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1、乳品化学基础知识第1页，本讲稿共53页乳制品纯牛奶纯牛奶puremilk酸奶酸奶yoghurt奶粉奶粉milkpowder冰淇淋冰淇淋icecream乳饮料乳饮料milkybeverage奶酪奶酪 cheese奶茶奶茶milktea牛奶干吃片牛奶干吃片奶油奶油butter第2页，本讲稿共53页一、乳的概念及营养学特点一、乳的概念及营养学特点概念：哺乳动物从乳腺分泌出来的白色概念：哺乳动物从乳腺分泌出来的白色或稍带黄色的、具有生理作用与胶体特或稍带黄色的、具有生理作用与胶体特性的液体。它含有幼小机体生长发育所性的液体。它含有幼小机体生长发育所需要的全部营养成分，是哺乳动物降生需要的全部营养成分，
2、是哺乳动物降生后最易消化吸收的完全食物。后最易消化吸收的完全食物。第3页，本讲稿共53页 1Kg牛奶牛奶=8个鸡蛋个鸡蛋=100g牛肉牛肉（提供的能量）（提供的能量）1头奶牛（按头奶牛（按6.5t奶奶/年）蛋白质年）蛋白质=1360kg大大米米=1260kg玉米玉米=292kg大豆。大豆。第4页，本讲稿共53页第5页，本讲稿共53页 乳的成分与性质乳的成分与性质第6页，本讲稿共53页第一节第一节乳的组成与化学性质乳的组成与化学性质第二节第二节乳的物理性质乳的物理性质第三节第三节异常乳异常乳第7页，本讲稿共53页第一节第一节乳的组成与化学性质乳的组成与化学性质一、牛乳的组成一、牛乳的组成水分（水
3、分（87%）蛋白质蛋白质(3.4%)牛乳牛乳非脂乳固体非脂乳固体乳糖乳糖(4.8%)乳固体乳固体（SNF9%）灰分灰分(0.8%)（S13%）脂肪脂肪（F4%）第8页，本讲稿共53页二、牛乳的化学性质二、牛乳的化学性质（一）水分：（一）水分：8789%，溶剂，溶剂1、结合水、结合水(boundwater)(2-3%)：蛋白质的亲水基蛋白质的亲水基H2O乳糖乳糖盐盐2、游离水、游离水(freemoisture)：占绝大部分（占绝大部分（90%左右），左右），乳汁的分散媒，与很多的理化过程及生物学过程有关。乳汁的分散媒，与很多的理化过程及生物学过程有关。3、结晶水、结晶水(crystallinew
4、ater)：存在于结晶性化合物存在于结晶性化合物中，如奶粉、炼乳中的乳糖结晶（中，如奶粉、炼乳中的乳糖结晶（C12H22O11H2O）。）。氢键第9页，本讲稿共53页（二）干物质（二）干物质（solid）将牛乳干燥到恒重时所得到的残渣。将牛乳干燥到恒重时所得到的残渣。乳固体乳固体1113%。（三）乳脂肪（三）乳脂肪(milkfat)鲜鲜乳乳中中3%5%，平平均均4.0%，乳乳脂脂肪肪不不仅仅和和乳乳风风味味有有关关，而而且且还还是是稀稀奶奶油油、奶油、全脂奶粉、干酪的主要成分。奶油、全脂奶粉、干酪的主要成分。第10页，本讲稿共53页 1、乳脂肪的结构及存在状态、乳脂肪的结构及存在状态第11页，
5、本讲稿共53页Stokes公式 v=v:脂肪球上浮速度脂肪球上浮速度g:重力加速度重力加速度b:脱脂乳密度脱脂乳密度a:脂肪球密度脂肪球密度:脱脂乳黏度脱脂乳黏度 2gr2（ba）9第12页，本讲稿共53页第13页，本讲稿共53页2、乳脂肪的化学组成乳脂肪的化学组成CH2OHR1COOHCH2OCOR1CHOH+R2COOHCHOCOR2+3H2OCH2OHR3COOHCH2OCOR3甘油甘油脂肪酸脂肪酸甘油三酸脂甘油三酸脂(丙三醇）丙三醇）第14页，本讲稿共53页3、乳脂肪的理化常数乳脂肪的理化常数比重（比重（15）0.9350.943熔点熔点2838皂化值皂化值218235碘值碘值2136
