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乳制品生产工艺之牛乳的组成和性质2:牛乳的化学组成

文章来源: 大发6合彩首页—大发6合彩官方网站 徐成勇       发布时间:2019-08-13

作者:徐成勇


大发6合彩首页—大发6合彩官方网站将陆续发布《乳制品生产工艺及配方》系列原创文章。该系列文章由作者授权大发6合彩首页—大发6合彩官方网站发布,未经作者同意不得转载。

牛乳是一种不透明、具有胶体特性的生物学液体,是多种物质的混合物,含有的化学成分超过100种。牛乳的主要组分是指牛乳中浓度较高的组分,包括水分、蛋白质、脂肪、碳水化合物、矿物质、酶类、维生素等(含量见表1-7)。


表1-7 全脂牛奶的营养组成

乳制品生产工艺之牛乳的组成和性质2:牛乳的化学组成

① 视黄醇当量,1 µg视黄醇或者6 µg的β-胡萝卜素。

② 烟酸当量,1 mg烟酸或60 mg膳食色氨酸。


一、水分


水是牛乳的主要成分,是乳中其它物质的分散介质,可溶解各种可溶性盐类、碳水化合物、维生素和少部分蛋白质。它在牛乳中以下列形态存在。


1 牛乳中水分存在的形态


(1)游离水(又称自由水):它是以游离状态存在或充满固形物的毛细管中。牛乳中的水大部分为游离水,是溶解和分散其它营养物质的溶剂。这种水在常压下,100℃时即沸腾汽化,在0℃时即可结冰。乳的许多物理化学过程均与游离水有关。游离水借毛细管的作用可以向外或向内移动。在乳粉的干燥过程中不仅是使液滴表面的游离水蒸发,而且也可从毛细管内部进行蒸发,这种水在干燥时容易除去。


(2)结合水:由于牛乳中的胶体物质是蛋白质水化作用膨胀的结果,水分与之结合成为胶体状态,这种水分是通过氢键与蛋白质表面的亲水基、各种糖类和磷脂的亲水基相结合的,是化学结合水,无溶解其它物质的特性。在常压下,100℃时不沸腾汽化,在0℃时不结冰。在乳与乳制品中这种水含量较低,但要除去这部分水是相当困难的,在干燥过程中将温度提高到150-160℃时才能除去一部分。但在乳粉生产中这是不允许的,因此乳粉中总得保持一定量的水分含量。


(3)结晶水:这种水是按一定比例作为分子组成成分与乳中物质相结合的。它同物料的结合相当稳定。在乳糖和乳粉生产中,可以看到含有一分子结晶水的乳糖晶粒。


2 牛乳中水分的作用


(1)由于牛乳含有大量水分,这是牛乳的天然特性。它极易哺育幼畜,减少咀嚼。有促进消化和吸收的功能,又有高的营养价值,人们利用这种特性,逐渐扩大饮用,现已成为人们滋补的饮料,尤其对老﹑弱﹑病﹑幼更为适宜。


(2)牛乳水分的另一作用是作乳的溶剂,因为水能溶解除脂肪和蛋白质外的其它物质,如乳糖﹑柠檬酸﹑氯﹑钠﹑钾,还有部分钙﹑镁﹑磷﹑酸式盐、乳蛋白质和水溶性脂肪酸等。


(3)牛乳中的水分能调节人们体内的水分浓度,溶解各种食物,并起到排泄体内废物的作用。


牛乳中水分作用很大,但因它含量过多,所以有不易保存、不便携带、不利于运输、只能作为饮料而产品单调等缺点。


二、乳脂肪


乳脂肪主要是以脂肪球的形式存在,其外部被乳脂肪球膜包围,脂肪球膜能够保持脂肪球的完整性,并使脂肪球具有亲水性。脂肪球主要是由三酰甘油酯组成,脂肪球膜的大部分是由复合脂质组成。乳脂肪以微细的脂肪球形式分散在乳浆中,成为乳浊液。


1 乳脂肪的成分


乳脂肪不是单纯的化合物,而是各种脂肪酸的甘油三酯的混合物,其分子式如下:


乳制品生产工艺之牛乳的组成和性质2:牛乳的化学组成


除此之外,同时还含有很少量的磷脂﹑微量的甾醇和游离脂肪酸。这些成分统称为乳脂质。而磷脂中包含有卵磷脂﹑脑磷脂﹑神经磷脂。磷脂的60%存在于脂肪球膜中。牛乳经离心分离后,磷脂的70%转移到稀奶油中,在生产黄油时又大部分转移到酪乳中而损失掉。


牛乳中脂肪酸种类多达60余种,远远多于一般的脂肪。但很多脂肪酸含量均低于0.1%,其总量仅相当于总脂肪量的1%。乳脂肪中含有饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸,其中水溶性挥发性脂肪酸含量特别高,如丁酸﹑己酸﹑辛酸﹑癸酸等占脂肪酸总量的9%左右,是构成乳制品的乳脂香和适口性的主要成分。但不利的是易于吸收外来不良气味,一旦受到紫外线﹑空气和湿度等因素的影响也会引起脂肪酸败﹑变哈。第二种是不可溶性﹑非挥发性饱和脂肪酸,如十二烷酸等。第三种是非水溶性不挥发性脂肪酸,如十八碳烯酸等。因为是不可溶性非挥发性,所以受外界影响较小。后两种的总含量占90%以上,故对奶油的熔点﹑凝固点起决定性作用。


2 乳脂肪的性质


(1)乳脂肪的上浮


牛乳中的脂肪比重仅为0.93左右,分散在乳浆中的脂肪球呈圆形或椭圆形,直径为0.1-10 μm,脂肪球表面被一层5-10 nm厚的脂肪球膜保护。因此,牛乳在不同的容器内静止贮存一定的时间,脂肪就逐渐上浮到牛乳的表面而形成稀奶油层。其上浮速度取决于脂肪球的直径、脂肪球的密度和黏度、静止存放时间,但主要取决于脂肪球的直径大小。直径越大,上浮速度越快。这样可用静止的方法从牛乳中分离出一部分多余脂肪。脂肪球直径小于0.2 μm时不能分离出来,这对于生产脱脂乳制品来说是不利的,但在其它乳制品生产中并无影响。


(2)乳脂肪的败坏


牛乳脂肪对热、光、空气、酶及微生物的作用很不稳定,易发生变化而败坏。


乳脂肪中的不饱和脂肪酸与空气接触时发生自行氧化作用,在50℃以下时与氧反应生产过氧化氢。此过氧化物逐渐分解破坏而形成各种氧化分解物,在50-100℃的温度情况下乳脂肪中的不饱和脂肪酸与氧反应,同样生成过氧化物,产生一种不爽的臭味。


