乳的化學(xué)組成和性質(zhì)省公開課一等獎(jiǎng)全國示范課微課金獎(jiǎng)?wù)n件

第六章乳化學(xué)組成和性質(zhì)1/58學(xué)習(xí)內(nèi)容與學(xué)習(xí)目標(biāo)第一節(jié)乳概念第二節(jié)乳化學(xué)組成及性質(zhì)

學(xué)習(xí)目標(biāo)：掌握乳概念、化學(xué)成份、理化特征及其與乳制品質(zhì)量關(guān)系，為乳品加工奠定理論基礎(chǔ)。2/58第一節(jié)乳概念

乳是哺乳動(dòng)物分娩后由乳腺分泌出來一個(gè)白色或微黃色不透明液體。乳中含有幼兒生長(zhǎng)發(fā)育所需要全部營養(yǎng)成份，是哺乳動(dòng)物出生后最適于消化吸收食物。一、乳概念3/58

乳成份主要包含水分、脂肪、蛋白質(zhì)、乳糖、鹽類以及維生素、酶類、氣體等。其中水是分散劑，其它各種成份分散在乳中，形成一個(gè)復(fù)雜分散體系。二、乳分散體系第一節(jié)乳概念4/58牛乳復(fù)合膠體體系乳糖,無機(jī)鹽酪蛋白脂肪真溶液膠體懸浮液乳濁液各成份分散狀態(tài)5/58

1、常乳

產(chǎn)犢7天以后至停頓泌乳前一周內(nèi)所產(chǎn)乳，為乳制品常規(guī)加工原料乳。

2、異常乳

凡不宜作加工乳制品原料乳均稱為異常乳。三、乳分類第一節(jié)乳概念6/58異常乳生理異常乳化學(xué)異常乳微生物污染乳病理異常乳營養(yǎng)不良乳初乳末乳高、低酸度酒精陽性乳凍結(jié)乳、低成份乳混入異物乳、風(fēng)味異常乳乳房炎乳、其它病乳7/58

（1）營養(yǎng)不良乳飼料不足、營養(yǎng)不良乳牛所產(chǎn)乳。對(duì)皺胃酶幾乎不凝固，所以這種乳不能制造干酪。當(dāng)喂以充分飼料，加強(qiáng)營養(yǎng)之后，牛乳即可恢復(fù)正常，對(duì)皺胃酶即可凝固。第一節(jié)乳概念2、異常乳移動(dòng)式擠奶裝置8/58

（2）初乳

母牛分娩后一周所分泌乳叫初乳，呈黃褐色、有異臭、苦味、咸味、黏度大，尤其是3d之內(nèi)，初乳特征更顯著。其過氧化氫酶和過氧化物酶含量高，灰分含量高，脂肪和蛋白質(zhì)含量極高，而乳糖含量低。一個(gè)很顯著特點(diǎn)是其白蛋白和球蛋白含量很高，因而初乳加熱時(shí)易凝固。初乳中富含免疫球蛋白抗體。它能夠保護(hù)幼畜免受感染，直至幼畜免疫系統(tǒng)建立。初乳中含鐵量約為常乳3～5倍，銅含量約為常乳6倍。第一節(jié)乳概念2、異常乳9/58

（3）末乳停頓泌乳前一周內(nèi)所分泌乳，苦而微咸，脂酶多，有油脂氧化味。第一節(jié)乳概念2、異常乳10/58

（4）酒精陽性乳鮮乳檢驗(yàn)時(shí)，采取68%或70%或72%酒精與等量原料乳混合，凡產(chǎn)生絮狀凝塊，稱為酒精陽性乳。

高酸度酒精陽性乳

低酸度酒精陽性乳：酸度檢驗(yàn)時(shí)在16oT以下，但仍展現(xiàn)酒精陽性乳。

冷凍乳第一節(jié)乳概念2、異常乳11/58（5）低成份乳乳成份顯著低于常乳，主要受遺傳和喂養(yǎng)管理所左右。

（6）混入異物乳

混入異物乳是指在乳中混入原來不存在物質(zhì)乳。其中，有些人為混入異常乳和因預(yù)防治療、促進(jìn)發(fā)育以及食品保藏過程中使用抗生素而進(jìn)入乳中異常乳。還有因飼料和飲水等使農(nóng)藥進(jìn)入乳中而造成異常。乳中含有防腐劑、抗菌素時(shí)，不宜用作加工原料乳。

