乳品工業(yè)手冊

1、1牛乳的生產(chǎn)始于6000 年前或更早。現(xiàn)在的乳業(yè)用畜是野生動物經(jīng)馴化而來。在幾千年的歷史長河中，未馴化的動物分布在不同緯度和經(jīng)度的自然界中，數(shù)度經(jīng)歷了自然界嚴酷的環(huán)境。事實上，世界各處都有人們起始飼養(yǎng)動物，通常是選擇多用途的草食性動物，從動物身上，人們獲取乳、肉及服裝等以滿足自己的需要。選擇草食動物是因為它們比食肉動物更安全并易于飼養(yǎng)。草食動物也不與人類直接爭奪營養(yǎng)源，因為它們吃草，而人類自己不能。第一章第一章第一章牛乳的生產(chǎn)乳品加工手冊/ 第1 章2馴養(yǎng)的草食動物除了馬和驢之外都是反芻動物。反芻動物食量很大，進食速度也很快，之后再反芻已食入的食物?，F(xiàn)在，這樣的動物一直保留下來用于乳的生產(chǎn)，而

2、乳一直是人類食物的基礎組成部分。世界上最廣泛用于生產(chǎn)乳的動物是乳牛，它們分布在各大洲并幾乎在所有的國家都能見到。然而，還有一些動物是不能被忘的，它們所產(chǎn)的乳是當?shù)鼐用裰匾膭游锏鞍准捌渌鼱I養(yǎng)的重要來源。其中綿羊是重要的產(chǎn)乳動物，尤其對于地中海地區(qū)國家和亞洲的很多地區(qū)顯得尤為重要。世界上綿羊總數(shù)超過十億頭，它們是乳及肉類生產(chǎn)的主要來源。有綿羊往往就有山羊。在一些乳、肉生產(chǎn)缺乏地區(qū)，山羊的作用是不容忽視的。綿羊和山羊是廉價、高質量蛋白質的重要來源，并主要生存在因氣候、（地形）、經(jīng)濟、技術或社會的因素所限，不能開發(fā)更為精細的蛋白質生產(chǎn)系統(tǒng)的地區(qū)。表1-1所示為不同品種的動物所產(chǎn)乳的組成成份，然而表上

3、所繪數(shù)據(jù)為平均值，因為任何品種的乳的組份受許多因素諸如品種、飼養(yǎng)和氣候等等的影響。 青年牛在兩歲齡前配種(自然或人工受精) 孕期為九個月 產(chǎn)犢后乳牛有10 個月的產(chǎn)乳期 產(chǎn)犢后12 個月乳牛再次配種 經(jīng)產(chǎn)犢5 次后，乳牛被淘汰表1-1不同品種的動物所產(chǎn)乳的組成成份動物蛋白質酪乳清脂肪 碳水灰分總量 蛋白 蛋白 化合物人1.2 0.5 0.7 3.8 7.0 0.2馬2.2 1.3 0.9 1.7 6.2 0.5乳牛3.5 2.8 0.7 3.7 4.8 0.7水牛4.0 3.5 0.5 7.5 4.8 0.7山羊3.6 2.7 0.9 4.1 4.7 0.8綿羊5.8 4.9 0.9 4.9

4、4.5 0.8牛乳乳是幼小哺乳動物出生后最初階段的唯一食物。乳中的物質既提供能量，又提供了生長所需的基礎營養(yǎng)。乳中還含有保護幼小動物免受感染的多種抗體。哺育一頭小牛約需1000 升牛乳，這是以前母牛為哺育每頭小牛的產(chǎn)乳量。自從人類使用乳牛為自己服務以來，情況發(fā)生了巨變。乳牛育種的結果，是每一次產(chǎn)犢后，乳牛產(chǎn)奶量平均可達6000 升或更高，是早期產(chǎn)奶量的6 倍，有些乳牛產(chǎn)奶量可高達14，000 升或更高。乳牛必須在產(chǎn)犢后才開始泌乳。青年牛在78 月齡達到性成熟，但通常要到一五一八 月齡才開始配種。母牛孕期為265300 天，隨不同牛的品種各有差異，因此，一個青年牛在22.5 歲時才能產(chǎn)第一胎。乳

