乳的化学组成和性质省公开课一等奖全国示范课微课金奖课件

第六章乳化学组成和性质1/58学习内容与学习目标第一节乳概念第二节乳化学组成及性质

学习目标：掌握乳概念、化学成份、理化特征及其与乳制品质量关系，为乳品加工奠定理论基础。2/58第一节乳概念

乳是哺乳动物分娩后由乳腺分泌出来一个白色或微黄色不透明液体。乳中含有幼儿生长发育所需要全部营养成份，是哺乳动物出生后最适于消化吸收食物。一、乳概念3/58

乳成份主要包含水分、脂肪、蛋白质、乳糖、盐类以及维生素、酶类、气体等。其中水是分散剂，其它各种成份分散在乳中，形成一个复杂分散体系。二、乳分散体系第一节乳概念4/58牛乳复合胶体体系乳糖,无机盐酪蛋白脂肪真溶液胶体悬浮液乳浊液各成份分散状态5/58

1、常乳

产犊7天以后至停顿泌乳前一周内所产乳，为乳制品常规加工原料乳。

2、异常乳

凡不宜作加工乳制品原料乳均称为异常乳。三、乳分类第一节乳概念6/58异常乳生理异常乳化学异常乳微生物污染乳病理异常乳营养不良乳初乳末乳高、低酸度酒精阳性乳冻结乳、低成份乳混入异物乳、风味异常乳乳房炎乳、其它病乳7/58

（1）营养不良乳饲料不足、营养不良乳牛所产乳。对皱胃酶几乎不凝固，所以这种乳不能制造干酪。当喂以充分饲料，加强营养之后，牛乳即可恢复正常，对皱胃酶即可凝固。第一节乳概念2、异常乳移动式挤奶装置8/58

（2）初乳

母牛分娩后一周所分泌乳叫初乳，呈黄褐色、有异臭、苦味、咸味、黏度大，尤其是3d之内，初乳特征更显著。其过氧化氢酶和过氧化物酶含量高，灰分含量高，脂肪和蛋白质含量极高，而乳糖含量低。一个很显著特点是其白蛋白和球蛋白含量很高，因而初乳加热时易凝固。初乳中富含免疫球蛋白抗体。它能够保护幼畜免受感染，直至幼畜免疫系统建立。初乳中含铁量约为常乳3～5倍，铜含量约为常乳6倍。第一节乳概念2、异常乳9/58

（3）末乳停顿泌乳前一周内所分泌乳，苦而微咸，脂酶多，有油脂氧化味。第一节乳概念2、异常乳10/58

（4）酒精阳性乳鲜乳检验时，采取68%或70%或72%酒精与等量原料乳混合，凡产生絮状凝块，称为酒精阳性乳。

高酸度酒精阳性乳

低酸度酒精阳性乳：酸度检验时在16oT以下，但仍展现酒精阳性乳。

冷冻乳第一节乳概念2、异常乳11/58（5）低成份乳乳成份显著低于常乳，主要受遗传和喂养管理所左右。

（6）混入异物乳

混入异物乳是指在乳中混入原来不存在物质乳。其中，有些人为混入异常乳和因预防治疗、促进发育以及食品保藏过程中使用抗生素而进入乳中异常乳。还有因饲料和饮水等使农药进入乳中而造成异常。乳中含有防腐剂、抗菌素时，不宜用作加工原料乳。

第一节乳概念2、异常乳12/58

（7）风味异常乳原因很多，主要包含：经过机体转移或从空气中吸收而来饲料味酶作用而产生脂肪分解味挤乳后从外界污染或吸收牛体味或金属味等。第一节乳概念2、异常乳13/58（8）微生物污染乳来自卫生良好奶场乳,则含细菌为每ml数千个假如清洁、消毒和冷却标准不妥当，则每ml乳细菌数可到达百万个以上。每日对全部挤奶设备进行清洗消毒是决定乳微生物学质量最主要原因。对乳进行分级时，细菌总数必须少于1000,000个/ml。第一节乳概念2、异常乳14/58乳中微生物起源乳房牛体空气挤乳用具和乳桶工作人员第一节乳概念2、异常乳15/58因外伤或者细菌感染，乳房发生炎症，分泌出乳房炎乳。成份和性质均改变，乳糖降低、酪蛋白下降，无脂干物质较常乳少；氯增加、球蛋白升高、上皮细胞数增加。（9）乳房炎乳第一节乳概念2、异常乳乳牛患乳房炎后，用凝乳酶凝固乳时所需时间较常乳长。另外，乳房炎乳中维生素A、C影响不大，而维生素B1、B2含量降低。16/58

