乳品化學(xué) 第二章乳的物理化學(xué)性質(zhì)課件

第二章

乳的物理化學(xué)性質(zhì)2022/12/172第一節(jié)乳的概念及分散體系一、乳的概念

從健康的哺乳動(dòng)物乳房分泌出的生理學(xué)液體。它是哺乳動(dòng)物分娩后由乳腺分泌的一種白色或微黃色的不透明液體。含有幼兒生長(zhǎng)發(fā)育所需要的全部營(yíng)養(yǎng)成分，是哺乳動(dòng)物出生后最適于消化吸收的全部營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。2022/12/173二、乳的分散體系（一）乳膠體酪蛋白：5~15nm；白蛋白：1.5~5nm；球蛋白：2~3nm

均在1~500nm之間，故屬膠體分散體系。分散質(zhì)：乳蛋白質(zhì)＋膠體磷酸鈣鹽分散劑：水2022/12/175二、乳的分散體系（三）乳的真溶液由于乳糖和鹽類的粒子直徑小于1nm，故屬真溶液。分散質(zhì)：乳糖、鹽類（部分磷酸鹽、無(wú)機(jī)鹽類、檸檬酸鹽）分散劑：水牛乳的復(fù)合膠體體系乳糖,無(wú)機(jī)鹽酪蛋白脂肪真溶液膠體懸浮液乳濁液各成分的分散狀態(tài)二、乳的分散體系表2.2牛乳的物理性狀

成份平均含量（%）油/水型乳濁液膠體溶液真溶液水分87脂肪4.0√乳糖3.5√蛋白質(zhì)4.7√灰分0.8√2022/12/178結(jié)論

乳是一種復(fù)雜的分散體系，有以蛋白質(zhì)為主構(gòu)成的乳膠體，有以乳脂肪為主構(gòu)成的乳濁液，有以乳糖為主構(gòu)成的真溶液，以及種種過(guò)度分散體系，各種分散體系相互制約、相互影響，從而形成總的分散系統(tǒng)。一、乳汁組成及含量牛乳兩大成分：水分、乳干物質(zhì)乳干物質(zhì)又分為兩大成分：

——脂質(zhì)和無(wú)脂干物質(zhì)；第二章乳的物理化學(xué)性質(zhì)第二節(jié)乳汁的性質(zhì)二、乳的膠體性質(zhì)1.真溶液：2.高分子溶液：3.膠體懸浮液：4.乳濁液：酪蛋白在乳中形成酪蛋白酸鈣–磷酸鈣復(fù)合體膠粒。膠粒直徑約為30～800nm。乳脂肪以脂肪球的形式分散于乳中，形成乳濁液。直徑約為100～10000nm。乳白蛋白及乳球蛋白呈大分子態(tài)分散于乳中，形成典型的高分子溶液。其微粒直徑約為15～50nm。乳糖、水溶性鹽類、水溶性維生素等呈分子或離子態(tài)分散于乳中，形成真溶液。其微?！?nm。第二章乳的物理化學(xué)性質(zhì)第二節(jié)乳汁的性質(zhì)第三節(jié)

乳中各成分的性質(zhì)一、水分在乳中約占87%～89%。分為自由水、結(jié)合水、膨脹水和結(jié)晶水。自由水——乳中主要水分，具有常水的性質(zhì)沸點(diǎn)-冰點(diǎn)-溶解特性…….

結(jié)合水、膨脹水、結(jié)晶水在乳中具有特別的性質(zhì)和作用。第二章乳的物理化學(xué)性質(zhì)第三節(jié)乳中各成分的性質(zhì)一、水分（一）結(jié)合水（二）膨脹水（三）結(jié)晶水結(jié)合水約占2%-3%，與蛋白質(zhì)或與乳糖及某些鹽類結(jié)合存在。無(wú)溶解特性。不具有常水的冰點(diǎn)、沸點(diǎn)——難以蒸發(fā)和結(jié)冰。

膨脹水存在于凝膠粒結(jié)構(gòu)的親水性膠體內(nèi)。

結(jié)晶水存在于結(jié)晶性化合物中。

第二章乳的物理化學(xué)性質(zhì)第三節(jié)乳中各成分的性質(zhì)二、氣體生乳中含有一定量氣體主要：二氧化碳、氧、氮等細(xì)菌繁殖產(chǎn)生如氫氣、甲烷等剛擠出的牛乳含氣量較高其中以CO2為最多，氮次之，氧最少檢測(cè)原料乳時(shí)，不能用剛擠出的乳檢測(cè)其密度和酸度。第二章乳的物理化學(xué)性質(zhì)第三節(jié)乳中各成分的性質(zhì)三、乳干物質(zhì)概念：將乳干燥到恒重時(shí)所得到的殘余物。含量：常乳中含量11%～13%。第二章乳的物理化學(xué)性質(zhì)第三節(jié)乳中各成分的性質(zhì)四、乳脂肪(fat)（一）乳脂肪球及脂肪球膜

1、脂肪球

——呈分散狀態(tài)于乳中；

——水包油型的乳濁液；

——表面被有脂肪球膜，使脂肪在乳中保持穩(wěn)定的乳濁液狀態(tài)。

——直徑在0.1～22μm范圍，平均為3μm。2、乳脂肪球膜：5～10nm厚。

——由蛋白質(zhì)、磷脂、高熔點(diǎn)甘油三酸酯、甾醇、維生素、金屬離子、酶類及結(jié)合水等復(fù)雜的化合物所構(gòu)成。

——其中起主導(dǎo)作用的是卵磷脂—蛋白質(zhì)絡(luò)合物。第二章乳的物理化學(xué)性質(zhì)第三節(jié)乳中各成分的性質(zhì)第二章乳的物理化學(xué)性質(zhì)第三節(jié)乳中各成分的性質(zhì)（二）乳脂肪的脂肪酸組成和含量——脂肪酸組成受飼料、營(yíng)養(yǎng)、環(huán)境等因素的影響而變動(dòng)，尤其是飼料。

