《乳的成分与性质》PPT课件.ppt

第十一章 乳的成份及性质,第一节 乳的组成 第二节 乳中化学成分的性质 第三节 乳的物理性质(自学） 第四节 异常乳,第一节 乳的组成及其分散体系,一、乳的组成 乳是哺乳动物分娩后由乳腺分泌的一种白色或微黄色的不透明液体。主要包括水分、脂肪、蛋白质、乳糖、盐类以及维生素、酶类、气体等。 乳中含有多种化学成分，其中水是分散剂，其他各种成分如脂肪、蛋白质、乳糖、无机盐等呈分散质分散在乳中，形成一种复杂的分散体系。,一、乳的组成,正常牛乳中各种成分的组成大体上是稳定的，但也受牛乳的品种、个体、地区、泌乳期、畜龄、挤乳方法、饲料、季节、环境、温度及健康状态等因素影响而有差异; 其中变化最大的是乳脂肪，其次是蛋白质，乳糖及灰分则比较稳定。,牛乳主要化学成分及含量,三、乳中化学成分的性质, 乳脂肪 乳蛋白质 乳糖 乳中的无机物 乳中的维生素 乳中的酶类 乳中的其他成分, 乳脂肪,1. 脂肪球及脂肪球膜 2. 乳脂肪的化学组成,1. 脂肪球及脂肪球膜,在显微镜下可以看到，乳脂是由漂浮在乳中的大小不同的粒子构成的众多小球。这些小球是脂肪球。 脂肪球是乳中最大的颗粒，其直径为0.120um，平均直径是34um，1ml全乳中有2040亿个脂肪球。 脂肪球平均直径与乳中脂肪含量有关，脂肪含量越高，脂肪球直径越大。脂肪球是乳中最大的，同时也是最轻的颗粒。,1. 脂肪球及脂肪球膜,在电子显微镜下观察到的乳脂肪球为圆球形或椭圆球形，表面被一层510 nm厚的膜所覆盖，称为脂肪球膜。 这层膜由蛋白质和磷酯构成，可以保护脂肪球免受乳中酶的破坏。而且由于脂肪球含有磷脂与蛋白质形成的脂蛋白络合物，使脂肪球能稳定地存在于乳中。 在机械搅拌或化学物质作用下，脂肪球膜遭到破坏后，乳脂肪球才会互相聚结在一起。利用这一原理生产奶油和测定乳中的含脂率。,2.乳脂肪的化学组成,通常认为乳中脂肪成分复杂，甘油三酯是其主要成分，约占乳脂肪的97%98%，它和极少量的甘油二酯和甘油单酯及游离脂肪酸共存于乳中。 乳中的脂肪酸分为三类：第一类为水溶性挥发性脂肪酸，例如丁酸、乙酸等；第二类是非水溶性挥发性脂肪酸，例如十二碳酸等；第三类是非水溶性不挥发性脂肪酸，例如十四碳酸、二十碳酸、十八碳烯酸和十八碳二烯酸等。,表2.3 乳中脂类物质的平均含量, 乳蛋白质,乳蛋白（Milk Protein）是乳中主要的含氮物。牛乳的含氮化合物中95%为乳蛋白质,5%为非蛋白态含氮化合物,蛋白质在牛乳中的含量为3.0%3.5。 牛乳中的蛋白质可分为酪蛋白和乳清蛋白两大类，另外还有少量脂肪球膜蛋白质。 1. 酪蛋白 2. 乳清蛋白质 3. 非蛋白含氮物,1. 酪蛋白,在温度20时调节脱脂乳的pH至4.6时沉淀的一类蛋白质称为酪蛋白(Casein)，占乳蛋白总量的80%82%，约占全乳重的2.6%，纯净的酪蛋白为白色，不溶于水，显酸性。 酪蛋白不是单一的蛋白质，而是由s-、-、-、和-酪蛋白组成。s-酪蛋白含磷多，故又称磷蛋白。 含磷量对皱胃酶的凝乳作用影响很大。-酪蛋白含磷量极少，因此，-酪蛋白几乎不能被皱胃酶凝固。,2. 