乳品加工技术绪论

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绪论
一、乳品加工的任务和内容
乳品加工属于应用技术科学，是讲述乳的物理、化学性质及各种乳制品加工工艺的一门学科。主要包括乳的组成成分和性质、乳的理化特性、微生物学特性，各种乳制品的加工工艺和技术特点等，是一门具有很强实践性又与理论性相结合的涉及多门学科的实用技术。
通过此书的学习使学生对微生物学、食品工程学、仪器分析、营养学等专业基础学科做到融会贯通，对乳的性质及乳的各种制品加工工艺有较为深入的掌握。如果再配合实验的实际操作，可以使读者初步掌握有关乳制品加工的基本技能，提高动手能力，并以此促进对所学理论知识的掌握。
一、世界乳业的发展概况
1. 奶畜数及单产水平
21998年，世界成年乳牛平均年产奶量为5500kg，而美国为7412kg，荷兰为6378kg 。到2001年平均产奶量又有大幅增加。
2. 原料乳总产量
到2001年全世界乳总产量为579.0百万吨，比1999年增加近1680万吨，年均增长1.5%，增长缓慢。在原料乳中牛奶为490.0百万吨，水牛奶为67.00百万吨，山羊奶12.25百万吨，绵羊奶8.2百万吨，其它乳约1.5百万吨，其中牛奶占总乳量的84.8%。
根据2002年统计数据，在世界原料乳总产量中，欧洲占32.8%，北美洲占19.5%，世界产奶量排名前10位的国家除印度外都是欧美国家。
自80年代以来发展中国家乳业发展迅速，乳产量逐年增加，亚洲发展中国家的增长速度更快。
3.　年人均原料奶占有量
（1）世界人均原料奶占有量在有稍微波动情况下，总体呈增加趋势，2000年达到95.1 ㎏，相当于每人每天0.26㎏奶。
（2）发达国家人均原料奶占有量最多，人均200kg左右，相当每天每人0.54 kg。
（3）发展中国家人均原料奶占有量在稳中略有增加，到2000年达到40.1kg。
（4）中国人均原料奶近些年虽有明显增加，但与世界相比人均占有量很少，2000年仅为世界平均水平的7.7%，发达国家的3.65%，发展中国家的18.2%。
4. 乳产品品种与产量
2001年全世界乳制品产量（不包括液态乳）为2975万吨，液态乳产量一直维持在1.25亿吨。在目前2975万吨乳制品中，奶油产量为410万吨，占乳制品产量的13.8%；干酪1490万吨，占50.1%；脱脂奶粉产量290万吨，占9.7%；全脂奶粉和半脱脂奶粉产量300万吨，占10.1%；甜炼乳产量为200万吨，占6.7%；乳清粉产量为200万吨，占6.7%；干酪素和酪蛋白酸盐产量25万吨，占0.8%；乳糖产量估计为60万吨，占2.0%。在液体乳产品中，主要以生产巴氏杀菌奶为主，以及各种风味的功能性液态乳、果汁乳、蔬菜乳等。
5. 世界乳品消费量
1995年世界乳品总产量达5.28亿吨，人均年消费量104kg左右。欧美许多国家的乳消费量在上个世纪50年代已达到200kg；近年来，日本、新加坡、香港特区也达70kg左右。而我国目前的人均年消费量只有8kg左右。
6. 质量标准体系与质量控制情况
到目前为止，IDF共发行标准180个，其中分析方法标准166个，产品标准8个，乳品设备及综合性标准6个。
美国乳制品协会制定了50多项标准，美国联邦食品与药品管理局发布了有关食品的法规共700～800项。据不完全统计，日本农业协会发布的法规和指令有200余项。
二、我国乳业的发展概况
1. 奶畜数及单产水平
　2002年我国饲养奶牛687.3万头，比2001年566.2万头增长21.4%。我国2000年的489万头奶牛中，荷斯坦牛（黑白花牛）为316.6万头占64.7%，三河牛22万头，新疆褐牛52万头，草原红牛28万头，西门塔尔改良牛70.4万。另外，我国还有大约350万只奶山羊。
