乳制品加工技术1课件

第一节乳用家畜种类及品种一、乳牛1．黑白花乳牛也简称荷斯坦牛。因其毛色为黑白花片，故通称黑白花牛。黑白花牛是目前世界上产乳量最高、数量最多，分布最广的乳用品种。分乳用型黑白花牛和乳肉兼用型黑白花牛。乳制品加工技术（1）乳用型黑白花牛乳用型黑白花牛体格高大，结构匀称，乳房特别硕大，有典型的乳用型外貌。乳用型黑白花牛产乳量为各乳牛品种之冠。一般年平均产乳量为6500～7500kg，乳脂率为3.6％～3.7％。（2）乳肉兼用型黑白花牛毛色与乳用型黑白花牛相同。其特点是体格偏小，头宽颈粗，乳房发育良好，全身肌肉较乳用型丰满，有较好的产肉性能，但体格较矮，体重较乳用型小，故在我国习惯上称为小荷兰牛。乳肉兼用型黑白花牛年产乳量一般平均为5000～6500kg，乳脂率3.8％～4.1％。产肉性能较好，经育肥后屠宰率可达55％～60％。（3）中国黑白花牛中国黑白花乳牛（ChineseB1ankandWhiteDairyCattle）又称中国荷斯坦牛,系纯种黑白花公牛与本地黄牛杂交，其后代经过长期相互交配选育而成。3.瑞士褐牛（BrownSwiss）为乳肉役兼用品种。产乳量为3900-5800kg，乳脂率为3.8%。

4.中国草原红牛被毛具光泽，多为深红色，乳房发育较好。泌乳期平均为220天，平均产乳量为1662kg，乳脂率为4.02%，最高个体产乳量为4507kg。

二、水牛

水牛（Bubffalo）分沼泽型和江河型两种类型。我国和东南亚一带的水牛属于沼泽型，印度的摩拉水牛、巴基斯坦的尼里一瑞菲水牛属于江河型。两种类型在体型外貌、生活习性等方面均有着明显差别。

1.么拉水牛（Murrah）么拉水牛是世界上著名的乳用水牛品种。用以生产鲜乳和奶油。么拉水牛素以产乳性能高而著称，在原产地的产乳量一般为1400～2000kg，优秀者达4500kg，乳脂率约为7.0％～7.5％，泌乳期8～10个月。

