乳的成分與性質(zhì)

1、第十一章 乳的成份及性質(zhì)第一節(jié) 乳的組成第二節(jié) 乳中化學成分的性質(zhì) 第三節(jié) 乳的物理性質(zhì)(自學）第四節(jié) 異常乳1 第一節(jié) 乳的組成及其分散體系一、乳的組成乳是哺乳動物分娩后由乳腺分泌的一種白色或微黃色的不透明液體。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。乳中含有多種化學成分，其中水是分散劑，其他各種成分如脂肪、蛋白質(zhì)、乳糖、無機鹽等呈分散質(zhì)分散在乳中，形成一種復雜的分散體系。2一、乳的組成正常牛乳中各種成分的組成大體上是穩(wěn)定的，但也受牛乳的品種、個體、地區(qū)、泌乳期、畜齡、擠乳方法、飼料、季節(jié)、環(huán)境、溫度及健康狀態(tài)等因素影響而有差異;其中變化最大的是乳脂肪，其次是蛋白質(zhì)，

2、乳糖及灰分則比較穩(wěn)定。3牛乳主要化學成分及含量成份水分總?cè)楣腆w脂肪蛋白質(zhì)乳糖無機鹽變化范圍（%）85.5-89.510.5-14.52.5-6.02.9-5.03.6-5.50.6-0.9平均值（%）87.513.04.03.44.80.84三、乳中化學成分的性質(zhì) 乳脂肪 乳蛋白質(zhì) 乳糖 乳中的無機物 乳中的維生素 乳中的酶類 乳中的其他成分5 乳脂肪1. 脂肪球及脂肪球膜2. 乳脂肪的化學組成61. 脂肪球及脂肪球膜在顯微鏡下可以看到，乳脂是由漂浮在乳中的大小不同的粒子構(gòu)成的眾多小球。這些小球是脂肪球。脂肪球是乳中最大的顆粒，其直徑為0.120um，平均直徑是34um，1ml全乳中有2040

3、億個脂肪球。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，同時也是最輕的顆粒。71. 脂肪球及脂肪球膜在電子顯微鏡下觀察到的乳脂肪球為圓球形或橢圓球形，表面被一層510 nm厚的膜所覆蓋，稱為脂肪球膜。這層膜由蛋白質(zhì)和磷酯構(gòu)成，可以保護脂肪球免受乳中酶的破壞。而且由于脂肪球含有磷脂與蛋白質(zhì)形成的脂蛋白絡(luò)合物，使脂肪球能穩(wěn)定地存在于乳中。在機械攪拌或化學物質(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)奶油和測定乳中的含脂率。82.乳脂肪的化學組成通常認為乳中脂肪成分復雜，甘油三酯是其主要成分，約占乳脂肪的97%98%，它和極少量的

4、甘油二酯和甘油單酯及游離脂肪酸共存于乳中。乳中的脂肪酸分為三類：第一類為水溶性揮發(fā)性脂肪酸，例如丁酸、乙酸等；第二類是非水溶性揮發(fā)性脂肪酸，例如十二碳酸等；第三類是非水溶性不揮發(fā)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。9表2.3 乳中脂類物質(zhì)的平均含量 脂類質(zhì)量分數(shù)（%）甘油三酯9798甘油二酯0.30.6甘油單酯0.020.04游離脂肪酸0.10.4游離固醇0.20.4固醇脂微 量磷酸脂0.21.0碳水化合物微 量10 乳蛋白質(zhì)乳蛋白（Milk Protein）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,蛋白質(zhì)在牛乳中的含量為3.0

5、%3.5。牛乳中的蛋白質(zhì)可分為酪蛋白和乳清蛋白兩大類，另外還有少量脂肪球膜蛋白質(zhì)。 1. 酪蛋白 2. 乳清蛋白質(zhì) 3. 非蛋白含氮物111. 酪蛋白在溫度20時調(diào)節(jié)脫脂乳的pH至4.6時沉淀的一類蛋白質(zhì)稱為酪蛋白(Casein)，占乳蛋白總量的80%82%，約占全乳重的2.6%，純凈的酪蛋白為白色，不溶于水，顯酸性。酪蛋白不是單一的蛋白質(zhì)，而是由s-、-、-、和-酪蛋白組成。s-酪蛋白含磷多，故又稱磷蛋白。含磷量對皺胃酶的凝乳作用影響很大。-酪蛋白含磷量極少，因此，-酪蛋白幾乎不能被皺胃酶凝固。122. 乳清蛋白質(zhì)(1) 熱不穩(wěn)定性乳清蛋白 乳清pH 4.64.7時,煮沸20min，發(fā)生沉淀

