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牛乳的化学性质知多少???

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     牛乳中含水分约88%左右,碳水化合物和矿物质呈溶液状态,被称为真溶液;脂肪呈乳浊液状态,蛋白质呈胶体是悬浮液状态分散其中。牛乳由两个胶体系统组成:脂肪球乳状液和酪蛋白胶束。一般将牛乳成分分为水分和全乳固体(或称总固体或乳干物质)两大部分,而乳固体又分为脂质和非脂乳固体;另一种方法是将牛乳分为有机物和无机物,有机物又分为含氮化合物和无氮化合物。

1、水分及乳固体

水是牛乳中的主要的成分。牛乳中的一些有机物和无机物在水中呈溶解状态存在。由于有水作为分散介质,才使乳汁形成均匀而稳定的流体状态。

水分主要以三种状态存在:

1.1游离水

   各种营养成分的分散介质。达到冰点时即可冻结。

1.2结合水

   是乳中与蛋白质、乳糖及某些盐类结合存在的水,不具溶解其它物质的作用。达到冰点时不冻结。

1.3结晶水

   它是作为分子组成成分按一定数量比与乳中物质结合起来的一种水分,此结合最稳定。乳固体又称干物质,是牛乳干燥到质量恒定时,所得到的剩余物,牛乳中的全部营养成分含在乳固体中。

2、乳脂肪

乳脂肪是牛乳的主要成分之一,乳脂肪在牛乳中含量一般为 3%~ 5%,对牛乳风味起重要的作用。它以微细球状的乳浊液分散在乳中,含有20种饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸。乳脂肪中含低级挥发性脂肪酸14%左右,其中水溶性脂肪酸可达8%左右。这些挥发性脂肪酸熔点地、易挥发,因而赋予乳脂肪以特有的香味和柔润的质体。

脂肪球通常直径约为0.1~10微米,其中以0.3微米左右者居多。每毫升牛乳中约有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1微米时,脂肪球基本不上浮。

在电子显微镜下观察到的乳脂肪球为圆球形或椭圆球形,表面被一层5~10 nm厚的膜所覆盖,称为脂肪球膜。它可以保护脂肪球免受乳中酶的破坏,并能使脂肪球能稳定地存在于乳中。在机械搅拌或化学物质作用下,脂肪球膜遭到破坏后,乳脂肪球才会互相聚结在一起。利用这一原理生产奶油,并可测定乳的含脂率。

如果将牛乳在容器中离心静置一段时间之后则乳脂肪逐渐上浮,形成一层脂肪层。这上浮的脂肪层为稀奶油层,下面即为脱脂乳。脂肪球的大小随乳牛的的品种、泌乳期、饲料及健康状况而异。呈乳状液存在于乳中。

乳脂肪在乳与乳制品中具有以下三个方面的重要作用:

(1)营养价值:能量来源,其发热量高。

(2)脂溶性维生素的含有者和传递者(维生素A、D、E等)。必需脂肪酸,较其他动物性脂肪易于消化。

(3)风味—丰润圆熟的风味。物理价值—柔润滑腻而细致的组织状态。经济价值—乳脂肪较其他乳成分的价格高。

3、蛋白质

牛乳的主要成分之一,乳蛋白质是由20多种氨基酸所构成,由于氨基酸的种类和含量不同,所构成的蛋白质的生理功能也不尽相同。酪蛋白质: 占蛋白质总含量的83%,酪蛋白在牛乳中以酪蛋白酸钙—磷酸钙的复合形式存在。乳清蛋白质:占蛋白质总含量的18%-20%,乳清蛋白又分为热不稳定和热稳定两种。

   酪蛋白:含量最多,约占总蛋白量的83%。乳白蛋白:占13%左右。乳球蛋白+少量的脂肪球膜蛋白:占4%。牛乳的含氮化合物中95%为乳蛋白质,含量为约3.0%~3.5%,其余还有约5%非蛋白含氮化合物,如氨、游离氨基酸、尿素、尿酸、肌酸及嘌呤碱等。这些物质基本上是机体蛋白质代谢的产物,通过乳腺细胞进入乳中。另外还有少量维生素氮。