（10）其它病牛乳

主要由患口蹄疫、布氏杆菌病等乳牛所产乳，乳质量改变大致与乳房炎乳相类似。乳牛患酮体过剩、肝机能障碍、繁殖障碍等，易分泌酒精阳性乳。第一节乳概念2、异常乳17/58第二节乳组成与性质牛乳主要化学成份及含量一、乳化学成份和性质18/58

游离水占水分总量97％左右。与自然界水性质相同，是乳中其它成份分散介质，是化学反应场所。

结合水

占水分总量2.8％左右，以非化学键即氢键与大分子物质牢靠结合在一起。

结晶水

占水分总量0.2％左右，以化学键形式与乳中一些化学成份牢靠结合。比如奶粉、炼乳、乳糖产品使乳糖结晶时，乳糖就含有一分子结晶水。（一）水分第二节乳组成与性质19/58（二）乳脂肪（milkfatorbutterfat)

（1）脂肪球与脂肪球膜

乳脂以脂肪球形式漂浮于乳中。脂肪球直径为0.1～20μm，平均直径是3～4μm，1ml全乳中有20～40亿个脂肪球。

脂肪球平均直径与乳中脂肪含量相关，脂肪含量越高，脂肪球直径越大。脂肪球是乳中最大，同时也是密度最小颗粒。第二节乳组成与性质20/58

脂肪球膜：乳脂肪球为圆球形或椭圆球形，表面被一层5～10nm厚脂肪球膜覆盖。

膜组成：蛋白质和磷脂组成，能够保护脂肪球免受乳中酶破坏。而且因为脂肪球含有磷脂与蛋白质形成脂蛋白络合物，使脂肪球能较稳定地分散于乳中。

脂肪球膜与加工:在机械搅拌或化学物质作用下，脂肪球膜遭到破坏后，乳脂肪球才会相互聚结在一起。利用这一原理生产奶油，并可测定乳含脂率。（二）乳脂肪（milkfatorbutterfat)第二节乳组成与性质21/58脂肪球膜结构图1-脂肪2-结合水3-蛋白质4-乳浆22/58

（2）乳脂肪化学组成

乳中脂肪成份复杂，甘油三酯约占乳脂肪97%～98%，还有少许甘油二酯和甘油单酯及游离脂肪酸。乳中脂肪酸分类：

水溶性挥发性脂肪酸，如丁酸、乙酸等；

非水溶性挥发性脂肪酸，如十二碳酸等；

非水溶性不挥发性脂肪酸，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)第二节乳组成与性质23/58（三）乳蛋白质（milkprotein)

乳蛋白在牛乳中含量为3.0%～3.5％。是乳中主要含氮物。牛乳含氮化合物中95%为乳蛋白质,5%为非蛋白态含氮化合物。第二节乳组成与性质24/58第二节乳组成与性质酪蛋白蛋白质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)定义

PH4.6沉淀蛋白质，占乳蛋白83%。

纯净酪蛋白为不溶于水白色物质，但可溶于酸碱液中形成可溶性盐。1、酪蛋白（casein)

(2)存在形式

与钙结合形成酪蛋白酸钙，再与胶体状Ca3(PO4)2结合形成酪蛋白酸钙磷酸钙复合体。第二节乳组成与性质26/58伸出链磷酸钙亚胶束第二节乳组成与性质1、酪蛋白（casein)27/58(3)主要性质

①酸凝固复合体

Ca3(PO4)2+酪蛋白酸钙酸…Ca+酪蛋白乳糖

乳酸

游离酪蛋白+乳酸钙乳酸能使酪蛋白形成硬凝块，稀乳酸及其盐不溶解酪蛋白,故适于沉淀酪蛋白。PH5.2PH4.6乳酸菌复合体第二节乳组成与性质1、酪蛋白（casein)28/58

②酶凝固复合体+皱胃酶→副酪蛋白酸钙+糖肽+皱胃酶

（不能除去其中Ca++）应用于干酪,酸乳制品,工业用干酪素和食用干酪素。第二节乳组成与性质1、酪蛋白（casein)29/58

③酪蛋白钙凝固Ca、P含量直接影响酪蛋白微粒大小,大颗粒酪蛋白胶粒含Ca、P较多。正常乳中Ca、P存在着平衡关系，故复合体稳定。当加入CaCl2后，破坏了平衡，加热即凝固。受热温度越高，则需要CaCl2量愈少，且乳清蛋白也凝固。当T=95℃，每升乳加1-1.25gCaCl2，则97%乳蛋白可被利用(低分子蛋白质，乳清蛋白均被利用）蛋白质利用率比酸凝固法高5%，比皱胃酶高10%以上。第二节乳组成与性质1、酪蛋白（casein)30/58④与糖反应对色泽、风味、营养价值产生影响常见于奶粉，乳蛋白粉、炼乳等为预防此反应，应尽可能除去水分，只留结合水，并隔绝空气。第二节乳组成与性质1、酪蛋白（casein)31/582、乳清蛋白

