搅拌型酸奶的加工工艺模板.doc

ANYANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY 酶水解法低乳糖牛乳生产系（院）名称： 生物和食品工程学院 专业班级： 07食品质量和安全(1)班 学生姓名： 杨帅 施芳芳 张燕燕 寇正威 指导老师姓名： 杜 磊 指导老师职称： 讲 师 5月目 录引言11.低乳糖牛奶介绍12.低乳糖牛奶加工工艺及操作关键点22.1牛奶验收22.1.1感官检验22.1.2酒精试验和滴定酸度22.1.3抗菌素残留检验32.2离心净乳32.3标准化42.4巴氏杀菌42.5加酶水解42.5.1酶水解法概述42.5.2乳糖酶添加量确实定42.5.3酶解温度时间确实定52.6均质52.7超高温杀菌62.8冷却降温62.9低乳糖牛奶水解率测定62.9.1未酶解牛奶样品处理及测定62.9.2酶解后牛奶中醛糖含量测定62.9.3低乳糖牛奶水解率计算73.总结7参考资料8酶水解法低乳糖牛乳生产专业班级：07食品质量和安全(1)班 学生姓名：杨 帅 施芳芳 张燕燕 寇正威指导老师：杜 磊 职称：讲 师摘要世界上相当一部分人有乳糖不耐症，所以生产低乳糖牛乳满足不一样人群营养需求。本文以新鲜牛乳为原料，采取酶水解法降低牛乳中乳糖含量，生产水解率在70%80%间低乳糖牛乳。经过叙述不仅使大家整体了解酶水解法低乳糖生产，而且能够把握各个加工关键点。摘要太少关键词：加工工艺 低乳糖牛乳 酶水解 乳糖水解率引言牛奶是迄今为止大家从自然界中所能够取得最靠近完美一个食物，它不仅能够给大家提供身体及大脑生长发育所需要优质动物蛋白质、乳脂肪和维生素等，而且还是人体补钙最好选择。牛奶是一个营养最全方面、最轻易消化吸收天然食品，伴随大家生活水平不停提升，饮用牛奶已不再是婴幼儿及体弱者专有食品，越来越多人开始喝牛奶。新修订中国居民膳食指南1中明确要求中国居民应“天天吃奶类、豆类及其制品”，强调“一人一天一杯奶”(250mL) 2。世界卫生组织已把人均消费量列为衡量一个国家人民生活水平关键指标。然而中国外大量临床调查研究数据结果显示，因为种族、气候和遗传等很多原因影响，会造成相当一部分人体内缺乏乳糖酶，这么就会使得牛奶中所特有乳糖不能在小肠中消化和吸收而直接被转运到大肠，并在大肠菌群作用下引发发酵和水解，造成肠管内水和二氧化碳等气体大量积累，并刺激肠粘膜从而造成人体出现了诸如腹胀、肠鸣、气多、肠痉挛和腹泻等一系列乳糖不耐症状发生。从而影响了这部分人群对于牛奶食用3。这是一个普遍性问题，尤其是亚洲人有80%90%人有所谓乳糖不耐症4。通常水解70%80%乳糖即可处理乳糖不耐症问题5。所以，研制优质低乳糖含量牛奶对人体健康，尤其是亚洲人健康有重大意义。1.低乳糖牛奶介绍乳糖酶，又称乳糖酶，又称半乳糖苷酶，或D半乳糖苷半乳糖水解酶，它作用是在特定条件下水解D半乳糖苷键，将乳糖水解成D葡萄糖和D半乳糖，乳糖酶同时也含有半乳糖苷转移作用，能把半乳糖连接到乳糖上，生成低聚半乳糖，作为一个益茵作用因子而用于功效性食品开发。乳糖酶是一个白色粉末，无嗅无味，溶解后是一个浅棕色液体，是一个无毒副作用生物酶制利，已由FDA、FCC、WHO/FA0和JACFA等权威机构评审确定为安全物质，国际生化编号为EC.3.2.1.23，CAS编号为9031112。中国卫生部已于1998年10月同意将其列入食品添加剂卫生使用标准GB-2760之中，允许在食品工业生产中使用6。全脂牛奶中约30%热量是由乳糖提供。乳糖是牛奶关键成份，其在牛奶中百分比为3.6%5.5%，平均为4.6%7。它是一个双糖，因为分子太大，不能被人体直接吸收，需要在小肠中乳糖酶作用下分解成葡萄糖和半乳糖，然后再被人体吸收8。