牛乳的基本知识.

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1 牛乳的基本知识

2 绪论： 我国乳品加工业 生产现状、技术创新趋势 与 发展战略
绪论： 我国乳品加工业 生产现状、技术创新趋势 与 发展战略

3 一、国内外乳品加工业生产现状 （一）原料奶生产
1992年到2001年，中国原料奶产量由563.9万吨增长到1029万吨，年均增长幅度为6.9%。 从原料奶总产量来看，2000年中国原料奶总量仅占全球总量的0.161%，这与占世界人口1/4的农业大国很不相称。

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5 （二）人均年占有奶量 2000年世界人均占有量达到95.1千克； 发达国家人均原料奶占有量最多，人均200千克左右。
发展中国家人均原料奶占有量达到40.1千克。

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7 （三）乳品加工企业数量、 规 模和分布 1998年中国拥有加工厂1000多座，日加工总量为2.5～3万吨，日加工能力超过100吨的大型企业占总数的5%， 45%是加工能力在20吨以下的小型加工厂。

8 （四）从业人员的数量和结构 由于企业集团的兼并和重组，从1998年后所人员下降；但近两年有所上升，主要是由于近两年乳品行业的投资较热，发展的势头较好，吸引了一些外资和国内的投资，所以从业人员有所上升，基本维持在８～１０万之间左右。

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10 （五）乳品加工业年生产总值 2000年销售收入前十位的企业共实现销售收入86.1亿元。

11 （六）乳品国际贸易情况 我国成为乳品净进口国。 乳制品的数量是当前国内总产量的25.4%。

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13 （七）生产工艺及装备水平 我国乳品设备同世界先进国家比大约有２０年的差距。目前进口机械占国内50%的市场，现有的乳品生产企业中，15％的企业拥有进口设备。 主要包括砖型纸盒包装的超高温灭菌奶生产线、塑料袋软包装奶生产线、屋型纸盒包装的杀菌奶灌装设备、杯装酸奶灌装设备等。

14 （八）乳品生产成本及市场价格 原料奶生产成本总的特征是北低南高、农牧区低于大中城市，农户散养低于集中舍养。
中国原料奶生产总成本中饲料支出比重较大。

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16 （九）乳制品总产量、品种与结构 中国乳制品产品品种单一。 其中奶粉产量约占乳制品产量的70% （2000年）。
同1999年相比，液体乳增加幅度较大，超过50%。

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19 图１５　2000年液态奶总产量的组成结构

20 （十）中国乳品消费 2001年增长15.6%，预计2002年的奶类消费增长幅度仍会保持在10%以上的水平。

21 （十一）乳业管理、经营体制 从全国范围来讲，原料奶生产归农业部管理；乳制品加工归轻工食品部门管理；国内乳品流通归商业部门管理，乳品国际贸易归口外贸部门管理。这种从国家到省、地、县、乡都按部门分割管理的体制对乳业的发展很不利。

22 (十二)乳品对外贸易政策 目前中国执行的是比较开放的贸易政策。除放开乳品进口外，还通过吸收世界粮食计划署和欧盟等奶类项目援助，进口乳制品生产还原奶，以及吸引外资到中国创办乳制品企业。

23 （十三）质量标准及质量保障体系 我国的乳制品质量标准，与发达国家有很大的差距，如：干物质含量、细菌总数以及体细胞的数量等都与IDF的标准有差距，所以要完善和建立新的质量标准。

24 （十三）质量标准及质量保障体系 目前，世界乳业广泛采用GMP、HACCP和ISO9000族等质量管理体系，我国目前大的乳业集团多以实行了ISO9000族体系的认证，但中小乳业还存在问题，而HACCP体系的认证，我国自９０年代由国家质量技术监督局在食品行业引进和推广以来，在乳业还未普及，目前我们应积极推广该体系的普及，和国际接轨，这有利于乳业走出国门。

25 二、我国乳品加工技术创新趋势 （一）、产前 （二）、产中 （三）、产中

26 （一）产前 １、奶牛单产方面 我国奶牛单产较低，目前我国奶源基地的良种及改良种奶牛一个泌乳期单产在3000～5000千克左右，但全国奶牛平均单产仅为1700千克。

27 １、奶牛单产方面 中国荷斯坦牛品质最佳，年均单产达5000千克以上，但其在全国奶牛存栏中所占比例不高。
全国成年母牛头均年产奶量为3516千克，只相当于世界平均产量(5500千克)的2/3。

28 １、奶牛单产方面 另外，国外已采用ＢＳＴ（即牛生长激素），提高乳牛的产奶量是近年来迅速发展起来的一项高新生物技术。

29 ２、奶牛饲养规模、 经济效益及奶价方面。 （１）、从饲养方式看，中国的原料奶主要由个体养殖户生产。
据统计，1996年户养奶牛占全国奶牛总头数的76.8％，养奶牛户平均饲养规模不到7.4头，规模在百头以上的大型奶牛场主要分布在大城市郊区。 大规模奶牛场的奶牛单产和奶的乳脂率、干物质含量要普遍高于农户散养奶牛。

30 ２、奶牛饲养规模、经济效益 及奶价方面。 （２）我国传统奶牛饲养业，劳动生产率低，导致经济效益差，奶价高，已接近或达到国外价格水平。
2002年4月份，乳品厂的收奶价格在1.5～2.0元/ｋｇ之间，最高的达到3.0元/ｋｇ以上。 而主要乳制品出口国家的收奶价格:美国2.76元人民币/ｋｇ，澳大利亚1.49元人民币/ｋｇ，新西兰1.28元人民币/ｋｇ。

31 ３、原料奶快速检测技术方面 国外对原料奶的检测技术优势体现在对原料乳化学组成及卫生质量（细菌数、体细胞数、抗生素等）的快速检测、机械榨乳过程中的自动计量等方面。 我国在这方面的检测技术上较原始、简单、落后，除大的乳业集团靠进口检测设备对微生物进行检测（如完达山、三鹿等），大多是企业无法实现对某些致病菌的快速检测，急需开发这方面的技术。

32 （二）、产中 加入ＷＴＯ后，对乳制品的在线检测显得尤为重要，这有利于企业质量检验人员对产品质量进行跟踪，并及时整顿产品质量。
但我国乳品企业对乳制品的在线检测技术掌握的还很不够，包括：化学方法检测、物理方法检测、和微生物快速检测，以及一些检测仪器的研制。

33 １、乳的风味及品质方面 我国奶的生产主要源于小规模农户分散饲养的奶牛，多为手工挤奶，原料奶质量差，国外一般采用大规模饲养奶牛，牛奶的乳脂率、干物质含量要普遍高于农户散养奶牛。如：发达国家乳干物质达到12.5%，而我国仅为11.5%。

34 １、乳的风味及品质方面 加入WTO后，一方面要调整乳的风味，另一方面要与国际接轨，乳业要推广HACCP、GMP、ISO9000等质量管理体系，以及乳制品标准也要完善和修订。

35 2、生产装备及设备制造技术方面 发达国家原料奶的挤奶、冷却运输集中，全部实现机械化、自动化，槽车运奶在发达国家占收奶总量的70%。
瑞典和法国生产的片式超高温杀菌机，启动，运转，清洗全过程实现自动化，无菌灌装技术和设备也有较高的水平。

36 3、产品结构与技术开发方面 １）产品品种结构 （１）、液体奶的开发。
国外液体乳主要以保鲜的巴氏杀菌奶为主，这与其完善的冷链系统和经济基础有关。 而我国目前主要为UHT奶，应进一步开发液体乳的品种以适应不同消费者的需要。

37 （２）功能型乳粉。 针对健康情况、特殊的人群、不同年龄阶段的人群研究开发的功能型乳粉将很畅销。如：低乳糖乳粉、初乳粉、免疫乳粉。

38 （３）发酵乳及其菌种方面 益生菌发酵乳在国外日益受到关注，发展势头较好。而目前国内企业的发酵剂大多数是国外进口的。从长远来看，国产发酵剂（如直投式发酵剂）的研究与开发势在必行。

39 （４）功能性乳制品的开发 ①主要是对乳铁蛋白、免疫球蛋白和乳蛋白活性肽的提取； ②以乳蛋白为原料的生物活性肽；
③具有调节肠道微生态作用的益生菌发酵乳制品的开发，

40 （５）发展学童奶 加工和包装手段落后，产品质量低下是困扰中国学童奶的一大因素。
中国许多地区的学生饮用的含乳饮料，其乳脂和蛋白质含量仅及普通奶的三分之一。 加工和包装主要为巴氏消毒塑料袋或对牛奶营养价值有较大破坏的长时间高温杀菌和塑料瓶，这些在国外均极少采用。

41 （６）干酪的开发 干酪生产在我国几乎是空白，而发达国家将近30%~50%的乳用于干酪的生产，随着经济全球化和饮食西方化，干酪在将来必将成为我国乳品工业的重要品种之一。

42 ２）新产品开发的高新技术应用方面 （3）冷冻干燥。 （4）微波技术 （１）开发膜分离、超高压杀菌技术
（２）开发基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程等生物工程技术。 （3）冷冻干燥。 （4）微波技术 （５）高效毛细管电泳分析技术

43 （三）产后（冷链的建立） 国外乳业由于在产后冷链较完善，所以产品质量保证较好，且消毒奶产品多以巴氏杀菌奶为主。
而我国由于冷链不健全，所以产品以超高温为主。 近几年，牛奶的消费量上升，与仓买、超市、食品店等零售业的普及和店内冷链的普及是相关的， 因此政府要让零售业要加强冷链的建立，提高零售业的硬件水平。

44 三、中国乳业同发达国家相比 存在差距和问题
（一）人均占有量低。 2001年中国人均原料奶产量只有8.01千克。与其人口和农业大国的身份极不相称。而世界人均产量95.1千克(2000)。

