第一章乳品化學(xué)..........................................................................1

第二章化學(xué)分析基本常識.................................................................12

第三章常規(guī)理化檢驗....................................................................29

3.6灰分的測定..................................................................................67

3.7酸度的測定..................................................................................70

3.8密度的測定..................................................................................75

3.9.2溶解度的測定（重量法）................................................................78

3.10硝酸鹽和亞硝酸鹽的測定.....................................................................79

3.11雜質(zhì)度的測定...............................................................................84

3.13食鹽含量的測定.............................................................................86

第四章乳品微生物檢測..........................................................................93

4.1.2.2pH計的使用和校正方法...........................................................93

4.1.3常用的檢驗方法及標準.............................................................94

4.6菌落總數(shù)測定..........................................................................121

4.7大腸菌群測定..........................................................................129

第一章乳品化學(xué)

作為乳制品的檢驗人員，應(yīng)該掌握一定的乳品化學(xué)知識，了解乳與乳制品的構(gòu)成，這些知識可以從理論上

來驗證你的檢驗結(jié)果是否合理可以幫助你避免有時疏忽出現(xiàn)不必要的笑話。

通過對乳品化學(xué)的了解，也可了解到乳品不同成分，營養(yǎng)性能并通過不同的加工方式，可以制成不同的產(chǎn)

品，使你對乳、乳制品會有更深一步的了解。

1-1牛乳、乳制品的意義及利用史

一、牛乳、乳制品的意義

牛乳、乳制品在人類生活上占有非常重要的地位，乳制品的加工屬于畜產(chǎn)品的加工，乳品科學(xué)屬于食品科

學(xué)。

目前，牛乳、乳制品已成為大眾化食品，由于營養(yǎng)佳值高，所以很受人們歡迎，乳制品的加工也深受重視。

牛乳、乳制品含有各種營養(yǎng)成分，這些成分正適于人和幼小的動物的發(fā)育，它不僅是為人們所喜歡的高營養(yǎng)價

值的食品，而且為母乳代用品的最重要材料。

利用牛乳可以制造出奶油，干酪、酸乳、奶粉、煉乳、冰淇淋等乳制品，牛乳中蛋白質(zhì)可用于印染工業(yè)、

皮革工業(yè)，乳糖可作為醫(yī)藥用，乳清可以加工成飲料。

二、牛乳的利用史

牛乳自古被人類飲用，公元前6000年已成為印度人的重要食品，我國內(nèi)蒙、新疆、西北、乳的利用史也很

長。乳品工業(yè)的發(fā)展也很早：

1200年蒙古制造出乳粉

1400年瑞士制造干酪

1500年意大利制造冰淇淋

1810年美國生產(chǎn)平鍋煉乳

1835年英國用真空技術(shù)生產(chǎn)加糖煉乳

1875年瑞士原始奶油他離機問世

1889年美國均質(zhì)牛乳企業(yè)化

1901年德國噴霧干燥乳粉

1929年美國發(fā)明牛乳紙容器

1957年德國連續(xù)式制造奶油

1967年H本紙容器無菌包裝

液態(tài)乳工廠以電腦全自動控制

1969年出版UHT殺菌標準

1.2牛乳的成分

不同的乳牛在不同的條件下，所分泌的乳成分是不同的，混合乳的成分比較穩(wěn)定，主要成分平均含量如下

表：

表121牛乳的成分

成分變化范圍％平均含量％成分變化范圍％平均含量％

水分83—8987.5灰分0.60—0.850.7

干物質(zhì)11—1712.5酶

乳脂肪2.7—6.03.8維生素：mg%Mg%

磷脂0.02—0.080.05A0.01—0.080.03

固醇0.01—0.060.03D0.00005

含氮化合物：(3.0—4.0)E0.05—0.250.15

酪蛋白2.2—4.02.7B,0.03—0.060.05

白蛋白

0.2—0.60.4B20.06—0.200.15

球蛋白及其它蛋

0.05—0.200.2c0.5—3.52.0

白質(zhì)

非蛋白

0.02—0.080.01pp0.1—0.20.15

含氮物

乳糖4.0—5.64.7色素0.01—0.050.20

無機酸鹽0.5—0.90.65氣體3—15毫升%7毫升%

有機酸鹽0.1—0.50.30

乳中除水分以外各組分總稱為“干物質(zhì)”，干物質(zhì)在乳中的含量平均為12.5%,對混合乳，變動范圍為11.5

—13%o

干物質(zhì)中除去脂肪以外各組份總稱為“非脂干物質(zhì)”，非脂干物質(zhì)在乳中之含量平均為8.6-9.l%o

二、牛乳加工后各部名稱

「稀奶油：脂肪（含脂溶性維生素）

離心分離

牛乳----------?—酪蛋白

J脫脂乳牛

煮沸L沉淀：乳白蛋白、乳球蛋白

-乳清

—濾液：乳糖、礦物質(zhì)、水溶性維生素

1.3蛋白質(zhì)

牛乳的蛋白質(zhì)，為極復(fù)雜的有機化合物。為構(gòu)成細胞的主要成分，牛乳中含有3—4%的蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)在

