第七节　乳粉在食品工业中的应用

乳粉以及各种各样以乳粉为基料的粉末类产品被广泛应用于多种非乳制品生产中。本节将主要介绍全脂乳粉、脱脂乳粉和酪乳粉的应用。这些传统乳粉不仅应用于乳制品中，比如单倍牛乳、炼乳、干酪、酸奶、冰淇淋、稀奶油，而且还广泛应用于非乳制品产品中，比如烘烤食品、糖果、肉制品、精制混合配料、调味料、方便汤、美味酱、肉、鱼和甜点制品。全脂乳粉通常作为比较经济的乳固体来源，包括牛乳脂肪，是一种方便贮存、运输以及容易复原的乳制品配料。脱脂乳粉一般作为比较经济的非脂乳固体来源，也可以作为具有理化功能特性的低热乳制品固体来源。在配方和加工食品应用中，乳粉具有各种高价值的功能特性，包括溶解性、乳化性、凝胶特性、持水性、搅打特性/发泡性、黏度、热稳定性、褐变/色泽和滋味及香味特性，这些特性在加工应用中可以进一步得到加强。

一、在乳制品中的应用

使用多种乳品配料生产乳制品的加工被称为再制。再制不同于复原，复原仅是指将一种配料与水混合的过程。再制和复原处理主要是在乳品工业欠发达或当地的乳业不能满足人们需求的地区进行的。全脂乳粉和脱脂乳粉是再制和复原加工使用的主要配料，酪乳粉可以作为全脂乳粉和脱脂乳粉的替代物（最高替代量可达20％）。在乳粉加工过程中，根据牛乳成分的变化、采用不同的处理单元操作（尤其是热处理）和使用营养强化剂等手段，巧妙控制牛乳的各种功能特性，能够满足各种特殊的应用。

1.单倍牛乳

单倍牛乳的非脂乳固体含量为8.5％～9.0％。在UHT（超高温瞬时灭菌）再制单倍牛乳加工中，无论是原味产品或是调味产品，都推荐使用低热乳粉或中热乳粉。因为高热乳粉，尤其是通过HTST（高温短时杀菌）预热处理生产的乳粉，经常使终产品带有蒸煮味，因此，不建议在UHT再制单倍牛乳加工中使用。如果要使用高热乳粉则应首选使用UHT预热处理方式生产的乳粉。

对于在UHT制品中应用乳粉时，需要重点注意的是，一定不能含有耐热性酶。这些酶通常是耐热的脂肪酶和蛋白酶。它们对UHT乳的贮存稳定性有不良影响，会使产品变稠、沉淀并最终发生絮凝。在选择用于生产UHT乳的乳粉时，应注意该乳粉生产时原料乳中丙酮酸（盐）含量（嗜冷菌获利的指标）在100g乳粉中不超过9mg。

2.炼乳

用于炼乳生产的乳粉必须是高热乳粉且对热稳定，因为此类乳粉要求能够经受高热处理而不发生过稠或凝结。酪乳粉经常被用于炼乳加工，因为酪乳粉的脂肪球膜含量较高，能增强乳化性和热稳定性。此外，酪蛋白本身还具有丰富的风味。添加矿物盐类（柠檬酸盐、碳酸盐或聚磷酸盐）可以进一步提高灭菌过程中蛋白质的热稳定性。通常不使用正磷酸盐，因为它会促进灭菌浓缩制品的老化凝胶。在甜炼乳加工中，通常选用中热乳粉。

3.干酪

在再制干酪加工中，选择乳粉的首要考虑因素是必须选择低热乳粉或超低热乳粉。因为使用较高热处理的乳粉会使干酪形成软凝块。干酪生产要求乳清蛋白必须未变性，而且牛乳通常要接近新鲜牛乳的品质和组成，以增强凝乳酶凝固能力和发酵性能，所以使用低热乳粉或超低热乳粉生产再制干酪才能获得最佳效果。与传统干酪生产相比，使用乳粉生产再制干酪的加工条件可能需要作些调整，比如添加盐和改变pH值。

