乳的化學(xué)組成及性質(zhì)

乳的化學(xué)組成及性質(zhì)第1頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月乳制品純牛奶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，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月第3頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月講授內(nèi)容：一、乳的理論基礎(chǔ)知識：1.乳的化學(xué)組成及性質(zhì)2.乳的物理性質(zhì)二、乳制品加工技術(shù)：

1.原料乳的驗收及預(yù)處理

2.液態(tài)乳的加工技術(shù)

3.酸乳生產(chǎn)

4.乳粉生產(chǎn)

5.干酪生產(chǎn)技術(shù)

6.冰淇淋的加工技術(shù)7.煉乳生產(chǎn)技術(shù)第4頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月第一章乳的基礎(chǔ)知識第一節(jié)乳的化學(xué)組成及性質(zhì)第5頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月一、牛乳主要化學(xué)成分及含量第6頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月第7頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月二、乳的膠體性質(zhì)1.真溶液：2.高分子溶液：3.膠體懸浮液：4.乳濁液：酪蛋白在乳中形成酪蛋白酸鈣–磷酸鈣復(fù)合體膠粒。膠粒直徑約為30～800nm。乳脂肪以脂肪球的形式分散于乳中，形成乳濁液。直徑約為100～10000nm。乳白蛋白及乳球蛋白呈大分子態(tài)分散于乳中，形成典型的高分子溶液。其微粒直徑約為15～50nm。乳糖、水溶性鹽類、水溶性維生素等呈分子或離子態(tài)分散于乳中，形成真溶液。其微?！?nm。第8頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月牛乳的復(fù)合膠體體系乳糖,無機(jī)鹽酪蛋白脂肪真溶液膠體懸浮液乳濁液各成分的分散狀態(tài)第9頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月三、乳中各成分的性質(zhì)第10頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月一、水分在乳中約占87%～89%。分為自由水、結(jié)合水。自由水——乳中主要水分，具有常水的性質(zhì)沸點-冰點-溶解特性…….

結(jié)合水、膨脹水、結(jié)晶水在乳中具有特別的性質(zhì)和作用。第11頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月一、水分（一）結(jié)合水結(jié)合水約占2%-3%，與蛋白質(zhì)或與乳糖及某些鹽類結(jié)合存在。無溶解特性。不具有常水的冰點、沸點——難以蒸發(fā)和結(jié)冰。

第12頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月二、氣體生乳中含有一定量氣體主要：二氧化碳、氧、氮等細(xì)菌繁殖產(chǎn)生如氫氣、甲烷等剛擠出的牛乳含氣量較高其中以CO2為最多，氮次之，氧最少檢測原料乳時，不能用剛擠出的乳檢測其密度和酸度。第13頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月三、乳干物質(zhì)概念：將乳干燥到恒重時所得到的殘余物。含量：常乳中含量11%～13%。第14頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月四、乳脂肪(fat)有97%-99%的成分是乳脂肪。約1%的磷脂和少量的甾醇、游離脂肪酸、脂溶性維生素等。是中性脂肪，牛乳中含量平均為3.5%-4.5%。乳脂肪是由一個分子的甘油和三個分子相同或不同的脂肪酸所組成，形成甘油三酸酯的混合物?！桥Ｈ榈闹饕煞种坏?5頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月四、乳脂肪(fat)（一）乳脂肪球及脂肪球膜

1、脂肪球

——呈分散狀態(tài)于乳中；

——水包油型的乳濁液；

——表面被有脂肪球膜，使脂肪在乳中保持穩(wěn)定的乳濁液狀態(tài)。

——直徑在0.1～22μm范圍，平均為3μm。2、乳脂肪球膜：5～10nm厚。

——由蛋白質(zhì)、磷脂、高熔點甘油三酸酯、甾醇、維生素、金屬離子、酶類及結(jié)合水等復(fù)雜的化合物所構(gòu)成。

——其中起主導(dǎo)作用的是卵磷脂—蛋白質(zhì)絡(luò)合物。第16頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）乳脂肪的脂肪酸組成和含量——脂肪酸組成受飼料、營養(yǎng)、環(huán)境等因素的影響而變動，尤其是飼料。

