第3章畜產(chǎn)食品原料第五部分乳的成分及性質(zhì)

學(xué)習(xí)內(nèi)容與學(xué)習(xí)目標(biāo)乳的組成及其分散體系乳的化學(xué)組成及性質(zhì)乳的物理性質(zhì)異常乳

學(xué)習(xí)目標(biāo)：掌握乳的概念、化學(xué)成分、理化特性及其與乳制品質(zhì)量的關(guān)系，為乳品加工奠定理論基礎(chǔ)。當(dāng)前1頁，總共65頁。一、組成及其分散體系

乳是哺乳動物分娩后由乳腺分泌出來的一種白色或微黃色的不透明液體。

㈠、乳的概念

乳的成分主要包括水分、脂肪、蛋白質(zhì)、乳糖、鹽類以及維生素、酶類、氣體等。當(dāng)前2頁，總共65頁。

水是分散劑，其他各種成分分散在乳中，形成一種復(fù)雜的分散體系。㈡、乳的分散體系一、組成及其分散體系當(dāng)前3頁，總共65頁。牛乳的復(fù)合膠體體系乳糖,無機(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)當(dāng)前4頁，總共65頁。二、乳的組成與性質(zhì)牛乳主要化學(xué)成分及含量㈠、乳的化學(xué)成分和性質(zhì)當(dāng)前5頁，總共65頁。游離水:占水分總量的97％左右;結(jié)合水:占水分總量的2.8％左右;結(jié)晶水:占水分總量的0.2％左右.1、水分當(dāng)前6頁，總共65頁。2、乳脂肪（milkfatorbutterfat)

（1）脂肪球與脂肪球膜

乳脂以脂肪球的形式漂浮于乳中;脂肪球直徑為0.1～20μm;

脂肪球平均直徑與乳中脂肪含量有關(guān)，脂肪含量越高，脂肪球直徑越大。脂肪球是乳中最大的，同時也是密度最小的顆粒。當(dāng)前7頁，總共65頁。脂肪球膜：蛋白質(zhì)和磷脂構(gòu)成，可以保護(hù)脂肪球免受乳中酶的破壞。脂肪球膜與加工:在機(jī)械攪拌或化學(xué)物質(zhì)作用下，脂肪球膜遭到破壞后，乳脂肪球才會互相聚結(jié)在一起。利用這一原理生產(chǎn)奶油，并可測定乳的含脂率。2、乳脂肪（milkfatorbutterfat)當(dāng)前8頁，總共65頁。脂肪球膜的結(jié)構(gòu)圖1-脂肪2-結(jié)合水3-蛋白質(zhì)4-乳漿當(dāng)前9頁，總共65頁。

（2）乳脂肪的化學(xué)組成甘油三酯約占乳脂肪的97%～98%，還有少量的甘油二酯和甘油單酯及游離脂肪酸。

乳中脂肪酸分類：

水溶性揮發(fā)性脂肪酸，如丁酸、乙酸等；

非水溶性揮發(fā)性脂肪酸，如十二碳酸等；

非水溶性不揮發(fā)性脂肪酸，如十四碳酸、二十碳酸、十八碳烯酸和十八碳二烯酸等。2、乳脂肪（milkfatorbutterfat)當(dāng)前10頁，總共65頁。3、乳蛋白質(zhì)（milkprotein)

乳蛋白在牛乳中的含量為3.0%～3.5％。是乳中主要的含氮物。牛乳的含氮化合物中95%為乳蛋白質(zhì),5%為非蛋白態(tài)含氮化合物。當(dāng)前11頁，總共65頁。酪蛋白蛋白質(zhì)乳清蛋白脂肪球膜蛋白乳白蛋白多肽α－乳白蛋白血清白蛋白乳球蛋白β－乳球蛋白IgG1IgG2IgGMIgGA免疫球蛋白αs－酪蛋白β－酪蛋白

γ－酪蛋白к－酪蛋白當(dāng)前12頁，總共65頁。①、定義

溫度20攝氏度時調(diào)節(jié)脫脂乳PH4.6時沉淀的蛋白質(zhì)，占乳蛋白的80-83%。

(1)

、酪蛋白（casein)

②、存在形式

與鈣結(jié)合形成酪蛋白酸鈣，再與膠體狀的Ca3(PO4)2結(jié)合形成酪蛋白酸鈣磷酸鈣復(fù)合體。當(dāng)前13頁，總共65頁。

酪蛋白（casein)當(dāng)前14頁，總共65頁。③、重要性質(zhì)

