乳粉生产工艺

第六章 乳 粉

知识目标：掌握全脂乳粉的加工工艺及操作要点；掌握脱脂奶粉的加工工艺及操作要点；掌握速溶乳粉的加工原理；了解调制乳粉的加工原理；了解乳粉生产中的质量控制方法。

第一节 乳粉的概念与种类

一、乳粉的概念

乳粉(dried milk)是以新鲜牛乳为原料，或以新鲜牛乳为主要原料，添加一定数量的植物或动物蛋白质、脂肪、维生素、矿物质等配料，除去其中几乎全部水分而制成的粉末状乳制品。常用的除水干燥方法为喷雾干燥和滚筒干燥，一些高品质产品采用真空冷冻干燥法。

乳粉营养价值高，是因为乳粉几乎保留了鲜乳的全部营养成分。在现代乳粉生产中，从净乳到干燥过程中的每一个工序都严格控制温度和时间，力求在最短的时间内、最低温度下达到杀菌和干燥的目的，以此保证乳粉中营养成分的完整。

乳粉中水分含量很低，一般在5%以下，重量减轻、体积变小为贮藏和运输带来了方便；同时微生物不能发育繁殖，所以贮藏期长。这是乳粉加工的目的之一。

二、乳粉的种类

根据GB/T 5410-2008的定义，乳粉分为如下几类：

（一）全脂乳粉(奶粉)：仅以乳为原料，添加或不添加食品添加剂、食品营养强化剂，经浓缩、干燥 制成的粉状产品。

（二）部分脱脂乳粉(部分脱脂奶粉)：仅以乳为原料，添加或不添加食品添加剂、食品营养强化剂，脱去部分脂肪，经浓缩、干燥制成的粉状产品。

（三）脱脂乳粉(脱脂奶粉)：仅以乳为原料，添加或不添加食品添加剂、食品营养强化剂，脱去脂肪，经浓缩、干燥制成的粉状产品。

（四）全脂加糖乳粉(全脂加糖奶粉，全脂甜乳粉，全脂甜奶粉)：仅以乳、白砂糖为原料，添加或不添加食品添加剂、食品营养强化剂，经浓缩、干燥制成的粉状产品。

（五）调味乳粉(调味奶粉)：以乳为主料，添加辅料，经浓缩、干燥制成的粉状产品；或在乳粉中添加辅料，经干混制成的粉状产品。

产品质量监督抽查实施规范( CCGF 114.2—2008)在此基础上增加了特殊配方乳粉，其定义为：以牛乳(或羊乳)及其加工制品为主要原料，加入其它辅料和适量的维生素、矿物质，经加工而成的乳固体含量不低于70%的粉末状产品。产

品主要针对如儿童、中小学生、中老年人、孕妇、哺乳期母亲、女士等人群的生理需要，或如缺钙、缺锌、缺铁、糖尿病等某些疾病患者的营养需要按特殊配方加工的乳粉产品。

第二节 乳粉的化学组成

乳粉的化学组成因原料乳的种类和添加料不同而有所差异，现将各种乳粉的化学分析平均值列入表表6-2-1。国标GB5410-2008中对乳粉的理化指标作出规定，具体见表6-2-2。

表6-2-1 各种乳粉的化学分析平均值 (%)

种类 水分 蛋白质 脂肪 乳糖 灰分 乳酸

全脂乳粉 2.00 26.50 27.00 38.00 6.05 0.16

脱脂乳粉 3.23 36.89 0.88 50.52 8.15 1.55

乳油粉 0.66 13.42 65.15 17.86 2.91 —

婴儿乳粉 2.60 19.00 20.00 54.00 4.40 0.17

母乳化乳粉 2.50 13.00 26.00 56.00 3.20 0.17

甜性酪乳粉 3.90 35.88 4.68 47.84 7.80 1.55

表6-2-2 乳粉的理化指标标准 (根据GB5410-2008)

