶糖锅、结晶缸（器）等设备漏乳涌水，造成污染；不得使用潮湿、结块、含转化糖高的劣质蔗糖；产品尽量在较低温度下贮藏。（2）物理性胖罐
48、 物理性胖罐又称假胖罐，其罐内炼乳并不变质，但影响外观，也是罐头食品所不允许的。其形成原因有：装罐时装得太满，使封罐后罐内产生很大的压力；装罐温度过低，气温升高时造成底、盖凸起。罐盖膨胀线（圈）过浅或制造底、盖的马口铁太薄；封罐时底托板压力不足；搬运甜炼乳箱时摔得太重。防止物理性胖罐的方法有：装罐前宜将炼乳用温水加热至2528，夏季加温还可防止罐头“出汗”生锈；底盖膨胀线（圈）宜用阶梯形，并有适当的深度；装罐时宜多装2g左右为宜，不要太满；封罐机上压头及底托板应车成与膨胀线（圈）相吻合的形状，可有效防止假胖罐，还可减少甜炼乳挤出损失。6 6乳糖晶体粗大和甜炼乳组织粗糙乳糖晶体粗大和甜炼乳组织粗
49、糙 甜炼乳的组织粗糙，主要原因是乳糖晶体粗大所致。如乳糖晶体大小为1520m，口感就会呈粉状或粗粉状感觉，2030m有明显的砂状感觉；30m以上则有严重的砂状感。因此，乳糖晶体在10m以下，而且大小均匀者为佳。（1）乳糖结晶粗大的主要原因及防止方法 乳糖晶种未磨细。如添加未经研磨的晶种，乳糖晶体都在30m以上。可见晶种磨细的重要。研磨乳糖晶种，首先要烘干，选用超细微粉碎机研磨较好，并有足够的研磨时间或次数，磨后的晶种需经检验，使绝大部分颗粒达35m。晶种量不足。有时因粉筛过细，乳糖粉吸水黏结，晶种未经过秤等原因而影响晶种的添加量。加晶种时温度过高，过饱和程度不够高，部分微细晶体颗粒溶解。结晶缸
50、（器）用毕后未经清洗，就进行下一锅的冷却结晶。冷却水温过高，冷却速度过慢。结晶缸搅拌器的转速过慢，或浓乳黏度过高，搅拌不均匀。采用真空冷却结晶器结晶效果较好。（2）乳糖晶体在冷却结晶以后或贮存期间增大的原因 冷却结束时未冷到1920，乳糖溶液的过饱和状态尚未消失，致使贮存期气温下降而继续结晶，晶体增大。冷却搅拌时间太短，乳糖溶液的过饱和状态尚未消失就停止搅拌，此后晶体继续长大。故冷却搅拌时间应不少于2h。甜炼乳贮存期间气温变化太大，也会使乳糖晶体增大当温度升高时，乳糖溶液由饱和状态变为不饱和，使微细的晶体溶解。降温时则转变为过饱和溶液，使乳糖晶体增大。故甜炼乳应在较凉爽的仓库内贮存。7 7乳糖
