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1、2020乳制品加工工艺学内容要点乳的基本知识二概念1. 常乳(原料乳) n 产犊一周后至干奶期开始之前两周内所产的乳。2. 异常乳n 在泌乳期中，由于生理、病例或其他因素的影响，乳的成分与性质发生变化。o 生理异常乳n 初乳o 产犊后一周之内所分泌的乳n 末乳o 也称老乳，干奶期前两周所产的乳o 化学异常乳n 酒精阳性乳：与同体积的酒精（68-72%）混合，酪蛋白出现凝固现象。n 风味异常乳n 低成分乳o 病理异常乳n 乳房炎乳：由于外伤或者细菌感染，使乳房发生炎症，分泌的乳的成分和性质都发生变化o 特征：氯含量，乳糖含量（氯糖值）；球蛋白含量，酪蛋白含量，非脂乳固体；细菌、白血球和上皮细胞；
2、pH 三、牛乳的组成o 水分：87.5-88.5%o 气体 5-8ml/100 mlo 总乳固体：包括n 脂质 2.8-4.0% (3.4%)n 蛋白质 2.8-4.0% (3.2%)n 碳水化合物 4.6-4.9% (4.6%)n 其他牛乳中 水分/乳固体=7：1o 乳是一种复杂的具有胶体特性的生物学分散体系1. 水分n 结合水：约占2-3%，以氢键和蛋白质的亲水基或和乳糖及某些盐类结合存在。n 结晶水：存在于结晶化合物中，当生产奶粉、炼乳以及乳糖等产品，乳糖含有一分子的结晶水。n 膨胀水：存在胶粒结构的亲水胶体内。n 自由水：浓缩及喷粉时易除去的水。2. 乳蛋白质n 蛋白质占乳中含氮化合物
3、的95%2.1. 酪蛋白（ casein ）n 定义o 牛乳含氮物中，在pH4.6沉淀的部分n 分类o a-casein：钙不溶性（as1as5）和钙可溶性（ k-和 l-casein）o b-casein：A1，A2，A3，B，C，D等o g -caseino d-casein：不受凝乳酶的凝固作用，故凝固后留存在乳清中n 酪蛋白的物理特性n 结合蛋白，典型的含磷蛋白质（P，0.8%)n 白色无味，形成乳白色乳状的主要成分n 相对密度1.25-1.31，不溶于水，不溶于酒精等有机溶剂，可溶于碱n 在蛋白酶的作用下分解n 热稳定性高（热凝固大于140/30min）n 属于两性电解质NH3+RC
4、OO-n 以酪蛋白酸钙-磷酸钙胶体颗粒形式存在于乳中o 球状直径30-300 nm，以80-120 nm居多数，数量5-151012个/ml牛乳o 胶粒所以能保持相对稳定的胶体悬浊液状态，与k-酪蛋白的胶体保护作用分不开酪蛋白的化学特性o 酸凝固特性n 普通牛乳pH值大约6.6,以酪蛋白酸钙的形式存在于乳中n 等电点（ pH4.6 ）沉淀的酪蛋白不含钙，但在pH5.2-5.3时酪蛋白就开始沉淀，钙尚未除去，因此加酸要充足o 金属离子凝固特性o 由于乳汁中钙和磷呈平衡状态存在，酪蛋白颗粒具有一定的稳定性，当加入氯化钙（0.01mol/L）时，破坏平衡状态，加热时发生凝固。o 酪蛋白对离子的敏感程
5、度：钠、钾离子钙、镁离子铝离子。o 磷酸盐或柠檬酸盐（钠、钾）能与钙、镁形成未解离的络合物，降低钙、镁离子的有效浓度；同时释放钠、钾离子引起胶粒水合作用促进分散。o 酶凝固特性n 常用的酶 ：皱胃酶，胃蛋白酶，微生物凝乳酶，木瓜蛋白酶n 机理 o a s-酪蛋白、-酪蛋白和k -酪蛋白，前两者易受Ca2+影响形成沉淀，而后者不仅稳定，而且还具有抑制前者沉淀的作用 o 首先将k -酪蛋白分解为副k -酪蛋白；其次副k -酪蛋白及as-酪蛋白和-酪蛋白通过形成钙桥而凝固。2.2. 乳清蛋白n 定义：在pH4.6时，仍分散在乳清中的蛋白质n 其粒子水合能力强，具高度分散性，在乳中呈典型的高分子溶液，