5、品加工手冊/ 第1 章3乳腺乳池延伸到乳頭部分稱為乳頭乳池，乳頭的末端是一條11.5 長的乳道，在擠乳間歇期間，乳道由括約肌控制閉合，以防止乳汁外溢及外界細菌的侵入。整個乳房交織著血管和淋巴管，分布在腺泡周圍的毛細血管將來自心臟的血液中的營養(yǎng)物質提供給乳房的泌乳細胞, 用于乳的合成。輸送完營養(yǎng)物質的血液經(jīng)毛細血管流入靜脈，并回流到心臟。每天流經(jīng)乳房的血液有90000升，每800900 升血液生成1 升牛乳。當乳腺泡泌乳時，其內壓上升。如果乳沒有被擠出，內壓達到一定程度時，泌乳就會停止。壓力的增加迫使少量乳進入較大的乳導管，并進入乳腺乳池。然而大部分乳依然貯存在腺泡內和細小的乳導管內。由于這些毛

6、細乳導管太細，所以乳無法自流通過。在擠奶時，腺泡周圍的肌細胞能起到擠壓作用，使乳進入較大的乳導管中。見圖1.2。1432圖.1.1 乳房的剖面圖1 乳腺乳池2 乳頭乳池3 乳頭管4 乳腺泡在黑水的愛爾蘭村一頭名叫 的乳牛死于1993 年12 月一三 日，它可能是世界上壽命最長的乳牛，它活了49 歲。其主人 O聲稱若其不死，1994 年3 月一五 日將是該母牛50 歲的生日。每天有90000 升血液流經(jīng)乳房，每合成1升乳約需流經(jīng)800900升血液。圖.1.2 腺泡中乳的排出乳的分泌乳是從母牛乳房中分泌出來的。母牛的乳房是一個由縱隔分成左右兩部分的半球狀器官；每半部分又由一條較淺的橫隔一分為二，每

7、四分之一的乳房有一個乳頭和單獨的乳腺，從理論上講，每一頭乳牛可以產(chǎn)生四種不同質量的牛乳。圖1.1 所示為乳房的剖面圖。乳房由含有泌乳細胞的乳腺組成。乳腺被包圍在肌肉組織中，并與乳房結成一體，使乳房在受到踢動或撞擊時得到保護、免受傷害。乳腺含有大量被稱為腺泡的微小囊狀組織（約二十億個）。真正的泌乳細胞位于腺泡的內壁上，8120個腺泡結為一組，通過細微的乳導管送到較大的乳導管，然后輸入位于乳頭上方的乳腺乳池，乳腺乳池能貯存乳房中30%的乳。乳品加工手冊/ 第1 章4手工擠奶世界上的很多農(nóng)場至今仍如幾千年前一樣進行手工擠奶。通常每天母牛都由同一擠奶員擠奶，母牛聽到熟悉的準備擠奶的聲音就會迅速受到刺激

8、和排乳。當母牛有了排乳反射后，擠奶開始，最初從乳頭中排出的一些奶應倒掉，因為這些乳中含有大量的細菌。擠奶員通過肉眼仔細觀察這一部分乳是否有變化來判定母牛有否病變。擠奶時要同時擠對角線兩側的乳頭，用一只手擠出一個乳頭的乳汁，然后放松壓力使乳汁流入乳池，此時另一只手可擠壓另一個乳頭。這樣兩個乳頭可交替地擠奶。用此方法將乳擠干后，擠奶員可以再擠另外的兩個乳頭，直至全部乳房被擠完為止。奶被擠進奶桶中，通過濾網(wǎng)除去雜質，倒入容量為3050 升的奶桶存放。隨后將奶桶冷卻，并低溫貯存以備運到乳品廠。冷卻通常要采用冷水浸沒或冷水噴淋的方式。圖.1.3 擠奶需58 分鐘圖.1.4 乳經(jīng)過濾并冷卻擠奶為了引起乳房