6、酸值酸值0.43.5折射率（折射率（nD25)1.4591.462第15页，本讲稿共53页油脂熔点和消化率的关系油脂熔点和消化率的关系熔点熔点（meltingpoint)消化率消化率（digestibility%）乳脂肪乳脂肪283898猪油猪油365094牛油牛油425089羊油羊油445581大豆油大豆油-81897.5花生油花生油0398.3第16页，本讲稿共53页（四）乳蛋白质（四）乳蛋白质:牛乳中最有价值的成分，牛乳中最有价值的成分，3.03.5%,平均平均3.4%。包括酪蛋白包括酪蛋白(casein)和乳清蛋白和乳清蛋白(skimprotein)。1 1、酪蛋白、酪蛋白(casei
7、n)：20 20 时时，生脱脂，生脱脂乳用酸调节乳用酸调节PHPH至至4.64.6时沉淀的一类蛋白质。时沉淀的一类蛋白质。占总乳蛋白的占总乳蛋白的83%83%。酪蛋白不是单一的蛋白质，而是和钙、酪蛋白不是单一的蛋白质，而是和钙、磷组合在一起的复合蛋白质。磷组合在一起的复合蛋白质。第17页，本讲稿共53页酪蛋白酪蛋白(casein)结构结构 酪蛋白酪蛋白钙钙复合体胶粒大体上呈球形，直径在复合体胶粒大体上呈球形，直径在10300nm，一般，一般40160nm占大多数。占大多数。酪蛋白酸钙酪蛋白酸钙磷酸钙磷酸钙酪蛋白酸钙酪蛋白酸钙磷酸钙磷酸钙（复合体）（复合体）第18页，本讲稿共53页酪蛋白酪蛋白(
8、casein)的性质的性质酸凝固酸凝固酪蛋白酸钙酪蛋白酸钙磷酸钙磷酸钙凝乳酶凝固凝乳酶凝固酪蛋白酸钙酪蛋白酸钙+皱胃酶皱胃酶 副酪蛋白钙副酪蛋白钙 +乳清蛋白乳清蛋白+皱胃酶皱胃酶钙凝固钙凝固PH5.2磷酸钙磷酸钙酪蛋白酸钙酪蛋白酸钙PH4.6酪蛋白酪蛋白钙钙第19页，本讲稿共53页2、乳清蛋白、乳清蛋白(skimprotein)：占：占18%左右。左右。乳乳清清：用用酸酸使使脱脱脂脂乳乳中中的的酪酪蛋蛋白白沉沉淀淀后后，将沉淀分离出去，剩余的液体就是乳清。将沉淀分离出去，剩余的液体就是乳清。乳乳清清蛋蛋白白：乳乳清清中中存存在在的的蛋蛋白白质质称称为为乳乳清清蛋白。蛋白。乳乳清清蛋蛋白白分分
9、为为热热稳稳定定性性蛋蛋白白（乳乳白白蛋蛋白白、乳乳球球蛋蛋白白）和和热热不不稳稳定定性性蛋蛋白白（胨胨等等）。第20页，本讲稿共53页（五五）乳乳糖糖(lactose)：乳乳中中特特有有的的糖糖，4.8%，甜度为蔗糖的，甜度为蔗糖的1/6。1、结构、结构：C12H22O11，双糖双糖D-葡萄糖葡萄糖+D-半乳糖半乳糖乳糖乳糖2、分类、分类乳糖乳糖 乳糖乳糖 乳糖乳糖 乳糖水合物乳糖水合物 乳糖无水物乳糖无水物第21页，本讲稿共53页3、乳糖不适应症、乳糖不适应症4、作用：、作用：乳乳糖糖水水解解后后的的半半乳乳糖糖是是形形成成脑脑神神经经中中重重要要成成分分的的主主要要来来源源，婴婴儿儿发发
