附录：中国乳制品精深加工工艺技术与发展策略浅析
起源
乳制品精深加工（后简称为深加工）起源于对奶酪加工工艺中副产物——乳清的再利用。通过提取分离乳清中的高附加值组分来为婴儿配方类产品提供必须的原料，同时也可以通过乳清的再利用来提高乳加工过程中的投资回报率。
乳清约占加工原奶总体积的80%-90%，并保留了原奶中约50% 的营养成分：包括可溶性蛋白、乳糖、维生素和矿物质。乳清富含多种天然优质成分，包括高凝胶性的β- 乳球蛋白、类母乳蛋白α- 乳白蛋白、乳铁蛋白、免疫球蛋白、骨桥蛋白、乳过氧化物酶，以及益生元低聚半乳糖（GOS）的前体物质等。
随着全球乳品加工工艺的发展，目前除利用传统的凝乳类产品生产的乳清之外，也出现了利用膜过滤分离蛋白的全组分分离加工方式——这种加工方式可以避免外源性的物质加入，依靠乳本身干物质的特性来进行分离，保留了各组分本身的理化特性及功能性，使终产品具备更好的功能性以及更高的商业价值。
概念
乳是一种成分复杂的食品，约87% 的水和13% 的干物质组成。这些干物质悬浮或溶解在水中，根据固体类型、粒径及各组分间亲和力的不同，它们在水相中可形成多种分散系（如图）；乳中干物质主要成分为，脂肪、蛋白质、乳糖和矿物质（无机盐类），同时还含有其它微量成份，例如：色素、酶类、维生素和磷脂（具有类脂特性），以及气体。
乳品深加工是针对乳中不同干物质的物理及化学特性，通过乳脂分离、膜过滤、电渗析、离子交换、凝乳、酶解、蒸发浓缩、干燥等技术及工艺的组合，把乳中的组分分离、提取、加工、再利用，从而生产出更多高附加值、高功能性的乳基原料类产品，提升牛奶的利用率及价值，从而增加企业的收益。
深加工产品品类
乳品深加工的产品工艺路线复杂，技术门槛高，对工艺路线的稳定性以及连续性有着极高的要求；部分深加工产品需要以初加工产品的副产物作为原料进行提取，因此大部分深加工产品的产量及出成率较初加工产品低，但功能性及市场价值相对较高。
从全球的市场经验以及实际案例来看，绝大部分深加工工厂在规划时会结合多种初加工产品。以确保工厂可以高效连续的运行及生产，提高乳中各个干物质的利用率，寻求更高的投资回报率及商业价值。因此从乳深加工工厂规划以及加工工艺连贯性的角度考虑，其产品品类主要包含4个产品大类——奶酪类、乳蛋白及副产物原料类、乳脂类、以及新食品类，根据其加工工艺的不同可分为50 多个品类，再根据其终产品指标的不同可细分为190 多个不同的产品。乳原料的种类及成分不同也会导致乳品深加工的工艺技术、工艺路线以及最终产品的不同。同时由于多种产品原料的互斥性，因此乳品深加工并没有一个特定的工艺组合及结构，需要结合奶源情况、市场需求、产品定位等多方面的因素，综合规划考虑来确定符合企业实际需求的工艺方案。
附录图1 乳品深加工细分品类
乳品深加工工艺路线
纵观全球的乳品深加工工厂及实践案例，乳品深加工的工艺路线分为两大类：
1. 以酪蛋白凝固类产品作为主产品的工艺路线（见附录图 2）
即通过生产奶酪、干酪素、酪蛋白酸盐等产品来获取乳清。
附录图2 酪蛋白凝固类产品为主产品的工艺路线图
乳脂类产品
此工艺路线中的新鲜稀奶油的分离量，取决于酪蛋白凝固类产品的终产品指标要求，如生产干酪素及酪蛋白酸盐类产品，新鲜稀奶油需尽可能全部分离，分离后的稀奶油可全部用于乳脂类产品的加工。
乳清类产品