9、排奶，乳牛首先要釋放一種稱為催產(chǎn)素（）的激素到血液中去。這種激素分泌并貯存于腦下部的腦下垂體腺里。當母牛在適當?shù)拇碳は骂A備擠奶時，一個刺激信號送到垂體腺，并使貯存于垂體中的催產(chǎn)素釋放出來?，F(xiàn)代化牛場的奶牛沒有隨身的犢牛，但習慣于擠奶時其它刺激如聲音、氣味和感覺等。在開始準備擠奶前1 分鐘，催產(chǎn)素開始起作用，引起肌細胞壓迫腺泡。在乳房中產(chǎn)生用手可以感覺得到的壓力這被認為是排乳反射。在此壓力作用下，乳被排送到乳池，再經(jīng)擠奶機的吸乳杯或手工擠壓排出乳汁。排乳反射隨著催產(chǎn)素在血液中的不斷稀釋、減弱而逐漸消失，在58 分鐘后徹底結束。因此擠奶要在這一時間段內完成，如果想延長擠奶“擠干”乳汁，就會造成對乳

10、房不必要的扭拉，從而激怒母牛，導致擠奶困難。泌乳周期小牛在剛出生前，母牛的乳房就開始泌乳，因此小牛一降生，母牛就可以哺乳。整個哺乳期約300 天，這一時間周期稱為泌乳期。母牛一般在產(chǎn)犢后12 月又進入發(fā)情期。在整個泌乳期，牛乳的生產(chǎn)量逐漸下降并在約300 天后，產(chǎn)量下降至高峰產(chǎn)奶量的一五25%。在此階段，擠奶停止，進入非泌乳期。母牛產(chǎn)后最初分泌的乳汁稱為初乳，初乳與常規(guī)牛乳在組成成份和性質上均存在較大差異。詳細內容見第二章。通常一頭母?？蛇B續(xù)五年產(chǎn)乳，在第一個泌乳期產(chǎn)奶量多少要略低一些。乳品加工手冊/ 第1 章5農(nóng)場牛乳的冷卻牛乳離開乳房時的溫度約為37，健康母牛擠出的鮮奶事實上是無菌的，但是

11、當乳一離開乳房就必須防止細菌污染。能使牛乳腐敗的微生物到處都是乳房上、擠奶員手上、空氣的灰塵顆粒和水滴中，褥草和谷殼上、牛毛上和土壤中。由此污染的牛乳必須經(jīng)過過濾。機械擠奶在中型以上的農(nóng)場通常使用類似圖1.5 所示的擠奶機擠奶。擠奶機利用真空原理把乳從乳頭中吸出。該設備由一個真空泵，一個作為乳采集器的真空容器、與真空容器由軟管連接的吸乳杯和一個交替地對吸杯施以真空和常壓的脈沖器組成。吸乳杯由一個被稱為吸杯套筒的橡皮內管和一個不銹鋼外管組成。在吸奶過程中，吸乳杯的吸杯套筒內維持0.5（50% 真空）的壓力。 脈沖室（在套管和外管之間）通過脈沖器的作用交替地接受真空和大氣壓，由此在吸奶階段，乳從乳

12、頭中吸出，進入真空容器，然后壓力轉為常壓，進入按摩階段，原奶線被擠壓停止吸奶，乳從腺胞流入乳池，隨后進行另一吸奶階段，反復如此，見圖1.6 所示。在按摩階段使乳頭放松是必要的，這樣可避免乳頭充血和充液。充血和充液引起的疼痛，可導致奶牛停止排奶，擠奶和按摩間的脈沖變化每分鐘約為40-60 次。與爪形集流器聯(lián)接的4 個吸奶杯套在乳頭上。在擠奶時，吸奶動作交替出現(xiàn)于左、右乳頭，或者有時為前側乳頭和遠側乳頭。乳從乳頭吸到真空容器或到一個真空輸送管道。在擠奶中如果一個吸奶杯脫落，系統(tǒng)會自動關閉閥門以防止污物被吸入系統(tǒng)中。擠奶完畢后，將奶桶（真空容器）送到貯奶室，倒入貯奶罐內或特殊貯奶罐中冷卻。為了減輕繁