組成特點(diǎn)：①低級(jí)短鏈脂肪酸含量高（14%，其它油1%）②水溶性、揮發(fā)性脂肪酸含量很高（8%）?！@類乳脂風(fēng)味良好、易于消化。

第二章乳的物理化學(xué)性質(zhì)第三節(jié)乳中各成分的性質(zhì)（三）乳脂肪的特性

1．一般特性（1）乳脂肪具有特殊的香味和柔軟的質(zhì)體，是高檔食品的原料。（2）易受光、空氣中的氧、熱、金屬銅、鐵作用而氧化，從而產(chǎn)生脂肪氧化味。（3）易在解脂酶及微生物作用下而產(chǎn)生水解，使酸度升高。由于含有酪酸（丁酸），故輕度水解也能產(chǎn)生特別的刺激性氣味——脂肪分解味。（4）易吸收周圍環(huán)境中的其它氣味，如飼料味、牛舍味、柴油味及香脂味等等；（5）在5℃以下呈固態(tài)，11℃以下呈半固態(tài)。第二章乳的物理化學(xué)性質(zhì)第三節(jié)乳中各成分的性質(zhì)①溶解性揮發(fā)脂肪酸值－指中和從5g脂肪中蒸餾出來(lái)的溶解性揮發(fā)脂肪酸時(shí)所消耗的0.1mol/LKOH的毫升數(shù)。②皂化價(jià)指每皂化1g脂肪酸所消耗的NaOH的毫克數(shù)。③碘價(jià)指在100g脂肪中，使其不飽和脂肪酸變成飽和脂肪酸所需的碘的毫克數(shù)。第二章乳的物理化學(xué)性質(zhì)第三節(jié)乳中各成分的性質(zhì)（三）乳脂肪的特性２．乳脂肪的理化常數(shù)④波倫斯克值指中和5g脂肪中揮發(fā)出的不溶于水的揮發(fā)性脂肪酸所需0.1mol/LKOH的毫升數(shù)。歸納理化特點(diǎn)為：

——水溶性脂肪酸值高；——碘價(jià)低；——揮發(fā)性脂肪酸多；——不飽和脂肪酸比植物脂肪少；——皂化價(jià)比一般脂肪高。碘價(jià)越高脂肪越軟！第二章乳的物理化學(xué)性質(zhì)第二節(jié)乳中各成分的性質(zhì)（四）磷脂主要是卵磷脂、腦磷脂與神經(jīng)鞘磷脂比例為48:37:15。（五）甾醇乳脂肪中甾醇的最主要部分是膽固醇。含量很低（每100ml牛乳中約含7～17mg）；主要結(jié)合在脂肪球膜上。第二章乳的物理化學(xué)性質(zhì)第二節(jié)乳中各成分的性質(zhì)乳糖在乳中全部呈溶解狀態(tài)。乳糖為D–葡萄糖與D–半乳糖以β–1，4鍵結(jié)合的雙糖，又稱為1，4–半乳糖苷葡萄糖。第二章乳的物理化學(xué)性質(zhì)第二節(jié)乳中各成分的性質(zhì)（二）乳糖的結(jié)構(gòu)1.α–乳糖水合物

——通常含有1分子結(jié)晶水，其亦有無(wú)水物。

——在93.5℃以下的水溶液中結(jié)晶而成的。

——市售乳糖一般為α–乳糖水合物。第二章乳的物理化學(xué)性質(zhì)第二節(jié)乳中各成分的性質(zhì)（二）乳糖的結(jié)構(gòu)２.α–乳糖無(wú)水物

——在真空中緩慢加熱到100℃或在120～125℃迅速加熱，失去結(jié)晶水而形成。

——在干燥狀態(tài)下穩(wěn)定；

——在有水分存在時(shí)，易吸水而成為α–乳糖水合物。第二章乳的物理化學(xué)性質(zhì)第二節(jié)乳中各成分的性質(zhì)（二）乳糖的結(jié)構(gòu)３．β–乳糖

——以無(wú)水物形式存在；

——在93.5℃以上的水溶液中結(jié)晶而成。

——比α–乳糖易溶于水，且較甜。第二章乳的物理化學(xué)性質(zhì)第二節(jié)乳中各成分的性質(zhì)（三）乳糖溶解度１、最初溶解度：乳糖投入水中，即刻溶解的那部分達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)，為α–乳糖的溶解度。２、最終溶解度：將α–乳糖溶液繼續(xù)振蕩，α–乳糖可轉(zhuǎn)變?yōu)棣篓C乳糖，最后達(dá)到的飽和點(diǎn)，即α–乳糖與β–乳糖平衡時(shí)的溶解度。３、過(guò)飽和溶解度：繼續(xù)將飽和乳糖溶液于飽和溫度以下冷卻時(shí)，可成為過(guò)飽和溶液，此時(shí)如果冷卻操作比較緩慢，則結(jié)晶不會(huì)析出，而形成過(guò)飽和狀態(tài)。乳糖的溶解度隨溫度的升高而增高。第二章乳的物理化學(xué)性質(zhì)第二節(jié)乳中各成分的性質(zhì)