體內(nèi)氧化能產(chǎn)生熱能，(一克蛋白質(zhì)燃燒能產(chǎn)生約4千卡熱量)，對人全來說是其它成分不能代替的。牛乳蛋白

坷分為酪蛋白與乳清蛋白，牛乳加酸調(diào)pH至4.6(°C)等電點所沉淀的蛋白質(zhì)為酪蛋白，而乳清蛋白質(zhì)殘留在

溶液中。

一、蛋白質(zhì)的化學(xué)組成

蛋白質(zhì)主要由C、H、0、N、S組成，一些蛋白質(zhì)還含P、I、Fe等。蛋白質(zhì)的元素組成致為：

C50.6—55.0%

H6.7—7.3%

O19.0—24.0%

N15.0—19.0%

S0.3—5.0%

通常分析時常把蛋白質(zhì)視為含N15.88%,然后測定含氮量，然后換算為含蛋白質(zhì)量(乘以6.38)。

1.酪蛋白

酪蛋白為主脫脂乳加酸調(diào)整到PH4.6—4.7沉淀的蛋白質(zhì)部分，占牛乳蛋白質(zhì)的80%。酪蛋白的比重為1.25

—1.31,不吸濕、不溶于水、酒精和有機溶劑，而溶于堿性溶液和高濃度的酸。

牛乳中酪蛋白與鈣結(jié)合存在，加酸至等電點pH4.6,放出鈣而凝固沉淀，牛乳酸敗時會凝固就是這個道理,

酪蛋白變成副酪蛋白而凝固。牛乳加酒精或大量的中性鹽類，加熱至140C都會沉淀。酪蛋白由C.H.N.P所組

成，其平均含氮量為15.68%。因此酪蛋白的定量為將期含氮量乘以6.38o酪蛋白為一種含磷蛋白質(zhì)，約含0.85%

磷，酪蛋白中的磷為單磷酸鹽，主要與絲氨酸以酯結(jié)合形式而存在。

將酪蛋白加水分解則可得到種種氨基酸，酪蛋白含有少量糖類，主要存在于K-酪蛋白里。

2.乳清蛋白

乳清蛋白質(zhì)為牛乳除去酪蛋白所剩下的蛋白質(zhì)，約為全蛋白質(zhì)的20%?？煞譃槿榘椎鞍住⑷榍虻鞍?。

(1)乳球蛋白

乳球蛋白為乳清蛋白質(zhì)的主要成分，占牛乳全蛋白的7—12%,占乳清蛋白質(zhì)的50%。乳球蛋白有遺傳變

異體，它為不含糖的單純蛋白質(zhì)，分子量約為36000。乳球蛋白經(jīng)加熱能放出一SH基，而游離的一SH即為牛

乳的加熱臭的原因。

(2)乳白蛋白

乳白蛋白占乳清蛋白質(zhì)的20%,乳白蛋白不含糖，在其等電點(Ph5.1)以下的酸性溶液中形成聚合體，它

在乳糖合成中擔(dān)當主要角色，是乳糖合成兩種酵素中的一種。

二、氨基酸

蛋白質(zhì)為氨基酸以肽健結(jié)合而形成的高分子化合物，蛋白質(zhì)分解后就產(chǎn)生種種氨基酸。氨基酸的一般結(jié)構(gòu)

式為(R—NH2cH-COOH),牛乳中的氨基酸約有20余種，其中一些氨基酸為人體內(nèi)不能合成，食物不供給人

體，人體就不能正常生長，這些氨基酸稱之謂必需氨基酸，長期不攝入必需氨基酸則引起死亡。必須氨基酸有

八種：它們是蘇氨酸、精氨酸、賴氨酸、蛋氨酸、綴氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、苯丙氨酸。蛋白質(zhì)的其它氨基

酸為：天門冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸、胱氨酸、絲氨酸、酪氨酸、丙氨酸、天門冬酰胺，色氨酸、組氨酸、M

氨酸、谷氨酸胺等。

1.4脂肪

脂肪為甘油和脂肪酸所構(gòu)成的酯。脂肪的作用是供給熱能，脂肪發(fā)熱值很高，每克脂肪氧化約產(chǎn)生9.5千

卡熱量。

牛乳的脂肪，以中性脂肪為主，占整個脂肪的95—96,磷脂占0.8—1.0%,固醇類占0.22—0.47%。

一、脂肪酸

結(jié)構(gòu)式為CH3cH2coOH。牛乳含20多種脂肪酸。牛乳脂肪與人乳脂肪比較，酪氨酸以及其它低級脂肪酸

含量較高，亞油酸等高級不飽和脂肪酸含量較少（不飽和脂肪酸即為分子結(jié)構(gòu)中雙鍵一CH=CH—），不飽和脂

肪酸中某些為高等動物體內(nèi)能合成，或合成速度緩慢不能自給的脂肪酸為必須脂肪如亞油酸和次亞油酸，花生

油酸等三種。

二、甘油酯

甘油的三個羥基可與種種脂肪酸結(jié)合成各種酯類，可有單酸甘油脂、雙酸甘油脂、三酸甘油脂三種結(jié)構(gòu)式。

而乳脂肪多以三酸匡汕酯存在。（即甘油與三個脂肪酸構(gòu)成的酯）

CH20HHOOCR]C：H2O—COR1

+

CHOHHOOCR2—---?(：HO—COR2+3H2O

CHOHHOOCR

23c:H2O—COR3

式中Ri、R2、R3代表脂肪酸部分的羥基，油脂中最常見的脂肪酸有五種，硬脂酸、軟脂酸、油酸、亞油酸、

次亞油酸。上述Ri、R2、R3可以相同也可以不同，如R|=R2=R3，即同種脂肪酸與甘油組成，稱為單純甘油酸。

如非同種脂肪酸與甘油組成稱為混合甘油脂。

三、乳脂肪的主要物理性質(zhì)

1.溶解性

乳脂肪不溶于水，而溶于乙酸、丙酮、二硫化碳和熱乙醇。

2.融點

乳脂肪的融點在30—41℃,它不同于純粹化合物的融點，沒有固定的融點。

3.乳脂肪的比重

乳脂肪的比重在15C時為0.935—0.944.