而且乳糖酶仅仅是对牛奶中乳糖进行酶解，并没有改变其它营养成份，它非但不会降低牛奶营养功效，反而能避免牛奶中蛋白质及钙、磷、铁等矿物元素流失，提升牛奶营养价值9。低乳糖牛奶水解率是衡量其乳糖水解度关键指标，水解率愈高水解愈根本，牛奶中乳糖含量愈低。所以对牛奶中乳糖进行水解是生产低乳糖牛奶极其关键工艺10。2.低乳糖牛奶加工工艺及操作关键点低乳糖牛奶通常加工工艺为：牛奶验收离心净乳标准化巴氏杀菌冷却降温加酶水解配料脱气高压均质超高温杀菌冷却灌装成品2.1牛奶验收要生产高质量产品，必需选择质量优良原料乳。乳品厂在收购鲜乳时，应对原料乳质量严格要求并进行检验。检验关键内容包含：感官检验、酒精试验、滴定酸度和抗菌素残留检验。2.1.1感官检验品质优良原料乳含有新鲜牛乳风味和特有香气，是乳白色或稍带黄色均匀胶体溶液，检验人员可经过看、闻，进行初步判定。2.1.2酒精试验和滴定酸度酒精试验可检验乳中蛋白质稳定性。该检验和酒精浓度相关，通常以72%浓度（容量浓度）中性酒精和原料乳等量混合，摇匀，无凝块出现为标准。正常牛乳滴定酸度不高于18T，不会出现凝块。经过酸度测定可判别原料乳新鲜度，了解乳中微生物污染情况。新鲜牛乳滴定酸度为1618T。为了合理利用原料乳和确保产品质量，通常见于制造淡炼乳、超高温灭菌乳原料乳用75%以上酒精试验；用于制造乳粉原料乳，用68%酒精试验（酸度不得超出20T）。酸度不超出22T原料乳还可用于制造奶油，但风味较差。酸度超出22T原料乳，只能用于制造工业用干酪素、乳糖等产品。2.1.3抗菌素残留检验 该项目在验收用于生产发酵乳原料乳中必需尤其重视，因为用于发酵乳生产乳酸菌对很多抗菌素极为敏感。测定方法是在试管中加入9ml鲜乳，经80水浴加热5min，冷却至37以下，加入1ml嗜热链球菌液，经37水浴培养2h后，加入TTC0.3ml，再经37水浴30min。未显色者为抗生素残留阳性，显色为阴性或可疑，同时应做阳性和阴性对照。总而言之，原料乳必需是优质新鲜牛乳，不含抗生素和抑菌物质，酸度为16180T，72%酒精试验成阴性，其它指标符合中国生鲜牛乳收购标准,即GB6914-1986相关标准,全脂奶粉应符合GB5410-1999中相关要求11。生鲜牛乳含有下述情况之一不得收购：第一，牛乳颜色有改变，呈红色、绿色、或显著黄色者；第二，牛乳中有肉眼可见杂质者；第三，牛乳中有凝块或絮状沉淀者；第四，牛乳中含有畜舍味、苦味、霉味、臭味、涩味、煮沸味及其它异味者；第五，产前15d内胎乳或产后7d内初乳；第六，用抗生素或其它任何有影响药品诊疗期间母牛所生产牛乳和停药后3d内牛乳；第七，添加有防腐剂、抗生素和其它任何有碍食品卫生牛乳12。2.2离心净乳净乳是去除乳中存在多种机械杂质并降低微生物数量。常见方法有过滤法和离心法，净乳温度为2030。简单粗滤，在受奶槽上装过滤网并铺上多层纱布，也能够在输送乳管道中连接一个过滤筒。滤布或过滤筒通常在连续过滤500010000L牛乳后，更换清洗、灭菌。离心净乳是乳品生产中最适宜也最常见方法。离心净乳机不仅能去除乳中机械杂质，还能除去乳中乳腺体细胞和一些微生物。离心净乳通常设在粗滤以后、冷却之前。2.3标准化标准化目标是确保牛乳中含有要求最低脂肪含量，方便满足不一样消费者需求。当然这里指是半脱脂乳和标准化乳，而脱脂乳是一个稀奶油分离产品，标准上无需标准化。各国牛乳标准化要求有所不一样，中国国家标准要求全脂乳脂肪含量为3.1%，部分脱脂乳1.0%2.0%，脱脂巴氏杀菌乳为0.5%。标准化操作是根据多去少补标准进行，在贮乳罐中添加稀奶油或在标准化机中连续进行2.4巴氏杀菌鲜乳在处理工程中受到很多微生物污染(其中80%为乳酸菌)。巴氏杀菌必需完全杀死治病微生物，同时还应该杀死能影响产品味道和保质期酶类和其它微生物。巴氏杀菌有首次杀菌、低温长时巴氏杀菌、高温短时巴氏杀菌和超巴氏杀菌。