1、二、乳的化學(xué)成分及其性質(zhì),（三）乳糖(Lactose),是哺乳動(dòng)物乳汁中特有的糖類。牛乳中約含有乳糖4.6%4.7%，全部呈溶解狀態(tài)。乳糖為D-葡萄糖與D-半乳糖以-1，4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。,乳糖有-乳糖和-乳糖兩種異構(gòu)體。-乳糖很易與一分子結(jié)晶水結(jié)合，變?yōu)?乳糖水合物（-Lactose Monohydrate），所以乳糖實(shí)際上共有三種構(gòu)型。 甜煉乳中的乳糖大部分呈結(jié)晶狀態(tài)，結(jié)晶的大小直接影響煉乳的口感，而結(jié)晶的大小可根據(jù)乳糖的溶解度與溫度的關(guān)系加以控制。,-乳糖及-乳糖在水中的溶解度也隨溫度而異。-乳糖溶解于水中時(shí)逐漸變成-型。因?yàn)?型

2、乳糖較-型乳糖易溶于水，所以乳糖最初溶解度并不穩(wěn)定，而是逐漸增加，直至-型與-型平衡為止。 乳中除了乳糖外還含有少量其他的碳水化合物。例如在常乳中含有極少量的葡萄糖、半乳糖。另外，還含有微量的果糖、低聚糖、巳糖胺。,一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(huì)出現(xiàn)嘔吐、腹脹、腹瀉等不適應(yīng)癥，稱其為乳糖不耐癥。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(yù)防“乳糖不耐癥”。,(四)乳中的無機(jī)物,牛乳中的無機(jī)物（Inorganic Salts）亦稱為礦物質(zhì)，是指除碳、氫、氧、氮以外的各種無機(jī)元素，主要有磷、鈣、鎂、氯、鈉、硫

3、、鉀等。此外還有一些微量元素。通常牛乳中無機(jī)物的含量為0.35%1.21%，平均為0.7%左右。牛乳中無機(jī)物的含量隨泌乳期及個(gè)體健康狀態(tài)等因素而異。牛乳中主要無機(jī)物含量見表5-2。,表5-2 牛乳中的主要無機(jī)成分的含量（mg/100mL牛乳） 項(xiàng)目 鉀 鈉 鈣鎂磷硫氯 牛乳 158 541091491599,乳中的礦物質(zhì)大部分以無機(jī)鹽或有機(jī)鹽形式存在。其中以磷酸鹽、酪酸鹽和檸檬酸鹽存在的數(shù)量最多。鈉的大部分是以氯化物、磷酸鹽和檸檬酸鹽的離子狀態(tài)存在。而鈣、鎂與酪蛋白、磷酸和檸檬酸結(jié)合，一部分呈膠體狀態(tài)，另一部分呈溶解狀態(tài)。磷是乳中磷蛋白和磷脂的成分。,牛乳中的鹽類含量雖然很少，但對(duì)乳品加工，特

4、別是對(duì)熱穩(wěn)定性起著重要作用。牛乳中的鹽類平衡，特別是鈣、鎂等陽離子與磷酸、檸檬酸等陰離子之間的平衡，對(duì)于牛乳的穩(wěn)定性具有非常重要的意義。當(dāng)受季節(jié)、飼料、生理或病理等影響，牛乳發(fā)生不正常凝固時(shí)，往往是由于鈣、鎂離子過剩，鹽類的平衡被打破的緣故。此時(shí)，可向乳中添加磷酸及檸檬酸的鈉鹽，以維持鹽類平衡，保持蛋白質(zhì)的熱穩(wěn)定性。生產(chǎn)煉乳時(shí)常常利用這種特性。,乳與乳制品的營養(yǎng)價(jià)值，在一定程度上受礦物質(zhì)的影響。以鈣而言，由于牛乳中的鈣的含量較人乳多34倍，因此牛乳在嬰兒胃內(nèi)所形成的蛋白凝塊相對(duì)人乳比較堅(jiān)硬，不易消化。為了消除可溶性鈣鹽的不良影響，可采用離子交換的方法，將牛乳中的鈣除去50%，從而使凝塊變得很柔

5、軟，便于消化。但在加工上如缺乏鈣時(shí)，對(duì)乳的加工特性就會(huì)發(fā)生不良影響，尤其不利于干酪的制造。 牛乳中鐵的含量為1090g/100ml，較人乳中少，故人工哺育幼兒時(shí)應(yīng)補(bǔ)充鐵。,（五）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。,（六）乳中的酶類,牛乳中酶類的來源有三個(gè)： 乳腺分泌； 擠乳后由于微生物代謝生成； 由于白血球崩壞而生成。牛乳中的酶種類很多，但與乳品生產(chǎn)有密切關(guān)系的主要為水解酶類和氧化還原酶類。,1.水解