Ⅰ、酸凝固復(fù)合體

Ca3(PO4)2+酪蛋白酸鈣酸…Ca+酪蛋白乳糖

乳酸

游離酪蛋白+乳酸鈣

PH5.2PH4.6乳酸菌復(fù)合體

酪蛋白（casein)當(dāng)前15頁，總共65頁。

Ⅱ、酶凝固復(fù)合體+皺胃酶→副酪蛋白酸鈣+糖肽+皺胃酶

（不能除去其中Ca++）應(yīng)用于干酪,酸乳制品,工業(yè)用干酪素和食用干酪素。

酪蛋白（casein)當(dāng)前16頁，總共65頁。

Ⅲ、酪蛋白的鈣凝固

正常乳中Ca、P存在著平衡關(guān)系，故復(fù)合體穩(wěn)定。當(dāng)加入CaCl2后，破壞了平衡，加熱即凝固。受熱溫度越高，則需要的CaCl2量愈少，且乳清蛋白也凝固。

當(dāng)T=95℃，每升乳加1-1.25gCaCl2，則97%的乳蛋白可被利用(低分子蛋白質(zhì)，乳清蛋白均被利用）

酪蛋白（casein)當(dāng)前17頁，總共65頁。Ⅳ、與糖的反應(yīng)對色澤、風(fēng)味、營養(yǎng)價值產(chǎn)生影響;

酪蛋白（casein)當(dāng)前18頁，總共65頁。⑵、乳清蛋白

濾液(乳清蛋白)乳蛋白PH4.6沉淀(酪蛋白）煮沸,PH4.6乳清蛋白沉淀(占乳清蛋白的81％)PH7,飽和MgSO4鹽析乳白蛋白(占乳清蛋白的68％)溶解析出乳球蛋白(占乳清蛋白的13％)1.α-乳白蛋白2.β-乳球蛋白3.血清白蛋白

多肽免疫球蛋白當(dāng)前19頁，總共65頁。特性:在酸或皺胃酶作用下不凝固，易被消化吸收；初乳中含量高，加熱后易形成凝塊，故初乳不適宜用來加工；乳球蛋白是幼畜獲得免疫能力的主要物質(zhì)。

乳清蛋白

當(dāng)前20頁，總共65頁。4、乳糖

⑴、乳糖的存在形式α-乳糖水合物:即普通乳糖,﹤93℃時結(jié)晶出來的乳糖，常溫時最穩(wěn)定;α-乳糖無水物:將α-乳糖水合物以120℃-130℃加熱失去結(jié)晶水時的乳糖;β-乳糖:在>93℃時結(jié)晶出來的乳糖，甜度、溶解度高于α-乳糖水合物.

α:β=1:1.65溶解度α﹤β當(dāng)前21頁，總共65頁。

⑵、乳糖的溶解性

初溶解度：將乳糖投入水后,立即溶解時的溶解度,即α-含水乳糖的溶解度;

終溶解度:上述溶液繼續(xù)振蕩,再添加乳糖則可溶解,達(dá)最后溶解度,即α-含水乳糖和β-無水乳糖的溶解度;

超溶解度：將上述飽和溶液冷卻,則生成過飽和液(亞穩(wěn)態(tài))，但并未立即析出結(jié)晶時的溶解度。

乳糖強(qiáng)制結(jié)晶:

在亞穩(wěn)定狀態(tài)時，添加晶種，促使乳糖形成微細(xì)結(jié)晶的過程。

乳糖當(dāng)前22頁，總共65頁。

⑶、乳糖不耐癥

由于有些人體內(nèi)的乳糖酶活性降低或缺乏乳糖酶，當(dāng)飲用乳及乳制品時，其中的乳糖不被消化吸收,從而發(fā)生腹瀉癥狀。

原因：乳糖在腸道不被分解直接入大腸后，使大腸滲透壓高，導(dǎo)致水進(jìn)入腸道管腔，使得大腸中細(xì)菌繁殖,產(chǎn)生乳酸和二氧化碳，導(dǎo)致PH下降,當(dāng)PH﹤6.5時，剌激大腸引起腹痛癥。

解決辦法：用乳糖酶預(yù)先分解、發(fā)酵乳糖當(dāng)前23頁，總共65頁。5、無機(jī)物

牛乳中的無機(jī)物(InorganicSalts)亦稱為礦物質(zhì)，含量為0.35%～1.21%，平均為0.8%左右，主要有磷、鈣、鎂、氯、鈉、硫、鉀等，此外還有一些微量元素。

100ml牛乳中的主要無機(jī)成分的含量(mg)

項目鉀鈉鈣鎂磷硫氯牛乳158541091491599當(dāng)前24頁，總共65頁。

向乳中添加磷酸及檸檬酸的鈉鹽可提高熱穩(wěn)定性;