项目 全脂乳粉 部分脱脂乳粉 脱脂乳粉 全脂加糖乳粉 调味乳粉

蛋白质/%

≥ 非脂乳固体a的34 18.5 16.5

脂肪(X)/% X≥26.0 1.5＜X＜26.0 X≤1.5 X≥20.0 —

乳固体b/%

≥ — — — — 70.0

蔗糖/%

≤ — — — 20.0 —

复原乳酸度/°T≤ 18.0 20.0 20.0 16.0 —

水分/%

≤ 5.0

不溶度指数/ml ≤ 1.0

杂质度/(mg/kg) ≤ 16

a 非脂乳固体=100-脂肪-水分。

b 乳固体=乳脂肪+乳糖+乳蛋白+无机盐。

第三节 全脂乳粉的生产工艺

一、工艺流程

全脂乳粉的工艺流程如下：

原料乳的验收→乳的预处理和标准化→均质→杀菌→浓缩→喷雾干燥→冷却晾粉→包装→成品

二、工艺操作要点

(一) 原料乳的验收

乳粉生产对原料有极其严格的要求，只有优质的原料乳才能生产出优质的乳粉，原料乳必须符合国家标准规定的各项要求。对原料乳进行质量评定，主要根据感官、理化性质和微生物指标加以评定。有的大型乳品企业 还进行体细胞检查。感官检查主要是评定乳的滋气味、色泽和肉眼可见的机械杂质等；理化检验主要是检查酸度、相对密度、乳的温度、脂肪含量和可疑的外来物质，尤其是对人体健康有害的物质(如芒硝、尿素等)。国内的大型乳品企业多用红外乳成分分析仪进行原料乳的理化指标检验。微生物检查项目中，主要测定原料乳中的细菌总数。但每批乳样品都用平板计数是很困难的，所以作为日常检查，大多采用美兰试验和刃天青试验。

根据最新的食品安全国家标准GB19301-2010，进行原料乳验收，具体见表6-3-1。

表6-3-1 原料乳的质量评定表

检测项目 指标 检测方法

感官要求 色泽 呈乳白色或微黄色。

取适量试样置于50ml烧杯中，在自然光下观察色泽和组织状态。闻其气味，用温开水漱口，品尝滋味。 滋味、气味 具有乳固有的香味，无异味。

组织状态 呈均匀一致液体，无凝块、无沉淀、无正常视力可见异物。

理化指标 冰点/ (℃) －0.500～－0.560 GB 5413.38

相对密度/(20℃/4℃) ≥ 1.027 GB 5413.33

蛋白质( g/100g) ≥ 2.8 GB 5009.5

脂肪/( g/100g) ≥ 3.1 GB 5413.3

杂质度/( mg/kg) ≤ 4.0 GB 5413.30

非脂乳固体/( g/100g) ≥ 8.1 GB 5413.39

酸度/(ºΤ)

牛乳

羊乳

12～18

6～13

GB 5413.34

微生物限量 菌落总数 ≤ 2×106CFU/g(ml) GB 4789.2

(二) 原料乳的预处理

预处理的主要目的，在于通过离心净乳机不能以过滤方法除去的细小污物分离出去，一般采用过滤净化和离心净化的方法。

1. 原料乳的过滤 乳品厂简单的过滤是在受乳槽上装不锈钢金属网加多层纱布进行粗滤，进一步的过滤可采用管道过滤器。

2. 原料乳的净化 原料乳经过过滤后，虽然除去了大部分杂质，但乳中很多极微小的细菌细胞、机械杂质和体细胞等不能用一般的过滤方法除去，需用离心式净乳机进一步净化。大型乳品厂采用三用净乳机(奶油分离、净乳、标准化)来净乳。

(三) 原料乳的标准化

生产乳粉时，为了获得一定化学组成的产品，需用标准化的具有固定组分的原料乳。由于原料乳的脂肪和非脂乳固体随季节、地区和饲料等多种因素的不同有较大的差别。因此需要调整原料乳中脂肪和非脂乳固体之间的比例关系，使其符合制品的要求。根据农业行业标准NY/T5298-2004的要求，添加的奶油应符合GB5415的规定，添加的脱脂乳粉应符合GB5410的规定。

