乳的化學(xué)成分及理化性質(zhì)

1、第一篇 乳品工藝學(xué),,,食品科學(xué)與工程學(xué)院 畜產(chǎn)品加工學(xué),江西農(nóng)業(yè)大學(xué),,,第一章 乳的化學(xué)成分及理化性質(zhì),食品科學(xué)與工程學(xué)院 畜產(chǎn)品加工學(xué),江西農(nóng)業(yè)大學(xué),本章主要內(nèi)容,第一節(jié) 乳的概念及分散體系第二節(jié) 乳的化學(xué)組成及性質(zhì)第三節(jié) 乳的物理性質(zhì),,本章學(xué)習(xí)目標(biāo),掌握乳的概念、化學(xué)成分掌握理化特性及其與乳制品質(zhì)量的關(guān)系,,第一節(jié) 乳的概念及分散體系,乳是哺乳動(dòng)物分娩后由乳腺分泌的一種白色或微黃色的不透明液體。含有幼兒生長發(fā)育所需

2、要的全部營養(yǎng)成分，是哺乳動(dòng)物出生后最適于消化吸收的全部營養(yǎng)物質(zhì)。,一、乳的概念,二、乳的分散體系,乳的分散體系,,乳膠體,乳濁液,真溶液,,酪蛋白：5~15nm；白蛋白：1.5~5nm球蛋白：2~3nm；平均1~500nm之間,分散質(zhì)：乳蛋白質(zhì)＋膠體磷酸鈣鹽分散劑：水,,乳脂肪球的平均直徑為3000~5000nm在500~105nm之間,分散質(zhì)：乳脂肪分散劑：非脂乳成分,,乳糖和鹽類的粒子直徑小于1nm,分散質(zhì)：乳糖、鹽類（部分

3、磷酸鹽、無機(jī)鹽類、檸檬酸鹽）分散劑：水,三、乳的營養(yǎng)學(xué)意義,奶牛的飼料轉(zhuǎn)化率高，生產(chǎn)成本最低。1kg飼料所能獲得的動(dòng)物蛋白，牛奶140g，肉雞110g，魚90g，蛋59g，豬肉24g。,1、經(jīng)濟(jì)學(xué)價(jià)值,乳的營養(yǎng)豐富，成分齊全，容易消化；是哺乳動(dòng)物初生階段維持生命、發(fā)育不可替代的必需食品,2、營養(yǎng)學(xué)價(jià)值,,乳脂肪,,主要的能量物質(zhì),可消化性高,含必需脂肪酸,（1）乳脂肪,脂溶性維生素的載體,乳蛋白質(zhì),,生物價(jià)高85,消化率高98%

4、,氨基酸均衡,（2）乳蛋白質(zhì),常見食物蛋白質(zhì)的生物價(jià),乳 糖,,消化性,發(fā)酵作用,（3）乳 糖,C12H22O11+H2O C6H12O6+C6H12O6 乳糖 水 半乳糖 葡萄糖,,乳糖分解酶,C12H22O11+H2O 4C3H6O3 乳糖 水 乳酸,,乳酸菌,改善胃腸道pH值環(huán)境,發(fā)酵

5、產(chǎn)物增加抑制有害細(xì)菌,發(fā)酵產(chǎn)物治療功效,,,（4）乳鹽類,主要以無機(jī)磷酸鹽和有機(jī)檸檬酸鹽的狀態(tài)存在。Ca、P含量豐富，當(dāng)Ca∶P＝1∶1.5時(shí)符合人體需要，是最好補(bǔ)充Ca、P的食品。,四、乳的分類,乳的分類,,常 乳,異常乳,,生理異常乳,病理異常乳,成分異常乳,,初 乳,末 乳,,酒精陽性乳,低成分乳,細(xì)菌污染乳,混入雜質(zhì)乳,,乳房炎乳,其它病牛乳,第二節(jié) 乳的化學(xué)組成及性質(zhì),乳脂肪：約占3～5％,水分：約占87％～89％,乳糖：約