(3)乳脂肪的水解


乳脂肪含低级脂肪酸较多。在低温下乳脂肪的水解进行比较缓慢,只有在高温200℃或10个大气压下才能强烈地进行水解作用。但乳脂肪在解脂酶的作用下水解比较迅速,使牛乳的酸度提高,再进一步氧化生成醛、酮,使牛乳产生苦味。


(4)磷脂的水解


磷脂在化学成分上属于磷脂类,与脂肪接近,并有亲水的胶体特性,但与脂肪有区别。乳中的磷脂水解时,得到二分子的脂肪酸(即软脂酸、硬脂酸、油酸等)、一分子的甘油磷酸和一分子的胆碱。胆碱不稳定,继续分解生成甲胺、三甲胺,具有鱼腥味,使牛乳或乳粉酸败。


脑磷脂水解后的产物为脂肪酸、甘油、磷酸及胆胺氢基醇。神经磷脂的水解产物为脂肪酸、胆碱、磷酸及神经氨基醇。


(5)乳脂肪易于吸收外来气味


由于乳脂肪中含有可溶性挥发性饱和脂肪而易于吸收外来不良气味,所以在储放乳和乳油制品时要防止与鱼、虾、葱、蒜等食品放在一起,否则将会影响乳和乳制品质量。


(6)乳脂肪主要理化常数


乳脂肪的理化常数是指乳脂肪的理化性质,对牛乳的处理加工至为重要,其理化常数见表1-8。


表1-8 乳脂肪的理化常数

乳制品生产工艺之牛乳的组成和性质2:牛乳的化学组成


3 乳脂肪的作用


乳脂肪是乳和乳制品中的主要成分之一。它在乳与乳制品中具有下列四方面的作用。


(1)营养价值:乳脂肪的营养价值涉及的内容很广,这里只介绍一般的营养价值。


① 乳脂肪是一个丰富的能源,其发热量高,每克脂肪约产生37.6千焦的热量。


② 乳脂肪含有相当数量的必需的脂肪酸。


③ 乳脂肪是脂溶性维生素A、维生素D、维生素E、维生素K等的含有者和传递者。


④ 乳脂肪较其它动物性脂肪易于消化。


(2)风味作用:由于乳脂肪中含有可溶性、挥发性饱和脂肪酸,即构成奶油芬芳香味和适口性。在乳制品中能显示出一种重要的风味。这种乳脂肪的丰润圆熟的风味绝非其它脂肪所能模拟。奶油、稀奶油、冰淇淋等许多乳制品中的乳脂肪能与其它廉价代用脂肪竞争的原因也在于此。


(3)组织结构:乳制品的组织结构状态与乳中含有的乳脂肪具有密切关系,而且与食用时的口感和食用前的外观感觉等有连带关系,因此乳脂肪赋予很多乳制品以柔润滑腻而细致的组织状态和风味,同样不能为其它脂肪所代替。


(4)经济价值:乳脂肪的经济价值是众所周知的。如收奶站收进牛乳时,有些地方仍然按含脂率高低来计算奶价。乳脂肪仍然高于其它乳成分的价格。奶油的价格也比其它乳制品的价格高得多。因此,乳脂肪在乳制品的生产和消费上具有种种实际的重要性。


三、乳蛋白质


蛋白质是五大营养之一,在生命活动中起到重要作用。人可缺少脂肪和糖类,但不能缺少蛋白质,一旦缺少它,就不能维持正常生活。蛋白质来源很多,如动物的肉类、鱼虾类、谷类、麦类、豆类均有大量蛋白质,但比较起来乳蛋白质营养价值最高,最易于被人体吸收。


1 乳蛋白的组成:乳蛋白由碳、氢、氧、氮及少量硫元素组成。乳蛋白是由20余种氨基酸组成的化合物,其中包括多种人体所必需的氨基酸。牛乳含氮物质中主要有乳蛋白质和非蛋白质的氮。乳蛋白质约占牛乳总氮量的95%,非蛋白质氮仅占牛乳总氮量的5%左右。


正常的牛乳中含有约2.2%-4.4%的蛋白质,是牛乳中最重要的营养物质之一。乳蛋白主要包括酪蛋白、乳清蛋白及少量的脂肪球膜蛋白等。脂肪球外表面覆盖有一层脂肪球膜,得以在牛乳中呈微细分散。脂肪球膜由蛋白质与磷所构成,并与酶的混合物一起吸附于脂肪球表面,有稳定牛乳体系的作用,而对热极为敏感。牛乳以70-75℃瞬间加热时,硫氢基将游离出来,而乳中的金属微量元素,可能在膜中以金属蛋白状态存在。


下面重点介绍酪蛋白和乳清蛋白。


2 酪蛋白:又称酪朊、干酪素,是牛乳的主要蛋白质,约占乳蛋白的80%-82%。酪蛋白是指脱脂乳在20℃时,用酸调节pH值为4.6时析出的一类蛋白质,为白色非吸湿性化合物,不溶于水、酒精及有机溶剂,但可溶于碱性溶液,比重为1.25-1.31,其元素组成大致为:


碳:53.50%,氢:7.13%,氧:22.14%,氮:15.80%,磷:0.71%,硫:0.72%。


酪蛋白并不是单一的蛋白质,其中α-酪蛋白约占60%,β-酪蛋白约占30%,γ-酪蛋白约占10%。


酪蛋白属于结合蛋白质,是典型的磷蛋白。它虽然是一种两性电解质,但由于酪蛋白质分子中含有的酸性氨基酸比碱性氨基酸多,所以是酸性物质。


酪蛋白与乳中的钙、镁、磷酸、柠檬酸等物质形成酪蛋白磷酸钙络合物,一般称为酪蛋白酸钙-磷酸钙胶粒。呈微细的胶粒分散于牛乳中,胶粒大小为30-300 nm,大多为40-160 nm,每mL牛乳中约含酪蛋白胶粒(5-15)×1012个。


由于酪蛋白胶粒的水合作用,使其本身带有一定的电荷,在牛乳中保持稳定的平衡状态。因此,牛乳中离子种类及浓度的变化(特别是二价正离子浓度的改变)会破坏胶粒的稳定状态,使胶粒产生凝集。现将影响酪蛋白胶粒稳定的因素列述如下:


(1)pH值对酪蛋白胶粒的影响


酪蛋白胶粒在酸性溶液中,其微粒带正电,而在碱性溶液中带负电,当pH值下降至牛乳的等电点(pH 4.5-4.6)时,酪蛋白胶粒所带的电荷相等,即微粒不带电,因而其水合作用减弱而产生凝固。当向牛乳中加酸(盐酸、硫酸、醋酸、乳酸等)或牛乳因微生物作用产酸时,酪蛋白就开始沉淀;在pH 4.6时,则酪蛋白胶粒完全沉淀。


一般情况下,在等电点时,沉淀的酪蛋白中不含钙,但在胶粒稳定性较差时加酸处理,pH 5.2-5.3时酪蛋白开始沉淀,这样沉淀得到的酪蛋白中含有一定量的其它物质,必将增加干酪素产品中的灰分含量。