4.熱性質(zhì)

脂肪的平均燃燒熱為9.5Kcal/g,導(dǎo)熱性差，燃燒點一般在300C以上。

四、乳脂肪的主要化學(xué)性質(zhì)

L水解，在一定條件下可水解為甘油與脂肪酸，脂肪分解后產(chǎn)生不快臭，即脂肪分解臭。

2.氧化

乳脂肪與空氣中的氧接觸就會氧化、金屬、光線均會促進乳脂肪的氧化，產(chǎn)生脂肪氧化臭。乳脂肪氧化為

不飽和脂肪酸與氧的瓜，尤其含量較多的油酸（C18:l）的氧化為其主要原因。

3.皂化

用堿分解脂肪得到甘油及高級脂肪酸鹽稱為皂化。將一克油脂完全皂化時所需KOH的毫克數(shù)稱為皂化價。

乳脂肪的皂化價通常在220—240。

1.5乳糖

牛乳中的碳水化合物99.8%以上為乳糖，其它為微量的葡萄糖。

牛乳中的乳糖含量為4.0—5.6%平均為4.7%,人乳中的乳糖含量為7.0%,乳糖的甜味為蔗糖的1/5。乳糖

在牛乳發(fā)酵上擔(dān)當主要解色。結(jié)構(gòu)式為：

CH2OHCH20H

a—D葡萄糖B—D半乳糖

乳糖為一分子的葡萄糖與一分子半乳糖結(jié)合的雙糖。

乳糖為還原糖，帶強烈的還原性，原因是葡萄糖有自由的半縮醛羥基，它能轉(zhuǎn)變?yōu)橛坞x的醛基，而顯現(xiàn)還

原性。同時因這個半縮醛羥基存在，乳糖可分為a型及8型，a乳糖與B乳糖是不同的。

__________________________表1.5.1乳糖異構(gòu)特性質(zhì)的比較___________

____________________________a乳糖水含物B乳糖

含一分子結(jié)晶水

比旋光度+89.4°*+30.5°

融點202℃252℃

溶解度20℃8%55%

100℃70%95%

比重1.541.59

比熱0.2990.289

甜味比較小比較大

*無水物時的比旋光度

一、乳糖果的化學(xué)性質(zhì)

1.加水分解

乳糖比較難被酸分解，在稀酸存在下加熱，則加水分解成葡萄糖與半乳糖。

乳糖可被B-D半乳糖甘加酶加水分解為半乳糖與葡萄糖。

2.氧化及還原

乳糖在適當?shù)木彌_溶液中以溟素氧化即生成乳糖酸。乳糖以裴林試劑定量時也產(chǎn)生此反應(yīng)。以濃硝酸氧化

時則分解成草酸與碳酸。

乳糖放在堿性溶液中，其葡萄糖分子部分將異構(gòu)而生成酮糖與乳果糖，乳果糖有爽快的甜味，有人認為它

能促進嬰兒腸內(nèi)雙叉乳桿菌繁殖而將它添加于乳粉中。

3.乳糖高溫加熱則形乳果糖、半乳糖等糖類，以及蟻酸、乳酸等有機酸。

4.乳糖加熱，乳糖以及分解產(chǎn)物與蛋白質(zhì)或微量的尿素發(fā)生反應(yīng)，成為牛乳褐色化的主要原因。

二、乳糖的營養(yǎng)

乳糖和其它糖類一樣為熱能源，1g乳糖可生右dKCal的熱量。牛乳中所含的總熱量，25%來自乳糖。乳糖

能被腸內(nèi)的細菌利用而生成酸，能掏腸內(nèi)腐敗菌的生長、敏殖。酸也可促進腸內(nèi)鈣的吸收。

據(jù)說乳糖可以防止發(fā)胖松馳。半乳糖為腦神經(jīng)系統(tǒng)構(gòu)造性糖脂質(zhì)構(gòu)成成分，而乳糖是半乳糖的供給源。

1.6礦物質(zhì)及水分

牛乳中含礦物質(zhì)0.7%,這些礦物質(zhì)主要在牛乳中構(gòu)成鹽類，一部分與蛋白質(zhì)結(jié)合，或被脂肪球膜吸附。

牛乳中的礦物質(zhì)鈣與磷在營養(yǎng)上非常重要，容易被吸收，牛乳為這兩種礦物質(zhì)的理想供給源。牛乳加工時

的鹽類平衡很主要，牛乳中的銅、鐵往往促成乳制品貯藏中發(fā)生異臭。

一、礦物質(zhì)的組成

牛乳中的礦物質(zhì)含量一般以灰分來表示，灰分為牛乳在800℃以下灼燒灰化所得的殘留物。半乳的礦物質(zhì)