45 （二）生产成本高。 １、原料奶的成本高 我国牛饲养规模小，散户饲养，劳动生产率低，整体单产水平较发达国家低，造成奶牛饲养的经济效益差、奶价高。

46 ２、乳品企业规模小 我国鲜奶加工企业中，日处理能力在100吨以上的企业约占总数的５％，欧美国家及新西兰、澳大利亚等国的乳品加工企业平均日处理规模均在2200吨左右。 2000年，我国乳品加工前十大企业的总销售额为70.42亿元，只及世界第一大乳品加工企业雀巢公司同年销售额的7.2％。

47 ３、劳动生产率低、管理成本高 由于企业规模小，自动化水平低、劳动生产率很低，加大了管理成本，造成产品成本高。

48 （三）产品质量差 １、检测手段落后 世界各国在乳及乳制品的快速检测及在线检测技术方面，都有比较强的技术优势，而我国还相当落后，造成产品品质较差。

49 ２、管理问题 乳业要推广HACCP、GMP、ISO9000等质量管理体系，以及乳制品的标准完善和修订。解决我国目前手工挤奶，造成原料奶质量差，影响产品质量的问题。

50 3、生产装备及设备制造技术落后 国内乳品机械三化程度低、配套性差，尤其是通用关键机械上，离心机及乳品分离机械与国外差距大，品种少、性能差。

51 （四）产品花色少、结构单一。 在产品结构方面 ，1998年乳制品产量中奶粉产量占70%，奶油、干酪、干酪素的产量很小。
液体奶消费仅局限于大中城市，产量也很小，象干酪这样的产品在国外都属大宗产品，在国内基本没有生产。

52 (五)人均消费乳品低 2001年全世界乳类产品产量为5.64亿吨，人均占有量为94千克，亚洲人均消费乳类产品也已超过40千克，我国的人均占有量7千克左右。

53 (六)乳业政策环境不利于发展 发达国家政府对乳业采取了各种各样的干预和保护措施，保护生产者利益和国内市场稳定的作用，我国也要效仿，以保护民族工业。

54 （七）产前、产后、产中 一体化经营情况差 由于中国乳业管理仍没摆脱计划经济体制的影响。从国家到省、地、县、乡都按部门分割管理。制约一体化的发展。 奶业一体化程度高主要是由于牛奶鲜活易腐，挤奶一日数次，需要及时冷却、收集、储运，以保证鲜奶的质量。

55 （七）产前、产后、产中 一体化经营情况差 在美国，实行一体化的比例也非常高，250家奶业合作社供应全国约80％的牛奶及其制品。
在荷兰，现有22家乳品厂中有 13家是产加销一体化的合作社，其中包括供应本国80％牛奶及其制品的三家最大的加工厂。

56 （八）我国目前乳品新产品开发 过程存在的问题
（八）我国目前乳品新产品开发　　过程存在的问题　 新产品开发管理混乱。 企业内部责任不清，合作精神不够。　

57 (九)企业营销观念的落后 大部分乳品企业仍然停留在以生产产品为中心，没有从消费者和市场的实际需要出发; 营销道德水准偏低;
企业对整体产品概念理解模糊; 企业品牌意识淡薄;　　 营销手段比较单一和落后。

58 四、我国乳品加工业技术创新体系现状 （一）乳品业科技概况 （二）技术创新体系的现状
随着我国乳品业的发展，我国已初步建立起了包括政府、中介服务组织、大专院校、科研院所和中心、企业所构成的技术创新体系。

59 我国乳业技术创新体系: 1、大专院校 2、科研院所（中心） 3．生产企业的技术开发中心（研究所） 4．中介服务组织 5、政府

60 黑龙江省乳品工业技术开发中心由科研基地和产业基地两部分组成
科研基地包括： 国家乳品质量监督检验中心。 全国乳品标准化中心。 全国乳品工业信息中心。 黑龙江省乳品培训中心。 黑龙江省乳品工业研究所。 产业基地包括： 黑龙江省乳品设计研究院。 黑龙江省乳品设备成套安装工程公司。 黑龙江乳业集团总公司。

61 科研院所（中心） （1）黑龙江乳品培训中心 （2）中国－瑞典北京奶业培训产品开发中心 （3）国家乳业工程技术研究中心
（4）黑龙江省乳品工业技术开发中心 （5）内蒙古乳制品研究培训中心 （6）黑龙江省乳品设计研究院

62 （三）存在的问题 根据我国技术创新体系的现状及与国内外对比分析，目前， 1、技术创新体系有待调整和加强； 2、没有形成有效的技术创新机制；
3、企业技术创新意识淡薄； 4、中介服务组织不健全； 5、创新投入较少； 6、创新水平低； 7、创新队伍规模小、力量相对薄弱。

63 五、我国乳品加工业发展战略 （一）、战略依据

64 1、历史性的发展成就 乳品生产总量逐年提高，产品结构、产品质量有很大改善。 乳业发展倍受重视。
大的乳业集团相继出现，代表我国乳品加工业的发展方向。 奶源基地建设得到加强。 乳品加工业设备装备水平有很大提高。

65 2、面临的发展新机遇 中国加入世界贸易组织为其提供了广阔的发展空间。 中国经济持续增长，消费乳品意识不断加强。
中国正在大力推进农业生产结构调整，这为乳品业加快发展提供了难得的发展机遇。

66 3、需要应对的基本问题 1、乳品消费市场问题 2、乳品质量、结构问题 3、原料质量问题 4、成本与价格问题 5、经营规模和效益问题
6、饲草饲料问题 7、鲜奶及乳制品质量监测问题 8、生产装备水平问题 9、技术创新体系建设问题 10、乳品行业经营观念问题  11、乳品生产与贸易管理体制问题

67 （二）战略思想和战略目标 1、战略思想 立足国情，走自主发展之路。 加强营销，开拓乳品国际市场。 依靠科技，实现乳业跨越发展。
加强管理，建立健全乳品加工业生产体系和运行机制。 注重环保，坚持走可持续发展的道路。

68 2、战略目标 （1）战略时段 （2）战略目标体系设计
本战略以2000年作为基年，2010年为终结时刻，为增加战略的实用性，选2005年作为中间时段。 （2）战略目标体系设计 根据我国乳品加工业发展现状、技术创新趋势比较研究的结论，提出战略目标体系及时序指标如下：

69 水平 指标 生产 时 间 总 目 标 原料奶合格率（%） 鲜奶总产量（万吨） 奶制品合格率（%） 2000年 2005年 2010年
时 间 2000年 2005年 2010年 总 目 标 生产 水平 指标 鲜奶总产量（万吨） 919.10 1600 2400 人均鲜奶量（公斤/年） 11 16 奶制品总产量（万吨） 82.9 110 150 人均奶制品总量（公斤/年） 企业平均生产规模（吨/日） 2.5-3 100 企业总产值 装备 机械轧乳普及率（%） 50% 80% 生产装备先进率（%） 自主创新能力 产品 质量 原料奶合格率（%） 奶制品合格率（%）

70 3、不同时段具体目标的量化研究 （1）原料奶总产量及人均占有量 （2）乳制品总产量及人均占有量 （3）企业平均生产规模 （4）企业总产值
（5）机械轧乳普及率 （6）生产装备先进率 （7）自主创新能力

71 （三）战略重点和任务 加强奶源基地建设 完善技术创新体系建设，加强基础理论研究和新产品研制推广工作
加强对乳品加工机械装备的研究与制造，关键技术要实现从跟踪到自主创新的历史性跨越。

72 （四）战略措施 1、详细制定中国乳品加工业2001－2010年发展规划，做到产前、产中、产后协调发展。 (1) 在奶源基地建设上：
(2) 在产品加工方面： (3) 在乳品消费方面：

73 2、深化乳品加工企业改革，建立和完善现代企业体制和运行机制。
（1）进行行业整合 （2）提倡乳业集团实行“产、加、销”一体化经营格局  （3）乳品企业加快改革步伐，建立现代企业制度 （4）国家应重点抓好几个有代表性的乳业集团，使它们率先进入国际市场

74 3、按WTO规则完善相关法律法规，使宏观调控有序化。
4、加强自主创新体系建设，重点在机构设置、人员编制、资金投入方面作具体落实。 5、逐步理顺乳品生产和贸易管理体制。

75 牛乳中主要成分及化学性质

76 二、 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。

77 （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0.1m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3m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。

78 （二）、呈乳胶态与悬浮态分散在乳中的物质
粒子的直径自0.1m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。

79 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0.1m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。

80 （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。

81 　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。

82 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。

83 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。

84 乳脂肪球在显微镜下观察为圆球形或椭圆球形，表面被一层5～10nm厚的膜所覆盖，称为脂肪球膜。
脂肪球膜主要由蛋白质、磷脂、甘油三酸酯、胆甾醇、维生素A、金属及一些酶类构成，同时还有盐类和少量结合水。由于脂肪球含有磷脂与蛋白质形成的脂蛋白络合物，使脂肪球能稳定地存在于乳中。

85 磷脂是极性分子，其疏水基朝向脂肪球的中心，与甘油三酸酯结合形成膜的内层；磷脂的亲水基向外朝向乳浆，连着具有强大亲水基的蛋白质，构成了膜的外层，脂肪球膜其结构见图5-1。

86 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。

87 2。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%）。

88 乳中的脂肪酸可分为三类 第一类为水溶性挥发性脂肪酸，例如丁酸、乙酸、辛酸和癸酸等；
第二类是非水溶性挥发性脂肪酸，例如十二碳酸等；第三类是非水溶性不挥发脂肪酸，例如十四碳酸，二十碳酸，十八碳烯酸和十八碳二烯酸等。

