第二部分乳的物理化学质备课讲稿

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1、,第二章 乳的物理化学性质,第一节 乳汁的性质,一、乳汁组成及含量,牛乳两大成分：水分、乳干物质 乳干物质又分为两大成分： 脂质和无脂干物质；,三、乳的物理性质,（一）乳的光学性质 （二）乳的热学性质 （三）乳的电学性质 （四）乳的滋味与气味 （五）乳的密度与比重 （六）乳的酸度与pH值 （七）乳的粘度与表面张力,正常乳的粘度为0.00150.002 Pas。牛乳表面张力在20时为0.040.06N/cm（牛顿/厘米）。,第二节 乳中各成分的性质,一、水分,在乳中约占87%89%。 分为自由水、结合水、膨胀水和结晶水。 自由水乳中主要水分，具有常水的性质 沸点-冰点-溶解特性.,结合水、膨胀水

2、、结晶水在乳中具有特别的性质和作用。,一、水分,（一）结合水 （二）膨胀水 （三）结晶水,结合水约占2%-3%，与蛋白质或与乳糖及某些盐类结合存在。 无溶解特性。 不具有常水的冰点、沸点难以蒸发和结冰。,膨胀水存在于凝胶粒结构的亲水性胶体内。,结晶水存在于 结晶性化合物中。,二、气体,生乳中含有一定量气体 主要：二氧化碳、氧、氮等 细菌繁殖产生如氢气、甲烷等,刚挤出的牛乳含气量较高 其中以CO2为最多，氮次之，氧最少 检测原料乳时，不能用刚挤出的乳检测其密度和酸度。,三、乳干物质,概念：将乳干燥到恒重时所得到的残余物。 含量：常乳中含量11%13%。 乳中干物质的含量随乳成分的百分含量而变，尤

3、其是乳脂肪在乳中的变化比较大，因此在实际工作中常用无脂干物质(SNF)作为指标。,四、乳脂肪(fat),有97%-99%的成分是甘油三酯。 约1%的磷脂和少量的甾醇、游离脂肪酸、脂溶性维生素等。 是中性脂肪，牛乳中含量平均为3.5%-4.5%。,乳脂肪是由一个分子的甘油和三个分子相同或不同的脂肪酸所组成，形成甘油三酸酯的混合物。,是牛乳的主要成分之一,四、乳脂肪(fat),（一）乳脂肪球及脂肪球膜 1、脂肪球 呈分散状态于乳中； 水包油型的乳浊液； 表面被有脂肪球膜，使脂肪在乳中保持稳定的乳浊液状态。 直径在0.122m范围，平均为3m。,2、乳脂肪球膜：510nm厚。 由蛋白质、磷脂、高熔点

4、甘油三酸酯、甾醇、维生素、金属离子、酶类及结合水等复杂的化合物所构成。 其中起主导作用的是卵磷脂蛋白质络合物。 脂肪的相对密度是0.93，静置时上浮，速度与脂肪球半径的平方成正比。 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，仍能保持着脂肪球的分散状态。在机械搅拌或化学物质作用下，脂肪球膜被破坏后，脂肪球才会互相聚结在一起。因此，可以利用这一原理生产奶油和测定乳中的含脂率。,乳脂肪的组份,每毫升的牛乳中约有2040亿个脂肪球。 脂肪球的大小对乳制品加工的意义在于：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。当脂肪球的直径接近1nm时，脂肪球基本不上浮

5、。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。,（二）乳脂肪的脂肪酸组成和含量,脂肪酸组成受饲料、营养、环境等因素的影响而变动，尤其是饲料。,组成特点： 低级短链脂肪酸含量高（14%，其它油1%） 水溶性、挥发性脂肪酸含量很高（8%）。 这类乳脂风味良好、易于消化。,（三）乳脂肪的特性 1一般特性,（1） 乳脂肪具有特殊的香味和柔软的质体，是高档食品的原料。,（2） 易受光、空气中的氧、热、金属铜、铁作用而氧化，从而产生脂肪氧化味。,（3） 易在解脂酶及微生物作用下而产生水解，使酸度升高。 由于含有酪酸（丁酸），故轻度水解也能产生特别的刺激性气味脂肪分解味。,（4） 易吸收周

6、围环境中的其它气味，如饲料味、牛舍味、柴油味及香脂味等等；,（5）在5以下呈固态，11以下呈半固态。,溶解性挥发脂肪酸值指中和从5g脂肪中蒸馏出来的溶解性挥发脂肪酸时所消耗的0.1mol/L KOH的毫升数。 皂化价指每皂化1g脂肪酸所消耗的NaOH的毫克数。 碘价指在100g脂肪中，使其不饱和脂肪酸变成饱和脂肪酸所需的碘的毫克数。,（三）乳脂肪的特性 乳脂肪的理化常数,波伦斯克值指中和5g脂肪中挥发出的不溶于水的挥发性脂肪酸所需0.1mol/L KOH的毫升数。,归纳理化特点为： 水溶性脂肪酸值高； 碘价低； 挥发性脂肪酸多； 不饱和脂肪酸比植物脂肪少；主要是油酸，约占不饱和脂肪酸总量的70