滤液(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,饱和MgSO4盐析乳白蛋白(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

在酸或皱胃酶作用下不凝固，易被消化吸收；初乳中含量高，加热后易形成凝块，故初乳不宜用来加工；乳球蛋白是幼畜取得免疫能力主要物质。第二节乳组成与性质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℃时结晶出来乳糖，常温时最稳定α-乳糖无水物:将α-乳糖水合物以120℃-130℃加热失去结晶水时乳糖β-乳糖:在>93℃时从α-乳糖水合物结晶出来乳糖，甜度、溶解度高于α-乳糖水合物α:β=1:1.65溶解度α﹤β,αβ

第二节乳组成与性质34/58

2、乳糖溶解性

初溶解度：将乳糖投入水后,马上溶解时溶解度,即α-含水乳糖溶解度。

终溶解度:上述溶液继续振荡,再添加乳糖则可溶解,达最终溶解度,即α-含水乳糖和β-无水乳糖溶解度,当Temp.﹥25℃时,几乎测不出初溶解度。

超溶解度：将上述饱和溶液冷却,则生成过饱和液(亚稳态)，但并未马上析出结晶时溶解度。

乳糖强制结晶:

在亚稳定状态时，添加晶种，促使乳糖形成微细结晶过程。第二节乳组成与性质（四）乳糖35/58

3、乳糖不耐症

因为有些人体内乳糖酶活性降低或缺乏乳糖酶，当饮用乳及乳制品时，其中乳糖不被消化吸收,从而发生腹泻症状。

原因：乳糖在肠道不被分解直接入大肠后，使大肠渗透压高，造成水进入肠道管腔，使得大肠中细菌繁殖,产生乳酸和二氧化碳，造成PH下降,当PH﹤6.5时，剌激大肠引发腹痛症。

处理方法：用乳糖酶预先分解、发酵第二节乳组成与性质（四）乳糖36/58（五）无机物牛乳中无机物(InorganicSalts)亦称为矿物质，含量为0.35%～1.21%，平均为0.8%左右，主要有磷、钙、镁、氯、钠、硫、钾等，另外还有一些微量元素。在濒临泌乳期末或乳房疾病情况下，氯化钠含量显著升高，因而乳有咸味，而同时其它盐含量降低。第二节乳组成与性质100ml牛乳中主要无机成份含量(mg)

项目钾钠钙镁磷硫氯牛乳15854109149159937/58盐类平衡对乳热稳定性有主要影响向乳中添加磷酸及柠檬酸钠盐可提升热稳定性牛乳中钙含量比人乳多3-4倍，在婴儿胃内形成较坚硬凝块，不易消化。

牛乳中铁含量比人乳少，应给予补充。第二节乳组成与性质（五）无机物38/58（六）维生素

牛乳含有几乎全部已知维生素。牛乳中维生素包含脂溶性维生素A、D、E、K和水溶性维生素B1、B2、B6、B12、C等两大类。牛乳中维生素，部分来自饲料中维生素，如维生素E；有要靠乳牛本身合成，如B族维生素。第二节乳组成与性质39/58（七）酶类脂酶磷酸酶蛋白酶

过氧化氢酶

过氧化物酶水解酶类氧化还原酶类乳中酶第二节乳组成与性质40/58分解脂肪造成酸败,除乳腺外，微生物(荧光性细菌和霉菌)是其主要起源。最适PH8,失活条件是80℃，20s。脂肪含量越高,钝化率越低.C3H5(OCOR)3+3H2OC3H5(OH)3+3RCOOH脂酶第二节乳组成与性质（七）酶类1、脂酶41/582、磷酸酶

