-.z.牛奶中乳脂、酪蛋白和乳糖的鑒定和別離摘要牛奶是一種營(yíng)養(yǎng)成分齊全、保健功能顯著的食品，因此被稱(chēng)為“白色血液〞。牛奶是營(yíng)養(yǎng)最完備的食品之一，這一點(diǎn)己為許多人認(rèn)識(shí)并承受。尤其是在嬰兒及青少年時(shí)期，每天一定量的牛奶能促進(jìn)身體安康成長(zhǎng)。牛奶的主要成分是脂肪、蛋白質(zhì)、糖、水和礦物質(zhì)，這些都是人體發(fā)育所必不可少的物質(zhì)。牛奶中含有一種稱(chēng)為酪蛋白的蛋白質(zhì)，還含有糖類(lèi)化合物乳糖，蛋白質(zhì)化合物白蛋白和一些甘油脂。本文介紹了從奶粉中別離酪蛋白和乳糖的一些簡(jiǎn)便方法，并討論了有關(guān)因素的影響。同時(shí)介紹了一種利用有機(jī)溶劑二氯甲烷萃取奶粉中乳脂的方法。關(guān)鍵詞：酪蛋白；乳糖；乳脂；等電點(diǎn)InthemilkandcreamlactosecaseinofseparationAbstractMilkisapletenutrition,healthcarefunctiontosignificantfood,soitiscalled"thewhiteblood".Milkisoneofthemostpletenutritionfood,thispointhasmanypeopletounderstandandacceptthe.Especiallyintheinfantandadolescentperiod,everydayacertainamountofmilkcanpromotehealthygrowth.Themainponentsofmilkfat,protein,sugar,iswaterandminerals,thesearetheessentialsubstancesofhumandevelopment.Containsaproteincalledcaseininmilk,alsocontainscarbohydrateslactose,proteinalbuminandtriglyceridepound.Thispaperintroducessomesimplemethodforseparationofcaseinandlactoseinmilkpowderfrom,anddiscussedtheinfluenceoftherelevantfactors.Atthesametime,thispaperintroducesamethodoforganicsolventdichloromethanee*tractionoffatinmilkpowder.Keyword：Casein;Lactose；Butterfat；isoelectricpoint；Separation1引言牛奶是營(yíng)養(yǎng)最為完備的食品之一，這一點(diǎn)已為許多人認(rèn)識(shí)并承受。尤其是嬰兒及青少年時(shí)期，每天一定量的牛奶能促進(jìn)身體安康成長(zhǎng)。牛奶的主要成份是水、蛋白質(zhì)、脂肪、糖、礦物質(zhì)，這些都是人體發(fā)育所必不可少的物質(zhì)[1]。牛奶中的蛋白質(zhì)主要是酪蛋白，它是一種磷蛋白。酪蛋白能促進(jìn)嬰兒與青少年的安康成長(zhǎng)和提高對(duì)中老年人的保健作用。還有防止礦物質(zhì)流失，抵抗齲齒等作用。從酪蛋白中提取的一種新型功能性食品添加劑能與鈣離子結(jié)合形成可溶性復(fù)合物，促進(jìn)鈣的吸收[2]。酪蛋白在乳中以其鈣鹽的形式存在，即酪蛋白鈣。酪蛋白鈣的構(gòu)造相當(dāng)復(fù)雜，主要是由、、酪蛋白組成[3]，其等電點(diǎn)〔中和〕位pH=4.8(有的文獻(xiàn)值為pH=4.6),乳的pH為6.6左右，酪蛋白在此時(shí)帶有一個(gè)負(fù)電荷，故以鹽的形式被增溶，當(dāng)奶粉酸化到達(dá)等電點(diǎn)時(shí)，酪蛋白結(jié)合并變成纏結(jié)而形成網(wǎng)狀或凝塊。