89 乳脂肪的脂肪酸组成受饲料、营养、环境、季节等因素的影响。
一般，夏季放牧期间乳脂肪中不饱和脂肪酸含量升高，而冬季舍饲期不饱和脂肪酸含量降低，所以夏季加工的奶油其熔点比较低。

90 在牛乳脂肪中已证实含有C20～C23的奇数碳原子脂肪酸，也发现有带侧链的脂肪酸。
乳脂肪的不饱和脂肪酸主要是油酸，约占不饱和脂肪酸总量的70%左右。

91 3.乳脂肪的理化常数 乳脂肪的组成与结构决定其理化性质，表5-1是乳脂肪的理化常数。

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93 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。

94 除了乳蛋白质外，还有约5%非蛋白态含氮化合物，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态氮。

95 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%。酪蛋白不是单一的蛋白质，而是由αs-,κ-,β-和γ-酪蛋白组成，是典型的磷蛋白。四种酪蛋白的区别就在于它们含磷量的多少。 α-酪蛋白含磷多，故又称磷蛋白。含磷量对皱胃酶的凝乳作用影响很大。

96 γ-酪蛋白含磷量极少，因此，γ-酪蛋白几乎不能被皱胃酶凝固。
在制造干酪时，有些乳常发生软凝块或不凝固现象，就是由于蛋白质中含磷量过少的缘故。 酪蛋白虽是一种两性电解质，但其分子中含有的酸性氨基酸远多于碱性氨基酸，因此具有明显的酸性。

97 (1)酪蛋白的存在形式 乳中的酪蛋白与钙结合生成酪蛋白酸钙，再与胶体状的磷酸钙结合形成酪蛋白酸钙-磷酸钙复合体以胶体悬浮液的状态存在于牛乳中，其胶体微粒直径在10～300nm之间变化，一般40～160nm占大多数。此外，酪蛋白胶粒中还含有镁等物质。

98 酪蛋白酸钙-磷酸钙复合体的胶粒大体上呈球形，据佩恩斯(Payens,1966)设想，胶体内部由β-酪蛋白的丝构成网状结构，在其上附着αs-酪蛋白，外面覆盖有κ-酪蛋白，并结合有胶体状的磷酸钙，见图5-2。

99 亚胶束 伸出链 磷酸钙 磷酸根 κ-酪蛋白

100 αs-而且还具有抑制αs-酪蛋白和β-酪蛋白在钙离子作用下的沉淀作用。因此，κ-酪蛋白覆盖层对胶体起保护作用，使牛乳中的酪蛋白酸钙-磷酸钙复合体胶粒能保持相对稳定的胶体悬浮状态。

101 (2)酪蛋白的性质 ①酪蛋白的酸沉淀 酪蛋白胶粒对pH值的变化很敏感。当脱脂乳的pH值降低时，酪蛋白胶粒中的钙与磷酸盐就逐渐游离出来。当pH值达到酪蛋白的等电点4.6时，就会形成酪蛋白沉淀。酪蛋白的酸凝固过程以盐酸为例表示如下：

102 酪蛋白酸钙[Ca3(PO4)2]＋2HCl→酪蛋白↓＋2CaHPO4＋CaCl2
由于加酸程度不同，酪蛋白酸钙复合体中钙被酸取代的情况也有差异。实际上乳中酪蛋白在pH5.2～5.3时Ca3(PO4)2先行分离就发生沉淀，这种酪蛋白沉淀中含有钙；继续加酸而使pH值达到4.6时，Ca2+又从酪蛋白钙中分离，游离的酪蛋白完全沉淀。 为使酪蛋白沉淀，工业上一般使用盐酸。同理，如果由于乳中的微生物作用，使乳中的乳糖分解为乳酸，从而使pH值降至酪蛋白的等电点时，同样会发生酪蛋白的酸沉淀。

103 ②酪蛋白的凝乳酶凝固 牛乳中的酪蛋白在凝乳酶的作用下会发生凝固，工业上生产干酪就是利用此原理。酪蛋白在凝乳酶的作用下变为副酪蛋白(Paracasin)，在钙离子存在下形成不溶性的凝块，这种凝块叫作副酪蛋白钙，其凝固过程如下： 酪蛋白酸钙＋皱胃酶→副酪蛋白钙↓+糖肽＋皱胃酶

104 ③盐类及离子对酪蛋白稳定性的影响 乳中的酪蛋白酸钙-磷酸钙胶粒容易在氯化钠或硫酸铵等盐类饱和溶液或半饱和溶液中形成沉淀，这种沉淀是由于电荷的抵消与胶粒脱水而产生。

105 酪蛋白酸钙-磷酸钙胶粒，对于其体系内二价的阳离子含量的变化很敏感。钙或镁离子能与酪蛋白结合，而使粒子形成凝集作用。故钙离子与镁离子的浓度影响着胶粒的稳定性。钙和磷的含量直接影响乳汁中的酪蛋白微粒的大小，也就是大的微粒要比小的微粒含有较多量的钙和磷。

106 由于乳汁中的钙和磷呈平衡状态存在，所以鲜乳中酪蛋白微粒具有一定的稳定性。当向乳中加入氯化钙时，则能破坏平衡状态，因此在加热时使酪蛋白发生凝固现象。试验证明，在90℃时加入0.12%～0.15%的CaCl2即可使乳凝固。 利用氯化钙凝固乳时，如加热到95℃时，则乳汁中蛋白质总含量97%可以被利用，而此时氯化钙的加入量以每升乳1.00～1.25g为最适宜。采用钙凝固时，乳蛋白质的利用程度一般要比酸凝固法高5%，比皱胃酶凝固法约高10%以上。

107 ④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。

108 蛋白质和乳糖的反应，在乳品工业中的特殊意义在于：乳品（如乳粉、乳蛋白粉和其他乳制品）在长期贮存中，由于乳糖与酪蛋白发生反应产生颜色、风味及营养价值的改变。

109 工业用干酪素由于洗涤不干净，贮存条件不佳，同样也能发生这种变化。炼乳罐头也同样有这种反应过程，特别是含转化糖多时变化更明显。由于酪蛋白与乳糖的反应，发现产品变暗并失去有价值的氨基酸，如：赖氨酸失去17%；组氨酸失去17%；精氨酸失去10%。由于这三种氨基酸是无法补偿的，因此发生这种情况时，不仅使颜色、气味变劣，营养价值也有很大损失。

110 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%，可分为热稳定和热不稳定的乳清蛋白两部分。

111 一.热不稳定的乳清蛋白质 调节乳清pH4.6～4.7时，煮沸20min，发生沉淀的一类蛋白质为热不稳定的乳清蛋白，约占乳清蛋白的81%。热不稳定乳清蛋白质包括乳白蛋白和乳球蛋白两类。

112 1.乳白蛋白 是指中性乳清中，加饱和硫酸铵或饱和硫酸镁盐析时，呈溶解状态而不析出的蛋白质，属于乳白蛋白。乳白蛋白约占乳清蛋白68%。乳白蛋白又包括α-乳白蛋白（约占乳清蛋白的19.7%）、β- 乳球蛋白（约占乳清蛋白的43.6%）和血清白蛋白（约占乳清蛋白的4.7%）。

113 β-乳球蛋白过去一直被认为是白蛋白，而实际上是一种球蛋白。因此，乳白蛋白中最主要是α-白蛋白。乳白蛋白在乳中以1. 5～5
β-乳球蛋白过去一直被认为是白蛋白，而实际上是一种球蛋白。因此，乳白蛋白中最主要是α-白蛋白。乳白蛋白在乳中以1.5～5.0nm直径的微粒分散在乳中，对酪蛋白起保护胶体作用。这类蛋白常温下不能用酸凝固，但在弱酸性时加温即能凝固，该类蛋白不含磷，但含丰富的硫。

114 2.乳球蛋白 中性乳清中加饱和硫酸铵或饱和硫酸镁盐析时，能析出而不呈溶解状态的乳清蛋白即为乳球蛋白。约占乳清蛋白的13%。 乳球蛋白具有抗原作用，故又称为免疫球蛋白。初乳中的免疫球蛋白含量比常乳高。

115 二、热稳定的乳清蛋白 这类蛋白包括蛋白眎和蛋白胨，约占乳清蛋白的19%。此外还有一些脂肪球膜蛋白质，是吸附于脂肪球表面的蛋白质与酶的混合物，其中含有脂蛋白、碱性磷酸酶和黄嘌呤氧化酶等。这些蛋白质可以用洗涤方法将其分离出来。

116 脂肪球膜蛋白由于受细菌性酶的作用而产生的分解现象，是奶油在贮藏时风味变劣的原因之一。

117 非蛋白含氮物 牛乳的含氮物中，除蛋白质外，还有非蛋白态的氮化物，约占总氮的5%。其中包括氨基酸、尿素、尿酸、肌酸(Creatinine)及叶绿素等。这些含氮物是活体蛋白质代谢的产物，从乳腺细胞进入乳中。

118 一.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。乳糖为D-葡萄糖与D-半乳糖以β-1，4键结合的二糖，又称为1,4- 半乳糖苷葡萄糖。因其分子中有羰基，属还原糖。

119 乳糖有α-乳糖和β-乳糖两种异构体。α-乳糖很易与一分子结晶水结合，变为α-乳糖水合物（α-Lactose Monohydrate），所以乳糖实际上共有三种构型。 甜炼乳中的乳糖大部分呈结晶状态，结晶的大小直接影响炼乳的口感，而结晶的大小可根据乳糖的溶解度与温度的关系加以控制。

120 α-乳糖及β-乳糖在水中的溶解度也随温度而异。α-乳糖溶解于水中时逐渐变成β-型。因为β-型乳糖较α-型乳糖易溶于水，所以乳糖最初溶解度并不稳定，而是逐渐增加，直至α-型与β-型平衡为止。
乳中除了乳糖外还含有少量其他的碳水化合物。例如在常乳中含有极少量的葡萄糖、半乳糖。另外，还含有微量的果糖、低聚糖、巳糖胺。