6、酶類,脂酶 牛乳中的脂酶（Lipase）至少有兩種，一是只附在脂肪球膜間的膜脂酶（Membrane Lipase），它在常乳中不常見，而在末乳、乳房炎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）。,脂酶的分子量一般為70008000，最適作用溫度為37，最適pH9.09.2。鈍化溫度至少8085。鈍化溫度與脂酶的來源有關(guān)。來源于微生物的脂酶耐熱性高，已經(jīng)鈍化的酶有恢復(fù)活力的可能。乳脂肪在脂酶的作用下水解產(chǎn)生游離脂肪酸，從而使牛乳帶上脂肪分解的酸敗氣味（Acid Flavor），這是乳制品，特別是奶油生產(chǎn)上常見的缺陷。為了抑制脂酶的

7、活性，在奶油生產(chǎn)中，一般采用不低于8085的高溫或超高溫處理。,另外，加工過程也能使脂酶增加其作用機(jī)會(huì)。例如均質(zhì)處理，由于破壞脂肪球膜而增加了脂酶與乳脂肪的接觸面，使乳脂肪更易水解，故均質(zhì)后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行殺菌處理；其次，牛乳多次通過乳泵或在牛乳中通入空氣劇烈攪拌，同樣也會(huì)使脂酶的作用增加，導(dǎo)致牛乳風(fēng)味變劣。,磷酸酶,牛乳中的磷酸酶（Phosphatase）有兩種：一種是酸性磷酸酶， 存在于乳清中；另一種為堿性磷酸酶，吸附于脂肪球膜處。其中堿性磷酸酶的最適pH值為7.67.8，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(yàn)低溫巴氏殺菌法處理的消毒牛乳的殺菌程度是否完

8、全。,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(xì)菌性酶，細(xì)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。其中由乳酸菌形成的蛋白酶在乳中，特別是在干酪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(shí)，可以穩(wěn)定地耐受長時(shí)間的加熱；在3742 時(shí)，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。,2.氧化還原酶,主要包括過氧化氫酶、過氧化物酶和還原酶。 過氧化氫酶 牛乳中的過氧化氫酶（Catalase）主要來自白血球的細(xì)胞成分，特別在初乳和乳房炎乳中含量較多。所以，利用對(duì)過氧化氫酶的測定可判定牛乳是否為乳房炎乳或其它異常乳。經(jīng)65/30

9、min加熱，過氧化氫酶的95會(huì)鈍化；經(jīng)75,20min加熱，則100鈍化。,過氧化物酶,過氧化物酶（Peroxidase）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、芳香胺及某些化合物氧化。過氧化物酶主要來自于白血球的細(xì)胞成分，其數(shù)量與細(xì)菌無關(guān)，是乳中固有的酶。,過氧化物酶作用的最適溫度為25，最適pH值是6.8,鈍化溫度和時(shí)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。但經(jīng)過85/10s處理后的牛乳,若在20貯藏24h或37貯藏4h，會(huì)發(fā)現(xiàn)已鈍化的過氧化物酶重新復(fù)活的現(xiàn)象

10、。,還原酶,上述幾種酶是乳中固有的酶，而還原酶則是擠乳后進(jìn)入乳中的微生物的代謝產(chǎn)物。還原酶（Reductase）能使甲基藍(lán)還原為無色。 乳中的還原酶的量與微生物的污染程度成正相關(guān)，因此可通過測定還原酶的活力來判斷乳的新鮮程度。,（七）乳中的其他成分,除上述成分外，乳中尚有少量的有機(jī)酸、氣體、色素、細(xì)胞成分、風(fēng)味成分及激素等。,1.有機(jī)酸,乳中的有機(jī)酸主要是檸檬酸等。在酸敗乳及發(fā)酵乳中，在乳酸菌的作用下，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(duì)乳的

11、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(shí)，檸檬酸還是乳制品芳香成分丁二酮的前體。,2.氣體,主要為二氧化碳、氧氣 和氮?dú)獾?，約占鮮牛乳的5%7%（v/v），其中二氧化碳最多，氧最少。在擠乳及貯存過程中，二氧化碳由于逸出而減少，而氧、氮?jiǎng)t因與大氣接觸而增多。牛乳中氧的存在會(huì)導(dǎo)致維生素的氧化和脂肪的變質(zhì)，所以牛乳在輸送、貯存處理過程中應(yīng)盡量在密閉的容器內(nèi)進(jìn)行。,3.細(xì)胞成分,乳中所含的細(xì)胞成分主要是白血球和一些乳房分泌組織的上皮細(xì)胞，也有少量紅血球。牛乳中的細(xì)胞含量的多少是衡量乳房健康狀況及牛乳衛(wèi)生質(zhì)量的標(biāo)志之一，一般正常乳中細(xì)胞數(shù)不超過50萬個(gè)mL。,第二節(jié) 乳中各成份的分散狀態(tài)

