乳的化学组成和性质.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,*,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,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35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16,o,T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。,16/5810）,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,（milk fat or butter fat),（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0.120,m,，平均直径是34,m,，1ml全乳中有2040亿个脂肪球。,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510 nm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（milk fat or butter fat),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（milk fat or butter fat),第二节 乳组成与性质,23/58,（三）乳蛋白质,（milk protein),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,乳白蛋白,血清白蛋白,乳球蛋白,乳球蛋白,IgG,1,IgG,2,IgG,M,IgG,A,免疫球蛋白,s,酪蛋白,酪蛋白,酪蛋白,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Ca,3,(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,酸凝固,复合体,Ca,3,(PO,4,),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。,PH5.2,PH4.6,乳酸菌,复合体,第二节 乳组成与性质,1、酪蛋白,（casein),28/58,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,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CaCl,2,后，破坏了平衡，加热即凝固。受热温度越高，则需要CaCl,2,量愈少，且乳清蛋白也凝固。,当T=95，每升乳加,1-1.25gCaCl,2,，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),30/58,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),31/58,2、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MgSO,4,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.-乳白蛋白,2.-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,-乳糖水合物,:即普通乳糖,93时结晶出来,乳糖，常温时最稳定,-,乳糖无水物,:将,-乳糖水合物以120-130加,热失去结晶水时乳糖,-,乳糖,:在,93时从,-乳糖水合物结晶出来乳,糖，甜度、溶解度高于,-乳糖水合物,:,=1:1.65 溶解度,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-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-含水乳糖和-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PH6.5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,(Inorganic Salts),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,158,54,109,14,91,5,99,37/58,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B,1,、B,2,、B,6,、B,12,、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.,C,3,H,5,(OCOR),3,+3H,2,O,C,3,H,5,(OH),3,+3RCOOH,脂酶,第二节 乳组成与性质,（七）酶 类,1、脂 酶,41/58,2、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,42/58,3、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,43/58,5、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；80,2.5s,H,2,O,2,O,OH,OCH,3,O,O,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,：PH 5.5-8.5，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,46/58,2、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,47/58,3、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。,Mg,2+,、Ca,2+,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,50/58,3、酸度,（1）PH,常乳PH在6.5-6.7；PH6.7,可能为乳房炎乳,PH6.5，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（,0,T）,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。,V,0.1MNaOH,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%）,16-18,0,T 相当于 乳酸度 0.15-0.17%,52/58,4、密度和比重,乳密度,D,20/4,20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,D,15/15,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,D,20,/4,+0.002=D,15,/15,第二节 乳组成与性质,二、乳物理性质,53/58,影响原因：,1）,无脂干物质总量及百分比,2）,加水,：每加10%水，约降0.003，即3度3）,气体,：刚挤出乳比放置2-3天后比重低0.0008-0.001 4）,温度,：在10-25内，每改变1，则改变D=0.0002，即0.2度。,第二节 乳组成与性质,二、乳物理性质,54/58,5、冰点和沸点,牛乳冰点为,-,0.525,-,0.565,，平均,-,0.54,。,乳糖及可溶性盐类使冰点下降，变酸时冰点下降，,乳中加,1%,水时，冰点上升,0.0054,。,第二节 乳组成与性质,二、乳物理性质,T-T,T,T,：被检乳冰点，,T,：正常乳冰点。,加水量,W=,沸点：,理论上比水高0.15,实际,1atm时为100.17,55/58,6、其它物理性质,黏度,20 时，牛乳0.0015-0.002 Pa s,影响原因：蛋白质、脂肪、均质、脱脂等,加工方面：如甜炼乳、淡炼乳、乳粉喷雾,表面张力,（0.046-0.0475N/m），能够探测混杂物、泡沫、乳浊液形成等。,均质处理时，脂肪球表面积增大，表面张力增加,导电率,25 时4-5ms（毫西门子），6ms时即可认为患病牛乳，可,应用于快速测定乳房炎乳,第二节 乳组成与性质,二、乳物理性质,56/58,1、牛乳主要化学成份包含哪些?,影响牛乳成份原因有哪些?,2、试述牛乳分散体系?,3、简述乳脂肪在乳中存在状态?,乳脂肪球膜结构怎样影响乳脂肪稳定性?,4、试述酪蛋白在乳中存在状态?,影响酪蛋白胶粒稳定性原因有哪些?,5、乳糖种类及结晶状态对乳制品品质有何影响?,本 章 思 考 题,57/58,6、简述牛乳中无机物种类及存在状态?,无机物对牛乳稳定性有何影响?,7、试述乳物理性质及其对判断牛乳质好坏和确定合理加工工艺作用。,8、异常乳种类及特征?,9、异常乳形成原因及控制。,本 章 思 考 题,58/58,