不同酪蛋白凝固类产品加工后得到的乳清类别和指标各不相同，后续可加工而成的产品类别和指标也各有差异：由酶凝硬质、半硬质、软质奶酪以及干酪素生产过程中产生的副产品乳清，称为甜乳清。由农家奶酪等鲜奶酪生产过程中产生的副产物乳清，称为奶酪酸乳清。采用矿物酸沉淀法生产酪蛋白产生的乳清为酸乳请。表显示了来自奶酪和酪蛋白生产的乳清的近似组成数据。乳清加工工艺详见第18 章。
高附加值功能性乳原料产品
为最大程度地保证具有高附加值但热不耐受的蛋白的提取率和保留率，应尽量避免过多的热处理及加工工艺步骤的影响，因此建议可以利用离子交换技术直接在脱脂奶中进行提取。但同时须考虑提取后的脱脂奶产品在后续产品生产中所受的法规影响，因为部分终产品不可以使用提取部分蛋白后的脱脂奶作为原料进行生产。如因法规限制无法从脱脂奶中提取具有高附加值的蛋白原料，也可选择从甜乳清中进行提取，但提取率和保留率较低，大概约为脱脂奶提取率的40%。
2. 通过膜过滤全组分分离的工艺路线（见附录图 3）
采用膜过滤、离子交换等技术的不同组合对脱脂奶进行蛋白分离的处理。由于不引入外源性的添加，因此分离后的蛋白被称为原生蛋白。以原生蛋白为原料加工而成的乳原料类产品，常被宣称功能性和营养物质保留得更加完整，拥有更好的应用性，因此其衍生产品的售价常高于凝乳类乳清产品。
随着逐级的成分分离，可以得到多种不同成分组成的乳原料类产品。这些产品随着工艺的复杂程度、功能性、应用性以及出成率的变化，价格会随之变化。
附录图3 通过膜过滤全组分分离的工艺路线
中国乳品深加工发展策略
目前国内原奶价格尚处于低位，且大量婴儿配方类产品的乳基原料依赖进口。在此前提下，乳基原料产品的国产替代无疑是加快乳品深加工发展的重要推动力。中国乳品深加工如何实现高质量且长久的发展，是摆在我们所有乳品从业者面前的一个重要课题。
经过一系列本土的市场调研及分析，我们认为实行全产业链推进策略是中国乳品深加工高质量发展的必经之路，即我们需要同时发展原料端（B2B）与最终产品端（B2C）的乳品深加工业务。
在拥有了基础的初加工能力后，中国乳品企业可借助全球的技术力量与经验，快速实现乳原料产品在中国的生产，完成乳原料自主生产的布局，同时还需要开发乳原料产品在消费产品中的应用。相较于针对企业（B 端）的原料类产品而言，直面消费者（C 端）的产品可以为企业带来更多的附加值，并且可以直接利用现有乳制品的市场销售渠道，完成产品多元化布局。
因此中国乳品深加工的发展必须要两条腿走路，即通过B 端的布局实现乳基原料国产替代，同时通过C 端产品的高回报实现乳品深加工产业的高质量发展。
除此之外，同时布局B 端和C 端业务，还可以在工厂规划中节省诸多设备、人员、运维的投资。例如：液态原料类产品直接转化为C 端产品，可以节省整个蒸发干燥设备的投资及运行成本，大大提升整个工厂或产品的投资回报率。
附录图4 中国乳品深加工全产业链推进策略
乳品深加工细分产品及工艺索引
1. 乳脂类产品
- 搅打稀奶油：脂肪含量较高（通常为35-40%）的稀奶油质地相当稠厚，可搅打呈浓厚泡沫状，故称为“搅打稀奶油”。搅打稀奶油无论是否经搅打，可应用于各种甜食或烹饪等场景。除口味好、耐保存外，搅打稀奶油还必须拥有良好的“搅打特性”，即易于搅打、能形成均匀细腻泡沫，体积增大较多（膨胀率高）。搅打产生的泡沫应坚实稳定，不易发生脱水收缩现象。是否拥有良好的搅打特性，取决于稀奶油是否具有足够高的脂肪含量。40%脂肪含量的搅打稀奶油通常易于搅打，但当脂肪含量降至30%及以下时，其搅打性能也会下降。然而，通过添加改善搅打特性的物质，如高卵磷脂含量的甜酪乳粉，可生产出脂肪含量较低（约25%）的优质搅打稀奶油。见第9章。
