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第七章 干酪生产

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第七章 干酪生产. 第一节 干酪的种类 及其成分组成. 一、干酪的概念. 干酪 ( Cheese ) 是指在乳中(包括脱脂乳、稀奶油等)加入适量的乳酸菌发酵剂和凝乳酶( Rennin ),使乳蛋白质(主要是酪蛋白)凝固后,排除乳清,将凝块压成所需形状而制成的产品。.  未经发酵成熟的产品称为新鲜干酪;  经长时间发酵成熟而制成的产品称为成熟干酪。. 国际上将这两种干酪统称为天然干酪( Natural Cheese ). 一、 干酪 的种类. 干酪划分为三大类: 1. 天然干酪 2. 融化干酪( Processed Cheese )

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第七章 干酪生产


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    Presentation Transcript
    1. 第七章 干酪生产

    2. 第一节干酪的种类及其成分组成

    3. 一、干酪的概念 • 干酪(Cheese)是指在乳中(包括脱脂乳、稀奶油等)加入适量的乳酸菌发酵剂和凝乳酶(Rennin),使乳蛋白质(主要是酪蛋白)凝固后,排除乳清,将凝块压成所需形状而制成的产品。 未经发酵成熟的产品称为新鲜干酪; 经长时间发酵成熟而制成的产品称为成熟干酪。 国际上将这两种干酪统称为天然干酪(Natural Cheese)

    4. 一、干酪的种类 • 干酪划分为三大类: • 1. 天然干酪 • 2. 融化干酪(Processed Cheese) • 3. 干酪食品(Cheese Food) 国际酪农联盟(IDF 1972)曾提出以水含量为 标准,将干酪分为硬质、半硬质、软质三大类

    5. 1. 天然干酪:以乳、稀奶油、部分脱脂乳、酪乳或混合乳为原料,经凝固后,排出乳清而获得的新鲜或成熟的产品,允许添加天然香辛料以增加香味和滋味。 • 2. 融化干酪(Processed Cheese):用一种或一种以上的天然干酪,添加食品卫生标准所允许的添加剂(或不加添加剂),经粉碎、混合、加热融化、乳化后而制成的产品,含乳固体40%以上。允许添加稀奶油、奶油或乳脂以调整脂肪含量。为了增加香味和滋味,添加香料、调味料及其它食品时,必须控制在乳固体的1/6以内。但不得添加脱脂奶粉、全脂奶粉、乳糖、干酪素以及不是来自乳中的脂肪、蛋白质及碳水化合物。 • 3. 干酪食品(Cheese Food):用一种或一种以上的天然干酪或融化干酪,添加食品卫生标准所规定的添加剂(或不加添加剂),经粉碎、混合、加热融化而成的产品,产品中干酪数量须占50%以上。 添加香料、调味料或其它食品时,须控制在产品干物质的1/6以内。添加不是来自乳中的脂肪、蛋白质、碳水化合物时,不得超过产品的10%。

    6. 世界上著名的干酪品种 • 1. 农家干酪(Cottage Cheese) • 以脱脂乳、浓缩脱脂乳或脱脂乳粉的还原乳为原料而制成的一种不经成熟的新鲜软质干酪。成品水分含量在80%以下(通常70%~72%)。一般多配制成色拉或糕点。

    7. 世界上著名的干酪品种 • 2. 稀奶油干酪(Cream Cheese) • 以稀奶油或稀奶油与牛乳混合制成,浓郁、醇厚,新鲜非成熟软质的干酪。成品中添加食盐、天然稳定剂和调味料等。一般含水48%~52%,脂肪33%以上,蛋白质10%,食盐0.5%~1.2%。

    8. 世界上著名的干酪品种 3. 里科塔干酪(Ricotta Cheese) • 此种干酪是意大利生产的乳清干酪,也称白蛋白干酪,分为新鲜和干燥的两种。 4. 比利时干酪 (LimburgerCheese) 这种干酪具有特殊的芳香味,是一种细菌表面成熟的软质干酪。

    9. 世界上著名的干酪品种 5. 法国浓味干酪(Camembert Cheese) 属于表面霉菌成熟的软质干酪,内部呈黄色,根据不同的成熟度,干酪呈蜡状或稀奶油状。口感细腻,咸味适中,具有浓郁的芳香风味。成品中含水分43%~54%,食盐2.6%。

