乳的化學成分

關于乳的化學成分第一節(jié)乳中各成分的分散狀態(tài)乳的成分十分復雜，含有上百種化學成分，主要包括水分、脂肪、蛋白質、乳糖鹽類以及維生素、酶類、氣體等。在物理構成上，乳是一種復雜的分散體系，其中水是分散劑，其他各種成分如脂肪、蛋白質、乳糖、無機鹽等為分散質，分別以不同的狀態(tài)分散在水中，共同形成一種復雜的分散系。第2頁,共65頁，2024年2月25日，星期天

在分散媒（劑或分散介質）——水中：（1）有以分子及離子狀態(tài)分散在其中的乳糖和鹽類；（2）有成乳濁質及懸濁質狀態(tài)分在其中的蛋白質；（3）還有一部分以乳濁液及懸濁液狀態(tài)分散在乳中的脂肪，這些分散在水中的成分，都被稱為分散相或分散質。從粒子的大小來分析。第3頁,共65頁，2024年2月25日，星期天第4頁,共65頁，2024年2月25日，星期天一、牛乳中以分子或離子狀態(tài)存在的溶質有磷酸鹽類的一部分、無機鹽類、糖類等，其粒子直徑在1nm以下，即形成真溶液。二．乳中的乳白蛋白、乳球蛋白是大分子狀態(tài)，直徑為15-50nm，形成膠體溶液，酪蛋白在乳中形成酪蛋白酸鈣—磷酸鈣復合膠粒，膠粒直徑為30-800nm，平均100nm，為過渡態(tài)，一般將其列入膠體懸浮液范疇。最大3um。第5頁,共65頁，2024年2月25日，星期天三.乳中脂肪呈球狀，小的直徑為100nm-10um，平均為3um，呈乳濁液。四.乳中少量氣體，部分氣體以分子狀態(tài)溶于乳中，部分氣體經攪動后在乳中形成泡沫狀態(tài)。第6頁,共65頁，2024年2月25日，星期天第二節(jié)牛乳中各種成分的含量一、一些國家牛乳的組成二、不同品種牛乳組成的差異三、正常牛乳的主要成分及含量四、牛乳加工處理后的名稱，牛乳經加工處理后就有不同的名稱第7頁,共65頁，2024年2月25日，星期天第8頁,共65頁，2024年2月25日，星期天第9頁,共65頁，2024年2月25日，星期天四、牛乳加工處理后的名稱第10頁,共65頁，2024年2月25日，星期天第11頁,共65頁，2024年2月25日，星期天第12頁,共65頁，2024年2月25日，星期天

在良好的噴霧或滾筒干燥條件下，還保留3％左右的水分,要想除去這多余的水分，只有借助于加熱到150一160℃瞬時或者長時間保持在100一105℃的恒溫時才能達到目的。但是奶粉受長時間高溫處理后，乳成分受到破壞，乳糖焦化．蛋白質變性、脂肪氧化，因此此種奶粉就不能食用。第13頁,共65頁，2024年2月25日，星期天第14頁,共65頁，2024年2月25日，星期天(三)結晶水結晶水存在于結晶性化合物中。當生產奶粉、煉乳以及乳糖等產品，而使乳糖結晶時，我們就可以發(fā)現(xiàn)含結晶水的乳制品，即乳糖中含有一分子的結晶水（C12H22O11.H2O）

（四）游離水：存在于各種分散質間隙，占水的決大部分，是乳汁的分散媒，其可以用濃縮蒸發(fā)、噴霧等除去

第15頁,共65頁，2024年2月25日，星期天二、乳蛋白質

酪蛋白2.63%

白蛋白0.5%

乳蛋白質2.8～4.0%球蛋白0.11%

月示

胨p第16頁,共65頁，2024年2月25日，星期天(一)乳蛋白的現(xiàn)代命名（1）酪蛋白

αs-casein

κ-caseinβ-caseinγ-casein(2)乳清蛋白α-乳白蛋白β-乳球蛋白血清白蛋白

第17頁,共65頁，2024年2月25日，星期天(一)乳蛋白的現(xiàn)代命名（3）免疫球蛋白：IgA、IgG1

、IgG2、

IgM（4）微量蛋白質：血清轉鐵蛋白、糖蛋白等（5）酶類（6）其他多肽第18頁,共65頁，2024年2月25日，星期天(二)酪蛋白（casein)1.概念：在20℃調節(jié)脫脂乳的pH值至4.6時沉淀的一類蛋白質，傳統(tǒng)上稱為酪蛋白，其約占乳蛋白質的80%以上。2.性質：比重1.25～1.31，白色，無臭，無味，不溶于水、醇或有機溶劑，而溶于堿溶液。第19頁,共65頁，2024年2月25日，星期天3.酪蛋白膠束的結構Payens(佩恩斯）設想第20頁,共65頁，2024年2月25日，星期天Waugh設想3.酪蛋白膠束的結構第21頁,共65頁，2024年2月25日，星期天（1）酪蛋白的酸凝固性