4.酸奶

根据加工处理过程的要求，低热乳粉和高热乳粉都可用于酸奶生产。应该采用充分的热处理以使乳清蛋白变性，因为这是生产质地坚实、抗析水力好的酸奶所必需的。采用HTST（例如85℃/30min）和UHT处理都能实现这一目的，酸奶所需的持水力也可因此而得到加强。

5.冰淇淋

用于生产冰淇淋的乳粉所需的最重要的特性之一是具有结合并保持空气而形成稳定泡沫的能力。乳粉中的蛋白质在油/水界面起作用而使乳状液稳定。一般采用低热乳粉和中热乳粉，因为它们的风味比较柔和，能够改善和提高冰淇淋的风味而不和其他风味发生冲突，同时它们还具有良好的乳化作用、水结合性和改善质地的性质。

6.稀奶油

一般会使用乳粉与其他来源的乳脂肪混合，或与高脂粉混合来生产再制稀奶油。市场上可以买到脂肪含量高达65％的高脂粉。

二、在焙烤食品中的应用

在焙烤食品比如面包、饼干、薄烤饼等制品中，乳粉都被广泛使用（见表2-23）。乳粉中含有丰富的蛋白质、脂肪、乳糖以及各种微量元素，不仅可以提高乳固体的含量，提升焙烤制品的营养价值，还可以改善焙烤制品的外观、风味及组织状态等品质。

乳粉在焙烤食品中的具体作用如下。

（1）提高了焙烤食品的营养价值

面粉是面包、糕点和饼干的主要原料。但面粉中赖氨酸含量较低（100g小麦粉中只含有160mg赖氨酸），维生素含量也低。而乳粉含有丰富的蛋白质和人体必需氨基酸（100g全脂乳粉中的赖氨酸含量达到2000mg），维生素和矿物质也很丰富。所以，将乳粉加入到焙烤食品中，可提高焙烤食品的营养价值，尤其是强化赖氨酸、维生素B₂和钙质等。

（2）提高面团的吸水率

乳粉中含有大量的蛋白质，其中酪蛋白占蛋白质总含量的80％～82％，酪蛋白含量的多少影响面团的吸水率。乳粉的吸水率为自重的100％～125％。因此，每增加1％的乳粉，面团的吸水率就要增加1％～1.25％，焙烤食品的产量和出品率相应增加，成本下降。

（3）提高了面团筋力和搅拌能力

乳粉中含有的大量乳蛋白对面筋具有一定的增强作用，提高了面团筋力和面团的强度，不会因搅拌时间延长而导致搅拌过度。特别是对于低筋面粉更有利。加入乳粉的面团更能适合高速搅拌，改变面包的组织和体积。

（4）提高面团的发酵力

乳粉可以提高面团的发酵力，不至于因发酵时间延长而成为发酵过度的老面团；因为在乳粉中含有大量的蛋白质，对面团发酵过程中pH值的变化具有一定的缓冲作用，使面团发酵速度适当放慢，有利于面团均匀膨胀，增大面包体积。另外，乳粉可刺激酵母内酒精酶的活力，提高了糖的利用率，有利于二氧化碳的产生。

（5）改善制品的组织

乳粉具有乳化性、持水性，能产生更均匀的气泡，并形成致密的泡沫，通过这些致密的泡沫能增强产品的质感和结构特性，尤其是在松饼、薄烤饼和新月形面包中。同时，由于乳粉能提高面团筋力，改善了面团的发酵耐力和持气性，因此含有乳粉的制品组织均匀、柔软、酥松，并富有弹性。

（6）延缓制品的老化

乳粉中的蛋白质及乳糖、矿物质等有抗老化作用。乳粉中含有大量的蛋白质，使面团吸水率增加，面筋性能得到改善，面包体积增大。这些因素都有利于使制品老化速度减慢，提高其保鲜期。

（7）乳粉是良好的着色剂

乳粉中含有具有还原性的乳糖，不能被酵母所利用，发酵后仍全部留在面团中。在烘烤期间，乳糖与蛋白质中的氨基酸发生美拉德反应，形成诱人的色泽。乳粉用量增多，制品的色泽就加深。乳糖的熔点较低，在烘烤期间着色快。因此，凡是使用较多焙烤专用乳粉的焙烤食品，都要适当降低焙烤温度和延长焙烤时间。否则，制品着色过快，易造成外焦内生的现象。