6、占4.7％,1,2,3,乳蛋白質(zhì)：約占3.0％～3.5％,4,乳中的無機(jī)物和鹽類,乳中的酶類,5,6,乳中的維生素,7,一、水 分,水分,,游離水（97％）,結(jié)晶水（2.8％）,結(jié)合水（2.8％）,二、乳 糖,1、化學(xué)結(jié)構(gòu),2、性 質(zhì),,酵母,細(xì)菌,各種酸+其它,乳糖,乳糖酶,,單糖,,微生物,,酒精--牛乳酒、馬乳酒,,乳酸+丁酸+丙酸+二氧化碳,乳糖甜度是蔗糖的1/5～1/6，水解后，甜度提高（半乳糖是蔗糖甜度的0.63倍，葡萄

7、糖是蔗糖甜度的0.72倍）,,α-乳糖水合物：即普通乳糖,﹤93℃時(shí)結(jié)晶出來的乳糖，常溫時(shí)最穩(wěn)定α-乳糖無水物：將α-乳糖水合物以120℃-130℃加熱失去結(jié)晶水時(shí)的乳糖β-乳糖：在>93℃時(shí)從α-乳糖水合物結(jié)晶出來的乳糖，甜度、溶解度高于α-乳糖水合物α:β=1:1.65 溶解度α﹤β, α β,,3、存在形式,,,,4、溶解度,,溶解度,,初溶解度：立即溶解、α-含水乳糖的溶解度,超溶解度：飽和溶液

8、冷卻成過飽和液（亞穩(wěn)態(tài)）,最后溶解度：α-含水乳糖和β-無水乳糖,乳糖的溶解度曲線,人和哺乳動(dòng)物從母乳中消耗的第一種碳水化合物提高鈣、鎂、磷及微量元素的吸收，改進(jìn)骨骼和牙齒的礦化作用阻止嗜堿性細(xì)菌的生長，有助于腸的蠕動(dòng)促進(jìn)智力發(fā)育-是腦和神經(jīng)的糖脂質(zhì)的一種成分,,5、乳糖的功能,,三、乳脂肪,脂肪球膜的結(jié)構(gòu)圖1-脂肪 2-結(jié)合水 3-蛋白質(zhì) 4-乳漿,0.1～20um（3～4um）20～40億個(gè)/1mL全乳,乳中脂類物質(zhì)

9、的平均含量,,乳中的脂肪酸分類,,水溶性揮發(fā)性脂肪酸：如丁酸、乙酸等,非水溶性不揮發(fā)性脂肪酸：十四碳酸、二十碳酸,非水溶性揮發(fā)性脂肪酸：如十二碳酸等,乳脂肪的理化常數(shù),四、蛋白質(zhì),酪蛋白,蛋白質(zhì),乳清蛋白,脂肪球膜蛋白,乳白蛋白,眎、胨,血清白蛋白,乳球蛋白,β－乳球蛋白,免疫球蛋白,K－酪蛋白,γ－酪蛋白,,,α－酪蛋白,β－酪蛋白,,,α－乳白蛋白,,含氮物,,蛋白質(zhì)（5%）：氨、游離氨基酸、尿素、尿酸、肌酸等,1、酪蛋白（ C

10、asein）83%,,酪蛋白酸鈣—磷酸鈣復(fù)合體膠粒,與酸堿反應(yīng),與醛的反應(yīng),,酪蛋白,與糖的反應(yīng),酸凝固,酶作用,酪蛋白的鈣凝固,NH3﹢—R—COO﹣兩性,,弱酸介質(zhì):2R-NH2+HCHO→R-NH-CH2-NH-R+H2O堿性介質(zhì):R-NH2+HCHO→R-N=CH2+H2O,芳香味,氨基糖,,,復(fù)合體 Ca3(PO4)2+ 酪蛋白酸鈣酸…Ca + 酪蛋白,乳糖 乳酸