6、甚至在等电点时仍保持分散状态o 乳清蛋白特性n 不耐热，在生产要尽量加以保护n 在碱性条件下加热，发生氨基酸缩合反应，产物对人体肾脏有害n 在酸性条件下加热，溶解度较好，在含乳饮料中呈稳定状态（用脱盐乳清粉来配制酸性含乳饮料）3. 乳脂肪n 乳中脂肪组成o 乳脂肪甘油三酸酯类，占97-99%o 磷脂类，0.2%1.0%o 甾醇类，0.25%0.4%o 脂溶性维生素类n 乳脂肪以脂肪球的状态存在于乳浊液中，对牛乳风味起重要的作用，直径范围0.1-10 mm,平均直径3-5 mmn 乳脂肪的组成特点n 乳脂肪中含有20种左右的脂肪酸n 含低级（碳14个以下）挥发性脂肪酸达14%，其中水溶性挥发性脂
7、肪酸达8.5%，其他油脂不足1%n 奶油熔点低，25-38，在口腔中可融化，质体较柔软n 乳中不饱和脂肪酸的复合体是由亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸所组成，为必需脂肪酸n 乳脂肪的化学特性n 易氧化o 脂肪与氧、光线、金属接触时，氧化产生哈败；工艺上，避免使用铜、铁设备和容器，应使用不锈钢设备n 易水解o 含低级脂肪酸比较多，即使稍微水解也会产生带刺激性的酸败味o 水解起因于乳本身的解脂酶和外界污染的微生物酶n 乳脂肪球膜的构造n 组成：蛋白质、磷脂、高熔点甘油三酸酯、甾醇、维生素、金属、酶类以及结合水n 骨架是卵磷脂-蛋白质络合物n 磷脂层疏水基向脂肪球中心，并吸附高熔点甘油三酸酯形成膜最内层n
8、 磷脂层夹着甾醇和维生素；n 磷脂层亲水基向外乳浆，结合蛋白质形成膜的外层，并结合水分子构成油水两相过渡。n 脂肪球的大小对乳制品加工的意义n 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。n 当脂肪球的直径接近1nm时，脂肪球基本不上浮。所以，生产中可将牛乳进行均质处理，得到长时间不分层的稳定产品。4. 乳糖n 乳糖占乳中碳水化合物总量的99.8%以上，在牛乳中约含4.5%，占干物质的38-39%n 是一种从乳腺分泌的特有的化合物，其他动植物组织中不含乳糖，是一种还原性双糖o a-含水乳糖o a-无水乳糖o b-无水乳糖n 乳糖三种溶解度n 最初溶解度： a-
9、乳糖的溶解度n 最终溶解度： a- ，b-的比例达到平衡n 超溶解度：将乳糖饱和溶液冷却达过饱和状态， 继续冷却，a-无水乳糖结晶析出，a-和b-平衡被破坏， b-向a-转化，并再次析出a-无水乳糖结晶至平衡。n 乳糖不耐n 乳糖被摄取后在胃中不消化，在小肠黏膜上皮细胞中的乳糖酶作用下被分解o 如果乳糖被直接注射于血管或皮下，则从尿中排出o 乳糖的消化力下降，导致腹胀、呕吐等乳糖不适症。5. 酶类n 来源o 乳腺，原生酶o 污染微生物的代谢产物n 蛋白酶n 种类o 非细菌性（固有）蛋白酶o 细菌性蛋白酶（主体）n 特性o 最适pH 8（细菌性腐败环境）o 80 ，10min失活乳酸菌分泌的蛋白
10、酶，在干酪成熟中起主要作用n 脂酶（脂肪水解酶，而非脂肪氧化酶）n 种类o 吸附在脂肪球膜间的膜脂酶（末乳和乳粉炎症乳）o 残存在于脱脂乳中与酪蛋白相结合的乳浆脂酶n 特性o 最适pH9.0-9.2，最适稳定37o 灭活温度80。n 加工处理o 由于均质破坏脂肪球膜而增加了脂酶与乳脂肪的接触面，促进水解，故均质后应及时杀菌o 制造稀奶油时，灭酶杀菌温度在80-85 以上，防止脂酶分解脂肪产生游离脂肪酸导致苦味和哈败o 磷酸酶n 种类o 主要为碱性磷酸酶，吸附于脂肪球膜处o 少量酸性磷酸酶， 存在于乳清中n 碱性磷酸酶特性o 最适pH值为7.67.8o 63,30min或71-75,15-30s
