第一节乳的化学组成及性质

第一部分

乳品加工技术乳制品纯牛奶puremilk酸奶yoghurt奶粉milkpowder冰淇淋icecream乳饮料milkybeverage奶酪

cheese奶茶milktea牛奶干吃片奶油butter讲授内容：一、乳的理论基础知识：1.乳的化学组成及性质2.乳的物理性质二、乳制品加工技术：

1.原料乳的验收及预处理

2.液态乳的加工技术

3.酸乳生产

4.乳粉生产

5.干酪生产技术

6.冰淇淋的加工技术7.炼乳生产技术第一章乳的基础知识第一节乳的化学组成及性质一、牛乳主要化学成分及含量二、乳的胶体性质1.真溶液：2.高分子溶液：3.胶体悬浮液：4.乳浊液：酪蛋白在乳中形成酪蛋白酸钙–磷酸钙复合体胶粒。胶粒直径约为30～800nm。乳脂肪以脂肪球的形式分散于乳中，形成乳浊液。直径约为100～10000nm。乳白蛋白及乳球蛋白呈大分子态分散于乳中，形成典型的高分子溶液。其微粒直径约为15～50nm。乳糖、水溶性盐类、水溶性维生素等呈分子或离子态分散于乳中，形成真溶液。其微粒≤1nm。牛乳的复合胶体体系乳糖,无机盐酪蛋白脂肪真溶液胶体悬浮液乳浊液各成分的分散状态三、乳中各成分的性质一、水分在乳中约占87%～89%。分为自由水、结合水。自由水——乳中主要水分，具有常水的性质沸点-冰点-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。一、水分（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、气体生乳中含有一定量气体主要：二氧化碳、氧、氮等细菌繁殖产生如氢气、甲烷等刚挤出的牛乳含气量较高其中以CO2为最多，氮次之，氧最少检测原料乳时，不能用刚挤出的乳检测其密度和酸度。三、乳干物质概念：将乳干燥到恒重时所得到的残余物。含量：常乳中含量11%～13%。四、乳脂肪(fat)有97%-99%的成分是乳脂肪。约1%的磷脂和少量的甾醇、游离脂肪酸、脂溶性维生素等。是中性脂肪，牛乳中含量平均为3.5%-4.5%。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，形成甘油三酸酯的混合物。——是牛乳的主要成分之一四、乳脂肪(fat)（一）乳脂肪球及脂肪球膜

1、脂肪球

——呈分散状态于乳中；

——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的乳浊液状态。

——直径在0.1～22µm范围，平均为3µm。2、乳脂肪球膜：5～10nm厚。

——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合物所构成。

——其中起主导作用的是卵磷脂—蛋白质络合物。（二）乳脂肪的脂肪酸组成和含量——脂肪酸组成受饲料、营养、环境等因素的影响而变动，尤其是饲料。

组成特点：①低级短链脂肪酸含量高（14%，其它油1%）②水溶性、挥发性脂肪酸含量很高（8%）。——这类乳脂风味良好、易于消化。

（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软的质体，是高档食品的原料。（2）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。（3）易在解脂酶及微生物作用下而产生水解，使酸度升高。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——脂肪分解味。（4）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；（5）在5℃以下呈固态，11℃以下呈半固态。乳脂肪的物理常数表①溶解性挥发脂肪酸值－指中和从5g脂肪中蒸馏出来的溶解性挥发脂肪酸时所消耗的0.1mol/LKOH的毫升数。②皂化价指每皂化1g油脂中脂肪酸所消耗的NaOH的毫克数。③碘价指在100g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。（三）乳脂肪的特性２．乳脂肪的理化常数④波伦斯克值指中和5g脂肪中挥发出的不溶于水的挥发性脂肪酸所需0.1mol/LKOH的毫升数。归纳理化特点为：

——水溶性脂肪酸值高；——碘价低；——挥发性脂肪酸多；——不饱和脂肪酸比植物脂肪少；——皂化价比一般脂肪高。碘价越高脂肪越软！（四）磷脂主要是卵磷脂、脑磷脂与神经鞘磷脂比例为48:37:15。（五）甾醇乳脂肪中甾醇的最主要部分是胆固醇。含量很低（每100ml牛乳中约含7～17mg）；主要结合在脂肪球膜上。五、乳糖（一）乳糖概述乳糖——C12H22O11乳腺分泌的特有的化合物；牛乳中约含4.5%。乳糖有α–乳糖和β–乳糖两种异构体。

α–乳糖很易与一分子结晶水结合——α–乳糖水合物，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。乳糖为D–葡萄糖与D–半乳糖以β–1，4键结合的双糖，又称为1，4–半乳糖苷葡萄糖。（二）乳糖的结构1.α–乳糖水合物