12、,乳中含有多種化學(xué)成份，其中水是分散劑，其它各種成份如脂肪、蛋白質(zhì)、乳糖、無機(jī)鹽等呈分散質(zhì)分散在水中，形成一種復(fù)雜的具有膠體特性的生物學(xué)液體分散體系,見圖5-3。,一、呈乳濁液與懸浮液狀態(tài)分散在乳中的物質(zhì),分散質(zhì)粒子的直徑在0.1m以上的液體可分乳濁液和懸濁液兩種。分散質(zhì)是液體的則屬于乳濁液。牛乳的脂肪在常溫下呈液態(tài)的微小球狀分散在乳中，球的直徑平徑3m左右，可以在顯微鏡下明顯地看到，所以牛乳中的脂肪球即為乳濁液的分散質(zhì)。 如將牛乳或稀奶油進(jìn)行低溫冷藏，則最初是液態(tài)的脂肪球凝固成固體，即成為分散質(zhì)為固態(tài)的懸浮液。用稀奶油制造奶油時(shí)，需將稀奶油在510左右進(jìn)行成熟，使稀奶油中的脂肪球從乳濁態(tài)變成

13、懸浮態(tài)。這在制造奶油時(shí)，是一項(xiàng)重要的操作過程。,二、呈乳膠態(tài)與懸浮態(tài)分散在乳中的物質(zhì),粒子的直徑自0.1m至1nm的稱為膠態(tài)（Colloid）。膠態(tài)的分散體系也稱為膠體溶液（Colloidal Solution）。膠體溶液中的分散質(zhì)叫做膠體粒子，乳中屬于膠態(tài)的有乳膠態(tài)和膠體懸浮態(tài)。,分散質(zhì)是液體或者即使分散質(zhì)是固體，但粒子周圍包有液體皮膜都稱為乳膠體。分散在牛乳中的酪蛋白顆粒，其粒子大小大部分為515nm，乳白蛋白的粒子為1.55nm，乳球蛋白的粒子為23nm，這些蛋白質(zhì)都以乳膠體狀態(tài)分散。此外，脂肪球中凡在0.1m以下的也稱乳膠體，牛乳中二磷酸鹽、三磷酸鹽等磷酸鹽的一部分，也以懸浮液膠體狀態(tài)

14、分散于乳中。,三、呈分子或離子狀態(tài)（溶質(zhì)）分散在乳中的物質(zhì),凡粒子直徑在1nm以下，形成分子或離子狀態(tài)存在的分散系稱為真溶液。牛乳中以分子或離子狀態(tài)存在的溶質(zhì)有磷酸鹽的一部分和檸檬酸鹽、乳糖及鉀、鈉、氯等。,第三節(jié) 乳的物理性質(zhì),乳的物理性質(zhì)對(duì)選擇正確的工藝條件，鑒定乳的品質(zhì)具有重要的意義。下面分別簡述牛乳的主要物理性質(zhì)。,一、乳的色澤及光學(xué)性質(zhì),新鮮正常的牛乳呈不透明的乳白色或淡黃色。乳白色是由于乳中的酪蛋白酸鈣磷酸鈣膠粒及脂肪球等微粒對(duì)光的不規(guī)則反射所產(chǎn)生。牛乳中的脂溶性胡蘿卜素和葉黃素使乳略帶淡黃色。而水溶性的核黃素使乳清呈螢光性黃綠色。,牛乳的折射率由于有溶質(zhì)的存在而比水的折射率大，但

15、在全乳脂肪球的不規(guī)則反射影響下，不易正確測定。由脫脂乳測得的較準(zhǔn)確，折射率為 =1.3441.348， 此值與乳固體的含量有比例關(guān)系，由此可判定牛乳是否摻水。,二、乳的滋味與氣味,乳中含有揮發(fā)性脂肪酸及其他揮發(fā)性物質(zhì)，這些物質(zhì)是牛乳滋、氣味的主要構(gòu)成成分。,這種香味隨溫度的高低而異，乳經(jīng)加熱后香味強(qiáng)烈，冷卻后減弱。乳中羰基化合物，如乙醛、丙酮、甲醛等均與牛乳風(fēng)味有關(guān)。牛乳除了原有的香味之外很容易吸收外界的各種氣味。所以擠出的牛乳如在牛舍中放置時(shí)間太久會(huì)帶有牛糞味或飼料味，貯存器不良時(shí)則產(chǎn)生金屬味，消毒溫度過高則產(chǎn)生焦糖味。所以每一個(gè)處理過程都必須注意周圍環(huán)境的清潔以及各種因素的影響。,新鮮純凈

