第1章 乳的成分和性质

高分子溶液：乳白蛋白、乳球蛋白呈大分子态
胶体悬浮液：酪蛋白酸钙-磷酸钙复合体
乳浊液：乳脂肪以脂肪球存在
一、乳脂质：乳中能量与营养

脂肪（97%～99%） 、少量磷脂（1%，包括 卵磷脂、脑磷脂、神经磷脂）、微量甾醇和游 离脂肪酸。
磷脂（60%在脂肪球膜）：卵磷脂为极性分子，
疏水基朝向脂肪球的中心，与甘油三酯形成膜内层； 亲水基向外朝向乳浆，与强大亲水基的蛋白质，构成 了膜的外层。 应用：婴儿脑发育、生产速溶奶粉

包括脂肪（fat，F）和非脂乳固体（solid of non-fat ，SNF）。
常乳中干物质含量为11%～13%，含有乳 的全部成分。乳脂肪在乳中的变化比较大， 因此在实际工作中常用（非脂乳固体）无 脂干物质作为指标。

影响牛乳成分的因素

品种：品种是经过人类长期选择培育而形 成，乳牛中黑白花牛的乳最稀薄，更塞牛、 娟珊牛的乳脂率最高。水牛、牦牛乳干物 质含量比其它品种要高


脂肪球的大小对乳制品加工的意义

稀奶油制造的理论依据：脂肪球的直径越大， 上浮的速度就越快，故大脂肪球含量多的牛乳， 容易分离出稀奶油。 长时间不分层的稳定产品：当脂肪球的直径接 近1µ m时，脂肪球基本不上浮。所以，生产中 可将牛乳进行均质处理，得到~。


乳脂肪球为圆球形或椭圆球形，表面被一层 5～10nm厚的膜所覆盖，称为脂肪球膜。 脂肪球膜具有保持乳浊液稳定的作用，即使 脂肪球上浮分层，仍保持脂肪球的分散状态。
乳脂肪不饱和脂肪酸主要为油酸(占70%)，故乳脂肪熔点低


室温—液态；≤11℃—半固态； ≤ 5℃—固态

乳脂肪的脂肪酸组成受饲料、营养、环 境、季节等因素的影响。


夏季放牧乳脂肪不饱和脂肪酸含量升高
冬季舍饲期不饱和脂肪酸含量降低
பைடு நூலகம்

所以夏季加工的奶油其熔点比较低。
表 5-1 乳脂肪的理化常数 项目 指标 比重（d） 0.935～0.943 熔点（℃） 28～38 凝固点（℃） 15～25 25 1.4590～1.4620 折射率（ n ）

（1）热不稳定的乳清蛋白质

调节乳清pH4.6～4.7时，煮沸 20min，发生沉淀的一类蛋白质。 约占乳清蛋白的81%。

包括乳白蛋白和乳球蛋白两类。
①乳白蛋白

乳清中，加饱和硫酸铵或饱和硫酸镁盐析时， 呈溶解状态而不析出的蛋白质。
占乳清蛋白68%。 又包括α-乳白蛋白（约占乳清蛋白的19.7%）、 β- 乳球蛋白（约占乳清蛋白的43.6%）和血清 白蛋白（约占乳清蛋白的4.7%）。不含磷，富 含硫，初乳中高达10-12%
钙和磷的含量直接影响酪蛋白微粒的大小，大 的微粒要比小的微粒含有较多量的钙和磷。 由于乳汁中的钙和磷呈平衡状态存在，所以鲜 乳中酪蛋白微粒具有一定的稳定性。当向乳中 加入氯化钙时，则能破坏平衡状态，因此在加 热时使酪蛋白发生凝固现象。


试 验 证 明 ， 在 90℃ 时 加 入 0.12% ～ 0.15% 的 CaCl2即可使乳凝固。
第一章 乳的成分及性质
第一节 乳的组成

乳：雌性哺乳动物分娩后由乳腺分泌的一种白 色或微黄色的不透明液体。“白色血液” 乳的主要成分及比例%（以乳牛为例）： 水分 总固形物 87.2 12.8
蛋白质 3.5 脂肪 3.7 乳糖 4.9 灰分 0.2

水分：87-89%

乳的总固形物（total solid，TS）:将乳干燥 到恒重时所得到的物质。 又称为乳干物质、全乳固体
表 4-1 乳牛品种 荷兰牛 西门达尔牛 更塞牛 娟姗牛 水牛 牦牛
个体与体型

同一品种的不同个体，即使在同样环境条件下， 产乳量及其乳的成分、性质有很大差异。
同一品种同一年龄的乳用牛，通常体型大，产 乳量较高。 乳脂率变动范围，黑白花奶牛为2.6%～6％， 娟栅牛为3.3%～8.4%； 而产乳量变动则更大，由2000kg～12 000kg。
D
项目 赖克特迈斯尔值* 波伦斯克值** 酸值 丁酸值
指标 21～36 1.3～3.5 0.4～3.5 16～24 0.31～0.42
皂化率 218～235 不皂化物 碘值 26～36(30 左右) *：水溶性挥发性脂肪酸值；**：非水溶性挥发性脂肪酸值。
二、乳蛋白质(Milk Protein)





