乳品化學(xué)基礎(chǔ)知識

乳品化學(xué)基礎(chǔ)知識第1頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日乳制品純牛奶puremilk酸奶yoghurt奶粉milkpowder冰淇淋icecream乳飲料milkybeverage奶酪

cheese奶茶milktea牛奶干吃片奶油butter第2頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日一、乳的概念及營養(yǎng)學(xué)特點(diǎn)概念：哺乳動物從乳腺分泌出來的白色或稍帶黃色的、具有生理作用與膠體特性的液體。它含有幼小機(jī)體生長發(fā)育所需要的全部營養(yǎng)成分，是哺乳動物降生后最易消化吸收的完全食物。第3頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日

1Kg牛奶=8個雞蛋=100g牛肉（提供的能量）

1頭奶牛（按6.5t奶/年）蛋白質(zhì)=1360kg大米=1260kg玉米=292kg大豆。第4頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日第5頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日

乳的成分與性質(zhì)第6頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日第一節(jié)乳的組成與化學(xué)性質(zhì)第二節(jié)乳的物理性質(zhì)第三節(jié)異常乳

第7頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日第一節(jié)乳的組成與化學(xué)性質(zhì)

一、牛乳的組成水分（87%）蛋白質(zhì)(3.4%)牛乳非脂乳固體乳糖(4.8%)

乳固體（SNF9%）灰分(0.8%)

（S13%）脂肪（F4%）第8頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日二、牛乳的化學(xué)性質(zhì)（一）水分：87~89%，溶劑1、結(jié)合水(boundwater)(2-3%)：蛋白質(zhì)的親水基

H2O乳糖鹽2、游離水(freemoisture)：占絕大部分（90%左右），乳汁的分散媒，與很多的理化過程及生物學(xué)過程有關(guān)。3、結(jié)晶水(crystallinewater)：存在于結(jié)晶性化合物中，如奶粉、煉乳中的乳糖結(jié)晶（C12H22O11?H2O）。

氫鍵第9頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日（二）干物質(zhì)（solid）

將牛乳干燥到恒重時所得到的殘?jiān)?。乳固體11—13%。

（三）乳脂肪(milkfat)

鮮乳中3%—5%，平均4.0%，乳脂肪不僅和乳風(fēng)味有關(guān)，而且還是稀奶油、奶油、全脂奶粉、干酪的主要成分。第10頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日

1、乳脂肪的結(jié)構(gòu)及存在狀態(tài)

第11頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日Stokes公式

v=v:脂肪球上浮速度g:重力加速度ρb:脫脂乳密度ρa(bǔ):脂肪球密度η:脫脂乳黏度

2gr2（ρb—ρa(bǔ)）

9η

第12頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日第13頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日2、

乳脂肪的化學(xué)組成CH2OHR1COOHCH2OCOR1CHOH+R2COOHCHOCOR2+3H2OCH2OHR3COOHCH2OCOR3

甘油脂肪酸甘油三酸脂

(丙三醇）第14頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日3、乳脂肪的理化常數(shù)比重（15℃）0.935~0.943熔點(diǎn)28~38℃皂化值218~235碘值21~36酸值0.4~3.5折射率（nD25)1.459~1.462

第15頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日油脂熔點(diǎn)和消化率的關(guān)系熔點(diǎn)（meltingpoint)

消化率（digestibility%）乳脂肪28~38℃98

豬油36~50℃94

牛油42~50℃89

羊油44~55℃81

大豆油-8~18℃97.5

花生油0~3℃98.3第16頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日（四）乳蛋白質(zhì):牛乳中最有價值的成分，

3.0~3.5%,平均3.4%。包括酪蛋白(casein)和乳清蛋白(skimprotein)。1、酪蛋白(casein)：20℃時，生脫脂乳用酸調(diào)節(jié)PH至4.6時沉淀的一類蛋白質(zhì)。占總?cè)榈鞍椎?3%。酪蛋白不是單一的蛋白質(zhì)，而是和鈣、磷組合在一起的復(fù)合蛋白質(zhì)。第17頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日酪蛋白(casein)結(jié)構(gòu)

酪蛋白鈣

復(fù)合體膠粒大體上呈球形，直徑在10~300nm，一般40~160nm占大多數(shù)。酪蛋白酸鈣磷酸鈣酪蛋白酸鈣磷酸鈣（復(fù)合體）第18頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日酪蛋白(casein)的性質(zhì)酸凝固酪蛋白酸鈣

