乳的化学组成和性质.ppt





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1、第一章第一章乳的化学组成和性质乳的化学组成和性质第二部分第二部分 乳与乳制品乳与乳制品第一节乳的化学组成第一节乳的化学组成 第二节第二节 乳的物理性质乳的物理性质 第三节第三节 异常乳异常乳第一节第一节 乳的化学组成乳的化学组成n n乳乳是是哺哺乳乳动动物物分分娩娩后后由由乳乳腺腺分分泌泌的的一一种种白白色色或或微微黄黄色色的的不不透透明明液液体体,是是由由很很多多物物质质形形成成的的复复杂杂的的分散体系。分散体系。n n主主要要包包括括水水分分、脂脂肪肪、蛋蛋白白质质、乳乳糖糖、盐盐类类以以及及维维生生素素、酶酶类类、气气体体等等。其其中中水水是是分分散散剂剂,其其它它物质分散于水中。物质分
2、散于水中。n n乳乳中中干干物物质质含含量量约约11-13%11-13%,干干物物质质含含量量越越高高,营营养价值越高。养价值越高。牛乳主要化学成分及含量牛乳主要化学成分及含量成份成份成份成份水分水分水分水分总乳固体总乳固体总乳固体总乳固体脂肪脂肪脂肪脂肪蛋白质蛋白质蛋白质蛋白质乳糖乳糖乳糖乳糖无机盐无机盐无机盐无机盐变变变变 化化化化 范范范范 围围围围(%)85.585.585.585.5 89.589.589.589.510.510.510.510.5 14.514.514.514.52.52.52.52.5 6.06.06.06.02.92.92.92.9 5.05.05.05.03.
3、63.63.63.6 5.55.55.55.50.60.60.60.6 0.90.90.90.9平均值(平均值(平均值(平均值(%)87.587.587.587.513.013.013.013.04.04.04.04.03.43.43.43.44.84.84.84.80.80.80.80.8一、乳脂肪(一、乳脂肪(3-5%)n n乳脂肪对牛乳的风味起重要作用。乳脂肪对牛乳的风味起重要作用。n n在在显显微微镜镜下下可可以以看看到到,乳乳脂脂是是由由漂漂浮浮在在乳乳中中的的大大小小不同的粒子构成的众多小球。这些小球是脂肪球。不同的粒子构成的众多小球。这些小球是脂肪球。n n脂脂肪肪球球是是乳乳中
4、中最最大大的的颗颗粒粒,其其直直径径为为0.10.120um20um,平平均均直直径径是是3 34um4um,1ml1ml全全乳乳中中有有20204040亿亿个个脂脂肪肪球。球。n n脂脂肪肪球球平平均均直直径径与与乳乳中中脂脂肪肪含含量量有有关关,脂脂肪肪含含量量越越高高,脂脂肪肪球球直直径径越越大大。脂脂肪肪球球是是乳乳中中最最大大的的,同同时时也是最轻的颗粒。也是最轻的颗粒。乳脂肪的化学组成乳脂肪的化学组成n n通通常常认认为为乳乳中中脂脂肪肪成成分分复复杂杂,甘甘油油三三酯酯是是其其主主要要成成分分,约约占占乳乳脂脂肪肪的的97%97%98%98%,它它和和极极少少量量的的甘甘油二酯和