1、 乳脂肪标准化

成品中含有25％~30％的脂肪。

2、蔗糖标准化

国家标准规定全脂甜乳粉的蔗糖含糖量为20％以下。生产厂家一般控制在19.5％~19.9％之间.加糖方法有：

① 净乳之前加糖；

② 将杀菌过滤的糖浆加入浓乳中；

③ 包装前加蔗糖细粉于干粉中；

④ 预处理前加一部分，包装前再加一部分。

(四) 配料

乳粉生产过程中，除了少数几个品种(如全脂乳粉、脱脂乳粉)外，都要经过配料工序，其配料比例按产品要求而定。配料时所用的设备主要有配料缸、水粉混合器和加热器。牛乳或水通过加热器后得以升温，其他配料加入到水粉混合器上方的料斗中，物料不断被吸入并在水粉混合器内与牛乳或水混合，然后又回到配料缸中，周而复始，直到所有的配料溶解完毕并混合均匀为止。热敏性成分如维生素可在加热杀菌后加入。

(五) 原料乳的均质

均质的目的在于把较大的脂肪球变成细小的脂肪球，均匀地分散在脱脂乳中，形成均一的乳浊液。经标准化的乳，还在于把稀奶油和脱脂乳再均质成一个均匀的分散系统。生产全脂乳粉、全脂甜乳粉和脱脂乳粉时，一般不必经过均质操作，但是若乳粉的配料中加入了植物油或者其他不易混匀的物料时，就需要进

行均质操作。均质时的压力一般控制在15MPa～22MPa, 温度为55～68℃(NY/T

5298-2004)。均质后脂肪球变小，从而可以有效地防止脂肪上浮，并易于人体消化吸收。

(六) 杀菌

在乳粉生产中预热又叫杀菌，其目的在于杀死乳中的细菌，钝化脂肪酶，延长乳粉的保质期。牛乳常用的杀菌方式见表6-3-2。在以前的间歇式生产中，采用冷热缸进行杀菌，多采用低温长时杀菌方式，即63℃ 30min。现在多采用连续化生产乳粉，几乎都采用高温短时和超高温瞬时杀菌方式。杀菌后的牛乳要求致病菌不得检出。

表6-3-2 牛乳常见的杀菌方式

杀菌方法 杀菌温度/时间 杀菌效果 所用设备

低温长时杀菌法 60～65℃/30min 杀死全部致病菌 容器式杀菌缸 70～72℃/15～20min 杀菌效果一般

高温短时灭菌法 85～87℃/15s 杀菌效果好 板式、列管式杀菌器 94℃/24s

超高温瞬时灭菌法 120～140℃/2～4s 杀菌效果最好 板式、列管式、蒸汽直接喷射式杀菌器

(七)真空浓缩

牛乳经杀菌后立即泵入真空蒸发器进行减压(真空)浓缩，除去乳中大部分水分(70%～80%)，以减少后续的喷雾干燥中热空气的用量和动力消耗、降低成本、改善乳粉颗粒的物理形状。真空浓缩后的牛奶进入干燥塔中进行喷雾干燥。

1. 真空浓缩的条件

① 真空浓缩的设备 真空浓缩设备种类繁多，按加热部分的结构可分为直管式、板式和盘管式三种；按二次蒸汽利用与否，可分为单效和多效蒸发设备。图6-3-1为一种直管式蒸发器—升膜式蒸发器示意图。

② 浓缩时的条件 一般真空度为21～8千帕，温度为50～60℃。

2．浓缩终点的确定

牛乳浓缩的程度直接影响乳粉的质量。连续式蒸发器在稳定的操作条件下，可以连续出料，浓度可以在线检测和控制。

一般要求原料乳浓缩至原体积的1/4，乳干物质达到45%左右。不同的产品浓缩程度不同，例如：生产全脂乳粉时，真空浓缩后浓度为11.5～13°Be(波美度)，相应乳固体含量为38%～42%；生产脱脂乳粉时，真空浓缩后浓度为20～22°Be，相应乳固体含量为35%～40%。