乳的化學(xué)成分

乳的化學(xué)成分第1頁，共62頁，2023年，2月20日，星期三第一節(jié)乳中各成分的分散狀態(tài)乳的成分十分復(fù)雜，含有上百種化學(xué)成分，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。在物理構(gòu)成上，乳是一種復(fù)雜的分散體系，其中水是分散劑，其他各種成分如脂肪、蛋白質(zhì)、乳糖、無機(jī)鹽等為分散質(zhì)，分別以不同的狀態(tài)分散在水中，共同形成一種復(fù)雜的分散系。第2頁，共62頁，2023年，2月20日，星期三

在分散媒（劑或分散介質(zhì)）——水中：（1）有以分子及離子狀態(tài)分散在其中的乳糖和鹽類；（2）有成乳濁質(zhì)及懸濁質(zhì)狀態(tài)分在其中的蛋白質(zhì)；（3）還有一部分以乳濁液及懸濁液狀態(tài)分散在乳中的脂肪，這些分散在水中的成分，都被稱為分散相或分散質(zhì)。從粒子的大小來分析。第3頁，共62頁，2023年，2月20日，星期三第4頁，共62頁，2023年，2月20日，星期三一、牛乳中以分子或離子狀態(tài)存在的溶質(zhì)有磷酸鹽類的一部分、無機(jī)鹽類、糖類等，其粒子直徑在1nm以下，即形成真溶液。二．乳中的乳白蛋白、乳球蛋白是大分子狀態(tài)，直徑為15-50nm，形成膠體溶液，酪蛋白在乳中形成酪蛋白酸鈣—磷酸鈣復(fù)合膠粒，膠粒直徑為30-800nm，平均100nm，為過渡態(tài)，一般將其列入膠體懸浮液范疇。最大3um。第5頁，共62頁，2023年，2月20日，星期三三.乳中脂肪呈球狀，小的直徑為100nm-10um，平均為3um，呈乳濁液。四.乳中少量氣體，部分氣體以分子狀態(tài)溶于乳中，部分氣體經(jīng)攪動后在乳中形成泡沫狀態(tài)。第6頁，共62頁，2023年，2月20日，星期三第二節(jié)牛乳中各種成分的含量一、一些國家牛乳的組成二、不同品種牛乳組成的差異三、正常牛乳的主要成分及含量四、牛乳加工處理后的名稱，牛乳經(jīng)加工處理后就有不同的名稱第7頁，共62頁，2023年，2月20日，星期三第8頁，共62頁，2023年，2月20日，星期三第9頁，共62頁，2023年，2月20日，星期三四、牛乳加工處理后的名稱第10頁，共62頁，2023年，2月20日，星期三第11頁，共62頁，2023年，2月20日，星期三第12頁，共62頁，2023年，2月20日，星期三

在良好的噴霧或滾筒干燥條件下，還保留3％左右的水分,要想除去這多余的水分，只有借助于加熱到150一160℃瞬時(shí)或者長時(shí)間保持在100一105℃的恒溫時(shí)才能達(dá)到目的。但是奶粉受長時(shí)間高溫處理后，乳成分受到破壞，乳糖焦化．蛋白質(zhì)變性、脂肪氧化，因此此種奶粉就不能食用。第13頁，共62頁，2023年，2月20日，星期三第14頁，共62頁，2023年，2月20日，星期三(三)結(jié)晶水結(jié)晶水存在于結(jié)晶性化合物中。當(dāng)生產(chǎn)奶粉、煉乳以及乳糖等產(chǎn)品，而使乳糖結(jié)晶時(shí)，我們就可以發(fā)現(xiàn)含結(jié)晶水的乳制品，即乳糖中含有一分子的結(jié)晶水（C12H22O11.H2O）

（四）游離水：存在于各種分散質(zhì)間隙，占水的決大部分，是乳汁的分散媒，其可以用濃縮蒸發(fā)、噴霧等除去

第15頁，共62頁，2023年，2月20日，星期三二、乳蛋白質(zhì)

酪蛋白2.63%

白蛋白0.5%

乳蛋白質(zhì)2.8～4.0%球蛋白0.11%

月示

胨p第16頁，共62頁，2023年，2月20日，星期三(一)乳蛋白的現(xiàn)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