10、育育旺旺盛盛时时期期乳糖有重要作用。乳糖有重要作用。乳乳糖糖与与钙钙的的代代谢谢有有密密切切关关系系，增增加加钙钙的的吸收。吸收。工业生产中，与牛乳酒、马乳酒、酸乳工业生产中，与牛乳酒、马乳酒、酸乳制品的发酵有关。制品的发酵有关。第22页，本讲稿共53页乳糖不适应症乳糖不适应症（lactoseintolerance)乳糖是一种双糖，必需在乳糖酶的乳糖是一种双糖，必需在乳糖酶的作用下才能被消化和吸收。但是，一部作用下才能被消化和吸收。但是，一部分人（特别是有色人种）随着年龄增长，分人（特别是有色人种）随着年龄增长，体内不再分泌乳糖酶或分泌不足，不能体内不再分泌乳糖酶或分泌不足，不能分解和吸收乳糖
11、，饮用牛乳后会出现呕分解和吸收乳糖，饮用牛乳后会出现呕吐、腹胀、腹泻等症状，称为吐、腹胀、腹泻等症状，称为“乳糖不乳糖不适应症适应症”。第23页，本讲稿共53页（六六）乳乳中中无无机机物物（矿矿物物质质mineral）：含含量量0.8%左右。左右。盐盐类类：乳乳中中矿矿物物质质大大部部分分与与有有机机酸酸和和无无机机物物酸酸结结合合成成可可溶溶性性盐盐存存在在。磷磷酸酸盐盐、酪酪酸酸盐、柠檬酸盐。盐、柠檬酸盐。灰灰分分：先先将将牛牛乳乳蒸蒸发发干干燥燥，然然后后灼灼烧烧成成灰灰分。分。意意义义：钙钙吸吸收收好好，对对乳乳的的平平衡衡（稳稳定定性性）有有影影响响。牛牛乳乳中中的的铁铁比比人人乳乳
12、中中少少，婴婴儿儿乳乳粉应强化。粉应强化。第24页，本讲稿共53页牛乳中主要无机成分的含量（牛乳中主要无机成分的含量（ml/100g）项目项目钾钾钠钠钙钙镁镁磷磷硫硫氯氯牛乳牛乳羊乳羊乳人乳人乳158135665456191091083514134979626 5-9910547第25页，本讲稿共53页（七）乳中维生素（七）乳中维生素（vitamin)按按照照维维生生素素的的概概念念，现现被被列列为为维维生生素素的的物物质质约约为为30余余种种，其其中中认认为为对对维维持持人人体体健健康康和和促促进进发发育育至至关关重重要要的的有有20余余种种，牛牛乳乳中中几几乎乎含含有有所所有有的的维维生生
13、素素，其其中中维维B族族含量丰富，维含量丰富，维D不高，婴儿奶粉应强化。不高，婴儿奶粉应强化。分为水溶性和脂溶性两大类。分为水溶性和脂溶性两大类。对热有热稳定性和热不稳定性对热有热稳定性和热不稳定性第26页，本讲稿共53页（八八）乳乳中中的的酶酶(enzyme)：18种种。有有两两个个来来源源，一一是是来来自自乳乳腺腺，二二是是微微生生物物的的代代谢产物。分为水解酶类和氧化还原酶类。谢产物。分为水解酶类和氧化还原酶类。有解脂酶、还原酶、乳糖酶、蛋白酶、有解脂酶、还原酶、乳糖酶、蛋白酶、过氧化物酶等。过氧化物酶等。解解脂脂酶酶（lipase)：微微生生物物的的代代谢谢产产物物。能能使使乳乳脂脂肪
14、肪分分解解产产生生游游离离脂脂肪肪酸酸。最最适适宜宜的的作作用用条条件件；PH9.09.2，温温度度37，钝钝化温度化温度8085。第27页，本讲稿共53页还原酶还原酶(reductase)：微生物的代谢产物。：微生物的代谢产物。最适宜的作用条件是最适宜的作用条件是PH5.55.8，温度，温度4050。6970下加热下加热30min或或75下加热下加热5min被完全破坏。被完全破坏。亚甲基蓝还原实验亚甲基蓝还原实验(reductasetest)：还原：还原酶能使亚甲基蓝还原为无色。酶能使亚甲基蓝还原为无色。第28页，本讲稿共53页时间时间微生物数量微生物数量(cfu/ml)原料奶质量原料奶质量
