第一节乳的化学组成及性质

1、第一部分乳品加工技术乳制品纯牛奶纯牛奶pure milk酸奶酸奶 yoghurt奶粉奶粉milk powder冰淇淋冰淇淋ice cream乳饮料乳饮料milky beverage 奶酪奶酪 cheese奶茶奶茶milk tea牛奶干吃片牛奶干吃片奶油奶油 butter讲授内容：讲授内容： 一、乳的理论基础知识：一、乳的理论基础知识： 1.乳的化学组成及性质乳的化学组成及性质 2.乳的物理性质乳的物理性质 二、乳制品加工技术：二、乳制品加工技术： 1.原料乳的验收及预处理原料乳的验收及预处理 2.液态乳的加工技术液态乳的加工技术 3.酸乳生产酸乳生产 4.乳粉生产乳粉生产 5.干酪生产技术干酪

2、生产技术 6.冰淇淋的加工技术冰淇淋的加工技术 7.炼乳生产技术炼乳生产技术第一章第一章 乳的基础知识乳的基础知识第一节第一节 乳的化学组成及性质乳的化学组成及性质一、牛乳主要化学成分及含量一、牛乳主要化学成分及含量二、乳的胶体性质二、乳的胶体性质1. 真溶液：真溶液： 2. 高分子溶液：高分子溶液： 3. 胶体悬浮液：胶体悬浮液：4. 乳浊液：乳浊液： 牛乳的复合胶体体系牛乳的复合胶体体系乳乳糖糖,无无机机盐盐酪酪蛋蛋白白脂脂肪肪真溶液真溶液胶体悬浮液胶体悬浮液乳浊液乳浊液各成分的分散状态各成分的分散状态三、乳中各成分的性质乳中各成分的性质一、水分一、水分v在乳中约占在乳中约占87%89%。

3、v分为分为自由水、结合水。自由水、结合水。v自由水自由水乳中主要水分，具有常水的性质乳中主要水分，具有常水的性质 沸点沸点-冰点冰点-溶解特性溶解特性. 结合水、膨胀水、结晶水在乳中具有特别的性质和作用。结合水、膨胀水、结晶水在乳中具有特别的性质和作用。一、水分一、水分（一）结合水（一）结合水结合水约占2%-3%，与蛋白质或与乳糖及某些盐类结合存在。无溶解特性。不具有常水的冰点、沸点难以蒸发和结冰。 二、气体二、气体v生乳中含有一定量气体生乳中含有一定量气体v主要：二氧化碳、氧、氮等主要：二氧化碳、氧、氮等v细菌繁殖产生如氢气、甲烷等细菌繁殖产生如氢气、甲烷等v刚挤出的牛乳含气量较高刚挤出的牛

4、乳含气量较高v其中以其中以CO2为最多，氮次之，氧最少为最多，氮次之，氧最少v检测原料乳时，不能用刚挤出的乳检测其检测原料乳时，不能用刚挤出的乳检测其密度密度和和酸度酸度。三、乳干物质三、乳干物质v概念：概念：将乳干燥到恒重时所得到的残余物。将乳干燥到恒重时所得到的残余物。v含量：含量：常乳中含量常乳中含量11%13%。四、乳脂肪四、乳脂肪(fat)v有有97%-99%的成分是乳脂肪。的成分是乳脂肪。v约约1%的磷脂和少量的甾醇、游离脂肪的磷脂和少量的甾醇、游离脂肪酸、脂溶性维生素等。酸、脂溶性维生素等。v是中性脂肪，牛乳中含量平均为是中性脂肪，牛乳中含量平均为3.5%-4.5%。乳脂肪是由一

5、个分子的甘油和三个分乳脂肪是由一个分子的甘油和三个分子相同或不同的脂肪酸所组成，形成子相同或不同的脂肪酸所组成，形成甘油三酸酯甘油三酸酯的混合物。的混合物。 是牛乳的主要成分之一是牛乳的主要成分之一 四、乳脂肪四、乳脂肪(fat)v（一）乳脂肪球及脂肪球膜（一）乳脂肪球及脂肪球膜 1、脂肪球、脂肪球 呈分散状态于乳中；呈分散状态于乳中； 水包油型的乳浊液；水包油型的乳浊液； 表面被有脂肪球膜，使脂肪在乳中保持稳定表面被有脂肪球膜，使脂肪在乳中保持稳定的乳浊液状态。的乳浊液状态。 直径在直径在0.122m范围，平均为范围，平均为3m。2、乳脂肪球膜：、乳脂肪球膜：510nm厚。厚。 由蛋白质、磷