因此它在pH為4.8以下的溶液中不溶。在乳中參加酸，膠束外面的負(fù)電荷被中和〔磷酸集團(tuán)被質(zhì)子化〕，于是中性蛋白質(zhì)膠體析出。酪蛋白不溶于乙醚、乙醇，所以可用乙醇乙醚將其中的脂肪洗滌出去[4]。奶粉中存在的酪蛋白鈣鹽有三種不同組分：酪蛋白、酪蛋白。它們的分子量以及連接在酪蛋白、酪蛋白分子上磷酸根的數(shù)目各不一樣。酪朊酸鈣實(shí)際上形成了一種復(fù)雜的水溶性單元，其中處于構(gòu)造部的，和酸朊酸根離子被酪酸根離子包圍著，形成了一個(gè)帶負(fù)電荷的微胞，并與帶正電的鈣離子相結(jié)合。微胞是一種締合分子單元的聚合體，它在介質(zhì)中立刻以小球狀微粒存在。這種微胞構(gòu)造是由非水溶性的朊酸和水溶性的酪蛋白所組成。酪蛋白含有成鍵的碳水化合物，成為它外表積的*一局部，但它含有比酪蛋白、酪蛋白中任何一個(gè)都要少的磷酸根。因此水溶性的酪蛋白使得這種結(jié)合的聚合體成為水溶性。牛奶中參加10%乙酸溶液。中和微胞上帶有的負(fù)電荷，就可以形成游離的蛋白質(zhì)，并以膠狀物沉淀下來(lái)。將余下來(lái)的液體從酪蛋白沉淀物中倒去，然后將液體與碳酸鈣一起煮沸中和。煮沸的作用同時(shí)也能使牛奶中的蛋白質(zhì)，白蛋白和乳蛋白變性。這些變性的蛋白質(zhì)可以通過(guò)過(guò)濾與碳酸鈣一同除去。將過(guò)濾得到的乳清濃縮至原體積的一半，然后經(jīng)活性炭純化后，就能利用乙醇重結(jié)晶得到乳糖。這種乳糖的晶體帶有一個(gè)分子的結(jié)晶水，因而此別離產(chǎn)物的分子式實(shí)際上是：乳糖帶有一個(gè)結(jié)晶水在著手進(jìn)展乳糖別離時(shí)，你必須在短時(shí)間完成別離過(guò)程，否則乳糖就會(huì)被分解〔特別是乳桿菌〕水解成半乳糖。半乳糖再被氧化成乳酸，它是酸牛奶的一種主要成分。糖類(lèi)化合物受熱時(shí)會(huì)分解，因此難以獲得糖類(lèi)化合物的熔點(diǎn)。雖然全脂奶粉中含有2.5%—4%的乳脂，它們以微小的球狀分散在牛奶中形成乳濁液，但在復(fù)制時(shí)奶粉中含有0.5%以下的脂肪。脂肪是由甘油與三個(gè)脂肪酸生成的一種酯。牛奶中的糖主要是乳糖，乳糖是一種二糖，屬于低聚糖，它是唯一由哺乳動(dòng)物合成的糖，它是在乳腺中被合成的，乳糖是成長(zhǎng)中的嬰兒建立起發(fā)育中的腦子和神經(jīng)組織所需的物質(zhì)。乳糖也是不溶乙醇的，所以當(dāng)乙醇混入水溶液中時(shí)，乳糖會(huì)+乳酸菌++同時(shí)半乳糖在乳桿菌的作用下生成乳酸牛奶中的脂肪主要是乳脂，它主要是三酸甘油脂。其中多數(shù)由C4-C8的飽和脂肪酸生成。全乳中約含4%脂肪，以細(xì)小的球體〔直徑5至10微米〕分散于水中。這種球體很小，一滴大約可含一百萬(wàn)個(gè)球體。因此乳中的脂肪比任何其他來(lái)源的脂肪都更易消化。乳脂溶于二氯甲烷，因此可用二氯甲烷萃取乳脂。2材料與方法2.1實(shí)驗(yàn)儀器儀器生產(chǎn)廠家園盤(pán)旋光儀型號(hào)：W*Y—4 