13、重的送奶勞動，可以安裝一管道系統(tǒng)用真空直接把奶從吸奶杯送到貯奶室，如圖1.8，在大、中型農(nóng)場普遍采用這種系統(tǒng)。采用這一系統(tǒng)，牛奶擠出后沿著一個封閉的系統(tǒng)將乳直接從母牛身上收集到貯奶室的奶罐中。從細菌學角度出發(fā)，這是一大優(yōu)點。然而，管道系統(tǒng)的設計要避免因空氣泄漏而導致對牛奶有損害的攪動。機械擠奶系統(tǒng)也可以使用 清洗系統(tǒng)。圖.1.7 在將吸乳杯套上乳頭前，對牛乳房進行清洗和按摩使牛準備排乳 圖1.5. 機械擠奶設備圖.1.6 一個吸奶杯的機械擠奶過程aa乳品加工手冊/ 第1 章6要生產(chǎn)高質量的牛乳，應特別注意衛(wèi)生。然而，盡管采取各種預防措施仍不可能使牛乳中完全無菌。事實上乳是細菌繁殖的最好培養(yǎng)基它

14、含有細菌所需的各種營養(yǎng)物。所以細菌一旦進入牛乳，它們就立刻開始繁殖。但另一方面，天然乳中含有一些天然抑菌物質，這些物質保護牛乳在離開乳房的一段時間內免受細菌干擾，同時使乳中已感染的微生物需要一段時間去適應新的環(huán)境，然后才開始生長。除非把牛乳迅速冷卻，否則牛乳會很快由微生物導致腐敗，這些微生物在37左右生長繁殖旺盛。因此，乳擠出后應迅速冷卻至4左右。在此溫度下微生物活力很低。但在貯存過程中如果溫度回升，細菌又會開始繁殖，因此良好的冷卻條件是很重要的。圖1.9 顯示了不同溫度下細菌的繁殖速度在一定環(huán)境條件下，如農(nóng)場水/電不足或乳量太小不值得投資時，乳應集中送到收奶中心。農(nóng)場冷卻設備用奶桶向乳品廠送

15、奶的農(nóng)場使用噴淋式或浸入式冷卻器，在噴淋式冷卻器中，不斷循環(huán)的冷卻水噴淋在奶桶外側以保持牛乳冷卻。浸入式冷卻器由一個置于奶桶中下部的盤管組成。冷卻水通過盤管循環(huán)，使乳降溫到所需溫度。（可見圖1.9 和圖1.20） 在使用機械擠奶的農(nóng)場，乳收集在特制的罐中，見圖1.11，這些大小不同的奶罐內部都設有冷卻設備，保證乳在規(guī)定時間要求內冷卻到冷卻溫度。這些奶罐通常也備有自動清洗設備以確保高標準的衛(wèi)生狀態(tài)。在特大型農(nóng)場及收奶中心，大量的乳（超過5000L）必須從37快速冷卻到4，在貯罐內的冷卻的方式已不適用。在此情況，這些罐主要用來保持要求的貯存溫度；冷卻主要由與輸送管道相連接的熱交換器完成。圖1.12

16、所示為這樣一個系統(tǒng)。圖.1.9 鮮奶中不同溫度下細菌的繁殖率圖.1.10牛乳離開牛體后應立即冷卻至4或4以下百萬細菌小時圖.1.8管道式擠奶系統(tǒng)的一般流程1 真空泵2 真空管線3 牛奶冷卻罐4 牛奶管線圖.1.11用于牛奶冷卻和貯存的直冷罐乳品加工手冊/ 第1 章7圖.1.12 大型農(nóng)場備有從37速冷到4的帶有換熱器的擠奶設備。圖.1.一三 4下鮮奶中細菌生長當手工擠奶時，所有的用具一定要用合適的洗滌劑和毛刷進行人工清洗。機械擠奶裝置通常配有循環(huán)清洗系統(tǒng)()，系統(tǒng)帶有操作說明以及關于合適清洗劑和消毒劑的推薦。日乳品加工手冊/ 第1 章往乳品廠送奶的頻率在以前，農(nóng)場早、晚兩次將乳送到乳品廠。那時

17、乳品廠和農(nóng)場的距離不遠。但隨著乳品廠規(guī)模擴大和數(shù)量的減少，它們的收奶范圍增大，并且從農(nóng)場到乳品廠的平均距離增加，這意味著收奶間隔時間越長了。隔日收一次奶的情況很常見，每隔三或四天收一次奶的情況也存在。乳應在封閉系統(tǒng)中被良好處理以減少被污染的危險，乳擠出后就應立即冷卻到4，并保持在此溫度直到加工。所有與乳接觸的設備需徹底清洗與消毒。兩次收奶的間隔時間太長，乳會出現(xiàn)質量問題，一些微生物如嗜冷菌在下能夠生長和繁殖。這些微生物主要存在于土壤和水中，因此保證清洗用水的高衛(wèi)生質量是很重要的。嗜冷菌可以在4貯存的乳中生長。經(jīng)過4872 小時的馴化期，生長進入對數(shù)生長期，如圖1.一三，其結果導致脂防和蛋白質分