6、脂、高熔点甘油三酸酯、甾由蛋白质、磷脂、高熔点甘油三酸酯、甾醇、维生素、金属离子、酶类及结合水等复杂的化醇、维生素、金属离子、酶类及结合水等复杂的化合物所构成。合物所构成。 其中起主导作用的是其中起主导作用的是卵磷脂卵磷脂蛋白质络合物蛋白质络合物。（二）乳脂肪的脂肪酸组成和含量（二）乳脂肪的脂肪酸组成和含量脂肪酸组成受饲料、营养、环境等脂肪酸组成受饲料、营养、环境等因素的影响而变动，尤其是饲料。因素的影响而变动，尤其是饲料。 组成特点：组成特点：低级短链脂肪酸含量高（低级短链脂肪酸含量高（14%，其它油，其它油1%）水溶性、挥发性脂肪酸含量很高（水溶性、挥发性脂肪酸含量很高（8%）。）。这类乳

7、脂风味良好、易于消化。这类乳脂风味良好、易于消化。 （三）乳脂肪的特性（三）乳脂肪的特性 1一般特性一般特性（1） 乳脂肪具有特殊的香味和柔软的质体乳脂肪具有特殊的香味和柔软的质体，是高档食品的原料。，是高档食品的原料。（2） 易受光、空气中的氧、热、金属铜、易受光、空气中的氧、热、金属铜、铁作用而氧化，从而产生脂肪氧化味。铁作用而氧化，从而产生脂肪氧化味。（3） 易在解脂酶及微生物作用下而产生水易在解脂酶及微生物作用下而产生水解，使酸度升高。解，使酸度升高。 由于含有酪酸（丁酸），故轻度水解也由于含有酪酸（丁酸），故轻度水解也能产生特别的刺激性气味能产生特别的刺激性气味脂肪分解味。脂肪分解味

8、。（4） 易吸收周围环境中的其它气味，如饲易吸收周围环境中的其它气味，如饲料味、牛舍味、柴油味及香脂味等等；料味、牛舍味、柴油味及香脂味等等； （5）在）在5以下呈固态，以下呈固态，11以下呈半固态。以下呈半固态。乳脂肪的物理常数表乳脂肪的物理常数表表5-1 乳 脂 肪 的 理 化 常 数项 目指 标项 目指 标比 重 （ d）0.935 0.943赖 克 特 迈 斯 尔 值*21 36熔 点 （ ）28 38波 伦 斯 克 值*1.3 3.5凝 固 点 （ ）15 25酸 值0.4 3.5折 射 率 （25Dn）1.4590 1.4620丁 酸 值16 24皂 化 率218 235不 皂 化

9、 物0.31 0.42碘 值26 36(30左 右 )*： 水 溶 性 挥 发 性 脂 肪 酸 值 ； *： 非 水 溶 性 挥 发 性 脂 肪 酸 值 。溶解性挥发脂肪酸值溶解性挥发脂肪酸值指中和从指中和从5g脂肪中蒸馏脂肪中蒸馏出来的溶解性挥发脂肪酸时所消耗的出来的溶解性挥发脂肪酸时所消耗的0.1mol/L KOH的毫升数。的毫升数。皂化价皂化价指每皂化指每皂化1g油脂中脂肪酸所消耗的油脂中脂肪酸所消耗的NaOH的毫克数。的毫克数。碘价碘价指在指在100g脂肪中，使其不饱和脂肪酸变成脂肪中，使其不饱和脂肪酸变成饱和脂肪酸所需的碘的毫克数。饱和脂肪酸所需的碘的毫克数。（三）乳脂肪的特性（三）