7、%左右。 皂化价比一般脂肪高。,碘价越高脂肪越软！,（四）磷脂 主要是卵磷脂、脑磷脂与神经鞘磷脂 比例为48:37:15。 （五）甾醇 乳脂肪中甾醇的最主要部分是胆固醇。 含量很低（每100ml牛乳中约含717mg）； 主要结合在脂肪球膜上。,五、乳糖,（一）乳糖概述 乳糖C12H22O11 乳腺分泌的特有的化合物； 牛乳中约含4.5%。 乳糖有乳糖和乳糖两种异构体。 乳糖很易与一分子结晶水结合乳糖水合物，所以乳糖实际上共有三种形态。,乳糖在乳中全部呈溶解状态。 乳糖为D葡萄糖与D半乳糖以1，4键结合的双糖，又称为1，4半乳糖苷葡萄糖。,（二）乳糖的结构 1.乳糖水合物 通常含有1分子结晶水，

8、其亦有无水物。 在93.5以下的水溶液中结晶而成的。 市售乳糖一般为乳糖水合物。,（二）乳糖的结构 .乳糖无水物 在真空中缓慢加热到100或在120125迅速加热，失去结晶水而形成。 在干燥状态下稳定； 在有水分存在时，易吸水而成为乳糖水合物。,（二）乳糖的结构 乳糖 以无水物形式存在； 在93.5以上的水溶液中结晶而成。 比乳糖易溶于水，且较甜。,（三）乳糖溶解度 、最初溶解度：乳糖投入水中，即刻溶解的那部分达到饱和状态时，为乳糖的溶解度。 、最终溶解度：将乳糖溶液继续振荡，乳糖可转变为乳糖，最后达到的饱和点，即乳糖与乳糖平衡时的溶解度。 、过饱和溶解度：继续将饱和乳糖溶液于饱和温度以下冷却

9、时，可成为过饱和溶液，此时如果冷却操作比较缓慢，则结晶不会析出，而形成过饱和状态。,乳糖不适症： 乳糖在消化器官内经乳糖酶作用而水解后才能被吸收。 年龄增长，消化道内缺乏乳糖酶，不能分解和吸收乳糖，饮用牛乳后出现呕吐、腹胀、腹泻等不适应症。,消除乳糖不适症的方法： 在乳品加工中利用乳糖酶，将乳糖分解为葡萄糖和半乳糖； 利用乳酸菌将乳糖转化成乳酸，还可提高乳糖的消化吸收率，改善制品口味。,六、乳蛋白质,牛乳中的蛋白质是乳中的主要含氮物质，含量约为2.8%3.8%，其中95%是乳蛋白质，5%为非蛋白态氮。 包括酪蛋白、乳清蛋白及少量脂肪球膜蛋白； 乳清蛋白：包括乳白蛋白、乳球蛋白及对热稳定的小分子

10、蛋白和胨。,（一）酪蛋白 将脱脂乳加酸处理，在20下调节其pH至4.6时，沉淀的一类蛋白质。,酪蛋白的组成 含磷蛋白质为主体；含磷多少分类；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。 几种蛋白质的复合体（， ， 酪蛋白分为钙不溶性和钙可溶性两部分； 含大约1.2%的钙和少量的镁。,2. 酪蛋白的性质 以酪蛋白胶束状态而存在；酪蛋白酸钙-磷酸钙复合体的胶粒大体上呈球形，据佩恩斯设想，胶体内部由-酪蛋白的丝构成网状结构，在其上附着-酪蛋白，外面覆盖有-酪蛋白，并结合有胶体状的磷酸钙。 再与磷酸钙形成复合体，称作“酪蛋白酸钙（95.2%）-磷酸钙(4.8%)复合

11、体”。 酪蛋白胶束亚酪蛋白胶束混合构成：直径约10-15nm（1nm=10-9m）。 不同的酪蛋白胶束所含有的酪蛋白、 -酪蛋白和-酪蛋白也不是均匀一致。,. 酪蛋白与酸碱的反应,酪蛋白属于两性电解质，它在溶液中既具有酸性也具有碱性，即它能形成两性离子。一般显酸性。,NH 3+ RCOO,当酪蛋白在弱酸介质中与甲醛反应时，则形成亚甲基桥，可将两个分子的酪蛋白联结起来。,4. 酪蛋白与醛反应,5. 酪蛋白与糖反应,醛糖、葡萄糖、转化糖等与酪蛋白作用后变成氨基糖而产生芳香味、黑色素等。如面包具有的黑色素。,6. 酪蛋白的酸凝固 牛乳中加酸后pH达5.2时，磷酸钙先行分离，酪蛋白开始沉淀，继续加酸使