乳清蛋白质,(1) 热不稳定性乳清蛋白 乳清pH 4.64.7时,煮沸20min，发生沉淀的一类蛋白质，约占乳清蛋白质的81。对热不稳定乳清蛋白质包括乳白蛋白和乳球蛋白两类。 (2) 对热稳定的乳清蛋白 这类蛋白包括蛋白胑和蛋白胨，约占乳清蛋白的19%。此外还有一些脂肪球膜蛋白质，是吸附于脂肪球表面的蛋白质与酶的混合物，其中含有脂蛋白、碱性磷酸酶和黄嘌呤氧化酶等。这些蛋白质可用洗涤方法将其分离出来。, 乳白蛋白,乳白蛋白是指中性乳清中，加饱和硫酸铵或饱和硫酸镁盐析时，呈溶解状态而不析出的蛋白质，属于乳白蛋白。 乳白蛋白约占乳清蛋白68%，乳白蛋白又包括-乳白蛋白(约占乳清蛋白的19.7%)、-乳球蛋白(约占乳清蛋白的43.6%)和血清白蛋白(约占乳清蛋白的4.7%)。 乳白蛋白中最主要是-乳白蛋白，它在乳中以1.55.0m直径的微粒分散在乳中，对酪蛋白起保护胶体作用。, 乳球蛋白,中性乳清中加饱和硫酸铵或饱和硫酸镁盐析时，能析出而不呈溶解状态的乳清蛋白即为乳球蛋白。约占乳清蛋白的13%。 乳球蛋白具有抗原作用，故又称为免疫球蛋白。初乳中免疫球蛋白含量比常乳高。,3. 非蛋白含氮物,除了乳蛋白质外，还有约5%非蛋白含氮化合物，如氨、游离氨基酸、尿素、尿酸、肌酸及嘌呤碱等。 这些物质基本上是机体蛋白质代谢的产物，通过乳腺细胞进人乳中。 另外还有少量维生素氮。, 乳糖,乳糖是哺乳动物乳汁中特有的糖类。牛乳中约含有乳糖4.2%5.0%，全部呈溶解状态。在泌乳末期和患乳房疾病的乳中含量最低。 乳糖是一种双糖，乳糖为D-葡萄糖与D-半乳糖以-l，4键结合的二糖，又称为1,4-半乳糖苷葡萄糖。因其分子中有羰基，属还原糖。 乳糖是常见糖中可溶性最低的，25下水中溶解度仅达17.8%。乳糖没有其它糖那样甜，如它的甜度只是蔗糖的1/30。, 乳糖,部分人随着年龄增长，消化道内缺乏乳糖酶不能分解和吸收乳糖，饮用牛乳后会出现呕吐、腹胀、腹泻等不适应症，称乳糖不耐症 乳糖酶缺乏的程度各不相同，因而症状也各异。从连极少量的乳品都不能消化到摄入大量含乳糖食物后引起轻微的胃肠功能紊乱。 在乳品加工中利用乳糖酶，将乳中的乳糖分解为葡萄糖和半乳糖；或利用乳酸菌将乳糖转化成乳酸，可预防“乳糖不耐症”。, 乳糖,乳糖受到乳酸菌作用时会发生分解变化，这些细菌含有一种酶叫乳糖酶，它能把乳糖分子分解成中间产物。 来自乳酸菌的其它酶继续分解这些中间产物，把它们转变成各种酸，其中乳酸最重要，这就是乳变酸时发生的过程，即乳糖的乳酸发酵。, 乳中的无机物,牛乳中的无机物(Inorganic Salts)亦称为矿物质，含量为0.35%1.21%，平均为0.8%左右，主要有磷、钙、镁、氯、钠、硫、钾等，此外还有一些微量元素。 常乳中钙盐和钾盐含量极高，然而，盐的含量不总是恒定的，牛乳中无机物的含量随泌乳期及个体健康状态等因素而异。 在濒临泌乳期末或乳房疾病的情况下，氯化钠含量明显升高，因而乳有咸味，而同时其它盐的含量降低。,表2.4 100ml牛乳中的主要无机成分的含量(mg), 乳中的维生素,牛乳含有几乎所有已知的维生素。