15、大于大于5.5hr小于小于50万万良好良好22.5hr50400万万合格合格小于小于2hr400万以上万以上劣劣第29页，本讲稿共53页（九）其他成分九）其他成分1、有有机机酸酸(organicacid)：主主要要为为柠柠檬檬酸酸，还有微量的乳酸、丙酮酸与马尿酸。还有微量的乳酸、丙酮酸与马尿酸。2、气体、气体(gas)：CO2,O2,N23、细细胞胞成成分分(cellcomponent)：白白血血球球及及乳乳房分泌组织的上皮细胞，少量的红血球。房分泌组织的上皮细胞，少量的红血球。第30页，本讲稿共53页第二节第二节乳的物理性质乳的物理性质 包括乳的色泽、风味、比重、酸度、包括乳的色泽、风味、比
16、重、酸度、黏度、冰点、沸点、比热、表面张力、黏度、冰点、沸点、比热、表面张力、折射率、导电率等内容折射率、导电率等内容第31页，本讲稿共53页一、牛乳的色泽一、牛乳的色泽 白色白色黄色：脂溶性的胡萝卜素、叶黄素黄色：脂溶性的胡萝卜素、叶黄素荧光性黄绿色：水溶性核黄素（维生素荧光性黄绿色：水溶性核黄素（维生素B2）脂肪球脂肪球酪蛋白酸钙磷酸钙复合体酪蛋白酸钙磷酸钙复合体第32页，本讲稿共53页+二、热学性质二、热学性质拉乌尔定律：冰点下降，沸点上升拉乌尔定律：冰点下降，沸点上升1、冰点（、冰点（freezingpoint)：平均：平均-0.525-0.565掺水量掺水量W（%）=100T正常乳的
17、冰点；正常乳的冰点；T被检乳的冰点。被检乳的冰点。2、沸点、沸点(boilingpoint)：1atm下，下，100.55T-T T第33页，本讲稿共53页三、气味三、气味(smell)与滋味与滋味(gustation)：1、气味：特殊的乳香味。、气味：特殊的乳香味。异常味异常味(abnormalsmell)：牛粪味、鱼腥：牛粪味、鱼腥味、葱姜味、金属味、蒸煮味等。味、葱姜味、金属味、蒸煮味等。2、滋味：稍带甜味（乳糖），咸味（、滋味：稍带甜味（乳糖），咸味（cl），），苦味（苦味（Mg2+、Ca2+），酸味（柠檬），酸味（柠檬酸等）。酸等）。第34页，本讲稿共53页四、酸度四、酸度(acid
18、ity)1、正常牛乳的酸度：、正常牛乳的酸度：1618T（乳酸度为（乳酸度为0.15%0.17%）。）。2、酸度的来源：、酸度的来源：固有酸度（自然酸度）固有酸度（自然酸度）总酸度总酸度发酵酸度发酵酸度 第35页，本讲稿共53页3、酸度测定的方法：、酸度测定的方法：用酸碱滴定方法测定，测定结果有两用酸碱滴定方法测定，测定结果有两种形式来表达。具体测定方法：种形式来表达。具体测定方法：取取10ml牛牛乳乳，以以酚酚酞酞为为指指示示剂剂，用用0.1NNaOH标标准准溶溶液液进进行行滴滴定定，滴滴至至溶溶液液颜颜色色呈呈淡淡红红色色，并并在在半半分分钟钟内内不不褪褪色色为为止止。读读取取消消耗耗Na
19、OH标标准准溶溶液液的的毫毫升升数数。将将此此数数乘乘以以十十即即为为此此酸酸奶奶的的吉吉尔尔涅涅尔尔酸酸度（度（T）。第36页，本讲稿共53页滴定酸度的两种表示方法滴定酸度的两种表示方法吉尔涅尔度（吉尔涅尔度（T）：）：1T的含义是中和的含义是中和100ml牛乳所需要消耗的牛乳所需要消耗的0.1NNaOH标准标准溶液的毫升数。溶液的毫升数。乳酸（乳酸（%）=乳酸（乳酸（%）=T0.0090.1NNaOH溶液的毫升数溶液的毫升数 0.009测定乳样的重量（测定乳样的重量（g)100第37页，本讲稿共53页 4、考察牛乳酸度的意义：、考察牛乳酸度的意义：乳的酸度与乳的凝固温度乳的酸度与乳的凝固温