酪蛋白酸鈣

Ca3(PO4)2+2HCl2Ca(H2PO4)2+

CaCl2+[酪蛋白]4.酪蛋白的凝固性第22頁,共65頁，2024年2月25日，星期天

(2)酪蛋白的皺胃酶凝固性κ

－酪蛋白凝乳酶副κ

－酪蛋白＋糖肽n副κ－酪蛋白+Ca2+n[副κ

－酪蛋白](3)酪蛋白的鈣凝固性第23頁,共65頁，2024年2月25日，星期天(三)乳清蛋白1.概念

用酸使脫脂乳中的酪蛋白沉淀后，將沉淀除去，剩余的液體就是乳清，其中的蛋白質便為乳清蛋白，若將乳清加熱，則乳清中含有的熱凝固性乳蛋白凝固，而熱穩(wěn)定性乳清蛋白（如，月示、胨）仍存在于乳清中。2.利用第24頁,共65頁，2024年2月25日，星期天（四）免疫球蛋白（Ig）

Ig是因外源大分子抗原刺激而產生的一種抗體，以單體或多聚體形式存在，在牛乳中有4中，即IgA、IgG1

、IgG2、IgM，其中IgG1是主要的免疫球蛋白，還有少量IgA和IgG2第25頁,共65頁，2024年2月25日，星期天（五）乳鐵蛋白（lactoferrin)抗菌和調整病原微生物類群；刺激和加強腸道中鐵的吸收；參與機體免疫系統(tǒng)功能，調節(jié)骨髓細胞生成，減輕炎癥；刺激溶菌酶活性再生；抗病毒；Lf可以淬滅自由基，避免潛在的過氧化；刺激雙歧桿菌生長；

第26頁,共65頁，2024年2月25日，星期天（六）其他蛋白主要是蛋白酶、淀粉酶、黃嘌呤氧化酶等。第27頁,共65頁，2024年2月25日，星期天（七）含氮非蛋白質如氨基酸、尿酸、尿素、肌酸、嘌呤、葉綠素等第28頁,共65頁，2024年2月25日，星期天（八）抗菌物質阻礙微生物生長繁殖，初乳中含量高，經加熱則被破壞，故新鮮牛奶在低溫下不易腐敗。第29頁,共65頁，2024年2月25日，星期天（九）乳中的生物活性肽1.上皮生長因子（EGF)和類胰島素生長因子（IGF)；2.嗎啡樣活性肽；3.免疫調節(jié)肽；4.抗血栓肽；5.促進鈣吸收的酪蛋白磷酸肽；6.促進DNA合成和細胞生長的肽；7.抗癌細胞肽；8.促進雙岐桿菌生長的肽；9.胃腸調節(jié)肽；10.下丘腦垂體激素。p第30頁,共65頁，2024年2月25日，星期天三、乳脂類乳脂類乳脂肪97%~99%磷脂0.1%少量脂肪酸固醇第31頁,共65頁，2024年2月25日，星期天（一）乳脂肪牛乳的脂肪球大小通常是0.1~10μm，平均3μm，數(shù)量為20億~40億個/ml，脂肪球的大小隨乳牛的品種、泌乳期、飼料及健康狀況等有異。一般來說，（1）脂肪含量高的品種要比脂肪含量低的脂肪球大；（2）隨著泌乳期的延長，脂肪球變小。第32頁,共65頁，2024年2月25日，星期天1乳脂肪的組成液體部分65%固體部分14%半固體部分21%第33頁,共65頁，2024年2月25日，星期天（1）乳脂肪與其他動植物脂肪的差異A牛乳脂肪中脂肪酸的種類與其他動植物脂肪的差異，牛乳脂肪酸60種，現(xiàn)已檢驗出的有20種，動植物5~7種；B牛乳脂肪中含有低級（14C以下）揮發(fā)性脂肪酸達14%，其中水溶性達8%；C乳中不飽和脂肪酸含量約44%。第34頁,共65頁，2024年2月25日，星期天（2）乳中脂肪酸的生理功能A營養(yǎng)上，亞油酸、亞麻酸、花生四烯酸堪稱VitF；B一些長鏈不飽和脂肪酸（LCP）在嬰兒營養(yǎng)上具有特殊作用；C一些不飽和脂肪酸在治療心血管疾病上起到一定作用；D抗腫癌作用。第35頁,共65頁，2024年2月25日，星期天乳脂肪球在顯微鏡下觀察為圓球形或橢圓球形，表面被一層5～l0nm厚的膜所覆蓋，稱為脂肪球膜，脂肪球膜主要由蛋白質、磷脂、甘油三酯、膽甾醇、維生素A、金屬及一些酶類構成，同時還有鹽類和少量結合水。由于脂肪球含有磷脂與蛋白質形成的脂蛋白絡合物，使脂肪球能穩(wěn)定地存在于乳中。磷脂是極性分子，其疏水基朝向脂肪球的中心，與甘油三酯結合形成膜的內層，磷脂的親水基向外朝向乳漿，連著具有強大親水基的蛋白質，構成了膜的外層。脂肪球膜具有保持乳濁液穩(wěn)定的作用，即使脂肪球上浮分層，仍能保持著脂肪球的分散狀態(tài)，在機械攪拌或化學物質作用下，脂肪球膜遭到破壞后，脂肪球才會互相聚結在一起。因此，可以利用這一原理生產奶油和測定乳的含脂率。

