乳品化学基础知识

1、乳品化学基础知识第1页，共53页，2022年，5月20日，7点44分，星期日乳制品纯牛奶pure milk酸奶 yoghurt奶粉milk powder冰淇淋ice cream乳饮料milky beverage 奶酪 cheese奶茶milk tea牛奶干吃片奶油 butter第2页，共53页，2022年，5月20日，7点44分，星期日一、乳的概念及营养学特点概念：哺乳动物从乳腺分泌出来的白色或稍带黄色的、具有生理作用与胶体特性的液体。它含有幼小机体生长发育所需要的全部营养成分，是哺乳动物降生后最易消化吸收的完全食物。第3页，共53页，2022年，5月20日，7点44分，星期日 1Kg牛奶 =

2、 8个鸡蛋 = 100g牛肉 （提供的能量） 1头奶牛（按6.5t奶/年）蛋白质=1360kg大米=1260kg玉米=292kg大豆。第4页，共53页，2022年，5月20日，7点44分，星期日第5页，共53页，2022年，5月20日，7点44分，星期日 乳的成分与性质第6页，共53页，2022年，5月20日，7点44分，星期日第一节 乳的组成与化学性质第二节 乳的物理性质第三节 异常乳 第7页，共53页，2022年，5月20日，7点44分，星期日第一节 乳的组成与化学性质一、牛乳的组成 水分（87%） 蛋白质(3.4%)牛乳 非脂乳固体 乳糖(4.8%) 乳固体 （SNF 9%） 灰分(0.

3、8%) （S 13%） 脂肪 （F 4%）第8页，共53页，2022年，5月20日，7点44分，星期日二、牛乳的化学性质（一）水分：8789%，溶剂1、结合水(bound water)(2-3%) ： 蛋白质的亲水基 H2O 乳糖 盐2、游离水(free moisture)： 占绝大部分（90%左右），乳汁的分散媒，与很多的理化过程及生物学过程有关。 3、结晶水(crystalline water)： 存在于结晶性化合物中，如奶粉、炼乳中的乳糖结晶（ C12H22O11H2O）。 氢键第9页，共53页，2022年，5月20日，7点44分，星期日（二）干物质（solid） 将牛乳干燥到恒重时所得

4、到的残渣。乳固体1113%。（三）乳脂肪(milk fat) 鲜乳中3%5%，平均4.0%，乳脂肪不仅和乳风味有关，而且还是稀奶油、奶油、全脂奶粉、干酪的主要成分。第10页，共53页，2022年，5月20日，7点44分，星期日 1、乳脂肪的结构及存在状态 第11页，共53页，2022年，5月20日，7点44分，星期日Stokes公式 v = v: 脂肪球上浮速度 g: 重力加速度 b: 脱脂乳密度 a: 脂肪球密度 : 脱脂乳黏度 2gr2（ba） 9 第12页，共53页，2022年，5月20日，7点44分，星期日第13页，共53页，2022年，5月20日，7点44分，星期日2、 乳脂肪的化学

5、组成CH2OH R1COOH CH2OCOR1CHOH + R2COOH CHOCOR2 +3H2OCH2OH R3COOH CH2OCOR3 甘油 脂肪酸 甘油三酸脂 (丙三醇）第14页，共53页，2022年，5月20日，7点44分，星期日3、 乳脂肪的理化常数比重（15） 0.9350.943熔点 2838皂化值 218235碘值 2136酸值 0.43.5折射率（nD25) 1.4591.462 第15页，共53页，2022年，5月20日，7点44分，星期日油脂熔点和消化率的关系 熔点（melting point) 消化率（digestibility%） 乳脂肪 2838 98 猪油 3

6、650 94 牛油 4250 89 羊油 4455 81 大豆油 -818 97.5 花生油 03 98.3第16页，共53页，2022年，5月20日，7点44分，星期日（四）乳蛋白质: 牛乳中最有价值的成分， 3.03.5%,平均3.4%。包括酪蛋白(casein)和乳清蛋白(skim protein)。1、酪蛋白(casein) ：20 时，生脱脂乳用酸调节PH至4.6时沉淀的一类蛋白质。占总乳蛋白的83%。 酪蛋白不是单一的蛋白质，而是和钙、磷组合在一起的复合蛋白质。第17页，共53页，2022年，5月20日，7点44分，星期日酪蛋白(casein)结构 酪蛋白 钙 复合体胶粒大体上呈球

7、形，直径在10300nm，一般40160nm占大多数。酪蛋白酸钙磷酸钙酪蛋白酸钙 磷酸钙 （复合体）第18页，共53页，2022年，5月20日，7点44分，星期日酪蛋白(casein)的性质酸凝固酪蛋白酸钙 磷酸钙凝乳酶凝固酪蛋白酸钙+皱胃酶 副酪蛋白钙 +乳清蛋白+皱胃酶钙凝固PH5.2磷酸钙酪蛋白酸钙PH4.6酪蛋白钙第19页，共53页，2022年，5月20日，7点44分，星期日2、乳清蛋白(skim protein)：占18%左右。 乳清：用酸使脱脂乳中的酪蛋白沉淀后，将沉淀分离出去，剩余的液体就是乳清。 乳清蛋白：乳清中存在的蛋白质称为乳清蛋白。 乳清蛋白分为热稳定性蛋白（乳白蛋白、乳