為構(gòu)成鹽類而存在，而灰分組成與牛乳鹽類構(gòu)成并不一定相同。

不同點為：

1.如檸檬酸鹽的檸檬酸根離子，因灰化而完成燃燒失去。

2.灰分中的磷有一部分來自于酪蛋白或磷脂質(zhì)，而硫大部分來牌蛋白質(zhì)，而不是以鹽類形態(tài)存在。

3.灰分中的碳酸鹽的碳酸根離子大部分來自于有機物分解后產(chǎn)生的二氧化碳。

4.金屬在灰化時一部分被氧公，而形成氧化物。

5.易融解以及易升華物質(zhì)（如鈉或氯）在灰化時有部分蒸發(fā)，600℃以下灰化，則蒸發(fā)量可控制在最低限度。

表1.6.1牛乳、人乳主要礦物質(zhì)組成_____________________________________________

牛乳人乳單位

鈉50—5315—18mg/100g

鉀145—15140—55mg/100g

鈣104—12024—33mg/100g

鎂11—134mg/100g

磷86—9513.5—15mg/lOOg

氯99—10043—45mg/100g

銅3—170.04Ug/lOOg

鐵16—350.15Ug/lOOg

鋅100—6000.53ug/lOOg

碘1—80.07口g/lOOg

二、牛乳中的水分

水分是牛奶的主要萬分，約占87—89%,水中溶解有機物、礦物質(zhì)和氣體，還有水溶性維生素。水分可分

為：

游離水：存在于細胞間腔及物質(zhì)的毛細管中，占水的絕大部分，是乳汁的分散媒，很多的物理化學(xué)過程及

微生物過程均與淳離水有關(guān)。

結(jié)合水：約占2—3%,它以一H鍵和蛋白質(zhì)的親水基或和乳糖及某些鹽類結(jié)合存在，無溶解其它物質(zhì)的特

性，在通常水結(jié)冰的濕度下并不凍結(jié)。

結(jié)合水與酪蛋白親水基的結(jié)合形式為：

—HN2.......HOH；=NH.......HOH

—SH.......HOH；=COHOH

—COOH—OHHOH

乳粉里含結(jié)合水約2.0—3.5%

乳脂肪含結(jié)合水為10.4—11.7

好基CH3(CH2)

羥基OH

1.7維生素

牛乳中含有人類營養(yǎng)所必需的各種維生素，這些維生素主要由乳牛的飼料中轉(zhuǎn)移而來，維生素能調(diào)節(jié)體內(nèi)