第一節(jié)乳概念2、異常乳12/58

（7）風(fēng)味異常乳原因很多，主要包含：經(jīng)過機(jī)體轉(zhuǎn)移或從空氣中吸收而來飼料味酶作用而產(chǎn)生脂肪分解味擠乳后從外界污染或吸收牛體味或金屬味等。第一節(jié)乳概念2、異常乳13/58（8）微生物污染乳來自衛(wèi)生良好奶場(chǎng)乳,則含細(xì)菌為每ml數(shù)千個(gè)假如清潔、消毒和冷卻標(biāo)準(zhǔn)不妥當(dāng)，則每ml乳細(xì)菌數(shù)可到達(dá)百萬個(gè)以上。每日對(duì)全部擠奶設(shè)備進(jìn)行清洗消毒是決定乳微生物學(xué)質(zhì)量最主要原因。對(duì)乳進(jìn)行分級(jí)時(shí)，細(xì)菌總數(shù)必須少于1000,000個(gè)/ml。第一節(jié)乳概念2、異常乳14/58乳中微生物起源乳房牛體空氣擠乳用具和乳桶工作人員第一節(jié)乳概念2、異常乳15/58因外傷或者細(xì)菌感染，乳房發(fā)生炎癥，分泌出乳房炎乳。成份和性質(zhì)均改變，乳糖降低、酪蛋白下降，無脂干物質(zhì)較常乳少；氯增加、球蛋白升高、上皮細(xì)胞數(shù)增加。（9）乳房炎乳第一節(jié)乳概念2、異常乳乳牛患乳房炎后，用凝乳酶凝固乳時(shí)所需時(shí)間較常乳長(zhǎng)。另外，乳房炎乳中維生素A、C影響不大，而維生素B1、B2含量降低。16/58

（10）其它病牛乳

主要由患口蹄疫、布氏桿菌病等乳牛所產(chǎn)乳，乳質(zhì)量改變大致與乳房炎乳相類似。乳牛患酮體過剩、肝機(jī)能障礙、繁殖障礙等，易分泌酒精陽性乳。第一節(jié)乳概念2、異常乳17/58第二節(jié)乳組成與性質(zhì)牛乳主要化學(xué)成份及含量一、乳化學(xué)成份和性質(zhì)18/58

游離水占水分總量97％左右。與自然界水性質(zhì)相同，是乳中其它成份分散介質(zhì)，是化學(xué)反應(yīng)場(chǎng)所。

結(jié)合水

占水分總量2.8％左右，以非化學(xué)鍵即氫鍵與大分子物質(zhì)牢靠結(jié)合在一起。

結(jié)晶水

占水分總量0.2％左右，以化學(xué)鍵形式與乳中一些化學(xué)成份牢靠結(jié)合。比如奶粉、煉乳、乳糖產(chǎn)品使乳糖結(jié)晶時(shí)，乳糖就含有一分子結(jié)晶水。（一）水分第二節(jié)乳組成與性質(zhì)19/58（二）乳脂肪（milkfatorbutterfat)

（1）脂肪球與脂肪球膜

乳脂以脂肪球形式漂浮于乳中。脂肪球直徑為0.1～20μm，平均直徑是3～4μm，1ml全乳中有20～40億個(gè)脂肪球。

脂肪球平均直徑與乳中脂肪含量相關(guān)，脂肪含量越高，脂肪球直徑越大。脂肪球是乳中最大，同時(shí)也是密度最小顆粒。第二節(jié)乳組成與性質(zhì)20/58

