第03讲 乳的物理性质

copyright华南农业大学食品学院郑华副教授138250142921第四节乳的化学性质（一）水分和气体（二）乳脂肪（三）乳糖（四）乳蛋白质（五）乳中的无机盐（六）乳中的维生素（七）乳中的酶类（八）乳中的有机酸copyright华南农业大学食品学院郑华副教授138250142922（四）乳蛋白质（milkprotein)乳蛋白是牛乳中的主要成分，也是乳中最有营养价值的成分，主要可分为酪蛋白(casein)和乳清蛋白(wheyprotein)。乳蛋白的获得：在20℃时，将脱脂牛乳的pH值调至4.6时，沉淀析出的蛋白质为酪蛋白，而留在乳清中的那部分蛋白质则称为乳清蛋白，二者的性质有很大的区别。牛乳脱脂乳＋稀奶油脱脂乳酪蛋白↓+乳清HCl离心copyright华南农业大学食品学院郑华副教授1382501429234.1乳蛋白的构成αs1-酪蛋白39～41％αs2-酪蛋白8～11％酪蛋白：β-酪蛋白25～35％76～86%κ-酪蛋白8～15％γ-酪蛋白3～7％乳蛋白质α-乳白蛋白2～5％β-乳球蛋白7～12％乳清蛋白血清白蛋白0.7～1.3％14～24%免疫球蛋白1.7～5.4％其他多肽2～6％copyright华南农业大学食品学院郑华副教授1382501429244.2酪蛋白（casein)酪蛋白是由αs-、β-、κ-及γ-酪蛋白组成的，是以含磷蛋白质为主体的几种蛋白质的复合体。αs–酪蛋白含有丰富的磷，其易被皱胃酶凝固，可分为钙溶性和钙不溶性两种，αs1-酪蛋白为钙不溶性，约占酪蛋白的40%，其余的被分为αs2、αs3、αs4、αs5等。酪蛋白结构的基本情况酪蛋白种类含量（％）分子量AA残基数磷酸基含量αs1-酪蛋白39～41236001998αs2-酪蛋白8～112515020711β-酪蛋白25～35240002095κ-酪蛋白8～1519001691γ-酪蛋白3～7__04.2.1酪蛋白的分类copyright华南农业大学食品学院郑华副教授1382501429254.2.2.1酪蛋白存在形式：酪蛋白为含磷蛋白质。乳中的酪蛋白与胶体磷酸钙结合形成〔酪蛋白酸钙·磷酸钙〕复合体，呈直径为20～200nm的细微粒子（酪蛋白胶束形式）均匀分散于乳中。4.2.2酪蛋白性质酪蛋白酸钙—磷酸钙复合体中的亚胶束结合水核copyright华南农业大学食品学院郑华副教授1382501429264.2.2.2酪蛋白的化学性质：酸凝固：酪蛋白微粒子对pH值的变化很敏感，pH值降低时，微粒子中的钙离子、磷酸根游离，当pH值降至4.6时，酪蛋白凝固。酪蛋白酸钙·磷酸钙+2HCl→酪蛋白↓+2CaHPO4+CaCl2酶凝固：牛乳在凝乳酶、木瓜蛋白酶、姜蛋白酶等酶作用下会发生凝固。酪蛋白酸钙·磷酸钙副酪蛋白↓盐、离子对酪蛋白稳定性的影响：氯化钠、硫酸铵等盐的饱和溶液可使酪蛋白沉淀；高浓度的钙、镁离子能够使酪蛋白胶粒子凝聚导致酪蛋白沉淀。皱胃酶4.2.2酪蛋白性质copyright华南农业大学食品学院郑华副教授138250142927copyright华南农业大学食品学院郑华副教授1382501429284.2.3酪蛋白微胶粒结构图2.4酪蛋白酸钙—磷酸钙复合体微胶粒copyright华南农业大学食品学院郑华副教授1382501429294.3.1乳清蛋白是指将脱脂乳pH调至4.6时酪蛋白沉淀后留在乳清中的那部分蛋白质。约占乳蛋白的14－24%，可分为对热稳定和对热不稳定乳清蛋白。4.3.2乳清蛋白是不含磷蛋白，多为球状蛋白，对热敏感。将乳清加热时，乳清蛋白的沉淀顺序依次为：免疫球蛋白、β-乳球蛋白、血清白蛋白、α-乳白蛋白。4.3乳清蛋白（wheyprotein)copyright华南农业大学食品学院郑华副教授13825014292104.3.3乳清蛋白的性质4.3.3.1热稳定乳清蛋白：将乳清蛋白煮沸20min，pH为4.6－4.7时，仍不沉淀的蛋白质为对热稳定的乳清蛋白，主要是多肽类物质，约占乳清蛋白的19％。