年产300吨凝固性酸乳工艺设计

年产300吨凝固型酸乳工艺设计

1.前言

1.1酸乳发展概况和生产现状[1]

1.1.1酸乳的发展历史

酸乳是一种经细菌发酵产酸而成的酸凝固产品，是一种具有一定健康功效而又美味的发酵乳产品。在所有的发酵乳制品中，酸乳是人们最了解的，也是最受欢迎的。人们在驯养家畜的时代就开始消费发展乳制品，此后，发酵乳制品也逐渐成为世界上许多地区的重要食品。一般认为酸乳起源于中东的游牧民族。早中东，产乳是季节性的，游牧民族迁移性强，加之气候炎热、运输落后、人工挤奶和没冷却设备，微生物污染后乳很快变酸凝固。他们发现当把奶盛在动物皮或胃制作的容器中，经过一段时间后，乳清会渗过皮层，总固形物含量和酸度上升，是最终的浓缩物货架寿命变长，这就是最早的酸乳。

世界上最古老的游牧民族，中亚细亚的爱丽安人经常引用牛乳或马乳为原料发酵而成的含酒精饮料；巴比伦时代的阿姆鲁人，把家畜乳制成发酵乳作为日常的食品和药品。这种发酵乳类似现在的酸乳。传统的酸乳是用乳牛，山羊或绵羊的全脂乳制作的。第一部阿拉伯人的菜谱书将酸乳列为很多菜的配料，在天方夜谭的寓言故事中宴会中也有酸乳。

早在五千多年前的古印度的吠陀经中，就记载了dahi和酪乳。在中国，晋朝就已有乳酪，古希腊人和古罗马人已熟知酸乳的做法。八世纪的土耳其语中出现“yoghurt”一词，后来逐渐演变成酸乳称为“yoghurt”。土耳其人还将酸乳作为净化血液、预防肺结核、治疗肠道疾病甚至改善睡眠的灵丹妙药。直至现在，酸乳认为土耳其人住院病人的必须食品。

早起的发酵乳是比较单一的。非乳酸菌发酵的食品，口味平淡且有霉味，凝乳不规则，有气孔和严重的乳清析出。后来随着人们对乳酸菌认识的深入，乳酸菌被用于乳发酵，出现较好风味的产品，并产生传统意义上的酸乳。

经上述历演变后酸乳有了较好的风味和口感，但早较高温度下仍易变质，延长酸乳的保质期已经逐步被人们所重视。

1.1.2世界酸乳生产现状

历史上，在气候较高的地区，来自动物的乳在室温下会很快变质，而采用发酵的方式则可以很好的保持乳的营养价值。同时，乳在向乳酸发酵的过程中，粘稠度明显增大，质地润滑，产生了强烈的风味。此外，发酵过程还是食品变的安全，便携和具有新奇性，更容易被消费者接受。因此，食品发酵乳制品逐步演化成世界各地的一种饮食文化。

在世界上，来源于发酵乳制品的产品约有400个。酸乳在西欧开始流行很大程度上归功于俄国细菌学家E.Metchnikoff，他对用于生产乳酸的细菌进行了大量的研究，在他的1907年的《生命的延续》中，吧巴尔干农民的健康长寿归功于他们所引用的酸乳中的细菌的作用。酸乳是一种营养价值很高的食品，她在西方国家持续流行很大程度上归功于它作为健康食品的形象。酸乳的消费量的增长主要是因为它是一种天然健康的食品，方便食用，味道可口并且具有有益的属性。

酸乳和其他一些发酵乳食品在地中海地区，亚洲的中部、南部和西部还有欧洲的中部和东部都受到广泛的欢迎。在世界上很多的地区酸乳仍然采用传统的家庭做法。

乳酸的品种主要有低热量、低脂肪含量、货架期长、花色食品、健康促进剂、微生物含量和儿童酸乳等方面。

添加水果调味剂、水果风味和水果汁可以提高乳酸产品的多样性、风味、色泽和质地。消费者也认为添加水果是有益健康的，再加上本来对酸乳健康作用的认可，便被认为是更健康的食品。现代酸乳技术概括起来呈以下的趋势和动态。

（1） 加工酸乳的原乳总干物质含量呈上升趋势，以14%~16%最为合适和常用.