我国奶畜发展的重点品种是“荷斯坦”黑白花奶牛，国营牧场的黑白花奶牛年平均单产量达到5000～7000㎏，全国奶牛平均单产水平3500㎏。
2. 原料奶总产量
1992年到2002年，中国原料奶产量由563.9万吨增长到1400.4万吨，年均增长幅度为14.8%。我国原料奶组成主要是牛奶占90%左右，其次还有小部分山羊奶和水牛奶约占10%左右。
3. 人均年占有奶量
2001年人均仅8.01kg，仅为世界平均水平的7.7%，发达国家的3.65%，发展中国家的18.2%。
4. 乳制品品种与产量　　
我国目前乳品主要包括：巴氏消毒奶、UHT奶（保鲜奶）、奶粉（全脂奶粉、脱脂奶粉）、酸奶、冰淇淋和其它含乳饮料、炼乳、奶油、干酪、干酪素等。在产品结构方面，2000年奶粉类，全脂奶粉约占20%，加糖奶粉约占30%，婴儿配方奶粉占20%，其它奶粉等约占30%。液体乳（杀菌乳、灭菌乳、酸乳等）增加幅度较大，与1999年相比增加幅度超过50%，在市售液体奶产量中，杀菌奶约占55%，超高温灭菌乳占25%，酸奶约占12%，其它乳约占8%。1992年全国原料奶总产量563.9万吨，乳制品产量仅有41.3万吨，到2000年原料乳总产量919.1万吨，乳制品产量约82.9万吨，液体奶总产量约190万吨。
5. 乳品生产装备水平
目前进口设备占国内50%的市场，特别是近些年组建的一些大乳业集团，其主要设备都是国际一流的。但多数中小企业，仍以国产设备为主，国产设备与世界先进设备相比，差距很大。主要表现在机械化程度低、配套性能差，产品品种少等方面。
6. 中国乳品消费
（1）城镇是中国乳品的主要消费市场。中国城镇人口是全国总人口的36%，但却消费着近90%的乳品。
（2）广大农村居民乳品年人均消费量很少，虽从1990年开始有所增长，但非常缓慢。
（3）城乡居民消费差距呈扩大趋势，如1992年城镇居民人均乳品消费量是农村的4.3倍，1999年扩大到9.6倍。并且从1995年开始，城镇消费量指数曲线增长。
以上分析表明，乳品消费与家庭人均收入密切相关，表7统计数据也说明了这一点。因此，在未来5～10年时间内，中国乳品消费市场主要在城市，而农村只能作为潜在大市场有待开发。
7. 质量标准和管理体系建设情况
近几年我国虽已连续发布了一些有关乳制品的国家标准及标准检验方法，但涉及安全指标仅4～5项，对影响健康及食品安全的一些重要项目都未在标准及检测方法中做出规定。我国目前大的乳业集团多已实行了ISO9000族体系的认证，但中小乳品企业还远未普及。
另外，目前我国乳与乳制品的质量标准与发达国家也有很大的差距，所以要完善和建立新的质量标准。有一些中小企业的标准和地方标准还存在严重的不足和缺陷，这必将影响乳业的长远发展。
三、我国乳业今后10年的发展重点及优先发展领域
1.功能性乳制品的开发
目前国际上对功能性乳制品的开发主要集中在：①牛乳（包括初乳）中生物活性物质的分离和应用，主要是对乳铁蛋白、免疫球蛋白和乳蛋白活性肽的提取；②以乳蛋白为原料的生物活性肽；③具有调节肠道微生态作用的益生菌发酵乳制品的开发。结合我国具体情况，应重点研究以下几种产品。
（1）低胆固醇、低脂肪乳制品开发研究表明过分摄入胆固醇和脂肪对人的健康是有害的，容易引起动脉硬化、高血压、冠心病等多种疾病。这是目前我国人口健康恶化的重要原因。因此，开发低胆固醇、低脂肪乳制品具有重要现实意义，市场前景十分广阔。