（8）赋予浓郁的乳香味

乳粉中的脂肪，使人感到一种乳香风味。将其加入到焙烤食品中，在焙烤时，使低分子脂肪酸挥发，乳香更加浓郁，食用时风味清雅，这有促进食欲、提高制品食用价值的显著作用。

三、在糖果中的应用

糖果一般是由白砂糖、淀粉糖浆、乳制品、胶凝剂等为原料经溶化、乳化、熬煮、冷却等工序而制成的产品。乳粉是糖果产品配方中的一种重要配料。由于乳粉的水分含量低，便于贮存和运输，因此，在糖果中的用量很大，尤其是在奶糖产品中。在糖果中使用乳粉的方法分为干调法和湿调法。干调法是将乳粉直接加入，这种方法虽方便，但其缺点是有时溶解不完全，有颗粒状存在；湿调法一般是根据糖果的需水量加入温水调制成不同的浓度，其优点是可使乳粉颗粒充分溶解，糖果质构细腻。乳粉在糖果中不仅可以提高糖果的营养价值，对糖果起到增香和润滑的作用，而且还具有乳化作用，进一步改善了糖果的质构体系。在糖果生产中，通常不使用含有蔗糖的乳粉，因含有的白砂糖易使糖果组织粗糙，甚至产生糖果发砂现象，应用较多的是全脂乳粉和脱脂乳粉（见表2-24）。

1.乳粉的乳化作用

糖果原料是一种同时含有油相和水相的均匀体系，为使之成为高度均一的乳浊液而不会再发生分离现象，就必须通过高度乳化手段使油脂成分成为极小的球体，使其分布在水与胶体的分散介质中去，并被这种介质所包围。高度乳化过程主要是通过乳化剂及具有乳化功能的原料在强烈搅拌作用下完成的。

乳粉在乳化过程中起重要作用。乳粉中的蛋白质具有一定的乳化功能，它可以在油/水界面上作用，以形成稳定的乳浊液。乳粉中含有磷脂，是天然的乳化剂，在物料的乳化过程中，磷脂亲水基的一端被吸附在糖液一端，亲油基的一端被吸附在油相一端，从而降低了两相间存在的斥力，变成相对稳定的、紧紧吸附在一起的均匀分散体系。

2.改善糖果的质构

一些糖果结实、耐咀嚼的质感和牛乳酪蛋白的持水性是相关的。乳粉中的蛋白质在油/水界面上作用，以形成稳定的乳浊液，与乳粉中的磷脂、未变性的牛乳蛋白一起防止乳脂肪析出或防止出现奶油状质感，这些未变性的牛乳蛋白能够形成坚硬的、热诱导的不可逆凝胶，而这些凝胶又能结合水和脂肪，为糖果提供结构支持。乳粉中的蛋白质通过与水结合、降低脂肪球移动性、凝胶化以及促成终产品硬度和咀嚼性的方式，在糖果质构上起作用。乳粉对糖果内部的泡沫形成起着很重要的作用，而这些泡沫对牛轧糖、霜状白糖以及各种奶糖的生产尤为重要。

3.赋予糖果香味和色泽

乳粉中的脂肪可为糖果提供令人愉悦的牛乳香味。同时，在糖果制造过程中熬煮糖浆时，物料充分溶解、混合、蒸发掉多余的水分，乳粉中的蛋白质与配料中的还原糖发生美拉德反应，从而为糖果提供褐变色和焦糖香味。

四、在巧克力中的应用

全脂乳粉、脱脂乳粉和酪乳粉均可被用于巧克力的加工。全脂乳粉在牛乳巧克力中的典型用量为20％，脱脂乳粉在牛乳巧克力中的典型用量为15％，在复合外壳中的典型用量为8％～10％。巧克力中所使用的乳粉的理化性质对制造巧克力所需的加工条件及终产品的感官特性有很重要的影响，比如乳粉中游离脂肪酸的含量决定巧克力的制造和贮存时的特性（回火条件、熔化流变能力、硬度和起霜稳定性），乳粉的颗粒特征也会影响巧克力终产品的物理和感官特性。牛乳成分主要通过影响巧克力的颗粒大小/松软程度、黏度/口感和牛乳香味的方式来影响消费者对牛乳巧克力的喜好。