（2） 利用现代杀菌技术生产“长寿酸乳”已成为酸乳发展的新热点，这类酸乳因其常温下半年以上的保质期更适合于运输和消费。

（3）酸乳的品种已由原味淡酸乳向调味酸乳、果粒酸乳、功能性酸乳转化。

（4）发酵菌种的保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌为生产普通酸乳的最佳菌种组合，双歧杆菌酸乳和嗜热杆菌酸乳已越来越被消费者接受。

（5）除对菌种自身的功能性进行甄选和鉴别外，具有较好的产香和清爽、细腻质构类酸乳菌种选育已收到广泛关注，无后发酵酸乳菌种的研究也收到广泛重视。

（6）在冷链条件下消费的包装形式是现阶段和将来产品的热点和趋势，这一方面源于冷链技术的发展，另一方面有利于保持乳酸中有足够的对人体有益的活菌数。

随着冷链技术的发展，除中东国家外，其他国家和地区对传统制品的兴趣已明显下降，新型酸乳不断涌现。

1.2酸乳产品介绍[2]

酸乳是指在乳中添加乳酸菌（保加利亚杆菌、嗜热链球菌）经乳酸发酵制成的凝乳状产品，成品中必须含有大量的、相应的活性微生物。酸乳是一种发酵乳制品。其营养丰富容易消化吸收；能使肠道呈酸性环境，可抑制肠道有害生物的活动；能刺激食欲，促进唾液分泌，增强肠道蠕动，从而增强消化机能;可产生抗素，对某些病原体有抑制作用；能克服部分人的“乳糖不适应症”。因此酸奶是一种营养剂、保健剂、治疗剂。酸乳在营养功能上有许多特点。长期食用酸乳制品，由于乳酸菌在肠内繁殖而产生乳酸，能抑制其他有害细菌的繁殖，使肠内细菌不产生毒素，增进身体健康。其次在发酵过程中产生乳酸的同时也产生酒精发酵，因此能增强消化腺的机能，促进食欲，增加肠的蠕动和机体的物质代谢。再次，乳酸菌还能产生抗生素，有抑制各种炎症的效果。此外，乳酸菌还能形成B族维生素和分解乳糖，有利于乳糖酶缺乏的成年人饮用。此外，它还有改善便秘，降低胆固醇，抗癌的作用。

酸乳按成品的组织状态分类可分为凝固型酸奶和搅拌型酸奶；

按成品的口味来分可分为天然纯酸奶、加糖酸乳、调味酸乳、果料酸乳和复合型或营养健康型酸乳；

按原料中脂肪含量分可分为全脂酸乳、部分脱脂酸乳和脱脂酸乳。

1.3酸乳的营养价值[4]

酸乳是由产生乳酸的细菌使牛乳或其制品发酸的液体乳制品。最终产品的营养味道、质地，由于发酵剂和牛乳的类型、乳中无脂固体的浓度、发酵加工的方法和温度的不同而变化。但总的来说，发酵过程乳糖分解、蛋白质凝结及不同程度降解，产生细小分子的凝块，能与体内酶系统充分接触，增加了消化吸收率。同时酸乳还有利于体内一些维生素的保存，调节肠道菌群的平衡的作用，减轻乳糖不耐症症状。

酸乳中富含乳酸菌，其营养保健功能如下①抑菌、杀菌作用。乳酸菌进入人体内即在肠道内繁殖，抑制了病原菌和有害于人体健康细菌的生长繁殖；②促进人体消化作用。乳酸菌及其代谢产物能促进宿主消化酶的分泌和肠道的蠕动，促进食物的消化吸收并预防便秘的发生；③降低血清胆固醇作用。乳酸菌（如嗜酸乳杆菌）能降低血清胆固醇水平，可预防由冠状动脉硬化引起的心脏病；④防癌、抗癌作用。首先，乳酸菌在肠道内繁殖抑制致癌物质的产生；其次，乳酸菌及其代谢产物活化巨噬细胞的功能，提高了人体免疫力，增强了对癌症的抵抗能力。

酸乳有利于肠道内双歧杆菌的生长，双歧杆菌的保健功能如下：双歧杆菌是人体肠道中典型的有益细菌，它在人体肠道内定殖，在厌氧环境下产生乳酸，降低系统pH值，迅速使肠道菌群发生变化，抑制和杀死肠道病原菌，使菌群保持正常平衡。双歧杆菌及其代谢产物还能阻断肠道内致癌物的产生，如双歧杆菌能分解N－亚硝基胺，双歧杆菌还能分泌双歧杆菌素和类溶菌物质，提高巨噬细胞的吞噬功能，增强人体免疫抵抗力。另外，双歧杆菌能在肠道内自然合成多种维生素，如维生素B1、维生素B2、维生素B6、维生素E、维生素K等。