    10. 世界上著名的干酪品种 6. 法国羊乳干酪 (Roquefort Cheese) • 是以绵羊乳为原料制成的半硬质干酪,属霉 菌成熟的青纹干酪。 7. 德拉佩斯特干酪 (Trappist Cheese) 也称修道院干酪。以新鲜全脂牛乳制造,有时也可混入少量绵羊乳或山羊乳,是以细菌成熟的半硬质干酪。

    11. 世界上著名的干酪品种 • 8. 砖状干酪(Brick Cheese) • 以牛乳为原料的细菌成熟的半硬质干酪,成品内部有许多圆形或不规则形状的孔眼。 • 10. 契达干酪(Cheddar Cheese) • 11. 荷兰干酪(Gouda Cheese) • 12. 荷兰圆形干酪 (Edam Cheese) • 13. 帕尔玛干酪(Parmesan Cheese) 9. 瑞士干酪(Swiss Cheese) 经细菌(嗜热链球菌、保加利亚乳酸杆菌、 薛氏丙酸杆菌)发酵成熟的一种硬质干酪。

    12. 2. 脂肪 • 干酪中脂肪含量一般占干酪总固形物的45%以上。 • 原料乳的脂肪含量与干酪的收率、组织状态、产品质量有关系。在干酪的成熟过程中,脂肪的分解生成物是干酪风味形成的重要成分。脂肪可使干酪保持其特有的组织状态,呈现独特的口感、风味。 3. 酪蛋白 • 是干酪的主要成分。原料乳中的酪蛋白被酸或凝乳酶作用而凝固,形成干酪的组织,并包拢乳脂肪球。 ★农家干酪水分含量为70%~72%, ★软质干酪为40%~60%, ★半硬质干酪为38%~45%, ★硬质干酪为25%~36%, ★特硬质干酪为25%~30%。 干酪成熟过程中,在相关微生物的作用下使酪蛋白分解,产生水溶性的含氮化合物,如肽、氨基酸等,形成干酪的风味物质。 三、干酪的组成和营养价值 (一)干酪的组成 1. 水分 干酪中水分含量与干酪的形体及组织状态关系密切,直接影响干酪的发酵速度。水分多时,酶的作用迅速,发酵时间短,成品易形成有刺激性的风味;水分少时,则发酵时间长,成品产生酯的风味。因此,干酪在加工时,控制水分含量很重要。在加工过程中,由于受加热条件、无脂乳固体含量、凝乳状态等因素影响,造成成品含水不一致。

    13. 高温加热乳制造的干酪中含有较多的白蛋白和球蛋白,干酪容易形成软质凝块。 三、干酪的组成和营养价值 (一)干酪的组成 4. 白蛋白、球蛋白 不被酸或凝乳酶凝固,但在酪蛋白形成凝块时,其中一部分被机械地包含在凝块中。

    14. 三、干酪的组成和营养价值 (一)干酪的组成 5. 乳糖 大部分转移到乳清中。残存在干酪凝块中的部分乳糖可促进乳酸发酵,产生乳酸抑制杂菌繁殖,提高添加菌的活力,促进干酪成熟。

    15. 三、干酪的组成和营养价值 (一)干酪的组成 6. 无机物 含量最多的是钙和磷。在干酪成熟过程中与蛋白质的可融化现象有关。钙可以促进凝乳酶的凝乳作用。

    16. 三、干酪的组成和营养价值 (二)干酪的营养价值 • 干酪中主要成分为蛋白质和脂肪,等于将原料乳中的蛋白质和脂肪浓缩10倍。 • 干酪中的维生素类主要是维生素A,其次是胡萝卜素、B族维生素和尼克酸等。干酪中的蛋白质经过成熟发酵后,由于凝乳酶和发酵剂微生物产生的蛋白分解酶的作用而成胨、肽、氨基酸等可溶性物质,极易被人体消化吸收。干酪中蛋白质的消化率为96%~98%。

    17. 第二节 干酪发酵剂

    18. 一、发酵剂的种类 • 干酪发酵剂可分为细菌发酵剂与霉菌发酵剂两大类。 • 细菌发酵剂以乳酸菌为主: 乳酸链球菌(Str. lactis)、乳油链球菌(Str. Cremoris)、干酪乳杆菌(L. casei)、丁二酮链球菌(Str.diacetilactis)、嗜酸乳杆菌(L. acidophilus)、保加利亚乳杆菌(L. bulgaricus)以及嗜柠檬酸明串珠菌(Leu.Citrovorum)等。 • 目的在于产酸和产生相应的风味物质。 霉菌发酵剂主要是用对脂肪分解强的: 卡门培尔干酪青霉(P.Camenberti) 干酪青霉(P.caseicolum) 娄地青霉(P.Rogueforti)