光學(xué)儀器電子天平型號(hào)：FA1604天平儀器廠KDM型磁力攪拌恒溫電熱套市南城益發(fā)儀器廠WS70-1型紅外線(xiàn)快速枯燥器市吳淞五金制造廠SHB-3型循環(huán)多用真空泵杜甫儀器廠細(xì)孔度濾紙蒸餾裝置2.2實(shí)驗(yàn)藥品實(shí)驗(yàn)藥品純度生產(chǎn)廠家冰乙酸分析純**市無(wú)水乙醇分析純**市醫(yī)藥公司二氯甲烷分析純金麗化工試劑硅藻土化學(xué)純**市大茂化學(xué)儀器供給站碳酸鈣化學(xué)純市紅星化工廠乙醚分析純**市博迪化工活性碳分析純**市永大化學(xué)試劑開(kāi)發(fā)中心全脂甜奶粉省完達(dá)山乳業(yè)股份2.3實(shí)驗(yàn)方法2.3.1酪蛋白的別離稱(chēng)取20克奶粉參加50ml水，攪拌使溶解，加熱至40℃，慢慢的將配制好的10%乙酸溶液參加奶粉溶液中〔滴加10%乙酸溶液，上層有沉淀產(chǎn)生，慢慢將沉淀擠壓至燒杯底部，再繼續(xù)滴加10%乙酸溶液，重復(fù)操作至沉淀完全〕，至淡黃色塊狀膠體完全沉淀為止。在參加過(guò)程中不斷用PH試紙測(cè)溶液的pH值，要注意溶液中酸不要過(guò)量〔應(yīng)控制pH在4.6-4.8之間〕。擠壓過(guò)濾得乳清，迅速參加4克碳酸鈣粉末，攪拌充分備用。將所得酪蛋白膠體真空過(guò)濾，得乳清與原乳清混合，將酪蛋白粗產(chǎn)品移至燒杯中，參加60ml95%乙醇溶液，攪拌后用布氏漏斗過(guò)濾，再用乙醇和乙醚的等體積混合液30ml洗滌沉淀兩次，最后用30ml乙醚分兩次洗滌酪蛋白，每次用攪拌棒攪拌乙醚中的酪蛋白約10分鐘，并搗碎所有塊狀的酪蛋白，最后真空過(guò)濾，得白色的干凈的酪蛋白，移至外表皿中，自然枯燥，稱(chēng)重。2.3.2乳糖的別離把上述參加碳酸鈣的乳清在不斷攪拌下加熱煮沸2~3分鐘，真空抽濾，得濾液加熱濃縮至原體積的一半。取175ml95%乙醇，加熱至近沸，參加乳清和1克活性炭，攪拌，趁熱過(guò)濾，得到的濾液倒入燒杯中，冷卻，靜置結(jié)晶1~2天，用細(xì)孔度濾紙過(guò)濾，得白色晶體，枯燥后稱(chēng)重。2.3.3乳脂的別離用臺(tái)秤稱(chēng)20克奶粉，參加100ml二氯甲烷，在不斷的攪拌下加熱至沸，煮沸1～2分鐘，真空抽濾得濾液，濾液倒入蒸餾燒瓶中蒸餾回收二氯甲烷〔備用，蒸餾時(shí)，電熱套電壓設(shè)定在100V，速度不要過(guò)快〕，并別離乳脂，稱(chēng)量得乳脂。2.4三種物質(zhì)的檢測(cè)2.3.4酪蛋白的檢測(cè)取少量酪蛋白于試管中，參加10滴濃硝酸，將混合物溫?zé)岢食赛S色，繼續(xù)加氫氧化鈉，呈更深的顏色。2.3.5乳糖的檢測(cè)①本尼迪特溶液與乳糖反響，有紅色氧化亞銅生成。②測(cè)定乳糖的熔點(diǎn)：理論熔程：201～202℃。2.3.6乳脂的檢測(cè)將乳脂溶解于醚，將醚液從濾紙上蒸發(fā)時(shí)有油脂點(diǎn)生成。3結(jié)果與討論3.1實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表1溫度和pH值對(duì)酪蛋白、乳糖的影響方案號(hào)溫度〔℃〕pH酪蛋白凝聚時(shí)間〔min〕酪蛋白質(zhì)量〔g〕乳糖質(zhì)量(g)乳糖[]D20℃〔%〕酪蛋白含量〔%〕1354.6104.83.052.224152404.784.93.352.324.516.53454.784.73.152.323.515.54504.874.63.252.123165554.874.83.052.42415表2乳脂的不同實(shí)驗(yàn)序號(hào)123乳脂質(zhì)量0.41020.39880.4325百分含量〔克〕2.1%2.0%2.2%2酪蛋白的沉降酪蛋白的等電點(diǎn)為4.8,乳的pH為6.6左右，因此酪蛋白等電點(diǎn)時(shí)帶有一個(gè)負(fù)電荷，故以鹽的形式被增溶，當(dāng)奶粉酸化到達(dá)等電點(diǎn)時(shí)，酪蛋白結(jié)合并變成纏結(jié)而形成網(wǎng)狀或凝塊。即酪蛋白以沉淀形式析出，而鈣仍以離子形式留在溶液中：酪蛋白+酪蛋白+另外，從實(shí)驗(yàn)觀察出，溫度對(duì)酪蛋白的沉降也有影響，溫度越高，酪蛋白凝結(jié)速度越快，并且凝結(jié)塊比低溫時(shí)的大。