第17頁，共62頁，2023年，2月20日，星期三(一)乳蛋白的現(xiàn)代命名（3）免疫球蛋白：IgA、IgG1

、IgG2、

IgM（4）微量蛋白質(zhì)：血清轉(zhuǎn)鐵蛋白、糖蛋白等（5）酶類（6）其他多肽第18頁，共62頁，2023年，2月20日，星期三(二)酪蛋白（casein)1.概念：在20℃調(diào)節(jié)脫脂乳的pH值至4.6時(shí)沉淀的一類蛋白質(zhì)，傳統(tǒng)上稱為酪蛋白，其約占乳蛋白質(zhì)的80%以上。2.性質(zhì)：比重1.25～1.31，白色，無臭，無味，不溶于水、醇或有機(jī)溶劑，而溶于堿溶液。第19頁，共62頁，2023年，2月20日，星期三3.酪蛋白膠束的結(jié)構(gòu)Payens(佩恩斯）設(shè)想第20頁，共62頁，2023年，2月20日，星期三Waugh設(shè)想3.酪蛋白膠束的結(jié)構(gòu)第21頁，共62頁，2023年，2月20日，星期三（1）酪蛋白的酸凝固性

酪蛋白酸鈣

Ca3(PO4)2+2HCl2Ca(H2PO4)2+

CaCl2+[酪蛋白]4.酪蛋白的凝固性第22頁，共62頁，2023年，2月20日，星期三

(2)酪蛋白的皺胃酶凝固性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)酪蛋白的鈣凝固性第23頁，共62頁，2023年，2月20日，星期三(三)乳清蛋白1.概念

用酸使脫脂乳中的酪蛋白沉淀后，將沉淀除去，剩余的液體就是乳清，其中的蛋白質(zhì)便為乳清蛋白，若將乳清加熱，則乳清中含有的熱凝固性乳蛋白凝固，而熱穩(wěn)定性乳清蛋白（如，月示、胨）仍存在于乳清中。2.利用第24頁，共62頁，2023年，2月20日，星期三（四）免疫球蛋白（Ig）

Ig是因外源大分子抗原刺激而產(chǎn)生的一種抗體，以單體或多聚體形式存在，在牛乳中有4中，即IgA、IgG1

、IgG2、IgM，其中IgG1是主要的免疫球蛋白，還有少量IgA和IgG2第25頁，共62頁，2023年，2月20日，星期三（五）乳鐵蛋白（lactoferrin)抗菌和調(diào)整病原微生物類群；刺激和加強(qiáng)腸道中鐵的吸收；參與機(jī)體免疫系統(tǒng)功能，調(diào)節(jié)骨髓細(xì)胞生成，減輕炎癥；刺激溶菌酶活性再生；抗病毒；Lf可以淬滅自由基，避免潛在的過氧化；刺激雙歧桿菌生長；