組成特點：①低級短鏈脂肪酸含量高（14%，其它油1%）②水溶性、揮發(fā)性脂肪酸含量很高（8%）?！@類乳脂風(fēng)味良好、易于消化。

第17頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月（三）乳脂肪的特性

1．一般特性（1）乳脂肪具有特殊的香味和柔軟的質(zhì)體，是高檔食品的原料。（2）易受光、空氣中的氧、熱、金屬銅、鐵作用而氧化，從而產(chǎn)生脂肪氧化味。（3）易在解脂酶及微生物作用下而產(chǎn)生水解，使酸度升高。由于含有酪酸（丁酸），故輕度水解也能產(chǎn)生特別的刺激性氣味——脂肪分解味。（4）易吸收周圍環(huán)境中的其它氣味，如飼料味、牛舍味、柴油味及香脂味等等；（5）在5℃以下呈固態(tài)，11℃以下呈半固態(tài)。第18頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月乳脂肪的物理常數(shù)表第19頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月①溶解性揮發(fā)脂肪酸值－指中和從5g脂肪中蒸餾出來的溶解性揮發(fā)脂肪酸時所消耗的0.1mol/LKOH的毫升數(shù)。②皂化價指每皂化1g油脂中脂肪酸所消耗的NaOH的毫克數(shù)。③碘價指在100g脂肪中，使其不飽和脂肪酸變成飽和脂肪酸所需的碘的毫克數(shù)。（三）乳脂肪的特性２．乳脂肪的理化常數(shù)第20頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月④波倫斯克值指中和5g脂肪中揮發(fā)出的不溶于水的揮發(fā)性脂肪酸所需0.1mol/LKOH的毫升數(shù)。歸納理化特點為：

——水溶性脂肪酸值高；——碘價低；——揮發(fā)性脂肪酸多；——不飽和脂肪酸比植物脂肪少；——皂化價比一般脂肪高。碘價越高脂肪越軟！第21頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月（四）磷脂主要是卵磷脂、腦磷脂與神經(jīng)鞘磷脂比例為48:37:15。（五）甾醇乳脂肪中甾醇的最主要部分是膽固醇。含量很低（每100ml牛乳中約含7～17mg）；主要結(jié)合在脂肪球膜上。第22頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月五、乳糖（一）乳糖概述乳糖——C12H22O11乳腺分泌的特有的化合物；牛乳中約含4.5%。乳糖有α–乳糖和β–乳糖兩種異構(gòu)體。

α–乳糖很易與一分子結(jié)晶水結(jié)合——α–乳糖水合物，所以乳糖實際上共有三種形態(tài)。

第23頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月乳糖在乳中全部呈溶解狀態(tài)。乳糖為D–葡萄糖與D–半乳糖以β–1，4鍵結(jié)合的雙糖，又稱為1，4–半乳糖苷葡萄糖。第24頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）乳糖的結(jié)構(gòu)1.α–乳糖水合物

——通常含有1分子結(jié)晶水，其亦有無水物。

——在93.5℃以下的水溶液中結(jié)晶而成的。

——市售乳糖一般為α–乳糖水合物。第25頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）乳糖的結(jié)構(gòu)２.α–乳糖無水物

——在真空中緩慢加熱到100℃或在120～125℃迅速加熱，失去結(jié)晶水而形成。

——在干燥狀態(tài)下穩(wěn)定；

——在有水分存在時，易吸水而成為α–乳糖水合物。第26頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）乳糖的結(jié)構(gòu)３．β–乳糖

——以無水物形式存在；

——在93.5℃以上的水溶液中結(jié)晶而成。

——比α–乳糖易溶于水，且較甜。第27頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月

乳糖不適癥：

＋乳糖在消化器官內(nèi)經(jīng)乳糖酶作用而水解后才能被吸收。

＋年齡增長，消化道內(nèi)缺乏乳糖酶，不能分解和吸收乳糖，飲用牛乳后出現(xiàn)嘔吐、腹脹、腹瀉等不適應(yīng)癥。第28頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月消除乳糖不適癥的方法：①在乳品加工中利用乳糖酶，將乳糖分解為葡萄糖和半乳糖；②利用乳酸菌將乳糖轉(zhuǎn)化成乳酸，還可提高乳糖的消化吸收率，改善制品口味。第29頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月六、乳蛋白質(zhì)

——包括酪蛋白、乳清蛋白及少量脂肪球膜蛋白；

——乳清蛋白：包括乳白蛋白、乳球蛋白及對熱穩(wěn)定的小分子蛋白和胨。第30頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月（一）酪蛋白

