乳的化学成分

第二节 乳的化学成分

一、乳中各成份的分散状态

乳中含有多种化学成份，其中水是分散剂，其它各种成份如脂肪、蛋白质、乳糖、无机盐等呈分散质分散在水中，形成一种复杂的具有胶体特性的生物学液体分散体系,见图5-3。

（一）呈乳浊液与悬浮液状态分散在乳中的物质

分散质粒子的直径在0.1mm以上的液体可分乳浊液和悬浊液两种。分散质是液体的则属于乳浊液。牛乳的脂肪在常温下呈液态的微小球状分散在乳中，球的直径平径3mm左右，可以在显微镜下明显地看到，所以牛乳中的脂肪球即为乳浊液的分散质。

如将牛乳或稀奶油进行低温冷藏，则最初是液态的脂肪球凝固成固体，即成为分散质为固态的悬浮液。用稀奶油制造奶油时，需将稀奶油在5～10℃左右进行成熟，使稀奶油中的脂肪球从乳浊态变成悬浮态。这在制造奶油时，是一项重要的操作过程。

（二）呈乳胶态与悬浮态分散在乳中的物质

粒子的直径自0.1mm至1nm的称为胶态（Colloid）。胶态的分散体系也称为胶体溶液（Colloidal Solution）。胶体溶液中的分散质叫做胶体粒子，乳中属于胶态的有乳胶态和胶体悬浮态。

分散质是液体或者即使分散质是固体，但粒子周围包有液体皮膜都称为乳胶体。分散在牛乳中的酪蛋白颗粒，其粒子大小大部分为5～15nm，乳白蛋白的粒子为1.5～5nm，乳球蛋白的粒子为2～3nm，这些蛋白质都以乳胶体状态分散。此外，脂肪球中凡在0.1mm以下的也称乳胶体，牛乳中二磷酸盐、三磷酸盐等磷酸盐的一部分，也以悬浮液胶体状态分散于乳中。

（三）呈分子或离子状态（溶质）分散在乳中的物质

凡粒子直径在1nm以下，形成分子或离子状态存在的分散系称为真溶液。牛乳中以分子或离子状态存在的溶质有磷酸盐的一部分和柠檬酸盐、乳糖及钾、钠、氯等。

二、水分水是乳中的主要成分，占87.5%---89%，主要以游离水和结合水的形式存在。

（一）、游离水：在生产过程中易于除去。

（二）、结合水：2%—3%，通过氢键和蛋白质的亲水基结合，它失去了溶解其他物质的能力，在常压下不能除去，只有加热到150—160℃才能除去。

 

三、乳脂肪

乳脂肪(Milk Fat or Butter Fat)是牛乳的主要成分之一，对牛乳风味起重要的作用，在乳中的含量一般为3%～5%。乳脂肪不溶于水，呈微细球状分散于乳中，形成乳浊液。
1、脂肪球的构造
乳脂肪球的大小依乳牛的品种、个体、健康状况、泌乳期、饲料及挤乳情况等因素而异，通常直径约为0.1～10μm，其中以0.3μm左右者居多。每毫升的牛乳中约有20～40亿个脂肪球。
①脂肪球膜②磷脂
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。
2、 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。
3、脂肪的化学组成
乳脂肪主要是甘油三酯（98%～99%）
少量的磷脂（0.2%～1.0%）
甾醇等（0.25%～0.4%）

四、乳蛋白质(Milk Protein)

牛乳的含氮化合物中95%为乳蛋白质，含量为3.0%～3.5%，可分为酪蛋白和乳清蛋白两大类，另外还有少量脂肪球膜蛋白质。乳清蛋白质中有对热不稳定的各种乳白蛋白和乳球蛋白，及对热稳定的月示及胨。

1、酪蛋白

在温度20℃时调节脱脂乳的pH值至4.6时沉淀的一类蛋白质称为酪蛋白(Casein)，占乳蛋白总量的80%～82%。

2、乳清蛋白

是指溶解分散在乳清中的蛋白质， 约占乳蛋白质的18%～20%。

五、乳糖(Lactose)

是哺乳动物乳汁中特有的糖类。牛乳中约含有乳糖4.6%～4.7%，全部呈溶解状态。

六、乳中的无机物

牛乳中的无机物（Inorganic Salts）亦称为矿物质，是指除碳、氢、氧、氮以外的各种无机元素，主要有磷、钙、镁、氯、钠、硫、钾等。此外还有一些微量元素。通常牛乳中无机物的含量为0.35%～1.21%，平均为0.7%左右。牛乳中无机物的含量随泌乳期及个体健康状态等因素而异。牛乳中主要无机物含量见表5-2。

               表5-2 牛乳中的主要无机成分的含量（mg/100mL牛乳）                        

牛乳中的盐类含量虽然很少，但对乳品加工，特别是对热稳定性起着重要作用。牛乳中的盐类平衡，特别是钙、镁等阳离子与磷酸、柠檬酸等阴离子之间的平衡，对于牛乳的稳定性具有非常重要的意义。当受季节、饲料、生理或病理等影响，牛乳发生不正常凝固时，往往是由于钙、镁离子过剩，盐类的平衡被打破的缘故。此时，可向乳中添加磷酸及柠檬酸的钠盐，以维持盐类平衡，保持蛋白质的热稳定性。生产炼乳时常常利用这种特性。

乳与乳制品的营养价值，在一定程度上受矿物质的影响。以钙而言，由于牛乳中的钙的含量较人乳多3～4倍，因此牛乳在婴儿胃内所形成的蛋白凝块相对人乳比较坚硬，不易消化。为了消除可溶性钙盐的不良影响，可采用离子交换的方法，将牛乳中的钙除去50%，从而使凝块变得很柔软，便于消化。但在加工上如缺乏钙时，对乳的加工特性就会发生不良影响，尤其不利于干酪的制造。

牛乳中铁的含量为10～90mg/100ml，较人乳中少，故人工哺育幼儿时应补充铁。

七、乳中的维生素

牛乳含有几乎所有已知的维生素。牛乳中的维生素包括脂溶性维生素A、D、E、K和水溶性的维生素B1、B2、B6、B12、C等两大类。牛乳中的维生素，部分来自饲料中的维生素，如维生素E；有的要靠乳牛自身合成，如B族维生素。

八、乳中的酶类

（1）、水解酶类    （2）、氧化还原酶

九、气体 生乳中含有一定量气体，其中主要为二氧化碳、氧及氮等。细菌繁殖后，其它的气体如氢气、甲烷等也都在乳中产生。