5、甘油单酯及游离脂肪酸共存于乳中。油二酯和甘油单酯及游离脂肪酸共存于乳中。n n乳乳中中的的脂脂肪肪酸酸分分为为三三类类:第第一一类类为为水水溶溶性性挥挥发发性性脂脂肪肪酸酸,例例如如丁丁酸酸、乙乙酸酸等等;第第二二类类是是非非水水溶溶性性挥挥发发性性脂脂肪肪酸酸,例例如如十十二二碳碳酸酸等等;第第三三类类是是非非水水溶溶性性不不挥挥发发性性脂脂肪肪酸酸,例例如如十十四四碳碳酸酸、二二十十碳碳酸酸、十八碳烯酸和十八碳二烯酸等。十八碳烯酸和十八碳二烯酸等。n n脂肪酸组成受饲料、营养、环境、季节影响。脂肪酸组成受饲料、营养、环境、季节影响。二、乳蛋白(二、乳蛋白(3-3.5%)n n牛牛乳乳中中的
6、的蛋蛋白白质质可可分分为为酪酪蛋蛋白白和和乳乳清清蛋蛋白白两两大大类类,另外还有少量脂肪球膜蛋白质。另外还有少量脂肪球膜蛋白质。1 1、酪蛋白(、酪蛋白(CaseinCasein)n n在在温温度度2020时时调调节节脱脱脂脂乳乳的的pHpH值值至至4.64.6时时沉沉淀淀的的一一类类蛋蛋白白质质称称为为酪酪蛋蛋白白,占占乳乳蛋蛋白白总总量量的的80%80%82%82%。n n酪酪蛋蛋白白不不是是单单一一的的蛋蛋白白质质,而而是是由由s-,-,-s-,-,-和和-酪酪蛋蛋白白组组成成,是是典典型型的的磷磷蛋蛋白白。四四种种酪酪蛋蛋白白的的区区别别就在于它们含磷量的多少。就在于它们含磷量的多少。
7、1、酪蛋白(、酪蛋白(Casein)(1 1)存存在在形形式式:中中的的酪酪蛋蛋白白与与钙钙结结合合生生成成酪酪蛋蛋白白酸酸钙钙,再再与与胶胶体体状状的的磷磷酸酸钙钙结结合合形形成成酪酪蛋蛋白白酸酸钙钙-磷磷酸酸钙钙复复合合体体以以胶胶体体悬悬浮浮液液的的状状态态存存在在于于牛牛乳乳中中,其其胶胶体体微微粒粒直直径径在在1010300nm300nm之之间间变变化化,一一般般4040160nm160nm占大多数。占大多数。(2)酪蛋白的性质)酪蛋白的性质n n酸酸酸酸凝凝凝凝固固固固:当当pHpH达达到到酪酪蛋蛋白白的的等等电电点点4.64.6时时,就就会会形形成酪蛋白凝固。成酪蛋白凝固。n n
8、酶酶酶酶凝凝凝凝固固固固:牛牛乳乳中中的的酪酪蛋蛋白白在在皱皱胃胃酶酶等等凝凝乳乳酶酶的的作作用用下下会会发发生生凝凝固固,工工业业上上生生产产干干酪酪就就是是利利用用此此原原理理。酪酪蛋蛋白白在在皱皱胃胃酶酶的的作作用用下下水水解解为为副副酪酪蛋蛋白白(Para-casein)(Para-casein),后后者者在在钙钙离离子子等等二二价价阳阳离离子子存存在在下形成不溶性的凝块,这种凝块叫做副酪蛋白钙。下形成不溶性的凝块,这种凝块叫做副酪蛋白钙。(2)酪蛋白的性质)酪蛋白的性质n n盐盐盐盐类类类类及及及及离离离离子子子子对对对对酪酪酪酪蛋蛋蛋蛋白白白白稳稳稳稳定定定定性性性性的的的的影影影