11、 游離酪蛋白+乳酸鈣,復(fù)合體+皺胃酶→付酪蛋白鈣+乳清蛋白+皺胃酶（不能除去其中Ca2+）,Ca,P含量直接影響酪蛋白微粒大小乳中Ca P復(fù)合體穩(wěn)定，CaCl2破壞了平衡、加熱即凝固,PH4.6,2、乳清蛋白,,,濾液(乳清蛋白),乳蛋白,沉淀(酪蛋白）,乳清蛋白沉淀（81％）,乳白蛋白（68％）,乳球蛋白（13％）,1.α-乳白蛋白2.β-乳球蛋白3.血清白蛋白,眎、胨,免疫球蛋白,,,,,,,,

12、煮沸、PH4.6,,,,PH7,飽和MgSO4鹽析,溶解,析出,,,,五、乳中的無機(jī)物,100mL牛乳中的主要無機(jī)成分的含量（mg）,六、乳中的維生素,乳中維生素的含量及成人日需要量,七、乳中的酶,過氧化氫酶,,乳中的酶,,,水解酶類,氧化還原酶類,脂 酶,磷酸酶,蛋白酶,過氧化物酶,八、其他成分,,其他成分,有機(jī)酸（0.07%～0.40%）,細(xì)胞成份（≤50萬個(gè)/mL）,氣體（5%～7%）,第三節(jié) 乳的物理性質(zhì),乳的色澤,1,乳的滋味

13、與氣味,2,乳的酸度,3,乳的熱學(xué)性質(zhì),5,乳的比重和密度,4,其它,6,所含成分及其色素通過光線而反射呈現(xiàn)的顏色白色：脂肪球及酪蛋白酸鈣-磷酸鈣復(fù)合體對(duì)光的反射、折射產(chǎn)生的，乳白蛋白、乳球蛋白與色澤無關(guān)。淺黃色：由核黃素（乳清中）、葉黃素和胡蘿卜素引起的,一、色澤,滋味：甜味，稍帶咸味，易吸味 Mg2+、Ca2+→苦味，磷酸、檸檬酸→酸味 正常風(fēng)味乳中含有：甲硫醚、丙酮、醛類、酪酸及其他微量的FFA。揮發(fā)性脂肪

14、酸中,以醋酸、甲酸較多。此外，可能有生理異常風(fēng)味、脂肪分解味、氧化味、日光味、蒸煮味、苦味、酸敗味,二、滋味與氣味,PH：常乳PH在6.5-6.7，PH﹥6.7可能為乳房炎乳，PH﹤6.5，可能含有初乳或有細(xì)菌繁殖產(chǎn)酸滴定酸度，即取一定量牛奶，以酚酞作指示劑，再用一定濃度的堿液（常為0.1MNaOH）滴定，以消耗堿液的體積來表示自然酸度：又固有酸度，牛乳原有的酸度，與貯存中的微生物繁殖無關(guān)。發(fā)酵酸度：因發(fā)酵而升高的酸度總酸度=

15、自然酸度+發(fā)酵酸度,三、酸度,酸度表示方式,,吉爾涅爾度（0T）：16-180T,SH度：5-80SH,乳酸度：0.15-0.17%,乳密度，即20℃時(shí)乳的質(zhì)量與同容積水在4℃時(shí)的質(zhì)量比。即D20℃/4℃ 正常乳為1.030，初乳為1.038-1.040乳比重，通常指在15℃下，乳的重量與同容積水重量比。即D15℃/15℃ 正常乳在1.028－1.034之間，平均1.032。脫脂乳在1.034-1.040之間,,

16、四、密度和比重,影響因素,,無脂干物質(zhì)水：每加10%的水，約降0.003，即3度脂肪剛擠出的乳比放置2-3天后的比重低0.0008-0.001在10-25℃內(nèi)，每變化1℃，則 D=0.0002，即0.2度,冰點(diǎn)：為-0.525 ~ -0.565℃，平均-0.54℃乳糖及可溶性鹽類使冰點(diǎn)下降，蛋白質(zhì)脂肪影響不大，變酸時(shí)，冰點(diǎn)下降，乳中加1%水時(shí)，冰點(diǎn)上升0.0054℃。 沸點(diǎn)：理論上比水高0.15℃，實(shí)際1atm時(shí)為100.1