脂肪球膜：乳脂肪球?yàn)閳A球形或橢圓球形，表面被一層5～10nm厚脂肪球膜覆蓋。

膜組成：蛋白質(zhì)和磷脂組成，能夠保護(hù)脂肪球免受乳中酶破壞。而且因?yàn)橹厩蚝辛字c蛋白質(zhì)形成脂蛋白絡(luò)合物，使脂肪球能較穩(wěn)定地分散于乳中。

脂肪球膜與加工: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，乳脂肪球才會(huì)相互聚結(jié)在一起。利用這一原理生產(chǎn)奶油，并可測(cè)定乳含脂率。（二）乳脂肪（milkfatorbutterfat)第二節(jié)乳組成與性質(zhì)21/58脂肪球膜結(jié)構(gòu)圖1-脂肪2-結(jié)合水3-蛋白質(zhì)4-乳漿22/58

（2）乳脂肪化學(xué)組成

乳中脂肪成份復(fù)雜，甘油三酯約占乳脂肪97%～98%，還有少許甘油二酯和甘油單酯及游離脂肪酸。乳中脂肪酸分類：

水溶性揮發(fā)性脂肪酸，如丁酸、乙酸等；

非水溶性揮發(fā)性脂肪酸，如十二碳酸等；

非水溶性不揮發(fā)性脂肪酸，如十四碳酸、二十碳酸、十八碳烯酸和十八碳二烯酸等。（二）乳脂肪（milkfatorbutterfat)第二節(jié)乳組成與性質(zhì)23/58（三）乳蛋白質(zhì)（milkprotein)

乳蛋白在牛乳中含量為3.0%～3.5％。是乳中主要含氮物。牛乳含氮化合物中95%為乳蛋白質(zhì),5%為非蛋白態(tài)含氮化合物。第二節(jié)乳組成與性質(zhì)24/58第二節(jié)乳組成與性質(zhì)酪蛋白蛋白質(zhì)乳清蛋白脂肪球膜蛋白乳白蛋白多肽α－乳白蛋白血清白蛋白乳球蛋白β－乳球蛋白IgG1IgG2IgGMIgGA免疫球蛋白αs－酪蛋白β－酪蛋白

γ－酪蛋白к－酪蛋白25/58

(1)定義

PH4.6沉淀蛋白質(zhì)，占乳蛋白83%。

純凈酪蛋白為不溶于水白色物質(zhì)，但可溶于酸堿液中形成可溶性鹽。1、酪蛋白（casein)

(2)存在形式

與鈣結(jié)合形成酪蛋白酸鈣，再與膠體狀Ca3(PO4)2結(jié)合形成酪蛋白酸鈣磷酸鈣復(fù)合體。第二節(jié)乳組成與性質(zhì)26/58伸出鏈磷酸鈣亞膠束第二節(jié)乳組成與性質(zhì)1、酪蛋白（casein)27/58(3)主要性質(zhì)

①酸凝固復(fù)合體

Ca3(PO4)2+酪蛋白酸鈣酸…Ca+酪蛋白乳糖

乳酸

游離酪蛋白+乳酸鈣乳酸能使酪蛋白形成硬凝塊，稀乳酸及其鹽不溶解酪蛋白,故適于沉淀酪蛋白。PH5.2PH4.6乳酸菌復(fù)合體第二節(jié)乳組成與性質(zhì)1、酪蛋白（casein)28/58

②酶凝固復(fù)合體+皺胃酶→副酪蛋白酸鈣+糖肽+皺胃酶

（不能除去其中Ca++）應(yīng)用于干酪,酸乳制品,工業(yè)用干酪素和食用干酪素。第二節(jié)乳組成與性質(zhì)1、酪蛋白（casein)29/58