乳糖不適癥：

＋乳糖在消化器官內(nèi)經(jīng)乳糖酶作用而水解后才能被吸收。

＋年齡增長(zhǎng)，消化道內(nèi)缺乏乳糖酶，不能分解和吸收乳糖，飲用牛乳后出現(xiàn)嘔吐、腹脹、腹瀉等不適應(yīng)癥。第二章乳的物理化學(xué)性質(zhì)第二節(jié)乳中各成分的性質(zhì)消除乳糖不適癥的方法：①在乳品加工中利用乳糖酶，將乳糖分解為葡萄糖和半乳糖；②利用乳酸菌將乳糖轉(zhuǎn)化成乳酸，還可提高乳糖的消化吸收率，改善制品口味。第二章乳的物理化學(xué)性質(zhì)第二節(jié)乳中各成分的性質(zhì)六、乳蛋白質(zhì)

——包括酪蛋白、乳清蛋白及少量脂肪球膜蛋白；

——乳清蛋白：包括乳白蛋白、乳球蛋白及對(duì)熱穩(wěn)定的小分子蛋白和胨。第二章乳的物理化學(xué)性質(zhì)第二節(jié)乳中各成分的性質(zhì)（一）酪蛋白

——將脫脂乳加酸處理，在20℃下調(diào)節(jié)其pH至4.6時(shí)，沉淀的一類蛋白質(zhì)。酪蛋白的組成

——含磷蛋白質(zhì)為主體；

——幾種蛋白質(zhì)的復(fù)合體（α–，β–，γ–

，Κ–

——α–酪蛋白分為鈣不溶性和鈣可溶性兩部分；

——含大約1.2%的鈣和少量的鎂。第二章乳的物理化學(xué)性質(zhì)第二節(jié)乳中各成分的性質(zhì)2.酪蛋白的性質(zhì)——以酪蛋白膠束狀態(tài)而存在；——再與磷酸鈣形成復(fù)合體，稱作“酪蛋白酸鈣-磷酸鈣復(fù)合體”。酪蛋白膠束——亞酪蛋白膠束混合構(gòu)成：直徑約10-15nm（1nm=10-9m），不同的酪蛋白膠束所含有的αs

－酪蛋白、β-酪蛋白和κ-酪蛋白也不是均勻一致的。第二章乳的物理化學(xué)性質(zhì)第二節(jié)乳中各成分的性質(zhì)３.酪蛋白與酸堿的反應(yīng)

酪蛋白屬于兩性電解質(zhì)，它在溶液中既具有酸性也具有堿性，即它能形成兩性離子。NH3+—R—COO?第二章乳的物理化學(xué)性質(zhì)第二節(jié)乳中各成分的性質(zhì)——當(dāng)酪蛋白在弱酸介質(zhì)中與甲醛反應(yīng)時(shí)，則形成亞甲基橋，可將兩個(gè)分子的酪蛋白聯(lián)結(jié)起來(lái)。第二章乳的物理化學(xué)性質(zhì)第二節(jié)乳中各成分的性質(zhì)4.酪蛋白與醛反應(yīng)5.酪蛋白與糖反應(yīng)——醛糖、葡萄糖、轉(zhuǎn)化糖等與酪蛋白作用后變成氨基糖而產(chǎn)生芳香味、黑色素等。如面包具有的黑色素。

6.酪蛋白的酸凝固

——牛乳中加酸后pH達(dá)5.2時(shí)，磷酸鈣先行分離，酪蛋白開(kāi)始沉淀，繼續(xù)加酸使pH達(dá)到4.6時(shí)，鈣又從酪蛋白鈣中分離，游離的酪蛋白完全沉淀。

在酸凝固時(shí)，酸只和酪蛋白酸鈣磷酸鈣作用。所以除了酪蛋白外，對(duì)白蛋白、球蛋白都不起作用。第二章乳的物理化學(xué)性質(zhì)第二節(jié)乳中各成分的性質(zhì)7.酪蛋白的皺胃酶凝固皺胃酶定義與作用皺胃酶的來(lái)源皺胃酶與胃蛋白酶的關(guān)系皺胃酶的凝乳原理凝固兩個(gè)過(guò)程

皺胃酶與酪蛋白的專一性結(jié)合使牛乳凝固第二章乳的物理化學(xué)性質(zhì)第二節(jié)乳中各成分的性質(zhì)皺胃酶定義與作用皺胃酶：犢牛第四胃中所含的一種酶能使乳汁凝固。——可使乳汁從液體變?yōu)槟龎K，并發(fā)生收縮而排出乳清的作用。返回第二章乳的物理化學(xué)性質(zhì)第二節(jié)乳中各成分的性質(zhì)皺胃酶的來(lái)源

來(lái)源——取自犢牛或羔羊的第四胃。

作用——在干酪制造中，利用皺胃酶使乳汁凝固。

——近些年，國(guó)外采用發(fā)酵技術(shù)生產(chǎn)出液體凝乳酶，廣泛應(yīng)用于乳品工業(yè)方面。返回第二章乳的物理化學(xué)性質(zhì)第二節(jié)乳中各成分的性質(zhì)皺胃酶與胃蛋白酶——是單獨(dú)的兩種物質(zhì)，在幼畜體中是皺胃酶起作用；成年動(dòng)物是胃蛋白酶起作用?！诟衫抑圃熘?，要用皺胃酶；——胃蛋白酶會(huì)使干酪發(fā)生不良的分解過(guò)程，產(chǎn)品帶有苦味。返回第二章乳的物理化學(xué)性質(zhì)第二節(jié)乳中各成分的性質(zhì)乳凝固的兩個(gè)過(guò)程①酪蛋白在皺胃酶的作用下，形成副酪蛋白（Para-casein），此過(guò)程稱為酶性變化；②產(chǎn)生的副酪蛋白在游離鈣的存在下，在副酪蛋白分子間形成“鈣橋”，使副酪蛋白的微粒發(fā)生團(tuán)聚作用而產(chǎn)生凝膠體。此過(guò)程稱為非酶變化。返回第二章乳的物理化學(xué)性質(zhì)第二節(jié)乳中各成分的性質(zhì)8.酪蛋白的鈣凝固