2.尼里一瑞菲水牛（Nili-Ravi）简称尼里水牛，泌乳期305d，平均产乳量2000～2700kg，最高达3200～4000kg，乳脂率为6.9%。

3.温州水牛温州水牛是比较好的役乳兼用水牛，温州水牛具有较好的泌乳性能，耐粗饲，抗病力强。一个泌乳期最高可产1250kg，乳脂率为9%，干物质为21.0%。

第二节乳的生成机制及影响产乳性能的因素

影响乳牛产乳性能的因素很多，在一般情况下，主要有以下因素：品种、个体、年龄（胎次）、泌乳期、挤乳技术以及饲养与营养、季节、疾病等。

品种是经过人类长期选择培育而形成，在产乳性能方面品种之间差异很大见表4-1。乳牛中荷兰牛的乳最稀薄，更塞牛的乳最浓厚。我国的水牛、牦牛所产的乳干物质含量比其它品种要高的多1.品种2．个体同一品种的不同个体，由于个体间遗传因素的不同，即使在同样环境条件下，产乳量及其乳的成分、性质也有很大差异，甚至高于品种间差异。例如，乳脂率变动范围，黑白花奶牛为2.6%～6％，娟栅牛为3.3%～8.4%；而产乳量变动则更大，由2000kg～12000kg。3．年龄与胎次产乳量随有机体生长发育的进程而逐渐增加，以后随有机体的逐渐衰老而下降。一般第7胎次时达到高峰，而含脂率和非脂乳固体在初产期最高。年龄对产乳性能的影响不是遗传因素，而是生理因素。乳牛的年龄、胎次不同，乳牛产乳性能也不同。4．体型大小同一品种、同一年龄的乳用牛，在一般情况下，体型大，由于消化器官容积大，采食量多，产乳量较高。5．饲养管理正常的饲养管理不仅能提高产乳量，而且可以增加乳中的干物质。饲料中蛋白质含量不足时，不但会引起挤乳量下降，而且会导致乳中蛋白质含量降低。饲料中维生素含量不足时，不但使产乳量降低，而且使乳中维生素含量减少。饲料中无机物不足时，不但减少产乳量，而且消耗体内贮存的无机盐。6．挤乳方法乳牛产乳量高低，与挤乳技术有密切关系。挤乳技术包括挤乳次数、挤乳时间、挤乳顺序、乳房按摩等。（1）母牛通常每天挤乳2次，若每天挤乳3次，则产乳量增加10％～25％。（2）大多数牛的挤乳时间5～6min可得到最大的泌乳量。（3）挤乳顺序以交叉挤乳效果较好，即先同时挤右侧前乳头和左侧后乳头，然后再挤左侧前乳头和右侧后乳头，交替进行。（4）乳房按摩是提高乳牛产乳能力，保证乳房正常泌乳的重要环节，因为排乳并不仅是牛乳从乳房中排出的简单的机械作用，而是在神经系统和内分泌的共同作用下完成的排乳反射过程，所以挤乳前按摩乳房，对提高产乳量和乳脂率是十分必要的。挤乳前用热水擦洗并按摩乳房，能引起血管反射性扩张，进入乳房的血流量加大，促进乳脂的合成；同时，可使乳房迅速膨胀，内压增高，产生排乳。

7．季节乳牛在一般情况下，气温由10℃升至40.5℃，呼吸次数增加5倍。当气温升高，母牛为减少体热产生，乳量与饲料消耗量自动减少。因而，产乳量下降，尤其是高产牛或泌乳高峰期乳牛下降幅度更大。8．疾病与药物乳牛的健康状况对乳的产量和成分均有影响，患有一般消化道疾病或足以影响产乳量的其他疾病时，乳的成分也会发生变化，如乳糖含量减少，氯化物和灰分增加。乳牛患有乳房炎时，除产量明显下降外，非脂乳固体也有下降，通常乳房炎乳中钠、氯、非酪蛋白态氮、过氧化氢、白细胞数、pH值均比正常乳增加，而钙、磷、镁、乳精、脂肪、酸度均有减少，且维生素含量也有很大变化。这些异常变化是由于侵入乳房的细菌引起的乳腺细胞的通透性增加，影响乳汁的正常生成所致。包括杀菌剂、抗菌素在内的许多用于治疗牛病的药物都可能进入乳中而改变乳的正常组成，母牛服用药后多久的乳才能作为食品加工原料乳因药物的种类而异，一般应向兽医询问。

乳的概念及乳的形成

乳的概念及分类；常乳的特性；异常乳的概念及分类；异常乳产生的原因；乳中主要成分的形成机理。

乳的概念

乳是哺乳动物为哺育幼儿从乳腺分泌的一种白色或稍带黄色的不适明液体。它含有幼儿生长发育所需要的全部营养成分，是哺乳动物出生后最适于消化吸收的全价食物。包括初乳、末乳、常乳和异常乳。一、乳的概念牛乳水分88%（87.5~88.5）干物质12%（11.5~12.5）气体7（5~8）mL/100mL乳脂肪3.4（2.8~4.0）%含氮物3.2（2.8~4.0）%乳糖4.6（4.6~4.9）%灰分0.7（0.6~0.8）%柠檬酸0.1%~0.2%维生素酶类

第二节牛乳中各种成分的含量一、一些国家牛乳的组成二、不同品种牛乳组成的差异三、正常牛乳的主要成分及含量四、牛乳加工处理后的名称，牛乳经加工处理后就有不同的名称四、牛乳加工处理后的名称在良好的喷雾或滚筒干燥条件下，还保留3％左右的水分,要想除去这多余的水分，只有借助于加热到150一160℃瞬时或者长时间保持在100一105℃的恒温时才能达到目的。但是奶粉受长时间高温处理后，乳成分受到破坏，乳糖焦化．蛋白质变性、脂肪氧化，因此此种奶粉就不能食用。(三)结晶水结晶水存在于结晶性化合物中。当生产奶粉、炼乳以及乳糖等产品，而使乳糖结晶时，我们就可以发现含结晶水的乳制品，即乳糖中含有一分子的结晶水（C12H22O11.H2O）