(2)盐类对酪蛋白胶粒的影响


牛乳中加入氯化钠、氯化钾或硫酸铵等盐类,使其成饱和或半饱和溶液,这时酪蛋白便形成沉淀,这种沉淀的形成是由于酪蛋白胶粒的脱水或电荷被抵消所致。这种刚刚生成的沉淀是可逆的,通过稀释或再分散即可复原,但在此环境中长期静置,则将使其成为可逆的变性。


(3)牛乳的酸度对酪蛋白胶粒的影响


牛乳因乳酸菌的作用分解乳糖产生乳酸,在pH 4.6时,酪蛋白胶粒全部沉淀。


(4)酒精对酪蛋白胶粒的影响


正常牛乳的pH值为6.6左右,酪蛋白胶粒对一定浓度和数量的中性酒精是稳定的。但当牛乳的酸度增高时,酪蛋白胶粒对酒精的稳定性下降,随着牛乳酸度的继续增高,酪蛋白胶粒将会产生沉淀,这主要是因为酪蛋白胶粒的电荷和水膜被剥夺而产生凝集。


(5)牛乳本身盐类的平衡状态对酪蛋白胶粒的影响


酪蛋白胶粒对牛乳中二价正离子浓度的改变十分敏感,当牛乳中钙、镁离子浓度超过正常浓度时,则将改变胶粒所带的电荷,使其凝集。当牛乳中钙、镁离子浓度过剩时,牛乳的热稳定性下降,在一定程度上影响了乳粉的溶解度。


3 乳清蛋白


牛乳中除去酪蛋白质后所残留的为乳清蛋白,约占乳蛋白的18%-20%。


乳清蛋白由对热不稳定的乳清蛋白(包括乳白蛋白和乳球蛋白)和对热稳定的乳清蛋白(包括胨、)所组成。


① 对热不稳定的乳清蛋白


当乳清煮沸20 min、pH为4.6-4.7时,沉淀析出的蛋白质属于对热不稳定的乳清蛋白。约占乳清蛋白的81%,其中含有乳白蛋白和乳球蛋白。


a) 乳白蛋白:乳清在中性状态下,加饱和硫酸铵或饱和硫酸镁时,呈溶解状态而不析出的蛋白质属于乳白蛋白,约占乳清蛋白的68%。乳蛋白又分为α-乳白蛋白、β-乳球蛋白、血清白蛋白,各占乳清蛋白的19.7%、43.6%、4.6%。乳白蛋白加热至72℃以上开始变性,在85℃条件下加热10 min则完全凝固。


b) 乳球蛋白:是乳清在中性状态下,加饱和硫酸铵或饱和硫酸镁溶液盐析时,能析出而呈不溶解状态的乳清蛋白属于乳球蛋白。约占乳清蛋白的13%,乳球蛋白又分为真球蛋白和假球蛋白两种。乳球蛋白中的真球蛋白和假球蛋白与乳的免疫性有关,也就是具有抗原的作用,所以常称为免疫球蛋白,其在初乳中的含量远远高于常乳中的含量。在酸性条件下,加热72℃时完全凝固。


② 对热稳定的乳清蛋白


主要有蛋白、蛋白胨,约占乳清蛋白的19%。


4 乳蛋白的作用


蛋白质是细胞的主要成分,是构成人体组织的基本物质。乳蛋白被食用后分解成各种氨基酸,易被人体吸收,形成人体蛋白质。乳蛋白是一种完全优质的蛋白质,摄取足够的乳蛋白质有利于促进婴幼儿的生长发育,促使老人和病人恢复健康、增强体质。当碳水化合物及脂肪供给的热量不足时,它也是补充人体热量的来源,其发热量为1672 J/100 g。


乳白蛋白是一种营养完全的蛋白质,易于消化,因此在生理上有重要的作用。正常牛乳中只含有0.5%左右,而初乳中则有10%-12%,对初生牛犊有重要的生理效用,乳球蛋白是免疫体的携带者,母体的免疫性可经由它而授予牛犊,对牛犊有很大的生理意义。


酪蛋白与乳中的钙、镁、磷酸、柠檬酸等物质形成酪蛋白磷酸钙络合物,呈微细的胶粒分散于牛乳中。由于酪蛋白胶粒的水合作用,使其本身带有一定的电荷,在牛乳中保持稳定的平衡状态。


酪蛋白络合物有α-酪蛋白、β-酪蛋白、γ-酪蛋白。在0.03 mol/m3钙的存在下,α-酪蛋白的溶解度在任何温度下均较低,γ-酪蛋白在任何温度下均可溶,β-酪蛋白在0℃时可溶,而在20℃以上时即不溶。


各酪蛋白间的相互作用以α-酪蛋白与γ-酪蛋白的相互作用为最重要。这两种酪蛋白的络合物在1℃时呈不安定构造,可添加钙促其解离,如此将α-酪蛋白一部分分沉淀,而γ-酪蛋白则残留于上清部。但在较高温度时生成α-酪蛋白与γ-酪蛋白的络合物,添加钙时能呈稳定状态,再降低温度促其分解,而很难见到有沉淀出现。γ-酪蛋白与β-酪蛋白之间补充形成络合物。


稳定的α-酪蛋白与γ-酪蛋白络合物中,α-酪蛋白与γ-酪蛋白之间的质量比为4:1,而分子数比则为3:1。加入凝乳酶即可破坏这种酪蛋白集合体的稳定作用,使酪蛋白凝固; 110℃加热30 min或蛋白水解酶水解亦可达到同样作用。


四、乳中的碳水化合物


乳糖(C11H22O11·H2O)为牛乳中主要的碳水化合物。在乳中呈溶液状态,存在于哺乳动物的乳汁中,而且是乳中惟一的糖类。牛乳中含量为4.4%-5.2%,人乳中为6.0%-7.0%,因此人乳的甜度要大于牛乳。牛乳中包含微量的其它碳水化合物,但没有多聚糖。己糖胺和N-乙酰神经氨酸在牛乳中存在,但它们主要和蛋白质及脑苷脂交联。


牛乳中乳糖颗粒细度比超微型的蛋白质、脂肪球还要细小,直径为6.7×10-10-1.1×10-9 m,是乳汁成分中含量最稳定的一种组分,比重为1.5。


乳糖属双糖,其甜度相当于蔗糖的1/6-1/5,甜味温和。水解时生成一分子α-葡萄糖和一分子α-半乳糖,其反应式如下:


乳制品生产工艺之牛乳的组成和性质2:牛乳的化学组成


经水解反应生成的葡萄糖和半乳糖的甜度比原来的甜度提高约4倍,而且半乳糖能促进婴儿智力的发育,促进肠内乳酸菌的生长而产生乳酸,有利于婴儿对钙等无机盐类的吸收,故在婴儿食品中添加平衡乳糖具有特殊的意义。