6、的一類蛋白質(zhì)，約占乳清蛋白質(zhì)的81。對熱不穩(wěn)定乳清蛋白質(zhì)包括乳白蛋白和乳球蛋白兩類。(2) 對熱穩(wěn)定的乳清蛋白 這類蛋白包括蛋白胑和蛋白胨，約占乳清蛋白的19%。此外還有一些脂肪球膜蛋白質(zhì)，是吸附于脂肪球表面的蛋白質(zhì)與酶的混合物，其中含有脂蛋白、堿性磷酸酶和黃嘌呤氧化酶等。這些蛋白質(zhì)可用洗滌方法將其分離出來。13 乳白蛋白乳白蛋白是指中性乳清中，加飽和硫酸銨或飽和硫酸鎂鹽析時，呈溶解狀態(tài)而不析出的蛋白質(zhì)，屬于乳白蛋白。乳白蛋白約占乳清蛋白68%，乳白蛋白又包括-乳白蛋白(約占乳清蛋白的19.7%)、-乳球蛋白(約占乳清蛋白的43.6%)和血清白蛋白(約占乳清蛋白的4.7%)。乳白蛋白中最主要是

7、-乳白蛋白，它在乳中以1.55.0m直徑的微粒分散在乳中，對酪蛋白起保護膠體作用。14 乳球蛋白中性乳清中加飽和硫酸銨或飽和硫酸鎂鹽析時，能析出而不呈溶解狀態(tài)的乳清蛋白即為乳球蛋白。約占乳清蛋白的13%。乳球蛋白具有抗原作用，故又稱為免疫球蛋白。初乳中免疫球蛋白含量比常乳高。153. 非蛋白含氮物除了乳蛋白質(zhì)外，還有約5%非蛋白含氮化合物，如氨、游離氨基酸、尿素、尿酸、肌酸及嘌呤堿等。這些物質(zhì)基本上是機體蛋白質(zhì)代謝的產(chǎn)物，通過乳腺細胞進人乳中。另外還有少量維生素氮。 16 乳糖乳糖是哺乳動物乳汁中特有的糖類。牛乳中約含有乳糖4.2%5.0%，全部呈溶解狀態(tài)。在泌乳末期和患乳房疾病的乳中含量最低

8、。乳糖是一種雙糖，乳糖為D-葡萄糖與D-半乳糖以-l，4鍵結(jié)合的二糖，又稱為1,4-半乳糖苷葡萄糖。因其分子中有羰基，屬還原糖。乳糖是常見糖中可溶性最低的，25下水中溶解度僅達17.8%。乳糖沒有其它糖那樣甜，如它的甜度只是蔗糖的1/30。 17 乳糖部分人隨著年齡增長，消化道內(nèi)缺乏乳糖酶不能分解和吸收乳糖，飲用牛乳后會出現(xiàn)嘔吐、腹脹、腹瀉等不適應癥，稱乳糖不耐癥乳糖酶缺乏的程度各不相同，因而癥狀也各異。從連極少量的乳品都不能消化到攝入大量含乳糖食物后引起輕微的胃腸功能紊亂。在乳品加工中利用乳糖酶，將乳中的乳糖分解為葡萄糖和半乳糖；或利用乳酸菌將乳糖轉(zhuǎn)化成乳酸，可預防“乳糖不耐癥”。18 乳糖

9、乳糖受到乳酸菌作用時會發(fā)生分解變化，這些細菌含有一種酶叫乳糖酶，它能把乳糖分子分解成中間產(chǎn)物。來自乳酸菌的其它酶繼續(xù)分解這些中間產(chǎn)物，把它們轉(zhuǎn)變成各種酸，其中乳酸最重要，這就是乳變酸時發(fā)生的過程，即乳糖的乳酸發(fā)酵。19 乳中的無機物牛乳中的無機物(Inorganic Salts)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。常乳中鈣鹽和鉀鹽含量極高，然而，鹽的含量不總是恒定的，牛乳中無機物的含量隨泌乳期及個體健康狀態(tài)等因素而異。在瀕臨泌乳期末或乳房疾病的情況下，氯化鈉含量明顯升高，因而乳有咸味，而同時其它鹽的含量降低。2