9、影响响响响:乳乳中中的的酪酪蛋蛋白白酸酸钙钙-磷磷酸酸钙钙胶胶粒粒容容易易在在氯氯化化钠钠或或硫硫酸酸铵铵等等盐盐类类饱饱和和溶溶液液或或半半饱饱和和溶溶液液中中形形成成沉沉淀淀,这这种种沉沉淀淀是是由由于于电电荷荷的的抵抵消消与与胶胶粒粒脱脱水水而而产产生生。在在9090时时加加入入0.12%0.12%0.15%0.15%的的CaCl2CaCl2即可使乳凝固。即可使乳凝固。n n酪酪酪酪蛋蛋蛋蛋白白白白与与与与糖糖糖糖的的的的反反反反应应应应:具具有有还还原原性性羰羰基基的的糖糖可可与与酪酪蛋白作用变成氨基糖而产生芳香味及其色素。蛋白作用变成氨基糖而产生芳香味及其色素。n n醇醇醇醇凝凝凝凝
10、固固固固:乳乳酸酸度度较较高高时时,如如加加入入酒酒精精,可可使使酪酪蛋蛋白发生凝固白发生凝固酒精阳性乳。酒精阳性乳。2、乳清蛋白、乳清蛋白n n是是指指溶溶解解分分散散在在乳乳清清中中的的蛋蛋白白质质,约约占占乳乳蛋蛋白白质质的的18%18%20%20%,可可分分为为热热稳稳定定和和热热不不稳稳定定的的乳乳清清蛋蛋白两部分。白两部分。n n乳乳清清:向向牛牛乳乳中中加加入入酸酸(HClHCl)达达到到酪酪蛋蛋白白等等电电点点时,酪蛋白沉淀后的上清液。时,酪蛋白沉淀后的上清液。乳稳定乳清蛋白乳稳定乳清蛋白乳稳定乳清蛋白乳稳定乳清蛋白:这类蛋白包括蛋白胑和蛋白:这类蛋白包括蛋白胑和蛋白:这类蛋白
11、包括蛋白胑和蛋白:这类蛋白包括蛋白胑和蛋白胨,约占乳清蛋白的胨,约占乳清蛋白的胨,约占乳清蛋白的胨,约占乳清蛋白的19%19%。2、乳清蛋白、乳清蛋白n n热热不不稳稳定定性性乳乳清清蛋蛋白白:乳乳清清pH pH 4.64.64.74.7时时,煮煮沸沸20min20min,发发生生沉沉淀淀的的一一类类蛋蛋白白质质,约约占占乳乳清清蛋蛋白白质质的的8181。包括。包括乳白蛋白乳白蛋白和和乳球蛋白乳球蛋白两类。两类。乳乳乳乳白白白白蛋蛋蛋蛋白白白白是是是是指指指指中中中中性性性性乳乳乳乳清清清清中中中中,加加加加饱饱饱饱和和和和硫硫硫硫酸酸酸酸铵铵铵铵或或或或饱饱饱饱和和和和硫硫硫硫酸酸酸酸镁镁镁
12、镁盐盐盐盐析析析析时时时时,呈呈呈呈溶溶溶溶解解解解状状状状态态态态而而而而不不不不析析析析出出出出的的的的蛋蛋蛋蛋白白白白质,占乳清蛋白质,占乳清蛋白质,占乳清蛋白质,占乳清蛋白68%68%。中中中中性性性性乳乳乳乳清清清清中中中中加加加加饱饱饱饱和和和和硫硫硫硫酸酸酸酸铵铵铵铵或或或或饱饱饱饱和和和和硫硫硫硫酸酸酸酸镁镁镁镁盐盐盐盐析析析析时时时时,能能能能析析析析出出出出而而而而不不不不呈呈呈呈溶溶溶溶解解解解状状状状态态态态的的的的乳乳乳乳清清清清蛋蛋蛋蛋白白白白即即即即为为为为乳乳乳乳球球球球蛋蛋蛋蛋白白白白。约约约约占占占占乳乳乳乳清清清清蛋蛋蛋蛋白白白白的的的的13%13%。乳乳
