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1、乳和蛋的生物化学一、乳的生物化学 二、蛋的生物化学第十四章一、乳的生物化学o（一）乳的组成o（二）乳的生物合成（一）乳的组成o乳中含有水分、蛋白质和非蛋白含氮化合物 、脂质、糖类、无机物质、维生素、酶类、 激素、生长因子、有机酸、气体等化学成分 。其中水分占90%； o乳的组成和分泌量因动物种别、年龄、泌乳 周期、饲料、饲养管理以及气候的影响而发 生改变。乳中主要成分的含量动动物脂肪（g/L ）蛋白质质（g/L）乳糖（mmol/L ）钙钙（mmol/L ） 奶牛373313330山羊452911422猪6848153104大鼠103849080人381019271.乳中蛋白质的组成o乳中所含的
2、氮约95%是以蛋白质的形式存在；o乳中的蛋白质统称为乳蛋白，可分为：n酪蛋白n乳清蛋白n乳脂肪球膜蛋白 （含量很少）酪 蛋 白s-酪蛋白、-酪蛋白、-酪蛋白和 -酪蛋白，其中-酪蛋 白实际上是-酪蛋白的酶解产物，故酪蛋白主要是前三种类 型。-酪蛋白是唯一含有糖成分的，并对钙不敏感而对凝乳酶敏感的酪蛋白。 乳清蛋白 -乳球蛋白、a-乳清蛋白、血清清蛋白、免疫球蛋白、乳铁蛋 白、转铁蛋白、2 -微球蛋白、乳清酸蛋白、溶菌酶等。 各种动物乳中的酪蛋白和乳清蛋白含量明显不同。 类别类别 酪蛋白 乳清蛋白质质类别类别 酪蛋白 乳清蛋白质质人 0.4 0.5 驴驴 1.0 1.0 土豚 9.5 4.8 印
3、度象 1.9 3.0 牛 2.6 0.6 大鼠 6.4 2.0 灰松鼠 5.0 2.4 毛海豹 4.6 4.3 绵绵羊 3.9 0.7 马马 1.3 1.2 犬 5.1 2.3瘤牛 2.6 0.6 海豚 3.9 2.9 黑熊 8.8 5.7 免 9.3 4.6 山羊 2.6 0.6 水牛 3.2 0.6 驯驯鹿 8.6 1.5 豚鼠 6.6 1.5 骆驼骆驼 2.7 0.9 猪 2.8 2.0人和各种动物乳中酪蛋白和乳清蛋白质含量（ ） （1）酪蛋白o酪蛋白（casein，CN）是乳腺上皮细胞合 成的，是乳中特有的一组磷蛋白，含有大 量的磷和钙。它以磷酸酯键与丝氨酸的羟 基结合，还含有少量已糖
4、、氨基糖、唾液 酸等残基； o酪蛋白在牛乳中占总蛋白的80%，在猪乳 中可能超过60%。 酪蛋白在乳中是以微团状态存在的，称为酪蛋白微团（ casein micelle）。酪蛋白微团是由有机成分和无机成分组成的酪蛋白复合体。酪蛋白亚微团和组成酪蛋白微团示意图 （2）乳清蛋白 o酪蛋白沉淀后（pH 4.6），存在于乳清中的 蛋白质称为乳清蛋白（Whey protein）；o乳清蛋白是一组蛋白质，它的热稳定性不如 酪蛋白；o主要的乳清蛋白有：n-乳白蛋白n-乳球蛋白n血清白蛋白n免疫球蛋白（3）乳脂肪球膜蛋白质o乳脂肪球膜（milk fat globule membrane, MFGM） 蛋白质是
5、一组膜结合蛋白。由于乳脂分泌是顶浆分 泌，包裹乳脂小球的质膜被上皮细胞释放到乳腺腺 泡腔中，与膜结合的蛋白一起被分泌到乳中；o乳脂肪球膜蛋白质一般都是长链状具有高度糖基化 的蛋白质，包括位于胞浆的端部分、跨膜区和高 度糖基化的胞外端；其氨基酸分析表明，谷氨酸 、天冬氨酸和亮氨酸含量最高，含硫氨基酸和组氨 酸含量较低；o乳脂肪球膜蛋白质糖基成分有唾液酸、己糖、氨基 己糖等。（4）乳中的酶o乳中酶的种类很多，现已发现60余种，主 要来自乳腺组织、血浆和白细胞；另外， 还存在一些由微生物分泌的酶；o这些酶分属氧化还原酶类、转移酶类、水 解酶类、裂解酶类、异构酶类和合成酶类 六大类。 o乳中大部分酶对