10、乳脂肪的特性 乳脂肪的理化常数乳脂肪的理化常数波伦斯克值波伦斯克值指中和指中和5g脂肪中挥发出的不溶于水脂肪中挥发出的不溶于水的挥发性脂肪酸所需的挥发性脂肪酸所需0.1mol/L KOH的毫升数。的毫升数。归纳理化特点为：归纳理化特点为：水溶性脂肪酸值高；水溶性脂肪酸值高；碘价低；碘价低；挥发性脂肪酸多；挥发性脂肪酸多；不饱和脂肪酸比植物脂肪少；不饱和脂肪酸比植物脂肪少；皂化价比一般脂肪高。皂化价比一般脂肪高。碘价越高脂碘价越高脂肪越软！肪越软！（四）磷脂（四）磷脂v主要是卵磷脂、脑磷脂与神经鞘磷脂主要是卵磷脂、脑磷脂与神经鞘磷脂v比例为比例为48:37:15。（五）甾醇（五）甾醇v乳脂肪中甾

11、醇的最主要部分是胆固醇。乳脂肪中甾醇的最主要部分是胆固醇。v含量很低（每含量很低（每100ml牛乳中约含牛乳中约含717mg）；）；v主要结合在脂肪球膜上。主要结合在脂肪球膜上。五、乳糖五、乳糖（一）乳糖概述（一）乳糖概述v乳糖乳糖C12H22O11v乳腺分泌的特有的化合物；乳腺分泌的特有的化合物；v牛乳中约含牛乳中约含4.5%。v乳糖有乳糖有乳糖和乳糖和乳糖两种异构体。乳糖两种异构体。 乳糖很易与一分子结晶水结合乳糖很易与一分子结晶水结合乳糖水合乳糖水合物，所以乳糖实际上共有三种形态。物，所以乳糖实际上共有三种形态。 乳糖在乳中全部呈溶解状态。乳糖在乳中全部呈溶解状态。 乳糖为乳糖为D葡萄糖

12、与葡萄糖与D半乳糖以半乳糖以1，4键结合键结合的双糖，又称为的双糖，又称为1，4半乳糖苷葡萄糖半乳糖苷葡萄糖。（二）（二）乳糖的结构乳糖的结构1.乳糖水合物乳糖水合物通常含有通常含有1分子结晶水，其亦有无水分子结晶水，其亦有无水物。物。在在93.5以下的水溶液中结晶而成的。以下的水溶液中结晶而成的。市售乳糖一般为市售乳糖一般为乳糖水合物。乳糖水合物。（二）（二）乳糖的结构乳糖的结构.乳糖无水物乳糖无水物 在真空中缓慢加热到在真空中缓慢加热到100或在或在120125迅速加热，失去结晶水而形成。迅速加热，失去结晶水而形成。在干燥状态下稳定；在干燥状态下稳定；在有水分存在时，易吸水而成为在有水分存

13、在时，易吸水而成为乳糖水乳糖水合物。合物。（二）（二）乳糖的结构乳糖的结构乳糖乳糖以无水物形式存在；以无水物形式存在；在在93.5以上的水溶液中结晶而成。以上的水溶液中结晶而成。比比乳糖易溶于水，且较甜。乳糖易溶于水，且较甜。乳糖不适症：乳糖不适症：乳糖在消化器官内经乳糖酶作用而水解乳糖在消化器官内经乳糖酶作用而水解后才能被吸收。后才能被吸收。年龄增长，消化道内缺乏乳糖酶，不能年龄增长，消化道内缺乏乳糖酶，不能分解和吸收乳糖，饮用牛乳后分解和吸收乳糖，饮用牛乳后出现呕吐、腹出现呕吐、腹胀、腹泻胀、腹泻等不适应症。等不适应症。消除乳糖不适症的方法：消除乳糖不适症的方法：在乳品加工中利用乳糖酶，将