1 乳糖的异构体:乳糖有α、β二种异构体。而α-型乳糖又有含水化合物和无水化合物二种。故乳糖共有三种形态存在,一般常见的是α-型含水乳糖。三种乳糖主要按比旋光度而区别。


(1)α-型含水乳糖


在93.5℃以下的乳糖溶液中结晶析出的为α-型含水乳糖,在常温下最稳定,其熔点为202℃,比旋光度为[α]D20=+89.40°,晶形为单斜晶系。


(2)α-型无水乳糖


α-型含水乳糖加热至125℃,或在真空状态下加热到65℃以上时,失去一分子结晶水后,变为α-型无水乳糖。其性质最不稳定,稍有水分存在情况下,在93.5℃以下又转变为α-型含水乳糖,在93.5℃以上则变为β-型无水乳糖。α-型无水乳糖的熔点为223℃,比旋光度为[α]D20=+86°。


(3)β-型乳糖


在93.5℃以上的乳糖溶液中结晶析出的为β-型乳糖。这种乳糖在93.5℃以上是稳定的,而在93.5℃以下时,稍有水即转变为α-型含水乳糖。其熔点为252℃,比旋光度为[α]D20=+35.5°。


2 乳糖的溶解度


乳糖的溶解度远比蔗糖差,于0℃时约为蔗糖的1/5,而在20℃时则为蔗糖的1/10,见表1-9。


表1-9  乳糖与蔗糖的溶解度比较

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乳糖的溶解度分为最初溶解度、最终溶解度及过量溶解度(又叫超溶解度)三种。


(1)乳糖的最初溶解度


将乳糖投入到一定温度的水中后,立即有一部分乳糖溶解于水中,这是乳糖的最初溶解度,也是α-型含水乳糖的溶解度,受水温的影响变化较小。


(2)乳糖的最终溶解度


将上述乳糖最初溶解度的溶液加以连续搅拌或震荡,再继续添加乳糖则仍可溶解,最后达到饱和状态,这即是乳糖的最终溶解度。实际上是α-型含水乳糖和β-型无水乳糖两种形态乳糖的溶解度的总和。


上述两种溶解度有时难以区分,特别是当水温超过25℃时几乎难以测出其最初溶解度。因此,所谓最终溶解度是指α-含水乳糖的溶解度加上α-含水乳糖与β-无水乳糖的平衡溶解度,也就是呈饱和状态的溶解度。它和平衡状态下α-含水乳糖与β-乳糖的比例是随水温的变化而不同。


(3)过量溶解度


将上述乳糖饱和溶液冷却到饱和温度以下时,则生成过饱和溶液,但并未立即析出乳糖结晶,这时的溶解度称为超溶解度。如果再继续冷却时,则开始析出结晶,这时析出的结晶物为α-无水乳糖。由于这种结晶的析出,致使α-含水乳糖和β-无水乳糖之间平衡被破坏,而β-无水乳糖向α-含水乳糖转化,再析出结晶以达到重新的平衡,这种结晶的析出一直到相当于这个温度的饱和状态为止。


3 乳糖的化学变化


(1)氧化


乳糖与空气接触(在稀酸溶液中)生成4-酮戊酸和蚁酸。


乳糖的水溶液加热到100-130℃吸收空气中氧时,分解而呈微棕色,并放出二氧化碳。


(2)还原


乳糖被还原时,葡萄糖分子上的醛基将被还原而生成乳糖醇,工业上以电解还原或加氢处理,产生出梨糖醇、半乳糖醇等分解物。


(3)水解


乳糖极易被乳酸菌分解变成乳酸。一个分子乳糖可生成四个分子乳酸,其反应过程如下式:


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这就是牛乳挤下后酸度逐渐增高的原因。牛乳的乳酸度达到0.8%-1.0%时,即可抑制细菌的繁殖。如酸牛乳中加入适量碱类,则乳酸菌又活动起来,牛乳变酸到达适当酸度时,可以抑制各种细菌的繁殖,否则乳汁会分解而腐败。


乳糖能被无机酸或β-半乳糖苷酶作用而水解,能产生种种分解物而呈现色泽,并产生苦味和臭气味。


(4)异构化


在碱液中,乳糖上的葡萄糖分子进行异构化,乳糖变为果糖,此时呈现舒爽甜味。


(5)加热


乳糖经高温加热时,将形成乳果糖、半乳糖、乙酮糖等糖类,还形成蚁酸、乳酸等低分子有机酸。当牛乳加热时,乳糖及其分解物将与蛋白或微量尿酸起反应而变为非透析性物质,这是形成牛乳褐变的最重要因素之一。


4 乳糖的作用


(1)乳糖遇肠液中的乳糖酶,则水解成葡萄糖和半乳糖,有促进人类的大脑及神经组织发育的功能。


(2)多食用乳糖可助长人们大肠中嗜酸杆菌的生长发育,抑制腐败菌的生长,具有整肠作用。


(3)乳糖较一般糖类难溶解于水,在肠胃中吸收较慢,易于发酵产酸,有利于钙、磷及其它矿物质的吸收,可防治儿童佝偻病。


五、乳中的盐类


牛乳中含有无机盐类和有机盐类,乳中的盐类并不等同于矿物质、无机盐或灰分等概念。牛乳的灰分是指牛乳在550℃以下燃烧灰化时所得的无机物;牛乳的矿物质、无机盐是指碳、氢、氧三元素以外的无机元素;牛乳的盐类是指氢离子及氢氧离子以外的离子作为离子状态存在、而且是呈平衡状态存在的全部成分,牛乳的盐类由乳中大部分(约65%)无机磷酸盐和少部分(约35%)有机盐所组成。


乳中的矿物质含有锌、铜、铝、铅和碘、氟、砷等金属与非金属元素,如表1-10所示。


表1-10 牛乳中金属和非金属元素含量

乳制品生产工艺之牛乳的组成和性质2:牛乳的化学组成


灰分多于矿物质和无机盐、少于盐类含量,由于灰分是将牛乳蒸发干燥,在550℃内灰化成白灰样,然后冷却称量至衡重,其含量可由下列几个方面决定:


① 灰分的磷酸盐会由于蛋白质和磷脂中有机磷生成的P2O5而使结果增高;


② 灰分的硫酸盐由蛋白质产生;


③ 灰分的碳酸盐的一部分是从有机物分解生成的二氧化碳而来;


④ 有机酸根之一的柠檬酸在燃烧灰化时完全被破坏;


⑤ 燃烧灰化的温度过高时,碱性的氯化物和碘等会挥发而损失;