（4）乳房按摩是提高乳牛产乳能力，保证乳 房正常泌乳的重要环节。

挤乳前按摩乳房，对提高产乳量和乳脂率是十 分必要的。
挤乳前用热水擦洗并按摩乳房，能引起血管反 射性扩张，进入乳房的血流量加大，促进乳脂 的合成；同时，可使乳房迅速膨胀，内压增高， 产生排乳。

疾病与药物

乳牛的健康状况对乳的产量和成分均有影响，如 乳糖含量减少，氯化物和灰分增加。 乳牛患有乳房炎时，除产量明显下降外，乳中乳 清蛋白、免疫球蛋白、钠、氯增加，酪蛋白、乳 糖、乳白蛋白、磷减少，pH值升高。 这些异常变化是由于侵入乳房的细菌引起的乳腺 细胞的通透性增加，影响乳汁的正常生成所致。 杀菌剂、抗菌素在内的许多用于治疗牛病的药物 都可能进入乳中而改变乳的正常组成

②酪蛋白的凝乳酶（皱胃酶）凝固


凝乳酶的作用，酪蛋白发生凝固。
应用：工业上生产干酪。
酪蛋白在凝乳酶的作用下变为副酪蛋白 (Paracasin)，在钙离子存在下形成不溶性的凝 块，这种凝块叫作副酪蛋白钙，其过程如下：
酪蛋白酸钙＋凝乳酶→副酪蛋白钙↓+糖肽＋凝乳酶

③盐类及离子对酪蛋白稳定性的影响


挤乳技术

挤乳技术包括挤乳次数、挤乳时间、挤乳顺 序、乳房按摩等。 （1）母牛通常每天挤乳2次，若每天挤乳3次， 则产乳量增加10％～25％。 （2）大多数牛的挤乳时间5～6min可得到最大 的泌乳量。 （3）挤乳顺序以交叉挤乳效果较好，即先同 时挤右侧前乳头和左侧后乳头，然后再挤左侧 前乳头和右侧后乳头，交替进行。
酪蛋白的酸凝固过程：
酪蛋白酸钙[Ca3(PO4)2]＋2HCl→酪蛋白↓＋2CaHPO4＋CaCl2

加酸程度不同，酪蛋白酸钙复合体中钙被酸取代的情 况也有差异。

乳中酪蛋白在pH5.2～5.3时Ca3(PO4)2 先行分离就 发生沉淀，这种酪蛋白沉淀中含有钙；继续加酸 而使pH值达到4.6时，Ca2+又从酪蛋白钙中分离， 游离的酪蛋白完全沉淀。 工业上一般用盐酸使酪蛋白沉淀。 如果由于乳中的微生物作用，使乳中的乳糖分解 为乳酸，从而使pH值降至酪蛋白的等电点时，同 样会发生酪蛋白的酸沉淀。

初乳：乳牛分娩1周内所产乳。含有β胡 萝卜素，故色黄、浓厚、富粘性；干物 质含量高，免疫球蛋白含量高。维生素 含量高；热稳定性差，有异臭、味苦。 常乳：产犊后7d到干乳期之前所产乳

末乳：干乳前一周所产乳
饲养管理

饲料中蛋白质含量不足时，引起挤乳量下降、 导致乳中蛋白质含量降低。饲料对乳脂及其性 质有显著影响。 饲料中维生素含量不足时，使产乳量降低、维 生素含量减少。 饲料中无机物不足时，产乳量减少，而且消耗 体内贮存的无机盐。
成年母牛按泌乳阶段分群
泌乳阶段 ①干乳期60d ②围产后期15d ③泌乳盛期110d ④泌乳中期90d ⑤泌乳后期90d 时期 停奶日-分娩日 分娩日-产后第15d 分娩后第16d-第120d 分娩后第121d-第210d 分娩后第211d-停奶前1天 说明 对奶牛产后及乳房健康至关重要 奶牛健康及产奶量的关键饲养期 占全泌乳期产奶量的45-50％ 占全泌乳期产奶量的30％左右 占全泌乳期产奶量的20-25％
④酪蛋白与糖的反应
具有还原性羰基的糖可与酪蛋白作用变成氨基 糖而产生芳香味及其色素。

应用：乳品（如乳粉、乳蛋白粉和其他乳制品） 在长期贮存中，由于乳糖与酪蛋白发生反应产 生颜色、风味及营养价值的改变。

工业用干酪素由于洗涤不干净，贮存条件不佳， 同样也能发生这种变化。

炼乳罐头也同样有这种反应过程，特别是含转 化糖多时变化更明显。
由于酪蛋白与乳糖的反应，发现产品变暗并失 去有价值的氨基酸，如：赖氨酸失去17%；组 氨酸失去17%；精氨酸失去10%。营养价值也 有很大损失。