14、乳糖分解为在乳品加工中利用乳糖酶，将乳糖分解为葡萄糖和半乳糖葡萄糖和半乳糖；利用乳酸菌将乳糖转化成利用乳酸菌将乳糖转化成乳酸乳酸，还可提高，还可提高乳糖的消化吸收率，改善制品口味。乳糖的消化吸收率，改善制品口味。六、乳蛋白质六、乳蛋白质包括酪蛋白、乳清蛋白及少量包括酪蛋白、乳清蛋白及少量脂肪球膜蛋白；脂肪球膜蛋白；乳清蛋白：包括乳清蛋白：包括乳白蛋白乳白蛋白、乳乳球蛋白球蛋白及对及对热稳定的小分子蛋白热稳定的小分子蛋白和和胨胨。（一）酪蛋白（一）酪蛋白 v将脱脂乳加酸处理，在20下调节其pH至4.6时，沉淀的一类蛋白质。 酪蛋白的组成酪蛋白的组成 含磷蛋白质为主体；含磷蛋白质为主体；几种蛋白质

15、的复合体（几种蛋白质的复合体（， ， 酪蛋白分为钙不溶性和钙可溶性两部分；酪蛋白分为钙不溶性和钙可溶性两部分；含大约含大约1.2%的钙和少量的镁。的钙和少量的镁。2. 酪蛋白的性质酪蛋白的性质 v以酪蛋白胶束状态而存在；v再与磷酸钙形成复合体，称作“酪蛋白酸钙-磷酸钙复合体”。v酪蛋白胶束酪蛋白胶束亚酪蛋白胶束混合构成：直径亚酪蛋白胶束混合构成：直径约约10-15nm（1nm=10-9m），），v不同的酪蛋白胶束所含有的不同的酪蛋白胶束所含有的s 酪蛋白、酪蛋白、 -酪蛋白和酪蛋白和-酪蛋白也不是均匀一致的。酪蛋白也不是均匀一致的。1、概念、概念：原料乳中去除酪蛋白之后，留在乳清中的蛋白质。

16、约占乳蛋白质的18%-20%。2、分类：、分类：分为对热稳定和对热不稳定两大部分。用电泳法分析又可分离成8种蛋白。畜产品加工专业 2008.3（二）乳清蛋白（二）乳清蛋白3、特点、特点 属全价蛋白质，富含硫，含硫量为酪蛋白的2.5倍。加热时易暴露SH、SS，易产生 H2S ，形成蒸煮味。不被凝乳酶或酸凝固，被钙凝固；初乳中含量高达10%-12%，常乳中仅有0.5%。（二）乳清蛋白（二）乳清蛋白4. 对热不稳定的乳清蛋白对热不稳定的乳清蛋白当将乳清煮沸当将乳清煮沸20 min，pH为为4.6-4.7时，时，沉淀的蛋白质，约占乳清蛋白的沉淀的蛋白质，约占乳清蛋白的81%。（l）乳白蛋白）乳白蛋白

17、概念概念：乳清在中性状态时，加人饱和硫酸乳清在中性状态时，加人饱和硫酸铵或饱和硫酸镁进行盐析时，仍呈溶解状铵或饱和硫酸镁进行盐析时，仍呈溶解状态而不析出的蛋白质。态而不析出的蛋白质。分类分类：乳白蛋白乳白蛋白、乳球蛋白和血清白蛋白。乳球蛋白和血清白蛋白。含量含量：乳白蛋白约占乳清蛋白的乳白蛋白约占乳清蛋白的19.7%，乳球蛋乳球蛋白约占乳清蛋白的白约占乳清蛋白的 43.60%，血清白蛋白约占乳清，血清白蛋白约占乳清蛋白的蛋白的4.7%。（2）乳球蛋白）乳球蛋白 概念概念：乳清在中性状态下，用饱和硫酸铵或硫乳清在中性状态下，用饱和硫酸铵或硫酸镁盐析时能析出，而呈不溶解状态的蛋白。酸镁盐析时能析出

18、，而呈不溶解状态的蛋白。含量含量：占乳清蛋白的占乳清蛋白的13%，其中，其中乳球蛋白约乳球蛋白约占乳球蛋白的占乳球蛋白的43.6%。分类分类：可分为真球蛋白和假球蛋白可分为真球蛋白和假球蛋白2种，它们种，它们与乳的免疫性有关，具有抗原作用，所以也称与乳的免疫性有关，具有抗原作用，所以也称为为免疫球蛋白免疫球蛋白。 （三）脂肪球膜蛋白（三）脂肪球膜蛋白 牛乳中还有一些蛋白质称为脂肪球膜蛋白，它们是吸附于脂肪球表面的蛋白质与磷脂质，构成脂肪球膜； 1分子磷脂质约与2分子蛋白质结合在一起。 特点特点： 对热较为敏感，含有大量的硫，在对热较为敏感，含有大量的硫，在 7075瞬间加热，则瞬间加热，则SH