⑥ 燃烧灰化过程中有时会形成金属氧化物。


灰分中矿物质含量不用氧化物来表示,而采用元素表示,见表1-11。


表1-11 牛乳中矿物质元素含量

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1 乳中盐类的存在状态


盐类对牛乳热稳定性、凝乳酶凝固性和乳制品的品质贮藏等影响很大。但其影响程度根据各盐类含量及其在乳中存在的状态而定。


乳中的钾钠大部分是以氯化物、磷酸盐及柠檬盐呈可溶性状态存在。镁钙则与酪蛋白、磷酸及柠檬酸结合,一部分呈胶体状态,一部分呈溶解状态存在。牛乳中钙的2/3形成酪蛋白钙、磷酸钙及柠檬钙,呈胶体状态;其余1/3为可溶物,其中55%与柠檬酸结合,10%与磷酸结合,35%为离子钙。牛乳中钙的39%、镁的73%、磷的38%、柠檬酸的90%左右呈可溶性状态存在。


牛乳中所含无机盐虽然是微量,但对热稳定性起重要作用。牛乳中的盐平衡,特别是钙、镁和磷酸、柠檬酸之间的平衡,对于牛乳的稳定性具有非常重要的意义。在比较低的温度下牛乳出现凝固往往是由于钙、镁过剩而产生,此时可向牛乳中加入磷酸或柠檬酸的钠盐以达到稳定作用。


2 影响盐类组成的因素


正常乳中盐类成分变动虽然最小,然而其成分的组成却由于种种因素而大受影响。


(1)乳牛品种


一般盐类含量随乳中无脂固形物的含量增高而增高,特别与蛋白质有密切关连,即蛋白质含盐类亦高,其中以钙、磷为最多。荷兰乳牛的乳比其它乳牛品种含钠、氯较多,同一品种的乳牛间盐类组成也有差异。


(2)泌乳期


牛乳的盐类组成在泌乳初期与末期有显著变化。初乳的盐类含量特别多,含丰富的钙、磷、镁、氯、钠,两星期后达到正常。钾则呈完全相反倾向。钙、磷、氯于泌乳末期有再增加倾向。


(3)饲料


饲料对牛乳中盐类的影响不大,微量元素除外。饲料中的钙、磷含量极端缺乏或过剩时,牛乳中的钙、磷所受影响也不大。


(4)季节的变化


牛乳中盐类与季节变动(包括温度环境和饲料环境)有关,但一般变动极微,只有柠檬酸等有机酸变动较大。


(5)地区差异


地区性差异明显是受气候与饲养环境的影响所致。在气候、饲养环境差异明显的地区可发现钙含量的差异。


(6)细菌感染


牛乳房感染细菌产生乳房炎时,乳中的盐类组成与正常乳大有差异,特别是氯含量显著增加。正常乳的氯含量在0.12%以下,而乳房炎的则为0.3%。钠与氯含量成正相关,而钾则反而减少。


3 各种处理方法对乳中盐类分布的影响


(1)温度


牛乳的盐类在溶解相和胶质相间以平衡状态存在。但外部条件稍有变化时,即可发现此间有相转移之现象。这种转移在于外界缓和的变化是完全可逆的。但高温急剧加热时,则将成不可逆或部分可逆。因此,乳温变化时盐类分布将有很大的变异。这主要是盐类的磷酸钙在乳中以饱和状态存在,其溶解度能随温度上升而显著降低的缘故。


(2)酸度


当乳酸菌所产生的酸或外加酸使牛乳形成酸性时,胶质相磷酸钙将逐渐变为可溶性,促进酪蛋白游离出钙或其它盐类。一般情况下,牛乳于pH 4.9时,胶质相磷酸盐将完全溶解,而结合于酪蛋白的钙亦将完全游离出来。离子状态钙及镁亦能随pH值的降低而增加。


(3)浓度


牛乳中的磷酸钙呈饱和状态,稀释后一部分不溶性盐类将溶解而使pH值提高。反之,牛乳的浓缩能促进胶质粒子的聚积,胶质相中磷酸盐增加,且使氢离子游离出来而使pH值降低。


(4)盐类的加入或除去


添加磷酸盐或柠檬酸盐于牛乳中,或用离子交换树脂等用于除去一部分盐类时,能增加牛乳的稳定性,或使凝乳软化。


4 乳中盐类的作用


(1)乳中盐类的平衡稳定作用


牛乳中钙、镁与磷酸盐、柠檬酸盐之间保持适当的平衡,是牛乳热稳定性的必要条件。虽然镁与柠檬酸盐含量很少,实际上重要的是钙、磷的平衡。钙含量过剩时,加入磷酸盐通常可以防止凝固而达到稳定作用。


(2)营养作用


牛乳中所含盐类虽少,但在生理上营养价值却很大,人们的牙齿和骨骼的生长常取决于乳中钙、磷等盐类物质。人们食用的日常食品中必含有足量的盐类,以维持人体骨骼的新陈代谢。五谷杂粮中的盐类矿物质含量较少,而牛乳中含量丰富,可弥补五谷杂粮含量的不足。


牛乳中的钙和磷都易于被人体吸收利用,其它食物(如菠菜)中含有的钙就不易被吸收,五谷杂粮中的磷也是如此,肉中含有盐类矿物质较少,而骨骼中含量较多,但不能吃。人体中所需要矿物质的钙和磷来源于蔬菜、鲜果、鱼类和牛乳中。牛乳中盐类矿物质含量要比其它食品所含的多而且易于消化吸收。


牛乳中的柠檬酸盐与乳酸菌作用分解出芳香剂丁二酮,大大增加了芬芳香味,因此酸性奶油的香味要大于甜性奶油。


六、乳中的酶类


酶是生物细胞所产生的一种特殊蛋白质的复杂化合物,是一种生物催化剂,可促进有机体内生物化学反应的速度,有极强的催化能力,而其本身在质和量方面不发生任何变化。有时1份酶可引起100万份物质的变化,但一种酶只能催化一种物质或分子结构相似的一类物质。


酶和细菌一样,在一定条件下(如温度和pH值)才表现最大的活动性,在低温时活动受到抑制。大多数酶在70℃以上高温和紫外线、X射线的放射能的影响下,则被破坏无遗。


1 牛乳中酶的来源和类型


牛乳中酶含量极微,但作用极大,可分为以下几方面来源和类型:① 乳牛的乳中原来含有的酶,如蛋白酶;② 挤乳后由于微生物代谢生成的酶,如还原酶;③ 由于白血球崩溃而生成的酶,如过氧化物酶。


牛乳中酶的种类很多,但是与乳制品生产有密切关系的主要是水解酶类和氧化还原酶类。


2 解脂酶


将脂肪分解为甘油和脂肪酸的酶称为解脂酶。牛乳中的解脂酶来源于荧光性细菌和霉菌污染乳和乳制品后的代谢产物,可分为两种:① 吸附于脂肪球膜界面间的酶;② 与酪蛋白相结合的原生解脂酶。前者在泌乳末期的乳中含量较高,为膜脂酶;后者称为乳浆脂酶,在牛乳均质或搅拌处理过程中,吸附于脂肪球而能分解脂肪。解脂酶的最适pH值为9.0-9.2,最适温度为37℃。它能分解脂肪生成甘油和各种脂肪酸。乳中的低分子脂肪易被它分解,而高分子的脂肪则难以分解。脂肪分解后使乳和乳制品产生苦味。


