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1、第三篇 乳制品的加工 第九章 乳的化学组成和性质,本章学习目的与要求: 掌握乳的化学成分及含量; 掌握乳化学成分的特点及其与加工的关系。 掌握乳的理化特性及其与制品质量的关系。,2011年乳业重大事件,早在2009年,工信部与发改委就制定了乳制品工业产业政策,鼓励国内乳品企业通过资产重组、兼并收购、强强联合等方式,整合加工资源,提升产业水平。“ 2010年11月4日,国家质监总局发布公告,要求现行所有获得乳制品及婴幼儿配方乳粉生产许可的企业,应在2010年年底前重新申请生产许可证。根据新规定,乳制品生产企业必须配备相应检测设备,对三聚氰胺和食品添加剂等64项指标进行自检。,2011年 3月31
2、日,未能在检查考核中通过,重新获得生产许可证的企业将被停产,依法撤销生产许可证。截至3月31日,全国1176家乳制品企业中,有643家企业通过了生产许可重新审核,107家企业停产整改,426家企业未通过审核。未拿到“准入证”即将退市的比例高达45%,高于专家预测的二到三成。 北京本地35家乳企中27家获得了“准入证”,8家退市,淘汰率为22.8%;河北省39家乳企中35家已经通过审核,仅有4家未通过审核,淘汰率约为11.4%;云南省46家乳企中仅14家取得了生产许可证,淘汰率高达73.9%;内蒙古本土企业中,61家乳企拿到了新的生产许可证。 业内专家表示,此次淘汰的大多数为小企业,市场份额只有
3、5%左右,思考题,1、为什么说乳是具有胶体特性的液体?乳的概念是什么? 2、牛乳固体的含量是多少,乳固体和非脂乳固体的概念。 3、牛乳脂肪的含量是多少,在乳中是怎样稳定分散的? 4、脂肪球膜的结构是怎样的? 5、为什么乳脂肪的不饱和脂肪酸含量极低,却有柔软的组织结构? 6、在哪些条件下,酪蛋白会凝固? 7、乳白蛋白在加工中有何特性? 8、乳糖初溶解度和终溶解度的含义是什么? 9、乳中盐类的平衡对乳加工有何影响? 10、乳中的抑菌素是哪几种成分? 11、初乳有何特性?并分析其可利用性。 12、酒精阳性乳的概念及种类。 13、牛乳、羊乳、马乳、母乳的成分有何差异?,1 乳的概念和化学组成 1.1
4、乳的概念,概念: 乳是从哺乳动物的乳腺中分泌的一种具有胶体特性的生物学液体,是多种成分的混合物,是哺乳动物出生后最适于消化吸收的全价食物。 分类:按来源分为牛乳、马乳、羊乳。按乳的分泌时间分为初乳、常乳和末乳(老乳)。加工上一般按乳的加工性质分为常乳和异常乳。,乳的物理结构:乳的成分十分复杂,含有上百种化学成分。主要包括水分、脂肪、蛋白质、乳糖、盐类以及维生素、酶类、气体等。由于化学组成复杂,因此,其质粒大小各不相同,使乳液的物理结构也十分复杂。乳是一种复杂的分散体系,其中水是分散剂,其他各成分为分散介质,以不同的状态分散在水中。蛋白质以胶体状态分散在水中,脂肪以乳浊状态分散在水中,其他成分以
5、溶液状态溶解在水中。,所谓乳干物质也叫乳固体,即乳中除水分以外,其他所有成分的总和。牛乳干物质含量为1113%。干物质实际上表示乳的营养价值。在乳固体中,乳脂肪的含量变化较大,其他成分变动较小。因此,实际工作中常用无脂干物质(SNF)作为乳成分的指标。所谓无脂干物质也叫非脂乳固体,即乳固体中除乳脂肪外,其他干物质的总和。,乳干物质的测定方法: 乳干物质与乳的密度、含脂率紧密相关。有两种测定方法。一是烘干称重法;二是简易测出乳脂肪和乳比重,然后按经验公式计算。 乳固体的计算: T(总乳固体,%)=0.25L(乳比重计读数)+1.2F(乳脂肪含量,%)+0.14(校正系数) SNF的计算:SNF=