8、球蛋白）和热不稳定性蛋白（胨等）。第20页，共53页，2022年，5月20日，7点44分，星期日（五）乳糖(lactose)：乳中特有的糖，4.8%，甜度为蔗糖的1/6。1、结构 ：C12H22O11，双糖 D-葡萄糖+D-半乳糖 乳糖2、分类 乳糖 乳糖 乳糖 乳糖水合物 乳糖无水物第21页，共53页，2022年，5月20日，7点44分，星期日3、乳糖不适应症4、作用：乳糖水解后的半乳糖是形成脑神经中重要成分的主要来源，婴儿发育旺盛时期乳糖有重要作用。乳糖与钙的代谢有密切关系，增加钙的吸收。工业生产中，与牛乳酒、马乳酒、酸乳制品的发酵有关。第22页，共53页，2022年，5月20日，7点44

9、分，星期日乳糖不适应症（lactose intolerance) 乳糖是一种双糖，必需在乳糖酶的作用下才能被消化和吸收。但是，一部分人（特别是有色人种）随着年龄增长，体内不再分泌乳糖酶或分泌不足，不能分解和吸收乳糖，饮用牛乳后会出现呕吐、腹胀、腹泻等症状，称为“乳糖不适应症”。第23页，共53页，2022年，5月20日，7点44分，星期日（六）乳中无机物（矿物质mineral）：含量0.8%左右。 盐类：乳中矿物质大部分与有机酸和无机物酸结合成可溶性盐存在。磷酸盐、酪酸盐、柠檬酸盐。 灰分：先将牛乳蒸发干燥，然后灼烧成灰分。 意义：钙吸收好，对乳的平衡（稳定性）有影响。牛乳中的铁比人乳中少，婴

10、儿乳粉应强化。第24页，共53页，2022年，5月20日，7点44分，星期日 牛乳中主要无机成分的含量（ml/100g）项目钾钠钙镁磷硫氯牛乳羊乳人乳158135665456191091083514134979626 5 - -9910547第25页，共53页，2022年，5月20日，7点44分，星期日（七）乳中维生素（vitamin) 按照维生素的概念，现被列为维生素的物质约为30余种，其中认为对维持人体健康和促进发育至关重要的有20余种，牛乳中几乎含有所有的维生素，其中维B族含量丰富，维D不高，婴儿奶粉应强化。 分为水溶性和脂溶性两大类。 对热有热稳定性和热不稳定性第26页，共53页，20

11、22年，5月20日，7点44分，星期日（八）乳中的酶(enzyme)：18种。有两个来源，一是来自乳腺，二是微生物的代谢产物。分为水解酶类和氧化还原酶类。 有解脂酶、还原酶、乳糖酶、蛋白酶、过氧化物酶等。解脂酶（lipase)：微生物的代谢产物。能使乳脂肪分解产生游离脂肪酸。最适宜的作用条件；PH9.09.2，温度37 ，钝化温度8085 。第27页，共53页，2022年，5月20日，7点44分，星期日还原酶(reductase)：微生物的代谢产物。最适宜的作用条件是PH5.55.8，温度4050 。6970 下加热30min或75 下加热5min被完全破坏。 亚甲基蓝还原实验(reducta

12、se test)：还原酶能使亚甲基蓝还原为无色。 第28页，共53页，2022年，5月20日，7点44分，星期日 时间微生物数量(cfu/ml)原料奶质量大于5.5hr小于50万 良好22.5hr50400万 合格小于2hr400万以上 劣第29页，共53页，2022年，5月20日，7点44分，星期日（九）其他成分1、有机酸(organic acid)：主要为柠檬酸，还有微量的乳酸、丙酮酸与马尿酸。2、气体(gas)：CO2 , O2 , N23、细胞成分(cell component)：白血球及乳房分泌组织的上皮细胞，少量的红血球。第30页，共53页，2022年，5月20日，7点44分，星期

13、日第二节 乳的物理性质 包括乳的色泽、风味、比重、酸度、黏度、冰点、沸点、比热、表面张力、折射率、导电率等内容第31页，共53页，2022年，5月20日，7点44分，星期日一、牛乳的色泽 白色黄色：脂溶性的胡萝卜素、叶黄素荧光性黄绿色：水溶性核黄素（维生素B2 ）脂肪球酪蛋白酸钙磷酸钙复合体 第32页，共53页，2022年，5月20日，7点44分，星期日+二、热学性质拉乌尔定律：冰点下降，沸点上升1、冰点（freezing point)：平均 -0.525 -0.565 掺水量W（%）= 100 T 正常乳的冰点； T 被检乳的冰点。2、沸点(boiling point)：1atm下，100.