（2）功能性乳粉开发乳粉已不再是婴幼儿的专利。近些年来，功能性乳粉开发很快，主要有适合胎儿发育和哺乳期产妇的奶粉，婴幼儿食用的母乳代用品奶粉；预防骨质疏松、降低胆固醇、提高人体抗氧化的中老年奶粉等等。其中婴幼儿配方奶粉的研发应是现阶段我国乳粉发展的重点。
（3）免疫乳免疫乳是一种具有多种疗效的新型功能性乳制品，将其用于人体的保健及对一些疾病的预防和治疗上具有许多优点。应继续研究和生产免疫全脂乳粉、免疫脱脂乳粉、超过滤高蛋白免疫乳粉、免疫乳清蛋白浓缩物等。
（4）生物活性物质酪蛋白磷酸肽的开发利用随着全球人口老龄化倾向，老年人骨质疏松的问题引起了人们的关注，由于酪蛋白磷酸肽与游离钙结合为可溶性钙，有利于肠道吸收，因而能显著促进人体钙质吸收的酪蛋白磷酸肽成为食品和营养学研究和开发的重点。
2. 加快发酵剂的研究步伐
早在19世纪末20世纪初，西方乳业科学家就开始研制浓缩发酵剂，到现在酸奶发酵剂已经实现商业化，并涌现出一批知名发酵剂制造商。
我国发酵剂的研究仍停留在液体发酵剂使用及菌种保藏阶段，目前还没有一家专业化发酵剂生产厂，这极大限制了我国发酵乳制品工业的发展。而我国目前大多数生产厂家仍采用传统的液体发酵剂工艺进行生产，一些中小型企业因缺乏专业技术人员制备发酵剂，经常由于菌种比例失调、活力下降、变异、或污染而导致产品质量不稳定，从而限制了酸乳制品发展的规模和速度。
为促进我国发酵乳制品的生产，确保酸奶质量，同国际知名品牌竞争，开发出适合我国生产情况、高效、使用方便的商品化发酵剂是发酵乳科学研究的当务之急。另外，利用益生菌生产发酵乳在国外发展势头很好，值得我们及时加以关注和研究。
3. 干酪的开发
干酪生产在我国几乎是空白，而发达国家将近30%～50%的乳用于干酪的生产，品种达500种之多，随着经济全球化、饮食西方化，及原料乳产量的增加，干酪在将来必将成为我国乳品工业的重要品种之一。
4. 乳清的开发利用
乳清是生产干酪和干酪素时从牛乳中分离出来的副产物，具有较高的营养价值，乳中55%的营养成分留于乳清中，近十几年来，发达国家在乳清的开发利用上有较大发展，主要将其加工成浓缩乳清、乳清粉、乳清膏、乳清蛋白浓缩物、乳清蛋白粉、单细胞蛋白等。大力发展乳清粉不仅可以壮大乳业基础，并且可以减轻对进口原料的依赖。
5. 发展学童奶
　加工和包装手段落后，产品质量低下是困扰中国学童奶的一大因素，必须加强对学童奶的生产管理，提高质量。中国许多地区的学生饮用的含乳饮料，其乳脂肪和蛋白质含量仅及普通奶的三分之一。加工和包装主要为巴氏消毒塑料袋或对牛奶营养价值有较大破坏的长时间高温杀菌和塑料瓶，这些在国外均极少采用。塑料瓶中防腐剂使用也相当普遍（山梨酸、苯甲酸钠等），一般消费者难以发现。
从世界范围的发展趋势来看，日本的“一杯牛奶强壮一个民族”和美国的“三杯奶”的宣传，确立儿童乳制品的消费倾向对本民族体质强健具有决定性意义。“学童奶”发展计划涉及政府行为、社会福利、教育部门、生产企业等多家的协作，全民族体质从学生抓起是十分必要和紧迫的。
6. 乳品加工设备和在线检测设备
我国大型乳品加工企业的设备绝大多数是从国外引进，尤其是液体奶生产线，与国外发达国家水平没有太大差别，基本上达到国际一流，但是我国自主研制生产的乳品加工设备与国外相比存在较大差距，因此，应大力支持乳品设备的研制和开发，这样可以降低乳制品生产成本，有利于形成乳品生产的良性循环。
乳品的在线检测设备主要包括原料乳化学组成及卫生质量（细菌数、体细胞数、抗生素等）的快速检测、生产过程中的在线检测和无损伤检测。与乳制品加工设备一样，我国应开发出原料奶快速检测仪、奶粉水分在线检测仪、酸奶粘度和酸度在线检测仪等，同时将其应用于乳制品生产过程，开发奶粉和酸奶等制品全自动生产控制系统。