6、TF,1.2 常乳的化学组成及性质 1.2.1乳脂肪(milk fat or butter fat),含量一般为35%,对牛乳的风味起着重要作用。乳脂肪以脂肪球的形式分散于乳中。 乳脂肪球的大小:通常直径为0.110um,其中以0.3um居多。每毫升牛乳中有2040亿个脂肪球。脂肪球在1um以下是稳定的,直径越大越易上浮。加工中常使乳脂肪球细微化。,乳脂肪球的结构:乳脂肪球在显微镜下观察为圆球性或椭圆球形,表面为一层510nm厚的膜所覆盖,称为脂肪球膜。脂肪球膜主要由蛋白质、磷脂、甘油三酯、胆甾醇、维生素A、金属及一些酶类构成,同时还含有盐类和少量结合水(见图9-2) 。脂肪球膜具有保持乳浊液
7、稳定的作用,即使脂肪球上浮分层,也能保持着脂肪球的分散状态。在机械搅拌或化学作用下,脂肪球膜遭受破坏,脂肪才能聚集。奶油的生产需要搅拌,就基于这点。,乳脂肪的化学组成,乳脂肪主要是甘油三酯(9899%),少量的磷脂(0.21.0%)和甾醇(0.250.4%)等组成。 乳中的脂肪酸可分为3类: 第一类水溶性挥发性脂肪酸,如丁酸至癸酸。 第二类非水溶性挥发性脂肪酸,如12碳酸。 第三类非水溶性不挥发性脂肪酸,如14碳以上脂肪酸。,同样脂肪酸的种类受饲养条件的影响。一般夏季放牧期间,不饱和脂肪酸含量高。这影响着奶油加工工艺参数的确定。 乳中还含有21、23的奇数碳原子脂肪酸,和侧链脂肪酸。其中不饱和
8、脂肪酸主要是油酸,占不饱和脂肪酸的70%。,乳脂肪的理化特性,碘值低:30左右,说明不饱和脂肪酸含量低。 皂化率高:218235,说明脂肪酸的平均分子量小,短链多。 水溶性挥发性脂肪酸值(赖克特迈斯尔值):2136,高。 非水溶性挥发性脂肪酸值(波伦斯克值):1.31.5,高。 熔点:2838,低。 凝固点:1525,较高。 这使得乳脂肪具有特殊的柔软性和涂抹性,使在糕点的制作上有很强的装饰性。,1.2.2 乳蛋白质(milk protein),牛乳中乳蛋白含量为3.03.5%,可分为酪蛋白和乳清蛋白两大类,还有少量的脂肪球膜蛋白。此外乳中还含有5%的非蛋白含氮物,主要有氨、游离氨基酸、尿素、
9、尿酸、肌酸、嘌呤及维生素氮。,1.2.2.1 酪蛋白: 概念:在20时,调节脱脂乳的pH值为4.6时沉淀的一类蛋白质称为酪蛋白(casein)。占乳蛋白总量的8082%。酪蛋白有很多组分,主要有s-、k-、-和-酪蛋白。由这些蛋白质构成的酪蛋白呈酸性。,构成酪蛋白组分的特点,s- 酪蛋白含磷多,又称磷蛋白。 -酪蛋白含磷少。含磷多少对皱胃酶的敏感性不同。在制作干酪时,有时发生软凝块或不凝固现象,是含磷蛋白过少的缘故。 k-酪蛋白:是糖蛋白,含有糖巨肽,亲水性很强。他对酪蛋白胶粒的稳定性起重要作用。 -酪蛋白:疏水性很强。,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
10、酪蛋白酸钙-磷酸钙复合体(calcium caseinate-calcium phosphate complex),以微胶粒的形式存在于乳中,其胶粒直径在10300nm之间,以40160nm为多。,酪蛋白酸钙-磷酸钙复合体胶粒的结构大体上呈球形(见图9-3)。,酪蛋白酸钙-磷酸钙复合体胶粒由两种亚胶团组成,疏水性胶团在内部,亲水性胶团在外面。 疏水亚胶团,主要由s- 酪蛋白和-酪蛋白组成,仅含少量的-酪蛋白。 亲水亚胶团,主要由s- -酪蛋白和-酪蛋白组成,仅含少量的-酪蛋白。-酪蛋白表面的伸出链是极性的糖巨肽,具有很强的亲水性。-酪蛋白的极性糖巨肽在外面防止酪蛋白胶粒聚沉。,酪蛋白的化学性质