14、55 T- T T第33页，共53页，2022年，5月20日，7点44分，星期日三、气味(smell)与滋味(gustation)： 1、气味：特殊的乳香味。 异常味(abnormal smell)：牛粪味、鱼腥味、葱姜味、金属味、蒸煮味等。 2、滋味：稍带甜味（乳糖），咸味（cl）， 苦味（Mg2+ 、 Ca2+），酸味（柠檬酸等）。第34页，共53页，2022年，5月20日，7点44分，星期日四、酸度(acidity)1、正常牛乳的酸度：1618T（乳酸度为0.15%0.17%）。2、酸度的来源： 固有酸度（自然酸度）总酸度 发酵酸度 第35页，共53页，2022年，5月20日，7点44分

15、，星期日3、酸度测定的方法： 用酸碱滴定方法测定，测定结果有两种形式来表达。具体测定方法： 取10ml牛乳，以酚酞为指示剂，用 0.1N NaOH标准溶液进行滴定，滴至溶液颜色呈淡红色，并在半分钟内不褪色为止。读取消耗NaOH标准溶液的毫升数。将此数乘以十即为此酸奶的吉尔涅尔酸度（T） 。 第36页，共53页，2022年，5月20日，7点44分，星期日滴定酸度的两种表示方法 吉尔涅尔度（T）：1T的含义是中和100ml牛乳所需要消耗的0.1N NaOH标准溶液的毫升数。乳酸（%）= 乳酸（%） = T 0.0090.1N NaOH溶液的毫升数0.009测定乳样的重量（g)100第37页，共53

16、页，2022年，5月20日，7点44分，星期日 4、考察牛乳酸度的意义： 乳的酸度与乳的凝固温度 乳的酸度（ T ） 凝固条件 18 煮沸时不凝固 20 煮沸时不凝固 26 煮沸时能凝固 28 煮沸时凝固 30 加热至77时凝固 40 加热至63时凝固 50 加热至40时凝固 60 22时自行凝固 65 16时自行凝固第38页，共53页，2022年，5月20日，7点44分，星期日5、牛乳的缓冲作用(buffer effect) PH 牛乳中对缓冲作用影响最大的成分为磷酸盐，其次为蛋白质，再次为柠檬酸盐和碳酸盐。第39页，共53页，2022年，5月20日，7点44分，星期日五、比重和密度比重(s

17、pecific gravity)：15时，牛乳的重量与同容积同温度水的重量比。 D15 /15 = 1.032密度(density)：20，牛乳的质量与同容积水在4 时的质量之比。 D20 /4 = 1.030掺水导致密度下降密度随温度变化而变化第40页，共53页，2022年，5月20日，7点44分，星期日不同含脂率牛乳的密度-温度曲线第41页，共53页，2022年，5月20日，7点44分，星期日六、粘度(viscosity)粘度概念：普通液体里分子间的内部摩擦在剪切应力的作用下发生剪切速度，这一速度与其剪切应力呈比例关系，其比例常数称为粘度系数（粘度）。 K = F剪切应力 v 剪切速度 F

18、 v(Pa s)第42页，共53页，2022年，5月20日，7点44分，星期日 温度（ ） 粘度（ Pa s ）全脂乳脱脂乳 00.00344 50.003050.00396 100.002640.00247 150.002310.00210 20 0.001990.00179 250.001700.00154 300.001490.00133 400.001200.00104 温度对牛乳粘度的影响第43页，共53页，2022年，5月20日，7点44分，星期日粘度的意义：浓缩乳、甜炼乳、淡炼乳 、乳粉。七、表面张力概念：使液体表面分子维持聚集的力量称为表面张力。第44页，共53页，2022年，

19、5月20日，7点44分，星期日八、牛乳的比热 将牛乳的温度升高1 所吸收的热量，与同重量的水温度升高1 所吸收的热量之比，称为牛乳的比热。0.93卡/g. 。九、导电率：25 时，0.0040.005（S) 名称 导电率（平均数） 牛乳1 43.8010-4 牛乳2 48.7010-4 山羊乳1 49.0010-4 山羊乳2 67.1010-4 绵羊乳 50.4010-4 第45页，共53页，2022年，5月20日，7点44分，星期日第三节 异常乳一、异常乳的概念二、异常乳的分类三、几种常见的异常乳第46页，共53页，2022年，5月20日，7点44分，星期日一、异常乳的概念 异常乳（abnormal milk）是指性质不同于正常乳的乳。也就是在乳牛的泌乳过程中，由于乳牛本身生理、病理的原因以及其它因素(包括人为的因素）造成牛乳的成分和性质发生变化的乳。第47页，共53页，2022年，5月20日，7点44分，星期日二、异常乳的分类生理异常乳：如初乳、末乳病理异常乳：如乳房炎乳、其它致病性细菌污染乳、微生物性着色乳。化学异常乳：如酒精实验阳性乳、低成分乳、冻结乳。人为异常乳：掺水乳、人为组成牛乳成分乳、添加防腐剂乳、加碱中和乳、提取脂肪乳等。第48页，共53页，2022年，5月20日，7点44分，星期日三、几种常见的异常乳初乳(colostrom)：乳牛产犊后一周内所分泌