    19. 二、发酵剂的作用及组成 (一)干酪发酵剂的作用 ♣可以促进凝块的形成; ♣使凝块收缩和容易排除乳清; ♣防止在制造过程和成熟期间杂菌的污染和繁殖; ♣改进产品的组织状态; ♣干酪成熟中给酶的作用创造适宜的pH条件。 (二)干酪发酵剂的组成 (1)单菌种发酵剂 只含一种菌种。 (2)混合菌种发酵剂 指由两种或两种以上的产酸和产芳香物质、形成特殊组织状态的菌种。

    20. 三、发酵剂的制备 (一)乳酸菌发酵剂的制备方法 • 冷却温度和培养温度为:2l~23℃培养12~16h(酸度达0.75%~0.80%)。

    21. 三、发酵剂的制备 (二)霉菌发酵剂的配制 • 面包除去表皮,切成小立方体,盛于三角瓶。 • 加适量水并进行高压灭菌处理,加少量乳酸。 • 将霉菌悬浮于无菌水中,再喷洒于灭菌面包上。 • 置于21~25℃的恒温箱中经8~12d培养。 • 取出,约20℃条件下干燥10d,或在室温下进行真空干燥。 • 最后研成粉末,经筛选后,盛于容器中保存。

    22. 发酵剂调制的新技术 ——简介 • (一)浓缩发酵剂 主要是将发酵剂接种在澄清的液体培养基中培养,发酵剂靠离心作用或采用超滤进行过滤等技术将发酵剂进行浓缩处理,再经深层冻结或冷冻干燥后,即可得到浓缩发酵剂制品。

    23. 发酵剂调制的新技术 ——简介 • (二)发酵剂连续制备技术 从牛乳培养基的灭菌、冷却、接种、培养、冷藏以及向干酪槽中添加等过程均在严格的无菌条件下操作,并且采用连续式自动化处理法生产干酪发酵剂 。

    24. 第三节 皱胃酶及其代用酶

    25. (一)皱胃酶的特性 皱胃酶的等电点pI为4.45-4.65。 作用的最适pH为4.8左右; 凝固的最适温度为40-4l℃,制造干酪时的凝固温度通常为30-35℃; 凝固时间为20-40 min。 一、皱胃酶(Rennin) • 常被称为凝乳酶,取自犊牛第四胃。 • 是干酪制作必不可少的凝乳剂。 • 可以分为液状、粉状及片状三种制剂。

    26. 一、皱胃酶(Rennin) (二)影响皱胃酶凝乳的因素 (4)牛乳加热的影响 牛乳若先加热至42℃以上,再冷却到凝乳所需的正常温度后,添加皱胃酶,则凝乳时间延长,凝块变软,此被称为滞后现象(Hysteresis),其主要原因是乳在42℃以上加热处理时。酪蛋白胶粒中磷酸盐和钙被游离出来所致。 影响皱胃酶凝乳的因素可分为对皱胃酶的影响和对乳凝固的影响。 (1)pH 值的影响 pH值低,皱胃酶活性增高,但使酪蛋白胶束的稳定性降低,导致皱胃酶的作用时间缩短,凝块较硬。 (3)温度的影响 40~42℃条件下作用最快,在15℃以下或65℃以上则不发生作用。 (2)钙离子的影响 酪蛋白所含的胶质磷酸钙是凝块形成所必需的成分。如果增加乳中的钙离子可缩短皱胃酶的凝乳时间,并使凝块变硬。

    27. 计算公式 一般的测定方法 将100ml脱脂乳 ,调整酸度为0.18%,用水浴加热至35℃,添加l%的皱胃酶食盐水溶液10ml,迅速搅拌均匀,准确记录开始加入酶液直到凝乳时所需的时间(s),此时间也称皱胃酶的绝对强度。 一、皱胃酶(Rennin) (三)皱胃酶活力的测定 皱胃酶的活力单位(Rennin Unit,RU) 是指皱胃酶在35℃条件下,使牛乳40min凝固时,单位重量(通常为1g)皱胃酶能使若干倍牛乳凝固而言。即1g(或lml)皱胃酶在一定温度(35℃),一定时间(40min)内所能凝固牛乳的毫升数。