③酪蛋白鈣凝固Ca、P含量直接影響酪蛋白微粒大小,大顆粒酪蛋白膠粒含Ca、P較多。正常乳中Ca、P存在著平衡關(guān)系，故復(fù)合體穩(wěn)定。當(dāng)加入CaCl2后，破壞了平衡，加熱即凝固。受熱溫度越高，則需要CaCl2量愈少，且乳清蛋白也凝固。當(dāng)T=95℃，每升乳加1-1.25gCaCl2，則97%乳蛋白可被利用(低分子蛋白質(zhì)，乳清蛋白均被利用）蛋白質(zhì)利用率比酸凝固法高5%，比皺胃酶高10%以上。第二節(jié)乳組成與性質(zhì)1、酪蛋白（casein)30/58④與糖反應(yīng)對(duì)色澤、風(fēng)味、營養(yǎng)價(jià)值產(chǎn)生影響常見于奶粉，乳蛋白粉、煉乳等為預(yù)防此反應(yīng)，應(yīng)盡可能除去水分，只留結(jié)合水，并隔絕空氣。第二節(jié)乳組成與性質(zhì)1、酪蛋白（casein)31/582、乳清蛋白

濾液(乳清蛋白)乳蛋白PH4.6沉淀(酪蛋白）煮沸,PH4.6乳清蛋白沉淀(占乳清蛋白81％)PH7,飽和MgSO4鹽析乳白蛋白(占乳清蛋白68％)溶解析出乳球蛋白(占乳清蛋白13％)1.α-乳白蛋白2.β-乳球蛋白3.血清白蛋白

多肽免疫球蛋白32/58

特征

在酸或皺胃酶作用下不凝固，易被消化吸收；初乳中含量高，加熱后易形成凝塊，故初乳不宜用來加工；乳球蛋白是幼畜取得免疫能力主要物質(zhì)。第二節(jié)乳組成與性質(zhì)2、乳清蛋白

33/58（四）乳糖

1、乳糖存在形式α-乳糖水合物:即普通乳糖,﹤93℃時(shí)結(jié)晶出來乳糖，常溫時(shí)最穩(wěn)定α-乳糖無水物:將α-乳糖水合物以120℃-130℃加熱失去結(jié)晶水時(shí)乳糖β-乳糖:在>93℃時(shí)從α-乳糖水合物結(jié)晶出來乳糖，甜度、溶解度高于α-乳糖水合物α:β=1:1.65溶解度α﹤β,αβ

第二節(jié)乳組成與性質(zhì)34/58

2、乳糖溶解性

初溶解度：將乳糖投入水后,馬上溶解時(shí)溶解度,即α-含水乳糖溶解度。

終溶解度:上述溶液繼續(xù)振蕩,再添加乳糖則可溶解,達(dá)最終溶解度,即α-含水乳糖和β-無水乳糖溶解度,當(dāng)Temp.﹥25℃時(shí),幾乎測(cè)不出初溶解度。

超溶解度：將上述飽和溶液冷卻,則生成過飽和液(亞穩(wěn)態(tài))，但并未馬上析出結(jié)晶時(shí)溶解度。

乳糖強(qiáng)制結(jié)晶:

在亞穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，添加晶種，促使乳糖形成微細(xì)結(jié)晶過程。第二節(jié)乳組成與性質(zhì)（四）乳糖35/58

3、乳糖不耐癥

因?yàn)橛行┤梭w內(nèi)乳糖酶活性降低或缺乏乳糖酶，當(dāng)飲用乳及乳制品時(shí)，其中乳糖不被消化吸收,從而發(fā)生腹瀉癥狀。

原因：乳糖在腸道不被分解直接入大腸后，使大腸滲透壓高，造成水進(jìn)入腸道管腔，使得大腸中細(xì)菌繁殖,產(chǎn)生乳酸和二氧化碳，造成PH下降,當(dāng)PH﹤6.5時(shí)，剌激大腸引發(fā)腹痛癥。

處理方法：用乳糖酶預(yù)先分解、發(fā)酵第二節(jié)乳組成與性質(zhì)（四）乳糖36/58（五）無機(jī)物牛乳中無機(jī)物(InorganicSalts)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，另外還有一些微量元素。在瀕臨泌乳期末或乳房疾病情況下，氯化鈉含量顯著升高，因而乳有咸味，而同時(shí)其它鹽含量降低。第二節(jié)乳組成與性質(zhì)100ml牛乳中主要無機(jī)成份含量(mg)