13、乳乳球球球球蛋蛋蛋蛋白白白白具具具具有有有有抗抗抗抗原原原原作用,故又称为作用,故又称为作用,故又称为作用,故又称为免疫球蛋白免疫球蛋白免疫球蛋白免疫球蛋白。三、乳糖三、乳糖n n乳乳糖糖是是哺哺乳乳动动物物乳乳汁汁中中特特有有的的糖糖类类。牛牛乳乳中中约约含含有乳糖有乳糖4.2%4.2%5.0%5.0%,全部呈溶解状态。,全部呈溶解状态。n n乳乳糖糖是是一一种种双双糖糖,乳乳糖糖为为D-D-葡葡萄萄糖糖与与D-D-半半乳乳糖糖以以-l-l,4 4键结合的二糖键结合的二糖乳糖酶分解乳糖。乳糖酶分解乳糖。n n在在婴婴幼幼儿儿时时期期,乳乳糖糖是是机机体体主主要要的的碳碳水水化化合合物物来来源
14、。源。n n乳乳糖糖受受到到乳乳酸酸菌菌作作用用时时会会发发生生分分解解变变化化,来来自自乳乳酸酸菌菌的的酶酶分分解解乳乳糖糖把把它它们们转转变变成成各各种种酸酸,其其中中乳乳酸酸最最重重要要,这这就就是是乳乳变变酸酸时时发发生生的的过过程程,即即乳乳糖糖的乳酸发酵的乳酸发酵生产酸奶。生产酸奶。三、乳糖三、乳糖n n大大部部分分人人随随着着年年龄龄增增长长,消消化化道道内内缺缺乏乏乳乳糖糖酶酶不不能能分分解解和和吸吸收收乳乳糖糖,饮饮用用牛牛乳乳后后会会出出现现呕呕吐吐、腹腹胀、腹泻等不适应症,称胀、腹泻等不适应症,称乳糖不耐症乳糖不耐症。n n乳乳糖糖酶酶缺缺乏乏的的程程度度各各不不相相同同
15、,因因而而症症状状也也各各异异。从从连连极极少少量量的的乳乳品品都都不不能能消消化化到到摄摄入入大大量量含含乳乳糖糖食物后引起轻微的胃肠功能紊乱。食物后引起轻微的胃肠功能紊乱。n n在在乳乳品品加加工工中中利利用用乳乳糖糖酶酶,将将乳乳中中的的乳乳糖糖分分解解为为葡葡萄萄糖糖和和半半乳乳糖糖;或或利利用用乳乳酸酸菌菌将将乳乳糖糖转转化化成成乳乳酸,可预防酸,可预防“乳糖不耐症乳糖不耐症”。四、乳中的无机盐四、乳中的无机盐n n牛牛乳乳中中的的无无机机物物亦亦称称为为矿矿物物质质,含含量量为为0.35%0.35%1.21%1.21%,平平均均为为0.8%0.8%左左右右,主主要要有有磷磷、钙钙、
16、镁镁、氯氯、钠、硫、钾等,此外还有一些微量元素。、钠、硫、钾等,此外还有一些微量元素。n n常常乳乳中中钙钙盐盐和和钾钾盐盐含含量量极极高高,然然而而,盐盐的的含含量量不不总总是是恒恒定定的的,牛牛乳乳中中无无机机物物的的含含量量随随泌泌乳乳期期及及个个体健康状态等因素而异。体健康状态等因素而异。n nP180P180,表,表2-2-22-2-2五、维生素五、维生素n n牛牛乳乳含含有有几几乎乎所所有有已已知知的的维维生生素素。牛牛乳乳中中的的维维生生素素包包括括脂脂溶溶性性维维生生素素A A、D D、E E、K K和和水水溶溶性性的的维维生素生素B B1 1、B B2 2、B B6 6、B
17、B1212、C C等两大类。等两大类。n n牛牛乳乳中中的的维维生生素素,部部分分来来自自饲饲料料中中的的维维生生素素,如如维生素维生素E E;有的要靠乳牛自身合成,如;有的要靠乳牛自身合成,如B B族维生素。族维生素。n n然然而而,乳乳中中维维生生素素含含量量因因贮贮存存和和加加工工中中损损失失而而大大大改变。大改变。六、乳中的酶六、乳中的酶n n乳乳中中的的酶酶主主要要来来自自乳乳腺腺和和乳乳中中微微生生物物产产生生的的。与与乳制品生产相关的酶主要有:乳制品生产相关的酶主要有:水解酶类水解酶类水解酶类水解酶类氧化还原酶类氧化还原酶类氧化还原酶类氧化还原酶类1、水解酶、水解酶(1 1)脂酶