19、基裸露，产生蒸煮味。基裸露，产生蒸煮味。 其中的其中的卵磷脂卵磷脂易在细菌性酶的作用下产生鱼易在细菌性酶的作用下产生鱼腥味（三甲胺）而被破坏。腥味（三甲胺）而被破坏。 易受细菌性酶的作用而分解，是奶油风味变易受细菌性酶的作用而分解，是奶油风味变坏的原因之一。坏的原因之一。（四）其它蛋白（四）其它蛋白v乳中还含有数量乳中还含有数量很少的其它蛋白很少的其它蛋白质和酶蛋白，在质和酶蛋白，在分离酶时可按不分离酶时可按不同部分将其分开。同部分将其分开。 牛乳中的含氮物中还牛乳中的含氮物中还包括非蛋白态的氮化包括非蛋白态的氮化物，约占总氮的物，约占总氮的5%。其中有氨基酸、尿。其中有氨基酸、尿素、尿酸、肌

20、酐及叶素、尿酸、肌酐及叶绿素等。绿素等。（五）非蛋白质氮（五）非蛋白质氮七、乳中酶类七、乳中酶类v分类分类：v水解酶：包括脂酶、蛋白酶、磷酸酶、淀粉酶、水解酶：包括脂酶、蛋白酶、磷酸酶、淀粉酶、半乳糖酶、溶菌酶等。半乳糖酶、溶菌酶等。v氧化还原酶：其中包括过氧化氢酶、过氧化物酶、氧化还原酶：其中包括过氧化氢酶、过氧化物酶、黄嘌呤氧化酶及醛缩酶等。黄嘌呤氧化酶及醛缩酶等。v还原酶：其中包括还原酶、氧化酶等。还原酶：其中包括还原酶、氧化酶等。v来源来源：一是来自于乳腺，二是来源于微生物的代一是来自于乳腺，二是来源于微生物的代谢产物。谢产物。（一）脂酶（一）脂酶 概念：将脂肪分解为甘油及脂肪酸的酶。

21、来源：乳腺进入和荧光性细菌及霉菌。分类：吸附于脂肪球膜间的膜脂酶，它在末乳中含量高。存在于脱脂乳中的、大部分与酪蛋白相结合的乳浆脂酶。灭活灭活：脂酶经脂酶经80，20s加热可以完全钝化。加热可以完全钝化。 （二）磷酸酶（二）磷酸酶主要是碱性磷酸酶，少部分是酸性磷酸酶。碱性磷酸酶经62.8，30min或 72，15s加热而被钝化，利用这种性质来检验巴氏杀菌乳杀菌是否彻底。即使在巴氏杀菌乳中混入0.5%的原料乳亦能被检出。这就是著名的磷酸酶试验。七、乳中酶类七、乳中酶类（三）过氧化氢酶（三）过氧化氢酶 主要来自白血球的细胞成分，初乳和乳房炎乳中含量最多。可将过氧化氢酶试验作为检验乳房炎乳的手段之一

22、。经75，20min加热可全部钝化。（四）过氧化物酶（四）过氧化物酶 最早从乳中发现的酶，它能促使过氧化氢分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，使多元酚、芳香胺及某些解产生活泼的新生态氧，使多元酚、芳香胺及某些无机化合物氧化。无机化合物氧化。 其钝化温度为其钝化温度为70，150min；75，25min；80，2.5s。主要来自乳腺白血球的细胞成分。主要来自乳腺白血球的细胞成分。可通过测定过氧化物酶的活性来判断乳是否经可通过测定过氧化物酶的活性来判断乳是否经过热处理及热处理的程度。过热处理及热处理的程度。 （五）还原酶（五）还原酶是微生物的代谢产物之一。是微生物的代谢产