—磷酸鈣凝乳酶凝固酪蛋白酸鈣+皺胃酶副酪蛋白鈣+乳清蛋白+皺胃酶鈣凝固PH5.2磷酸鈣酪蛋白酸鈣PH4.6酪蛋白鈣第19頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日2、乳清蛋白(skimprotein)：占18%左右。乳清：用酸使脫脂乳中的酪蛋白沉淀后，將沉淀分離出去，剩余的液體就是乳清。乳清蛋白：乳清中存在的蛋白質(zhì)稱為乳清蛋白。乳清蛋白分為熱穩(wěn)定性蛋白（乳白蛋白、乳球蛋白）和熱不穩(wěn)定性蛋白（胨等）。第20頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日（五）乳糖(lactose)：乳中特有的糖，4.8%，甜度為蔗糖的1/6。1、結(jié)構(gòu)：C12H22O11，雙糖

D-葡萄糖+D-半乳糖乳糖2、分類乳糖α乳糖β乳糖α乳糖水合物α乳糖無水物第21頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日3、乳糖不適應(yīng)癥4、作用：乳糖水解后的半乳糖是形成腦神經(jīng)中重要成分的主要來源，嬰兒發(fā)育旺盛時期乳糖有重要作用。乳糖與鈣的代謝有密切關(guān)系，增加鈣的吸收。工業(yè)生產(chǎn)中，與牛乳酒、馬乳酒、酸乳制品的發(fā)酵有關(guān)。第22頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日乳糖不適應(yīng)癥（lactoseintolerance)乳糖是一種雙糖，必需在乳糖酶的作用下才能被消化和吸收。但是，一部分人（特別是有色人種）隨著年齡增長，體內(nèi)不再分泌乳糖酶或分泌不足，不能分解和吸收乳糖，飲用牛乳后會出現(xiàn)嘔吐、腹脹、腹瀉等癥狀，稱為“乳糖不適應(yīng)癥”。第23頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日（六）乳中無機(jī)物（礦物質(zhì)mineral）：含量0.8%左右。鹽類：乳中礦物質(zhì)大部分與有機(jī)酸和無機(jī)物酸結(jié)合成可溶性鹽存在。磷酸鹽、酪酸鹽、檸檬酸鹽?；曳郑合葘⑴Ｈ檎舭l(fā)干燥，然后灼燒成灰分。意義：鈣吸收好，對乳的平衡（穩(wěn)定性）有影響。牛乳中的鐵比人乳中少，嬰兒乳粉應(yīng)強(qiáng)化。第24頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日牛乳中主要無機(jī)成分的含量（ml/100g）項(xiàng)目鉀鈉鈣鎂磷硫氯牛乳羊乳人乳1581356654561910910835141349796265--9910547第25頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日（七）乳中維生素（vitamin)

按照維生素的概念，現(xiàn)被列為維生素的物質(zhì)約為30余種，其中認(rèn)為對維持人體健康和促進(jìn)發(fā)育至關(guān)重要的有20余種，牛乳中幾乎含有所有的維生素，其中維B族含量豐富，維D不高，嬰兒奶粉應(yīng)強(qiáng)化。分為水溶性和脂溶性兩大類。對熱有熱穩(wěn)定性和熱不穩(wěn)定性第26頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日（八）乳中的酶(enzyme)：18種。有兩個來源，一是來自乳腺，二是微生物的代謝產(chǎn)物。分為水解酶類和氧化還原酶類。有解脂酶、還原酶、乳糖酶、蛋白酶、過氧化物酶等。解脂酶（lipase)：微生物的代謝產(chǎn)物。能使乳脂肪分解產(chǎn)生游離脂肪酸。最適宜的作用條件；PH9.0~9.2，溫度37℃，鈍化溫度80~85℃。第27頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日還原酶(reductase)：微生物的代謝產(chǎn)物。最適宜的作用條件是PH5.5~5.8，溫度40~50℃。69~70℃下加熱30min或75℃下加熱5min被完全破壞。亞甲基藍(lán)還原實(shí)驗(yàn)(reductasetest)：還原酶能使亞甲基藍(lán)還原為無色。

第28頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日時間微生物數(shù)量(cfu/ml)原料奶質(zhì)量大于5.5hr小于50萬良好2~2.5hr50~400萬合格小于2hr400萬以上劣第29頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日（九）其他成分1、有機(jī)酸(organicacid)：主要為檸檬酸，還有微量的乳酸、丙酮酸與馬尿酸。2、氣體(gas)：CO2,O2,N23、細(xì)胞成分(cellcomponent)：白血球及乳房分泌組織的上皮細(xì)胞，少量的紅血球。第30頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日第二節(jié)乳的物理性質(zhì)

包括乳的色澤、風(fēng)味、比重、酸度、黏度、冰點(diǎn)、沸點(diǎn)、比熱、表面張力、折射率、導(dǎo)電率等內(nèi)容第31頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日一、牛乳的色澤