- 半脂稀奶油或咖啡稀奶油：脂肪含量较低（10-18%）的稀奶油，这种稀奶油的处理方式与搅打稀奶油基本相同，区别在于需将40%脂肪含量的稀奶油与脱脂奶混合以达到目标脂肪含量。随后调整稀奶油温度至均质温度。具体工艺路线见第9章。
- 黄油（80油）：根据《国际食品法典标准CXS 279》，黄油是一种完全以从乳和/或乳制品为原料制成的脂肪类产品，呈现为典型的油包水型乳状液。乳脂含量不低于80%，水分含量不高于16%，非脂乳固体含量不高于2%。黄油通常分为2大类：甜奶油黄油和发酵/酸奶油黄油。具体工艺详见第14章。
- 无水黄油和黄油脂：无水黄油和黄油脂是由纯度较高的乳脂构成的制品，根据《国际食品法典标准CXS 280-1973》定义，无水黄油、乳脂、黄油脂均是指完全来源于牛奶和/或乳制品、经加工几乎完全去除水分与非脂乳固体的脂肪制品。酥油则是完全由牛奶、稀奶油或黄油经加工几乎完全去除水分与非脂乳固体，并形成特定风味和物理结构的产品。上述产品的成分标准如下：
在中国我们所指的无水油多为无水黄油和无水黄油脂。其可以以新鲜稀奶油作为原料进行加工制成，也可以以黄油作为原料进行加工制成。具体工艺详见第15 章。
2. 奶酪类产品
从广义而言，奶酪可被视为牛奶浓缩物，其基础固形物主要由蛋白质（以酪蛋白为主）和脂肪构成。奶酪通常通过酪蛋白胶束的凝聚而形成：胶束相互交联，构成连续的酪蛋白网络。凝固可通过多种方式实现：降低pH 值（通过乳酸菌将乳糖发酵为乳酸或添加化学酸剂）、添加凝乳酶、加盐，或以上方法的组合运用。
奶酪的种类很多，各类奶酪可通过结构（质地、组织）、风味与外观等特征进行区分，这些特征取决于所用乳类、菌种选择及生产工艺的差异。水分含量可作为天然奶酪大类划分的依据，如硬质（低水分）、半硬质与软质奶酪。
再制造奶酪及奶酪制品区别于天然奶酪，其非直接由乳类加工制成。依据FAO/WHO A8(b)标准，再制奶酪是以不同熟化程度的各类奶酪为原料，经热处理制成的产品。
除此之外，也有按照脂肪含量，成熟时间，以及是否含有霉菌进行分类的。见附录表3。
- 切达奶酪：切达奶酪及其类似品类是全球产量第二大的奶酪。其非脂固体水分含量（MFFB）通常为55%，按此标准可归类为硬质奶酪（尽管已接近半硬质奶酪临界值）。工艺路线及原理见第16章。
- 半硬制奶酪：半硬质奶酪繁多，高达奶酪、埃门塔尔奶酪堪称最具代表性的半硬质奶酪。工艺路线及原理见第16章。
- 粒纹质地奶酪：太尔西特奶酪与哈瓦蒂奶酪是粒纹质地奶酪的典型代表。其机械化生产线原理与高达奶酪生产线类似，但存在若干差异。工艺路线及原理见第16章。
- 帕斯塔费拉塔奶酪：帕斯塔费拉塔奶酪意大利语原名Formaggio a pasta filata，其特点是具有“弹性”丝状凝乳结构，如马苏里拉和波萝伏洛奶酪。马苏里拉是全球产量最大的奶酪品类，传统马苏里拉奶酪原产于意大利中部，以当地水牛奶为原料，至今依然如此。也使用水牛奶与牛奶的混合配方，但现今多数产品仅使用牛奶。“高水分”马苏里拉通常以乳清浸泡的球状形态销售，常与番茄、橄榄油和罗勒搭配食用；而工业级帕斯塔费拉塔或称“低水分”马苏里拉，则作为披萨奶酪以块状或预切丝状销售。工艺路线及原理见第16章。