6、乳自身并无作用和功能， 只有少部分酶对乳起作用，可影响乳在贮 存过程中的风味及理化性质，影响乳制品 的生产和质量；o母乳中的酶对乳腺和婴儿的营养与健康起 一定作用，尤其是在营养素的消化吸收或 转移、胃肠功能、对感染的防御作用等方 面。 乳中各种酶的基本功能功能酶 抗病原菌或病毒感染消化修复 运输输（金属载载体）乳成分的生物合成溶菌酶 过过氧化物酶 脂酶（LPL，MDL）注 脂酶（MDL） 淀粉酶 巯巯基氧化酶 谷胱甘肽过肽过 氧化物酶 碱性磷酸酶 黄嘌呤氧化酶 葡萄糖磷酸异构酶 乳糖合成酶 脂肪酸合成酶 巯巯基脂酶注：LPL，脂蛋白脂酶；MDL，乳消化脂酶 在乳腺中起作用的酶类，其主要作用是参
7、与乳成分的合成，以及保护乳腺细胞自身不被一些水解酶水解造成细胞 损伤。乳中这类酶较多，在乳汁分泌时与乳一起分泌出来。 在乳腺中起作用的酶类 o在不同的泌乳阶段，人乳中与乳腺功能有关的酶 不仅在种类上存在差异，而且在含量（或活性） 上也不同，反映出在不同泌乳时期与乳生成有关 的基因表达的不同。o有些酶在产后初乳中存在，而在产前乳房分泌物 中不存在，例如脂蛋白脂酶（LPL），该酶控制 乳腺从环境中汲取脂蛋白脂肪酸，在运送长链脂 肪酸、磷脂和胆固醇至乳腺的过程中起关键作用 。该酶在产前乳房分泌物中缺乏，相应的反应是 分泌物中脂肪含量低（1mg/dL）。但产后LPL活 性和乳中脂肪含量快速增加，后者达
8、34mg/dL 。（5）乳中蛋白质的功能o酪蛋白含有几乎全部必需氨基酸，是新生幼仔 最具营养价值的蛋白质，同时也提供钙、磷等营 养素。酪蛋白在新生幼仔胃肠道蛋白酶作用后， 可释放多种生物活性肽。这些活性肽对幼仔的消 化、营养、免疫等发挥调节作用 ；o-乳白蛋白的氨基酸组成与婴儿的需求十分相 近，所以有较高的营养价值。除作为重要的营养 源之外，-乳白蛋白是乳腺中乳糖合成酶的一个 重要组分。o在小牛和其他一些品种的牛的肠道中，-乳 球蛋白与脂溶性维生素如维生素A和维生素E进行 预结合，利于它们的吸收和转运；o血清白蛋白除提供氨基酸外，还可结合激素与 微量元素，作为这些物质的转移媒介；o乳铁蛋白的主
9、要功能是抑制细菌生长、抗病毒 作用、抑制自由基形成、促进细胞生长、提高免 疫能力、抗氧化、促进双歧杆菌增殖等。2.乳脂质组成o乳中的脂肪呈小球状存在，直径平均为3 -4m。o乳脂肪球主要由甘油三酯组成，它的表 面包以由磷脂和蛋白质构成的膜，这个 外膜的作用是使脂肪球稳定的悬浮于乳 中，同时也阻止存在于乳中的脂肪酶水 解甘油三酯。（1）乳脂的种类、含量和分布o乳脂的脂肪酸成分与体脂的脂肪酸有很大 的差别。例如，反刍动物的沉积脂肪中缺 乏短链脂肪酸，而乳脂中则含有较多的短 链脂肪酸。 o乳脂的组成中甘油三酯占99，其余的1中大部分是磷脂（卵磷脂、脑磷脂及 神经磷脂）、微量的胆固醇及其他脂类。成 分