2脂肪球的構造及其存在狀態(tài)第36頁,共65頁，2024年2月25日，星期天2脂肪球的構造及其存在狀態(tài)第37頁,共65頁，2024年2月25日，星期天3乳脂肪的理化常數(shù)（1）比重：乳脂肪的比重，在15℃時與同溫度同體積水之比約為0.935~0.943，100℃時0.865~0.870；（2）熔點：根據(jù)所含甘油酯的種類與數(shù)量不同而異，一般為28~33℃；（3）皂化值：將1g油脂完全皂化所需NaOH（KOH）的mg數(shù)，皂化值與FA的分子量成反比，故根據(jù)皂化值可以估計脂肪酸的種類。牛乳脂220~240（約226），牛脂豬脂190~200；（4）碘值：其表示不飽和脂肪酸的數(shù)量，即以100g油脂所能吸收碘的g數(shù)來表示，乳脂肪26~38（30左右）；（5）水溶性揮發(fā)性脂肪酸值：指中和5g脂肪蒸發(fā)出的揮發(fā)性脂肪酸所消耗的0.1N堿溶液的ml數(shù)，乳脂肪為24~30，動植物油脂大約為1；（6）波連斯克值：指脂肪中所含非水溶性揮發(fā)性脂肪酸的數(shù)量，即中和5g脂肪中所含非水溶性揮發(fā)性脂肪酸所消耗的0.1N堿溶液的ml數(shù)，牛乳脂肪為1.3~3.5；（7）酸值：指中和油脂中所含游離脂肪酸的量，即存在于1g油脂中的游離脂肪酸用堿中和時所消耗的mg數(shù)，一般乳脂肪的酸值為0.4~3.5，陳舊的奶油酸值可達30以上，要求10以下。第38頁,共65頁，2024年2月25日，星期天（二）磷脂乳中的磷脂類近0.1%，一般為0.072%~0.086%，包括三種，卵磷脂、腦磷脂和神經磷脂，其中意義最大為卵磷脂，量為0.036%~0.049%，它是構成脂肪球膜蛋白質絡合物的主要成分。第39頁,共65頁，2024年2月25日，星期天（三）膽固醇麥角固醇

紫外線

VD27-脫氫膽固醇

紫外線

VD3第40頁,共65頁，2024年2月25日，星期天（1）乳清酸（Oroticacid），73~122mg/L（2）3-羥基-3-甲基戊二酸（HMC）（3）乳糖（4）鈣（5）不飽和脂肪酸（6）磷脂乳中含有多種降低膽固醇的成分第41頁,共65頁，2024年2月25日，星期天四、糖類主要是乳糖，少量的葡萄糖，果糖，半乳糖等。牛乳4.6%，兔乳1.8%，馬乳7.6%，人乳6%~8%。第42頁,共65頁，2024年2月25日，星期天（一）乳糖的分類乳糖異構體的性狀比較項目α-乳糖水合物α-乳糖無水物β-乳糖制法乳糖濃縮液在93.5℃以下結晶α-乳糖水合物減壓加熱或無水乙醇處理乳糖濃縮液在93.5℃以上結晶熔點（℃）202222.8252.2溶解度（g/100ml，20℃