第26頁，共62頁，2023年，2月20日，星期三（六）其他蛋白主要是蛋白酶、淀粉酶、黃嘌呤氧化酶等。第27頁，共62頁，2023年，2月20日，星期三（七）含氮非蛋白質(zhì)如氨基酸、尿酸、尿素、肌酸、嘌呤、葉綠素等第28頁，共62頁，2023年，2月20日，星期三（八）抗菌物質(zhì)阻礙微生物生長繁殖，初乳中含量高，經(jīng)加熱則被破壞，故新鮮牛奶在低溫下不易腐敗。第29頁，共62頁，2023年，2月20日，星期三（九）乳中的生物活性肽1.上皮生長因子（EGF)和類胰島素生長因子（IGF)；2.嗎啡樣活性肽；3.免疫調(diào)節(jié)肽；4.抗血栓肽；5.促進(jìn)鈣吸收的酪蛋白磷酸肽；6.促進(jìn)DNA合成和細(xì)胞生長的肽；7.抗癌細(xì)胞肽；8.促進(jìn)雙岐桿菌生長的肽；9.胃腸調(diào)節(jié)肽；10.下丘腦垂體激素。p第30頁，共62頁，2023年，2月20日，星期三三、乳脂類乳脂類乳脂肪97%~99%磷脂0.1%少量脂肪酸固醇第31頁，共62頁，2023年，2月20日，星期三（一）乳脂肪牛乳的脂肪球大小通常是0.1~10μm，平均3μm，數(shù)量為20億~40億個/ml，脂肪球的大小隨乳牛的品種、泌乳期、飼料及健康狀況等有異。一般來說，（1）脂肪含量高的品種要比脂肪含量低的脂肪球大；（2）隨著泌乳期的延長，脂肪球變小。第32頁，共62頁，2023年，2月20日，星期三1乳脂肪的組成液體部分65%固體部分14%半固體部分21%第33頁，共62頁，2023年，2月20日，星期三（1）乳脂肪與其他動植物脂肪的差異A牛乳脂肪中脂肪酸的種類與其他動植物脂肪的差異，牛乳脂肪酸60種，現(xiàn)已檢驗(yàn)出的有20種，動植物5~7種；B牛乳脂肪中含有低級（14C以下）揮發(fā)性脂肪酸達(dá)14%，其中水溶性達(dá)8%；C乳中不飽和脂肪酸含量約44%。第34頁，共62頁，2023年，2月20日，星期三（2）乳中脂肪酸的生理功能A營養(yǎng)上，亞油酸、亞麻酸、花生四烯酸堪稱VitF；B一些長鏈不飽和脂肪酸（LCP）在嬰兒營養(yǎng)上具有特殊作用；C一些不飽和脂肪酸在治療心血管疾病上起到一定作用；D抗腫癌作用。第35頁，共62頁，2023年，2月20日，星期三乳脂肪球在顯微鏡下觀察為圓球形或橢圓球形，表面被一層5～l0nm厚的膜所覆蓋，稱為脂肪球膜，脂肪球膜主要由蛋白質(zhì)、磷脂、甘油三酯、膽甾醇、維生素A、金屬及一些酶類構(gòu)成，同時(shí)還有鹽類和少量結(jié)合水。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。磷脂是極性分子，其疏水基朝向脂肪球的中心，與甘油三酯結(jié)合形成膜的內(nèi)層，磷脂的親水基向外朝向乳漿，連著具有強(qiáng)大親水基的蛋白質(zhì)，構(gòu)成了膜的外層。脂肪球膜具有保持乳濁液穩(wěn)定的作用，即使脂肪球上浮分層，仍能保持著脂肪球的分散狀態(tài)，在機(jī)械攪拌或化學(xué)物質(zhì)作用下，脂肪球膜遭到破壞后，脂肪球才會互相聚結(jié)在一起。因此，可以利用這一原理生產(chǎn)奶油和測定乳的含脂率。

2脂肪球的構(gòu)造及其存在狀態(tài)第36頁，共62頁，2023年，2月20日，星期三2脂肪球的構(gòu)造及其存在狀態(tài)第37頁，共62頁，2023年，2月20日，星期三3乳脂肪的理化常數(shù)（1）比重：乳脂肪的比重，在15℃時(shí)與同溫度同體積水之比約為0.935~0.943，100℃時(shí)0.865~0.870；（2）熔點(diǎn)：根據(jù)所含甘油酯的種類與數(shù)量不同而異，一般為28~33℃；（3）皂化值：將1g油脂完全皂化所需NaOH（KOH）的mg數(shù)，皂化值與FA的分子量成反比，故根據(jù)皂化值可以估計(jì)脂肪酸的種類。牛乳脂220~240（約226），牛脂豬脂190~200；（4）碘值：其表示不飽和脂肪酸的數(shù)量，即以100g油脂所能吸收碘的g數(shù)來表示，乳脂肪26~38（30左右）；（5）水溶性揮發(fā)性脂肪酸值：指中和5g脂肪蒸發(fā)出的揮發(fā)性脂肪酸所消耗的0.1N堿溶液的ml數(shù)，乳脂肪為24~30，動植物油脂大約為1；（6）波連斯克值：指脂肪中所含非水溶性揮發(fā)性脂肪酸的數(shù)量，即中和5g脂肪中所含非水溶性揮發(fā)性脂肪酸所消耗的0.1N堿溶液的ml數(shù)，牛乳脂肪為1.3~3.5；（7）酸值：指中和油脂中所含游離脂肪酸的量，即存在于1g油脂中的游離脂肪酸用堿中和時(shí)所消耗的mg數(shù)，一般乳脂肪的酸值為0.4~3.5，陳舊的奶油酸值可達(dá)30以上，要求10以下。第38頁，共62頁，2023年，2月20日，星期三（二）磷脂乳中的磷脂類近0.1%，一般為0.072%~0.086%，包括三種，卵磷脂、腦磷脂和神經(jīng)磷脂，其中意義最大為卵磷脂，量為0.036%~0.049%，它是構(gòu)成脂肪球膜蛋白質(zhì)絡(luò)合物的主要成分。第39頁，共62頁，2023年，2月20日，星期三（三）膽固醇麥角固醇