不过此步骤采取高温短时巴氏杀菌(7275，1520s)13进行预杀菌，为以后加工做准备。2.5加酶水解2.5.1酶水解法概述酶水解法即利用外源性乳糖酶将乳糖降解为易被人体吸收利用单糖。该法水解条件温和，产物简单，口感好，不会破坏乳中其它营养成份。迄今为止，酶水解法是最安全、实用、有效生产低乳糖牛乳方法。酶水解法处理低乳糖牛乳加工方法：在产品进行热处理前，将乳糖酶加入到经巴氏杀菌后并冷却至酶作用最好温度牛乳中，待乳糖酶在此温度下作用一段时间，达成所要求乳糖水解度后，再将产品进行灭菌处理，然后在产品灌装前按一定百分比将乳糖酶加入到产品中。在产品贮存过程中，乳糖酶将牛乳中乳糖分解为葡萄糖和半乳糖。其优点是设备投资低，缺点是酶作用时很轻易受到微生物污染，而且酶作用时间较难控制。同时因为乳糖分解后转变为还原型葡萄糖和半乳糖，在灭菌处理时因为美拉德反应产品轻易出现褐变，从而影响产品感官质量14。2.5.2乳糖酶添加量确实定乳糖酶作为一个高效生物催化剂，其最适pH值为6.66.8，但其催化效果还和浓度有着很大关系。在38酶解给定温度条件下，特选择3000NLU/L、1500 NLU/L、750NLU/L三个浓度添加量分别进行试验，其结果是乳糖水解率均达成70%以上时所需要酶解时间依次为2 h、3 h、5 h。所以，从最终产品成本、卫生安全性和生产效率等角度作综合考虑，在生产中所用乳糖酶添加量应以1500 NLU/L为佳15。2.5.3酶解温度时间确实定乳糖酶催化效果除和其添加量相关外，还和酶解温度立即间等有着很大关系。根据1500NLU/L加入量向牛奶中添加乳糖酶，试验测得其在4、10、20、30、38、45酶解温度条件下乳糖水解率均达成70以上时所需要时间依次为14 h、8 h、6 h、4 h、3 h、10 h。所以，在乳糖酶添加量为1500 NLU/L条件下，从最终产品安全角度考虑，酶解温度时间应选择4，14h，但在实际生产中，在卫生安全有保障前提条件下。若从生产效率角度考虑，酶解温度时间也可考虑选择38，3 h。所以加酶水解最好条件可设为pH6.8，酶添加量为1500NLU/L，酶解温度38，酶解时间3h，此时乳糖水解率可达75.2%16。2.6均质均质是指对脂肪球进行合适机械处理，把它们分散成更细小微粒，均匀一致地分散在乳中。均质处理可使乳中脂肪球直径平均缩小到原来1/10，均质乳中脂肪球数量大约比未经处理乳中多1万倍，这些小颗粒上浮速度极慢，所以，经过均质处理牛乳很稳定。均质时牛乳以较高压力被送入阀座和均质机头之间间隙，液体通常以100400m/s速度经过窄小环隙，均质就在这1015s中发生。牛乳均质温度通常采取高压均质(70，18MPa)17。均质效果能够经过测定均质指数来检验。方法以下放:取250ml均质乳样品在46下贮存48h，然后分别测定上层(容量1/10)和下层(容量9/10)乳中含脂率F上%和F下%，按以下公式计算均质指数： 均质指数=100(F上%F下%)/F上%通常均质乳均质指数应在110范围内。2.7超高温杀菌低乳糖牛奶是将乳糖酶解为葡萄糖和半乳糖，在热处理过程中会发生美拉德反应，即加重了褐变，严重影响制品质量。褐变速度受温度影响较大，温度越高，褐变速度越快。温度每提升10，反应速度大约增加35倍。乳糖在高温条件下焦糖反应是造成乳制品褐变另一个反应类型。糖在温度超出100发生分解反应形成褐色，即所谓焦糖化反应。经过试验证实：在95、105、115灭菌条件下，产品质量受美拉德反应和焦糖化反应影响不大，品质能够接收。不过95灭菌条件下，杀菌效果达不到国家标准。总而言之，试验选出低乳糖牛奶最好灭菌条件：温度为105，时间为5min18。2.8冷却降温 经超高温杀菌后牛奶应快速降温至30以下，预防牛奶发生美拉德反应，从而影响其感官质量19。