12、pH达到4.6时，钙又从酪蛋白钙中分离，游离的酪蛋白完全沉淀。 在酸凝固时，酸只和酪蛋白酸钙磷酸钙作用。所以除了酪蛋白外，对白蛋白、球蛋白都不起作用。,7. 酪蛋白的皱胃酶凝固 皱胃酶定义与作用 皱胃酶的来源 皱胃酶与胃蛋白酶的关系 皱胃酶的凝乳原理 凝固两个过程,皱胃酶与酪蛋白的专一性结合使牛乳凝固,皱胃酶定义与作用,皱胃酶：犊牛第四胃中所含的一种酶能使乳汁凝固。 可使乳汁从液体变为凝块，并发生收缩而排出乳清的作用。,返回,皱胃酶的来源,来源取自犊牛或羔羊的第四胃。 作用在干酪制造中，利用皱胃酶使乳汁凝固。 近些年，国外采用发酵技术生产出液体凝乳酶，广泛应用于乳品工业方面。,返回,皱胃酶与胃

13、蛋白酶,是单独的两种物质，在幼畜体中是皱胃酶起作用；成年动物是胃蛋白酶起作用。 在干酪制造中，要用皱胃酶； 胃蛋白酶会使干酪发生不良的分解过程，产品带有苦味。,返回,乳凝固的两个过程,酪蛋白在皱胃酶的作用下，形成副酪蛋白（Para-casein），此过程称为酶性变化； 产生的副酪蛋白在游离钙的存在下，在副酪蛋白分子间形成“钙桥”，使副酪蛋白的微粒发生团聚作用而产生凝胶体。此过程称为非酶变化。,返回,8. 酪蛋白的钙凝固 原理： 酪蛋白酸钙磷酸钙复合体在乳中稳定，其钙和磷呈平衡状态存在。 向乳中加入氯化钙时，则能破坏平衡状态，如果再加热，可使酪蛋白发生凝固现象。 采用钙凝固时，乳蛋白质的利用程度

14、，几乎要比酸凝固法高5%，比皱胃酶凝固法约高10%以上。,1、概念：原料乳中去除酪蛋白之后，留在乳清中的蛋白质。 约占乳蛋白质的18%-20%。 2、分类： 分为对热稳定和对热不稳定两大部分。 用电泳法分析又可分离成8种蛋白。,（二）乳清蛋白,4. 对热不稳定的乳清蛋白 当将乳清煮沸20 min，pH为4.6-4.7时，沉淀的蛋白质，约占乳清蛋白的81%。,（l）乳白蛋白 （68%） 概念：乳清在中性状态时，加入饱和硫酸铵或饱和硫酸镁进行盐析时，仍呈溶解状态而不析出的蛋白质。,3、特点 属全价蛋白质，富含硫，含硫量为酪蛋白的2.5倍。 加热时易暴露SH、SS，易产生 H2S ，形成蒸煮味。 不

15、被凝乳酶或酸凝固，被钙凝固； 初乳中含量高达10%-12%，常乳中仅有0.5%。,（2）乳球蛋白 概念：乳清在中性状态下，用饱和硫酸铵或硫酸镁盐析时能析出，而呈不溶解状态的蛋白。 含量：占乳清蛋白的13%。 分类：可分为真球蛋白和假球蛋白2种，它们与乳的免疫性有关，具有抗原作用，所以也称为免疫球蛋白。,2. 对热稳定的乳清蛋白 当将乳清煮沸20 min，pH4.64.7时，仍溶解于乳中的乳清蛋白为热稳定性乳清蛋白。它们主要是小分子蛋白和胨类，约占乳清蛋白的19%。,（三）脂肪球膜蛋白 牛乳中还有一些蛋白质称为脂肪球膜蛋白，它们是吸附于脂肪球表面的蛋白质与磷脂质，构成脂肪球膜； 1分子磷脂质约与

16、2分子蛋白质结合在一起。,特点： 对热较为敏感，含有大量的硫，在 7075瞬间加热，则SH基裸露，产生蒸煮味。 其中的卵磷脂易在细菌性酶的作用下产生鱼腥味（三甲胺）而被破坏。 易受细菌性酶的作用而分解，是奶油风味变坏的原因之一。,（四）其它蛋白 乳中还含有数量很少的其它蛋白质和酶蛋白，在分离酶时可按不同部分将其分开。,牛乳中的含氮物中还包括非蛋白态的氮化物，约占总氮的5%。其中有氨基酸、尿素、尿酸、肌酐及叶绿素等。 （五）非蛋白质氮,七、乳中酶类,分类： 水解酶：包括脂酶、蛋白酶、磷酸酶、淀粉酶、半乳糖酶、溶菌酶等。 氧化还原酶：其中包括过氧化氢酶、过氧化物酶、黄嘌呤氧化酶及醛缩酶等。 还原酶：其中包括还原酶、氧化酶等。 来源：一是来自于乳腺，二是来源于微生物的代谢产物。,八、乳中维生素,牛乳中维生素的热稳定性不同: 热稳定性的维生素：VA 、VD、VB1、VB2、 VB12、VB6等对热稳定; 维生素C及其他维生素热稳定性差。 在任何一种乳制品加工中，维生素都会遭受一定程度的破坏而损失。,九、乳中的无机物和盐