10、0表2.4 100ml牛乳中的主要無機成分的含量(mg) 項目鉀鈉鈣鎂磷硫氯牛乳15854109149159921 乳中的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。牛乳中的維生素，部分來自飼料中的維生素，如維生素E；有的要靠乳牛自身合成，如B族維生素。然而，乳中維生素含量因貯存和加工中損失而大大改變。22 乳中的酶類1. 水解酶類2. 氧化還原酶類231. 水解酶類A. 脂酶B. 磷酸酶 C. 蛋白酶 24A. 脂酶牛乳中的脂酶至少有兩種，一是只附在脂肪球膜間的膜脂酶，它在常乳中不常見，而在末乳、乳房炎

11、乳及其他一些生理異常乳中常出現(xiàn)。另一種是存在于脫脂乳中與酪蛋白相結(jié)合的乳漿脂酶(Plasma Lipase)。25B. 磷酸酶磷酸酶的特性是可以把磷酸酶分解成磷酸和相應的醇。如果向乳中加入磷酸酯，再向其中加入能與游離醇發(fā)生顯色反應的試劑，就可以測定乳中磷酸酶的存在。因為試劑顏色的變化可以反映乳中含有磷酸酶。磷酸酶可以經(jīng)63、30min或7175、1530s加熱后可鈍化，故可以利用這種性質(zhì)來檢驗低溫巴氏殺菌法處理的消毒牛乳的殺菌程度是否完全。 26C. 蛋白酶牛乳中的蛋白酶分別來自乳本身和污染的微生物。乳中蛋白酶多為細菌性酶，細菌性的蛋白酶使蛋白質(zhì)水解后形成蛋白胨、多肽及氨基酸。其中由乳酸菌形成

12、的蛋白酶在乳中，在干酪加工中具有非常重要的意義。蛋白酶在高于7580的溫度中即被破壞，在70以下時，可以穩(wěn)定地耐受長時間的加熱，在3742時，這種酶在弱堿性環(huán)境中作用最大，中性及酸性環(huán)境中作用減弱。272. 氧化還原酶類A. 過氧化氫酶 B. 過氧化物酶 28A. 過氧化氫酶牛乳中的過氧化氫酶主要來自白血球的細胞成分，特別在初乳和乳房炎乳中含量較多。過氧化氫酶把過氧化氫分解成水和游離氧。通過測量乳中游離氧的量就可以反映乳中過氧化氫酶的含量，也能了解牛奶是否來自健康動物乳房。來自患病乳房的乳中過氧化氫酶含量較高，而來自健康乳房的鮮乳只含極少量的過氧化氫酶。多種細菌可產(chǎn)生這種酶，而過氧化氫酶經(jīng)過普

13、通的高溫短時間巴氏消毒法（7072，1530秒）可以被破壞。29B. 過氧化物酶 過氧化物酶是最早從乳中發(fā)現(xiàn)的酶，它能促使過氧化氫分解產(chǎn)生活潑的新生態(tài)氧，從而使乳中的多元酚、芳香胺及化合物氧化。過氧化物酶是乳中固有酶。過氧化物酶可以把過氧化氫中的氧轉(zhuǎn)移給其它物質(zhì)，從而使一些物質(zhì)變色。過氧化物酶鈍化溫度和時間大約為76、20min，7778、5min，85、10s。通過測定過氧化物酶的活性可以判斷牛乳是否經(jīng)過熱處理或判斷熱處理的程度。這項試驗叫Storch氏過氧化物酶試驗。30 乳中的其他成分1. 有機酸2. 氣體3. 細胞成份311. 有機酸乳中的有機酸主要是檸檬酸等。在酸敗乳及發(fā)酵乳中，在乳