3.3乳糖產(chǎn)量不高的原因在反響過(guò)程中進(jìn)展將乳清濃縮這一步時(shí)，有局部乳糖析出并掛在燒杯壁上，損失局部乳糖，還有在趁熱過(guò)濾操作中，由于乳清要參加175ml95%的乙醇中，過(guò)濾的溶液很多，需一定的時(shí)間才能完成，這樣又有局部乳糖析出，造成乳糖的產(chǎn)量不高。奶粉中脂肪對(duì)酪蛋白的影響在別離酪蛋白時(shí)，由于脂肪會(huì)夾雜在酪蛋白中一起沉淀出來(lái)，因此應(yīng)用乙醇和乙醚來(lái)洗滌酪蛋白，并將酪蛋白搗碎，使酪蛋白充分接觸乙醇，乙醚，盡可能的除去脂肪，得到純潔的酪蛋白。3.5別離乳糖時(shí)的考前須知在進(jìn)展乳糖的別離時(shí)，必須在短時(shí)間完成別離過(guò)程，否則乳糖就會(huì)被細(xì)菌〔特別是乳桿菌〕水解成半乳糖。半乳糖在被氧化成乳酸，它是酸牛奶的主要成分。乳糖過(guò)濾后在乙醇中濾液應(yīng)是澄清的，否則乳糖很難結(jié)晶。如果過(guò)濾后的溶液不澄清，可以加1克活性炭脫色后過(guò)濾。乳脂別離時(shí)的考前須知在別離乳脂的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，注意在加熱時(shí)要不斷的攪拌，使二氯甲烷充分接觸到奶粉，得到的乳脂產(chǎn)率較高。本步實(shí)驗(yàn)使用較多的二氯甲烷，所以應(yīng)改用新工藝，用蒸餾的方法回收二氯甲烷，以備下次使用。在蒸餾時(shí)要注意速度不要過(guò)快，以免把乳脂帶出，使產(chǎn)率降低。溫度和酸度的影響從奶粉中別離酪蛋白時(shí)，雖然溫度越高，；酪蛋白沉淀的塊越大，速度也越快。但是溫度過(guò)高能夠加速乳糖的水解，使乳糖產(chǎn)量降低。在提取酪蛋白時(shí)也要注意酸的量不要過(guò)量太多，因?yàn)檫^(guò)量的酸也能促進(jìn)乳糖的水解，導(dǎo)致產(chǎn)量不高。因此，本實(shí)驗(yàn)溫度和酸度的選取對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響巨大，選取一個(gè)適宜的溫度和酸度對(duì)本實(shí)驗(yàn)提高產(chǎn)率具有重要意義。碳酸鈣的作用在別離乳糖時(shí)使用碳酸鈣粉末，主要作用是中和多余的乙酸，以防止乳糖在后繼反響時(shí)在酸性條件下水解，影響產(chǎn)率。并且，將乳清和碳酸鈣一起煮沸的同時(shí)，也能使奶粉中的白蛋白和乳球蛋白變性使之凝聚，通過(guò)過(guò)濾和碳酸鈣一起除去.4結(jié)論本次從奶粉中提取酪蛋白，乳糖，乳脂的方法簡(jiǎn)單，易于操作，產(chǎn)率較高。通過(guò)幾組不同反響條件的實(shí)驗(yàn)方案，得出了最正確實(shí)驗(yàn)方案，即反響條件為溫度在40℃左右，奶粉溶液的酸度控制在等電點(diǎn)附近，即pH=4.8時(shí)乳糖和酪蛋白的產(chǎn)率都較高。也得出了奶粉中乳脂的含量不高，并且難于提取。同時(shí)由于本方案溫度不太高，并且盡量控制酸的參加不要過(guò)量，節(jié)約了藥品和能源。參考文獻(xiàn)[1][美]D.L.帕維亞,G.M.蘭茲曼,G.S.小克里茲.現(xiàn)代有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)導(dǎo)論科學(xué).1985[2]華羚乳品.[3][美]J.A.米勒，E.F.諾齊爾.現(xiàn)代有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn).翻譯[4]忠平.牛奶中酪蛋白和乳糖的別離.技術(shù)師學(xué)院學(xué)報(bào)2001