第八章液体奶加工.ppt

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1、1,第八章 液体奶加工,2,第一节 消毒乳的概念和种类,一、消毒乳的概念及种类 消毒乳又称杀菌乳，系指以新鲜牛乳、稀奶油等为原料，经净化、杀菌、均质、冷却、包装后，直接供应消费者饮用的商品乳。,3,（一）按原料分,这类产品主要有稀奶油、脱脂奶、标准化奶、花色奶、用于咖啡的淡稀奶油和用于甩打的稀奶油。 1、普通全脂消毒乳 以合格鲜乳为原料，不加任何添加剂而加工成的消毒鲜乳。 2、脱脂消毒奶 将鲜牛乳中的脂肪脱去或部分脱去而制成的消毒奶。,4,3、强化牛乳 把加工过程中损失的营养成分和日常食品中不易获得的成分加以补充，使成分加以强化的牛乳。 4、复原乳 也称再制奶。系以全脂奶粉、浓缩乳、脱脂奶粉和

2、无水奶油等为原料，经混合溶解后制成与牛乳成分相同的饮用乳。 5、花色牛乳（Flavore Milk） 以牛乳为主要原料，加入其它风味食品，如可可、咖啡、果汁（果料），再加以调色调香而制成的饮用乳。,5,(二) 按杀菌强度分,1低温杀菌(LTLT)牛乳 也称保温杀菌乳。牛乳经6265，30min保温杀菌。在这种温度下，乳中的病原菌，尤其是耐热性较强的结核菌都被杀死。 2高温短时间(HTST)杀菌乳 通常采用7275，l5s杀菌，或采用7585，1520s杀菌。由于受热时间短，热变性现象很少，风味有浓厚感，无蒸煮味。,6,3超高温杀菌(UHT)乳,一般采用120150，0.58s杀菌。由于耐热性细

3、菌都被杀死，故保存性明显提高。但如原料乳质量不良（如酸度高、盐类不平衡），则易形成软凝块和杀菌器内挂乳石等，初始菌数尤其芽孢数过高则残留菌的可能性增加，故原料乳的质量必须充分注意。由于杀菌时间很短，故风味、性状和营养价值等与普通杀菌乳相比无差异。,7,4灭菌牛乳,灭菌牛乳可分两类，一类为灭菌后无菌包装；另一类为把杀菌后的乳装入容器中，再用110120，l020min加压灭菌。 如要生产高质量消毒乳制品，除了需要优质的原料外，还必须保证合理的工艺流程设计和加工处理适当，使牛奶中含有的营养物质蛋白质、脂肪、乳糖；无机盐和维生素不受损坏。如果上述任何物质受到损坏，将会减少产品营养价值。,8,第二节

4、巴氏消毒奶加工,一、 巴氏消毒奶加工 巴氏杀菌是指杀死引起人类疾病的所有微生物及最大限度破坏腐败菌和乳中酶的一种加热方法,以确保食用者的安全性。,9,（一）工艺流程 巴氏消毒奶工艺流程如下： 原料乳的验收过滤、净化标准化均质杀菌冷却灌装检验冷藏,10,（二）生产工艺技术要求,1.原料乳的验收和分级 消毒乳的质量决定于原料乳。因此，对原料乳的质量必须严格管理，认真检验。只有符合标准的原料乳才能生产消毒乳。,11,2.过滤或净化 目的是除去乳中的尘埃、杂质。 3.标准化 标准化的目的是保证牛奶中含有规定的最低限度的脂肪。各国牛奶标准化的要求有所不同。一般说来低脂奶含脂率为0.5，普通奶为3。因而，

5、在乳品厂中牛奶标准化要求非常精确，若产品中含脂率过高，乳品厂就浪费了高成本的脂肪，而含脂率太低又等于欺骗消费者。因此，每天进行分析含脂率是乳品厂的重要工作。 我国规定消毒乳的含脂率为3.0, 凡不合乎标准的乳都必须进行标准化。,12,4.均质,在消毒奶生产中均质是将乳中脂肪球在强力的机械作用下破碎成小的脂肪球。目的是为了防止脂肪的上浮分离，并改善牛乳的消化、吸收程度。,13,均质可以是全部的，也可以是部分均质。许多乳品厂仅使用部分均质，主要原因是因为部分均质只需一台小型均质机，这从经济和操作方面来看都有利；牛奶全部均质后，通常不发生脂肪球絮凝现象，脂肪球相互之间完全分离。相反地，将稀奶油部分均