18、解，使乳制品產(chǎn)生異味并危害產(chǎn)品質量。在定期收奶的情況下必須考慮這一現(xiàn)象，如果收奶間隔長是不可避免的，則建議應將乳冷卻到23。清洗與消毒由設備導致乳細菌污染的程度很大；與乳相接觸的任何設備表面都可能是潛在的污染源。因此對設備進行細致的清洗和消毒是非常重要的。“ ” 臨界線8產(chǎn)量與泌乳期不同作者提供的產(chǎn)量和泌乳期數(shù)據(jù)表明，不同品種的綿羊以及同一品種的綿羊產(chǎn)量和泌乳期差別很大。每天每只綿羊的0.42.3 的產(chǎn)量數(shù)據(jù)和100260 天泌乳期的數(shù)據(jù)大致被認做平均最高和最低值。羊群規(guī)模據(jù)估計，在其他條件等同時，每8-10 頭綿羊產(chǎn)乳量與一頭母牛相當。 因此，對于集約家庭農(nóng)場，羊群規(guī)模在一五0200 頭比較

19、合適，羊群規(guī)模達到300-400 就是一個產(chǎn)乳單元。 一個大型合作社可擁有數(shù)千只綿羊，但乳用數(shù)量不應超過1200頭，因為擠奶是一件體力勞動密集型工作。擠奶設備的效率和操作間的處理是非常重要的，同樣重要的還有管理質量和地理條件。 羊群中的每只綿羊可使用五年，其孕期約5個月，大多數(shù)品種綿羊平均每年產(chǎn)羔1-1.5只在貧困地區(qū)平均不到1只。幼母綿羊長到12一三月齡間可以配種。乳的分泌產(chǎn)乳綿羊的泌乳與其它家畜相同。綿羊乳的成份也與其它動物的乳汁成份相類似。所不同的僅是乳組份的百分比，通常隨家用動物品種不同、同一種動物的不同品種、或同一品種之間及個體之間、和泌乳期間的不同而變化。 綿羊在產(chǎn)下小羊后最初幾天

20、內所產(chǎn)的乳稱初乳。初乳中干固物的含量可高達40%，含有最重要的蛋白質，-乳白蛋白和-乳球蛋白的量可達16%或更高。初乳期通常持續(xù)34 天，此期間初乳成份逐漸變化，越來越接近于正常乳。初乳不能做為加工原料，不應輸送到乳品廠。從表1.1 可見，羊奶在重要組份上比牛乳要高，在干固物上比牛乳要高約30%.乳脂肪綿羊乳中脂肪球直徑范圍為0.5-25 m，但大部分落在38 m之間，是牛乳脂肪球的近兩倍大。綿羊乳脂肪中所含辛酸和癸酸量較牛乳中略多一些，故而綿羊乳制品帶有特殊的滋味和氣味。圖.1.14 典型的綿羊乳頭，最理想的應是乳頭在乳房半部的最低點綿羊奶（）在眾多的綿羊品種中很難確定誰是乳用品種，除非是專

21、門飼養(yǎng)用于產(chǎn)乳的品種。有些飼養(yǎng)品種主要是用于產(chǎn)肉和羊毛，但也有時用于產(chǎn)乳。確有一些飼養(yǎng)品種被認為是產(chǎn)乳綿羊，但受綿羊生存條件的限制，每一泌乳期它們的產(chǎn)奶量大多不超過100，而另一方面，有些肉用品種的產(chǎn)奶量可達一五0-200。然而，有些品種因高產(chǎn)奶量和良好的產(chǎn)奶能力被歸為產(chǎn)奶品種。這些品種包括法國的，德國的 ，近東地區(qū)的 和在羅馬尼亞、匈牙利和保加利亞的。有報道稱 和 品種產(chǎn)乳量可達500-650。乳品加工手冊/ 第1 章9蛋白質綿羊乳是典型的“酪蛋白乳“，其酪蛋白含量平均為4.5%，而乳清蛋白僅占1%左右。這樣從組份上說，綿羊乳中酪蛋白與乳清蛋白的比例與牛乳不同，對應為82:一八 和80:20