原理：

——酪蛋白酸鈣磷酸鈣復(fù)合體在乳穩(wěn)定，其鈣和磷呈平衡狀態(tài)存在。

——向乳中加入氯化鈣時(shí)，則能破壞平衡狀態(tài)，如果再加熱，可使酪蛋白發(fā)生凝固現(xiàn)象。第二章乳的物理化學(xué)性質(zhì)第二節(jié)乳中各成分的性質(zhì)1、概念：原料乳中去除酪蛋白之后，留在乳清中的蛋白質(zhì)。

——約占乳蛋白質(zhì)的18%-20%。2、分類：——分為對(duì)熱穩(wěn)定和對(duì)熱不穩(wěn)定兩大部分?！秒娪痉ǚ治鲇挚煞蛛x成8種蛋白。第二章乳的物理化學(xué)性質(zhì)第二節(jié)乳中各成分的性質(zhì)（二）乳清蛋白3、特點(diǎn)

——屬全價(jià)蛋白質(zhì)，富含硫，含硫量為酪蛋白的2.5倍。——加熱時(shí)易暴露–SH、–S–S–，易產(chǎn)生H2S，形成蒸煮味?！槐荒槊富蛩崮?，被鈣凝固；——初乳中含量高達(dá)10%-12%，常乳中僅有0.5%。第二章乳的物理化學(xué)性質(zhì)第二節(jié)乳中各成分的性質(zhì)（二）乳清蛋白4.對(duì)熱不穩(wěn)定的乳清蛋白——當(dāng)將乳清煮沸20min，pH為4.6-4.7時(shí)，沉淀的蛋白質(zhì)，約占乳清蛋白的81%。（l）乳白蛋白概念：乳清在中性狀態(tài)時(shí)，加人飽和硫酸銨或飽和硫酸鎂進(jìn)行鹽析時(shí)，仍呈溶解狀態(tài)而不析出的蛋白質(zhì)。分類：α–乳白蛋白、β–乳球蛋白和血清白蛋白。含量：α–乳白蛋白約占乳清蛋白的19.7%，β–乳球蛋白約占乳清蛋白的43.60%，血清白蛋白約占乳清蛋白的4.7%。第二章乳的物理化學(xué)性質(zhì)第二節(jié)乳中各成分的性質(zhì)（2）乳球蛋白概念：乳清在中性狀態(tài)下，用飽和硫酸銨或硫酸鎂鹽析時(shí)能析出，而呈不溶解狀態(tài)的蛋白。含量：占乳清蛋白的13%，其中β–乳球蛋白約占乳球蛋白的43.6%。分類：可分為真球蛋白和假球蛋白2種，它們與乳的免疫性有關(guān)，具有抗原作用，所以也稱為免疫球蛋白。第二章乳的物理化學(xué)性質(zhì)第二節(jié)乳中各成分的性質(zhì)

（三）脂肪球膜蛋白

——牛乳中還有一些蛋白質(zhì)稱為脂肪球膜蛋白，它們是吸附于脂肪球表面的蛋白質(zhì)與磷脂質(zhì)，構(gòu)成脂肪球膜；

——1分子磷脂質(zhì)約與2分子蛋白質(zhì)結(jié)合在一起。特點(diǎn)：

——對(duì)熱較為敏感，含有大量的硫，在70℃～75℃瞬間加熱，則–SH基裸露，產(chǎn)生蒸煮味。

——其中的卵磷脂易在細(xì)菌性酶的作用下產(chǎn)生魚腥味（三甲胺）而被破壞。

——易受細(xì)菌性酶的作用而分解，是奶油風(fēng)味變壞的原因之一。第二章乳的物理化學(xué)性質(zhì)第二節(jié)乳中各成分的性質(zhì)（四）其它蛋白乳中還含有數(shù)量很少的其它蛋白質(zhì)和酶蛋白，在分離酶時(shí)可按不同部分將其分開(kāi)。

牛乳中的含氮物中還包括非蛋白態(tài)的氮化物，約占總氮的5%。其中有氨基酸、尿素、尿酸、肌酐及葉綠素等。（五）非蛋白質(zhì)氮第二章乳的物理化學(xué)性質(zhì)第二節(jié)乳中各成分的性質(zhì)七、乳中酶類分類：①水解酶：包括脂酶、蛋白酶、磷酸酶、淀粉酶、半乳糖酶、溶菌酶等。②氧化還原酶：其中包括過(guò)氧化氫酶、過(guò)氧化物酶、黃嘌呤氧化酶及醛縮酶等。③還原酶：其中包括還原酶、氧化酶等。來(lái)源：一是來(lái)自于乳腺，二是來(lái)源于微生物的代謝產(chǎn)物。（一）脂酶

概念：將脂肪分解為甘油及脂肪酸的酶。來(lái)源：乳腺進(jìn)入和熒光性細(xì)菌及霉菌。分類：①吸附于脂肪球膜間的膜脂酶，它在末乳中含量高。②存在于脫脂乳中的、大部分與酪蛋白相結(jié)合的乳漿脂酶。滅活：脂酶經(jīng)80℃，20s加熱可以完全鈍化。

（二）磷酸酶——主要是堿性磷酸酶，少部分是酸性磷酸酶。——堿性磷酸酶經(jīng)62.8℃，30min或72℃，15s加熱而被鈍化，利用這種性質(zhì)來(lái)檢驗(yàn)巴氏殺菌乳殺菌是否徹底?！词乖诎褪蠚⒕橹谢烊?.5%的原料乳亦能被檢出。這就是著名的磷酸酶試驗(yàn)。（三）過(guò)氧化氫酶