6、质时，如果含脂率过高，就有可能发厩蛐跄窒(粘滞化)。因此，在部分均质时稀奶油的含脂率不应超过12。,14,通常进行均质的温度为65，均质压力为1020MPa。如果均质温度太低，也有可能发生粘滞现象。,15,5巴氏杀菌,鲜乳处理过程中往往受许多微生物的污染 (其中80为乳酸菌)，因此，当利用牛乳生产消毒牛乳时，为了提高乳在贮存和运输中的稳定性、避免酸败、防止微生物传播造成危害，最简单而有效的方法就是利用加热进行杀菌或灭菌处理。,16,杀菌或灭菌不仅影响消毒乳的质量，而且影响风味和色泽、保存期。因此，巴氏杀菌的温度和持续时间必须准确。加热杀菌形式很多，一般牛奶高温短时巴氏杀菌的温度通常为75，持续

7、1520s；或8085，1015s（图8-1）。如果巴氏杀菌太强烈，那么该牛奶就有蒸煮味和焦糊味，稀奶油也会产生结块或聚合。 均质破坏了脂肪球膜并暴露出脂肪，与未加热的脱脂奶（含有活性的脂肪酶）重新混合后缺少防止脂肪酶侵袭的保护膜，因此混合物必须立即进行巴氏杀菌。,17,6冷却,乳经杀菌后，就巴氏消毒奶、非无菌灌装产品讲虽然绝大部分或全部微生物都已消灭，但是在以后各项操作中还是有被污染的可能，为了抑制牛乳中细菌的发育，延长保存性，仍需及时进行冷却，通常将乳冷却至4左右。而超高温奶、灭菌奶则冷却至20以下即可。,18,热处理时间,温度（）,图8-1 热处理温度强度对乳中细菌和酶的影响,19,7灌

8、装,灌装的目的主要为便于零售，防止外界杂质混入成品中、防止微生物再污染、保存风味和防止吸收外界气味而产生异味以及防止维生素等成分受损失等。灌装容器主要为玻璃瓶、乙烯塑料瓶、塑料袋和涂塑复合纸袋包装。,20,（1）玻璃瓶包装,可以循环多次使用，破损率可以控制在0.3左右。与牛乳接触不起化学反应，无毒，光洁度高，又易于清洗。缺点为重量大，运输成本高，易受日光照射，产生不良气味，造成营养成分损失。回收的空瓶微生物污染严重，清洗消毒很困难。,21,（2）塑料瓶包装,塑料奶瓶多用聚乙烯或聚丙烯塑料制成，其优点为重量轻，、可降低运输成本；破损率低，循环使用可达400500次；除能耐碱液和次氯酸的处理。聚丙

9、烯具有刚性，能耐酸碱外，还能耐150的高温。其缺点是旧瓶表面容易磨损，污染程度大，不易清洗和消毒。在较高的室温下，数小时后即产生异味，影响质量和合格率。,22,（3）涂塑复合纸袋包装,这种容器的优点为容器质轻，容积亦小，可降低送奶运费；不透光线使营养成分损失小；不回而减少污染。缺点为包材影响产品质量和合格率；一次性消耗，成本较高。,23,二、生产线及生产过程,生产普通消毒奶的各家乳品厂工艺流程的设计差别很大。例如：标准化可以采用预标准化、后标准化或者直接标准化，而均质也可以是全部的或者是部分的均质。最简单的工艺是生产巴氏杀菌全脂奶(图8-2)，这种加工线包括一台净乳机、巴氏杀菌器、缓冲罐和包装

10、机。,24,该过程中，牛奶通过平衡槽(1)进入巴氏杀菌器(4)，如果牛奶中含有大量的空气或异常气味物质就要脱气，脱气是在真空脱气机中进行。牛奶经脱气后进入分离机(5)，在这里受离心机作用分成稀奶油和脱脂乳。,25,图8-2 部分均质的消毒奶生产线 1-平衡槽 2-物料泵 3- 流量控制器 4-板式热交换器 5-离心机 6-恒压阀 7-流量传感器 8-浓度传感器 9-调节阀 10-逆止阀 11- 检测阀 12-均质机 13-升压泵 14-保温管 15-回流阀,26,不管进入的原料奶含脂率和奶量发生任何变化，从分离机流出来的稀奶油的含脂率都能调整到要求的标准，并保持这一标准。稀奶油部分的含脂率通常