11、加热后钝（可用于检验低温巴氏杀菌法处理的消毒牛乳的杀菌程度是否完全）o 过氧化氢酶n 来自白血球的细胞成分，特别在初乳和乳房炎乳中含量较多n 可判定牛乳是否为乳房炎乳或其它异常乳n 经65/30min加热，过氧化氢酶的95会钝化；经75,20min加热，则100钝化n 过氧化物酶n 主要来自于白血球的细胞成分，是乳中固有的酶，其数量与细菌无关，n 促使过氧化氢氧化乳中的多元酚、芳香胺及某些化合物n 特性n 最适温度为25n 最适pH值是6.8n 钝化温度和时间大约为76/20min、77-78/5min、85/10s测定过氧化物酶的活性可以判断牛乳是否经过热处理或判断热处理的程度o 还原酶n
12、乳中的微生物的代谢产物n 还原酶能使甲基蓝还原为无色。乳中的还原酶的量与微生物的污染程度成正相关，故可通过测定还原酶的活力来判断乳的新鲜程度。6.维生素n 牛乳含有几乎所有已知的维生素。o 脂溶性维生素A、D、E、K等干酪，奶油o 水溶性的维生素B1、B2、B6、B12、C等乳清，脱脂乳n 部分来自饲料中的维生素，如维生素E；有的要靠乳牛自身合成，如B族维生素7. 无机物o 亦称为矿物质，是指除碳、氢、氧、氮以外的各种无机元素，主要有磷、钙、镁、氯、钠、硫、钾、及微量元素等。o 含量为0.35-1.21%，平均为0.7%左右o 无机物存在形式o 钠的大部分是以氯化物、磷酸盐和柠檬酸盐的离子状态
13、存在。o 钙、镁与酪蛋白、磷酸和柠檬酸结合，一部分呈胶体状态，另一部分呈溶解状态。o 磷是乳中磷蛋白和磷脂的成分。o 存在意义o 钙、磷等成分在营养上有重要意义o 盐类的构成及其状态对乳的物理化学性质有很大影响，加工时，盐类的平衡成为重要问题o 乳中某些金属尤其是铜和铁促进贮藏的乳制品产生异常气味o 乳中其他成分o 有机酸：o 柠檬酸及微量乳酸、丙酮酸和马尿酸。o 柠檬酸（含量0.07%0.40%，平均为0.18%）对乳的盐类平衡及乳在加热、冷冻过程中的稳定性均起重要作用，同时还是芳香成分丁二酮的前体。o 在酸败乳及发酵乳中，在乳酸菌的作用下，马尿酸可转化为苯甲酸。o 细胞成分o 白血球和一些
14、乳房分泌组织的上皮细胞，也有少量红血球o 细胞含量的多少是衡量乳房健康状况及牛乳卫生质量的标志之一（不超过50万个mL）o 乳中其他成分o 气体o 新鲜牛乳中以CO2为最多，N2次之，O2最少o 牛乳在冷却过程中多使用表面冷却器，可除去不愉快气味，同时使乳中CO2减低，酸度下降1T五、牛乳的物理性质1. 色泽n 正常乳：o 脂肪球-酪蛋白胶粒对日光的不规则反射（散射），呈现白色；o 脂溶性胡萝卜素和叶黄素淡黄色；o 水溶性核黄素，存在于乳清中荧光性黄绿色。n 异常乳o 红色炎症；o 黄色初乳（浓稠）；o 变红、变蓝细菌污染乳n 折射率为=1.3441.348，此值与乳固体的含量有比例关系，由此可判定牛乳是否掺水2. 滋味与风味n 正常o 乳香味：含有挥发性脂肪酸及其他挥发性物质构成正常o 口感：脂肪球-酪蛋白胶粒，柔和醇厚o 滋味： Na+、CL-咸味，Mg+、Ca+苦味，柠檬酸-、PO4-酸味，乳糖甜味n 异常o 乳香味弱：热处理过o 牛粪味、饲料味、金属味、焦糖味3. 比重（相对密度）n 15时，正常乳的平均比重为1.032，脱脂乳为1.037n 乳的相对密度在挤乳后1h内最低，后逐渐上升o 由于气体的逸散、蛋白质的水合作用及脂肪的凝固使容积发生变化的结果o 不宜在挤乳后立即测试比重n 检验用语：比重32度（即1.032）4
