乳的物理化学质.ppt

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；,二、乳的胶体性质,1. 真溶液： 2. 高分子溶液： 3. 胶体悬浮液： 4. 乳浊液：,酪蛋白在乳中形成酪蛋白酸钙–磷酸钙复合体胶粒 胶粒直径约为30～800nm乳脂肪以脂肪球的形式分散于乳中，形成乳浊液 直径约为100～10000 nm乳白蛋白及乳球蛋白呈大分子态分散于乳中，形成典型的高分子溶液 其微粒直径约为15～50 nm乳糖、水溶性盐类、水溶性维生素等呈分子或离子态分散于乳中，形成真溶液 其微粒≤1 nm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0.0015～0.002 Pa·s牛乳表面张力在20℃时为0.04～0.06N/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、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0.1～22µm范围，平均为3µm2、乳脂肪球膜：5～10nm厚 ——由蛋白质、磷脂、高熔点甘油三酸酯、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20～40亿个脂肪球 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： ①低级短链脂肪酸含量高（14%，其它油1%） ②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①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 ②皂化价 指每皂化1g脂肪酸所消耗的NaOH的毫克数 ③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 ２．乳脂肪的理化常数,④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%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7～17mg）； 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α–乳糖和β–乳糖两种异构体 α–乳糖很易与一分子结晶水结合——α–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β–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.α–乳糖水合物 ——通常含有1分子结晶水，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α–乳糖水合物二）乳糖的结构 ２.α–乳糖无水物 ——在真空中缓慢加热到100℃或在120～125℃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α–乳糖水合物二）乳糖的结构 ３．β–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α–乳糖易溶于水，且较甜三）乳糖溶解度 １、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α–乳糖的溶解度 ２、最终溶解度：将α–乳糖溶液继续振荡，α–乳糖可转变为β–乳糖，最后达到的饱和点，即α–乳糖与β–乳糖平衡时的溶解度。

３、过饱和溶解度：继续将饱和乳糖溶液于饱和温度以下冷却时，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： ①在乳品加工中利用乳糖酶，将乳糖分解为葡萄糖和半乳糖； ②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（α–，β–，γ– ，Κ– ——α–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β-酪蛋白的丝构成网状结构，在其上附着α-酪蛋白，外面覆盖有κ-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α－酪蛋白、β -酪蛋白和κ-酪蛋白也不是均匀一致３. 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+ —R—COO−,——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,①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； ②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，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、–S–S–，易产生 H2S ，形成蒸煮味 ——不被凝乳酶或酸凝固，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，pH4.6～4.7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2分子蛋白质结合在一起特点： ——对热较为敏感，含有。