水解复杂有机磷酸酯。碱性磷酸酶存在于脂肪球膜处，酸性磷酸酶存在于乳清中，属固有酶。

主要是碱性磷酸酶，最适PH：9

失活条件：62.8℃，30min或72℃，15s磷酸酶试验,可检验巴氏杀菌是否彻底，并推断杀菌乳中是否混入生乳，或者杀菌后贮藏时间长短。

牛乳经HTST杀菌后，磷酸酶贮藏中会复活

第二节乳组成与性质（七）酶类42/583、蛋白酶

分别来自乳本身和污染微生物，细菌性蛋白酶为多，作用于蛋白质形成蛋白胨、多肽及氨基酸。灭活条件：加热至75℃-80℃失活。

4、过氧化氢酶

来自白血球细胞成份，初乳、乳房炎乳中含量较多，能够判断乳房炎乳或其它异常乳。75℃，20min，100%钝化经过测定，可用来判断是否经过热处理及热处理程度第二节乳组成与性质（七）酶类43/585、过氧化物酶来自白血球细胞成份，是固有酶。最适PH6.8，最适温度25℃；失活条件70℃,150min；75℃,20min；80℃,2.5sH2O2〔O〕OHOCH3OO第二节乳组成与性质（七）酶类44/58

6、还原酶是微生物代谢产物最适条件：PH5.5-8.5，温度40-50℃失活条件：69℃-70℃,30min;75℃,5min

还原酶试验:利用褪色时间长短，判断乳中微生物数量、确定乳质量等级第二节乳组成与性质（七）酶类还原酶甲基兰(兰色氧化型)无色还原型45/58（八）其它成份1、有机酸主要是柠檬酸，在酸败乳及发酵乳中，在乳酸菌作用下马尿酸可转化为苯甲酸。乳中柠檬酸含量平均为0.18%，以盐类状态存在。除了酪蛋白胶粒成份中柠檬酸盐外，还存在有分子、离子状态柠檬酸盐，主要为柠檬酸钙。柠檬酸对乳盐类平衡及乳在加热、冷冻过程中稳定性均起主要作用。同时，柠檬酸还是乳制品芳香成份丁二酮前体物质。第二节乳组成与性质46/582、气体主要为二氧化碳、氧气和氮气等，约占鲜牛乳5%～7%(V/V)，其中二氧化碳最多，氧最少。在挤乳及贮存过程中，二氧化碳因为逸出而降低，而氧、氮则因与大气接触而增多。第二节乳组成与性质（八）其它成份47/583、细胞成份乳中所含细胞成份主要是白血球和一些乳房分泌组织上皮细胞，也有少许红血球。牛乳中细胞含量多少是衡量乳房健康情况及牛乳卫生质量标志之一，普通正常乳中细胞数不超出50万个/ml。第二节乳组成与性质（八）其它成份48/58二、乳物理性质1、色泽所含成份及其色素对光线反射与折射展现颜色。白色：脂肪球及酪蛋白酸钙-磷酸钙复合体对光反射、折射产生，乳白蛋白、乳球蛋白与色泽无关。浅黄色：核黄素（乳清中）、叶黄素和胡萝卜素引发。不一样季节，乳颜色不一样。第二节乳组成与性质49/58

2、滋味甜味，稍带咸味，易吸味。Mg2+、Ca2+→苦味，

磷酸、柠檬酸→酸味正常乳中含有：挥发性脂肪酸(醋酸、甲酸较多)、甲硫醚、丙酮、醛类、酪酸等。另外，可能有生理异常风味、脂肪分解味、氧化味、日光味、蒸煮味、苦味、酸败味。第二节乳组成与性质二、乳物理性质50/583、酸度

（1）PH

常乳PH在6.5-6.7；PH﹥6.7,可能为乳房炎乳,PH﹤6.5，可能含有初乳或有细菌繁殖产酸。

（2）滴定酸度取一定量牛奶，以酚酞作指示剂，再用一定浓度碱液（常为0.1MNaOH）滴定，以消耗碱液体积来表示。第二节乳组成与性质二、乳物理性质自然酸度：即固有酸度，牛乳原有酸度发酵酸度：因发酵而升高酸度总酸度=自然酸度+发酵酸度51/58

吉尔涅尔度（0T）

取100ml奶，加20ml蒸馏水稀释，加0.5%酚酞作指示剂，到达滴定终点时消耗0.1MNaOH体积数。V0.1MNaOH

×0.009牛乳试样重×100第二节乳组成与性质二、乳物理性质乳酸度（乳酸%）16-180T相当于乳酸度0.15-0.17%52/584、密度和比重

乳密度D20℃/4℃

20℃时乳质量与同容积水在4℃时质量比。正常乳1.030上下,初乳1.038-1.040

乳比重D15℃/15℃

通常指在15℃下，乳重量与同容积水重量比。正常乳在1.028-1.034之间

D20℃/4℃+0.002=D15℃/15℃第二节乳组成与