牛乳中鈣的含量比人乳多3-4倍，在嬰兒胃內(nèi)形成較堅硬的凝塊，不易消化。

牛乳中鐵含量比人乳少，應(yīng)予以補(bǔ)充。無機(jī)物當(dāng)前25頁，總共65頁。6、維生素

牛乳含有幾乎所有已知的維生素。牛乳中的維生素包括脂溶性維生素A、D、E、K和水溶性的維生素B1、B2、B6、B12、C等兩大類。

當(dāng)前26頁，總共65頁。7、酶類脂酶磷酸酶蛋白酶

過氧化氫酶

過氧化物酶水解酶類氧化還原酶類乳中的酶當(dāng)前27頁，總共65頁。

分解脂肪導(dǎo)致酸敗,除乳腺外，微生物(熒光性細(xì)菌和霉菌)是其主要來源。

最適PH8,失活條件是80℃，20s。

C3H5(OCOR)3+3H2OC3H5(OH)3+3RCOOH脂酶酶類⑴、脂酶當(dāng)前28頁，總共65頁。

⑵、磷酸酶

水解復(fù)雜的有機(jī)磷酸酯。堿性磷酸酶存在于脂肪球膜處，酸性磷酸酶存在于乳清中，屬固有酶。

主要是堿性磷酸酶，最適PH：

失活條件：62.8℃，30min或72℃，15s

磷酸酶試驗(yàn),可檢驗(yàn)巴氏殺菌是否徹底，并推斷殺菌乳中是否混入生乳，或者殺菌后貯藏時間的長短。

牛乳經(jīng)HTST殺菌后，磷酸酶貯藏中會復(fù)活.

酶類當(dāng)前29頁，總共65頁。

⑶、蛋白酶

分別來自乳本身和污染的微生物，細(xì)菌性蛋白酶為多，作用于蛋白質(zhì)形成蛋白胨、多肽及氨基酸。

滅活條件：加熱至75℃-80℃失活。

⑷、過氧化氫酶

來自白血球的細(xì)胞成分，初乳、乳房炎乳中含量較多，可以判斷乳房炎乳或其他異常乳。

75℃，20min，100%鈍化

酶類當(dāng)前30頁，總共65頁。⑸、過氧化物酶來自白血球的細(xì)胞成分，是固有酶。最適PH6.8，最適溫度25℃；失活條件70℃,150min；75℃,20min；80℃,2.5s酶類當(dāng)前31頁，總共65頁。

⑹、還原酶是微生物的代謝產(chǎn)物最適條件：，溫度40-50℃

失活條件：69℃-70℃,30min;75℃,5min

還原酶試驗(yàn):利用褪色時間的長短，判斷乳中微生物數(shù)量、確定乳的質(zhì)量等級.酶類還原酶甲基蘭(蘭色的氧化型)無色的還原型當(dāng)前32頁，總共65頁。8、生物活性物質(zhì)⑴、免疫球蛋白免疫球蛋白:一類具有抗體活性或者化學(xué)結(jié)構(gòu)與抗體相似的球蛋白。牛乳中主要有：IgG1IgG2IgGMIgGA當(dāng)前33頁，總共65頁。生物活性物質(zhì)⑵、乳鐵蛋白乳鐵蛋白（LF）轉(zhuǎn)鐵蛋白（TF）當(dāng)前34頁，總共65頁。生物活性物質(zhì)⑶、生物活性肽脯氨酸多肽嗎啡樣活性肽抗高血壓肽免疫調(diào)節(jié)肽抗血栓肽酪蛋白磷酸肽抗菌肽抗癌細(xì)胞肽當(dāng)前35頁，總共65頁。生物活性物質(zhì)⑷、生物活性酶類過氧化物酶溶菌酶超氧化物歧化酶巰基氧化酶當(dāng)前36頁，總共65頁。9、其他成分⑴、有機(jī)酸

主要是檸檬酸，在酸敗乳及發(fā)酵乳中，在乳酸菌的作用下馬尿酸可轉(zhuǎn)化為苯甲酸。

檸檬酸對乳的鹽類平衡及乳在加熱、冷凍過程中的穩(wěn)定性均起重要作用。同時，檸檬酸還是乳制品芳香成分丁二酮的前體物質(zhì)。當(dāng)前37頁，總共65頁。⑵、氣體主要為二氧化碳、氧氣和氮?dú)獾?，約占鮮牛乳的5%～7%(V/V)，其中二氧化碳最多，氧最少。在擠乳及貯存過程中，二氧化碳由于逸出而減少，而氧、氮則因與大氣接觸而增多。其他成分當(dāng)前38頁，總共65頁。⑶、細(xì)胞成份