1.乳糖对巧克力黏度的影响

全脂乳粉中的乳糖含量的调整（通过超滤或微孔过滤方式）会影响喷雾干燥全脂乳粉的显微结构。不含或含微量乳糖的乳粉具有更多带深凹痕和折皱的多孔基体，更低的表观密度和振实密度，更大的中间粒径、空泡体积、表面积和游离脂肪酸含量；而更高的乳糖含量则产生近乎球形的颗粒，含更少的多孔基体、更高的振实密度、更小的中间粒径、空泡体积、表面积和游离脂肪酸含量。乳糖含量适量的乳粉才适合用来制造牛乳巧克力。

增加巧克力中乳粉的结晶乳糖含量将增加黏度，降低巧克力的颗粒大小，增加表面活性剂的浓度；而降低巧克力中喷雾干燥乳粉的非结晶乳糖含量将会降低黏度，增加精制巧克力的颗粒大小，降低表面活性剂的浓度。因此，在巧克力生产之前原料乳粉的不恰当贮存和处理将会影响乳粉中乳糖的结晶度，从而带来加工中出现巧克力黏度变化的现象。

在巧克力加工中使用喷雾干燥的乳粉时联合使用无水奶油，同样能产生和滚筒干燥乳粉类似的低黏度。

2.乳粉对巧克力流动性的影响

巧克力的制造过程就是释放大部分包裹乳脂肪的过程。然而，随着所用乳粉类型的不同，巧克力的流动性也会不同。当使用滚筒干燥乳粉时，牛乳巧克力具有良好的流动性，这主要是因为滚筒干燥乳粉中含有高含量的游离脂肪。对于巧克力加工而言，使用标准喷雾干燥全脂乳粉所得到的巧克力流动性一般是不够的。所以滚筒干燥乳粉比标准喷雾干燥乳粉更适合用于制造牛乳巧克力。如果在使用标准喷雾干燥脱脂乳粉的同时，联合无水奶油或提高可可脂含量，也可得到同样流动性的牛乳巧克力，但这从经济角度考虑是不划算的。

可以使用不同特性的喷雾干燥高脂乳粉来制造不同黏度和塑变值的巧克力，以生产不同的终产品，比如涂层或模制。喷雾干燥的全脂乳粉经过特定的处理也能改善其功能特性和增加其游离脂肪酸含量。已有研究表明，将喷雾干燥的全脂乳粉置于高剪切、高温的双螺杆连续混炼机中，高剪切和高温环境对乳粉具有以下作用：①增加80％以上的游离脂肪；②结晶乳糖；③降低按体积基准分布的颗粒大小；④增加颗粒分散度。所以在巧克力的加工过程中，一般都会加强喷雾干燥乳粉的功能特性，以适应巧克力加工的要求。

五、在肉和鱼制品中的应用

乳粉中未变性蛋白质能形成坚硬的、热诱导的凝胶，这些凝胶能结合水和脂肪，为肉制品提供结构支持。乳粉中脂肪的低熔点可以保证香味的完全释放，一些乳粉中的脂肪还可以作为脂溶性成分、香料、香草的载体。

脱脂乳粉被较多地应用于肉和鱼制品中（见表2-25），它的持水性和乳化性能改善产品的结构和质感，对碎肉制品的效果尤其明显。有研究证明，脱脂乳粉能影响熟香肠的产率和感官质量，还可用于改善鸡肉饼和熟火鸡胸脯肉的产率、乳化稳定性、外观、色泽、香味、质感和整体可接受性。脱脂乳粉还可用于微胶囊化和喷雾干燥制成鱼油粉之前对鱼油进行乳化。

六、在调味料和方便汤制品中的应用

乳粉能调控调味料和方便汤的黏度，全脂乳粉、脱脂乳粉和酪乳粉都能通过加强乳化作用，提高持水性和添加风味物质的方式来调控调味料和方便汤。因为具有凝胶化能力，全脂乳粉和脱脂乳粉能促进调味料和方便汤的形成并加强其结构。