——通常含有1分子结晶水，其亦有无水物。

——在93.5℃以下的水溶液中结晶而成的。

——市售乳糖一般为α–乳糖水合物。（二）乳糖的结构２.α–乳糖无水物

——在真空中缓慢加热到100℃或在120～125℃迅速加热，失去结晶水而形成。

——在干燥状态下稳定；

——在有水分存在时，易吸水而成为α–乳糖水合物。（二）乳糖的结构３．β–乳糖

——以无水物形式存在；

——在93.5℃以上的水溶液中结晶而成。

——比α–乳糖易溶于水，且较甜。

乳糖不适症：

＋乳糖在消化器官内经乳糖酶作用而水解后才能被吸收。

＋年龄增长，消化道内缺乏乳糖酶，不能分解和吸收乳糖，饮用牛乳后出现呕吐、腹胀、腹泻等不适应症。消除乳糖不适症的方法：①在乳品加工中利用乳糖酶，将乳糖分解为葡萄糖和半乳糖；②利用乳酸菌将乳糖转化成乳酸，还可提高乳糖的消化吸收率，改善制品口味。六、乳蛋白质

——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、乳球蛋白及对热稳定的小分子蛋白和胨。（一）酪蛋白

——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

——含磷蛋白质为主体；

——几种蛋白质的复合体（α–，β–，γ–，Κ–

——α–酪蛋白分为钙不溶性和钙可溶性两部分；

——含大约1.2%的钙和少量的镁。2.酪蛋白的性质——以酪蛋白胶束状态而存在；——再与磷酸钙形成复合体，称作“酪蛋白酸钙-磷酸钙复合体”。酪蛋白胶束——亚酪蛋白胶束混合构成：直径约10-15nm（1nm=10-9m），不同的酪蛋白胶束所含有的αs

－酪蛋白、β-酪蛋白和κ-酪蛋白也不是均匀一致的。1、概念：原料乳中去除酪蛋白之后，留在乳清中的蛋白质。

——约占乳蛋白质的18%-20%。2、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。第二章乳的物理化学性质第二节乳中各成分的性质畜产品加工专业2008.3（二）乳清蛋白3、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、–S–S–，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4.对热不稳定的乳清蛋白——当将乳清煮沸20min，pH为4.6-4.7时，沉淀的蛋白质，约占乳清蛋白的81%。（l）乳白蛋白概念：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，仍呈溶解状态而不析出的蛋白质。分类：α–乳白蛋白、β–乳球蛋白和血清白蛋白。含量：α–乳白蛋白约占乳清蛋白的19.7%，β–乳球蛋白约占乳清蛋白的43.60%，血清白蛋白约占乳清蛋白的4.7%。（2）乳球蛋白概念：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。含量：占乳清蛋白的13%，其中β–乳球蛋白约占乳球蛋白的43.6%。分类：可分为真球蛋白和假球蛋白2种，它们与乳的免疫性有关，具有抗原作用，所以也称为免疫球蛋白。

（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：

——对热较为敏感，含有大量的硫，在70℃～75℃瞬间加热，则–SH基裸露，产生蒸煮味。

——其中的卵磷脂易在细菌性酶的作用下产生鱼腥味（三甲胺）而被破坏。

——易受细菌性酶的作用而分解，是奶油风味变坏的原因之一。（四）其它蛋白乳中还含有数量很少的其它蛋白质和酶蛋白，在分离酶时可按不同部分将其分开。

牛乳中的含氮物中还包括非蛋白态的氮化物，约占总氮的5%。其中有氨基酸、尿素、尿酸、肌酐及叶绿素等。（五）非蛋白质氮七、乳中酶类分类：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。③还原酶：其中包括还原酶、氧化酶等。来源：一是来自于乳腺，二是来源于微生物的代谢产物。（一）脂酶

概念：将脂肪分解为甘油及脂肪酸的酶。来源：乳腺进入和荧光性细菌及霉菌。分类：①吸附于脂肪球膜间的膜脂酶，它在末乳中含量高。②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：脂酶经80℃，20s加热可以完全钝化。

（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（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。——经75℃，20min加热可全部钝化。（四）过氧化物酶

——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、芳香胺及某些无机化合物氧化。

——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。——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。（五）还原酶——是微生物的代谢产物之一。——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，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）。（六）蛋白酶——存在于α–酪蛋白中，具有强的耐热性，加热至80℃，10min时被钝化。蛋白酶作用的最适pH为8.0，能使乳蛋白质凝固。（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时反应较弱，

——一些成人和婴儿由于缺乏乳糖酶，所以产生乳糖不适症。八、乳中维生素

牛乳中维生素的热稳定性不同，维生素A、维生素D、维生素B1、维生素B2、维生素B12、维生素B6等对热稳定，维生素C等热稳定性差。乳在加工中维生素往往会遭受一定程度的破坏而损失。牛乳中维生素的热稳定性不同:热稳定性的维生素：VA、VD、VB1、VB2、

VB12、VB6等对热稳定;维生素C及其他维生素热稳定性差。在任何一种乳制品加工中，维生素都会遭受一定程度的破坏而损失。九、乳中的无机物和盐类（一）无机物

常量：磷、钙、镁、氯、硫、铁、钠、钾

微量：锰、钴、镍、铝……….

大部分构成盐类而存在.

一部分与蛋白质结合或吸附在脂肪球膜上.乳中钙磷等盐类的构成及其状态对乳的物理化学性质有很大影响。

（二）乳中的盐类大部分与有机酸和无机酸结合，以可溶性的盐类状态存在。主要的以无机磷酸盐及有机柠檬酸盐的状态存在，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。1.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（1）温度的影响

乳中的磷酸钙，其溶