- 蓝纹奶酪：罗克福尔奶酪是知名的蓝纹奶酪，原产于法国阿韦龙省的罗克福尔地区。该奶酪采用绵羊奶制作，若使用其他乳种生产类似奶酪，则不得冠以“罗克福尔”之名。蓝纹奶酪是对内部发育蓝绿色霉菌的奶酪品类的统称，其他知名代表包括英国斯提尔顿奶酪、丹麦蓝纹奶酪和意大利戈贡佐拉奶酪。工艺路线及原理见第16章。
- 卡门贝尔奶酪：卡门培尔奶酪可作为表面由卡门培尔青霉和白青霉覆盖的典型代表，布里奶酪亦属此类。其制作工艺与蓝纹奶酪大体相似。但奶酪体型小而扁平。凝乳在模具中依靠自重压榨约15-20小时，期间需翻面约四次。随后在饱和盐水（含盐量约25%）中浸渍1.0-1.5小时。工艺路线及原理见第16章。
- 农家奶酪：农家奶酪是一种经过乳酸凝固（达到等电点，pH约4.7）形成的低酸度、拌入了调味奶油的新鲜凝乳。其最终凝乳经洗涤后覆
盖调味奶油。工艺路线及原理参见第16章。 - 定型新鲜奶酪：特沃劳格奶酪堪称最具代表性的定型新鲜奶酪。工艺路线及原理见第16章。
- 夸克奶酪：夸克奶酪被定义为“一种通常不经成熟即食用的酸性脱脂凝乳奶酪”。该产品常与奶油混合，有时也加入水果与调味料。各国对夸克奶酪的标准要求不一，其脱脂产品的干物质含量通常在14%-24%之间。夸克奶酪传统制法是将凝乳装入布袋沥水，而现代生产普遍采用连续浓缩技术。离心分离法最为常见，但是随着技术的革新，超滤技术逐步在替代传统的分离机生产方式。工艺路线及原理见第16章。
- 奶油奶酪：奶油奶酪属于未成熟软质奶酪，FAO/WHO C31标准将其描述为“具有温和乳脂香或酸香，是由乳酸与产香菌发酵所得之乳制品。该产品可涂抹或混合于其它食品中”。 其工艺路线与夸克奶酪有部分相同之处，离心分离法最为常见，但是随着技术的革新，超滤技术逐步在替代传统的分离机生产方式。
乳蛋白及副产物原料类产品
乳基原料类产品在中国乳制品行业中的应用相当广泛，但由于技术水平及产业结构的问题，目前这类产品大量依赖于进口。乳基原料类产品主要包括全蛋白类原料产品、酪蛋白类原料产品、乳清蛋白类原料产品、功能性蛋白类原料产品、乳糖类原料产品以及乳脂深加工副产物类原料产品等，不同类型产品由于指标不同、目标成分不同，所以提取路线及方案复杂度均不相同，而且即使同种产品也存在多种不同的提取路线。
3.1 全蛋白类原料产品
• 脱脂奶粉和零脂奶粉（SMP/NFDM）：脱脂奶粉与零脂奶粉极为相似，均通过去除巴氏杀菌脱脂奶中的水分制得。两者水分含量≤5%，乳脂含量≤1.5%（按重量计）。核心区别在于：脱脂奶粉的非脂固形物（SNF）中的乳蛋白含量需≥34%，而零脂奶粉蛋白标准要求是脱脂奶中的蛋
白质可通过添加乳糖或牛奶渗透液进行标准化。
工艺路线及原理见第19章。
• 乳蛋白浓缩物（MPC）与乳蛋白分离物（MPI）：乳蛋白浓缩物（MPC）通过将蛋白质与其他乳成分分离制得。先离心脱脂得到脱脂奶，再经超滤制成低乳糖脱脂浓缩液，随后经喷雾干燥成MPC粉。MPC主要根据蛋白质含量进行分级。例如，MPC70表示该粉末乳蛋白含量≥70%。蛋白质含量>90%的MPC即为分离全乳蛋白（MPI）。工艺路线及原理见第7.4章及第19章。
3.2 乳脂深加工副产物类原料产品
• 酪乳粉（BMP）：酪乳是从奶油搅拌制成黄油后剩余的液体（乳浆）。酪乳粉主要应用于烘焙（煎饼、华夫饼、饼干）、烹饪、饮料、零食糖果及加工食品等领域。