的新陳代謝。牛乳在進行巴氏殺菌時除VB2及Vpp在巴氏殺菌的濕度不受到破壞外，其它的維生素，如VA、VB、

Vc都有不同程度的損失。

一、維生素A

VA是脂溶性維生素，是一咱黃色三梭形結(jié)晶，融點為62—64C,不溶于水而溶于酒精、乙酸、丙酮及油

脂中，氧化后即失去作用，易受紫外線的破壞，對熱的穩(wěn)定性很高。

二、維生素&

在活體內(nèi)易與磷酸化合，乳中的VBI則以游離狀態(tài)及磷酸化合狀態(tài)存在。牛乳中VBI的含量約為0.3毫克/

升，乳中的VBI不單從飼料中進入，并可帽瘤胃中的細菌合成。VBI在pH3.5—5.0時以熱比較穩(wěn)定，此時即使

加熱至100℃也無變化，在磴性溶液中很快就會被破壞。紫外線照射后效力也就消失。

三、維生素B2

乳清中量呈一種美麗的黃綠色，這就是因為其中存有水溶性的黃綠色色素——乳黃素所致。

VB2一部分以游離的水溶液狀態(tài)存在，大部分與磷酸及蛋白質(zhì)結(jié)合而形成氧化酶，與VBI一起將糖分氧化

分解。

純粹的VB2是橙黃色的針狀結(jié)晶，易溶于水，對酸穩(wěn)定，但不能被磴破壞。乳中VB2含量為1—2mg/升，

初乳含量較高，未乳含量較少。

四、維生素B6（比醇素）

VB6過去認為是起抗皮膚炎的因子，目前研究認為對人類某種浮腫、貧血、麻診、凍瘡等的營養(yǎng)障礙有密

切關(guān)系，對乳酸菌、酵母及其它微生物的繁殖有促進作用。

B6以游離狀態(tài)及與蛋白質(zhì)結(jié)合存在，易溶于水及酒精中，對熱的穩(wěn)定性較大。牛乳中B6約為2.3mg/升，

其中游離狀態(tài)的1.8mg/升。

五］維生素PP

VPP是一種溶于水及乙醛的結(jié)晶粉末，人和許多動物只能從食物中獲得，VPP在乳的過濾冷卻、貯藏、巴

氏殺菌等過程中都具有很大的穩(wěn)定性。

六、維生素B|2

它能治療亞性貧血，易被強磴及強酸所破壞，加熱到120V仍無影響。乳及乳清中約含0.1—0.3mg/升。

七、維生素C

是所有維生素中最不穩(wěn)定的一種，加熱、煮沸、氧化、干燥等都能使Vc氧化分解而破壞。如有微量的銅、

鐵存在時，一經(jīng)加熱即行破壞，紫外線也能破壞V。但含硫的化合物及一SH的物質(zhì)能防止Vc的氧化，食鹽

也能強烈阻止變化。牛乳中含1—40mg/升。牛乳在冷暗處保存6—8小時后Vc減少了50%,把牛乳放在目光下

照射15分鐘，則Vc全部被破壞。

八、維生素D

VD迤今被知道的有VD2、VD3、VD4、VD5四種。牛乳中則含有VD2及VD3。含有微量的Vg及VD5。牛乳中

VD含量遠比VA少，所以牛乳不是VD良好來源，預(yù)防小兒佝僂病菌所需牛乳飲用量為每日1—2升，乳中VD

的含量變動范圍很大平均0.5r/升，夏季比冬委含量高2—7倍。VD屬于脂溶性維生素，對酸、磴、氧化及加熱

極為安定。

九、維生素E

乳中VE的含理為2—3mg/升，它是維生素中最安定的一種，加熱、煮沸、干燥、貯藏等VE都不能被破壞。

VE能防止VA及脂肪的氧化。。它可溶于乙醛、酒精及丙酮。

1.8R

牛乳中存在著種種的酶，這些酶在牛乳的加工處理上或者在乳制品的保存上都有重大的影響。

一、還原酶

最主要是脫氫酶，這種防隨微生物進入乳及乳制品中，這種醐的數(shù)量與細菌污染程度直接有關(guān)，這種醐能

使甲烯藍還原成無色，在生產(chǎn)上即用此原理來鑒別牛乳細菌污染的程度。

乳中還原酶作用的最適條件為pH5.5—8.5,濕度40—50℃,而在75℃以下加熱5分鐘時即被破壞。

二、過氧化物酶

這種酶主要來自白血球的細胞萬分，是乳中原有的酶，其數(shù)量與細菌無關(guān)。在短時間將乳加熱至80℃后，

過氧化物酶即被破壞。因此可利用生乳中是否存在過氧化物酶來判別乳的加熱程度。這種酶作用最適條件為pH4

-6,濕度25C,氯仿、甲醛等這種酶有抑制作用。

這是一種過氧化氫或有機過氧化物的作用下氧化某些化合物的酶，例如：

過氧化物酶

2KI+H2O2---------------*2KoH+b

三、磷酸酶

磷酸酶能水解復(fù)雜的有機磷酸脂，將乳加熱到61.7℃30分鐘后，磷酸酶幾乎都被破壞。我們可以利用乳中

的磴性磷酸酶，來判別乳的低溫巴氏殺菌程度，即使巴氏工殺菌乳中混有0.5%的生乳時，利用磷酸酶試驗也可

以檢查出來。如果乳中存在磷酸酶時，酚獻磷酸鈉即被磷酸酶分為酚釀和磷酸鈉，由于酚酸的作用，使帶有過

剩磴的乳變成粉色，因此測定磷酸酶需在磴性介質(zhì)中進行。

四、解脂酶

解脂酶能將脂肪分解為甘油和脂肪酸，由乳腺進入乳中的解脂酶數(shù)量不大，微生物是解脂酶的主要來源，

這種酶在pH5.5—8.5時產(chǎn)生作用，而在pH8時作用最強，經(jīng)80℃加熱后被破壞，62—65℃30分鐘低溫殺菌后，

解脂酶仍然存在。

五、蛋白酶

這種醐使蛋白質(zhì)水解后形成蛋白豚，多肽及氨基酸，蛋白分解前多屬細菌性的，其中由乳酸菌形成的蛋白

分解酶，在博干酪中具有特別重大的意義，蛋白酶在高于75—80℃的濕度時即被破壞，在37—42C的弱磴性環(huán)

境中它的作用最大。

1.9牛乳的牧師化學(xué)性質(zhì)

一、牛乳的牧師常數(shù)

表191牛乳的物理常數(shù)

性質(zhì)名范圍平均

粘度1.7199—2.3961CP(2O℃)l.9280CP(20℃)

表面張力42.3—52.146.8dynes/cm達因/厘米

PH6.5—6.7

氧化還原電位+0.20—+0.30Volt伏特

折射率1.3440—1.3485D

冰點-0.529—0.548℃-0.541℃

沸點100.17°C(760mmHg)

密度1.02974—1.030891.03035

比熱0.93—0.96cal/g/℃0.948(0—50℃0脫脂乳

二、牛乳的物理化學(xué)性質(zhì)