121 一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，称其为乳糖不耐症。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”。

122 二、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。

123 牛乳中的主要无机成分的含量（mg/100mL牛乳）
项目 钾 钠 钙 镁 磷 硫 氯 牛乳

124 乳中的矿物质大部分以无机盐或有机盐形式存在。其中以磷酸盐、酪酸盐和柠檬酸盐存在的数量最多。钠的大部分是以氯化物、磷酸盐和柠檬酸盐的离子状态存在。而钙、镁与酪蛋白、磷酸和柠檬酸结合，一部分呈胶体状态，另一部分呈溶解状态。磷是乳中磷蛋白和磷脂的成分。

125 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。

126 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10～90g/100ml，较人乳中少，故人工哺育幼儿时应补充铁。

127 三、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。

128 一、乳中的酶类 牛乳中酶类的来源有三个： ①乳腺分泌； ②挤乳后由于微生物代谢生成；
③由于白血球崩坏而生成。牛乳中的酶种类很多，但与乳品生产有密切关系的主要为水解酶类和氧化还原酶类。

129 1.水解酶类 ⑴脂酶 牛乳中的脂酶（Lipase）至少有两种，一是只附在脂肪球膜间的膜脂酶（Membrane Lipase），它在常乳中不常见，而在末乳、乳房炎乳及其他一些生理异常乳中常出现。另一种是存在于脱脂乳中与酪蛋白相结合的乳浆脂酶（Plasma Lipase）。

130 脂酶的分子量一般为7000～8000，最适作用温度为37℃，最适pH9. 0～9
脂酶的分子量一般为7000～8000，最适作用温度为37℃，最适pH9.0～9.2。钝化温度至少80～85℃。钝化温度与脂酶的来源有关。来源于微生物的脂酶耐热性高，已经钝化的酶有恢复活力的可能。乳脂肪在脂酶的作用下水解产生游离脂肪酸，从而使牛乳带上脂肪分解的酸败气味（Acid Flavor），这是乳制品，特别是奶油生产上常见的缺陷。为了抑制脂酶的活性，在奶油生产中，一般采用不低于80～85℃的高温或超高温处理。

131 另外，加工过程也能使脂酶增加其作用机会。例如均质处理，由于破坏脂肪球膜而增加了脂酶与乳脂肪的接触面，使乳脂肪更易水解，故均质后应及时进行杀菌处理；其次，牛乳多次通过乳泵或在牛乳中通入空气剧烈搅拌，同样也会使脂酶的作用增加，导致牛乳风味变劣。

132 ⑵磷酸酶 牛乳中的磷酸酶（Phosphatase）有两种：一种是酸性磷酸酶， 存在于乳清中；另一种为碱性磷酸酶，吸附于脂肪球膜处。其中碱性磷酸酶的最适pH值为7.6～7.8，经63℃,30min或71～75℃,15～30s加热后可钝化， 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。

133 ⑶蛋白酶 牛乳中的蛋白酶分别来自乳本身和污染的微生物。乳中蛋白酶多为细菌性酶，细菌性的蛋白酶使蛋白质水解后形成蛋白胨、多肽及氨基酸。其中由乳酸菌形成的蛋白酶在乳中，特别是在干酪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。

134 2.氧化还原酶 主要包括过氧化氢酶、过氧化物酶和还原酶。
⑴过氧化氢酶 牛乳中的过氧化氢酶（Catalase）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。所以，利用对过氧化氢酶的测定可判定牛乳是否为乳房炎乳或其它异常乳。经65℃/30min加热，过氧化氢酶的95％会钝化；经75℃,20min加热，则100％钝化。

135 ⑵过氧化物酶 过氧化物酶（Peroxidase）是最早从乳中发现的酶，它能促使过氧化氢分解产生活泼的新生态氧，从而使乳中的多元酚、芳香胺及某些化合物氧化。过氧化物酶主要来自于白血球的细胞成分，其数量与细菌无关，是乳中固有的酶。

136 过氧化物酶作用的最适温度为25℃，最适pH值是6
过氧化物酶作用的最适温度为25℃，最适pH值是6.8,钝化温度和时间大约为76℃/20min、77～78℃/5min、85℃/10s。通过测定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。但经过85℃/10s处理后的牛乳,若在20℃贮藏24h或37℃贮藏4h，会发现已钝化的过氧化物酶重新复活的现象。

137 ⑶还原酶 上述几种酶是乳中固有的酶，而还原酶则是挤乳后进入乳中的微生物的代谢产物。还原酶（Reductase）能使甲基蓝还原为无色。 乳中的还原酶的量与微生物的污染程度成正相关，因此可通过测定还原酶的活力来判断乳的新鲜程度。

138 二、乳中的其他成分 除上述成分外，乳中尚有少量的有机酸、气体、色素、细胞成分、风味成分及激素等。

139 1.有机酸 乳中的有机酸主要是柠檬酸等。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。

140 乳中柠檬酸的含量0.07%～0.40%，平均为0.18%，以盐类状态存在。 除了酪蛋白胶粒成分中的柠檬酸盐外，还存在有分子、离子状态的柠檬酸盐，主要为柠檬酸钙。柠檬酸对乳的盐类平衡及乳在加热、冷冻过程中的稳定性均起重要作用。同时，柠檬酸还是乳制品芳香成分丁二酮的前体。

141 2.气体 主要为二氧化碳、氧气 和氮气等，约占鲜牛乳的5%～7%（v/v），其中二氧化碳最多，氧最少。在挤乳及贮存过程中，二氧化碳由于逸出而减少，而氧、氮则因与大气接触而增多。牛乳中氧的存在会导致维生素的氧化和脂肪的变质，所以牛乳在输送、贮存处理过程中应尽量在密闭的容器内进行。

142 3.细胞成分 乳中所含的细胞成分主要是白血球和一些乳房分泌组织的上皮细胞，也有少量红血球。牛乳中的细胞含量的多少是衡量乳房健康状况及牛乳卫生质量的标志之一，一般正常乳中细胞数不超过50万个／mL。

143 第三章 乳的物理性质 乳的物理性质对选择正确的工艺条件，鉴定乳的品质具有重要的意义。下面分别简述牛乳的主要物理性质。

144 一、乳的比重和密度 15℃时，正常乳的比重平均为1.032；在20℃时正常乳的密度平均为1.030。在同温度下乳的密度较比重小0.0019，乳品生产中常以0.002的差数进行换算；密度受温度影响，温度每升高或降低1℃实测值就减少或增加0.0002。

145 乳的相对密度在挤乳后1h内最低，其后逐渐上升，最后可大约升高0

146 二、乳的色泽及光学性质 新鲜正常的牛乳呈不透明的乳白色或淡黄 色。乳白色是由于乳中的酪蛋白酸钙－磷 酸钙胶粒及脂肪球等微粒对光的不规则反 射所产生。牛乳中的脂溶性胡萝卜素和叶 黄素使乳略带淡黄色。而水溶性的核黄素 使乳清呈萤光性黄绿色。

147 牛乳的折射率由于有溶质的存在而比水的折射率大，但在全乳脂肪球的不规则反射影响下，不易正确测定。由脱脂乳测得的较准确，折射率为 =1
牛乳的折射率由于有溶质的存在而比水的折射率大，但在全乳脂肪球的不规则反射影响下，不易正确测定。由脱脂乳测得的较准确，折射率为 =1.344～1.348， 此值与乳固体的含量有比例关系，由此可判定牛乳是否掺水。

148 乳中含有挥发性脂肪酸及其他挥发性物质， 这些物质是牛乳滋、气味的主要构成成分。
三、乳的滋味与气味 乳中含有挥发性脂肪酸及其他挥发性物质， 这些物质是牛乳滋、气味的主要构成成分。

149 这种香味随温度的高低而异，乳经加热后香味强烈，冷却后减弱。乳中羰基化合物，如乙醛、丙酮、甲醛等均与牛乳风味有关。牛乳除了原有的香味之外很容易吸收外界的各种气味。所以挤出的牛乳如在牛舍中放置时间太久会带有牛粪味或饲料味，贮存器不良时则产生金属味，消毒温度过高则产生焦糖味。所以每一个处理过程都必须注意周围环境的清洁以及各种因素的影响。

150 新鲜纯净的乳稍带甜味，这是由于乳中含有乳糖。乳中除甜味外，因其中含有氯离子，所以稍带咸味。常乳中的咸味因受乳糖、脂肪、蛋白质等所调和而不易觉察，但异常乳如乳房炎乳中氯的含量较高，故有浓厚的咸味。乳中的苦味来自Mg2+、Ca2+，而酸味是由柠檬酸及磷酸所产生。

151 乳的酸度和氢离子浓度 刚挤出的新鲜乳若以乳酸度计，酸度为0.15％～0.18％（16～18 OT），固有酸度或自然酸度主要由乳中的蛋白质、柠檬酸盐、磷酸盐及二氧化碳等酸性物质所造成，其中来源于CO2占0.01%-0.02%（2～3 OT），乳蛋白占0.05%-0.08%（3～4 OT），柠檬酸盐占0.01%和磷酸盐0.06%～0.08%部分（10～12 OT）。

152 乳在微生物的作用下发生乳酸发酵，导致乳的酸度逐渐升高。由于发酵产酸而升高的这部分酸度称为发酵酸度。固有酸度和发酵酸度之和称为总酸度。一般条件下，乳品工业所测定的酸度就是总酸度。

153 乳品工业中酸度是指以标准碱液用滴定法测定的滴定酸度。滴定酸度有多种测定方法和表示形式。我国滴定酸度用吉尔涅尔度简称“oT”(TepHep)或乳酸度（乳酸％）来表示。