紫外線

VD27-脫氫膽固醇

紫外線

VD3第40頁，共62頁，2023年，2月20日，星期三（1）乳清酸（Oroticacid），73~122mg/L（2）3-羥基-3-甲基戊二酸（HMC）（3）乳糖（4）鈣（5）不飽和脂肪酸（6）磷脂乳中含有多種降低膽固醇的成分第41頁，共62頁，2023年，2月20日，星期三四、糖類主要是乳糖，少量的葡萄糖，果糖，半乳糖等。牛乳4.6%，兔乳1.8%，馬乳7.6%，人乳6%~8%。第42頁，共62頁，2023年，2月20日，星期三（一）乳糖的分類乳糖異構(gòu)體的性狀比較項(xiàng)目α-乳糖水合物α-乳糖無水物β-乳糖制法乳糖濃縮液在93.5℃以下結(jié)晶α-乳糖水合物減壓加熱或無水乙醇處理乳糖濃縮液在93.5℃以上結(jié)晶熔點(diǎn)（℃）202222.8252.2溶解度（g/100ml，20℃

）8—55甜味較弱—較強(qiáng)晶型單斜晶三棱形針狀三棱形金剛石形、針狀三棱形比旋光度[α]20D89.486.035.5第43頁，共62頁，2023年，2月20日，星期三1α-乳糖水合物2α-乳糖無水物初溶解度：將乳糖加入水中振蕩，部分乳糖即溶于水，形成飽和溶液，此時(shí)的溶解度為初溶解度。終溶解度：初溶解度是暫時(shí)的，隨著α-乳糖轉(zhuǎn)化為β-乳糖，從而使α-乳糖減少，直到α-乳糖和β-乳糖達(dá)到平衡為止，此時(shí)α-乳糖已飽和，此時(shí)的溶解度為終溶解度。過溶解度：將乳糖的飽和溶液冷卻，在沒有晶核的情況下，一般不會形成晶核，而溶液可在較長時(shí)間內(nèi)保持飽和狀態(tài)，也稱為過飽和溶液。3β-乳糖第44頁，共62頁，2023年，2月20日，星期三（二）乳糖的性質(zhì)及作用1乳糖遠(yuǎn)叫較麥芽糖難溶解于水，其飽和溶液15℃時(shí)14.5%，25℃時(shí)17.8%；2乳糖的甜度較蔗糖弱，為蔗糖的1/6~1/5；3乳糖對酸的作用較蔗糖和麥芽糖穩(wěn)定；4只有乳糖酶可以分解乳糖；5乳糖主要存在于脫脂乳中乳清中（干酪）少量存在于稀奶油中酪乳中（奶油）6乳糖與鈣的代謝有密切關(guān)系；7乳糖分解后生成的半乳糖是形成腦神經(jīng)中重要成分（糖脂質(zhì)）；8乳糖可以防止肝臟脂肪沉積。第45頁，共62頁，2023年，2月20日，星期三（三）乳中其他糖類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、己糖胺等第46頁，共62頁，2023年，2月20日，星期三五乳中的酶類（一）來源1乳腺細(xì)胞自身分泌的酶類；2一部分來自乳腺細(xì)胞白細(xì)胞在泌乳時(shí)崩解，進(jìn)入乳中；3一部分由于乳中微生物生長繁殖所產(chǎn)生。第47頁，共62頁，2023年，2月20日，星期三（二）種類1水解酶：脂酶、蛋白酶、磷酸酶、淀粉酶、半乳糖酶、溶菌酶2氧化還原酶：過氧化氫酶、過氧化物酶、黃嘌呤氧化酶、醛縮酶、還原酶、氧化酶第48頁，共62頁，2023年，2月20日，星期三（三）牛乳中主要酶類的特性及作用1解脂酶（1）種類：a膜脂酶b乳漿脂酶，最適溫度37℃，鈍化溫度至少80~85