1.牛乳的色澤

新鮮的牛乳是一種帶青白色、白色、或者帶有黃白色的不透明的液體。乳汁中的白色是由于其中所含的脂

肪球蛋白酸鈣及磷酸鈣等的折射與光線反射的緣故。而白色以外的部分系山乳黃素、胡蘿卜素及核黃素等所致。

2.乳的滋味與氣味

健康牛所分泌的乳汁都帶有特殊的香氣，這種香氣主要由存在于乳中的揮發(fā)性脂肪酸所產(chǎn)生，這種香氣在

乳加熱后更為強烈。乳極易吸收外界環(huán)境的各種氣味。另外乳還稍帶甜味和堿味，是由于含有乳糖和氯離子的

緣故。

3.乳的粘度

乳的粘度，即一定數(shù)量的乳，流過粘度計的一定距離所需時間與等量的水，流過同樣距離所需時間的比再

乘以比重?？捎孟率奖硎荆?/p>

t'Xst：水流過的時間

粘度=--------------t'：乳渡過的時間

ts：乳的比重

粘度在乳品加工上有重要意義。

4.密度

液體或固體的密度(D20°/4°),系指在20℃時液體或固體的質(zhì)量與同體積4℃水的質(zhì)量比。

在乳品工業(yè)中常用比重代替密度，比重是指某物質(zhì)的重與同溫度同體積水的重量之比，實際上用比重計測

定乳的比重時，其標準為dl5°/15°,經(jīng)證明乳的比重較密度大0.002。

5.乳的冰點

牛乳的冰點比水的冰點低，AOAC(美國公職化學(xué)家協(xié)會)970年訂，牛乳冰點低于-0.525℃時表示沒摻水,

美國測定冰點為-0.528——0.561℃,平均為-0.541℃,A0AC將標準乳的冰點定為-0.550℃。一般說加水落石

出％,冰點上升0.006℃。

6.乳的濁點

牛乳的沸點在常壓下為100.55℃左右。牛乳濃縮則沸點上升，若濃縮2倍則上升0.5℃。

7.牛乳的酸度

剛擠出的牛乳雖然不含乳酸，但呈酸性反應(yīng)，其酸度一半由酪蛋白而來，另一半由酸性無機鹽(主要是磷

酸鹽及二氧化碳而來，這個酸度稱為自然酸度)。

牛乳加工前的放置時間，因細菌作用而產(chǎn)生到，主要為乳酸，由于乳酸的產(chǎn)生使牛乳酸度增加，這個增加

的酸度為發(fā)生酸度。

牛乳酸度=自然酸度+發(fā)生酸度

新鮮牛乳的pH多為6.6,范圍為(6.4—6.8),如牛乳的pH值在6.4以下，表明牛乳中含細菌較多。PH6.8

以上的牛乳為乳房炎乳。

參考文獻

[1]駱承庠編：《乳與乳制品工藝學(xué)》，1980

第二章化學(xué)分析基本常識

2.1化學(xué)分析，pH值和化學(xué)試劑

2.1.1化學(xué)分析

化學(xué)分析分定性和定量分析兩種，變性分析是測未知物質(zhì)及組成的元素，定量分析是進一步測出物質(zhì)所含

某些元素的量，在我們工業(yè)產(chǎn)品分析中用定量分析較多。由于乳制品的成分已被人了解，所以定量分析在乳品

化驗中占有主要地位。在定量分析中最常采用的是重量分析，容量分析和比色分析。

(一)重量分析

根據(jù)分離被測成分的方法不同又分為揮發(fā)法、萃取法和沉淀法

1.揮發(fā)法：是利用加熱或其它方法使測試樣中被測成分揮發(fā)逸出，再計算試樣中被測成分的含量，例如乳

品中水分的測定。

2.萃取法：是利用溶劑將被測定成分從試樣中萃取出來，然后將溶劑蒸發(fā)出去，干燥后稱取萃取物的重量,

即可計算出試樣中被測成分的含量，例如羅茲一哥特里法測定脂肪的焦點量。

3.沉淀法：是將被測成分以難溶性化合物沉淀下來，經(jīng)洗滌、干燥等手段得到固定物質(zhì)再稱其重量，從而

可計算被測成分的含量，如重量法測定奶粉的溶解度，就是以離心沉淀測定的。

(~)容量分析：以被檢驗的物質(zhì)在參加化學(xué)反應(yīng)時所消耗的已知標準溶液的體積為基礎(chǔ)，來計算該物質(zhì)

的量稱為容量法，又可分為中和法、沉淀法、氧化還原法。

1.中和法：是利用酸堿中和反應(yīng)進行測定的方法，如酸度的測定。

2.沉淀法：是利用沉淀反應(yīng)進行測定方法，如食鹽含量的測定。

3.氧化還原法：是利用氧化還原反應(yīng)進行測定的方法，如蔗糖含量的測定。

4.比色分析：待測元素的離子本身具有顏色，或向被測溶液加入某種試劑溶液后能生成鮮明的顏色，顏色

的深淺與待測離子的濃度存在著數(shù)學(xué)關(guān)系。

將被測離子溶液顏色的深度與已知離子濃度顏色的深度互相比較，即可測定被測溶液中溶質(zhì)的含量，如銅、

鉛、硝酸鹽的測定。

2.1.2pH值

pH值是指該溶液的氫離子濃度以10為底數(shù)的負對數(shù)。

用水的電離來說明pH的概念，即使極純凈的水也具有微量的導(dǎo)電能力，這說明水多少有點電離成離子的

作用。水能電離成H+或OH「但數(shù)量相當少，據(jù)測定22℃時1升水僅有107摩爾的水電離成離子。又因為每一-

個水分子電離后生成一個H*和一個0H,所以在純水中這兩種離子的濃度相等，應(yīng)各等于10,摩爾每升，所以水

并不顯示酸堿性，它是中性的，不能使任何指示劑變色。

H2O=H++OH-

c(H+)=c(OH)=10'7mol.L''

根據(jù)氫離子溶液c(H+)的不同，我們把溶液分為中性、酸性和堿性。

中性溶液c<H+)=10-7mol.L-'