特别是，脱脂乳粉经常被用于调味料中，以调整其黏度和质感。这种黏度的增加和质感的改善可以通过增加方便汤配方中乳粉的量或使用更高蛋白质含量的乳粉的方式来实现。也有资料表明，脱脂乳粉也能添加到番茄汤中。在这项应用中，通过改变乳粉的蛋白质含量和热分类，来改变番茄汤的质感和黏度的效果似乎不是很明显。SMP因为其营养功能，也被应用于特别针对老年人的方便汤配方中。乳粉在调味料和方便汤制品中的典型用量见表2-26。

七、在餐后甜点中的应用

乳粉因其优良的发泡特性，在冷冻甜点、搅打表层、蛋白质与糖的混合物和慕斯（一种多泡沫含奶油的甜点）的生产中作用很大。脱脂乳粉能改善蛋糕泡沫的结构和质感，同时，全脂乳粉和酪乳粉在发泡和乳化方面的能力也在制造甜点方面显现出来了。脱脂乳粉的柔和风味使产品的天然风味更容易显现，同时美拉德褐变，产品增加了奶油冻、布丁、奶油饴糖的风味。

牛乳的酸化是许多乳制品加工过程中不可缺少的一个步骤，例如酸奶、酸化奶油甜点和酸奶油。随着pH值的降低，牛奶的黏度增加。静态环境下，酸化容易产生一系列凝胶化现象。通过改变酸化剂的性质、最终的pH值和所使用牛乳的具体成分，乳制品可以获得一系列的质感。总的来说，在制造乳制品的过程中，一般都加入了酸化剂。同时，向食品加工行业供应酸化粉剂的机遇也开始显现出来了。这里有一个酸乳粉的例子，它是由酸乳干燥后制成的。已经有人在研究使用化学酸化剂、葡萄糖酸内酯来生产酸化脱脂乳粉（可根据所需热量的不同，可浓缩或在复原过程中冻成凝胶）以及它对功能特性的影响。乳粉同时也能增强甜点的胶体强度。甜点中的结合率根据配方的不同，会有很大的变化，可以低至1％，高至10％，这样产品就可以尽量接近传统的牛乳甜点。

八、在饮料中的应用

在饮料中使用乳粉，可以改变饮料的质感和黏度，增强其口感。作为一种高质量蛋白质的来源，乳粉拥有容易被人体消化和利用的氨基酸，因而它也被添加到多种饮料中来增加饮料的营养品质。乳粉同时又富含钙和多种水溶解性维生素，可以用于饮料强化营养。

乳粉有助于泡沫的形成，而泡沫的形成在饮料的生产中相当重要，例如在奶昔产品中。随着乳制品蛋白质浓度的增加，泡沫因获得了更多均衡的气泡和更好的结构而变得更密集。脱脂乳粉和全脂乳粉在这些应用中的典型用量是5％～10％。如今，纳米技术的使用，促进了添加到澄清饮料中的乳制品配料方面的开发，并且表现出了非常良好的前景。这些配料能在不降低透明度的情况下，提高饮料的营养价值。

九、在婴幼儿配方食品中的应用

一般说来，跟牛奶相比，婴幼儿配方食品中含有更低水平的钠和蛋白质，更高水平的乳糖和维生素，特殊的蛋白质和钙磷配比以及旨在模拟人乳脂肪酸成分的、经过改良的脂肪配比。

乳粉为婴幼儿配方食品提供了一个良好的营养基础，包括提供了丰富的营养因子来源，例如钙、铜、铁、钾、镁、锰、钠、磷和锌。总的来说，乳粉和婴幼儿配方奶粉中这些营养因子的生物活性是相当高的。全脂乳粉同时含有多种水溶性维生素（例如核黄素、盐碱酰胺、吡哆醛、抗坏血酸、胆碱、肌醇、生物素、泛酸、叶酸和维生素B₁₂）和脂溶性维生素（例如维生素A、维生素E和β-胡萝卜素）。