11、调到40，也可调到其他标准，例如，如该稀奶油打算用来生产黄油，则可调到37。 在这一生产线中，均质是部分均质，即只对稀奶油部分均质。离开分离机的稀奶油和脱脂奶并不立即混合，而是刚好在进入流量传感器之前在管道中进行。,27,从分离机出来的稀奶油进入一台稀奶油巴氏杀菌器进行热处理。开始时在回流段预热，即用已经过热处理的一种产品来预热进入的产品，该产品同时也被冷却。然后经预热的稀奶油被送走，经过升压泵(13)把它送到巴氏杀菌器的加热段。升压泵增加了稀奶油的压力，即经巴氏杀菌产品(稀奶油)的压力要比加热介质和在热交换段使用的非巴氏杀菌产品的压力大。这样，如果发生渗漏，经巴氏杀菌的稀奶油受到保护不致与未

12、经巴氏杀菌的稀奶油或者加热介质混合。,28,在加热后，为了保证稀奶油已经进行过合适的巴氏杀菌，必须进行一次检查。如果没有达到预定的温度值，则回流阀(15)就要启动，该产品被送回至浮子室，即重复进行巴氏杀菌；如果温度值达到正常，稀奶油进入热交换器冷却到均质温度。,29,冷却后的稀奶油通过流量传感器(7)和(8)来的信号，调节阀门(9)多余的稀奶油送回到巴氏杀菌器的冷却段进行冷却，然后进入一收集罐中。准备重新混合的稀奶油在热处理后进入均质机(12)。为了达到部分均质所能得到的良好效果，稀奶油的含脂率必须减少到10%12，这可通过添加从分离机脱脂奶出口处流出的脱脂奶而达到。,30,流入均质机的脱脂奶

13、数量通过调节进口的压力而保持恒定。该均质机使用一台定量泵，该泵在一定的进口压力下，能把相同数量的稀奶油泵过均质头。于是，吸入正确数量的脱脂奶，并在均质前与稀奶油在管道中混合。从而保持含脂率的正确性。,31,均质后，稀奶油在脱脂奶管道中与脱脂奶重新混合。含脂率已标准化的牛奶被送入巴氏杀菌器的加热段进行巴氏杀菌。通过连结在板式热交换器中的保持段达到必要的保持时间，如果温度过低，转流阀(15)改变流向，该奶送回浮子室。,32,正确地进行巴氏杀菌后，牛奶通过热交换段，与流入的未经处理的奶进行热交换，而本身被降温，然后继续到达冷却段，用冷水和冰水冷却，冷却后先通过缓冲罐，再进行灌装。泵(13)是一台升压

14、泵，它把产品的压力提高到一定程度，即当板式热交换器中发生渗漏现象，巴氏杀菌奶不会受到未经处理的奶或冷却介质的污染。,33,第三节 灭菌奶加工,经过灭菌的乳制品，其中微生物已经达到商业无菌，因此具有极好的保存特性，可在较高的温度下长期贮藏。 因此，许多城市型乳业也能向农村市场或其他地区和热带地区的市场销售灭菌的乳制品。运输半径通常为800公里，从经济角度能和得上，距离如果在长，费用就和不上了。,34,国外灭菌乳制品主要包括： 灭菌的牛奶、咖啡稀奶油；甩打奶油、冰淇淋和巧克力风味乳等。 国内主要是：灭菌的牛奶、花色风味乳和乳酸饮料等。 我们以灭菌牛奶为例，其余产品的灭菌均用类似的方法处理，只是针对

15、每种产品各自的性能，例如粘度、对处理的敏感性等，因此处理时略有不同。,35,一、灭菌方法,1二次灭菌 牛奶的二次灭菌有三种方法：一段灭菌、二段灭菌和连续灭菌。 （1）一段灭菌时，牛奶先预热到约80，然后灌装到干净的、加热的瓶子中。瓶子封盖后，放到杀菌器中，在110120温度下灭菌1040min，对奶的损害最大。,36,（2）二段灭菌时，牛奶在l30140温度下预杀菌220s。这段处理可在一管式或板式热交换器中靠间接加热的办法进行，或者是用蒸汽直接喷射牛奶。 当牛奶冷却到约80后，灌装到干净的、热处理过的瓶子中，封盖后，再放到灭菌器中进行灭菌。 后一段处理不需要象前一段杀菌时那样强烈，因为第二阶