堿性溶液c(H+)>10'7mol.L-1

堿性溶液c(H+)<10-7mol.L-1

顯然，用氫離子濃度表示溶液的酸堿性，要用到極小的數(shù)量級，很不方便，因此在化學(xué)中用“pH值”這個

專門名詞來表示溶液的酸堿度Ph=-log10[c(H+)/(mol/L)]+0.02

式中：c(H+)—H+的物質(zhì)的量濃度；

中性溶液pH值=7

酸性溶液pH值>7

堿性溶液pH值<7

2.1.3化學(xué)試劑

1.化學(xué)試劑的分類和規(guī)格

化學(xué)試劑按其用途分為一般試劑、基準試劑、無機離子分析用有機試劑、色譜試劑與制劑、指示劑與試紙

等。

化驗室最常見試劑的規(guī)格為：

基準試劑是一類用于標定滴定分析標準溶液的標準參考物質(zhì)，可作為滴定分析中的基準物用，也可精確稱

量后直接配制標準溶液。主成分含量一般在99.95%~100.05%,雜質(zhì)含量略低于優(yōu)級純或與優(yōu)級純相當。

優(yōu)級純試劑，也稱為保證試劑，其成分高，雜質(zhì)含量低，主要用于精密的科學(xué)研究和測定工作。簡稱GR

級。

分析純試劑：簡稱AR純，質(zhì)量略低于優(yōu)級純，用于?般的科學(xué)研究和重要的測定。

化學(xué)純試劑：簡稱CP級，質(zhì)量較分析純差，用于工廠、教學(xué)實驗的一般分析工作。

實驗試劑：簡稱LR純，雜質(zhì)含量多，主要用于普通的實驗或研究，如配制溶液。

標記通用試劑等級及門類的規(guī)定顏色為：

優(yōu)級純綠色化學(xué)純藍色

分析純紅色基準試劑淺藍色

生化試劑咖啡色生物染色劑玫紅色

2.化學(xué)試劑的使用方法和存放

(1)使用方法

化驗人員要熟知最常用試劑的性質(zhì)，如市售酸堿的濃度，試劑在水中的溶解性，有機溶劑的沸點，試劑的

毒性、危險性及其化學(xué)性質(zhì)等。

要注意保護試劑瓶的標簽，它表明試劑的名稱、規(guī)格、質(zhì)量，萬一掉失應(yīng)照原樣巾牢。分裝或配制試劑后

應(yīng)立即貼上標簽。絕不可在瓶中裝上不是標簽指明的物質(zhì)。無標簽的試劑可取小樣檢定，不能用的要慎重處理,

不應(yīng)亂倒。

為保證試劑不受沾污，應(yīng)當用清潔的牛角勺從試劑瓶中取出試劑，絕不可用手抓取。液體試劑可用干凈

干燥的量筒倒取或吸管吸取，取出的試劑不可倒回原瓶。打開易揮發(fā)的試劑瓶塞時不可把瓶口對準臉部。

取出試劑后要蓋緊塞子，不可換掉瓶塞。

不可用鼻子對準試劑瓶口猛吸氣，如果必須嗅試劑的氣味，可將瓶口遠離鼻子，用手在試劑瓶上方扇動，

使空氣吸向自己而聞出氣味。

（2）存放

①易燃易爆試劑應(yīng)貯于鐵柜中，柜的頂部有通風(fēng)口。嚴禁在化驗室存放于大于20L的瓶裝易燃液體。

②藥品柜和試劑溶液均應(yīng)避免陽光直曬及靠近暖氣等熱源。要求避光的試劑應(yīng)裝于棕色瓶中或用黑柢或黑

布包好在于暗柜中。

③發(fā)現(xiàn)試劑瓶子上標簽脫落或要模糊時應(yīng)立即貼好標簽。無標簽或標簽無法辯認的試劑都要當做危險品重

新鑒別后小心處理，不可隨便亂扔，以免引起嚴重后果。

④劇毒品，如氟化鉀等，應(yīng)鎖在專門的毒品柜中，交由保衛(wèi)人員管理，領(lǐng)用時至少有兩人簽字，并做好登

記。

2.2實驗室常用法定計量單位

2.2.1化學(xué)分析中常用的量和單位

量是物體或現(xiàn)象可以定性區(qū)別并能定量測量的一種屬性。量一般可分為兩類，一類是“物理量”，另一類是

“計數(shù)量”，“物理量”可測，但不可數(shù)?？蓽y的必要條件與特定的單位相比較，這咱單位就是“計量單位”。“計

數(shù)量”是可數(shù)的，一切可計數(shù)得出的量都稱為“計數(shù)量”。“計數(shù)量”所用的單位是計數(shù)單位，而不是計量單位，

如產(chǎn)品的“件"，分子的“個"等。

量是獨立于單位的，量的大小與單位的選擇無關(guān)，表示量的單位可以改變，但并未改變量的本身。如P

（Cu）=lmg/L=1000ug/mL,雖然單位不同，數(shù)值也不一樣，但質(zhì)量濃度P（Cu）本身并無變化。

任一量暗含有單位，但并不暗示某特定單位，即量可以建立單位，而不受單位影響，因此在量的關(guān)系式中

或量的定義中，都不應(yīng)該出現(xiàn)單位。如果長度說成“米數(shù)”，把質(zhì)量說成“克數(shù)”，把物質(zhì)的量說成是'‘摩爾數(shù)"

等都是不對的。

每個量都有一個規(guī)定的符號，通常用拉丁字母或希臘字母，量符號無論在什么場合下出現(xiàn)，一很用斜體（pH

為例外），而單位符號多用正體，且一般為小寫體，但升（L）、牛頓米（N-m）等單位的符號為大寫體。

詞頭是單位名稱的組成部分。詞頭的作用是表示相應(yīng)單位增大或縮小的倍數(shù)。詞頭號符號一律用正體字母，

當表示的因數(shù)等于和大于IO,時用大寫體，如M（米）、G［吉（咖）］等，小于10,時用小寫體，如k（千），h（百）

等，詞頭必須加在單位之前，與單位的符號緊連，不得留空，如毫米mm,不可寫作mm,毫摩［爾］mmol,不可

寫作mmol。詞頭只能單個用，不能2個連用。如納米nm不再用過去說的毫微米mum或mu。千克kg是質(zhì)量

的基本單位，kg之前不能再加詞頭。相乘構(gòu)成的組合單位，詞頭應(yīng)加在第一單位之前，如kN?m,I不可寫成

N-km；相除構(gòu)成的組合單位，詞頭應(yīng)加在分子中第一單位之前，如mmol/L?分母一般不用詞頭，但是當組合

單位的分母為長度、面積或體積時，可不受上述限制，如密度單位中選用mg/cnt濃度單位可選用mmol/dm?等。

當分母中有兩個以上單位相乘時，整個分母應(yīng)加圓括號，并且名稱中的“每”字只能出現(xiàn)一次。如比熱密度單

位符號應(yīng)記作J(kg-K),不能記作J/kg?k,或J/kg/K;單位名稱讀為“焦耳每千克開爾文”“而不是焦耳每

千克每開爾文二在分子為無量綱而分母為有量綱的組合單位時，即分子為“1”的組合單位的符號，一般用負

數(shù)哥的形式表示，如波數(shù)單位“每米”，寫為“mT”，一般不寫1/m。

單位名稱和鴿必須作為一個整體使用，不能拆開。如攝氏濕度的單位“攝氏度”，用字表示量值時應(yīng)寫為

“25℃”，讀作“25攝氏度”,而不能讀作“攝氏25度”。

現(xiàn)把化學(xué)分析中常用的量和單位匯列于表2.2.1。在左欄為法定的量和計量單位的名稱及符號，右欄為舊

的、應(yīng)廢除的量和計量單位的名稱和符號，供作使用中參考。

表2.2.1化學(xué)分析中常用的單和單位

量的名稱及符號單位名稱及符號量的名稱及符號單位名稱及符號

相對原子質(zhì)量，Ar量綱一的量，1原子量A、分子量M、

相對分子質(zhì)量，MY量綱一的量，1當量E、式量P

摩你］,mol克分子

克分子數(shù)

