乳品基础知识

酪蛋白(casein)结构
酪蛋白 钙
酪蛋白酸钙 磷酸钙
酪蛋白酸钙 磷酸钙
（复合体）
复合体胶粒大体上呈球形，直径在 10~300nm，一般40~160nm占大多数。
酪蛋白(casein)的性质
•
酸凝固
酪蛋白酸钙 PH5.2 — 磷酸钙
•
磷酸钙
PH4.6
酪蛋白
酪蛋白酸钙
钙
凝乳酶凝固
副酪蛋白钙
酪蛋白酸钙+皱胃酶
1Kg牛奶 = 8个鸡蛋 = 100g牛肉 （提供的能量） 1头奶牛（按6.5t奶/年）蛋白质=1360kg大 米=1260kg玉米=292kg大豆。
2009年人均占奶量 120 100 80 60 40 20 0 6.6 1.5 6
世界人均占奶量(kg/年） 全国人均占奶量（kg/年） 河南人均占奶量（kg/年) 郑州人均占奶量（kg/年）
乳品基础知识
质量技术部 王芸 2010-02-08
奶粉milk powder 酸奶 yoghurt 冰淇淋ice cream
乳制品
纯牛奶pure milk 乳饮料milky beverage
奶酪 cheese
奶油 butter 奶茶milk tea 牛奶干吃片
一、乳的概念及营养学特点 • 概念：哺乳动物从乳腺分泌出来的白色 或稍带黄色的、具有生理作用与胶体特 性的液体。它含有幼小机体生长发育所 需要的全部营养成分，是哺乳动物降生 后最易消化吸收的完全食物。
比重（15℃） 0.935~0.943 熔点 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
油脂熔点和消化率的关系
熔点（melting point) 乳脂肪 28~38℃ 猪油 36~50℃ 牛油 42~50℃ 羊油 44~55℃ 大豆油 -8~18℃ 花生油 0~3℃ 消化率（digestibility%） 98 94 89 81 97.5 98.3
第二节 乳的物理性质
包括乳的色泽、风味、比重、酸度、 黏度、冰点、沸点、比热、表面张力、 折射率、导电率等内容
一、牛乳的色泽
白色
脂肪球 酪蛋白酸钙磷酸钙复合体
黄色：脂溶性的胡萝卜素、叶黄素
荧光性黄绿色：水溶性核黄素（维生素B2 ）
二、热学性质 拉乌尔定律：冰点下降，沸点上升 1、冰点（freezing point)：平均 -0.525~ -0.565 ℃
18
20 26
煮沸时不凝固
煮沸时不凝固 煮沸时能凝固
28
30 40 50 60 65
煮沸时凝固
加热至77℃时凝固 加热至63℃时凝固 加热至40℃时凝固 22℃时自行凝固 16℃时自行凝固
5、牛乳的缓冲作用(buffer effect)
PH
牛乳中对缓冲作用影响最大的成分为磷酸盐， 其次为蛋白质，再次为柠檬酸盐和碳酸盐。
+
掺水量W（%）= T- Tˊ ×100
T
T — 正常乳的冰点； Tˊ— 被检乳的冰点。 2、沸点(boiling point)：1atm下，100.55 ℃
三、气味(smell)与滋味(gustation)： 1、气味：特殊的乳香味。 异常味(abnormal smell)：牛粪味、鱼腥 味、葱姜味、金属味、蒸煮味等。 2、滋味：稍带甜味（乳糖），咸味（clˉ ）， 苦味（Mg2+ 、 Ca2+），酸味（柠檬 酸等）。
（八）乳中的酶 (enzyme) ： 18 种。有两个 来源，一是来自乳腺，二是微生物的代 谢产物。分为水解酶类和氧化还原酶类。 有解脂酶、还原酶、乳糖酶、蛋白酶、 过氧化物酶等。 • 解脂酶（ lipase) ：微生物的代谢产物。 能使乳脂肪分解产生游离脂肪酸。最适 宜的作用条件；PH9.0~9.2，温度37 ℃， 钝化温度80~85 ℃。
二、异常乳的分类
• 生理异常乳：如初乳、末乳 • 病理异常乳：如乳房炎乳、其它致病性 细菌污染乳、微生物性着色乳。 • 化学异常乳：如酒精实验阳性乳、低成 分乳、冻结乳。 • 人为异常乳：掺水乳、人为组成牛乳成 分乳、添加防腐剂乳、加碱中和乳、提 取脂肪乳等。
三、几种常见的异常乳