℃

，最適pH8.0~9.0。（2）作用：（3）來源：微生物污染第49頁，共62頁，2023年，2月20日，星期三

2磷酸酶

（1）種類酸性磷酸酶堿性磷酸酶最適pH4.0~4.27.6鈍化溫度耐熱性強(qiáng)，73℃50min仍保持活力，95℃5min完全鈍化

不耐熱性，63℃30min或71~75℃15~30s即被破壞

位置主要存在于乳清中吸附于脂肪球膜上第50頁，共62頁，2023年，2月20日，星期三（2）特性

經(jīng)高溫短時(shí)間殺菌已失活的堿性磷酸酶在貯存過程中可以復(fù)活，據(jù)此可以檢驗(yàn)牛乳的殺菌程度或殺菌后貯存時(shí)間長短。第51頁，共62頁，2023年，2月20日，星期三3蛋白酶非細(xì)菌性細(xì)菌性來源存在于脫脂乳中，乳本身具有微生物產(chǎn)生，細(xì)菌死亡而分解出最適pH8弱堿性鈍化溫度80℃10min高于75~80℃即被破壞作用類似胰蛋白酶作用使蛋白質(zhì)分解形成蛋白胨、多肽、Aa，是干酪成熟的主要因素第52頁，共62頁，2023年，2月20日，星期三4過氧化物酶（1）來源：來自白細(xì)胞的細(xì)胞成分，屬于乳中原有的酶，其數(shù)量與細(xì)菌無關(guān)，最適pH4~6，最適溫度25℃，鈍化溫度76℃20min或77~78℃5min破壞。（2）作用：a具有抑制某些乳酸菌生長發(fā)育的作用，即為Lactenin，b鑒定是否為巴殺乳。第53頁，共62頁，2023年，2月20日，星期三5還原酶（主要是脫氫酶）（1）來源：來自微生物代謝產(chǎn)物，故酶的數(shù)量與微生物污染程度直接有關(guān)。最適條件：pH5.5~8.5，T40~45℃（2）作用：可以使美蘭還原成無色，據(jù)此可以測定乳的質(zhì)量。（3）鈍化條件：69~70℃30min或75℃5min完全破壞。第54頁，共62頁，2023年，2月20日，星期三乳的等級褪色時(shí)間（h）1ml乳中細(xì)菌數(shù)乳的質(zhì)量Ⅰ超過5.550萬以下良好Ⅱ2~5.550萬~400萬及格Ⅲ不足2400萬以上劣美蘭的褪色時(shí)間與乳中細(xì)菌數(shù)目的關(guān)系第55頁，共62頁，2023年，2月20日，星期三六乳中的維生素1牛乳中含有目前已知的所有維生素。2牛乳中維生素分為脂溶性：如VA、D、E、K；水溶性；VB1、B2、B6、煙酸、B12、C等。3泌乳期對乳中維生素含量有直接影響，如初乳中VA、β-胡蘿卜素含量多于常乳。4放牧季節(jié)吃青草較舍飼維生素高。5乳中維生素來源，有的來自飼料如VE，有的靠奶牛自身合成，VB群可靠瘤胃中的微生物合成。6牛乳中的維生素?zé)岱€(wěn)定性不同，有的熱穩(wěn)定，如VA、D、B2等，但也有的熱敏感性特強(qiáng)，如Vc。第56頁，共62頁，2023年，2月20日，星期三維生素殺菌乳滅菌乳淡煉乳甜煉乳噴霧干燥乳粉酸乳制品干酪奶油保溫式殺菌高溫短時(shí)殺菌瓶裝滅菌（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維生素在牛乳加工中的破壞率第5