項(xiàng)目鉀鈉鈣鎂磷硫氯牛乳15854109149159937/58鹽類平衡對(duì)乳熱穩(wěn)定性有主要影響向乳中添加磷酸及檸檬酸鈉鹽可提升熱穩(wěn)定性牛乳中鈣含量比人乳多3-4倍，在嬰兒胃內(nèi)形成較堅(jiān)硬凝塊，不易消化。

牛乳中鐵含量比人乳少，應(yīng)給予補(bǔ)充。第二節(jié)乳組成與性質(zhì)（五）無機(jī)物38/58（六）維生素

牛乳含有幾乎全部已知維生素。牛乳中維生素包含脂溶性維生素A、D、E、K和水溶性維生素B1、B2、B6、B12、C等兩大類。牛乳中維生素，部分來自飼料中維生素，如維生素E；有要靠乳牛本身合成，如B族維生素。第二節(jié)乳組成與性質(zhì)39/58（七）酶類脂酶磷酸酶蛋白酶

過氧化氫酶

過氧化物酶水解酶類氧化還原酶類乳中酶第二節(jié)乳組成與性質(zhì)40/58分解脂肪造成酸敗,除乳腺外，微生物(熒光性細(xì)菌和霉菌)是其主要起源。最適PH8,失活條件是80℃，20s。脂肪含量越高,鈍化率越低.C3H5(OCOR)3+3H2OC3H5(OH)3+3RCOOH脂酶第二節(jié)乳組成與性質(zhì)（七）酶類1、脂酶41/582、磷酸酶

水解復(fù)雜有機(jī)磷酸酯。堿性磷酸酶存在于脂肪球膜處，酸性磷酸酶存在于乳清中，屬固有酶。

主要是堿性磷酸酶，最適PH：9

失活條件：62.8℃，30min或72℃，15s磷酸酶試驗(yàn),可檢驗(yàn)巴氏殺菌是否徹底，并推斷殺菌乳中是否混入生乳，或者殺菌后貯藏時(shí)間長(zhǎng)短。

牛乳經(jīng)HTST殺菌后，磷酸酶貯藏中會(huì)復(fù)活

第二節(jié)乳組成與性質(zhì)（七）酶類42/583、蛋白酶

分別來自乳本身和污染微生物，細(xì)菌性蛋白酶為多，作用于蛋白質(zhì)形成蛋白胨、多肽及氨基酸。滅活條件：加熱至75℃-80℃失活。

4、過氧化氫酶

來自白血球細(xì)胞成份，初乳、乳房炎乳中含量較多，能夠判斷乳房炎乳或其它異常乳。75℃，20min，100%鈍化經(jīng)過測(cè)定，可用來判斷是否經(jīng)過熱處理及熱處理程度第二節(jié)乳組成與性質(zhì)（七）酶類43/585、過氧化物酶來自白血球細(xì)胞成份，是固有酶。最適PH6.8，最適溫度25℃；失活條件70℃,150min；75℃,20min；80℃,2.5sH2O2〔O〕OHOCH3OO第二節(jié)乳組成與性質(zhì)（七）酶類44/58