• 乳脂肪球膜（MFGM）：是乳中包裹乳脂肪球的3层生物膜，主要成分包括蛋白质、糖类和主要来源于乳腺细胞膜的脂质。MFGM蛋白组成因乳源不同而存在差异，MFGM蛋白不仅具有良好的乳化性能和胃肠消化稳定性，其特定蛋白组分还具备多种功能性，例如：具有抗炎、抗病毒、免疫调节、帮助脑神经发育、调节血脂、抗疲劳、优化运动肌肉表现等多种生物活性。MFGM蛋白可从酪乳中进行提取，多被应用于婴儿配方产品中。
3.3 酪蛋白类原料产品
• 干酪素（casein）：干酪素分为两类：酶凝干酪素与酸凝干酪素，多用于再制奶酪、缓释蛋白质补充剂、饼干、运动营养、腌制肉类、香肠以及一些化工应用场景中。酶凝干酪素通过酶促沉淀法制得，而酸凝干酪素则通过将脱脂奶酸化至其等电点（pH值4.6-4.7）获得。两种干酪素均需经过沉淀、
洗涤、浓缩及干燥工序，其凝块通常采用流化床干燥器进行干燥。工艺路线及原理见第16章及第19章。
• 酪蛋白酸盐：酪蛋白酸盐可定义为酪蛋白与轻金属——比如单价钠（Na+）或二价钙（Ca++）的化合物。酪蛋白酸盐是从干酪素衍生的化合物，可分为钙、钠和钾酪蛋白酸盐，其中钙与钠酪蛋白酸盐最为常见。每种类型均具独特特性与用途。工艺路线及原理见第16章及第19章。
• 胶束酪蛋白浓缩物（MCC）与分离物（MCI）:胶束酪蛋白浓缩物(MCC)通过微滤（MF）超滤（UF）和纳滤（NF）组合的方式从脱脂奶中进行提取分离，脱除乳清蛋白、乳糖和可溶性矿物质。与MPC类似，MCC根据其蛋白质含量进行分级。蛋白质含量>90%的MCC即为胶束酪蛋白分离物（MCI）。MCC干燥条件与MPC相近。MCC和MCI通常在宽体喷雾干燥塔上进行多级干燥。工艺路线及原理见第7.4章及第19章。
• β-酪蛋白富集或浓缩物：通过β-酪蛋白在低温下可从酪蛋白胶束中解离的性质从脱脂奶或者MCC液体中进行β-酪蛋白的分离及提取，提取后的产品多用在婴儿配方类产品中。
• 酪蛋白水解物：利用特定酶将酪蛋白水解或分解为肽段。此举可用于制备具特定功能特性的蛋白水解物。
3.4 乳清蛋白类原料产品
乳清蛋白类原料产品是由乳清液加工而来，乳清液根据工艺以及指标的不同分为三大类：完美乳清（通过微滤分离法获得的乳清），甜乳清（由硬质、半硬质或软质奶酪以及酶凝干酪素生产过程中产生的副产品乳清）以及酸乳清（农家奶酪等鲜奶酪或采用矿物酸沉淀法生产干酪素和酪蛋白酸盐类产品生产过程中产生的副产物乳清）。
附录图5 乳清加工方案
• 甜乳清粉（SWP）：甜乳清粉由新鲜乳清经巴氏杀菌后不添加任何防腐剂直接干燥制成，其原料乳清来源于硬质干酪、切达干酪、马苏里拉奶酪和瑞士干酪等奶酪的生产过程。甜乳清粉的生产工艺分为两种：一是将蒸发浓缩后的乳清浓缩液直接干燥，二是对乳清浓缩液进行预结晶后再干燥，后者是乳清粉生产中最常用的工艺。两种方法均采用单级干燥。工艺路线及原理见第18章及第19章。
• 脱盐乳清粉（Demin WP）：脱盐乳清粉是通过纳滤、电渗析、离子交换等方式去除乳清中大部分矿物质而制成的产品，其原料乳清是干酪或酪蛋白生产过程中的副产物——甜乳清。产品名称中的数字代表矿物质的脱除率，例如D30表示脱盐率为30%，D90表示脱盐率为90%。工艺路线及原理见第18章及第19章。
• 酸乳清粉(AWP)：酸乳清产生于酸凝干酪制作过程中的凝乳环节，是希腊酸奶、农家干酪和奶油干酪生产中的副产品，主要作为饲料等。工艺路线及原理见第18章及第19章。