16、段杀菌的主要目的只是为了消除第一阶段杀菌后重新染菌的危险。,37,（3）连续灭菌时，牛奶或者是装瓶后的奶在连续工作的灭菌器中处理，或者是在无菌条件下在一封闭的连续生产线中处理。 在连续灭菌器中灭菌可以用一段灭菌，也可以用二段灭菌。 奶瓶缓慢地通过杀菌器中的加热区和冷却区往前输送。这些区段的长短应与处理中各个阶段所要求的温度和停留时间相适应。,38,2超高温（UHT）灭菌,超高温灭菌奶是在连续流动情况下，在l30杀菌ls或者更长的时间，然后在无菌条件下包装的牛奶。 系统中的所有设备和管件都是按无菌条件设计的，这就消除了重新染菌的危险性，因而也不需要二次灭菌。目前大多数都是这种灭菌方法。,39,（

17、1）超高温灭菌方法,有两种主要的超高温处理方法直接加热法和间接加热法。 在直接加热法中，牛奶通过直接与蒸汽接触被加热；或者是将蒸汽喷进牛奶中，或者是将牛奶喷入到充满蒸汽的容器中。 间接加热是在一热交换器中进行，加热介质的热能通过间隔物传递给牛奶。,40,（2）超高温灭菌运转时间,在超高温灭菌设备中对牛奶进行强烈的热处理，会引起牛奶在设备的热传递表面上形成一些蛋白质沉淀。 这些沉积物逐渐变厚，引起热传递表面的压降和热介质与间接杀菌设备中的产品之间的温度增加。增大的温度差对产品产生不利的影响，所以在经过一定的生产周期后，必须把设备停下来，清洗热传递表面。运转时间随设备的设计和产品对热处理的敏感性的

18、不同而变化。,41,3保存期,保存期是指产品质量保持在规定标准以上的贮存时间，这个概念可以说是主观的如果产品的质量标准定得低一些，则贮存时间可以长一些。 贮存期测定物理和化学指标为：粘度增加、沉淀和形成乳脂层； 感官指标是：味道、气味和颜色的变质。,42,二、加工工艺,（一）原料质量和预处理 用于灭菌的牛奶必须是高质量，即牛乳中的蛋白质能经得起剧烈的热处理而不变性。 为了适应超高温处理，牛奶必须至少在75的酒精浓度中保持稳定。一般正常为72%,否则将不稳定易沉淀。,43,下列牛奶不适宜于超高温处理： （1）酸度偏高的牛奶； （2）牛奶中盐类平衡不适当； （3）牛奶中含有过多的乳清蛋白(白蛋白、

19、球蛋白等)，即初乳。 另外牛奶的细菌数量，特别对热有很强抵抗力的芽孢及数目应该很低。,44,（二）超高温灭菌工艺,1蒸汽喷射直接超高温加热 （1）预热 经预处理的原料奶，在预热段预加热到80-90 （2）升压及灭菌 经预热的奶通过一台排液泵升压到0.4Mpa，提高压力的目的是为了防止当牛奶在加热时在管中产生沸腾。,45,通过蒸汽喷射头将过热蒸汽吹进牛奶中，使牛奶瞬间升高到l40灭菌，并在保温管中保持34s. 温度传感器安装在保温管中以监视和记录杀菌温度。,46,牛奶从保温管穿过偏流阀进入到膨胀管，瞬间膨胀引起瞬时蒸发乳温从140降到76。在此真空条件的保持是通过一台真空泵完成，并保持着相当于在