（四）游离水：存在于各种分散质间隙，占水的决大部分，是乳汁的分散媒，其可以用浓缩蒸发、喷雾等除去

二、乳蛋白质

酪蛋白2.63%

白蛋白0.5%

乳蛋白质2.8～4.0%球蛋白0.11%

腙胨(一)乳蛋白的现代命名（1）酪蛋白αs-casein

κ-caseinβ-caseinγ-casein(2)乳清蛋白α-乳白蛋白β-乳球蛋白血清白蛋白

(一)乳蛋白的现代命名（3）免疫球蛋白：IgA、IgG1、IgG2、IgM（4）微量蛋白质：血清转铁蛋白、糖蛋白等（5）酶类（6）其他多肽(二)酪蛋白（casein)1.概念：在20℃调节脱脂乳的pH值至4.6时沉淀的一类蛋白质，传统上称为酪蛋白，其约占乳蛋白质的80%以上。2.性质：比重1.25～1.31，白色，无臭，无味，不溶于水、醇或有机溶剂，而溶于碱溶液。3.酪蛋白胶束的结构Payens(佩恩斯）设想Waugh设想3.酪蛋白胶束的结构（1）酪蛋白的酸凝固性

酪蛋白酸钙Ca3(PO4)2+2HCl2Ca(H2PO4)2+

CaCl2+[酪蛋白]4.酪蛋白的凝固性(2)酪蛋白的皱胃酶凝固性κ－酪蛋白凝乳酶副κ－酪蛋白＋糖肽n副κ－酪蛋白+Ca2+n[副κ－酪蛋白](3)酪蛋白的钙凝固性(三)乳清蛋白1.概念用酸使脱脂乳中的酪蛋白沉淀后，将沉淀除去，剩余的液体就是乳清，其中的蛋白质便为乳清蛋白，若将乳清加热，则乳清中含有的热凝固性乳蛋白凝固，而热稳定性乳清蛋白（如，月示、胨）仍存在于乳清中。2.利用（四）免疫球蛋白（Ig）

Ig是因外源大分子抗原刺激而产生的一种抗体，以单体或多聚体形式存在，在牛乳中有4中，即IgA、IgG1、IgG2、IgM，其中IgG1是主要的免疫球蛋白，还有少量IgA和IgG2（五）乳铁蛋白（lactoferrin)抗菌和调整病原微生物类群；刺激和加强肠道中铁的吸收；参与机体免疫系统功能，调节骨髓细胞生成，减轻炎症；刺激溶菌酶活性再生；抗病毒；Lf可以淬灭自由基，避免潜在的过氧化；刺激双歧杆菌生长；

（六）其他蛋白主要是蛋白酶、淀粉酶、黄嘌呤氧化酶等。（七）含氮非蛋白质如氨基酸、尿酸、尿素、肌酸、嘌呤、叶绿素等（八）

抗菌物质阻碍微生物生长繁殖，初乳中含量高，经加热则被破坏，故新鲜牛奶在低温下不易腐败。（九）乳中的生物活性肽1.上皮生长因子（EGF)和类胰岛素生长因子（IGF)；2.吗啡样活性肽；3.免疫调节肽；4.抗血栓肽；5.促进钙吸收的酪蛋白磷酸肽；6.促进DNA合成和细胞生长的肽；7.抗癌细胞肽；8.促进双岐杆菌生长的肽；9.胃肠调节肽；10.下丘脑垂体激素。三、乳脂类乳脂类乳脂肪97%~99%磷脂0.1%少量脂肪酸固醇（一）乳脂肪