18、)脂酶n n牛牛乳乳中中的的脂脂酶酶至至少少有有两两种种,一一是是只只附附在在脂脂肪肪球球膜膜间间的的膜膜脂脂酶酶,它它在在常常乳乳中中不不常常见见,而而在在末末乳乳、乳乳房房炎炎乳乳及及其其他他一一些些生生理理异异常常乳乳中中常常出出现现。另另一一种种是存在于脱脂乳中与酪蛋白相结合的乳浆脂酶。是存在于脱脂乳中与酪蛋白相结合的乳浆脂酶。n n主主要要作作用用是是分分解解脂脂肪肪,产产生生游游离离脂脂肪肪酸酸,脂脂肪肪酸酸氧化,从而产生不良气味。氧化,从而产生不良气味。n n一般生产中需钝化脂酶活性一般生产中需钝化脂酶活性80-8580-85高温处理。高温处理。(2)磷酸酶)磷酸酶n n磷磷酸酸
19、酶酶的的特特性性是是可可以以把把有有机机磷磷酸酸酯酯分分解解成成磷磷酸酸和和相应的醇,是乳中的固有酶。相应的醇,是乳中的固有酶。n n如如果果向向乳乳中中加加入入磷磷酸酸酯酯,再再向向其其中中加加入入能能与与游游离离醇醇发发生生显显色色反反应应的的试试剂剂(酚酚酞酞磷磷酸酸钠钠),就就可可以以测测定定乳乳中中磷磷酸酸酶酶的的存存在在。因因为为试试剂剂颜颜色色的的变变化化可可以反映乳中含有磷酸酶。以反映乳中含有磷酸酶。n n磷磷酸酸酶酶可可以以经经6363、30min30min或或71717575、151530s30s加加热热后后可可钝钝化化,故故可可以以利利用用这这种种性性质质来来检检验验低低
20、温温巴氏杀菌法处理的消毒牛乳的杀菌程度是否完全。巴氏杀菌法处理的消毒牛乳的杀菌程度是否完全。(3)蛋白酶)蛋白酶n n牛牛乳乳中中的的蛋蛋白白酶酶分分别别来来自自乳乳本本身身和和污污染染的的微微生生物物。乳乳中中蛋蛋白白酶酶多多为为细细菌菌性性酶酶,细细菌菌性性的的蛋蛋白白酶酶使使蛋蛋白质水解后形成蛋白胨、多肽及氨基酸。白质水解后形成蛋白胨、多肽及氨基酸。n n其其中中由由乳乳酸酸菌菌形形成成的的蛋蛋白白酶酶在在乳乳中中,在在干干酪酪加加工工中具有非常重要的意义。中具有非常重要的意义。n n蛋蛋白白酶酶在在高高于于75758080的的温温度度中中即即被被破破坏坏,在在7070以以下下时时,可可
21、以以稳稳定定地地耐耐受受长长时时间间的的加加热热,在在37374242时时,这这种种酶酶在在弱弱碱碱性性环环境境中中作作用用最最大大,中性及酸性环境中作用减弱。中性及酸性环境中作用减弱。2、氧化还原酶类、氧化还原酶类(1 1)过氧化氢酶)过氧化氢酶n n牛牛乳乳中中的的过过氧氧化化氢氢酶酶主主要要来来自自白白血血球球的的细细胞胞成成分分,特别在初乳和乳房炎乳中含量较多。特别在初乳和乳房炎乳中含量较多。n n过过氧氧化化氢氢酶酶把把过过氧氧化化氢氢分分解解成成水水和和游游离离氧氧。通通过过测测量量乳乳中中游游离离氧氧的的量量就就可可以以反反映映乳乳中中过过氧氧化化氢氢酶酶的含量,也能了解牛奶是否