——主要來(lái)自白血球的細(xì)胞成分，初乳和乳房炎乳中含量最多?！蓪⑦^(guò)氧化氫酶試驗(yàn)作為檢驗(yàn)乳房炎乳的手段之一?！?jīng)75℃，20min加熱可全部鈍化。第二章乳的物理化學(xué)性質(zhì)第二節(jié)乳中各成分的性質(zhì)（四）過(guò)氧化物酶

——最早從乳中發(fā)現(xiàn)的酶，它能促使過(guò)氧化氫分解產(chǎn)生活潑的新生態(tài)氧，使多元酚、芳香胺及某些無(wú)機(jī)化合物氧化。

——其鈍化溫度為70℃，150min；75℃，25min；80℃，2.5s?！饕獊?lái)自乳腺白血球的細(xì)胞成分?！赏ㄟ^(guò)測(cè)定過(guò)氧化物酶的活性來(lái)判斷乳是否經(jīng)過(guò)熱處理及熱處理的程度。（五）還原酶——是微生物的代謝產(chǎn)物之一?！艽偈辜谆m（美藍(lán)）變?yōu)闊o(wú)色?！橹羞€原酶的量與微生物污染的程度成正比，因此，微生物檢驗(yàn)中常用還原酶試驗(yàn)來(lái)判斷乳的新鮮程度，即所謂還原酶實(shí)驗(yàn)（如美藍(lán)實(shí)驗(yàn)）。（六）蛋白酶——存在于α–酪蛋白中，具有強(qiáng)的耐熱性，加熱至80℃，10min時(shí)被鈍化。蛋白酶作用的最適pH為8.0，能使乳蛋白質(zhì)凝固。（七）乳糖酶

——分解成葡萄糖和半乳糖具有催化作用。

——在pH5.0-7.5時(shí)反應(yīng)較弱，

——一些成人和嬰兒由于缺乏乳糖酶，揮斥產(chǎn)生乳糖不適癥。第二章乳的物理化學(xué)性質(zhì)第二節(jié)乳中各成分的性質(zhì)八、乳中維生素

牛乳中維生素的熱穩(wěn)定性不同，維生素A、維生素D、維生素B1、維生素B2、維生素B12、維生素B6等對(duì)熱穩(wěn)定，維生素C等熱穩(wěn)定性差。乳在加工中維生素往往會(huì)遭受一定程度的破壞而損失。牛乳中維生素的熱穩(wěn)定性不同:熱穩(wěn)定性的維生素：VA、VD、VB1、VB2、

VB12、VB6等對(duì)熱穩(wěn)定;維生素C及其他維生素?zé)岱€(wěn)定性差。在任何一種乳制品加工中，維生素都會(huì)遭受一定程度的破壞而損失。第二章乳的物理化學(xué)性質(zhì)第二節(jié)乳中各成分的性質(zhì)九、乳中的無(wú)機(jī)物和鹽類（一）無(wú)機(jī)物

常量：磷、鈣、鎂、氯、硫、鐵、鈉、鉀

微量：錳、鈷、鎳、鋁……….

大部分構(gòu)成鹽類而存在.

一部分與蛋白質(zhì)結(jié)合或吸附在脂肪球膜上.乳中鈣磷等鹽類的構(gòu)成及其狀態(tài)對(duì)乳的物理化學(xué)性質(zhì)有很大影響。

第二章乳的物理化學(xué)性質(zhì)第二節(jié)乳中各成分的性質(zhì)（二）乳中的鹽類大部分與有機(jī)酸和無(wú)機(jī)酸結(jié)合，以可溶性的鹽類狀態(tài)存在。主要的以無(wú)機(jī)磷酸鹽及有機(jī)檸檬酸鹽的狀態(tài)存在，但其中一部分則以不溶性膠體狀態(tài)分散于乳中，另一部分以蛋白質(zhì)狀態(tài)存在。第二章乳的物理化學(xué)性質(zhì)第二節(jié)乳中各成分的性質(zhì)1.鹽類存在的狀態(tài)

可溶性鹽:分為離子性鹽和非解離性鹽;

不溶性鹽;

牛乳鹽類的溶解性與非溶解性的分布，隨溫度、pH、稀釋度及濃度而變化。第二章乳的物理化學(xué)性質(zhì)第二節(jié)乳中各成分的性質(zhì)2.各種處理對(duì)鹽類分布的影響（1）溫度的影響

乳中的磷酸鈣，其溶解度隨溫度升高而明顯降低。（2）酸度的影響

牛乳變酸時(shí)，膠質(zhì)狀態(tài)的磷酸鈣逐漸變?yōu)榭扇苄裕M(jìn)而自酪蛋白游離出鈣或其它鹽類。

——一般當(dāng)牛乳的pH達(dá)4.9時(shí)，膠體磷酸鹽完全溶解，與酪蛋白結(jié)合的鈣也將全部游離，但離子狀態(tài)的鈣及鎂將隨pH降低而增大。

第二章乳的物理化學(xué)性質(zhì)第二節(jié)乳中各成分的性質(zhì)