解脂酶在一般情况下不水解乳脂肪,只有活化后才能水解,而搅拌均质化或加温等能促进活化作用,微量重金属铜、氧、0.1%过氧化氢、0.2%氟化物或高酸状态则抑制这种活化作用。


3 蛋白酶


蛋白酶系水解肽结合的酶,存在于α-酪蛋白中。牛乳蛋白质存在于脱脂乳部分,能随同酪蛋白等电点沉淀。一般贮藏条件下蛋白质不会自发水解,因为蛋白酶浓度过低而不呈活性状态,同时牛乳中也存在有自然抑制因素。


牛乳中的蛋白酶最适p H值为9.2,对热很稳定,存在于α-酪蛋白中,但80℃加热10 min能使其完全失去活性。已证实灭菌乳中蛋白酶在贮藏过程中能复活,这种复活的蛋白酶对β-酪蛋白有特殊作用。


4 磷酸酶


磷酸酶是分解酯类的酶,也是水解磷酸酯的酶。在自然界中种类甚多,如磷酸一酯酶、磷酸二酯酶、焦磷酸酶、磷酸化酶、植酸酶等。牛乳中主要含有两种磷酸酶:① 酸性磷酸酶,存在于乳清中,最适pH值为4.2,经过75℃加热50 min仍有活力;② 碱性磷酸酶,吸附于脂肪球膜处,最适pH值为7.6-7.8,经63℃加热20 min即钝化。


① 酸性磷酸酶:此酶的浓度远比碱性磷酸酶低,在乳油中为脱脂乳的2倍。此酶可能与脂肪球膜的微粒结合在一起,能作用于芳香族磷酸盐、焦磷酸盐,也能作用于酪蛋白。因此酪蛋白为提供酸性磷酸酶的天然基质。


酸性磷酸酶耐热性强,经95℃加热5 min能被完全破坏,锰离子有很强的复活作用;镁离子能复活碱性磷酸酶,但对酸性磷酸酶无效;氯化物对酸性磷酸酶有抑制作用,但对碱性磷酸酶无影响。


② 碱性磷酸酶:牛乳中的碱性磷酸酶经高温短时间杀菌后失去活性,但在贮藏过程中能复活。借此性质,即可进行磷酸酶试验,以检定牛乳的杀菌程度。并推断杀菌后是否混入生乳或污染菌,或牛乳杀菌后贮藏的时间。碱性磷酸酶的浓度变动很大,与乳量呈负相关。多与微粒体结合而分布于脂肪球界膜,但其浓度与乳脂含量无关。它能被镁、锰离子激活,而被锌、碘、铍离子抑制,对γ射线抵抗性极强,高压均质时才会失活。


5 过氧化物酶


过氧化物酶主要来自白血球的细胞成分,是牛乳中固有的酶。其含量受牛的品种、饲料、季节、泌乳期等的影响,如饲以玉蜀黍者较饲以甜菜者的乳中过氧化物酶含量多,夏季比冬季的含量多,初乳中含量高,产犊后3-5 d达到最高值。


过氧化物酶本身虽无直接的氧化作用,但有过氧化氢存在时能使过氧化氢分解而产生水及新生态氧,此新生态氧有强大的氧化作用。


H2O2—过氧化物酶→H2O+[O]


过氧化物酶最适pH值为6.8,最适温度为25℃,遇热会引起钝化,85℃加热牛乳杀菌10 s后即可钝化或72℃加热牛乳杀菌30 min时丧失活性。可利用这一特性来检查牛乳杀菌温度是否达到鲜乳、乳粉生产的工艺要求。


牛乳中的过氧化物酶具有抑制某种乳酸菌发育的作用,故称乳素L2,这与植物性过氧化物酶性质不同,故称为乳过氧化物酶。


过氧化物酶经加热失活,于20℃条件下保存24 h后其活性恢复至原来的2%,于37℃条件下保存4 h则恢复至原来的3%。


6 过氧化氢酶


过氧化氢酶主要来自白血球的细胞成分。特别在初乳中和患乳房炎的乳中含量较高,其活力的80%是由白血球崩坏而来。利用过氧化氢酶的检测可以判定出是否异常乳或乳房炎乳。


正常乳中的过氧化氢酶活力的33%是由细菌代谢而来。牛乳中的过氧化氢酶的含量不受饲料的影响。牛乳经65℃、30 min杀菌后过氧化氢酶的95%会钝化。如75℃加热20 min则100%钝化。


7 黄嘌呤氧化酶


牛乳中所含的黄嘌呤氧化酶吸附于脂肪球膜界面间,系含有钼、铁的金属蛋白质,其活性与钼含量有关。等电点为pH 5.3-5.4,在乳中的含量受脂肪含量的影响:含脂率高者,黄嘌呤氧化酶含量也高。末期乳中含量也高。


78.5℃加热60 min或80℃加热10 min时黄嘌呤氧化酶会完全被破坏,但65℃加热则能活化。用γ射线照射时失去活性。其耐热性高于解脂酶、碱性磷酸酶。加热、均质、蛋白酶和解脂酶能增强其活性。低温加热的脱脂乳粉或浓缩乳中常残留有黄嘌呤氧化酶活性。


8 还原酶


此酶系细菌的代谢产物,而非乳汁本身所固有。其含量随着乳中细菌数目的增加而增加,刚挤下的鲜乳中还原酶含量较少,而陈乳中较多。因此可以通过测定乳中还原酶的含量来判断乳的品质,这种测定方法称为还原酶试验法。它可将加入的亚甲蓝还原成无色。乳中还原酶越多,亚甲蓝失色越快。70℃加热30 min或75℃加热5 min时还原酶活性被破坏。


七、乳中的维生素


维生素又称维他命,是维持人们生活、促进生长发育、抵抗病菌侵染的要素,是酶构成所不可缺少的,而酶又是人体新陈代谢不可缺少的催化剂。人体无法合成维生素,只能从食品中摄取各种维生素。牛乳中含有人体所需要的维生素,可分为脂溶性与水溶性两大类。


由于这两类维生素性质不同,在牛乳分离时脂溶性维生素绝大部分转移到稀奶油中去,因此,稀奶油制品的脂溶性维生素含量就高一些,而脱脂乳中水溶性维生素含量特别高。现将各类维生素的性质分述如下:


1 脂溶性维生素


(1)维生素A和胡萝卜素


一般维生素A有A1(C20H30O)和A2(C20H28O)二类,而存在牛乳中的为A1。牛乳中的维生素A约有90%-95%呈脂溶状态,10%呈游离状态。牛乳中维生素A的功效是具有抗干眼病的作用。