• 初乳(colostrom)：乳牛产犊后一周内所 分泌的乳。 • 末乳(late actation milk)：乳牛干奶期前 一周左右分泌的乳。 • 乳房炎乳(mastitis milk)： • 含抗生素乳(antibiotic milk)： • 冻结乳(frozen milk) ：
五、比重和密度 • 比重(specific gravity)：15℃时，牛乳的 重量与同容积同温度水的重量比。 D15 ℃ /15 ℃ = 1.032 • 密度(density)：20℃，牛乳的质量与同容 积水在4 ℃时的质量之比。 D20 ℃ /4 ℃ = 1.030 • 掺水导致密度下降 • 密度随温度变化而变化
ρb: ρa: 脂肪球密度 η: 脱脂乳黏度
脂肪球上浮速度 重力加速度 脱脂乳密度
2、 乳脂肪的化学组成
CH2OH R1COOH CHOH + R2COOH CH2OH R3COOH
甘油 (丙三醇） 脂肪酸
CH2OCOR1 CHOCOR2 +3H2O CH2OCOR3
甘油三酸脂
3、 乳脂肪的理化常数
名称 牛乳1 牛乳2 山羊乳1 山羊乳2 绵羊乳 导电率（平均数） 43.80×10-4 48.70×10-4 49.00×10-4 67.10×10-4 50.40×10-4
第三节 异常乳
一、异常乳的概念 二、异常乳的分类 三、几种常见的异常乳
一、异常乳的概念
异常乳（abnormal milk）是指性质 不同于正常乳的乳。也就是在乳牛的泌 乳过程中，由于乳牛本身生理、病理的 原因以及其它因素(包括人为的因素）造 成牛乳的成分和性质发生变化的乳。
乳糖是一种双糖，必需在乳糖酶的 作用下才能被消化和吸收。但是，一部 分人（特别是有色人种）随着年龄增长， 体内不再分泌乳糖酶或分泌不足，不能 分解和吸收乳糖，饮用牛乳后会出现呕 吐、腹胀、腹泻等症状，称为“乳糖不 适应症”。
（六）乳中无机物（矿物质 mineral ）：含 量0.8%左右。 盐类：乳中矿物质大部分与有机酸和无机 物酸结合成可溶性盐存在。磷酸盐、酪酸 盐、柠檬酸盐。 灰分：先将牛乳蒸发干燥，然后灼烧成灰 分。 意义：钙吸收好，对乳的平衡（稳定性） 有影响。牛乳中的铁比人乳中少，婴儿乳 粉应强化。
不同含脂率牛乳的密度-温度曲线
六、粘度(viscosity) • 粘度概念：普通液体里分子间的内部摩 擦在剪切应力的作用下发生剪切速度， 这一速度与其剪切应力呈比例关系，其 比例常数称为粘度系数（粘度）。
F (Pa• s) K= v F—剪切应力 v —剪切速度
• 温度对牛乳粘度的影响
温度（ ℃）
四、酸度(acidity) 1、正常牛乳的酸度：16~18°T（乳酸度 为0.15%~0.17%）。 2、酸度的来源： 固有酸度（自然酸度） 总酸度 发酵酸度
3、酸度测定的方法： 用酸碱滴定方法测定，测定结果有两 种形式来表达。具体测定方法： 取 10ml 牛乳 ， 以酚 酞 为指示剂 ，用 0.1N NaOH 标准溶液进行滴定，滴至溶 液颜色呈淡红色，并在半分钟内不褪色 为止。读取消耗 NaOH 标准溶液的毫升 数。将此数乘以十即为此酸奶的吉尔涅 尔酸度（º T） 。
牛乳中主要无机成分的含量（ml/100g）
项目
钾
钠
ห้องสมุดไป่ตู้
钙
镁
磷 97 96 26
硫 5 -
氯 99 105 47
牛乳 羊乳 人乳
158 54 135 56 66 19
109 14 108 13 35 4
（七）乳中维生素（vitamin) 按照维生素的概念，现被列为维生素 的物质约为30余种，其中认为对维持人体 健康和促进发育至关重要的有20余种，牛 乳中几乎含有所有的维生素，其中维B族 含量丰富，维D不高，婴儿奶粉应强化。 分为水溶性和脂溶性两大类。 对热有热稳定性和热不稳定性
原料奶质量
大于5.5hr 2~2.5hr
小于2hr
小于50万 50~400万
400万以上
良好 合格
劣
（九）其他成分 1、有机酸(organic acid)：主要为柠檬酸， 还有微量的乳酸、丙酮酸与马尿酸。 2、气体(gas)：CO2 , O2 , N2 3、细胞成分(cell component)：白血球及乳 房分泌组织的上皮细胞，少量的红血球。