）8—55甜味較弱—較強晶型單斜晶三棱形針狀三棱形金剛石形、針狀三棱形比旋光度[α]20D89.486.035.5第43頁,共65頁，2024年2月25日，星期天1α-乳糖水合物2α-乳糖無水物初溶解度：將乳糖加入水中振蕩，部分乳糖即溶于水，形成飽和溶液，此時的溶解度為初溶解度。終溶解度：初溶解度是暫時的，隨著α-乳糖轉化為β-乳糖，從而使α-乳糖減少，直到α-乳糖和β-乳糖達到平衡為止，此時α-乳糖已飽和，此時的溶解度為終溶解度。過溶解度：將乳糖的飽和溶液冷卻，在沒有晶核的情況下，一般不會形成晶核，而溶液可在較長時間內保持飽和狀態(tài)，也稱為過飽和溶液。3β-乳糖第44頁,共65頁，2024年2月25日，星期天（二）乳糖的性質及作用1乳糖遠叫較麥芽糖難溶解于水，其飽和溶液15℃時14.5%，25℃時17.8%；2乳糖的甜度較蔗糖弱，為蔗糖的1/6~1/5；3乳糖對酸的作用較蔗糖和麥芽糖穩(wěn)定；4只有乳糖酶可以分解乳糖；5乳糖主要存在于脫脂乳中乳清中（干酪）少量存在于稀奶油中酪乳中（奶油）6乳糖與鈣的代謝有密切關系；7乳糖分解后生成的半乳糖是形成腦神經中重要成分（糖脂質）；8乳糖可以防止肝臟脂肪沉積。第45頁,共65頁，2024年2月25日，星期天（三）乳中其他糖類1葡萄糖：量很少，4.08~7.58mg/100ml2半乳糖：量很少，2mg/100ml3其它：低聚糖、果糖、己糖胺等第46頁,共65頁，2024年2月25日，星期天五乳中的酶類（一）來源1乳腺細胞自身分泌的酶類；2一部分來自乳腺細胞白細胞在泌乳時崩解，進入乳中；3一部分由于乳中微生物生長繁殖所產生。第47頁,共65頁，2024年2月25日，星期天（二）種類1水解酶：脂酶、蛋白酶、磷酸酶、淀粉酶、半乳糖酶、溶菌酶2氧化還原酶：過氧化氫酶、過氧化物酶、黃嘌呤氧化酶、醛縮酶、還原酶、氧化酶第48頁,共65頁，2024年2月25日，星期天（三）牛乳中主要酶類的特性及作用1解脂酶（1）種類：a膜脂酶b乳漿脂酶，最適溫度37℃，鈍化溫度至少80~85