胡萝卜素(C40H56)系属胡萝卜素色素的一种,使乳脂色泽呈淡黄色。牛乳中的胡萝卜素为胡萝卜素色素的90%-95%。有三种异构体,即α、β、γ型。乳脂肪中γ-型极少,大部分为α和β型,其比值α:β=26:74。胡萝卜素色素除胡萝卜素之外,还有很少量的玉米黄素、叶黄素。具有维生素A效力的α、β、γ型胡萝卜素和玉米黄素,称为维生素A原。


牛乳中的维生素A耐氧化,加热到100℃时不被分解破坏;而乳酪的维生素A比牛乳中的维生素A易受氧化而失效。


牛乳中维生素A和胡萝卜素含量与牛饲料有密切关系。冬季饲草和粗饲料量缺乏、完全没有青饲料时,舍饲乳牛的乳中所含维生素A会下降到通常含量的一半以下。如果在冬季喂以良好的绿草饲料,乳中的维生素A和胡萝卜素含量就会增高,与夏季牛乳差别不会很大。


(2)维生素D


维生素D至今已知道的有D2、D3、D4和D5四种。牛乳中含有D2(C28H44O)和D3(C27H44O),而D4、D5含量极微。牛乳中维生素D含量远比A少,平均约为2国际单位/100mL,而初乳中含量特别高,可达20国际单位/100mL,故牛乳不是维生素D的良好供给源。维生素D具有抗小儿佝偻病的作用,用牛乳哺育婴儿维生素D不足时,可添加维生素D来强化牛乳。


牛乳中维生素D含量与日光直射牛体或饲料的时间有关系,夏季牛乳中的维生素D含量为冬季的4-5倍。饲料中维生素D含量高时,牛乳中维生素D含量也会增高。


维生素D对酸、碱、氧化、加热极为稳定,故低温杀菌、浓缩、干燥等处理对维生素D均无影响。


(3)维生素E


维生素E分为α-、β-、γ-及δ-四种类型,均存在于牛乳中。α型维生素E效力最高;β型为其1/2;δ型仅为α型的1/100,但其抗氧化力最大;γ型为最低。


牛乳中的维生素E含量极少,为人乳的1/10-1/5,并受乳牛品种、年龄、季节、饲料及性周期的影响,尤其以性周期的影响最大:即在发情期增多,初乳中显著增加,可达0.3-0.4 mg/100mL。一般情况下,牛乳中维生素E的含量为88 μg/100mL。放牧期较舍饲期含量约多24%。


维生素E又称生育酚,对光、空气比较稳定,对酸稳定性强,对碱稳定性较弱,而对热不稳定,在乳粉加工过程中总损失20%。


(4)维生素K


维生素K能够促进血液中凝血酶蛋白的生成,对血液有凝固作用,故又称抗出血维生素,可抗血黄疸症。在乳中含量为0.032 mg/kg,对光线或热不稳定。


2 水溶性维生素


(1)维生素B1


又称硫胺素。缺乏维生素B1会引起多发性神经炎,产生脚气症,所以又名抗神经炎素。牛乳中平均含量约为45 μg/100mL,患乳房炎的乳牛维生素B1含量会减少10%-15%。以游离型、磷酸结合型和蛋白结合型三种形态存在。在初乳中绝大多数为结合型,随着泌乳期的延长,其游离型将逐渐增加,直至6个月后保持平衡。维生素B1在动物体内能与二分子磷酸结合成焦磷酸盐,而以分解丙酮酸的辅酶形态作用于体内。


牛乳中的维生素B1含量不受乳牛品种、季节、饲料和泌乳期的影响。全部在乳牛第一胃中由微生物合成,因此,在酸乳制品中由于细菌的合成作用含量可增加为30%。而母乳(人乳)中维生素B群的含量受摄取食物的影响很大。


维生素B1对光线较稳定。牛乳放置于常温时,维生素B1因微生物合成而增加;但在4℃条件下贮存3 d,则减少20%。维生素B1易受加热而被破坏。加热时间比加热温度影响更大。因此,维生素B1在乳粉生产过程中损失10%。


(2)维生素B2


因成分中含有核糖,故又称核黄素。因在乳清中呈现美丽的黄绿色,故也称乳黄素。


维生素B2在体内,与磷酸及蛋白质结合成黄素单核苷酸(FMN)或黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD),此氧化酶与游离型B1共同作用于糖的氧化分解,并维护呼吸氧化、视力、激素等作用。


牛乳是人们食物中维生素B2的良好来源,在乳中其含量为160 μg/100mL,而不受饲料、泌乳期和季节的影响。初乳中维生素B2含量最高,高出常乳4倍,患乳房炎的乳中维生素B2含量较少。


维生素B2易受日光照射而迅速被破坏,但加热处理不易破坏,所以多采用褐色瓶、塑料瓶或隔层瓶来盛装消毒牛乳,此时维生素B2破坏率可大大减少。用这种容器包装的牛乳经日光照射6 h,其维生素B2破坏率不超过10%。维生素B2的光分解作用与温度有关,温度高则分解快,这种分解现象生乳比较显著,杀菌乳次之,均质乳最小。脱脂乳暴露于日光时产生日光臭,这是由于甲硫胺酸在维生素B2存在时被氧化生成了蛋氨酰(甲硫基丁氨酰)。


牛乳进行乳酸发酵时,最初维生素B2含量会减少,但以后则逐渐增加。牛乳杀菌后贮藏时维生素B2将被破坏减少至1.6%-1.9%。


(3)维生素B6


又称吡哆醇,抗皮炎素,系维生素B群的一种。维生素B6含有吡哆素(C8H11O3N)、吡哆胺(C8H12O2N2)及吡哆醛(C8H9O3N)等三种有效成分。


通常牛乳维生素B6的组成中吡哆素占4%,吡哆胺占21%,吡哆醛占75%,其中吡哆醛的活性最强,占全部的80%,其余20%为吡哆胺。


牛乳中维生素B6平均含量为32-60 μg/100mL。饲料的影响较为显著;7月份含量最高,而每年4-11月期间则保持平衡;初乳中含量稍高;泌乳的第4-15 d达到最高,以后则减少;乳房炎乳中含量较高。


维生素B6易受光线破坏,对热稳定。因此杀菌对维生素B6没有影响,但灭菌处理时能与氨基酸和蛋白质的氨基酸反应,使吡哆醛变为吡哆胺。


(4)维生素B12


又叫钴氨素,钴维生素。为惟一含有天然钴的有机化合物,是所有维生素中活性最强者。


维生素B12有氰基钴维生素、水解化钴维生素、亚硝基钴维生素等。而牛乳中有16%的维生素B12、人乳中有50%的维生素B12属于氰基钴维生素,是以游离型和蛋白质结合型而存在。


