乳与乳制品工艺学.docx

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1、第一章 乳的成分和特性概况：乳是哺乳动物为哺育幼儿从乳腺分泌的一种白色或略带黄色的不透明 腺体。含有幼小动物生长发育需要的全部营养成分，是哺乳动物出生后最适于消化吸收的全价食物。其中含有蛋白质、脂肪、水分、碳水化合物、维生素、矿物质、酶、多种微量成分等。乳的生产：乳用家畜种类：奶牛（中国荷斯坦牛，原称黑白花牛）中国黑白花牛，1992 年更名为“中国荷斯坦牛”，是我国奶牛的主要品种，分布全国各地。中国荷斯坦牛是从国外引进的荷兰牛在我国不断驯化和培育，或与我国黄牛进行杂交并经长期选充而逐渐形成。平均年产乳量 60007000kg。一个泌乳期 305（产犊期 365 天，其中 305 天为泌乳期，6

2、0 天为干乳期）天产乳量达 10000 公斤以上的奶牛很多。水牛：主要分布在亚洲，印度。适合于水田作业。脂肪、非脂固形物、干物质和总能量均高于奶牛。摩拉水牛：原产印度。我国 1957 年引进。在多个省份分布较广。西藏高山牦牛：含有丰富的脂肪和蛋白质奶山羊：泌乳期为 300 天，一个泌乳期产乳量 6001200kg，个别可达3000kg，脂肪在 3.5-4%，影响产乳性能的因素：影响乳牛产乳性能的因素很多，在一般情况下，主要有以下因素：品种、个体、年龄（胎次）、泌乳期、挤乳技术以及饲养与营养、季节、疾病等。1、种类（奶牛、水牛牦牛等不同）2、品种：品种是经过人类长期选择培育而形成，在产乳性能方面

3、品种之间3、个体同一品种的不同个体，由于个体间遗传因素的不同，即使在同样环境条件下，产乳量及其乳的成分、性质也有很大差异，甚至高于品种间差异。例如，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 2 000kg12 000kg。4、年龄与胎次产乳量随有机体生长发育的进程而逐渐增加，以后随有机体的逐渐衰老而下降。一般第 7 胎次时达到高峰，而含脂率和非脂乳固体在初产期最高。年龄对产乳性能的影响不是遗传因素，而是生理因素。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。5、体型大小同一品种、同一年龄的乳用牛，在一般情况下，体型大

4、，由于消化器官容积大，采食量多，产乳量较高。6、饲养管理7、挤乳方法乳牛产乳量高低，与挤乳技术有密切关系。挤乳技术包括挤乳次数、挤乳时间、挤乳顺序、乳房按摩等。8、季节乳牛在一般情况下，气温由 10升至 40.5，呼吸次数增加 5 倍。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。9、疾病与药物乳牛的健康状况对乳的产量和成分均有影响，患有一般消化道疾病或足以影 响产乳量的其他疾病时，乳的成分也会发生变化，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，非脂乳固体也有下降，通常乳房炎乳中钠、氯、非酪蛋白

5、态氮、过氧化氢、白细胞数、pH 值均比正常乳增加，而钙、磷、镁、乳精、脂肪、酸度均有减少，且维生素含量也有很大变化。第一章 乳的成分及性质第一节 乳的化学组成及特性一、乳的化学组成及特性1、水分 87%溶剂：2、非脂乳固体 8.9%3、脂肪 4%：鲜乳中 3%5%，平均 4.0%，乳脂肪不仅和风味有关，而且还是稀奶油、奶油、全脂奶粉、干酪的主要成分。4、干物质：将牛乳干燥到恒重时所得到的残渣，又称全乳固体。乳固体 11-13%。除水之外的物质，分为脂肪和非脂乳固体。5、蛋白质 3.4%：牛乳中最有价值的成分。包括酪蛋白(casein)和乳清蛋白(skim protein)。酪蛋白(casein

6、)：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。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10300nm，一般 40160nm 占大多数。乳清蛋白(skim protein)：占 18%左右。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。6、乳糖 4.8%：乳中特有的糖，甜度为蔗糖的 1/6。葡萄糖和半乳糖组成的还原性二糖。7、灰分 0.8%：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。8、维生素（vitamin)按照维

7、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。9、乳中的酶：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。10、其他成分有机酸主要为柠檬酸，还有微量的乳酸、丙酮酸与马尿酸。气体 CO2 , O2 ,N2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。（一）乳脂肪1、组成脂肪是乳中主要贮存能量的物质和重要的营养物质。主要成分是甘油

8、三酯， 在哺乳动物幼子体内可释放出多种饱和与不饱和的脂肪酸。不同动物乳中含脂率的差异反应出不同动物对脂肪的需求差异。乳中饱和脂肪酸含量较高，约 70（质量分数 63），因醋碘值较低。与单胃动物相比，反刍动物乳中多不饱和脂肪酸含量少。乳中 98以上是甘油三酯，非极性物质，不具有表面活性。少量甘油二酯，非极性物质。单甘酯含量很少，极性物质，具有表面活性，分布在油水界面。少量游离脂肪酸，短链（C4 和 C6，小于 10 个 C ）和长链（C14 以上）。其中短链比较重要，与脂肪水解后产生的肥皂味有关。乳中不皂化脂类主要是胆固醇，非极性物质，易与磷脂缔合，存在于脂肪球膜中。2、脂肪球及脂肪球膜乳的分散