6、還原酶是微生物代謝產(chǎn)物最適條件：PH5.5-8.5，溫度40-50℃失活條件：69℃-70℃,30min;75℃,5min

還原酶試驗(yàn):利用褪色時(shí)間長(zhǎng)短，判斷乳中微生物數(shù)量、確定乳質(zhì)量等級(jí)第二節(jié)乳組成與性質(zhì)（七）酶類還原酶甲基蘭(蘭色氧化型)無色還原型45/58（八）其它成份1、有機(jī)酸主要是檸檬酸，在酸敗乳及發(fā)酵乳中，在乳酸菌作用下馬尿酸可轉(zhuǎn)化為苯甲酸。乳中檸檬酸含量平均為0.18%，以鹽類狀態(tài)存在。除了酪蛋白膠粒成份中檸檬酸鹽外，還存在有分子、離子狀態(tài)檸檬酸鹽，主要為檸檬酸鈣。檸檬酸對(duì)乳鹽類平衡及乳在加熱、冷凍過程中穩(wěn)定性均起主要作用。同時(shí)，檸檬酸還是乳制品芳香成份丁二酮前體物質(zhì)。第二節(jié)乳組成與性質(zhì)46/582、氣體主要為二氧化碳、氧氣和氮?dú)獾?，約占鮮牛乳5%～7%(V/V)，其中二氧化碳最多，氧最少。在擠乳及貯存過程中，二氧化碳因?yàn)橐莩龆档?，而氧、氮?jiǎng)t因與大氣接觸而增多。第二節(jié)乳組成與性質(zhì)（八）其它成份47/583、細(xì)胞成份乳中所含細(xì)胞成份主要是白血球和一些乳房分泌組織上皮細(xì)胞，也有少許紅血球。牛乳中細(xì)胞含量多少是衡量乳房健康情況及牛乳衛(wèi)生質(zhì)量標(biāo)志之一，普通正常乳中細(xì)胞數(shù)不超出50萬個(gè)/ml。第二節(jié)乳組成與性質(zhì)（八）其它成份48/58二、乳物理性質(zhì)1、色澤所含成份及其色素對(duì)光線反射與折射展現(xiàn)顏色。白色：脂肪球及酪蛋白酸鈣-磷酸鈣復(fù)合體對(duì)光反射、折射產(chǎn)生，乳白蛋白、乳球蛋白與色澤無關(guān)。淺黃色：核黃素（乳清中）、葉黃素和胡蘿卜素引發(fā)。不一樣季節(jié)，乳顏色不一樣。第二節(jié)乳組成與性質(zhì)49/58

2、滋味甜味，稍帶咸味，易吸味。Mg2+、Ca2+→苦味，

磷酸、檸檬酸→酸味正常乳中含有：揮發(fā)性脂肪酸(醋酸、甲酸較多)、甲硫醚、丙酮、醛類、酪酸等。另外，可能有生理異常風(fēng)味、脂肪分解味、氧化味、日光味、蒸煮味、苦味、酸敗味。第二節(jié)乳組成與性質(zhì)二、乳物理性質(zhì)50/583、酸度

（1）PH

常乳PH在6.5-6.7；PH﹥6.7,可能為乳房炎乳,PH﹤6.5，可能含有初乳或有細(xì)菌繁殖產(chǎn)酸。

（2）滴定酸度取一定量牛奶，以酚酞作指示劑，再用一定濃度堿液（常為0.1MNaOH）滴定，以消耗堿液體積來表示。第二節(jié)乳組成與性質(zhì)二、乳物理性質(zhì)自然酸度：即固有酸度，牛乳原有酸度發(fā)酵酸度：因發(fā)酵而升高酸度總酸度=自然酸度+發(fā)酵酸度51/58

吉爾涅爾度（0T）

取100ml奶，加20ml蒸餾水稀釋，加0.5%酚酞作指示劑，到達(dá)滴定終點(diǎn)時(shí)消耗0.1MNaOH體積數(shù)。V0.1MNaOH

×0.009牛乳試樣重×100第二節(jié)乳組成與性質(zhì)二、乳物理性質(zhì)乳酸度（乳酸%）16-180T相當(dāng)于乳酸度0.15-0.17%52/584、密度和比重

乳密度D20℃/4℃

20℃時(shí)乳質(zhì)量與同容積水在4℃時(shí)質(zhì)量比。正常乳1.030上下,初乳1.038-1.040

乳比重D15℃/15℃

通常指在15℃下，乳重量與同容積水重量比。正常乳在1.028-1.034之間

D20℃/4℃+0.002=D15℃/15℃第二節(jié)乳組成與