——將脫脂乳加酸處理，在20℃下調(diào)節(jié)其pH至4.6時，沉淀的一類蛋白質(zhì)。酪蛋白的組成

——含磷蛋白質(zhì)為主體；

——幾種蛋白質(zhì)的復(fù)合體（α–，β–，γ–，Κ–

——α–酪蛋白分為鈣不溶性和鈣可溶性兩部分；

——含大約1.2%的鈣和少量的鎂。第31頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月2.酪蛋白的性質(zhì)——以酪蛋白膠束狀態(tài)而存在；——再與磷酸鈣形成復(fù)合體，稱作“酪蛋白酸鈣-磷酸鈣復(fù)合體”。酪蛋白膠束——亞酪蛋白膠束混合構(gòu)成：直徑約10-15nm（1nm=10-9m），不同的酪蛋白膠束所含有的αs

－酪蛋白、β-酪蛋白和κ-酪蛋白也不是均勻一致的。第32頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月1、概念：原料乳中去除酪蛋白之后，留在乳清中的蛋白質(zhì)。

——約占乳蛋白質(zhì)的18%-20%。2、分類：——分為對熱穩(wěn)定和對熱不穩(wěn)定兩大部分?！秒娪痉ǚ治鲇挚煞蛛x成8種蛋白。第二章乳的物理化學(xué)性質(zhì)第二節(jié)乳中各成分的性質(zhì)畜產(chǎn)品加工專業(yè)2008.3（二）乳清蛋白第33頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月3、特點

——屬全價蛋白質(zhì)，富含硫，含硫量為酪蛋白的2.5倍?！訜釙r易暴露–SH、–S–S–，易產(chǎn)生H2S，形成蒸煮味?！槐荒槊富蛩崮?，被鈣凝固；——初乳中含量高達(dá)10%-12%，常乳中僅有0.5%。（二）乳清蛋白第34頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月4.對熱不穩(wěn)定的乳清蛋白——當(dāng)將乳清煮沸20min，pH為4.6-4.7時，沉淀的蛋白質(zhì)，約占乳清蛋白的81%。（l）乳白蛋白概念：乳清在中性狀態(tài)時，加人飽和硫酸銨或飽和硫酸鎂進(jìn)行鹽析時，仍呈溶解狀態(tài)而不析出的蛋白質(zhì)。分類：α–乳白蛋白、β–乳球蛋白和血清白蛋白。含量：α–乳白蛋白約占乳清蛋白的19.7%，β–乳球蛋白約占乳清蛋白的43.60%，血清白蛋白約占乳清蛋白的4.7%。第35頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）乳球蛋白概念：乳清在中性狀態(tài)下，用飽和硫酸銨或硫酸鎂鹽析時能析出，而呈不溶解狀態(tài)的蛋白。含量：占乳清蛋白的13%，其中β–乳球蛋白約占乳球蛋白的43.6%。分類：可分為真球蛋白和假球蛋白2種，它們與乳的免疫性有關(guān)，具有抗原作用，所以也稱為免疫球蛋白。第36頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月

（三）脂肪球膜蛋白

——牛乳中還有一些蛋白質(zhì)稱為脂肪球膜蛋白，它們是吸附于脂肪球表面的蛋白質(zhì)與磷脂質(zhì)，構(gòu)成脂肪球膜；

——1分子磷脂質(zhì)約與2分子蛋白質(zhì)結(jié)合在一起。特點：

——對熱較為敏感，含有大量的硫，在70℃～75℃瞬間加熱，則–SH基裸露，產(chǎn)生蒸煮味。

——其中的卵磷脂易在細(xì)菌性酶的作用下產(chǎn)生魚腥味（三甲胺）而被破壞。

——易受細(xì)菌性酶的作用而分解，是奶油風(fēng)味變壞的原因之一。第37頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月（四）其它蛋白乳中還含有數(shù)量很少的其它蛋白質(zhì)和酶蛋白，在分離酶時可按不同部分將其分開。

牛乳中的含氮物中還包括非蛋白態(tài)的氮化物，約占總氮的5%。其中有氨基酸、尿素、尿酸、肌酐及葉綠素等。（五）非蛋白質(zhì)氮第38頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月七、乳中酶類分類：①水解酶：包括脂酶、蛋白酶、磷酸酶、淀粉酶、半乳糖酶、溶菌酶等。②氧化還原酶：其中包括過氧化氫酶、過氧化物酶、黃嘌呤氧化酶及醛縮酶等。③還原酶：其中包括還原酶、氧化酶等。來源：一是來自于乳腺，二是來源于微生物的代謝產(chǎn)物。（一）脂酶