2.9低乳糖牛奶水解率测定2.9.1未酶解牛奶样品处理及测定在20下正确称取未酶解牛奶样品10g至250ml容量瓶中，分别加入20%醋酸铅溶液4ml及草酸钾磷酸二氢钠缓冲溶液4ml，最终用蒸溜水定容至其刻度并摇匀，静置后过滤备用。用移液管正确移取25ml上述滤液于250ml容量瓶中，加入l滴0.1%甲基橙水溶液、5%氟化钠溶液0.5ml、0.1mol/L单质碘标准溶液25ml。再加入0.1mol/L氢氧化钠溶液37.5ml，盖紧瓶塞并用水密封后置于黑暗处30min，然后再加入0.5mol/L盐酸溶液8ml，1%淀粉指示剂0.5ml，摇匀后再用0.1mol/L硫代硫酸钠标准溶液滴定溶液展现出淡粉色，这时所消耗硫代硫酸钠标准溶液毫升数为V1。2.9.2酶解后牛奶中醛糖含量测定低乳糖牛奶样品处理及其醛糖测定同2.9.1相同，测得硫代硫酸钠消耗量V2。2.9.3低乳糖牛奶水解率计算低乳糖牛奶水解率为：=(Ms V1Ms V2)/( M1V0Ms V1)100%在该计算公式中：M s表示硫代硫酸钠标准溶液物质量浓度；M1表示单质碘标准溶液物质量浓度；V0表示在每次进行测定时所正确移取单质碘标准溶液毫升数；V1表示在每次进行未酶解牛奶滤液滴定时所消耗硫代硫酸钠标准溶液毫升数；V2表示在每次进行低乳糖牛奶滤液滴定时所消耗硫代硫酸钠标准溶液毫升数20。生产出来低乳糖牛奶，经过检测其水解率在70%80%之间，则产品合格，能够出厂。3.总结 本文经过对低乳糖牛奶及其加工工艺操作关键点叙述，使大家深入了解了低乳糖牛奶营养价值及其对乳糖不耐症人群所含有特殊功效。生产低乳糖牛奶方法多个多样，比如物理法生产低乳糖牛乳、酶水解法生产低乳糖牛乳、基因工程技术生产低乳糖牛乳等。其中，酶水解法水解条件温和，产物简单，口感好，不会破坏乳中其它营养成份。迄今为止，酶水解法是最安全、实用、有效生产低乳糖牛乳方法。酶解法降低牛奶中乳糖含量加工工艺因其科学实用性将得到认可。利用酶水解法生产低乳糖牛乳不仅处理乳糖不耐症患者乳品消费问题，而且在发酵乳制品中、浓缩乳及炼乳中、奶粉中、冷冻乳中、乳清加工和烘焙食品中全部广泛应用。参考资料：1 中国营养学会.中国居民膳食指南M.北京：中国轻工业出版社，1997：162 郑宝东.低乳糖乳工艺研究J.福建农林大学学报，：第2期3 秦立虎，张洪颖，林枫翔.低乳糖牛奶研制J.中国食品添加剂开发应用，(7)：1401424 王芳，续文胜，伍子玉. 低乳糖牛奶研制J.新疆省牧业奶业专刊，：第2期5 常忠义，王莉，王海萍，高红亮.低乳糖牛奶研究开发J.饮料技术，(2)：30326 秦立虎，韩起文，张洪颖.乳糖酶特征及其在乳品工业中应用J.添加剂Additives，：29317 张丹凤，陆林虎.液态乳制品营养和产品开发M.乌鲁木齐：新疆科技卫生出版社，：67708 付志军，史玉东，康小红，胡新宇，刘卫星，孙国庆.乳糖酶在生产低乳糖奶中应用研究J.食品研究和开发,(8)：第29卷第8期48529 张瑞梅，陆东林.乳糖不耐受和低乳糖奶J.新疆畜牧业奶业专刊，:增刊10 蔡永进.酶解制备低乳糖牛奶优化研究J.四川食品和发酵，：第5期323411 杨仁琴.低乳糖营养乳研制J.乳品加工，424312 张列兵，吕加平.乳制品配方M.北京：中国轻工业出版社，(1)：474813 陈志，孙来华.乳品加工技术M.北京：化学工业出版社，(7)：484914 李文.低乳糖奶应用和发展J.产品开发，(2)：7915 秦立虎，宗青山，孙艳波，林凤翔. 低乳糖牛奶研制J.食品研究和开发，(12)：第24卷第6期727416 张锋华，张云，苏米亚，杭锋，龚广矛.酶法生产低乳糖牛奶工艺条件研究J.食品科技，：第33卷第11期17 秦立虎，宗青山.低乳糖牛奶研制J.新技术新产品，：第8期18 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