14、酸菌的作用下馬尿酸可轉(zhuǎn)化為苯甲酸。乳中檸檬酸的含量為0.07%0.40%，平均為0.18%，以鹽類狀態(tài)存在。除了酪蛋白膠粒成分中的檸檬酸鹽外，還存在有分子、離子狀態(tài)的檸檬酸鹽，主要為檸檬酸鈣。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。322. 氣體主要為二氧化碳、氧氣和氮氣等，約占鮮牛乳的5%7%(V/Y)，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。333. 細胞成份乳中所含的細胞成分主要是白血球和一些乳房分泌組織的上皮細胞，也有少量紅血球。牛乳中的細胞含量的多少是衡量乳

15、房健康狀況及牛乳衛(wèi)生質(zhì)量的標志之一，一般正常乳中細胞數(shù)不超過50萬個/ml。 34第二節(jié) 乳的物理性質(zhì)一、乳的色澤及光學性質(zhì)二、乳的熱學性質(zhì)三、乳的滋味與氣味四、乳的酸度與氫離子濃度五、乳的電學性質(zhì)六、乳的比重和密度七、乳的黏度與表面張力35第四節(jié) 異常乳一、異常乳的概念和種類二、異常乳的產(chǎn)生原因和性質(zhì)36 異常乳的概念正常乳的成分和性質(zhì)基本穩(wěn)定當乳牛受到飼養(yǎng)管理、疾病、氣溫以及其他各種因素的影響時，乳的成分和性質(zhì)往往發(fā)生變化，這種乳稱作異常乳，不適于加工優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品。37 異常乳的種類 異常乳可分下列幾種：生理異常乳化學異常乳病理異常乳微生物污染乳38二、異常乳的產(chǎn)生原因和性質(zhì) 生理異常乳 化

16、學異常乳 微生物污染乳 病理異常乳39 生理異常乳1. 營養(yǎng)不良乳2. 初乳401. 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。當喂以充足的飼料，加強營養(yǎng)之后，牛乳即可恢復正常，對皺胃酶即可凝固。412. 初乳母牛分娩后一周所分泌的乳叫初乳，呈黃褐色、有異臭、苦味、咸味、黏度大，特別是3d之內(nèi)，初乳特征更為顯著。其過氧化氫酶和過氧化物酶的含量高，灰分含量高，脂肪和蛋白質(zhì)含量極高，而乳糖含量低。一個很明顯特點是其白蛋白和球蛋白含量很高，因而初乳加熱時易凝固422. 初乳初乳中也含抗體，叫免疫球蛋白。它可以保護幼畜免受感染，直至幼畜的免疫系統(tǒng)建立。初乳中

17、含鐵量約為常乳的35倍，銅含量約為常乳的6倍。我國輕工業(yè)部部頒標準規(guī)定產(chǎn)犢后7d內(nèi)的初乳不得使用。43 化學異常乳1. 酒精陽性乳2. 低成份乳3. 混入異物乳4. 風味異常乳441. 酒精陽性乳 高酸度酒精陽性乳 低酸度酒精陽性乳 冷凍乳45 高酸度酒精陽性乳一般酸度在20T 以上時的乳酒精試驗均為陽性，稱為酒精陽性乳。鮮乳中微生物繁殖使酸度升高。因此要注意擠乳時的衛(wèi)生并將擠出鮮乳保存在適當?shù)臏囟葪l件下，以免微生物污染繁殖。46 低酸度酒精陽性乳有的鮮乳雖然酸度低(16T以下)但酒精試驗也呈陽性，所以稱作低酸度酒精陽性乳。這可能與飼養(yǎng)管理導致Ca2+、Mg 2+離子不平衡有關(guān)。47 冷凍乳冬

18、季因受氣候和運輸?shù)挠绊?，鮮乳產(chǎn)生凍結(jié)現(xiàn)象，導致乳中一部分酪蛋白變性。同時，在處理時因溫度和時間的影響，酸度相應升高，以致產(chǎn)生酒精陽性乳。但這種酒精陽性乳的耐熱性要比因受其他原因而產(chǎn)生的酒精陽性乳高。482. 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。 493. 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。其中，有人為混入異常乳和因預防治療、促進發(fā)育以及食品保藏過程中使用抗生素和激素等而進入乳中的異常乳還有因飼料和飲水等使農(nóng)藥進入乳中而造成的異常。乳中含有防腐劑、抗菌素時，不宜用作加工的原料乳。 504. 風味異常乳造成牛乳風味異常的因素很多通過機體轉(zhuǎn)移或從空氣中