乳中所含的細(xì)胞成分主要是白血球和一些乳房分泌組織的上皮細(xì)胞，也有少量紅血球。

其他成分當(dāng)前39頁，總共65頁。㈡、乳的物理性質(zhì)1、色澤

白色：脂肪球及酪蛋白酸鈣-磷酸鈣復(fù)合體對光的反射、折射產(chǎn)生的;

淺黃色：核黃素（乳清中）、葉黃素和胡蘿卜素引起的。

二、乳的組成與性質(zhì)當(dāng)前40頁，總共65頁。

2、滋味

甜味，稍帶咸味，易吸味。

Mg2+、Ca2+→苦味;

磷酸、檸檬酸→酸味

此外，可能有生理異常風(fēng)味、脂肪分解味、氧化味、日光味、蒸煮味、酸敗味。乳的物理性質(zhì)當(dāng)前41頁，總共65頁。3、酸度

（1）PH

常乳PH在；PH﹥6.7,可能為乳房炎乳,PH﹤6.5，可能含有初乳或有細(xì)菌繁殖產(chǎn)酸。

（2）滴定酸度取一定量牛奶，以酚酞作指示劑，再用一定濃度的堿液（常為0.1MNaOH）滴定，以消耗堿液的體積來表示。乳的物理性質(zhì)自然酸度：即固有酸度，牛乳原有的酸度發(fā)酵酸度：因發(fā)酵而升高的酸度總酸度=自然酸度+發(fā)酵酸度當(dāng)前42頁，總共65頁。

吉爾涅爾度（0T）

取100ml奶，加20ml蒸餾水稀釋，加0.5%酚酞作指示劑，達(dá)到滴定終點(diǎn)時消耗0.1MNaOH的體積數(shù)。V0.1MNaOH

×0.009牛乳試樣重×100%第二節(jié)乳的組成與性質(zhì)乳的物理性質(zhì)

乳酸百分率（乳酸%）16-180T相當(dāng)于乳酸度0.15-0.17%當(dāng)前43頁，總共65頁。4、密度和比重

乳密度D20℃/4℃

20℃時乳的質(zhì)量與同容積水在4℃時的質(zhì)量比。

正常乳1.030左右,初乳。

乳比重D15℃/15℃

通常指在15℃下，乳的重量與同容積水重量比。

正常乳在。

D20℃/4℃+0.002=D15℃/15℃第二節(jié)乳的組成與性質(zhì)乳的物理性質(zhì)當(dāng)前44頁，總共65頁。影響因素：

1）無脂干物質(zhì)總量及比例；

2）加水：每加10%的水，約降0.003，即3度；

3）氣體：剛擠出的乳比放置2-3天后的比重低；

4）溫度：在10-25℃內(nèi)，每變化1℃，則變化D=0.0002，

即0.2度。

第二節(jié)乳的組成與性質(zhì)乳的物理性質(zhì)當(dāng)前45頁，總共65頁。5、冰點(diǎn)和沸點(diǎn)牛乳冰點(diǎn)為-0.525~-0.565℃，平均-0.54℃。乳糖及可溶性鹽類使冰點(diǎn)下降，變酸時冰點(diǎn)下降，乳中加1%水時，冰點(diǎn)上升0.0054℃。

第二節(jié)乳的組成與性質(zhì)乳的物理性質(zhì)T-T′TT′：被檢乳冰點(diǎn)，T：正常乳冰點(diǎn)。摻水量X=沸點(diǎn)：理論上比水高0.15℃實(shí)際上1atm時為100.17℃*100

當(dāng)前46頁，總共65頁。6、其它物理性質(zhì)

黏度

20℃時，牛乳0.0015-0.002Pa·s

影響因素：蛋白質(zhì)、脂肪、脫脂等

加工方面：如甜煉乳、淡煉乳、乳粉的噴霧

表面張力

（），可以探測混雜物、泡沫、乳濁液的形成等。

均質(zhì)處理時，脂肪球表面積增大，表面張力增加。

導(dǎo)電率

25℃時4-5ms（毫西門子），＞6ms時即可認(rèn)為患病牛乳，可應(yīng)用于快速測定乳房炎乳。第二節(jié)乳的組成與性質(zhì)乳的物理性質(zhì)當(dāng)前47頁，總共65頁。