    28. 二、皱胃酶的代用凝乳酶 代用酶 ☺因皱胃酶提取成本较高,国外研究了代用酶应用于干酪的生产当中。 ☺根据来源,代用酶分为植物性、动物性及微生物代用凝乳酶。

    29. 二、皱胃酶的代用凝乳酶 (一)动物性凝乳酶 • 主要是胃蛋白酶,蛋白分解力强,以其制作的干酪略带苦味,不宜单独使用。 • 猪的胃蛋白酶比牛的胃蛋白酶更接近皱胃酶,用它来制作契达干酪,其成品与皱胃酶制作的相同。

    30. (2)木瓜蛋白分解酶(Papain) 其对牛乳的凝乳作用比蛋白分解力强。但制成的干酪带有一定的苦味。 (3)凤梨酶(Bromelern) 是从凤梨(Anana Sativa)的果实或叶中提取,具有凝乳作用。 二、皱胃酶的代用凝乳酶 (二)植物性凝乳酶 (1)无花果蛋白分解酶(Fiein) ●存在于无花果汁中,可结晶分离。 ●制作契达干酪时,凝乳与成熟效果较好。 ●但是由于它的蛋白分解力较强,脂肪损失多,收率低,略带轻微的苦味。

    31. (三)微生物来源的凝乳酶 • 微生物凝乳酶可分为霉菌、细菌、担子菌三种来源。主要在生产中得到应用的是霉菌性凝乳酶。其主要代表是从微小毛霉菌(Mucorpusillus)中分离出的凝乳酶,其分子量为29800,凝乳的最适温度为56℃,蛋白分解力比皱胃酶强,但比其它的蛋白分解酶蛋白分解力弱,对牛乳凝固作用强。 • 微生物来源的凝乳酶生产干酪时的缺陷主要是在凝乳作用强的同时,蛋白分解力比皱胃酶高,干酪的收得率较皱胃酶生产的干酪低,成熟后产生苦味。另外,微生物凝乳酶的耐热性高,给乳清的利用带来不便。

    32. 第四节天然干酪一般加工工艺

    33. 一、加工工艺 天然干酪的生产工艺流程图 原料乳→标准化→杀菌→冷却→添加发酵剂→调整酸度→加氯化钙→加色素→加凝乳剂→凝块切割→搅拌→加温→排出乳清→成型压榨→盐渍→成熟→上色挂蜡

    34. 图8-3 带有干酪生产用具的普通干酪槽 1-带有横梁和驱动电机的夹层干酪槽 2-搅拌工具 3-切割工具 4-置于出口处过滤器干酪槽内侧的过滤器 5-带有一个浅容器小车上的乳清泵 6-用于圆孔干酪生产的预压板 7-工具支撑架 8-用于预压设备的液压筒 9-干酪切刀

    35. 3. 原料乳的杀菌 加热杀菌使部分白蛋白凝固,留存于干酪中,可以增加干酪的产量。 但如果杀菌温度过高,时间过长,则变性的蛋白质增多,破坏乳中盐类离子的平衡,进而影响皱胃酶的凝乳效果,使凝块松软,收缩作用变弱,易形成水分含量过高的干酪。 2. 标准化 调整原料乳中的乳脂率和酪蛋白的比例,使其比值符合产品要求。 酪蛋白/脂肪的比例(C/F),一般要求C/F=0.7。 一、加工工艺 (一)原料乳的预处理 1. 净乳 • 用离心除菌机进行净乳处理,可以除去大量杂质,可以将乳中90%的细菌除去,尤其是芽孢菌。 • 通常不用均质。原因是均质导致结合水(水分)能力的大大上升,致使很难生产硬质和半硬质类型的干酪。 在实际生产中多采用63℃、30min的保温杀菌(LTLT)或71-75℃、15s的高温短时杀菌(HTST)。

    36. 一、加工工艺 (二)添加发酵剂和预酸化 • 将干酪槽中的牛乳冷却到30-32℃,然后加入发酵剂。 • 发酵剂的三个特性是最重要的:生产乳酸的能力;降解蛋白的能力;产生二氧化碳(CO2)的能力。 但主要任务是在凝块中产酸。 • 通过产酸菌去抑制巴氏消毒后残存的细菌和再污染的细菌。

    37. 一、加工工艺 (二)添加发酵剂和预酸化 • 发酵剂的加入方法: • 取原料乳量的1%-2%工作发酵剂,边搅拌边加入,并在30~32℃条件下充分搅拌3~5min。 • 为了促进凝固和正常成熟,加入发酵剂后应进行短时间的发酵,以保证充足的乳酸菌数量,此过程称为预酸化。