19、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。51 微生物污染乳1. 原料乳的微生物污染狀況2. 乳中微生物的來源521. 原料乳的微生物污染狀況牛奶如果來自一個衛(wèi)生良好的奶場,則含細菌為每ml數(shù)千個如果清潔、消毒和冷卻標準不妥當，則可達到每ml乳中數(shù)有百萬個細菌每日對所有擠奶設(shè)備進行清洗消毒是決定乳的微生物學質(zhì)量的最重要的因素。對乳進行分級時，細菌總數(shù)必須少于1000,000個/ml。532. 乳中微生物的來源 在一般情況下，奶有三個主要的微生物性污染源：一是來自乳房內(nèi)部；二是來自乳房外部，包括牛體和空氣；三是來自擠奶和貯存設(shè)備。 乳房 牛體 空氣 擠乳用

20、具和乳桶 工作人員54 乳房從健康乳房擠出的奶雖然不經(jīng)消毒，但所含微生物數(shù)量很少。這些微生物主要是一些微球菌和鏈球菌，它們對奶產(chǎn)量及質(zhì)量沒有明顯影響。乳房中微生物多少取決于乳房的清潔程度，許多細菌從乳頭端部侵入乳房，由于細菌本身的繁殖和乳房的物理蠕動而進入乳頭乳池下部。因此，第一股乳流中微生物的數(shù)量最多，隨著擠乳的進行乳中細菌含量逐漸減少。所以在擠乳時擠出的第一股乳應廢棄。55圖 許多細菌從乳頭端部侵入乳房擠乳時最初擠出的乳應廢棄 56乳房炎乳如果乳牛患有細菌性乳房炎，乳中細菌含量會明顯增加。在一定條件下，有很多細菌可以引起乳房炎，但最常見、引起經(jīng)濟損失最大的是埃希氏大腸桿菌，金色化膿葡萄球菌

21、和無乳鏈球菌。57乳房炎的危害埃希氏大腸桿菌在糞便中隨處可見，畜群通過糞便可把乳房炎從一頭牛傳染給另一頭牛。乳房炎乳中化膿性葡萄球菌能產(chǎn)生毒素，這種毒素可以引起食用者腹痛、腹瀉和嘔吐。無乳鏈球菌在正常情況下在乳中是找不到的，除非發(fā)生了傳染性乳房炎，擠奶員的手臂和其它用具會通過沾上含病菌的奶，把乳房炎從一頭牛傳染給另一頭牛。58 牛體飼料、墊草和糞便是牛體受微生物污染的主要原因，它們是嗜熱性腐敗微生物的污染載體。如果牛在露天草場上吃草，牛體受污染的水平相對比較低，進行舍飼時，受污染的情況就很嚴重。典型的嗜熱性腐敗微生物如腸道病原菌，包括沙門氏菌、彎弧桿菌一般通過糞便污染墊草，進一步污染被毛及乳頭

22、。嗜熱性腐敗微生物可耐過巴氏消毒。所以在擠乳時，應用溫水嚴格清洗乳房和腹部，并用清潔的毛巾擦干。 59 空氣擠乳及收乳過程中，鮮乳經(jīng)常暴露于空氣中，因此受空氣中微生物污染的機會很多。尤其是牛舍內(nèi)空氣，含有很多的細菌。通常細菌在空氣中含量為50100個/ml，灰塵多時可達10000個/ ml，其中以球菌和帶芽孢的桿菌居多，此外霉菌的孢子也很多。60 擠乳用具和乳桶擠奶設(shè)備是乳中微生物的來源，也是呈革蘭氏陰性的低溫腐敗細菌的主要來源，主要原因包括管道系統(tǒng)設(shè)計制造不良及擠奶前后清潔衛(wèi)生不徹底。擠乳時所用的乳桶、擠乳機、過濾布和清洗乳房用布，如果清洗消毒不當會成為耐熱性細菌的污染源。61 工作人員人工擠奶時工作人員手臂可以直接污染奶，實際上也許不可能查明以這種方式傳入的腐敗性微生物的數(shù)量然而，傳播病原體的可能性明顯存在