154 1．吉尔涅尔度（0T） 取10mL牛乳，用20ml蒸馏水稀释，加入0.5％的酚酞指示剂0.5mL，以0.1mol／L氢氧化钠溶液滴定，将所消耗的NaOH毫升数乘以10，即中和100mL牛乳所需0.1mol／L氢氧化钠毫升数，消耗1mL为１oT。

155 2．乳酸度（乳酸％） 用乳酸量表示酸度时，按上述方法测定后用下列公式计算： 乳酸(%)= ×100

156 3．pH值 酸度可用氢离子浓度指数（pH值）表示，正常新鲜牛乳的pH值为6.5～6.7，一般酸败乳或初乳的pH值在6.4以下，乳房炎乳或低酸度乳pH值在6.8 以上。 滴定酸度可以及时反映出乳酸产生的程度，而pH值则不呈现规律性的关系，因此生产中广泛地采用测定滴定酸度来间接掌握乳的新鲜度。乳酸度越高，乳对热的稳定性就越低。

157 一、乳的热学性质 1．乳的冰点 牛乳的冰点一般为-0.525～-0.565℃，平均为-0.540℃。 牛乳中的乳糖和盐类是导致冰点下降的主要因素。正常的牛乳其乳糖及盐类的含量变化很小，所以冰点很稳定。可根据冰点变动用下列公式来推算掺水量：

158 式中：x-掺水量（％）；T-正常乳的冰点；T1－被检乳的冰点

159 2．沸点 牛乳的沸点在101.33kPa(1个大气压)下为100.55℃，乳的沸点受其固形物含量影响。浓缩到原体积一半时，沸点上升到101.05℃。

160 3．比热 牛乳的比热为其所含各成分之比的总和。牛乳中主要成分的比热为（KJ／kg.k）：乳蛋白2.09，乳脂肪2.09，乳糖1.25，盐类2.93，由此及乳成分之含量百分比计算得牛乳的比热约为3.89kJ／kg.k。

161 乳和乳制品的比热，在乳品生产过程中常用于加热量和致冷量计算，可按照下列标准计算：牛乳为3. 94～3. 98kＪ／kg. k，稀奶油为3
乳和乳制品的比热，在乳品生产过程中常用于加热量和致冷量计算，可按照下列标准计算：牛乳为3.94～3.98kＪ／kg.k，稀奶油为3.68～3.77kＪ／kg.k，干酪为2.34～2.51kＪ/kg．k,炼乳为 kＪ／kg.k，加糖乳粉为1.84～2.011kＪ／kg.k。

162 二、乳的粘度与表面张力 牛乳大致可认为属于牛顿流体。正常乳的粘度为0.0015～0.002Pa.s，牛乳的粘度随温度升高而降低。在乳的成分中，脂肪及蛋白质对粘度的影响最显著，随着含脂率、乳固体的含量增高，粘度也增高。初乳、末乳的粘度都比正常乳高。在加工中，粘度受脱脂、杀菌、均质等操作的影响。

163 粘度在乳品加工上有重要意义。例如在浓缩乳制品方面，粘度过高或过低都不是正常情况。以甜炼乳而论，粘度过低则可能发生分离或糖沉淀，粘度过高则可能发生浓厚化。贮藏中的淡炼乳，如粘度过高则可能产生矿物质的沉积或形成冻胶体（即形成网状结构）。

164 此外，在生产乳粉时，如粘度过高可能防碍喷雾、产生雾化不完全及水分蒸发不良等现象，因此掌握适当的粘度是保证雾化充分的必要条件。
牛乳的表面张力与牛乳的起泡性、乳浊状态、微生物的生长发育、热处理、均质作用及风味等有密切关系。测定表面张力的目的是为了鉴别乳中是否混有其他添加物。

165 牛乳表面张力在20℃时为0.04～0.06N/cm。牛乳的表面张力随温度上升而降低，随含脂率的减少而增大。乳经均质处理，则脂肪球表面积增大，由于表面活性物质吸附于脂肪球界面处，从而增加了表面张力。但如果不将脂酶先经加热处理而使其钝化，均质处理会使脂肪酶活性增加，使乳脂水解生成游离脂肪酸，使表面张力降低，而表面张力与乳的泡沫性有关。加工冰淇淋或搅打发泡稀奶油时希望有浓厚而稳定的泡沫形成，但运送乳、净化乳、稀奶油分离、杀菌时则不希望形成泡沫。

166 三、乳的电学性质 1．导电率 乳中含有电解质而能传导电流。牛乳的导电率与其成分，特别是氯离子和乳糖的含量有关。正常牛乳在25℃时，导电率为0.004～0.005西门子（Ｓ）。乳房炎乳中Na+、Cl-等离子增多，导电率上升。一般导电率超过0.06西门子（Ｓ）即可认为是患病牛乳。故可应用导电率的测定进行乳房炎乳的快速鉴定。

167 脱脂乳中由于妨碍离子运动的脂肪已被除去，因此导电率比全乳增加。将牛乳煮沸时，由于CO2消失，且磷酸钙沉淀，导电率减低。乳在蒸发过程中，干物质浓度在36-40% 以内时导电率增高，此后又逐渐降低。因此，在生产中可以利用导电率来检查乳的蒸发程度及调节真空蒸发器的运行。

168 2．氧化还原势 乳中含有很多具有氧化还原作用的物质，如维生素Ｂ2、Ｃ、Ｅ、酶类、溶解态氧、微生物代谢产物等。乳中进行氧化还原反应的方向和强度取决于这类物质的含量。氧化还原势可反映乳中进行的氧化还原反应的趋势。一般牛乳的氧化还原电势（Eh）为+0.23～+0.25伏特(V)。乳经过加热则产生还原性的产物而使Eh降低，Cu2+存在可使Eh增高。

169 牛乳如果受到微生物污染，随着氧的消耗和还原性代谢产物的产生，可使其氧化还原势降低，当与甲基兰、刃天青等氧化还原指示剂共存时可显示其褪色，此原理可应用于微生物污染程度的检验。

170 一、微生物的来源 1．来源于乳房内的污染 乳房中微生物多少取决了乳房的清洁程度，许多细菌通过乳头管栖生于乳池下部，这些细菌从乳头端部侵入乳房，由于细菌本身的繁殖和乳房的物理蠕动而进入乳房内部。因此，第一股乳流中微生物的数量最多。 正常情况下，随着挤乳的进行乳中细菌含量逐渐减少。所以在挤乳时最初挤出的乳应单独存放，另行处理。

171 2．来源于牛体的污染 挤奶时鲜乳受乳房周围和牛体其他部分污染的机会很多。因为牛舍空气、垫草、尘土以及本身的排泄物中的细菌大量附着在乳房的周围，当挤乳时侵入牛乳中。这些污染菌中，多数属于带芽胞的杆菌和大肠杆菌等。所以在挤乳时，应用温水严格清洗乳房和腹部，并用清洁的毛巾擦干。

172 2．来源于牛体的污染 挤奶时鲜乳受乳房周围和牛体其他部分污染的机会很多。因为牛舍空气、垫草、尘土以及本身的排泄物中的细菌大量附着在乳房的周围，当挤乳时侵入牛乳中。这些污染菌中，多数属于带芽胞的杆菌和大肠杆菌等。所以在挤乳时，应用温水严格清洗乳房和腹部，并用清洁的毛巾擦干。

173 4．来源于挤乳用具和乳桶等的污染 挤乳时所用的桶、挤乳机、过滤布、洗乳房用布等，如果不事先进行清洗杀菌，则通过这些用具也使鲜乳受到污染。所以乳桶的清洗杀菌，对防止微生物的污染有重要意义。有时乳桶虽经清洗杀菌，但细菌数仍旧很高，这主要是由于乳桶内部凹凸不平，以致生锈和存在乳垢等所致。

174 各种挤乳用具和容器中所存在的细菌，多数为耐热的球菌属；其次为八叠球菌和杆菌。所以这类用具和容器如果不严格清洗杀菌，则鲜乳污染后，即使用高温瞬间杀菌也不能消灭这些耐热性的细菌，结果使鲜乳变质甚至腐败。

175 5．其他污染来源 操作工人的手不清洁，或者混入苍蝇及其他昆虫等，都是污染的原因。还须注意勿使污水溅入桶内，并防止其他直接或间接的原因从桶口侵入微生物。

176 二、微生物的种类及其性质 牛乳在健康的乳房中，已有某些细菌存在，加上在挤乳和处理过程中外界的微生物不断侵入，因此乳中微生物的种类很多，主要有下列各种：

177 （一）细菌 牛乳中的细菌，在室温或室温以上温度大量增殖，根据其对牛乳所产生的变化可分为以下几种。
1．产酸菌 主要为乳酸菌，指能分解乳糖产生乳酸的细菌。分解糖类只产生乳酸的菌叫正型乳酸菌。分解糖类除产乳酸外，还产生了酒精、醋酸、CO2、氢等产物的菌叫异型乳酸菌。乳酸菌的种类繁多，自然界分布很广，在乳和乳制品中主要有乳球菌科和乳杆菌科，包括链球菌属，明串珠菌属，乳杆菌属。

178 2．产气菌 这类菌在牛乳中生长时能生成酸和气体。例如大肠杆菌（Escherichiacoli）和产气杆菌（Aerobacter aerogenes）是常出现于牛乳中的产气菌。产气杆菌能在低温下增殖，牛乳低温贮藏时能使牛乳变酸败的一种重要菌种。 另外，丙酸菌是一种分解碳水化合物和乳酸而形成丙酸、醋酸、二氧化碳的革兰氏阳性短杆菌，可从牛乳和干酪中分离得到费氏丙酸杆菌（Prop. freudenreichii）和谢氏丙酸杆菌（Prop. shermanii）。生长温度范围15～40℃生长。用丙酸菌生产干酪时，可使产品具有气孔和特有的风味。

