牛奶：美国的生产、加工与营养
背景
牛奶是源自多种哺乳动物的营养丰富饮料，最常见为奶牛。美国和许多工业化国家，生牛乳经加工后饮用。加工调节脂肪含量、强化必需维生素、消除有害细菌。除饮用外，牛奶还是黄油、奶油、酸奶、奶酪等乳制品基础原料。
历史沿革
饮奶习惯可能始于约公元前9000年伊朗高原驯化山羊绵羊，随后公元前7000年现土耳其和非洲部分地区驯化牛。古希腊罗马已制奶酪，饮奶随后几个世纪传遍欧洲。
1600年代牛引入美国。独立战争前乳制品主要农场自给。1790年波士顿、纽约、费城等城市需求增大，推动引进荷斯坦-弗里西（1795）、艾尔夏（1822）、根西（1830）。
工业化带来新加工技术。1856年Gail Borden专利真空加热法制炼乳，1861年商业化。Borden炼乳南北战争供联邦军队普及产品。1863年路易·巴斯德热处理葡萄酒奠定牛奶巴氏杀菌基础，19世纪末美国广泛采用。
1884年Henry Thatcher博士专利Common Sense Milk Jar玻璃奶瓶，蜡纸盖密封。此设计成行业标准至1950年代蜡纸盒取代瓶装。
1990年美国牛奶产量达约1480亿磅（675亿公斤），折合172亿加仑（651亿升）。约37%作流体奶和奶油销售，32%制奶酪，17%制黄油，8%制冰淇淋冷冻甜点，其余干奶/罐奶分销。
牛奶类型
牛奶品种因脂肪含量、加工法、产奶牛品种而异。美国FDA设联邦标准，多州采纳。1998年前全脂奶≥3.25%脂，低脂0.5-2.0%，脱脂<0.5%。1998年后2%奶标"低脂"，1%可标"低脂"。淡奶油≥18%脂；浓奶油≥36%。
加工分类含巴氏杀菌（热处理杀菌）、均质化（脂肪球均匀分布）、维生素强化（加维A和D）。美国零售奶多为巴氏杀菌、均质化、强化奶。
A级奶在严格卫生条件产出，占美国奶~90%。B级仅适制造特定奶酪等制品。认证奶标准更高溢价销售。
特种奶——如巧克力风味奶、金根西、全泽西——因风味优或脂肪高溢价。
浓缩奶制品含炼乳、甜炼乳、奶粉，按递增程度去除流体奶水分。
原材料
平均牛奶成分：87.2%水、3.7%脂、3.5%蛋白、4.9%乳糖、0.7%灰分。泽西牛典型85.6%水、5.15%脂。季节、饲料、品种差异影响数值。
强化：多数低脂脱脂奶每夸脱含400 IU维D和2000 IU维A。
制造工艺
牛奶易腐，加工就地靠近农场。分步概览：
收集
- 奶牛日两次机械真空挤奶机挤奶。奶经不锈钢或玻璃管输送至~40°F（4.4°C）冷藏贮奶罐。
- 冷藏罐车数小时内收奶采样查风味、温度、体积。
- 加工厂称重奶经柔性不锈钢或塑料管泵入冷藏罐。
分离
- 生乳经澄清器或分离器——锥盘离心分离除杂质菌。分离器也分离脂肪得脱脂奶。部分厂用标准化澄清器调脂肪含量，多余脂导奶油黄油生产。
强化
- 蠕动泵精准添加维A和D浓缩液。
巴氏杀菌
- 奶（全脂、脱脂、标准化）入巴氏杀菌机。最常用高温短时（HTST）法热奶至161°F（72°C）持15秒。其他产品有特定时间温度设定。温度传感器确保合规；否则奶回流重处理。
均质化
- 热巴氏杀菌奶加压2500-3000 psi（17200-20700 kPa）经微细通道强制通过，减小脂肪球防奶油分层。
- 奶随即速冷至40°F（4.4°C）保风味。
包装
- 奶泵入涂层纸盒或塑料瓶密封。美国零售奶多用1加仑（3.8升）塑料瓶盖"售由"日期。
- 包装奶冷藏车发配送中心再到门店，冷藏柜陈列。
清洁
- 日常原位清洗（CIP）系统用溶剂水冲刷设备，维持所有不锈钢表面卫生。
质量控制
FDA A级奶条例设生产州际运输卫生标准。成分安全要求详USDA农业手册52。检测含脂肪含量、总固体、巴氏杀菌效力、抗生素残留等。
未来展望
过去二十年消费者偏好低脂乳制品加剧。黄油销售预期下降，低脂酸奶和低脂奶预期增长。随美国人口增长，总液态奶消费应上升。
制造工艺