23、物之一。能促使甲基兰（美蓝）变为无色。能促使甲基兰（美蓝）变为无色。乳中还原酶的量与微生物污染的程度成正比，乳中还原酶的量与微生物污染的程度成正比，因此，微生物检验中常用还原酶试验来判断乳的新因此，微生物检验中常用还原酶试验来判断乳的新鲜程度，即所谓还原酶实验（如美蓝实验）。鲜程度，即所谓还原酶实验（如美蓝实验）。（六）蛋白酶（六）蛋白酶存在于存在于酪蛋白中，具有强的耐热性，酪蛋白中，具有强的耐热性，加热至加热至80，10min时被钝化。蛋白酶作用的时被钝化。蛋白酶作用的最适最适pH为为8.0，能使乳蛋白质凝固。，能使乳蛋白质凝固。（七）乳糖酶（七）乳糖酶 分解成葡萄糖和半乳糖具有催化作用。分

24、解成葡萄糖和半乳糖具有催化作用。 在在pH5.0-7.5时反应较弱，时反应较弱， 一些成人和婴儿由于缺乏乳糖酶，所以一些成人和婴儿由于缺乏乳糖酶，所以产生乳糖不适症。产生乳糖不适症。八、乳中维生素八、乳中维生素 牛乳中维生素的热稳定性不同，维生素牛乳中维生素的热稳定性不同，维生素A 、维生素、维生素D、维生素、维生素B1、维生素、维生素B2、维生、维生素素B12、维生素、维生素B6等对热稳定，维生素等对热稳定，维生素C等等热稳定性差。乳在加工中维生素往往会遭受热稳定性差。乳在加工中维生素往往会遭受一定程度的破坏而损失。一定程度的破坏而损失。牛乳中维生素的热稳定性不同牛乳中维生素的热稳定性不同:

25、热稳定性的维生素：热稳定性的维生素：VA 、VD、VB1、VB2、 VB12、VB6等对热稳定等对热稳定;维生素维生素C及其他维生素热稳定性差。及其他维生素热稳定性差。在任何一种乳制品加工中，维生素都会遭受一在任何一种乳制品加工中，维生素都会遭受一定程度的破坏而损失。定程度的破坏而损失。九、乳中的无机物和盐类九、乳中的无机物和盐类（一）无机物（一）无机物 常量：常量：磷、钙、镁、氯、硫、铁、钠、钾磷、钙、镁、氯、硫、铁、钠、钾 微量：微量：锰、钴、镍、铝锰、钴、镍、铝. vv大部分构成盐类而存在大部分构成盐类而存在. vv一部分与蛋白质结合或吸附在脂肪球膜上一部分与蛋白质结合或吸附在脂肪球膜上

26、. 乳中乳中钙磷等盐类钙磷等盐类的构成及其状态对乳的物理化学性的构成及其状态对乳的物理化学性质有很大影响。质有很大影响。 （二）乳中的盐类（二）乳中的盐类v大部分与大部分与有机酸有机酸和和无机酸无机酸结合，以可溶性的结合，以可溶性的盐类状态存在。盐类状态存在。v主要的以主要的以无机磷酸盐无机磷酸盐及及有机柠檬酸盐有机柠檬酸盐的状态的状态存在，但其中一部分则以不溶性胶体状态分存在，但其中一部分则以不溶性胶体状态分散于乳中，另一部分以蛋白质状态存在。散于乳中，另一部分以蛋白质状态存在。1. 盐类存在的状态盐类存在的状态 可溶性盐:分为离子性盐和非解离性盐; 不溶性盐; 牛乳盐类的溶解性与非溶解性的分布，随温度、pH、稀释度及浓度而变化。2. 各种处理对盐类分布的影响各种处理对盐类分布的影响（1）温度的影响）温度的影响 乳中的磷酸钙，其溶解度随乳中的磷酸钙，其溶解度随温度升高而明显降低。温度升高而明显降低。（2）酸度的影响）酸度的影响 牛乳变酸时，胶质状态的磷牛乳变酸时，胶质状态的磷酸钙逐渐变为可溶性，进而自酪蛋白游离出钙酸钙逐渐变为可溶性，进而自酪蛋白游离出钙或其它盐类。或其它盐类。 一般当牛乳的一般当牛乳的pH达达4.9时，