牛乳中的维生素包括脂溶性维生素A、D、E、K和水溶性的维生素B1、B2、B6、B12、C等两大类。 牛乳中的维生素，部分来自饲料中的维生素，如维生素E；有的要靠乳牛自身合成，如B族维生素。 然而，乳中维生素含量因贮存和加工中损失而大大改变。, 乳中的酶类,1. 水解酶类 2. 氧化还原酶类,1. 水解酶类,A. 脂酶 B. 磷酸酶 C. 蛋白酶,A. 脂酶,牛乳中的脂酶至少有两种，一是只附在脂肪球膜间的膜脂酶，它在常乳中不常见，而在末乳、乳房炎乳及其他一些生理异常乳中常出现。 另一种是存在于脱脂乳中与酪蛋白相结合的乳浆脂酶(Plasma Lipase)。,B. 磷酸酶,磷酸酶的特性是可以把磷酸酶分解成磷酸和相应的醇。如果向乳中加入磷酸酯，再向其中加入能与游离醇发生显色反应的试剂，就可以测定乳中磷酸酶的存在。因为试剂颜色的变化可以反映乳中含有磷酸酶。 磷酸酶可以经63、30min或7175、1530s加热后可钝化，故可以利用这种性质来检验低温巴氏杀菌法处理的消毒牛乳的杀菌程度是否完全。,C. 蛋白酶,牛乳中的蛋白酶分别来自乳本身和污染的微生物。乳中蛋白酶多为细菌性酶，细菌性的蛋白酶使蛋白质水解后形成蛋白胨、多肽及氨基酸。其中由乳酸菌形成的蛋白酶在乳中，在干酪加工中具有非常重要的意义。 蛋白酶在高于7580的温度中即被破坏，在70以下时，可以稳定地耐受长时间的加热，在3742时，这种酶在弱碱性环境中作用最大，中性及酸性环境中作用减弱。,2. 氧化还原酶类,A. 过氧化氢酶 B. 过氧化物酶,A. 过氧化氢酶,牛乳中的过氧化氢酶主要来自白血球的细胞成分，特别在初乳和乳房炎乳中含量较多。 过氧化氢酶把过氧化氢分解成水和游离氧。通过测量乳中游离氧的量就可以反映乳中过氧化氢酶的含量，也能了解牛奶是否来自健康动物乳房。 来自患病乳房的乳中过氧化氢酶含量较高，而来自健康乳房的鲜乳只含极少量的过氧化氢酶。多种细菌可产生这种酶，而过氧化氢酶经过普通的高温短时间巴氏消毒法（7072，1530秒）可以被破坏。,B. 过氧化物酶,过氧化物酶是最早从乳中发现的酶，它能促使过氧化氢分解产生活泼的新生态氧，从而使乳中的多元酚、芳香胺及化合物氧化。 过氧化物酶是乳中固有酶。过氧化物酶可以把过氧化氢中的氧转移给其它物质，从而使一些物质变色。 过氧化物酶钝化温度和时间大约为76、20min，7778、5min，85、10s。通过测定过氧化物酶的活性可以判断牛乳是否经过热处理或判断热处理的程度。这项试验叫Storch氏过氧化物酶试验。, 乳中的其他成分,1. 有机酸 2. 气体 3. 细胞成份,1. 有机酸,乳中的有机酸主要是柠檬酸等。在酸败乳及发酵乳中，在乳酸菌的作用下马尿酸可转化为苯甲酸。 乳中柠檬酸的含量为0.07%0.40%，平均为0.18%，以盐类状态存在。 除了酪蛋白胶粒成分中的柠檬酸盐外，还存在有分子、离子状态的柠檬酸盐，主要为柠檬酸钙。 柠檬酸对乳的盐类平衡及乳在加热、冷冻过程中的稳定性均起重要作用。同时，柠檬酸还是乳制品芳香成分丁二酮的前体。,2. 气体,主要为二氧化碳、氧气和氮气等，约占鲜牛乳的5%7%(V/Y)，其中二氧化碳最多，氧最少。 