16、的乳稍帶甜味，這是由于乳中含有乳糖。乳中除甜味外，因其中含有氯離子，所以稍帶咸味。常乳中的咸味因受乳糖、脂肪、蛋白質(zhì)等所調(diào)和而不易覺察，但異常乳如乳房炎乳中氯的含量較高，故有濃厚的咸味。乳中的苦味來自Mg2+、Ca2+，而酸味是由檸檬酸及磷酸所產(chǎn)生。,三、乳的酸度和氫離子濃度,剛擠出的新鮮乳若以乳酸度計(jì)，酸度為0.150.18（1618 OT），固有酸度或自然酸度主要由乳中的蛋白質(zhì)、檸檬酸鹽、磷酸鹽及二氧化碳等酸性物質(zhì)所造成，其中來源于CO2占0.01%-0.02%（23 OT），乳蛋白占0.05%-0.08%（34 OT），檸檬酸鹽占0.01%和磷酸鹽0.06%0.08%部分（1012 OT

17、）。,乳在微生物的作用下發(fā)生乳酸發(fā)酵，導(dǎo)致乳的酸度逐漸升高。由于發(fā)酵產(chǎn)酸而升高的這部分酸度稱為發(fā)酵酸度。固有酸度和發(fā)酵酸度之和稱為總酸度。一般條件下，乳品工業(yè)所測定的酸度就是總酸度。,乳品工業(yè)中酸度是指以標(biāo)準(zhǔn)堿液用滴定法測定的滴定酸度。滴定酸度有多種測定方法和表示形式。我國滴定酸度用吉爾涅爾度簡稱“oT”(TepHep)或乳酸度（乳酸）來表示。,1吉爾涅爾度（0T）,取10mL牛乳，用20ml蒸餾水稀釋，加入0.5的酚酞指示劑0.5mL，以0.1molL氫氧化鈉溶液滴定，將所消耗的NaOH毫升數(shù)乘以10，即中和100mL牛乳所需0.1molL氫氧化鈉毫升數(shù)，消耗1mL為oT。,2乳酸度（乳酸）

18、,用乳酸量表示酸度時(shí)，按上述方法測定后用下列公式計(jì)算： 乳酸(%)= 100,3pH值,酸度可用氫離子濃度指數(shù)（pH值）表示，正常新鮮牛乳的pH值為6.56.7，一般酸敗乳或初乳的pH值在6.4以下，乳房炎乳或低酸度乳pH值在6.8 以上。 滴定酸度可以及時(shí)反映出乳酸產(chǎn)生的程度，而pH值則不呈現(xiàn)規(guī)律性的關(guān)系，因此生產(chǎn)中廣泛地采用測定滴定酸度來間接掌握乳的新鮮度。乳酸度越高，乳對(duì)熱的穩(wěn)定性就越低。,四、乳的比重和密度,15時(shí)，正常乳的比重平均為1.032；在20時(shí)正常乳的密度平均為1.030。在同溫度下乳的密度較比重小0.0019，乳品生產(chǎn)中常以0.002的差數(shù)進(jìn)行換算；密度受溫度影響，溫度每升

19、高或降低1實(shí)測值就減少或增加0.0002。,乳的相對(duì)密度在擠乳后1h內(nèi)最低，其后逐漸上升，最后可大約升高0.001左右，這是由于氣體的逸散、蛋白質(zhì)的水合作用及脂肪的凝固使容積發(fā)生變化的結(jié)果。故不宜在擠乳后立即測試比重。,五、乳的熱學(xué)性質(zhì),1乳的冰點(diǎn) 牛乳的冰點(diǎn)一般為-0.525-0.565，平均為-0.540。 牛乳中的乳糖和鹽類是導(dǎo)致冰點(diǎn)下降的主要因素。正常的牛乳其乳糖及鹽類的含量變化很小，所以冰點(diǎn)很穩(wěn)定?？筛鶕?jù)冰點(diǎn)變動(dòng)用下列公式來推算摻水量：,式中：x-摻水量（）；T-正常乳的冰點(diǎn)；T1被檢乳的冰點(diǎn) 酸敗的牛乳其冰點(diǎn)會(huì)降低，所以測定冰點(diǎn)必須要求牛乳的酸度在20T 以內(nèi)。,2沸點(diǎn),牛乳的沸點(diǎn)