双歧杆菌的生长繁殖贯穿在人的整个生命历程中，新生儿出生后2～3天，其粪便中便能检出双歧杆菌，至第4、5天双歧杆菌数量点绝对优势,随着年龄的增大，双歧杆菌数量逐渐减少，最早消失的是婴儿期特有的婴儿双歧杆菌，其他肠道细菌则逐渐增多。在临死的人的肠道中根本不存在双歧杆菌。有分析表明，母乳喂养的婴儿肠道中双歧杆菌数占绝对优势，而人工喂养婴儿肠道中虽然双歧杆菌数也占优势，但数量要比前者少得多，且其他肠道菌数明显增多，这就是母乳喂养婴儿比人工喂养婴儿抵抗力强不易患病的原因之一。显然，肠道中双歧杆菌的多少可作为衡量人体（特别是婴儿）健康的标准。

2.工艺流程

2.1凝固型酸乳的工艺流程[3]：

原料乳→净乳→标准化→辅料、配料→预热（50～60℃）→均质（16～18Mpa）→杀菌（95℃15min）→冷却（43～45℃）→接种（2%～5%）→灌装→发酵（42～43℃,2.5～4h）→冷却→后熟（2～7℃）

2.2操作要点[1][2]

2.2.1标准化：目的是使其不足的化学组成得到校正，保证各批成品质量稳定；以尽量少的原料乳生产出符合质量标准的产品。一般通过直接加混原料（通过在原料乳中直接加混全脂或脱脂乳粉或强化原料乳中的乳成分，如加入乳清粉、酪蛋白粉、奶油、浓缩乳等来达到原料乳标准化的目的）和蒸发浓缩（用蒸发器部分除去乳中水分，从而提高原料乳中各化学组分的浓度。

2.2.2配料： 将原料乳加热到50℃左右，加入砂糖，继续升温至65℃，用泵循环通过过滤器进行过滤。

为了增加酸乳凝乳的黏度和稳定性，通常将原料乳中的非脂乳固体含量提高1.5%～3%(通过浓缩或加脱脂乳粉)。在这一阶段也可以加稳定剂（如明胶、果胶、变性淀粉），有助于水合作用，减少产品脱水收缩（乳清分离）的趋势。

随着乳粉等乳组分原料加入的同时，往往也把糖和一些添加剂（如稳定剂和色素）一起加入，这一步骤通常称为混料或者投料。混料的时间既要保证粉状物充分的水合，，同时也要求尽量短，以避免脂肪上浮、带入太多空气以及微生物繁殖过多，以致影响热稳定性和口味等质量因素。

加糖：加糖的目的是为了提高酸乳的甜味，同时也是为了提高黏度，有利于酸乳的凝固性。加糖量一般为5%～8%的砂糖。加入适当的糖对菌株产酸有益的，而且还能改善风味，降低成本，但加糖过多，不仅会抑制乳酸菌产酸，而且增加生产成本。经过多次实验表明，加糖量控制在5.7%～7.4%时，酸乳的口感比较好，在7.4%时，口感更好。加糖的方法是先将溶解糖的原料乳加热至50℃左右，加入砂糖，待完全溶解后，经过虑出去杂质，再加入到标准化乳罐中。

稳定剂：凝固型酸乳生产过程中一般不允许添加稳定剂。

混合的时间：混合时间是配料时间、混合料在搅拌和循环下混合的时间和混合液暂停存等待杀菌时间的总和。混合时间与水合温度是相互匹配的，通常有冷混和热混两种。冷混可以在使用2～10℃左右的混料温度，混料水合时间至少30min，总混合时间在1.5～3h之间，混料后的静置时间长会造成脂肪上浮、空气混入过多和细菌繁殖过的风险；热混则使用40～50℃的温度，目的是让添加料加速溶解或分散水合，所以一旦混料完毕。应尽快杀菌，静置等待杀菌时间不宜超过45min,以免微生物大量繁殖影响成品。

2.2.3预热、均质、杀菌、冷却

预热：55-65℃；

均质：均质的目的是使混合原料形成一个均匀的分散体系（设备为均质机，条件为60℃左右，压力为15.0-20Mpa）。经过均质，脂肪球直径下降到1um左右，且大小一致，并均匀分布在乳浆中；乳脂肪的表面积增大，浮力下降；脂肪球的直径减小，易于消化吸收；有利于提高酸乳的稳定性和黏稠度，使酸乳质地细腻，口感良好。脂肪的均质是利用均质机对原料乳进行均质。

杀菌：杀菌的目的是杀死物料中的致病菌和有害微生物；为发酵剂创造良好的外部条件；提高乳蛋白质的水合力，条件为90-95℃，3-6min；