（3）濃度的影響牛乳中的磷酸鈣呈飽和狀態(tài)，經(jīng)稀釋后，使一部分不溶性的鹽溶解，從而增大了pH。

——在滴定酸度時(shí)，由于稀釋而使酸度減少，其原因也在于此。

——相反,當(dāng)牛乳濃縮時(shí)，能使膠體離子蓄積，結(jié)果使膠體磷酸鹽增加，且因氫離子的游離而使pH降低。

第二章乳的物理化學(xué)性質(zhì)第二節(jié)乳中各成分的性質(zhì)（4）添加鹽類或除去鹽類的影響

當(dāng)牛乳中添加磷酸鹽或檸檬酸鹽，或者用離子交換等方法除去部分鈣鹽時(shí)，能增加牛乳的穩(wěn)定性，或使乳凝塊變軟。第二章乳的物理化學(xué)性質(zhì)第二節(jié)乳中各成分的性質(zhì)3.鹽類平衡乳汁中鹽的平衡影響蛋白質(zhì)的穩(wěn)定——鹽類的平衡決定于酸堿的平衡。

酸當(dāng)量的總數(shù)實(shí)際上等于堿當(dāng)量總數(shù)（等pH6.6）。它相當(dāng)于每升乳中含0.0000025g游離的H+離子，在這種H+離子的比例關(guān)系下，乳的成分處于平衡狀態(tài)，這時(shí)呈弱酸反應(yīng)。第二章乳的物理化學(xué)性質(zhì)第二節(jié)乳中各成分的性質(zhì)（三）乳中微量元素乳中微量元素具有很重大的意義，尤其對(duì)于幼兒機(jī)體的發(fā)育更為重要。

牛乳中鐵的含量為100-900μg/L，牛乳中鐵的含量較人乳中少，故人工哺育幼兒時(shí)，應(yīng)補(bǔ)充鐵的含量。第二章乳的物理化學(xué)性質(zhì)第二節(jié)乳中各成分的性質(zhì)第三節(jié)

加工處理對(duì)牛乳性質(zhì)的影響

牛乳的加工方式主要有

熱加工冷加工發(fā)酵第二章乳的物理化學(xué)性質(zhì)第三節(jié)加工處理對(duì)牛乳的影響一、熱加工對(duì)乳的影響（一）一般的變化

1.形成薄膜:

牛乳在40℃以上加熱時(shí)，表面生成薄膜。隨著加熱時(shí)間的延長(zhǎng)和溫度的提高，厚度也逐漸增加。原因：蛋白質(zhì)在空氣與乳液界面形成不可逆的凝固物。膜的組成：占干物質(zhì)量70%以上的脂肪和20%～25%的蛋白質(zhì)，且以乳白蛋白占多數(shù)。防止辦法：在加熱時(shí)攪拌或減少?gòu)囊好嬲舭l(fā)水分。第二章乳的物理化學(xué)性質(zhì)第三節(jié)加工處理對(duì)牛乳的影響一、熱加工對(duì)乳的影響（一）一般的變化2.褐變：牛乳長(zhǎng)時(shí)間的加熱則產(chǎn)生褐變（特別是高溫處理時(shí)）原因：①一般認(rèn)為由于具有氨基（NH2–）的化合物和具有羥基的（–C=O）糖之間產(chǎn)生反應(yīng)形成褐色物質(zhì)。這種反應(yīng)稱之為美拉德（Mailard）反應(yīng)。②由于乳糖經(jīng)高溫加熱產(chǎn)生焦糖化也形成褐色物質(zhì)。③牛乳中含微量的尿素，也認(rèn)為是反應(yīng)的重要原因。影響因素：褐變反應(yīng)的程度隨溫度、酸度及糖的種類而異，溫度和酸度越高，棕色化愈嚴(yán)重。糖的還原力愈強(qiáng)（葡萄糖、轉(zhuǎn)化糖），棕色化也愈嚴(yán)重，這一點(diǎn)在生產(chǎn)加糖煉乳和乳粉時(shí)關(guān)系很大。

防止辦法：為添加0.01%左右的L–半胱氨酸，具有一定的效果。第二章乳的物理化學(xué)性質(zhì)第三節(jié)加工處理對(duì)牛乳的影響一、熱加工對(duì)乳的影響（一）一般的變化3.蒸煮味：牛乳加熱后會(huì)產(chǎn)生或輕或重的蒸煮味，蒸煮味的程度隨加工處理的程度而異。原因：由于β–乳球蛋白和脂肪球膜蛋白的熱變性而產(chǎn)生巰基（–SH）。甚至產(chǎn)生揮發(fā)性的硫化物和硫化氫（H2S）。第二章乳的物理化學(xué)性質(zhì)第三節(jié)加工處理對(duì)牛乳的影響（二）各種成分的變化1.乳清蛋白的變化2.酪蛋白的的變化

3.乳糖的變化4.脂肪的變化

5.無(wú)機(jī)成分的變化

第二章乳的物理化學(xué)性質(zhì)第三節(jié)加工處理對(duì)牛乳的影響1.乳清蛋白的變化

牛乳以62～63℃30min殺菌時(shí)產(chǎn)生蛋白變性現(xiàn)象。例如以61.7℃30min殺菌處理后，約有9%的白蛋白和5%的球蛋白發(fā)生變性。牛乳加熱使白蛋白和球蛋白完全變性的條件為80℃60min、90℃30min、95℃10～15min、100℃10min。返回第二章乳的物理化學(xué)性質(zhì)第三節(jié)加工處理對(duì)牛乳的影響2.酪蛋白的的變化

在低于100℃的溫度加熱時(shí)化學(xué)性質(zhì)不會(huì)受影響，140℃時(shí)開(kāi)始變性。100℃長(zhǎng)時(shí)間加熱或在120℃加熱時(shí)產(chǎn)生褐變。100℃以下的溫度加熱，雖然沒(méi)有變化，但對(duì)物理性質(zhì)卻有明顯影響。返回——經(jīng)63℃加熱后，加酸生成的凝塊比生乳凝固所產(chǎn)生的凝塊來(lái)的小，而且柔軟；——用皺胃酶凝固時(shí)，隨加熱溫度的提高，凝乳時(shí)間延長(zhǎng)，而且凝塊也比較柔軟。用100℃處理時(shí)尤為顯著。第二章乳的物理化學(xué)性質(zhì)第三節(jié)加工處理對(duì)牛乳的影響3.乳糖的變化