牛乳的脂肪球大小通常是0.1~10μm，平均3μm，数量为20亿~40亿个/ml，脂肪球的大小随乳牛的品种、泌乳期、饲料及健康状况等有异。一般来说，（1）脂肪含量高的品种要比脂肪含量低的脂肪球大；（2）随着泌乳期的延长，脂肪球变小。1乳脂肪的组成液体部分65%固体部分14%半固体部分21%（1）乳脂肪与其他动植物脂肪的差异A牛乳脂肪中脂肪酸的种类与其他动植物脂肪的差异，牛乳脂肪酸60种，现已检验出的有20种，动植物5~7种；B牛乳脂肪中含有低级（14C以下）挥发性脂肪酸达14%，其中水溶性达8%；C乳中不饱和脂肪酸含量约44%。（2）乳中脂肪酸的生理功能A营养上，亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸堪称VitF；B一些长链不饱和脂肪酸（LCP）在婴儿营养上具有特殊作用；C一些不饱和脂肪酸在治疗心血管疾病上起到一定作用；D抗肿癌作用。乳脂肪球为圆球形或椭圆球形表面被一层5～l0nm厚的膜所覆盖，称为脂肪球膜脂肪球膜主要由蛋白质、磷脂、甘油三酯、胆甾醇、维生素A、金属及一些酶类构成，同时还有盐类和少量结合水。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。磷脂是极性分子，其疏水基朝向脂肪球的中心，与甘油三酯结合形成膜的内层，磷脂的亲水基向外朝向乳浆，连着具有强大亲水基的蛋白质，构成了膜的外层。脂肪球膜具有保持乳浊液稳定的作用，即使脂肪球上浮分层，仍能保持着脂肪球的分散状态，在机械搅拌或化学物质作用下，脂肪球膜遭到破坏后，脂肪球才会互相聚结在一起。因此，可以利用这一原理生产奶油和测定乳的含脂率。