新鲜牛乳:酪蛋白酸钙+磷酸三钙复合体。弱酸、凝乳酶使其凝固—生产酸乳、干酪。由αS,β,γ,和қ-酪蛋白。酪蛋白与糖的反应:具有还原性羰基的糖可与酪蛋白作用变成氨基糖而产生芳香味及其色素。常见于生产奶粉,乳蛋白粉、炼乳等。醇凝固:乳酸度较高时,如加入酒精,可使酪蛋白发生凝固——酒精阳性乳。

 乳清蛋白:对热不稳定的占81%,主要是乳白蛋白和乳白蛋白(又称 免疫球蛋白)。对热稳定的:19%。乳清蛋白的性质作用:胶凝性质,改善干酪风味,保持涂布性。90 ℃变性为乳白蛋白,作汤料、谷物、快餐的添加剂。氨基酸含量平衡,食品配料。脱脂乳粉的廉价代用品,饲料或冰淇淋生产。

4、乳糖

乳糖是乳汁中特有成分,乳的甜味就来自乳糖,乳糖属于双糖,其分子式C12H22O11,乳糖分为a-乳糖及β-乳糖两种异构体。促进人体肠道内某些乳酸菌的生成,有利于钙以及其他物质的吸收

乳糖的性质及作用:乳糖远较麦芽糖难溶解于水;乳糖的甜度较蔗糖弱,为蔗糖的1/6至1/5;乳糖对酸的作用较蔗糖和麦芽糖稳定;只有乳糖酶可以分解乳糖;乳糖主要存在于脱脂乳中乳清中(干酪)少量存在于稀奶油中。酪乳中(奶油)乳糖分解后生成的半乳糖是形成脑神经中重要成分(糖脂质);乳糖可以防止肝脏脂肪沉积。    

乳糖是哺乳动物乳汁中特有的糖类。牛乳中约含有乳糖4.2%~5.0%,全部呈溶解状态。在婴幼儿时期,乳糖是机体主要的碳水化合物来源。乳糖受到乳酸菌作用时会发生分解变化,来自乳酸菌的酶分解乳糖把它们转变成各种酸,其中乳酸最重要,这就是乳变酸时发生的过程,即乳糖的乳酸发酵——生产酸奶。

大部分人随着年龄增长,消化道内缺乏乳糖酶不能分解和吸收乳糖,饮用牛乳后会出现呕吐、腹胀、腹泻等不适应症,称乳糖不耐症。乳糖酶缺乏的程度各不相同,因而症状也各异。从连极少量的乳品都不能消化到摄入大量含乳糖

食物后引起轻微的胃肠功能紊乱。在乳品加工中利用乳糖酶,将乳中的乳糖分解为葡萄糖和半乳糖;或利用乳酸菌将乳糖转化成乳酸,可预防“乳糖不耐症”。但乳糖是造成乳制品质量下降的主要因素(易吸湿、褐变)。

5、无机盐

无机盐又称矿物质,主要含有钙、钠、钾、磷、氯、硫等无机成分。乳中的钾、钠大部分以氯化物、磷酸盐及柠檬酸盐的形式存在,而钙、镁则与酪蛋白质、磷酸及柠檬酸结合。牛乳中含无机盐0.7%~0.75%,一般称为乳中的盐类、矿物质、无机盐或灰分等等。乳中的盐类:主要是磷酸盐、柠檬酸盐,形成缓冲体系,对乳的稳定性起重要作用。

6、维生素

   也是牛乳的主要成份之一。

   脂溶性:维生素A、维生素D、维生素E、维生素K等。

   水溶性:维生素B1、维生素B2、维生素B6、叶酸、维生素B12、维生素C等。

7、乳中的酶

   主要为水解酶类和氧化还原酶类两大类,其中最重要的是脂酶、氧化还原酶、过氧化物酶、乳糖酶等。

8、乳中的其他成分

有机酸:主要包括柠檬酸、乳酸、丙酮酸、马尿酸等。细胞成分:主要包括白血球,红血球和上皮细胞等。气体:主要包括二氧化碳、氧气、氮气等。



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