乳糖在100℃以上的溫度長(zhǎng)時(shí)間加熱則產(chǎn)生乳酸、醋酸、蟻酸等。離子平衡顯著變化，此外也褐變，低于100℃短時(shí)間加熱時(shí)，乳糖的化學(xué)性質(zhì)基本沒(méi)有變化。返回第二章乳的物理化學(xué)性質(zhì)第三節(jié)加工處理對(duì)牛乳的影響4.脂肪的變化——100℃以上的溫度加熱，脂肪也不起化學(xué)變化；——但是一些球蛋白上浮，促使形成脂肪球間的凝聚體，是脂肪球粘連?！虼烁邷丶訜岷螅Ｈ?、稀奶油就不容易分離。但經(jīng)62～63℃30min加熱并立即冷卻時(shí)，不致產(chǎn)生這種現(xiàn)象。返回第二章乳的物理化學(xué)性質(zhì)第三節(jié)加工處理對(duì)牛乳的影響5.無(wú)機(jī)成分的變化

——牛乳加熱時(shí)鈣和磷時(shí)受影響大。

——在63℃以上的溫度加熱時(shí)，可溶性的鈣和磷成為不溶性的磷酸鈣[Ca3（PO4）2]而沉淀。返回第二章乳的物理化學(xué)性質(zhì)第三節(jié)加工處理對(duì)牛乳的影響二、冷加工對(duì)乳的影響（一）冷凍對(duì)蛋白質(zhì)的影響

不穩(wěn)定現(xiàn)象為:原因:防止辦法:在凍結(jié)初期，把牛乳融化后出現(xiàn)脆弱的羽毛狀沉淀，其成分為酪蛋白酸鈣。這種沉淀物用機(jī)械攪拌或加熱易使其分散。

牛乳中鹽類的濃度（膠體鈣）、乳糖的結(jié)晶、冷凍前牛乳的加熱和解凍速度等影響，使酪蛋白膠體從原來(lái)的狀態(tài)變成不溶解狀態(tài)。添加六偏磷酸鈉（0.2%）或四磷酸鈉（和鈣有螯合作用的）；速凍；添加蔗糖；融化凍結(jié)乳時(shí)的溫度82℃水浴效果最好。第二章乳的物理化學(xué)性質(zhì)第三節(jié)加工處理對(duì)牛乳的影響（二）冷凍對(duì)脂肪的影響

現(xiàn)象：

牛乳凍結(jié)時(shí)，由于脂肪球膜的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，脂肪乳化產(chǎn)生不穩(wěn)定現(xiàn)象，以致失去乳化能力，并使大小不等的脂肪團(tuán)塊浮于表面。第二章乳的物理化學(xué)性質(zhì)第三節(jié)加工處理對(duì)牛乳的影響（二）冷凍對(duì)脂肪的影響

原因：第二章乳的物理化學(xué)性質(zhì)第三節(jié)加工處理對(duì)牛乳的影響①凍結(jié)產(chǎn)生冰結(jié)晶，脂肪球受冰結(jié)晶機(jī)械作用的壓迫和碰撞相互結(jié)成蜂窩狀團(tuán)塊。②脂肪球膜隨著解凍而失去水分，物理性質(zhì)發(fā)生變化而失去彈性。③脂肪球內(nèi)部的脂肪形成結(jié)晶而產(chǎn)生擠壓作用，將液體釋放從脂肪內(nèi)擠出而破壞了球膜，因此乳化狀態(tài)也被破壞。（二）冷凍對(duì)脂肪的影響

防止辦法：第二章乳的物理化學(xué)性質(zhì)第三節(jié)加工處理對(duì)牛乳的影響乳化狀態(tài)不穩(wěn)定的方法很多，最好的方法是在冷凍前進(jìn)行均質(zhì)處理（60℃，22.54～24.50MPa）。（三）不良風(fēng)味的出現(xiàn)和細(xì)菌的變化現(xiàn)象：原因：防止辦法：冷凍保存的牛乳，經(jīng)常出現(xiàn)氧化味、金屬味及魚腥味。細(xì)菌幾乎沒(méi)有增加，與凍結(jié)前乳相近似由于處理時(shí)混入了金屬離子，促進(jìn)不飽和脂肪酸的氧化，產(chǎn)生不飽和的羥基化合物所致。添加抗氧化劑第二章乳的物理化學(xué)性質(zhì)第三節(jié)加工處理對(duì)牛乳的影響三、發(fā)酵的影響1.乳糖轉(zhuǎn)化成乳酸2.穩(wěn)定性降低

3.生化反應(yīng)4.物理性質(zhì)的變化5.感官性質(zhì)的變化6.微生物指標(biāo)的變化（1）糖代謝（2）蛋白質(zhì)代謝（3）脂肪代謝（4）維生素變化（5）礦物質(zhì)變化（6）其它變化

乳酸發(fā)酵后pH從6.6降低至4.4，形成軟質(zhì)的凝乳。產(chǎn)生了細(xì)菌與酪蛋白微膠粒相連的粘液，賦予攪拌型酸乳粘漿狀的質(zhì)地。乳酸發(fā)酵后使酸乳呈圓潤(rùn)、粘稠、均一的軟質(zhì)凝乳質(zhì)地，且具有典型的酸味。這主要是以乙醛產(chǎn)生的風(fēng)味最為突出。由于保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌的共生作用，酸乳中的活菌數(shù)大于107cuf/g，同時(shí)還產(chǎn)生乳糖酶（β–半乳糖苷酶）。第二章乳的物理化學(xué)性質(zhì)第三節(jié)加工處理對(duì)牛乳的影響2.穩(wěn)定性降低