20、度乳的酸度（乳的酸度（T）凝固条件凝固条件18煮沸时不凝固煮沸时不凝固20煮沸时不凝固煮沸时不凝固26煮沸时能凝固煮沸时能凝固28煮沸时凝固煮沸时凝固30加热至加热至77时凝固时凝固40加热至加热至63时凝固时凝固50加热至加热至40时凝固时凝固6022时自行凝固时自行凝固6516时自行凝固时自行凝固第38页，本讲稿共53页5、牛乳的缓冲作用、牛乳的缓冲作用(buffereffect)PH牛乳中对缓冲作用影响最大的成分为磷酸盐，其次牛乳中对缓冲作用影响最大的成分为磷酸盐，其次牛乳中对缓冲作用影响最大的成分为磷酸盐，其次牛乳中对缓冲作用影响最大的成分为磷酸盐，其次为蛋白质，再次为柠檬酸盐和碳酸盐
21、。为蛋白质，再次为柠檬酸盐和碳酸盐。为蛋白质，再次为柠檬酸盐和碳酸盐。为蛋白质，再次为柠檬酸盐和碳酸盐。第39页，本讲稿共53页五、比重和密度五、比重和密度比重比重(specificgravity)：15时，牛乳的时，牛乳的重量与同容积同温度水的重量比。重量与同容积同温度水的重量比。D15/15=1.032密度密度(density)：20，牛乳的质量与同容，牛乳的质量与同容积水在积水在4时的质量之比。时的质量之比。D20/4=1.030掺水导致密度下降掺水导致密度下降密度随温度变化而变化密度随温度变化而变化第40页，本讲稿共53页不同含脂率牛乳的密度不同含脂率牛乳的密度-温度曲线温度曲线第41
22、页，本讲稿共53页六、粘度六、粘度(viscosity)粘度概念：普通液体里分子间的内部摩粘度概念：普通液体里分子间的内部摩擦在剪切应力的作用下发生剪切速度，擦在剪切应力的作用下发生剪切速度，这一速度与其剪切应力呈比例关系，其这一速度与其剪切应力呈比例关系，其比例常数称为粘度系数（粘度）。比例常数称为粘度系数（粘度）。K=F剪切应力剪切应力v剪切速度剪切速度Fv(Pas)第42页，本讲稿共53页温度（温度（）粘度（粘度（Pas）全脂乳全脂乳脱脂乳脱脂乳00.0034450.003050.00396100.002640.00247150.002310.00210200.001990.001792
23、50.001700.00154300.001490.00133400.001200.00104温度对牛乳粘度的影响温度对牛乳粘度的影响第43页，本讲稿共53页粘度的意义：浓缩乳、甜炼乳、淡炼乳粘度的意义：浓缩乳、甜炼乳、淡炼乳、乳粉。、乳粉。七、表面张力七、表面张力概念：使液体表面分子维持聚集的力量概念：使液体表面分子维持聚集的力量称为表面张力。称为表面张力。第44页，本讲稿共53页八、牛乳的比热八、牛乳的比热将牛乳的温度升高将牛乳的温度升高1所吸收的热量，与同重所吸收的热量，与同重量的水温度升高量的水温度升高1所吸收的热量之比，称为牛乳的所吸收的热量之比，称为牛乳的比热。比热。0.93卡卡/
24、g.。九、导电率：九、导电率：25时，时，0.0040.005（S)名称名称导电率（平均数）导电率（平均数）牛乳牛乳143.8010-4牛乳牛乳248.7010-4山羊乳山羊乳149.0010-4山羊乳山羊乳267.1010-4绵羊乳绵羊乳50.4010-4第45页，本讲稿共53页第三节第三节异常乳异常乳一、异常乳的概念一、异常乳的概念二、异常乳的分类二、异常乳的分类三、几种常见的异常乳三、几种常见的异常乳第46页，本讲稿共53页一、异常乳的概念一、异常乳的概念异常乳（异常乳（abnormalmilk）是指性质）是指性质不同于正常乳的乳。也就是在乳牛的泌不同于正常乳的乳。也就是在乳牛的泌乳过程