在牛乳中维生素B12平均含量约为0.43 μg/100mL。它是在反刍动物胃内合成,故饲料影响不大,但含钴饲料能增加维生素B12的含量。初乳中维生素B12含量高,为常乳的3-4倍,随即逐渐减少,而于第8-30 d恢复至常值,直至泌乳丰期,乳量减少,而维生素B12含量又提高。


维生素B12对光照稳定,高温短时间杀菌时不被破坏,但灭菌处理时则被破坏。


(5)维生素C


又称抗坏血酸,分为还原型和氧化型两种。挤出的新鲜牛乳中仅含有还原型,但遇到光线以及维生素B2的存在时,形成光增感剂作用,更加促进光线的氧化作用,而使乳中还原型维生素C减少,氧化型增多。此种维生素在乳牛体内合成,与饲料关系不大。


牛乳中维生素C含量约为2 mg/100mL。初乳中含量极高,但不久便减少,而在1-4 d内最低,以后则逐渐增加,一般10月至翌年1月间含量稍比其它季节高些,且不受饲料的影响。乳牛患乳房炎时维生素C含量显著减少。


维生素C易受光线和热力破坏。灭菌处理时破坏率可达43%-100%,低温长时间加热杀菌时破坏率达20%,高温短时间杀菌时破坏率为10%。此外,微量金属(特别是铜)对维生素C的破坏性极大,所以乳品工业中应尽量避免使用铜制设备和管道直接与牛乳接触。另外,牛乳中加入维生素C可防止氧化臭的发生。


母乳中的维生素B族含量远远低于牛乳。用牛乳哺育婴儿时,虽然杀菌时牛乳中的维生素B族受到一些破坏,但还是比母乳中多。由于牛乳中只是维生素C不足,因此用牛乳哺育婴儿时必须补充维生素C。人体缺乏维生素C时易产生坏血病。


(6)维生素H


又叫生物素、促生素,是乳牛反刍胃和小肠内微生物的合成物,在脂肪含量高的品种中其含量甚高。圈饲乳牛的含量比牧饲的含量高。泌乳初期,初乳中含量少,分娩后第4-7 d内最高,随后剧减。


维生素H在牛乳中平均含量约为2.5 μg/100mL,其含量与泛酸含量有密切关系。


生物素可溶于水,对日光、酸、碱呈现稳定状态。长时间加热时能被分解,而杀菌时破坏率为零,灭菌时破坏率同样为零。


(7)维生素PP


又称尼克酸、烟酸或抗癞皮病维生素。


牛乳中尼克酸的平均含量为90 μg/100mL,约为人乳的一半。初乳含量高,其后逐渐降低,产犊后4-5个月最低,患乳房炎乳中含量较常乳的高。不受季节和泌乳期的影响,而圈饲者较牧饲者含量高。色氨酸在某种情况下能代替尼克酸,因肠内细菌能将它转变为尼克酸。


牛乳中的尼克酸不因杀菌、灭菌、加热浓缩、干燥和光线照射而被破坏,所以牛乳经加热处理生产各种乳制品时尼克酸几乎不受损失。


(8)泛酸


泛酸(C9H17O5N)在牛乳中大部分以游离态存在,极少部分与蛋白质结合。牛乳中泛酸平均含量约为370 μg/100mL。初乳期泛酸含量不高,分娩后第4-14 d间达到最高。不受饲料和季节的影响。


杀菌时泛酸通常不被破坏,但在灭菌、浓缩、干燥等操作过程中破坏率可达10%。泛酸对光线照射呈稳定状态。泛酸可在体内肠中被合成,所以不必考虑缺乏。


泛酸呈黏油状物质,能溶于水。其钙盐为水溶性的白色结晶状粉末。


(9)叶酸类(又称维生素M)


天然的叶酸及其衍生物统称为叶酸类。牛乳中含有叶精(C19H19O6N7)和叶素酸(C20H23O7N7),以游离型和蛋白结合型存在。


牛乳中叶酸平均含量约为0.43 μg/100mL。初乳中含量多,为常乳的数倍,与乳牛品种无关。杀菌时不被破坏,但牛乳煮沸后则损失97%。


叶酸类为黄色的微细状结晶,难溶于酒精、水,不溶于丙酮、氯仿,而溶于冰醋酸、吡啶。


(10)胆碱


胆碱(C5H15O2N)系卵磷脂(类脂质)成分之一。能在人体和高等动物体内合成,但生长期须从体外摄入。牛乳中平均含量约为13 mg/100mL,初乳中含量高,产犊后约一周时降至常乳含量。


脱脂乳粉中胆碱含量比全脂乳粉要低,因脱脂处理时一部分胆碱流失于磷脂中,胆碱在乳酸发酵过程中会损失一部分。


八、乳中的其它成分


1 柠檬酸


牛乳中柠檬酸含量为0.07%-0.40%,平均大约为0.18%。对于牛乳的热稳定性、冷冻牛乳的稳定性、酒精不稳定牛乳、奶油芳香风味的形成、干酪质量等方面具有密切的关系。


2 有机微量成分


牛乳中含肌酸、尿酸、嘌呤、乳清酸、马尿酸、尿蓝母等有机微量物质成分。


3 无机微量成分


牛乳中常有铷、锂、钡、锶、锰、铝、锌、硼、铜、铁、钴、碘等。有时有铅、钼、铬、银、锡、钛、钒、氟、硅等元素,在初乳中较常乳中含量高。


这些元素中除铁和铜外,其它都受饲料、饮水、土壤等的影响。饲料和饮水中以上元素含量多时,牛乳中含量就高。


4 气体


牛乳中含有微量气体,主要为二氧化碳、氧和氮。牛乳在乳房中时就已经含有气体,其中二氧化碳最多,氧最少。挤乳过程中二氧化碳减少,氧和氮增多。随着牛乳在空气中暴露,乳中氧和氮增加更多。


5 生物活性物质


牛乳中含有多种生物活性物质,包括免疫球蛋白(Ig)、乳铁蛋白(Lf)、溶菌酶(LZ)、乳过氧化物酶(Lp)、血清白蛋白(BSA)、β-乳球蛋白(β-Lg)、α-乳白蛋白(α-La)、转铁蛋白(Tf)、B12结合蛋白、叶酸结合蛋白、胰蛋白酶抑制剂和各种生长刺激因子。初乳、末乳均含有较丰富的生物活性物质,是提取生物活性物质的较好来源。


6 细胞成分


乳中所含细胞成分都是白血球和一些上皮细胞。


7 其它


有时牛乳中含有抗生素、农药、杀虫剂、杀菌剂和洗涤剂成分,这些都是由于奶牛场在使用这些化学药品时转移到乳中。


有时牛乳中含有放射性元素锶、铯等,是由于牧草、饲料、饮水等含有这种放射性元素微尘,食用混入到牛体内后转移到乳中。


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