10、人 乳牛 乳成 分人 乳牛 乳三酰甘油单酰 甘 油固醇类磷脂98痕量0.41.398痕量0.30.8二酰甘油酯化固醇类非酯化脂肪酸烃痕量痕量痕量痕量痕量痕量痕量痕量人乳和牛乳中乳脂的主要成分（%） 类别 乳脂含量类别 乳脂含量类别 乳脂含 量类别 乳脂含量人 4.5 山羊 4.5 马 1.9 驼骆 4.0驴 1.4 印度象 11.6骡 1.8水牛 7.4 兔 5.3 海豚 33.0 红袋鼠 3.4 海牛 6.9 斑马 4.7 鲸 33.2乳牛 3.9 绵羊 7.2猪 6.8犬 10.7 大鼠 10.3 小鼠 12.1 牦牛 6.5豚鼠 3.9黑熊 24.5海豹 53.2驯鹿 18.0 灰松鼠
11、24.7人和动物乳脂的含量（ ） （2）乳脂的功能 供能； 易消化吸收的脂肪；一种脂肪的消化性就是指身体对其吸收的 速率和程度，乳脂肪是各种饮食脂肪和油中 消化性最好的。 乳脂肪的食用价值。3.乳中糖的组成主要：乳糖（双糖）单糖：葡萄糖、半乳糖与乳糖合成关系多种游离的溶解的低聚糖抗原活性和促进肠道 某些细菌的生长。 （1） 乳中糖的种类和含量N-乙酰半乳糖胺密切甘露糖 岩藻糖乳中复合糖和糖蛋白的结构成分 存在状态态种类类结结合成分分布游离型乳糖，D-果糖，D-半乳糖N-乙酰酰氨基葡萄糖脱脂乳寡糖乳清肌醇结结合型D-核糖，D-木糖酪蛋白脱脂乳 D- 果糖，D-半乳糖乳清蛋白质质乳清 D-甘露糖，
12、L-岩藻糖磷酸酯酯奶油 寡糖核酸脂肪球膜肌醇磷脂牛乳中糖类分布和存在状态 乳糖是哺乳动物乳的主要成分之一，牛奶中主 要的碳水化合物是乳糖。人乳中乳糖占总糖量的 95%，牛乳中乳糖占总糖量的99.8%。碳水化合物种类类碳水化合物含量（毫克/100毫升）乳糖 葡萄糖 半乳糖 肌醇 N-乙酰酰葡萄糖胺 N-乙酰酰甘露糖胺丙酮酮酸 乳糖低聚糖5 000 14 12 45 11 45 010牛奶中的碳水化合物含量 不同动物乳中乳糖含量不同。人和狒狒、黑猩猩、貂等乳中 的乳糖含量较高。海狮、海豹、熊、大袋鼠等动物的含量较低 。多数动物全乳中乳糖的含量为3%-7%。类 别含量人 牛 水牛 绵羊 山羊 小鼠
13、大鼠 猪 犬 猫 鹿 兔 袋鼠7.0 4.6 4.8 4.8 4.3 3.2 3.2 5.5 3.3 4.2 2.8 2.1 0.3人和各种动物乳中乳糖的含量（%）（2）乳中糖的功能o 为生理活动提供能量；o 促进肠道内钙磷等的吸收；o 参与机体组成和细胞活动；o 乳糖消化吸收和乳糖不耐症n先天性乳糖酶缺乏导致肠乳糖消化吸收障碍，人饮用 牛乳以后，乳糖无法分解，在肠内聚集，增加肠腔渗 透压，阻止水分吸收。同时刺激肠道，增加肠蠕动， 诱发腹泻。大量乳糖到达大肠，受细菌作用，发酵产 生大量有机酸和气体，引起腹痛和气胀以及呕吐等症 状，粪便中乳糖增多，尿中出现乳糖，称为乳糖不耐 症（lactose intolerance）。4.乳中其他重要的营养活性成分o（1）维生素n牛奶中含有脂溶性维生素A、维生素D、 维生素E和维生素K； n水溶性维生素主要存在于乳清中。牛奶 含有大多数B族维生素，特别是维生素 B2（核黄素）。这种维生素是由瘤胃产 生经血液输送到奶中。牛奶也是小牛维 生素C的重要来源。 （2）矿物质o乳中矿物质约占0.75%；o牛乳中主要的矿物质有钙、磷、钠、钾、氯、镁、 硫，此外还有少量的铁、铜、钴、碘、锰、锌等；o乳中的无机盐包括钾、钠、钙、镁的磷酸盐、氯化 物和柠檬酸盐，还有微量的重碳酸盐；o乳中的矿物质主要来自