在挤乳及贮存过程中，二氧化碳由于逸出而减少，而氧、氮则因与大气接触而增多。,3. 细胞成份,乳中所含的细胞成分主要是白血球和一些乳房分泌组织的上皮细胞，也有少量红血球。 牛乳中的细胞含量的多少是衡量乳房健康状况及牛乳卫生质量的标志之一，一般正常乳中细胞数不超过50万个/ml。,第二节 乳的物理性质,一、乳的色泽及光学性质 二、乳的热学性质 三、乳的滋味与气味 四、乳的酸度与氢离子浓度 五、乳的电学性质 六、乳的比重和密度 七、乳的黏度与表面张力,第四节 异常乳,一、异常乳的概念和种类 二、异常乳的产生原因和性质, 异常乳的概念,正常乳的成分和性质基本稳定 当乳牛受到饲养管理、疾病、气温以及其他各种因素的影响时，乳的成分和性质往往发生变化，这种乳称作异常乳，不适于加工优质的产品。, 异常乳的种类,异常乳可分下列几种： 生理异常乳 化学异常乳 病理异常乳 微生物污染乳,二、异常乳的产生原因和性质, 生理异常乳 化学异常乳 微生物污染乳 病理异常乳, 生理异常乳,1. 营养不良乳 2. 初乳,1. 营养不良乳,饲料不足、营养不良的乳牛所产的乳对皱胃酶几乎不凝固，所以这种乳不能制造干酪。 当喂以充足的饲料，加强营养之后，牛乳即可恢复正常，对皱胃酶即可凝固。,2. 初乳,母牛分娩后一周所分泌的乳叫初乳，呈黄褐色、有异臭、苦味、咸味、黏度大，特别是3d之内，初乳特征更为显著。 其过氧化氢酶和过氧化物酶的含量高，灰分含量高，脂肪和蛋白质含量极高，而乳糖含量低。一个很明显特点是其白蛋白和球蛋白含量很高，因而初乳加热时易凝固,2. 初乳,初乳中也含抗体，叫免疫球蛋白。它可以保护幼畜免受感染，直至幼畜的免疫系统建立。初乳中含铁量约为常乳的35倍，铜含量约为常乳的6倍。 我国轻工业部部颁标准规定产犊后7d内的初乳不得使用。, 化学异常乳,1. 酒精阳性乳 2. 低成份乳 3. 混入异物乳 4. 风味异常乳,1. 酒精阳性乳, 高酸度酒精阳性乳 低酸度酒精阳性乳 冷冻乳, 高酸度酒精阳性乳,一般酸度在20T 以上时的乳酒精试验均为阳性，称为酒精阳性乳。 鲜乳中微生物繁殖使酸度升高。因此要注意挤乳时的卫生并将挤出鲜乳保存在适当的温度条件下，以免微生物污染繁殖。, 低酸度酒精阳性乳,有的鲜乳虽然酸度低(16T以下) 但酒精试验也呈阳性，所以称作低酸度酒精阳性乳。这可能与饲养管理导致Ca2+、Mg 2+离子不平衡有关。, 冷冻乳,冬季因受气候和运输的影响，鲜乳产生冻结现象，导致乳中一部分酪蛋白变性。 同时，在处理时因温度和时间的影响，酸度相应升高，以致产生酒精阳性乳。 但这种酒精阳性乳的耐热性要比因受其他原因而产生的酒精阳性乳高。,2. 低成份乳,乳的成分明显低于常乳，主要受遗传和饲养管理所左右。,3. 混入异物乳,混入异物的乳是指在乳中混入原来不存在的物质的乳。 其中，有人为混入异常乳和因预防治疗、促进发育以及食品保藏过程中使用抗生素和激素等而进入乳中的异常乳 还有因饲料和饮水等使农药进入乳中而造成的异常。乳中含有防腐剂、抗菌素时，不宜用作加工的原料乳。,4. 