4.3.3.2热不稳定乳清蛋白：乳清蛋白煮沸20min，pH为4.6－4.7时，所沉淀的蛋白质，约占乳清蛋白的81%。包括：乳白蛋白、乳球蛋白。copyright华南农业大学食品学院郑华副教授1382501429211Ａ：乳白蛋白中性乳清加饱和硫酸铵盐析时呈溶解状态的乳清蛋白质，可分为α-乳白蛋白、血清白蛋白和β-乳球蛋白三种。特点：含硫量高（酪蛋白的2.5倍），不含磷，加热后暴露-SH，易产生H２S，出现蒸煮味。Ｂ：乳球蛋白可分为真球蛋白和假球蛋白，与免疫性有关，具有抗原性，也称免疫球蛋白。copyright华南农业大学食品学院郑华副教授1382501429212（五）乳中的无机盐5.1主要无机盐有P、Ca、Mg、Cl、Fe、Na、K等，为量元素有I、Cu、Mn、Si、Al、F、Br、Zn、Co、Pb等。这些无机盐大部分以离子形式存在，部分与蛋白质结合或吸附在脂肪球膜上。5.2乳中的无机盐的意义：☆乳中的钙、磷是自然界中最容易被人体吸收的；☆乳中的某些金属，尤其是铜和铁，是引起乳与乳制品在贮藏过程发生异常气味主要来源。项目钾钠钙镁磷硫氯牛乳158541091491599100ml牛乳中的主要无机成分的含量(mg)copyright华南农业大学食品学院郑华副教授1382501429213（六）牛乳中的维生素6.1牛乳中含有几乎所有已知的维生素，维生素B2的含量特别丰富，而维生素D的含量较少。6.2加热处理对维生素有一定的破坏作用，特别是水溶性维生素。6.3在发酵乳制品中，由于微生物的生物合成作用，使发酵乳制品的维生素含量更为丰富，特别是Ｂ族维生素。6.4维生素B1及VC等在日光照射下受破坏，因此牛乳及乳制品应用避光容器包装，以减少光照射引起的损失。此外，铜、铁、锌等容器也会破坏VC，乳品加工器具及设备应尽量采用不锈钢。copyright华南农业大学食品学院郑华副教授1382501429214（七）牛乳中的酶7.1酶的来源牛乳中含有约50多种酶，酶的来源包括：1、由乳腺细胞分泌产生（固有酶）；2、来自血液中血细胞的崩解（固有酶）；3、来自乳中微生物的代谢及崩解（外来酶）。可根据乳中各种酶的存在来检测和判断乳的性质。copyright华南农业大学食品学院郑华副教授13825014292157.2乳中的酶类1.水解酶类A.脂酶B.磷酸酶C.蛋白酶2.氧化还原酶类A.过氧化氢酶B.过氧化物酶copyright华南农业大学食品学院郑华副教授1382501429216牛乳中的脂酶至少有两种，一是只附在脂肪球膜间的膜脂酶，常乳中不常见；末乳、乳房炎乳及其他一些生理异常乳中常见。另一种是存在于脱脂乳中与酪蛋白相结合的乳浆脂酶(PlasmaLipase)。脂酶的存在，对乳脂肪的氧化分解起很大的作用，容易导致牛乳出现脂肪氧化味。A.脂酶1.水解酶类copyright华南农业大学食品学院郑华副教授1382501429217B.磷酸酶磷酸酶属牛乳中的固有酶，能够将磷酸酯分解成磷酸和相应的醇。向乳中加入磷酸酯，再加入能与游离醇发生显色反应的试剂，可以测定乳中是否有磷酸酶的存在，磷酸酶的存在，说明牛乳未杀菌或杀菌不充分。磷酸酯磷酸＋醇可以采用63℃、30min或71-75℃、15-30s加热使磷酸酶钝化，故可以利用这种性质来检验低温巴氏杀菌法处理的消毒牛乳的杀菌程度是否完全。磷酸酶copyright华南农业大学食品学院郑华副教授1382501429218C.蛋白酶牛乳中的蛋白酶主要来自微生物，多为细菌性蛋白酶，可使蛋白质水解后形成蛋白胨、多肽及氨基酸。乳蛋白蛋白胨＋多肽＋氨基酸由在干酪加工中具有非常重要的意义。蛋白酶在高于75～80℃的温度中即被破坏，在70℃以下时，可以稳定地耐受长时间的加热，在37～42℃时，这种酶在弱碱性环境中作用最大，中性及酸性环境中作用减弱。