乳酸的形成使乳清蛋白和酪蛋白復(fù)合體因其中的磷酸鈣和檸檬酸鈣的逐漸溶解而變得越來(lái)越不穩(wěn)定。當(dāng)體系內(nèi)的pH達(dá)到酪蛋白的等電點(diǎn)時(shí)（pH4.6-4.7），酪蛋白膠粒開(kāi)始聚集沉降，使原料乳變成了半固體狀態(tài)的凝膠體——酸乳返回第二章乳的物理化學(xué)性質(zhì)第三節(jié)加工處理對(duì)牛乳的影響第四節(jié)乳的分類一、常乳概念：乳牛產(chǎn)犢7d以后至干奶期開(kāi)始之前所產(chǎn)的乳。

——成分及性質(zhì)趨于穩(wěn)定，為乳制品的加工原料乳。二、異常乳分類及分析概念：當(dāng)乳牛受到飼養(yǎng)管理、疾病、氣溫以及其它各種因素的影響時(shí)，乳的成分和性質(zhì)發(fā)生了變化，甚至不適于作為乳品加工的原料，不能加工出優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品，這種乳稱作異常乳。第二章乳的物理化學(xué)性質(zhì)第四節(jié)乳的分類分類（一）生理異常乳（二）化學(xué)異常乳

（三）病理異常乳（四）細(xì)菌污染乳―菌數(shù)超標(biāo)乳。第二章乳的物理化學(xué)性質(zhì)第四節(jié)乳的分類（一）生理異常乳1.營(yíng)養(yǎng)不良乳2.初乳3.末乳

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飼料不足、營(yíng)養(yǎng)不良的乳牛所產(chǎn)的乳汁，皺胃酶對(duì)其幾乎不凝固，這種乳不能用于生產(chǎn)干酪。概念：牛產(chǎn)犢后一周之內(nèi)所分泌的乳汁，特別是3d之內(nèi)的初乳，特征：在感官上：呈黃褐色，有異臭，味苦，粘度大。理化性質(zhì)上：比重高于常乳，達(dá)1.060，常乳是1.030；呈酸性；冰點(diǎn)低于常乳。成份與常乳顯著不同，物理性質(zhì)差別很大，不適于做普通乳制品生產(chǎn)用的原料乳。牛乳的化學(xué)成分有顯著異常，細(xì)菌數(shù)及過(guò)氧化氫酶含量增加，酸度降低。一般泌乳末期乳pH達(dá)7.0，細(xì)菌數(shù)達(dá)250萬(wàn)/ml，氯根濃度約為0.06%左右。不適于作為乳制品的原料乳。第二章乳的物理化學(xué)性質(zhì)第四節(jié)乳的分類（二）化學(xué)異常乳

1.酒精陽(yáng)性乳

2.低酸度酒精陽(yáng)性乳

3.低成分乳

4.混入雜質(zhì)乳

5.細(xì)菌污染乳

第二章乳的物理化學(xué)性質(zhì)第四節(jié)乳的分類1.酒精陽(yáng)性乳概念：即用濃度68%或70%的酒精與等量的乳進(jìn)行混合，凡產(chǎn)生絮狀凝塊的乳稱為酒精陽(yáng)性乳。原因：擠乳后鮮乳的貯存溫度不適時(shí)，酸度會(huì)升高而呈酒精試驗(yàn)陽(yáng)性，其原因主要是乳中的乳酸菌生長(zhǎng)繁殖產(chǎn)生乳酸和其它有機(jī)酸所致。返回第二章乳的物理化學(xué)性質(zhì)第四節(jié)乳的分類2.低酸度酒精陽(yáng)性乳

概念：有的鮮乳雖然酸度低（16oT以下），但酒精試驗(yàn)也呈陽(yáng)性，所以稱作低酸度酒精陽(yáng)性乳。原因：①環(huán)境②飼養(yǎng)管理③生理機(jī)能性狀：酸度、蛋白質(zhì)（酪蛋白）、乳糖、無(wú)機(jī)磷酸、透析性磷酸等的數(shù)量較正常乳低，而乳清蛋白、鈉、氯、鈣離子、膠體磷酸鈣等較正常乳高。返回第二章乳的物理化學(xué)性質(zhì)第四節(jié)乳的分類

3.低成分乳

概念：是指乳的總干不足11%，乳脂率低于2.7%的原料乳。原因：（1）季節(jié)和氣溫對(duì)產(chǎn)乳量和成分的影響（2）飼料對(duì)含脂率的影響（3）飼料對(duì)無(wú)脂干物質(zhì)的影響(4)人為因素防止辦法：選育和改良乳牛品種；合理的飼養(yǎng)管理、清潔衛(wèi)生條件及合理的榨乳、收納、貯存，則可以獲得成分含量高而優(yōu)質(zhì)的原料乳。返回第二章乳的物理化學(xué)性質(zhì)第四節(jié)乳的分類4.混入雜質(zhì)乳

概念：是指在乳中混入原來(lái)不存在的物質(zhì)的乳。雜質(zhì)來(lái)源：（1）偶然混入（2）人為混入：（3）經(jīng)牛體進(jìn)入：返回第二章乳的物理化學(xué)性質(zhì)第四節(jié)乳的分類5.細(xì)菌污染乳

（1）微生物污染乳的種類；（2）乳中微生物的來(lái)源及污染途徑。①乳房②牛體③空氣④擠乳用具和乳桶等⑤其它返回第二章