179 3．肠道杆菌 是一群寄生在肠道的革兰氏阴性短杆菌。在乳品生产中是评定乳制品污染程度的指标之一。其中主要的有大肠菌群和沙门氏菌族。
4．芽胞杆菌（spore-forming bacilus） 该菌因能形成耐热性芽胞，故杀菌处理后，仍残存在乳中。可分为好气性杆菌属和嫌气性梭状菌属两种。 5．球菌类（micrococcaceae） 一般为好气性，能产生色素。牛乳中常出现的有微球菌属和葡萄球菌属。

180 6．低温菌 凡在0～20℃下能够生长的细菌统称低温菌，而7℃以下能生长繁殖的细菌称为低温菌；在20℃以下能繁殖的称为嗜冷菌。乳品中常见的低温菌属有假单胞菌属和醋酸杆菌属。这些菌在低温下生长良好，能使乳中蛋白质分解引起牛乳胨化、分解脂肪使牛乳产生哈喇味，引起乳制品腐败变质。

181 7．高温菌和耐热性细菌 高温菌或嗜热性细菌是指在40℃以上能正常发育的菌群。如乳酸菌中的嗜热链球菌、保加利亚乳杆菌、好气性芽胞菌（如嗜热脂肪芽胞杆菌）、嫌气性芽胞杆菌（如好热纤维梭状芽胞杆菌）和放线菌（如干酪链霉菌）等。特别是嗜热脂肪芽胞杆菌，最适发育温度为60～70℃。

182 耐热性细菌在生产上系指低温杀菌条件下还能生存的细菌，如乳酸菌的一部分、耐热性大肠菌、微杆菌，一部分的放线菌和球菌类等。此外，芽胞杆菌在加热条件下都能生存。但用超高温杀菌时（135℃，数秒），上述细菌及其芽胞都能被杀死。

183 8．蛋白分解菌和脂肪分解菌 （1）蛋白分解菌 蛋白分解菌是指能产生蛋白酶而将蛋白质分解的菌群。生产发酵乳制品时的大部分乳酸菌，能使乳中蛋白质分解，属于有用菌。如乳油链球菌的一个变种，能使蛋白质分解成肽，致使干酪带有苦味。假单胞菌属等低温细菌、芽胞杆菌属、放线菌中的一部分等，属于腐败性的蛋白分解菌，能使蛋白质分解出氨和胺类，可使牛乳产生粘性、碱性、胨化。其中也有对干酪生产有益的菌种。

184 （2）脂肪分解菌 脂肪分解菌系指能使甘油酯分解生成甘油和脂肪酸的菌群。脂肪分解菌中，除一部分在干酪生产方面有用外，一般都是使牛乳和乳制品变质的细菌，尤其对稀奶油和奶油危害更大。

185 主要的脂肪分解菌（包括酵母、霉菌）有：荧光极毛杆菌、蛇蛋果假单胞菌、无色解脂菌、解脂小球菌、干酪乳杆菌、白地霉、黑曲霉、大毛霉等。大多数的解脂酶有耐热性，并且在0℃以下也具活力。因此，牛乳中如有脂肪分解菌存在，即使进行冷却或加热杀菌，也往往带有意想不到的脂肪分解味。

186 9．放线菌 与乳品方面有关的有分枝杆菌科的分枝杆菌属、放线菌科的放线菌属、链霉科的链霉菌属。

187 分枝杆菌属（Mycobaoterium）以嫌酸菌而闻名，是抗酸性的杆菌，无运动性，多数具有病原性。例如结核分枝杆菌形成的毒素，有耐热性，对人体有害。牛型结构菌（Myx. bovis）对人体和牛体都有害。

188 放线菌属中与乳品有关的主要有牛型放线菌（Act. bovis），此菌生长在牛的口腔和乳房，随后转入牛乳中。
链霉菌属中与乳品有关的主要是干酪链霉菌和Str. albus、Str. griseus等，都属胨化菌，能使蛋白质分解导致腐败变质。

189 第三节 异常乳 一、异常乳的概念和种类 1．异常乳的概念 正常乳的成分和性质基本稳定，当乳牛受到饲养管理、疾病、气温以及其他各种因素的影响时，乳的成分和性质往往发生变化，这种乳称作异常乳（Abnormal Milk），不适于加工优质的产品。

190 乳品工业中通常以70％的酒精试验来检查原料乳，酒精试验（Alcohol Test）阳性乳一般都称为异常乳，这是由于检验简单易行而形成的概念。但实际上，有些异常乳却酒精试验呈阴性，所以异常乳不仅种类很多，而且变化很复杂。

191 2．异常乳的种类 有时常乳与异常乳之间无明显区别，按利用情况而论，异常乳可分下列几种:

192

193 二、异常乳的产生原因和性质 （一）生理异常乳
1. 营养不良乳 饲料不足、营养不良的乳牛所产的乳对皱胃酶几乎不凝固，所以这种乳不能制造干酪。当喂以充足的饲料，加强营养之后，牛乳即可恢复正常，对皱胃酶即可凝固。

194 2. 初乳 产犊后一周之内所分泌的乳称之为初乳，呈黄褐色、有异臭、苦味、粘度大，特别是3d之内，初乳特征更为显著。脂肪、蛋白质，特别是乳清蛋白质含量高，乳糖含量低，灰分含量高。初乳中含铁量约为常乳的3～5倍，铜含量约为常乳的6倍。初乳中含有初乳球，可能是脱落的上皮细胞，或白血球吸附于脂肪球处而形成，在产犊后2～3周左右即消失。

195 初乳中含有丰富的维生素，尤其富含维生素A、D、尼克酰氨、VB，而且含有多量的免疫球蛋白，为幼儿生长所必需。初乳对热的稳定性差，加热时容易凝固。目前利用初乳的免疫活性物质生产保健乳制品得到广泛的应用。

196 3.末乳 也称老乳，即干奶期前两周所产的乳。其成分除脂肪外，均较常乳高，有苦而微咸的味道，含脂酶多，常有油脂氧化味。一般末乳pH值7.0，细菌数达250万CFU/mL，氯离子浓度约为0.16%左右。

197 （二）化学异常乳 1．酒精阳性乳 乳品厂检验原料乳时，一般先用68％或70％的酒精进行检验，凡产生絮状凝块的乳称为酒精阳性乳。酒精阳性乳有下列几种：

198 （1）高酸度酒精阳性乳 一般酸度在200Ｔ以上时的乳酒精试验均为阳性，称为酒精阳性乳。其原因是鲜乳中微生物繁殖使酸度升高。因此要注意挤乳时的卫生并将挤出鲜乳保存在适当的温度条件下，以免微生物污染繁殖。

199 （2）低酸度酒精阳性乳 有的鲜乳虽然酸度低（160Ｔ以下），但酒精试验也呈阳性，所以称作低酸度酒精阳性乳。这种情况往往给生产上造成很大的损失。

200 低酸度酒精阳性乳产生的原因有以下几种： ①环境 一般来说，春季发生较多，到采食青草时自然治愈。开始舍饲的初冬，气温剧烈变化，或者夏季盛暑期也易发生。年龄在6岁以上的居多数。卫生管理越差发生的越多。因此采用日光浴、放牧、改进换气设施等使环境条件改善具有一定的效果.

201 ②饲养管理 饲喂腐败饲料或者喂量不足，长期饲喂单一饲料和过量喂给食盐而发生低酸度酒精阳性乳的情况很多。挤乳过度而热能供给不足时，容易发生耐热性低的酒精阳性乳。产乳旺盛时，单靠供给饲料不足以维持，所以分娩前必须给予充分的营养。因饲料骤变或维生素不足而引起时，可喂根菜类右愿纳啤

202 ③生理机能 乳腺的发育、乳汁的生成是受各种内分泌的机能所支配。内分泌，特别是发情激素、甲状腺素、副肾上腺皮质素等与阳性乳的产生都有关系。而这些情况一般与肝脏机能障碍、乳房炎、软骨症、酮体过剩等并发。例如牛乳中含多量可溶性钙、镁、氯化合物而无机磷较少会产生异常乳；机体酸中毒、体液酸碱失去平衡，使体液pH值下降时也会分泌异常乳；机体血液中乙酰乙酸、丙酮、β-羟基丁酸过剩，蓄积而引起酮血病也会造成乳腺分泌异常乳。

203 （3）冷冻乳 冬季因受气候和运输的影响，鲜乳产生冻结现象，这时乳中一部分酪蛋白变性。同时，在处理时因温度和时间的影响，酸度相应升高，以致产生酒精阳性乳。但这种酒精阳性乳的耐热性要比因受其他原因而产生的酒精阳性乳高。

204 2.低成分乳 乳的成分明显低于常乳，主要受遗传和饲养管理所左右。

205 3.混入异物乳 混入异物的乳是指在乳中混入原来不存在的物质的乳。其中，有人为混入异常乳和因预防治疗、促进发育以及食品保藏过程中使用抗生素和激素等而进入乳中的异常乳。此外，还有因饲料和饮水等使农药进入乳中而造成的异常。乳中含有防腐剂、抗菌素时，不应用作加工的原料乳。

206 4.风味异常乳 造成牛乳风味异常的因素很多，主要有通过机体转移或从空气中吸收而来的饲料臭，由酶作用而产生的脂肪分解臭，挤乳后从外界污染或吸收的牛体臭或金属臭等。