20、约76时沸腾的绝对压力。通过对系统进行调节，使沸腾蒸发的水量相当于用于杀菌的喷射蒸汽量，因此牛奶中总固形物含量在杀菌前后是一样的。在膨胀管中的闪蒸可排除溶解在牛奶中的气体。,47,（3）回流,如果牛奶在进入保温管之前未达到正确的杀菌温度，在生产线上的传感器便把这个信号传给控制盘。然后回流阀开动，把产品回流到冷却器，在这里牛奶冷却到75再返回平衡槽。,48,（4）均质,牛奶从膨胀管用一台无菌泵送到均质机， 均质机通常在1625MPa压力下运行均质。均质机是按无菌设计的，即通过将蒸汽稳定地送到活塞密封垫保持产品的无菌。,49,（5）无菌冷却,经过均质后，牛奶用泵送向无菌板式热交换器，冷却到包装温度

21、。,50,2间接超高温加热,在一些国家禁止直接用蒸汽喷射牛奶杀菌，另外直接加热法对用于这种用途的蒸汽的质量要求严格：蒸汽必须具有食品级纯度。因此，许多乳品厂宁愿使用间接加热设备，其生产线见图8-3。,51,（1）预热和均质,牛奶从料罐泵送到超高温灭菌设备的平衡槽，由此进入到板式热交换器的预热段与高温奶热交换，使其加热到约66，同时无菌奶冷却，经预热的奶在1525MPa的压力下均质。 在杀菌前均质可以使用普通的均质机，要比无菌均质便宜得多。,52,（2）杀菌,经预热和均质的牛奶进入板式热交换器的加热段，在此被加热到l37。 加热用热水温度由蒸汽喷射予以调节。 加热后，牛奶在保持管中流动4s。,5

22、3,（3）回流,如果牛奶在进入保温管之前未达到正确的杀菌温度，在生产线上的传感器便把这个信号传给控制盘。然后回流阀开动，把产品回流到冷却器，在这里牛奶冷却到75再返回平衡槽或流入一单独的收集罐。一旦回流阀移动到回流位置，杀菌操作便停下来。,54,（4）无菌冷却,离开保温管后，牛奶进入无菌预冷却段，用水从137冷却到76。进一步冷却是在冷却段靠与奶热交换完成，最后冷却温度要达到约20。,55,图8-3 管式间接UHT奶生产线 1-平衡管 2-料泵 3-管式热交换器 4-保持管 5-间接蒸汽加热 6-缓冲罐 7-真空泵 8-均质机 9-无菌管 10-无菌灌装机,乳 蒸汽 冷却水 加热水 真空浓缩,

23、56,3设备的操作过程,在生产前设备必须灭菌，通过蒸汽喷射头将蒸汽吹进生产系统，当杀菌温度达到140，30min。如果温度下降到低于140将重新杀菌过程。在灭菌以后，用水运转一段时间把它提高到稳定的运转温度，然后用物料代替无菌水而开始生产。,57,工作几个小时以后，在保温管里通常聚集一定数量的沉淀物。这时可以进行一次无菌中间清洗处理，在完全无菌条件下约清洗30 min。如果使用无菌罐，中间清洗可以规定在生产中进行而用不着停下包装线。 设备清洗完全是自动的，根据预先编成的程序进行，保证每次清洗都能达到同样结果。,58,（三）无菌包装,所谓无菌包装(Aseptic Package)是将杀菌后的牛乳

24、，在无菌条件下装入事先杀过菌的容器内。可供牛乳制品无菌包装的设备主要有:无菌菱形袋包装机；无菌砖形盒包装机；无菌纯包装机；多尔无菌灌装系统；安德逊成型密封机等。,59,牛奶从无菌冷却器流入包装线，包装线是在无菌条件下操作。为了补偿设备能力的差额或者包装机停顿时的不平衡状态，可在杀菌器和包装线之间安装一个无菌罐。 这样，如果包装线停了下来，产品便可贮存在无菌罐中。当然处理的奶也可以直接从杀菌器输送到无菌包装机，由于包装处理不了而出现的多余奶可通过安全阀回流到杀菌设备，这一设计可减少无菌罐的潜在污染。,60,第三节 再制奶的加工,61,所谓再制奶就是把几种乳制品，主要是脱脂乳粉和无水黄油，经加工制