• 浓缩乳清蛋白(WPC)和分离乳清蛋白(WPI)：浓缩乳清蛋白和分离乳清蛋白的生产是通过多个步骤从乳清中提取并纯化蛋白质。分离乳清蛋白亦可采用超滤结合微滤技术从脱脂乳中提取，从而获得更高级别的乳清蛋白粉。与MPC类似，WPC主要根据蛋白质含量进行分级。例如WPC85表示该粉末乳蛋白含量≥85%。蛋白质含量超过90%的WPC即为WPI，其乳糖含量低于1%，脂肪含量低于1.5%。工艺路线及原理见第18章及第19章。
• 乳清蛋白磷脂浓缩物(WPPC)：WPPC为脂肪含量15-20%的浓缩乳清蛋白（WPC）。其为生产WPI时候微滤的副产物。工艺路线及原理见第19章。
• α-乳白蛋白、β-乳球蛋白：α-乳白蛋白、β-乳球蛋白是乳清蛋白的关键组成成分，由于其独特的功能性，常被添加于婴儿配方类产品中，来促进婴幼儿健康成长。这些组分的生产过程涉及多个步骤，需从乳清中分离并浓缩不同蛋白质成分，同时确保其纯度与功能性。这不仅提升了乳清蛋白的营养与功能特性，还使其可广泛应用于各类营养与治疗型产品。可采用膜分离或者离子交换的方式进行提取。
• 水解乳清蛋白（WPH）：利用特定酶将乳清蛋白水解或分解为肽段。此举可用于制备具特定功能特性的蛋白水解物，可用于加工特定人群食用的食品。
3.5 乳糖类原料产品
• 乳清渗透液粉（WPP）：乳清渗透物是生产乳清蛋白浓缩物及分离物过程中产生的副产品，其主要成分为乳糖与盐类，也可能含有少量单糖（如葡萄糖、半乳糖）及有机酸（如乳酸、柠檬酸）。多用于烘焙食品、糖果制品、生物发酵原料、动物饲料及食品添加剂等。工艺路线及原理见第18章及第19章。
• 乳糖（Lactose）: 乳糖粉是乳糖的精制形态，这是一种来源于牛奶的双糖。根据奶源不同，乳糖约占乳固体总量的40-55%。溶液中的乳糖以α-乳糖和β-乳糖的固定比例存在，其溶解度相对较低，在95℃以下时α-乳糖溶解度低于β-乳糖。乳糖在常温下以α-乳糖—水合物形式结晶，结晶水占干固体重量的5%。乳糖是众多营养配方的重要成分，也是（药用）片剂中常用的填充剂以及其他乳糖衍生物的原料。工艺路线及原理见第18章及第19章。
• 低聚半乳糖（GOS）：以乳糖为原料，通过酶法水解生成的一种益生元产品，多用于婴儿配方产品以及特医类产品中。工艺路线及原理见第18章。
• 乳酸铵（Ammonium lactate）和乳酰尿素（Lactosyl urea）：反刍动物饲料中的天然蛋白质可部分由非蛋白氮产物替代，因牛瘤胃中特定微生物能利用尿素与氨合成蛋白质。但为平衡氮源与能量供应，需将尿素和氨转化为可缓慢释放氮的形态，以优化瘤胃内的蛋白质合成。乳酰尿素与乳酸铵是两类基于乳清的此类产品。工艺路线及原理见第18章。
3.6 功能性蛋白类原料产品
• 乳铁蛋白（LF）、乳过氧化物酶（LPO）和牛奶碱性蛋白（MBP）：乳铁蛋白、乳过氧化物酶以及牛奶碱性蛋白作为一种功能性蛋白在婴幼儿配方奶粉、保健食品、护肤品及牙膏等产品领域备受生产者亲睐。由于具有特定功能性，所以商业价值较高，可以采用膜过滤和离子交换的方式从脱脂奶或者乳清中进行提取。工艺路线及原理见第18章。
利乐深耕乳品加工领域四十余年，始终以最前沿的加工技术与解决方案，帮助行业发掘牛奶中的“黄金价值”，满足广大消费人群的营养需求。我们相信，乳品深加工技术将推动市场产品优化，有效拓展市场边界，开发出功能性乳制品、营养强化产品、医用乳品等产品，助力中国乳业从“量的积累”迈向“质的飞跃”。利乐将继续以完整端到端解决方案，与中国乳企携手，共同推动乳业发展进入一个全新的时代。