207 (1)生理异常风味 由于脂肪没有完全代谢，使牛乳中的酮体类物质过多增加而引起的乳牛味；因冬季、春季牧草减少而以人工饲养时产生的饲料味。产生饲料味的饲料主要是各种青贮料、芜青、卷心菜、甜菜等；杂草味主要由大蒜、韭菜、苦艾、猪杂草、毛莨、甘菊等产生。

208 (2)脂肪分解味 由于乳脂肪被脂酶水解，乳中游离的低级挥发性脂肪酸多而产生。

209 (3)氧化味 由乳脂肪氧化而产生的不良风味。产生氧化味的主要因素为重金属、抗坏血素酸、光线、氧、贮藏温度以及饲料、牛乳处理和季节等，其中尤以铜的影响最大。此外，抗坏血素酸对氧化味的影响很复杂，也与铜有关。如果把抗坏血素酸增加3倍或全部破坏均可防止发生氧化味。另外，光线所诱发的氧化味与核黄素有关。加热后（76.7℃以上）因产生SH基化合物可以防止氧化。

210 (4) 日光味 牛乳在阳光下照射10min，可检出日光味，这是由于乳清蛋白受阳光照射而产生。日光味类似焦臭味和毛烧焦味。日光味的强度与VB2和色氨酸的破坏有关，日光味的成分为乳蛋白质-VB2的复合体。

211 (5) 蒸煮味 蒸煮味的产生主要是乳清蛋白中的－乳球蛋白，因加热而产生硫氢基，致使牛乳产生蒸煮味。例如牛乳在76～78℃,3min加热或70～72℃,30min加热均可使牛乳产生蒸煮味。

212 (6) 苦味 乳长时间冷藏时，往往产生苦味。其原因为低温菌或某种酵母使牛乳产生脂肽化合物，或者是解脂酶使牛乳产生游离脂肪所形成。

213 (7)酸败味 主要由于牛乳发酵过程或受非纯正的产酸菌污染所致。这时牛乳、稀奶油、奶油、冰淇淋以及发酵乳等产生较浓烈的酸败味。

214 （三）微生物污染乳 微生物污染乳也是异常乳的一种。鲜乳容易由乳酸菌产酸凝固，由大肠菌产生气体，由芽胞杆菌产生胨化和碱化，并发生异常风味（腐败味）。低温菌也可能产生胨化和变粘。脂肪的分解而发生脂肪分解味、苦味和非酸凝固。由于挤乳前后的污染、不及时冷却和器具的洗涤杀菌不完全等原因，可使鲜乳被大量微生物污染。

215 (四)病理异常乳 1. 乳房炎乳 由于外伤或者细菌感染，使乳房发生炎症，这时乳房所分泌的乳，其成分和性质都发生变化，使乳糖含量降低，氯含量增加及球蛋白含量升高，酪蛋白含量下降，并且细胞（上皮细胞）数量多，以致无脂干物质含量较常乳少。造成乳房炎的原因主要是乳牛体表和牛舍环境卫生不合乎卫生要求，挤乳方法不合理，尤其是使用挤乳机时，使用不合理或不彻底清洗杀菌，使乳房炎发病率升高。

216 乳牛患乳房炎后，牛乳的凝乳张力下降，用凝乳酶凝固乳时所需的时间较常乳长，这是因乳蛋白异常所致。另外，乳房炎乳中VA、VC的影响不大，而VB1、VB2含量减少。

217 2. 其他病牛乳 主要由患口蹄疫、布氏杆菌病等的乳牛所产的乳，乳的质量变化大致与乳房炎乳相类似。另外，乳牛患酮体过剩、肝机能障碍、繁殖障碍等，易分泌酒精阳性乳。

218 牛乳在加工处理中的变化

219 乳的热处理 所有液体乳和乳制品的生产都需要热处理。这种处理主要目的在于杀死微生物和使酶失活，或获得一些变化，主要为化学变化。这些变化依赖热处理的强度，即加热温度和受热时间。但热处理也会带来不好的变化，例如褐变、风味变化、营养物质损失、菌抑制剂失活和对凝乳力的损害，因此必须谨慎使用热处理。

220 一、热处理目的 1.保证消费者的安全 热处理主要杀死如结核杆菌、金黄色葡萄球菌、沙门氏菌、李斯特菌等病原菌，及进入乳中的潜在病原菌、腐败菌，其中很多菌耐高温。

221 2.延长保质期 主要杀死腐败菌和它们的芽胞及灭活乳中天然存在的或由微生物分泌的酶。热处理抑制了脂肪自身氧化带来的化学变质,“凝乳素”失活可避免迅速形成稀奶油。

222 3.形成产品的特性 如（1）乳蒸发前加热可提高炼乳杀菌期间的凝固稳定性；（2）失活细菌抑制剂如免疫球蛋白和乳过氧化氢酶系统来提高发酵剂菌的生长；（3） 获得酸奶的理想粘度；（4）促进乳在酸化过程中乳清蛋白和酪蛋白凝集。

223 二、加热引起的变化 1．物理化学变化 ①包括CO2在内的气体（如果它们能从加热设备中排出）可以在加热期间除去,特别是O2的除去对加热期间氧化反应速度和随后细菌增长速度有重要影响。 ②胶体磷酸盐增加,而[Ca2+]减少。 ③产生乳糖的同分异构体如异构化乳糖和乳糖的降解物，如乳酸等有机酸。 ④酪蛋白中的磷酸根、磷脂会降解而无机磷增加。 ⑤乳的pH值降低，并且滴定酸度增加，所有这些变化都依赖于条件的变化。 ⑥大部分的乳清蛋白变性由此导致不溶。 ⑦许多酶被钝化。

224 ⑧蛋白质与乳糖之间发生的反应，主要是美拉德反应，使得赖氨酸效价降低。
⑨蛋白中的二硫键断裂，游离巯基的形成，这致使诸如氧化还原电势的降低。 ⑩蛋白质发生的其它化学反应。 ⑾酪蛋白胶束发生聚集，最终会导致凝固。 ⑿脂肪球膜发生变化，如Cu+2含量变化。 ⒀甘油酯水解 ⒁由脂肪形成内酯和甲基酮 ⒂一些维生素损失。

225 2．加热处理综合变化 ①加热过程中乳起初变得稍微白一些，随着加热强度的增加，颜色变为棕色。 ②粘度增加。 ③风味改变。
④营养价值降低，如维生素损失、赖氨酸效价降低。

226 ⑤乳中一些微生物在热处理过的乳中生长较快，这是因为细菌抑制剂如乳过氧化物酶－H202－CNS和免疫球蛋白钝化失活。此外，一定条件下热处理可以产生某些物质促进一些菌生长，相反抑制另一些菌生长。所有这些变化很大在程度上都取决于加热的强度。

227 ⑥浓缩乳的热凝固和稠化趋势会降低。 ⑦凝乳能力降低。 ⑧乳脂上浮趋势降低。 ⑨自动氧化趋势降低。 ⑩在均质或复原过程形成的脂肪球表面层物质组成受均质前加热强度的影响，例如形成均质团的趋势有所增加。

228 3．乳的热凝固 酪蛋白不像球蛋白那样容易加热变性。但在非常强烈的热处理条件下，它能形成聚合，尤其在胶束内部。在生产条件下，酪蛋白在消毒过程中凝聚，当凝聚大量出现形成可见的凝胶体，出现这种现象所需时间被称作热凝固时间（HCT）。

229 乳的热凝固是一个非常复杂的现象,这是因为一些互相作用和条件起了作用。最重要的因素就是pH值,乳的初始pH值对热凝固时间有相当大的影响，即pH值越低，发生凝固的温度越低。在温度保持不变的条件下，凝结速率随pH值的降低而增加。凝聚往往不可逆，即pH值增加不能使形成的凝聚再分散。加热过程中乳pH值的最初降低主要是由磷酸钙沉淀引起的，进一步的降低是由于乳糖产生甲酸。

230 实际上，乳很少产生热凝固问题，但浓缩乳如炼乳在杀菌过程中会凝固。尽管乳与炼乳在热处理过程中大部分的反应机制相同，但二者之间的结果有很大区别。在原料奶没经预热的炼乳中，乳清蛋白处于自然状态，经过120℃加热，乳清蛋白开始变性并且在酸性范围内强烈聚合,因为乳清蛋白浓度高（它们已被浓缩），酪蛋白胶束与乳清蛋白形成胶体结合。在用预热过的乳制成的炼乳中，乳清蛋白已经变性并与酪蛋白胶束结合，在乳预热过程中，不形成胶体化是因为乳清蛋白浓度太低，而在炼乳中不发生胶化是因为乳清蛋白已经变性了。

231 此外，在炼乳中pH值由6. 2上升到6. 5，稳定性也随之增加，原因与鲜乳一样是因Ca2＋活性降低的缘故。在pH值＞7
此外，在炼乳中pH值由6.2上升到6.5，稳定性也随之增加，原因与鲜乳一样是因Ca2＋活性降低的缘故。在pH值＞7.6时，炼乳稳定性降低，其原因是由于酪蛋白胶粒к－酪蛋白脱落引起的，结果没有к－酪蛋白的胶束对Ca2＋敏感性增加，而炼乳中盐浓度比液态乳的要高，因此造成炼乳的不稳定。

232 三、加热强度 1、加热强度对乳的影响 加热强度取决于加热的持续时间和温度。根据微生物的杀死和酶的钝化将热处理划分不同强度（如图7-3）。

233 （1）预热杀菌（Thermalization）
这是一种比低巴氏温度更低的热处理，通常为60～69℃、15～20s。其目的在于杀死细菌，尤其是嗜冷菌。因为它们中的一些产生耐热的脂酶和蛋白酶，这些酶可以使乳产品变质。加热处理除了能杀死许多活菌外，在乳中几乎不引起不可逆变化。