白色黃色：脂溶性的胡蘿卜素、葉黃素?zé)晒庑渣S綠色：水溶性核黃素（維生素B2）脂肪球酪蛋白酸鈣磷酸鈣復(fù)合體

第32頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日+二、熱學(xué)性質(zhì)拉烏爾定律：冰點(diǎn)下降，沸點(diǎn)上升1、冰點(diǎn)（freezingpoint)：平均-0.525~-0.565℃摻水量W（%）=×100T—正常乳的冰點(diǎn)；

Tˊ—被檢乳的冰點(diǎn)。2、沸點(diǎn)(boilingpoint)：1atm下，100.55℃T-TˊT第33頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日三、氣味(smell)與滋味(gustation)：

1、氣味：特殊的乳香味。異常味(abnormalsmell)：牛糞味、魚腥味、蔥姜味、金屬味、蒸煮味等。

2、滋味：稍帶甜味（乳糖），咸味（clˉ），苦味（Mg2+、

Ca2+），酸味（檸檬酸等）。第34頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日四、酸度(acidity)1、正常牛乳的酸度：16~18°T（乳酸度為0.15%~0.17%）。2、酸度的來源：

固有酸度（自然酸度）總酸度發(fā)酵酸度

第35頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日3、酸度測定的方法：用酸堿滴定方法測定，測定結(jié)果有兩種形式來表達(dá)。具體測定方法：取10ml牛乳，以酚酞為指示劑，用0.1NNaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定，滴至溶液顏色呈淡紅色，并在半分鐘內(nèi)不褪色為止。讀取消耗NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液的毫升數(shù)。將此數(shù)乘以十即為此酸奶的吉爾涅爾酸度（oT）。

第36頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日滴定酸度的兩種表示方法

吉爾涅爾度（oT）：1oT的含義是中和100ml牛乳所需要消耗的0.1NNaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液的毫升數(shù)。乳酸（%）=

乳酸（%）=oT×0.0090.1NNaOH溶液的毫升數(shù)×0.009測定乳樣的重量（g)×100第37頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日

4、考察牛乳酸度的意義：乳的酸度與乳的凝固溫度乳的酸度（oT

）凝固條件

18

煮沸時不凝固

20

煮沸時不凝固

26

煮沸時能凝固

28

煮沸時凝固

30

加熱至77℃時凝固

40

加熱至63℃時凝固

50

加熱至40℃時凝固

60

22℃時自行凝固

65

16℃時自行凝固第38頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日5、牛乳的緩沖作用(buffereffect)PH牛乳中對緩沖作用影響最大的成分為磷酸鹽，其次為蛋白質(zhì)，再次為檸檬酸鹽和碳酸鹽。第39頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日五、比重和密度比重(specificgravity)：15℃時，牛乳的重量與同容積同溫度水的重量比。

D15℃/15℃=1.032密度(density)：20℃，牛乳的質(zhì)量與同容積水在4℃時的質(zhì)量之比。

D20℃/4℃=1.030摻水導(dǎo)致密度下降密度隨溫度變化而變化第40頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日不同含脂率牛乳的密度-溫度曲線第41頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日六、粘度(viscosity)粘度概念：普通液體里分子間的內(nèi)部摩擦在剪切應(yīng)力的作用下發(fā)生剪切速度，這一速度與其剪切應(yīng)力呈比例關(guān)系，其比例常數(shù)稱為粘度系數(shù)（粘度）。

K=F—剪切應(yīng)力

v—剪切速度Fv(Pa?s)第42頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日溫度（℃）

粘度（Pa?s）全脂乳脫脂乳00.0034450.003050.00396100.002640.00247150.002310.00210200.001990.00179250.001700.00154300.001490.00133400.001200.00104溫度對牛乳粘度的影響第43頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日粘度的意義：濃縮乳、甜煉乳、淡煉乳、乳粉。七、表面張力概念：使液體表面分子維持聚集的力量稱為表面張力。第44頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日八、牛乳的比熱將牛乳的溫度升高1℃所吸收的熱量，與同重量的水溫度升高1℃所吸收的熱量之比，稱為牛乳的比熱。0.93卡/g.℃。九、導(dǎo)電率：25℃時，0.004~0.005（S)

名稱導(dǎo)電率（平均數(shù)）牛乳143.80×10-4

牛乳248.70×10-4

山羊乳149.00×10-4

山羊乳267.10×10-4

綿羊乳50.40×10-4

第45頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日第三節(jié)異常乳一、異常乳的概念二、異常乳的分類三、幾種常見的異常乳第46頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日一、異常乳的概念異常乳（abnormalmilk）是指性質(zhì)不同于正常乳的乳。也就是在乳牛的泌乳過程中，由于乳牛本身生理、病理的原因以及其它因素(包括人為的因素）造成牛乳的成分和性質(zhì)發(fā)生變化的乳。第47頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日二、異常乳的分類生理異常乳：如初乳、末乳