25、成液态奶的过程。 其成分与鲜奶相似，也可以强化各种营养成分。再生奶的生产克服了自然乳业生产的季节性，保证了淡季乳与乳制品的供应，并可调剂缺乳地区对鲜奶的供应。,62,一、再制奶的原料,1脱脂乳粉和无水黄油 是再制奶主要原料，质量的好坏对成品质量有很大影响，必须严格控制质量，贮存期通常不超过12个月。 2水 水是再制奶的溶剂，水质的好坏直接影响再制奶的质量。金属离子(如Ca2+、Mg2+)高时，影响蛋白质胶体的稳定性，故应使用软化水质。,63,添加剂,再制奶常用的添加剂有： （1)乳化剂 稳定脂肪的作用，常用的有磷脂，添加量为0.1。 (2) 水溶性胶类 可以改进产品外观、质地和风味，形成粘性溶

26、液，兼备粘结剂、增稠剂、稳定剂、填充剂和防止结晶脱水的作用。 其中主要的有：阿拉伯树胶、果胶、琼脂、海藻酸盐及半人工合成的水解胶体等。乳品工业常用的是海藻酸盐，用量为0.3%0.5。,64,(3)盐类 如氯化钙和柠檬酸钠等，稳定蛋白质作用。 (4)风味料 天然和人工合成的香精 ，增加再制奶的奶香味。牛奶增香剂,蒙牛. (5)着色剂 常用的有胡萝卜素、安那妥等，赋予制品的良好颜色。,65,二、再制奶的加工工艺,（一）加工方法 1全部均质法 先将脱脂奶粉和水按比例混合成脱脂奶，再添加无水黄油、乳化剂和芳香物等，充分混合。 然后全部通过均质，再杀菌冷却而制成。,66,2部分均质法,先将脱脂奶粉与水按

27、比例混合成脱脂奶，然后取部分脱脂奶，在其中加入所需的全部无水黄油，成高脂奶(含脂率为8%15)。将高脂奶进行均质；再与其余的脱脂奶混合，经消毒、冷却而制成。,67,3先用脱脂奶粉、无水黄油等混合制成炼乳，然后用杀菌水稀释而成。 再制奶所用的原料(脱脂奶粉、无水黄油)都是经过热处理的，其成分中的蛋白质及各种芳香物质受到一定的影响。 因此，各国常把加工成的再制奶与鲜奶按比例混合后，再供应市场(通常比例为50:50)，鲜奶必须先经杀菌，否则要求在混合后再杀菌。,68,1.水粉的混合 水的温度通常为40，在该温度下脱脂奶粉的溶解度最佳。每批所需要的水和脱脂奶粉的量要计算准确，要考虑到奶粉的损耗率，一般

28、为3。,（二）生产操作工艺,69,当粉刚与水混合时，奶粉颗粒在水中呈悬浊颗粒，只有当奶粉不断分散溶解，吸水膨润之后，奶粉才能成为胶体状态分布于水中。 水粉混合能改进成品奶的外观、口感、风味，还能减少杀菌中的结垢。时间的长短，可根据生产设备配置情况而定，一般要求30min以上。,70,2.添加无水黄油,无水黄油熔化后与脱脂奶混合有两种方法：即罐式混合法和管道式混合法。 （1）罐式混合法 将已熔化好的无水黄油加入贮罐中，然后泵加到混到合罐中，重新开动搅拌器，使乳脂在脱脂奶中分散开来；用泵把混合后的奶从罐中吸出，经过双联过滤器；把杂质及外来物滤出。,71,(2) 管道式混合法 基本过程与上式相同，只

29、是脂肪不与脱脂奶在混合罐中混合， 而是在管道中混合。经熔化后的无水黄油，通过一台精确的计量泵，连续地按比例与另一管中流过的脱脂奶相混合，再经管道混合器进行充分混合。,72,3预热均质 混合的脱脂奶和奶油必须均质，以使脂肪处于分散状态。由于鲜奶中的脂肪外包有球膜，保护脂肪呈稳定状态存在，而无水奶油在加工过程中失去了球膜，分散的脂肪容易再凝聚，因此要求均质后的脂肪球直径为1-2m左右，并且选择适宜的乳化剂。,73,混合后的原料在热交换器中加热到6065，打入均质机，常用的均质压力为15-23Mpa。如果使用脱气机，考虑到脱气过程中的热损失，把过滤后的奶加热到比均质温度高78，脱气后进行均质。 4杀菌、冷却、灌装 经均质的奶再在热交换器中进行杀菌，而后在另一段进行冷却、打入缓冲罐或直接灌装，或与鲜奶混合以提高奶香味再灌装。,