9、体系牛乳中的大部分成分是水，脂肪在其中呈乳浊液，脂肪球即为乳浊液的分散质。蛋白质在其中呈胶体溶液，而乳糖、无机物等以真溶液的形式存在。在显微镜下可以看到，乳脂是由漂浮在乳中的大小不同的粒子构成的众多小球。这些小球是脂肪球。乳脂肪球的结构图，由内向外：（高熔点甘油三酯、磷脂、格线为胆固醇、维生素 A。）在机械搅拌或化学物质作用下，脂肪球膜遭到破坏后，乳脂肪球才会互相聚结在一起。利用这一原理生产奶油和测定乳中的含脂率。3、脂肪氧化导致氧化酸败，是乳品腐败一个重要原因。通常是自由基链式反应。一般是 由单线态氧、多价金属离子、光等催化。铜离子：可以游离存在，也可以结合存 在，比如黄嘌呤氧化酶、过氧化物

10、酶、过氧化氢酶和细胞色素。也可能是设备等污染引进。4、脂肪水解（二）乳蛋白质乳蛋白是乳中主要的含氮物，也是人类膳食蛋白质的主要来源。牛乳的含氮化合物中 95%为乳蛋白质，5%为非蛋白态含氮化合物，蛋白质在牛乳中的含量为3.0%3.5。其中 80为酪蛋白，约 20为乳清蛋白。牛乳中的蛋白质可分为酪蛋白和乳清蛋白两大类，另外还有少量脂肪球膜蛋白质。1、酪蛋白及胶粒酪蛋白：在温度 20时调节脱脂乳的 pH 至 4.6 时沉淀的一类蛋白质称为酪蛋白(Casein)，占乳蛋白总量的 80%82%，纯净的酪蛋白为白色，不溶于水，显酸性。酪蛋白不是单一的蛋白质，而是由 s-、-、-、和 -酪蛋白组成。s-酪

11、蛋白含磷多，故又称磷蛋白。95的酪蛋白是以近似球状的颗粒存在，即酪蛋白胶粒（酪蛋白酸钙磷酸钙复合体胶粒）。直径为 40300nm。每个胶粒由 104 个酪蛋白分子组成。酪蛋白胶粒遇酸、凝乳酶不稳定：对 pH 敏感，当脱脂乳的 pH 降低达 4.6（酪蛋白等电点）时，酪蛋白微胶粒中的钙与磷酸盐就逐渐游离出来。会发生酪蛋白凝固（干酪素生产就是依据这个原理）。酪蛋白酸钙Ca3(PO4)2+2HCl 酪蛋白+2CaHPO4+CaCl2酪蛋白酸凝乳酶不稳定：会发生凝固（工业生产干酪就是依据此原理）。酪蛋白在皱胃酶的作用下水解为副酪蛋白(Para-casein)，后者在钙离子等二价阳离子存在下形成不溶性的

12、凝块，这种凝块叫做副酪蛋白钙，其凝固过程如下：酪蛋白酸钙+皱胃酶一副酪蛋白钙+糖肽+皱胃酶盐类及离子对酪蛋白稳定性的影响：在盐类（氯化钠。硫酸铵）的饱和和半饱和溶液中沉淀。因为电荷抵消和胶粒脱水。2、乳清蛋白除去酪蛋白后剩余的蛋白质。主要存在于乳清中。主要有 -乳白蛋白(约占乳清蛋白的 19.7%)、-乳球蛋白(约占乳清蛋白的43.6%)、血清白蛋白(约占乳清蛋白的 4.7%)、免疫球蛋白。3、非蛋白含氮物除了乳蛋白质外，还有约 5%非蛋白含氮化合物，如氨、游离氨基酸、尿素、尿酸、肌酸及嘌呤碱等。这些物质基本上是机体蛋白质代谢的产物，通过乳腺细胞进人乳中。另外还有少量维生素氮。乳糖乳糖是哺乳动

13、物乳汁中特有的糖类（利于婴儿脑及神经发育）。牛乳中约含 有乳糖 4.2%5.0%（平均 4.8%），人乳中含 5.5-8.0%（平均 6.7%）,全部呈溶解状态。牛乳中乳糖含量占总糖的 99.8%，而人乳中乳糖含量占 95%，因为人乳中低聚糖含量高。在泌乳末期和患乳房疾病（患病后乳中氯化钠含量升高，乳糖含量降低）的乳中含量最低。牛乳中还存在极少量的葡萄糖。（10-15mg/100ml） 无机物亦称为矿物质，含量为 0.35%1.21%，平均为 0.8%左右（而人乳灰分为0.2%），主要有磷、钙、镁、氯、钠、硫、钾等，此外还有一些微量元素。常乳中钙盐和钾盐含量极高，然而，盐的含量不总是恒定的，牛乳中无机物的含量随泌乳期及个体健康状态等因素而异。（常乳是指雌性哺乳动物产后 14 或3 天后到干乳期前一周所分泌的乳汁，也称作成熟乳。通常，雌性哺乳动物要到产后 30 天左右乳成分才趋稳定。常乳是通常用来加工乳制品的乳。初乳是指母牛产犊后 7 天内所分泌的乳汁。免疫球蛋白、铁、维生素等的含量是常乳的几十倍。）在濒临泌乳期末或乳房疾病的情况下，氯化钠含量明显升高，因而乳有咸味，而同时其它盐的含量降低。乳中含有无机盐和有机盐。盐类不等同于矿物质也不同于灰分。灰分测定在 高温灼烧时会损失掉有机酸及盐类（柠檬酸盐和醋酸盐），而有机磷和硫等会转变成无机盐类。