    38. (三)加入添加剂与调整酸度 一、加工工艺 • 1. 添加氯化钙(CaCl2) • 如果生产干酪的牛乳质量差,则凝块会很软。这会引起细小颗粒(酪蛋白)及脂肪的严重损失,并且凝块收缩能力很差。可在100kg原料乳中添加5—20g的CaCl2(预先配成10%的溶液),以调节盐类平衡,促进凝块的形成。 3. 添加CO2 通过人工手段加入可降低牛乳的pH值,通常可降低0.1 到0.3 个单位,这会导致凝乳时间的缩短,这一效果在使用少量凝乳酶情况下,也能取得同样的凝乳时间。,此法可节省一半的凝乳酶,而没有任何负效应。 4. 硝石 如果干酪乳中含有丁酸菌或大肠菌,如前所述,就会有发酵问题。硝石(硝酸钾或钠盐)可用于抑制这些细菌,硝石的最大允许用量为每100kg 乳中添加30g 硝石。 2. 添加色素 现多使用胭脂树橙(Annatto)的碳酸钠抽出液,通常每1000kg原料乳中加30-60g。为防止和抑制产气菌时,可同时加入适量的硝酸盐(应精确计算)。 5. 调整酸度 为使干酪成品质量一致,可用1M的盐酸调整酸度,一般调整酸度至0.2l%左右。

    39. 2. 凝乳的形成 添加凝乳酶后在32℃条件下静置30min左右,即可使乳凝固,形成凝乳。 (四)添加凝乳酶和凝乳的形成 一、加工工艺 1. 凝乳酶的添加 • 根据活力测定值计算凝乳酶的用量。用l%的食盐水将酶配成2%溶液,并在28-32℃下保温30min。然后加入到乳中,搅拌2-3min后加盖,静止。 • 活力为1:10000到1:15000的液体凝乳酶的剂量在每100kg乳中可用到30ml。

    40. 一、加工工艺 (五)凝块切割(Cutting) • 当乳凝固后,凝块达到适当硬度时,即可开始切割。先沿着干酪槽长轴用水平式刀平行切割,再用垂直式刀沿长轴垂直切后,沿短轴垂直切,使其成为0.7—1.0cm的小立方体。 • 目的:使大凝块变成小凝块,加速乳清排出,增大凝块表面积,改善脱水收缩性。

    41. 图8-2 干酪手工切割工具

    42. 在整个升温过程中应不停地搅拌,以促进凝块的收缩和乳清的渗出,防止凝块沉淀和相互粘连。在整个升温过程中应不停地搅拌,以促进凝块的收缩和乳清的渗出,防止凝块沉淀和相互粘连。 升温和搅拌是干酪制作工艺中的重要过程,它关系到生产的成败和成品质量的好坏。 一、加工工艺 (六)凝块的搅拌及加温 • 凝块切割后开始用干酪耙或干酪搅拌器轻轻搅拌。 • 边搅拌边升温,初始时每3-5min升高1℃,当温度升至35℃时,则每隔3min升高1℃。当温度达到38-42℃停止加热,并维持此时的温度。

    43. A-槽中搅拌 B-槽中切割 C-乳清排放 D-槽中压榨

    44. 一、加工工艺 (七)排除乳清 • 乳清酸度达0.17%—0.18%时,凝块收缩至原来的一半,用手捏干酪粒感觉有适度弹性即可排除全部乳清。 • 乳清由干酪槽底部通过金属网排出。此时应将干酪粒堆积在干酪槽的两侧,促进乳清的进一步排出。 • 排除的乳清脂肪含量一般约为0.3%,蛋白质0.9%。若脂肪含量在0.4%以上,证明操作不理想,应将乳清回收,作为副产物进行综合加工利用。

    45. 一、加工工艺 (八)堆积 • 乳清排除后,将干酪粒堆积在干酪槽的一端或专用的堆积槽中,上面用带孔木板或不锈钢板压5-10min,压出乳清使其成块,这一过程即为堆积。

    46. 一、加工工艺 (九)压榨成型 • 将堆积后的干酪块切成方砖形或小立方体,装入成型器中进行定型压榨。 • 先进行预压榨,压力0.2-0.3MPa,时间20~30min。 • 将干酪反转后装入成型器内以0.4-0.5MPa的压力在15~20℃条件下再压榨12~24h • 其目的有四:协助最终乳清排出;提供组织状态; 干酪成型;在以后的长时间成熟阶段提供干酪表面的坚硬外皮。

    47. 图8-5 生产契达干酪的连续化系统