概念：將脂肪分解為甘油及脂肪酸的酶。來源：乳腺進(jìn)入和熒光性細(xì)菌及霉菌。分類：①吸附于脂肪球膜間的膜脂酶，它在末乳中含量高。②存在于脫脂乳中的、大部分與酪蛋白相結(jié)合的乳漿脂酶。滅活：脂酶經(jīng)80℃，20s加熱可以完全鈍化。

（二）磷酸酶——主要是堿性磷酸酶，少部分是酸性磷酸酶?！獕A性磷酸酶經(jīng)62.8℃，30min或72℃，15s加熱而被鈍化，利用這種性質(zhì)來檢驗巴氏殺菌乳殺菌是否徹底。——即使在巴氏殺菌乳中混入0.5%的原料乳亦能被檢出。這就是著名的磷酸酶試驗。第39頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月七、乳中酶類（三）過氧化氫酶

——主要來自白血球的細(xì)胞成分，初乳和乳房炎乳中含量最多?！蓪⑦^氧化氫酶試驗作為檢驗乳房炎乳的手段之一?！?jīng)75℃，20min加熱可全部鈍化。第40頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月（四）過氧化物酶

——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，使多元酚、芳香胺及某些無機(jī)化合物氧化。

——其鈍化溫度為70℃，150min；75℃，25min；80℃，2.5s?！饕獊碜匀橄侔籽虻募?xì)胞成分?！赏ㄟ^測定過氧化物酶的活性來判斷乳是否經(jīng)過熱處理及熱處理的程度。（五）還原酶——是微生物的代謝產(chǎn)物之一?！艽偈辜谆m（美藍(lán)）變?yōu)闊o色?！橹羞€原酶的量與微生物污染的程度成正比，因此，微生物檢驗中常用還原酶試驗來判斷乳的新鮮程度，即所謂還原酶實驗（如美藍(lán)實驗）。（六）蛋白酶——存在于α–酪蛋白中，具有強(qiáng)的耐熱性，加熱至80℃，10min時被鈍化。蛋白酶作用的最適pH為8.0，能使乳蛋白質(zhì)凝固。（七）乳糖酶

——分解成葡萄糖和半乳糖具有催化作用。

——在pH5.0-7.5時反應(yīng)較弱，

——一些成人和嬰兒由于缺乏乳糖酶，所以產(chǎn)生乳糖不適癥。第41頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月八、乳中維生素

牛乳中維生素的熱穩(wěn)定性不同，維生素A、維生素D、維生素B1、維生素B2、維生素B12、維生素B6等對熱穩(wěn)定，維生素C等熱穩(wěn)定性差。乳在加工中維生素往往會遭受一定程度的破壞而損失。牛乳中維生素的熱穩(wěn)定性不同:熱穩(wěn)定性的維生素：VA、VD、VB1、VB2、

VB12、VB6等對熱穩(wěn)定;維生素C及其他維生素?zé)岱€(wěn)定性差。在任何一種乳制品加工中，維生素都會遭受一定程度的破壞而損失。第42頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月九、乳中的無機(jī)物和鹽類（一）無機(jī)物

常量：磷、鈣、鎂、氯、硫、鐵、鈉、鉀

微量：錳、鈷、鎳、鋁……….

大部分構(gòu)成鹽類而存在.

一部分與蛋白質(zhì)結(jié)合或吸附在脂肪球膜上.乳中鈣磷等鹽類的構(gòu)成及其狀態(tài)對乳的物理化學(xué)性質(zhì)有很大影響。

第43頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）乳中的鹽類大部分與有機(jī)酸和無機(jī)酸結(jié)合，以可溶性的鹽類狀態(tài)存在。主要的以無機(jī)磷酸鹽及有機(jī)檸檬酸鹽的狀態(tài)存在，但其中一部分則以不溶性膠體狀態(tài)分散于乳中，另一部分以蛋白質(zhì)狀態(tài)存在。第44頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月1.鹽類存在的狀態(tài)

可溶性鹽:分為離子性鹽和非解離性鹽;

不溶性鹽;

牛乳鹽類的溶解性與非溶解性的分布，隨溫度、pH、稀釋度及濃度而變化。第45頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月2.各種處理對鹽類分布的影響（1）溫度的影響

乳中的磷酸鈣，其溶解度