1、常乳

產(chǎn)犢7天以后至停止泌乳前一周內(nèi)所產(chǎn)的乳，為乳制品常規(guī)加工的原料乳。

2、異常乳

凡不適宜作加工乳制品的原料乳均稱為異常乳。㈢、乳的分類第二節(jié)乳的組成與性質(zhì)當(dāng)前48頁，總共65頁。異常乳生理異常乳化學(xué)異常乳微生物污染乳病理異常乳營養(yǎng)不良乳初乳末乳高、低酸度酒精陽性乳凍結(jié)乳、低成分乳混入異物乳、風(fēng)味異常乳乳房炎乳、其它病乳當(dāng)前49頁，總共65頁。

（1）營養(yǎng)不良乳飼料不足、營養(yǎng)不良的乳牛所產(chǎn)的乳；對皺胃酶幾乎不凝固，所以這種乳不能制造干酪；當(dāng)喂以充足的飼料，加強(qiáng)營養(yǎng)之后，牛乳即可恢復(fù)正常，對皺胃酶即可凝固。2、異常乳移動式擠奶裝置當(dāng)前50頁，總共65頁。

（2）初乳母牛分娩后一周所分泌的乳；呈黃褐色、有異臭、苦味、咸味、黏度大，特別是3d之內(nèi)，初乳特征更顯著。初乳加熱時易凝固；初乳中富含免疫球蛋白抗體。它可以保護(hù)幼畜免受感染，直至幼畜的免疫系統(tǒng)建立；初乳中含鐵量約為常乳的3～5倍，銅含量約為常乳的6倍。2、異常乳當(dāng)前51頁，總共65頁。

（3）末乳停止泌乳前一周內(nèi)所分泌的乳，苦而微咸，脂酶多，有油脂氧化味。2、異常乳當(dāng)前52頁，總共65頁。

（4）酒精陽性乳鮮乳檢驗(yàn)時，采用68%或70%或72%的酒精與等量原料乳混合，凡產(chǎn)生絮狀凝塊的，稱為酒精陽性乳。

高酸度酒精陽性乳：在24oT以上的

低酸度酒精陽性乳：酸度檢驗(yàn)時在18oT以下，但仍呈現(xiàn)酒精陽性的乳。

冷凍乳2、異常乳當(dāng)前53頁，總共65頁。（5）低成份乳乳的成分明顯低于常乳，主要受遺傳和飼養(yǎng)管理所左右。

（6）混入異物乳

混入異物的乳是指在乳中混入原來不存在的物質(zhì)的乳。

2、異常乳當(dāng)前54頁，總共65頁。

（7）風(fēng)味異常乳

通過機(jī)體轉(zhuǎn)移或從空氣中吸收而來的飼料味；酶作用而產(chǎn)生的脂肪分解味；擠乳后從外界污染或吸收的牛體味或金屬味等。2、異常乳當(dāng)前55頁，總共65頁。

（8）微生物污染乳來自衛(wèi)生良好奶場的乳,則含細(xì)菌為每ml數(shù)千個；如果清潔、消毒和冷卻標(biāo)準(zhǔn)不妥當(dāng)，則每ml乳細(xì)菌數(shù)可達(dá)到百萬個以上。

對乳進(jìn)行分級時，細(xì)菌總數(shù)必須少于1000,000個/ml。2、異常乳當(dāng)前56頁，總共65頁。乳中微生物的來源

牛乳從乳房中分泌出來時，實(shí)際上是無菌的，乳中微生物污染的主要來源：－來源于乳房內(nèi)的污染（乳頭通道，乳房炎）－來自奶牛體表的污染－來自空氣的污染－來自擠乳器具和集乳用具的污染－來自工作人員的污染－來自飼草和墊草的污染乳房炎時大量細(xì)菌進(jìn)入乳中細(xì)菌進(jìn)入乳頭通道污染來源當(dāng)前57頁，總共65頁。產(chǎn)酸菌產(chǎn)氣菌腸道桿菌芽孢桿菌球菌低溫菌高溫菌和耐熱菌蛋白分解菌脂肪分解菌放線菌乳中微生物群細(xì)菌真菌霉菌酵母菌噬菌體乳中微生物的種類及其性質(zhì)當(dāng)前58頁，總共65頁。鮮乳存放期間微生物的變化

抑制期乳酸鏈球菌期乳酸桿菌期胨化菌期真菌期

新乳中含抗菌物質(zhì)，其殺菌或抑菌作用在含菌少的鮮乳中可持續(xù)36h(在13～14℃)；若在污染嚴(yán)重的乳液中，其作用可持續(xù)18h左右。因此，鮮乳放置在室溫環(huán)境中，一定時間內(nèi)不會發(fā)生變質(zhì)現(xiàn)象。牛乳在