乳酸菌蛋白酶copyright华南农业大学食品学院郑华副教授13825014292192.氧化还原酶类A.过氧化氢酶牛乳中的过氧化氢酶主要来自白血球的细胞成分，特别在初乳和乳房炎乳中含量较多。过氧化氢酶把过氧化氢分解成水和游离氧。通过测量乳中游离氧的量就可以反映乳中过氧化氢酶的含量，也能了解牛奶是否来自健康动物乳房。来自患病乳房的乳中过氧化氢酶含量较高，而来自健康乳房的鲜乳只含极少量的过氧化氢酶。多种细菌可产生这种酶，而过氧化氢酶经过普通的高温短时间巴氏消毒法（70～72℃，15～30秒）可以被破坏。copyright华南农业大学食品学院郑华副教授1382501429220B.过氧化物酶过氧化物酶是乳中固有酶。过氧化物酶是最早从乳中发现的酶，它能促使乳中的多元酚、芳香胺及化合物的氧化。过氧化物酶钝化温度和时间大约为76℃、20min，77～78℃、5min，85℃、10s。通过测定乳中过氧化物酶的活性，可以判断牛乳是否经过热处理或判断热处理的程度。这项试验叫Storch氏过氧化物酶试验。copyright华南农业大学食品学院郑华副教授1382501429221（八）乳中的有机酸乳中的有机酸主要是柠檬酸。在酸败乳及发酵乳中，在乳酸菌的作用下，马尿酸可转化为苯甲酸。乳中柠檬酸的含量为0.07%～0.40%，平均为0.18%，以柠檬酸盐的状态存在。柠檬酸盐除了以酪蛋白结合形成酪蛋白胶粒外，柠檬酸盐还以分子、离子的状态存在，主要为柠檬酸钙。柠檬酸对乳的盐类平衡及乳在加热、冷冻过程中对乳的稳定性起重要作用。柠檬酸是乳制品芳香成分丁二酮的前体物质。copyright华南农业大学食品学院郑华副教授1382501429222第五节乳的物理性质一、乳的色泽二、乳的滋味与气味三、乳的酸度四、乳的比重和相对密度五、热学性质copyright华南农业大学食品学院郑华副教授1382501429223一、乳的色泽新鲜牛乳呈白色或略带微黄色。白色是由脂肪球、酪蛋白酸钙·磷酸钙微粒子对光不规则的反射和折射所产生的。白色以外的颜色是由核黄素、叶黄素和胡萝卜素等有色物质所形成的。正常牛乳的色泽copyright华南农业大学食品学院郑华副教授1382501429224影响牛乳色泽的因素胡萝卜素主要来源于青饲料中，是牛乳带有徽黄色的原因，其分布于奶油。冬季饲料中的胡萝卜素含量低，所以奶油的黄色也较浅。牛乳中胡萝卜素含量的多寡与牛的品种有很大关系。核黄素是一种水溶性的色素，呈黄绿色，也称为维生素B2，分布于乳清中。copyright华南农业大学食品学院郑华副教授1382501429225二、乳的滋味、气味乳的滋气味：新鲜牛乳带有轻微的甜味、微咸味，以及特殊的乳香味。甜味：乳糖是甜味的来源。咸味、苦味：正常乳因乳糖、脂肪及蛋白质等的掩蔽作用而不易感觉，乳房炎乳中的Cl-含量明显高于常乳，咸味较为突出；Ca2+、Mg2+离子含量过高使乳带有苦味。特殊的滋味：来自乳中适量的甲硫醚、丙酮、醛类及微量的游离脂肪酸。copyright华南农业大学食品学院郑华副教授1382501429226特殊的乳香味：来自乳中的挥发性脂肪酸及其他挥发性物质。加热使香味加强。吸收异味的特性：牛乳中常出现新鲜乳以外的其他异味，主要有牛粪味、饲料味、油酸味、金属味、酸味等。乳的气味易受外界因素影响，加工、贮存过程必须注意周围环境以及各种因素对乳风味的影响。copyright华南农业大学食品学院郑华副教授1382501429227三、乳的酸度正常的新鲜牛乳呈微酸性pH值介于6.5～6.7之间滴定酸度16～18°T乳酸度0.15-0.17％酸败乳、初乳的pH值＜6.5乳房炎乳、低酸度乳pH值＞6.7copyright华南农业大学食品学院郑华副教授1382501429228乳的酸度：指乳的自然酸度与发酵酸度的总和。自然酸度：是由牛乳中的酸性物质（蛋白质、柠檬酸盐、磷酸盐、CO2等）造成牛乳的酸度，又称为固有酸度；发酵酸度：由乳中微生物发酵产生乳酸，导致乳的酸度增加，这部