2.乳清蛋白

指20℃，pH4.6沉淀酪蛋白后乳清中所有蛋白质 溶解分散在乳清中，乳中呈典型的高分子溶液状 态，占乳蛋白质的18～20%， 是干酪、干酪素生产过程中余下的廉价的副产品 可分为热稳定和热不稳定的乳清蛋白两部分。
(1)酪蛋白的存在形式

乳中的酪蛋白与钙结合生成酪蛋白酸钙，再与 胶体状的磷酸钙结合形成酪蛋白酸钙-磷酸钙 复合体以胶体悬浮液的状态存在于牛乳中。酪 蛋白胶粒中还含有镁等物质。 其胶体微粒直径在30～300nm，多数80～ 120nm。

(2)酪蛋白的性质

①酪蛋白的酸沉淀
当脱脂乳的pH值降低时，酪蛋白胶粒中的钙与磷酸盐 就逐渐游离出来。



年龄与胎次

产乳量随机体生长发育逐渐增加，以后随机 体的逐渐衰老而下降。 2-7胎泌乳量渐增，第7胎次时达到高峰，而 含脂率和非脂乳固体在初产期最高。 乳牛的年龄、胎次不同，乳牛产乳性能也不 同，所以，年龄鉴定具有重要意义。



奶牛的怀孕期平均280d，255-305d
泌乳期：300d/y左右，
乳中的酪蛋白酸钙-磷酸钙胶粒容易在氯化钠 或硫酸铵等盐类饱和溶液或半饱和溶液中形成 沉淀，这种沉淀是由于电荷的抵消与胶粒脱水 而产生。
钙离子与镁离子的浓度影响着胶粒的稳定性： 酪蛋白酸钙-磷酸钙胶粒，对于其体系内二价的 阳离子含量的变化很敏感。钙或镁离子能与酪 蛋白结合，而使粒子形成凝集作用。





环境因素


乳牛最适宜的温度为10-15 ℃
当气温升高，母牛为减少体热产生，乳量与饲 料消耗量自动减少。因而，产乳量下降，尤其 是高产牛或泌乳高峰期乳牛下降幅度更大。 噪音、日照、空气污染

第二节 乳成分的化学性质
鲜乳是一种复杂的具有胶体特性的液体。
真溶液：乳糖、水溶性盐类、水溶性维生素呈溶解状态

乳脂肪
含量一般为3%～5%。不溶于水，呈脂肪球形 式分散于乳中，形成乳浊液。

作用：对牛乳的营养价值、风味、物理性质 和经济价值起重要的作用，
脂肪球的成分与构造

直径约为0.1～20μm，多2-5μm，相对密度0.93， 牛奶静置上浮为稀奶油层 大小依乳牛的品种、个体、健康状况、泌乳期、 饲料及挤乳情况等因素而异。 (2~4)×109个脂肪球/ml牛乳。

酪蛋白不是单一的蛋白质，而是由α（50%）、β- 和κ-酪蛋白组成，为含磷 蛋白。含磷量不同。
α-酪蛋白含磷多，故又称磷蛋白。含磷 量对皱胃酶的凝乳作用影响很大。


酪蛋白是一种两性电解质，分子中含有 的酸性氨基酸远多于碱性氨基酸，故具 有明显的酸性。

应用：在制造干酪时，有些乳常发生软 凝块或不凝固现象，就是由于蛋白质中 含磷量过少的缘故。
不同品种乳牛的平均组成 水 分 比重 干物质（%） （%） 1.0324 87.5 12.50 1.0324 87.18 12.82 1.0336 85.13 14.87 1.0331 85.31 14.69 1.0290 81.41 18.59 81.60 18.40 — 脂 肪 （%） 3.55 3.79 5.19 5.19 7.47 7.80 蛋白质（%） 3.43 3.34 4.02 3.86 7.10 5.00 乳 糖 （%） 4.86 4.81 4.91 4.94 4.15 5.00 灰 分 （%） 0.68 0.71 0.74 0.70 0.84 —
牛乳的含氮化合物：
95%乳蛋白质+5%非蛋白态含氮化合物

乳蛋白质：酪蛋白 （80%） 及 乳清蛋白 （ 1820%，乳白蛋白和乳球蛋白等）、少量脂肪球膜蛋白

非蛋白态含氮化合物：氨、游离氨基酸、尿素、 尿酸、肌酸及嘌呤碱等。机体蛋白质代谢的产 物，通过乳腺细胞进入乳中。
1.酪蛋白

20℃时，调节脱脂乳的pH值至4.6，沉淀 的一类蛋白质。占乳蛋白总量的80%。


在机械搅拌或化学物质作用下，脂肪球膜被 破坏，脂肪球互相聚结在一起。奶油生产和 乳中的含脂率测定就是利用这原理。
脂肪球能稳定地存在于乳中：由于脂肪球膜 含有卵磷脂-蛋白质络合物。

乳脂肪=1分子甘油+3分子脂肪酸

水溶性挥发性脂肪酸：丁酸、己酸、辛酸、癸酸等
非水溶性挥发性脂肪酸：十二烷酸、月桂酸等 非水溶性不挥发脂肪酸：十四烷酸、十六烷酸、十 八烷酸和十八烯酸（如油酸,18碳和一个双键）。