234 （2）低温巴氏杀菌(Low pasteurization)
这种杀菌是采用63℃,30min或72℃,15～20s加热而完成。可钝化乳中的碱性磷酸酶，可杀死乳中所有的病原菌、酵母和霉菌以及大部分的细菌，而在乳中生长缓慢的某些种微生物不被杀死。此外，一些酶被钝化，乳的风味改变很大，几乎没有乳清蛋白变性、冷凝聚和抑菌特性不受损害。

235 （3）高温巴氏杀菌(Hight pasterurization)
采用70～75℃，20min或85℃, 5～20s加热，可以破坏乳过氧化物酶的活性。然而，生产中有时采用更高温度，一直到100℃，使除芽胞外所有细菌生长体都被杀死；大部分的酶都被钝化，但乳蛋白酶（胞质素）和某些细菌蛋白酶与脂酶不被钝化或不完全被钝化；大部分抑菌特性被破坏；部分乳清蛋白发生变性，乳中产生明显的蒸煮味，如是奶油则产生瓦斯味。除了损失VC之外，营养价值没有重大变化。产品脂肪自动氧化的稳定性增加；发生很少的不可逆化学反应。

236 （4）灭菌(Sterilization) 这种热处理能杀死所有微生物包括芽胞，通常采用110℃,30min（在瓶中灭菌），130℃,2～4s或145℃,1s。后两种热处理条件被称为UHT（超高温瞬时灭菌）。热处理条件不同产生的效果是不一样的，110℃,30min加热可钝化所有乳固有酶，但是不能钝化所有细菌脂酶和蛋白酶；产生严重的美拉德反应，导致棕色化；形成灭菌乳气味；损失一些赖氨酸；维生素含量降低；引起包括酪蛋白在内的蛋白质相当大的变化；使乳pH值大约降低了0.2个单位；而UHT处理则对乳没有破坏。

237 图7-3热处理强度对乳的影响 灭菌范围 热处理时间 温度

238 2、嗜热细菌学(Thermobacteriology)
各种微生物在抗热性方面有很大不同。一般用特征参数D和Z[达到1/10个D所需升高温度（K）]来表示。各种微生物的抗热性会随加热介质中干物质含量的增加而提高，对温度的敏感性可能降低。加热过程中微生物抗热性有下列几种情况值得注意：

239 ⑴微生物即便是一个菌株的抗热性也会改变，这可能是因为活菌的基因改变了。除此之外，还可能因为单细胞在不同条件下生长。一般来说，在加热时对热最敏感的细胞将首先被杀死，因此剩下的在抗热性上就提高了。

240 ⑵短时加热牛奶有时会增加菌落数。注意菌落数被定义为每毫升中形成的菌落单位是很重要的。因为加热器中的对流作用，以聚集状态存在的微生物会被分散成单细胞，因此菌落数增加。

241 ⑶能杀死一种微生物的繁殖体的热处理并不一定使其芽胞的死亡，甚至能促使产生芽胞。例如，污染了芽胞杆菌的牛乳在70℃下保持30min，可使所有微生物繁殖体被杀死，但不包括芽胞，仍能使乳腐败。

242 3、酶的灭活 由于脂酶不完全失活，乳及乳制品中脂肪分解可能带来酸败的气味。乳中残留的蛋白酶专一作用于-和S2-酪蛋白可能会产生苦味并且脱脂乳最后或多或少会变得透明。而乳中残留的细菌蛋白酶主要作用于-酪蛋白，结果可能是产生苦味、形成凝胶、产生乳清。

243 抵抗乳中酶活性的有效方法是进行足够的热处理。而多数细菌的酶因为有很强的抗热性不能通过一般热处理而被充分地灭活。因此，切实可行的方法是去阻止有关细菌的生长。

244 乳的均质 一、均质目的 均质在在乳制品加工过程中主要目的及 应用如下：
均质在在乳制品加工过程中主要目的及 应用如下： 1．防止脂肪上浮或其它成分沉淀而造成 的分层 为了做到这一点，脂肪球的大小 应被大幅度地降低到1μm。另一个情况， 均质能减少可可粒的沉淀、酪蛋白在酸 性条件下的凝胶沉淀。

245 2．提高微粒聚集物的稳定性 通过均质脂肪球的直径减小使表面积增大增加了脂肪球的稳定性。此外，微粒聚沉尤其在稀奶油层中易发生，经均质过的制品中形成的微粒聚沉非常缓慢。总之，防止微粒聚沉通常是均质的最重要的目的。

246 3．获得要求的流变性质 均质块的形成能极大地增加产品，如稀奶油的粘度。均质后酸化的乳（如酸奶）比未被均质的酸化乳的粘度要高。这是由于被酪蛋白覆盖的脂肪球参与酪蛋白胶束的凝聚。

247 4．还原乳制品 均质可以使乳成分在溶液中分散，然而均质机不是乳化设备，因此，涉及的混合物应首先预乳化，如严格进行搅拌，形成的不完全乳化体系后再均质。

248 二、稳定脂肪的均质原理 1．菌质机及工作原理 均质机是由一个高压泵和均质阀组成。操作原理是在一个适合的均质压力下，料液通过窄小的均质伐阀而获得很高的速度，这导致了剧烈的湍流，形成的小涡流中产生了较高的料液流速梯度引起压力波动，这会打散许多颗粒，尤其是液滴（见图7-4）。

249 图7-4 乳的均质 均质后产品 均质前原料 均质后产品

250 均质后的脂肪形成细小的球体，新形成的表面膜主要由胶体酪蛋白和乳清蛋白质组成，其中一些酪蛋白胶束存在于层内，而大多数或多或少延伸出来形成胶束断层或次级胶束层。因均质后脂肪球的大部分表面被酪蛋白覆盖（大约90%，在还原乳中占100%），使脂肪球具有象酪蛋白胶束一样的性质。任何使酪蛋白胶束凝聚的反应因素如凝乳、酸化或高温加热都将使均质后脂肪球凝集。

251 2．均质团现象 （1）均质团概念 稀奶油的均质通常引起粘度增加,在显微镜下可以看到在均质的稀奶油中有大量的脂肪球聚集物，含有大约10５个脂肪球而非单一的脂肪球，即所谓均质团（Homogenization Clusters）（图7-5），脂肪絮凝或粘滞化。因为均质团间隙含有液体使稀奶油中颗粒的有效体积增加，因此增加了它的粘度。

252 二段均质后脂肪分布 均质前脂肪分布 一段均质后脂肪分布 图7-5 均质前后乳中脂肪球的变化

253 （2）均质团成因及影响因素 在均质过程中当部分裸露的脂肪球与其它已经覆有酪蛋白胶束的脂肪球相碰时，这种酪蛋白胶束也能够附着在裸露的脂肪球表面。因此两个脂肪球由酪蛋白胶束这个“桥”连接着，从而形成均质团，该团块会很快被随后的湍流旋涡打散。然而，如果蛋白质太少以至于不能完全覆盖在新形成的脂肪表面，部分裸核脂肪球恰好在均质机的阀缝之外会形成均质团，在那动力太小以致不能再次打破。

254 高脂肪含量、低蛋白含量、高均质压力及表面蛋白相对过剩，均质温度低（酪蛋白胶束扩散慢），强烈预热（几乎没有乳清蛋白吸附）等促进了均质团的形成。在实际操作中，当稀奶油含量小于9%时，均质团块不产生；在含有高于18%脂肪的稀奶油通常产生均质团；在脂肪含量9%～18%范围内的，产生的团块主要与均质压力和温度有关。

255 目前生产中采用二段均质机，其中第一段均质压力大（占总均质压力的2/3），形成的湍流强度高是为了打破脂肪球；第二段的压力小（占总均质压力的1/3），形成的湍流强度很小不足以打破脂肪球，因此不能再形成新的团块，但可打破第一段均质形成的均质团块。

256 3．均质效果及测定 经过均质的乳脂肪球变小，其大小受均质压力影响，并有不同分布（图7-6）。

257 图7-6 不同均质条件下脂肪球的分布 脂肪球的含量(%) 均质压力为250bar 均质压力为100bar 未均质 脂肪球的半径(μm)

258 可以通过测定均质指数来检查牛奶的均质效果，把奶样在4℃和6℃的温度下保持48h。然后测定在上层(容量的1／10)和下层(容量的9／10)中的含脂率。上层与下层含脂率的百分比差数，除以上层含脂率数即为均质指数。例如，上层的含脂率为3．3％，下层为3.0％均质指数将为：

259 均质奶的均质指数应在1～10的范围之内。均质后的脂肪球，大部分在1
均质奶的均质指数应在1～10的范围之内。均质后的脂肪球，大部分在1.0 μm以下。均质的效果，也可以用显微镜、离心、静置等方法来检查，通常用显微镜检查比较简便。

260 四、均质对乳其它方面的影响 含有解脂酶的均质乳大大增加了脂肪分解，均质后原料乳在几分钟内就可酸败,这可以解释为解脂酶能够渗透由于均质而形成的膜，但不能渗透天然(乳脂肪球)膜中。因此应避免均质生牛奶，或者把均质后的乳迅速巴氏杀菌以使解脂酶失活。

261 由于在均质机中乳可能被细菌污染，因此常在巴氏杀菌前均质。此外，应避免均质后的乳与原料乳的混合，以防脂肪被分解。另外，均质乳还表现出如下特性：颜色变白、易于形成泡沫、易于脂肪自然氧化、脂肪球失去冷却条件下凝固起来的能力。这是由于均质（在非常低的压力——1MPa就足够了）后凝集素失活而非脂肪球变化引起,。细菌（如乳酸菌等）的凝集素也能失活,但需更高的压力如10MPa。

262 为节约能源和机械有时采用部分均质（生产能力大的均质机非常昂贵而且耗能多），即乳先被分成脱脂乳和稀奶油，稀奶油被均质后再与分离出的乳混合。