22、来自健康动物乳房。的含量,也能了解牛奶是否来自健康动物乳房。n n多多种种细细菌菌可可产产生生这这种种酶酶,而而过过氧氧化化氢氢酶酶经经过过普普通通的的高高温温短短时时间间巴巴氏氏消消毒毒法法(70707272,15153030秒秒)可以被破坏。可以被破坏。(2)过氧化物酶)过氧化物酶n n过过氧氧化化物物酶酶是是最最早早从从乳乳中中发发现现的的酶酶,它它能能促促使使过过氧氧化化氢氢分分解解产产生生活活泼泼的的新新生生态态氧氧,从从而而使使乳乳中中的的多元酚、芳香胺及化合物氧化。多元酚、芳香胺及化合物氧化。n n过过氧氧化化物物酶酶钝钝化化温温度度和和时时间间大大约约为为7676、20min2
23、0min,77777878、5min5min,8585、10s10s。通通过过测测定定过过氧氧化化物物酶酶的的活活性性可可以以判判断断牛牛乳乳是是否否经经过过热热处处理理或或判判断断热热处理的程度。这项试验叫处理的程度。这项试验叫StorchStorch氏过氧化物酶试验。氏过氧化物酶试验。七、乳中的其它成分七、乳中的其它成分n n有有机机酸酸:乳乳中中的的有有机机酸酸主主要要是是柠柠檬檬酸酸,另另外外一一些些发酵产品中含有乳酸。发酵产品中含有乳酸。n n气气体体:主主要要为为二二氧氧化化碳碳、氧氧气气和和氮氮气气等等,约约占占鲜鲜牛牛乳乳的的5%5%7%7%,其其中中二二氧氧化化碳碳最最多多,
24、氧氧最最少少。在在挤挤乳乳及及贮贮存存过过程程中中,二二氧氧化化碳碳由由于于逸逸出出而而减减少少,而氧、氮则因与大气接触而增多。而氧、氮则因与大气接触而增多。n n细细胞胞成成分分:乳乳中中所所含含的的细细胞胞成成分分主主要要是是白白血血球球和和一些乳房分泌组织的上皮细胞,也有少量红细胞。一些乳房分泌组织的上皮细胞,也有少量红细胞。第二节第二节 乳的物理性质乳的物理性质一、色泽一、色泽n n新鲜正常的牛乳呈不透明的乳白色或淡黄色。新鲜正常的牛乳呈不透明的乳白色或淡黄色。n n乳乳白白色色是是由由于于乳乳中中的的酪酪蛋蛋白白酸酸钙钙磷磷酸酸钙钙胶胶粒粒及及脂脂肪球等微粒对光的不规则反射所产生。肪
25、球等微粒对光的不规则反射所产生。n n牛牛乳乳中中的的脂脂溶溶性性胡胡萝萝卜卜素素和和叶叶黄黄素素使使乳乳略略带带淡淡黄黄色色,而水溶性的核黄素使乳清呈荧光性黄绿色。而水溶性的核黄素使乳清呈荧光性黄绿色。二、滋味和气味二、滋味和气味n n乳乳中中含含有有挥挥发发性性脂脂肪肪酸酸及及其其他他挥挥发发性性物物质质,这这些些物质是牛乳滋味和气味的主要构成成分。物质是牛乳滋味和气味的主要构成成分。n n香香味味随随温温度度的的高高低低而而异异,乳乳经经加加热热后后香香味味强强烈烈,冷却后减弱。冷却后减弱。n n乳乳中中羰羰基基化化合合物物,如如乙乙醛醛、丙丙酮酮、甲甲醛醛等等均均与与牛牛乳风味有关。乳
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