2脂肪球的构造及其存在状态2脂肪球的构造及其存在状态3乳脂肪的理化常数（1）比重：乳脂肪的比重，在15℃时与同温度同体积水之比约为0.935~0.943，100℃时0.865~0.870；（2）熔点：根据所含甘油酯的种类与数量不同而异，一般为28~33℃；（3）皂化值：将1g油脂完全皂化所需NaOH（KOH）的mg数，皂化值与FA的分子量成反比，故根据皂化值可以估计脂肪酸的种类。牛乳脂220~240（约226），牛脂猪脂190~200；（4）碘值：其表示不饱和脂肪酸的数量，即以100g油脂所能吸收碘的g数来表示，乳脂肪26~38（30左右）；（5）水溶性挥发性脂肪酸值：指中和5g脂肪蒸发出的挥发性脂肪酸所消耗的0.1N碱溶液的ml数，乳脂肪为24~30，动植物油脂大约为1；（6）波连斯克值：指脂肪中所含非水溶性挥发性脂肪酸的数量，即中和5g脂肪中所含非水溶性挥发性脂肪酸所消耗的0.1N碱溶液的ml数，牛乳脂肪为1.3~3.5；（7）酸值：指中和油脂中所含游离脂肪酸的量，即存在于1g油脂中的游离脂肪酸用碱中和时所消耗的mg数，一般乳脂肪的酸值为0.4~3.5，陈旧的奶油酸值可达30以上，要求10以下。（二）磷脂乳中的磷脂类近0.1%，一般为0.072%~0.086%，包括三种，卵磷脂、脑磷脂和神经磷脂，其中意义最大为卵磷脂，量为0.036%~0.049%，它是构成脂肪球膜蛋白质络合物的主要成分。（三）胆固醇麦角固醇紫外线VD27-脱氢胆固醇紫外线VD3（1）乳清酸（Oroticacid），73~122mg/L（2）3-羟基-3-甲基戊二酸（HMC）（3）乳糖（4）钙（5）不饱和脂肪酸（6）磷脂乳中含有多种降低胆固醇的成分四、糖类主要是乳糖，少量的葡萄糖，果糖，半乳糖等。牛乳4.6%，兔乳1.8%，马乳7.6%，人乳6%~8%。（一）乳糖的分类乳糖异构体的性状比较项目α-乳糖水合物α-乳糖无水物β-乳糖制法乳糖浓缩液在93.5℃以下结晶α-乳糖水合物减压加热或无水乙醇处理乳糖浓缩液在93.5℃以上结晶熔点（℃）202222.8252.2溶解度（g/100ml，20℃）8—55甜味较弱—较强晶型单斜晶三棱形针状三棱形金刚石形、针状三棱形比旋光度[α]20D89.486.035.51α-乳糖水合物2α-乳糖无水物初溶解度：将乳糖加入水中振荡，部分乳糖即溶于水，形成饱和溶液，此时的溶解度为初溶解度。终溶解度：初溶解度是暂时的，随着α-乳糖转化为β-乳糖，从而使α-乳糖减少，直到α-乳糖和β-乳糖达到平衡为止，此时α-乳糖已饱和，此时的溶解度为终溶解度。过溶解度：将乳糖的饱和溶液冷却，在没有晶核的情况下，一般不会形成晶核，而溶液可在较长时间内保持饱和状态，也称为过饱和溶液。3β-乳糖（二）乳糖的性质及作用1乳糖远叫较麦芽糖难溶解于水，其饱和溶液15℃时14.5%，25℃时17.8%；2乳糖的甜度较蔗糖弱，为蔗糖的1/6~1/5；3乳糖对酸的作用较蔗糖和麦芽糖稳定；4只有乳糖酶可以分解乳糖；5乳糖主要存在于脱脂乳中乳清中（干酪）少量存在于稀奶油中酪乳中（奶油）6乳糖与钙的代谢有密切关系；7乳糖分解后生成的半乳糖是形成脑神经中重要成分（糖脂质）；8乳糖可以防止肝脏脂肪沉积。（三）乳中其他糖类1葡萄糖：量很少，4.08~7.58mg/100ml2半乳糖：量很少，2mg/100ml3其它：低聚糖、果糖、己糖胺等五乳中的酶类（一）来源1乳腺细胞自身分泌的酶类；2一部分来自乳腺细胞白细胞在泌乳时崩解，进入乳中；3一部分由于乳中微生物生长繁殖所产生。（二）种类1水解酶：脂酶、蛋白酶、磷酸酶、淀粉酶、半乳糖酶、溶菌酶2氧化还原酶：过氧化氢酶、过氧化物酶、黄嘌呤氧化酶、醛缩酶、还原酶、氧化酶（三）牛乳中主要酶类的特性及作用1解脂酶（1）种类：a膜脂酶b乳浆脂酶，最适温度37℃，钝化温度至少80~85℃，最适pH8.0~9.0。（2）作用：（3）来源：微生物污染2磷酸酶（1）种类酸性磷酸酶碱性磷酸酶最适pH4.0~4.27.6钝化温度耐热性强，73℃50min仍保持活力，95℃5min完全钝化不耐热性，63℃30min或71~75℃15~30s即被破坏位置主要存在于乳清中吸附于脂肪球膜上（2）特性经高温短时间杀菌已失活的碱性磷酸酶在贮存过程中可以复活，据此可以检验牛乳的杀菌程度或杀菌后贮存时间长短。3蛋白酶非细菌性细菌性来源存在于脱脂乳中，乳本身具有微生物产生，细菌死亡而分解出最适pH8弱碱性钝化温度80℃10min高于75~80℃即被破坏作用类似胰蛋白酶作用使蛋白质分解形成蛋白胨、多肽、Aa，是干酪成熟的主要因素4过氧化物酶（1）来源：来自白细胞的细胞成分，属于乳中原有的酶，其数量与细菌无关，最适pH4~6，最适温度25℃，钝化温度76℃20min或77~78℃5min破坏。（2）作用：a具有抑制某些乳酸菌生长发育的作用，即为Lactenin，b鉴定是否为巴杀乳。5还原酶（主要是脱氢酶）（1）来源：来自微生物代谢产物，故酶的数量与微生物污染程度直接有关。最适条件：pH5.5~8.5，T