22、。綿羊乳的一些特性由于非脂干固物含量高，所以綿羊乳的比重為1.0321.040，基于較高含量的蛋白質，其酸度也較高并在9.612 間波動，（牛乳約6.57.2）通常 值在6.5 到6.8 之間（牛乳6.5 到6.7）。擠奶應注意到母牛和母綿羊在產(chǎn)奶量上的差別是巨大的，母牛的一個乳房可分為四個部分，每一部分有一個乳頭并通常是向下垂直的；母綿羊的乳房分為兩半，每一半有一個乳頭。通常乳牛擠奶很容易，無論是手工或機械擠奶，但給綿羊擠奶要別扭得多，因為許多品種和個體的綿羊的乳頭是水平取向的。一個理想的綿羊乳房應該是乳頭在乳房半部的最低點，圖1.14 所示為不同綿羊乳房形狀的一些例子。一些品種的綿羊的乳池

23、存乳量很?。▓D1.一五），因此擠奶的結果很大程度上取決于排乳反射作用的好壞上。與母牛相同，泌乳是由激素、催產(chǎn)素和刺激引起并導致肌細胞壓迫腺泡的過程。這一過程使乳房產(chǎn)生壓力，一種稱為排乳反射的現(xiàn)象。綿羊的排乳反射僅為很短一段時間，最高兩分鐘（與乳牛的8分鐘相比），這取決于品種和所處的泌乳階段，因此綿羊的擠奶時間段相應很短。手工擠奶在一些小型家庭農(nóng)場，手工擠乳似乎是很常見的方法，擠奶效率很大程度上取決于排乳反射，下面擠奶效果的例子可以說明這一點。一個好擠奶員每小時可以給20-40 頭排乳反射很慢的綿羊擠奶（ 品種），而同一個擠奶員每小時可以給40-100 頭排乳反射快的綿羊( 品種)擠奶。 圖.1

24、.16奶桶式擠奶系統(tǒng) 1 具有脈沖器的奶桶 2 真空管道線 3 用于冷卻和貯存的奶罐 4 真空泵 5 吸乳杯清洗接口312431245乳品加工手冊/ 第1 章 圖.1.一五綿羊乳房的半剖面圖 1 蜂窩狀組織 2 乳房管 3 乳池 4 真空泵 5 乳頭管10機械擠奶在擁有一五0頭母綿羊以上的農(nóng)場通常裝備機械擠奶系統(tǒng)以取代繁重的手工擠奶工作。然而并非所有的擠奶機械對母綿羊都適用。母綿羊擠奶機的工作原理與前述乳牛擠奶機類似。最常見的幾種擠奶機的類型是奶桶式，管道式和可運動式，見圖1.16、1.17和1.一八。在奶桶式擠奶機上裝有真空系統(tǒng)并且奶桶可移動。每一個奶桶可裝一五20升乳，并可由人工送至貯罐。

25、在奶桶蓋上裝有脈沖器或脈沖轉播器，蓋子上的止回閥保證了奶桶中的空氣可以被吸出。每一個操作人員可以持有一至三個這樣的擠奶捅擠奶，一個使用兩個擠奶桶的操作人員，通常每小時可以擠70頭母綿羊，這種類型的擠奶機適用于不超過140 頭的小羊群的擠奶。使用管道式擠奶裝置，輸奶管線可以安裝在擠奶間中或高或低的位置上。擠奶能力取決于擠奶間的設計。移動式擠奶設備適用于小型羊群在戶外擠奶，以及必須在不同地方給母綿羊擠奶的情況，這一裝置的擠奶能力與奶桶式裝置類似。上述設備由一個完善的真空系統(tǒng)，動力系統(tǒng)（電源或燃料發(fā)動機），吸奶杯及可容納2050L的儲乳容器和脈沖系統(tǒng)組成，全部系統(tǒng)裝置在一個兩輪車上。擠奶時，兩輪車放在4 到8 只母羊后面，車的兩個支架朝外，吸奶杯從母羊的背后套在羊乳房上。乳的冷卻擠奶后有效冷