物質(zhì)的量，”毫摩［爾卜mmol克原子

微摩［爾］,lxmol

克分子［量］克，g

千克每摩［爾卜kg/mol

摩爾質(zhì)量，M克原子［量］克，g

克每摩［爾］，g/mol

立方米每摩［爾］,n?/mol

摩爾體積，v克分子體積升每克分子

ltl升每摩［爾］,g/mol

物質(zhì)B的濃度［體積］摩爾濃度，M克分子每升，M

摩［爾］每立方米，mol/m3

(物質(zhì)B的物質(zhì)的量克分子濃度，M

摩［爾］每升,mol/L

濃度)，CB

千克每立方米，kg/m2

克每升，g/L

物質(zhì)B的質(zhì)量濃度

毫克每升，mg/L%(W/V),ppm,ppb

微克每升，ug/mL

納克每升，ng/mL

物質(zhì)B的質(zhì)量%(m/m)

量綱一的量，1質(zhì)量分數(shù)

分數(shù)，的ppm,ppb

體積比量綱一的量，1V1+V2

密度，P千克每立方米，kg/m3比重

克每立方厘米，g/cm3

克每西西，g/cc

克第毫升，g/mL

相對密度量綱一的一量，1比重

千克，kg;；克,g

質(zhì)量，加毫克，mg,；微克，ug質(zhì)量，wKG

納克,ng;

米，m,公尺，M

厘米，cm；公分，CM

長度，1,(L)毫米，mm；公厘，MM

微米，Pm；

納米，nm毫微米，mu,mum

秒，sSee,(〃)

分，min(')

時間，f

時，hhr

天(日)，dd

平方米，m2米平方，M2

面積,A,(5)平方厘米，cm?厘米平方，CM2

平方毫米，mm2毫米平方，MM2

立方米，m2立方，方，M3

體積，容積，V立方分米，dm2,L立升，公升，

立方厘米，cm2,mL西西，CC

熱力學(xué)溫度，T開［爾文］,K絕對濕度開氏度，。K

攝氏濕度，f,0攝氏度，℃華氏濕度華氏度，。F

2.2.2幾個常用量和單位的基本概念及表示方法

1.物質(zhì)的量及單位摩［爾］_

物質(zhì)的量是國際單位制的7個基本量之一，其概念應(yīng)理解為：物質(zhì)的量是反映窠系統(tǒng)中物質(zhì)基本單元多少

的個物理量。它的量符號為n。物質(zhì)的量n的單位是摩［爾國際符號為mol,中文符號為摩。摩［爾］的定

義為：摩［爾］是一系統(tǒng)的箍撫摸量該系統(tǒng)中所包含的基本單元數(shù)與0.012kg%的原子數(shù)目［L=(6.022045土

0.000031)XlO,oL)相等，就稱為Imol；系統(tǒng)中包含的基本單元數(shù)是0.012kg%原子數(shù)目的多少倍，就是多

少mol。在使用摩［爾］時必須指明基本單元?；締卧梢允窃?、分子、離子、電子、質(zhì)子及其它粒子，也

可以是這些粒子特定組合，如;HS0"、1K2Cr2O?2H0AC等。泛指基本單元B時，可將B作為下標記為⑻指

具體基本單元時，則在n之后用圓括號寫出基本單元的符號，如口(|H2S0.,),q(1K2CrO)等。對于同一物

系來說，基本單元不同，物質(zhì)的量即不同。例如H2soi作為基本單元與用34S0,作基本單元，物質(zhì)的量是不同

的。后者的數(shù)值是前者的兩倍，即n(1H2S0?)=2n(4H2S0.,)o通式為n(-B)=z.n(B),其中z可稱為該

22z

粒子的“當量數(shù)”，它決定于分子、原子的化合價或離子的電荷，或特定的化學(xué)反應(yīng)式，知z=l,則該粒子本身。

摩［爾］是物質(zhì)的量的單位，它不是質(zhì)量單位，也不是數(shù)量單位，因此決不能說lmolH2=2.016g,而應(yīng)該說

ImolHz的質(zhì)量是2.016g,也不能把ImolHz稱為“一克分子HA

2.摩爾質(zhì)量及其單位

摩爾質(zhì)量的定義是質(zhì)量除以物質(zhì)的量。其表達式為：

MB=M/ns2-2-1

摩爾質(zhì)量的國際單位為kg/mol,分析化學(xué)中常用單位為g/moK

在基本單元一致，摩爾質(zhì)量以g/mol為單位時，它的數(shù)值等于物質(zhì)的相對分子質(zhì)量或元素相對原子質(zhì)量，

即M(原子)=Ar(原子)g/mol,M分子(分子)g/mok一般情況下，只要確定了基本單元，就可知其摩爾

質(zhì)量。如M(HCL)=36.46g/mol,M(7KMnO.)=31.61g/molo

對同一物系來說，選擇的基本單元不同，則摩質(zhì)量不同?；締卧c摩爾質(zhì)量的關(guān)系，為

MdB)M(B)o如M(K2Cr20i)=294.18g/mol,貝ljM(］LCrOA|M(K2CrO7)=1X294.18g/mol=49.03