40~45℃（2）作用：可以使美兰还原成无色，据此可以测定乳的质量。（3）钝化条件：69~70℃30min或75℃5min完全破坏。乳的等级褪色时间（h）1ml乳中细菌数乳的质量Ⅰ超过5.550万以下良好Ⅱ2~5.550万~400万及格Ⅲ不足2400万以上劣美兰的褪色时间与乳中细菌数目的关系六乳中的维生素1牛乳中含有目前已知的所有维生素。2牛乳中维生素分为脂溶性：如VA、D、E、K；水溶性；VB1、B2、B6、烟酸、B12、C等。3泌乳期对乳中维生素含量有直接影响，如初乳中VA、β-胡萝卜素含量多于常乳。4放牧季节吃青草较舍饲维生素高。5乳中维生素来源，有的来自饲料如VE，有的靠奶牛自身合成，VB群可靠瘤胃中的微生物合成。6牛乳中的维生素热稳定性不同，有的热稳定，如VA、D、B2等，但也有的热敏感性特强，如Vc。维生素杀菌乳灭菌乳淡炼乳甜炼乳喷雾干燥乳粉酸乳制品干酪奶油保温式杀菌高温短时杀菌瓶装灭菌（A）UHT（B）A+BVA00000000+3300VB110<1035<1045401010+339097VB200000000+4~508599生物素00000101010———尼克酸0000？？0？—90—VB600500506000———VB1210？<10>9020>90903030———VC20105010>50601520609499VD00000000———VE32—————020307030维生素在牛乳加工中的破坏率1乳的矿物质含量

每升牛奶中约含7.0克矿物质，主要有磷、钙、镁、氯、硫、铁、钠、钾等。20％的钙和磷与酪蛋白结合形成酪蛋白酸—磷酸钙复合体，大约1／3的镁也与酪蛋白结合，50％多的钙是以胶体无机钙存在，剩余30％是以钙离子形式溶解在乳中。乳中的矿物质含量比较稳定，受季节和饲料的影响较小。初乳中矿物质总量和每种矿物质元素含量都比较高，有些矿物质如；钙、磷、钠和氯等，在泌乳末期又会升高。

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乳的微量元素

乳中的微量元素主要有碘、铜、锰、硅、铝、氟、溴、锌、钴、铅等，大部分是以有机化合物的形式存在的，如：一些铜、锌、镁和铁都是在脂肪球膜中，60％～70％的铁与酪蛋白胶粒结合，80％的锌与酪蛋白结合，20％是与免疫球蛋白结合。

七、乳中的矿物质和微量元素八、乳中气体主要是CO2、O2、N2等，细菌繁殖后是氢气、甲烷等存在。九、乳中其它成分（一）有机酸1种类：主要是柠檬酸，此外还有微量乳酸、马尿酸、丙酮酸等。2含量：柠檬酸0.07%~0.4%，平均0.18%，在酸败乳或发酵乳中，由于乳酸菌的作用，乳酸含量增高。3乳中柠檬酸的作用：柠檬酸对乳的盐类平衡、牛乳对热、冷冻过程中的稳定性均起重要作用，同时它还是发酵乳制品的芳香成分丁二酮的前身。4存在状态：在乳中柠檬酸是以盐类状态存在，柠檬酸盐除了是酪蛋白胶粒的成分外，还有分子、离子状态的柠檬酸盐（主要是柠檬酸盐）。1种类：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。2细胞数：牛乳中细胞数含量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牛乳中细胞数50万个/ml，平均为26万个/ml。（二）细胞成分（一）初乳的化学成分产犊后1周内所分泌的乳称之为初乳，呈黄褐色、有异臭、味苦、粘度大，特别是泌乳前3d，初乳特征更为显著。脂肪、蛋白质特别是乳清蛋白质含量高，乳糖含量低，灰分含量高。初乳中含铁量为常乳的3～5倍，铜含量约为常乳的6倍。初乳中含有初乳球，可能是脱落的上皮细胞，或白细胞吸附