25、中，由于乳牛本身生理、病理的乳过程中，由于乳牛本身生理、病理的原因以及其它因素原因以及其它因素(包括人为的因素）造包括人为的因素）造成牛乳的成分和性质发生变化的乳。成牛乳的成分和性质发生变化的乳。第47页，本讲稿共53页二、异常乳的分类二、异常乳的分类生理异常乳：如初乳、末乳生理异常乳：如初乳、末乳病理异常乳：如乳房炎乳、其它致病性病理异常乳：如乳房炎乳、其它致病性细菌污染乳、微生物性着色乳。细菌污染乳、微生物性着色乳。化学异常乳：如酒精实验阳性乳、低成化学异常乳：如酒精实验阳性乳、低成分乳、冻结乳。分乳、冻结乳。人为异常乳：掺水乳、人为组成牛乳成人为异常乳：掺水乳、人为组成牛乳成分乳、添加防
26、腐剂乳、加碱中和乳、提分乳、添加防腐剂乳、加碱中和乳、提取脂肪乳等。取脂肪乳等。第48页，本讲稿共53页三、几种常见的异常乳三、几种常见的异常乳初乳初乳(colostrom)：乳牛产犊后一周内所：乳牛产犊后一周内所分泌的乳。分泌的乳。末乳末乳(lateactationmilk)：乳牛干奶期前：乳牛干奶期前一周左右分泌的乳。一周左右分泌的乳。乳房炎乳乳房炎乳(mastitismilk)：含抗生素乳含抗生素乳(antibioticmilk)：冻结冻结乳乳(frozenmilk)：第49页，本讲稿共53页乳珍乳珍 乳珍是从母牛的初乳（主要是前三天）乳珍是从母牛的初乳（主要是前三天）中提取出来的生物活
27、性多肽。其中含有中提取出来的生物活性多肽。其中含有免疫球蛋白、牛磺酸、多种生长因子、免疫球蛋白、牛磺酸、多种生长因子、金属载体蛋白、金属载体蛋白、19种氨基酸和丰富的微种氨基酸和丰富的微量元素。量元素。第50页，本讲稿共53页酒精阳性乳酒精阳性乳：以酒精试验规定方法以酒精试验规定方法,检检乳出现絮状判为酒精试验阳性乳乳出现絮状判为酒精试验阳性乳。导致导致因素有因素有:(1)饲饲喂喂变变质质饲饲料料,较较长长时时期期以以来来饲饲料料供供给给不不足足,投投给给的的食食盐盐过过量量,饲饲料料中中维维生生素素量量欠缺。欠缺。(2)乳牛患乳房炎、肝机能障碍、软骨病等。乳牛患乳房炎、肝机能障碍、软骨病等。
28、(3)酒酒精试验操作不当精试验操作不当。(4)盐盐平平衡衡丧丧失失,离离子子性性钙钙增增加加,钙钙、磷磷比比例例不均衡。不均衡。第51页，本讲稿共53页低酸度酒精阳性乳：低酸度酒精阳性乳：是指酒精试验阳性是指酒精试验阳性,酸酸度不高度不高(低于酒精试验相对酸度低于酒精试验相对酸度值值)，煮沸煮沸试验不凝固的一类异常乳。试验不凝固的一类异常乳。产产生生原原因因：与与酪酪蛋蛋白白结结合合的的钙钙转转变变成成离离子子性性钙钙,游游离离性性磷磷减减少少，造造成成缓缓冲冲系系统统不不平平衡所致。衡所致。在在乳乳期期中中长长期期饲饲喂喂水水花花生生、水水葫葫芦芦等等水水草草,感染肝片吸虫感染肝片吸虫,亦会引发此类异常乳亦会引发此类异常乳。确确定定为为低低酸酸度度酒酒精精试试验验阳阳性性乳乳的的原原料料乳乳可供制作杀菌可供制作杀菌乳乳,但不宜作淡炼乳的原料但不宜作淡炼乳的原料乳。乳。第52页，本讲稿共53页本章结束本章结束谢谢谢谢第53页，本讲稿共53页