℃

，最適pH8.0~9.0。（2）作用：（3）來源：微生物污染第49頁,共65頁，2024年2月25日，星期天

2磷酸酶

（1）種類酸性磷酸酶堿性磷酸酶最適pH4.0~4.27.6鈍化溫度耐熱性強，73℃50min仍保持活力，95℃5min完全鈍化

不耐熱性，63℃30min或71~75℃15~30s即被破壞

位置主要存在于乳清中吸附于脂肪球膜上第50頁,共65頁，2024年2月25日，星期天（2）特性

經高溫短時間殺菌已失活的堿性磷酸酶在貯存過程中可以復活，據(jù)此可以檢驗牛乳的殺菌程度或殺菌后貯存時間長短。第51頁,共65頁，2024年2月25日，星期天3蛋白酶非細菌性細菌性來源存在于脫脂乳中，乳本身具有微生物產生，細菌死亡而分解出最適pH8弱堿性鈍化溫度80℃10min高于75~80℃即被破壞作用類似胰蛋白酶作用使蛋白質分解形成蛋白胨、多肽、Aa，是干酪成熟的主要因素第52頁,共65頁，2024年2月25日，星期天4過氧化物酶（1）來源：來自白細胞的細胞成分，屬于乳中原有的酶，其數(shù)量與細菌無關，最適pH4~6，最適溫度25℃，鈍化溫度76℃20min或77~78℃5min破壞。（2）作用：a具有抑制某些乳酸菌生長發(fā)育的作用，即為Lactenin，b鑒定是否為巴殺乳。第53頁,共65頁，2024年2月25日，星期天5還原酶（主要是脫氫酶）（1）來源：來自微生物代謝產物，故酶的數(shù)量與微生物污染程度直接有關。最適條件：pH5.5~8.5，T40~45℃（2）作用：可以使美蘭還原成無色，據(jù)此可以測定乳的質量。（3）鈍化條件：69~70℃30min或75℃5min完全破壞。第54頁,共65頁，2024年2月25日，星期天乳的等級褪色時間（h）1ml乳中細菌數(shù)乳的質量Ⅰ超過5.550萬以下良好Ⅱ2~5.550萬~400萬及格Ⅲ不足2400萬以上劣美蘭的褪色時間與乳中細菌數(shù)目的關系第55頁,共65頁，2024年2月25日，星期天六乳中的維生素1牛乳中含有目前已知的所有維生素。2牛乳中維生素分為脂溶性：如VA、D、E、K；水溶性；VB1、B2、B6、煙酸、B12、C等。3泌乳期對乳中維生素含量有直接影響，如初乳中VA、β-胡蘿卜素含量多于常乳。4放牧季節(jié)吃青草較舍飼維生素高。5乳中維生素來源，有的來自飼料如VE，有的靠奶牛自身合成，VB群可靠瘤胃中的微生物合成。6牛乳中的維生素熱穩(wěn)定性不同，有的熱穩(wěn)定，如VA、D、B2等，但也有的熱敏感性特強，如Vc。第56頁,共65頁，2024年2月25日，星期天維生素殺菌乳滅菌乳淡煉乳甜煉乳噴霧干燥乳粉酸乳制品干酪奶油保溫式殺菌高溫短時殺菌瓶裝滅菌（A）UHT（B）A+BVA00000000+3300VB110<1035<1045401010+339097VB200000000+4~508599生物素00000101010———尼克酸0000？？0？—90—VB600500506000———VB1210？<10>9020>90903030———VC20105010>50601520609499VD00000000———VE32—————020307030維生素在牛乳加工中的破壞率第57頁,共65頁，2024年2月25日，星期天

1乳的礦物質含量

每升牛奶中約含7.0克礦物質，主要有磷、鈣、鎂、氯、硫、鐵、鈉、鉀等。20％的鈣和磷與酪蛋白結合形成酪蛋白酸—磷酸鈣復合體，大約1／3的鎂也與酪蛋白結合，50％多的鈣是以膠體無機鈣存在，剩余30％是以鈣離子形式溶解在乳中。乳中的礦物質含量比較穩(wěn)定，受季節(jié)和飼料的影響較小。初乳中礦物質總量和每種礦物質元素含量都比較高，有些礦物質如；鈣、磷、鈉和氯等，在泌乳末期又會升高。

2

乳的微量元素

乳中的微量元素主要有碘、銅、錳、硅、鋁、氟、溴、鋅、鈷、鉛等，大部分是以有機化合物的形式存在的，如：一些銅、鋅、鎂和鐵都是在脂肪球膜中，60％～70％的鐵與酪蛋白膠粒結合，80％的鋅與酪蛋白結合，20％是與免疫球蛋白結合。

七、乳中的礦物質和微量元素第58頁,共65頁，2024年2月25日，星期天第59頁,共65頁，2024年2月25日，星期天八、乳中氣體主要是CO2、O2、N2等，細菌繁殖后是氫氣、甲烷等存在。第60頁,共65頁，2024年2月25日，星期天九、乳中其它成分（一）有機酸1種類：主要是檸檬酸，此外還有微量乳酸、馬尿酸、丙酮酸等。2含量：檸檬酸0.07%~0.4%，平均0.18%，在酸敗乳或發(fā)酵乳中，由于乳酸菌的作用，乳酸含量增高。3乳中檸檬酸的作用：檸檬酸對乳的鹽類平衡、牛乳對熱、冷凍過程中的穩(wěn)定性均起重要作用，同時它還是發(fā)酵乳制品的芳香成分丁二酮的前身。4存在狀態(tài)：在乳中檸檬酸是以鹽類狀態(tài)存在，檸檬酸鹽除了是酪蛋白膠粒的成分外，還有分子、離子狀態(tài)的檸檬酸鹽（主要是檸檬酸鹽）。第61頁,共65頁，2024年2月25日，星期天1種類：主要是白血球和一些乳房分泌組織的上皮細胞，也有少量紅血球。2細胞數(shù)：牛乳中細胞數(shù)含量多少是衡量乳房健康狀況及牛乳衛(wèi)生質量的標志之