风味异常乳,造成牛乳风味异常的因素很多 通过机体转移或从空气中吸收而来的饲料味 酶作用而产生的脂肪分解味 挤乳后从外界污染或吸收的牛体味或金属味等。, 微生物污染乳,1. 原料乳的微生物污染状况 2. 乳中微生物的来源,1. 原料乳的微生物污染状况,牛奶如果来自一个卫生良好的奶场,则含细菌为每ml数千个 如果清洁、消毒和冷却标准不妥当，则可达到每ml乳中数有百万个细菌 每日对所有挤奶设备进行清洗消毒是决定乳的微生物学质量的最重要的因素。 对乳进行分级时，细菌总数必须少于1000,000个/ml。,2. 乳中微生物的来源,在一般情况下，奶有三个主要的微生物性污染源：一是来自乳房内部；二是来自乳房外部，包括牛体和空气；三是来自挤奶和贮存设备。 乳房 牛体 空气 挤乳用具和乳桶 工作人员, 乳房,从健康乳房挤出的奶虽然不经消毒，但所含微生物数量很少。这些微生物主要是一些微球菌和链球菌，它们对奶产量及质量没有明显影响。 乳房中微生物多少取决于乳房的清洁程度，许多细菌从乳头端部侵入乳房，由于细菌本身的繁殖和乳房的物理蠕动而进入乳头乳池下部。因此，第一股乳流中微生物的数量最多，随着挤乳的进行乳中细菌含量逐渐减少。所以在挤乳时挤出的第一股乳应废弃。,图 许多细菌从乳头端部侵入乳房挤乳时最初挤出的乳应废弃,乳房炎乳,如果乳牛患有细菌性乳房炎，乳中细菌含量会明显增加。 在一定条件下，有很多细菌可以引起乳房炎，但最常见、引起经济损失最大的是埃希氏大肠杆菌，金色化脓葡萄球菌和无乳链球菌。,乳房炎的危害,埃希氏大肠杆菌在粪便中随处可见，畜群通过粪便可把乳房炎从一头牛传染给另一头牛。 乳房炎乳中化脓性葡萄球菌能产生毒素，这种毒素可以引起食用者腹痛、腹泻和呕吐。 无乳链球菌在正常情况下在乳中是找不到的，除非发生了传染性乳房炎，挤奶员的手臂和其它用具会通过沾上含病菌的奶，把乳房炎从一头牛传染给另一头牛。, 牛体,饲料、垫草和粪便是牛体受微生物污染的主要原因，它们是嗜热性腐败微生物的污染载体。如果牛在露天草场上吃草，牛体受污染的水平相对比较低，进行舍饲时，受污染的情况就很严重。 典型的嗜热性腐败微生物如肠道病原菌，包括沙门氏菌、弯弧杆菌一般通过粪便污染垫草，进一步污染被毛及乳头。 嗜热性腐败微生物可耐过巴氏消毒。所以在挤乳时，应用温水严格清洗乳房和腹部，并用清洁的毛巾擦干。, 空气,挤乳及收乳过程中，鲜乳经常暴露于空气中，因此受空气中微生物污染的机会很多。尤其是牛舍内空气，含有很多的细菌。 通常细菌在空气中含量为50100个/ml，灰尘多时可达10000个/ ml，其中以球菌和带芽孢的杆菌居多，此外霉菌的孢子也很多。, 挤乳用具和乳桶,挤奶设备是乳中微生物的来源，也是呈革兰氏阴性的低温腐败细菌的主要来源，主要原因包括管道系统设计制造不良及挤奶前后清洁卫生不彻底。 挤乳时所用的乳桶、挤乳机、过滤布和清洗乳房用布，如果清洗消毒不当会成为耐热性细菌的污染源。, 工作人员,人工挤奶时工作人员手臂可以直接污染奶，实际上也许不可能查明以这种方式传入的腐败性微生物的数量 然而，传播病原体的可能性明显存在。这些病原体，或者可以由患有临床症状的传染