（四）乳蛋白质: 牛乳中最有价值的成分， 3.0~3.5%,平均3.4%。包括酪蛋白(casein) 和乳清蛋白(skim protein)。 1、酪蛋白(casein) ：20 ℃ 时，生脱脂乳 用酸调节PH至4.6时沉淀的一类蛋白质。 占总乳蛋白的83%。 酪蛋白不是单一的蛋白质，而是和钙、 磷组合在一起的复合蛋白质。
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乳的成分与性质
第一节 乳的组成与化学性质 第二节 乳的物理性质 第三节 异常乳
第一节 乳的组成与化学性质
一、牛乳的组成 水分（87%） 蛋白质(3.4%) 牛乳 非脂乳固体 乳糖(4.8%) 乳固体 （SNF 9%） 灰分(0.8%) （S 13%） 脂肪 （F 4%）
二、牛乳的化学性质 （一）水分：87~89%，溶剂 1、结合水(bound water)(2-3%) ： 蛋白质的亲水基 H2O 氢键 乳糖 盐 2、游离水(free moisture)： 占绝大部分（90%左 右），乳汁的分散媒，与很多的理化过程及生 物学过程有关。 3、结晶水(crystalline water)： 存在于结晶性化 合物中，如奶粉、炼乳中的乳糖结晶 （ C12H22O11•H2O）。
α 乳糖
β 乳糖
α 乳糖水合物 α 乳糖无水物
3、乳糖不适应症 4、作用： • 乳糖水解后的半乳糖是形成脑神经中重 要成分的主要来源，婴儿发育旺盛时期 乳糖有重要作用。 • 乳糖与钙的代谢有密切关系，增加钙的 吸收。 • 工业生产中，与牛乳酒、马乳酒、酸乳 制品的发酵有关。
乳糖不适应症（lactose intolerance)
• 还原酶(reductase)：微生物的代谢产物。 最适宜的作用条件是PH5.5~5.8，温度 40~50 ℃。69~70 ℃下加热30min或75 ℃ 下加热5min被完全破坏。 • 亚甲基蓝还原实验(reductase test)：还原 酶能使亚甲基蓝还原为无色。
时间
微生物数量 (cfu/ml)
滴定酸度的两种表示方法
• 吉尔涅尔度（º T）：1º T的含义是中和 100ml牛乳所需要消耗的0.1N NaOH标准 溶液的毫升数。
0.1N NaOH溶液的毫升数×0.009 • 乳酸（%）= ×100 测定乳样的重量（g)
乳酸（%） = º T ×0.009
4、考察牛乳酸度的意义：
乳的酸度与乳的凝固温度 乳的酸度（ º T） 凝固条件
•
+乳清蛋白+皱胃酶
钙凝固
2、乳清蛋白(skim protein)：占18%左右。 • 乳清：用酸使脱脂乳中的酪蛋白沉淀后， 将沉淀分离出去，剩余的液体就是乳清。 • 乳清蛋白：乳清中存在的蛋白质称为乳清 蛋白。 乳清蛋白分为热稳定性蛋白（乳白蛋 白、乳球蛋白）和热不稳定性蛋白（胨 等）。
（ 五 ） 乳 糖 (lactose) ： 乳 中 特 有 的 糖 ， 4.8%，甜度为蔗糖的1/6。 1、结构 ：C12H22O11，双糖 D-葡萄糖+D-半乳糖 乳糖 2、分类 乳糖
（二）干物质（solid） 将牛乳干燥到恒重时所得到的残渣。 乳固体11—13%。 （三）乳脂肪(milk fat) 鲜乳中 3%—5% ，平均 4.0% ，乳脂肪 不仅和乳风味有关，而且还是稀奶油、 奶油、全脂奶粉、干酪的主要成分。
1、乳脂肪的结构及存在状态
Stokes公式
v= v: g:
2gr2（ρb—ρa） 9η
• 粘度的意义：浓缩乳、甜炼乳、淡炼乳 、乳粉。 七、表面张力 • 概念：使液体表面分子维持聚集的力量 称为表面张力。
八、牛乳的比热
将牛乳的温度升高1 ℃所吸收的热量，与同 重量的水温度升高1 ℃所吸收的热量之比，称 为牛乳的比热。0.93卡/g. ℃。
九、导电率：25 ℃时，0.004~0.005（S)
0 5 10 15 20 25 30 40 粘度（ Pa• s ） 全脂乳 0.00344 0.00305 0.00264 0.00231 0.00199 0.00170 0.00149 0.00120 脱脂乳 0.00396 0.00247 0.00210 0.00179 0.00154 0.00133 0.00104