11、,(1)酸凝固:酪蛋白微胶粒对pH值的变化很敏感。当pH值降低时,酪蛋白微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时,就会形成酪蛋白凝固。干酪素生产就是依据这个原理。其酸凝固过程为: 酪蛋白酸钙Ca3(PO4)2+2HCl酪蛋白+2CaHPO4+CaCl2,(2)酶凝固:酪蛋白在皱胃酶等凝乳酶的作用下,会发生凝固。干酪就是利用这一原理生产的。酪蛋白在皱胃酶的作用下生成副酪蛋白(paracasein protein),后者在钙离子等二价阳离子的存在下生成不溶性的凝块,这种凝块叫做副酪蛋白钙。其凝固过程为: 酪蛋白酸钙+皱胃酶副酪蛋白钙+糖巨肽+皱胃酶,(3)盐类及离子对酪蛋白
12、稳定性的影响:酪蛋白酸钙-磷酸钙复合体胶粒容易在氯化钠和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抵消和胶粒脱水而产生的。 酪蛋白酸钙-磷酸钙复合体胶粒对其体系内二价阳离子含量的变化很敏感。钙或镁离子能与酪蛋白结合,使离子发生凝集作用。由于乳中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,平衡被打破,在加热时酪蛋白凝固。乳在90时加入0.12%0.15%CaCl2即可凝固。 采用钙凝固时,乳蛋白质的利用率最高。比酸凝固法高5%,比皱胃酶凝固法高10%。,(4)酪蛋白与糖的反应:具有还原性羰基的糖与酪蛋白发生美拉德反应,产生芳香味及颜色。这
13、一点有利也有弊。,1.2.2.2 乳清蛋白,概念:是指溶解于乳清中的蛋白质,占乳蛋白的1820%。乳清是指酸分离酪蛋白后剩余的液体。乳清蛋白分热稳定和热不稳定两部分。 (1)热不稳定的乳清蛋白:指调节pH值为4.64.7时,煮沸20min发生沉淀的一类蛋白质。约占乳清蛋白的81%。包括乳白蛋白和乳球蛋白两类。,乳白蛋白:乳清中能溶于饱和盐溶液中的蛋白质。占乳清蛋白的68%。包括-乳白蛋白、-乳球蛋白和血清白蛋白。其中最重要的是-乳白蛋白,在乳中以1.55.0nm直径的微粒分散,对酪蛋白胶体起保护作用。另外此类蛋白不含磷,含丰富的硫。加热暴露巯基,生成二硫键,甚至产生H2S,出现异味,通常称为蒸
14、煮味。加热变性还会引起乳蛋白凝固性下降。 乳清蛋白含有丰富的色氨酸,促进松果体素的合成,是调节睡眠、食欲情绪的重要因子。 富含半胱氨酸和蛋氨酸,这些含硫氨基酸能维持人体内抗氧化剂的水平,防止氧化腐败,提高食品稳定性;并在细胞分裂时尽量稳定DNA;也能刺激人体免疫系统,阻止化学诱发性癌症的发生,同时增加骨骼强度和降低LDL胆固醇水平。 调理肠胃功能,加速营养均衡及吸收;加速伤口的愈合,促使身体的恢复。,-乳球蛋白:乳清中不溶于饱和盐溶液的蛋白质,约占乳清蛋白的13%。有抗体作用,又称为免疫球蛋白。初乳中免疫球蛋白含量高。同样含丰富的硫,加热已引起蒸煮味。,(2)热稳定的乳清蛋白:包括蛋白胨和蛋白
15、眎,约占乳清蛋白的19%。其他还有脂肪球膜蛋白、脂蛋白和酶类。脂肪球膜蛋白被分解,奶油易氧化变味。 1223 非蛋白含氮物:约占总氮的5%。主要包括氨、游离氨基酸、尿素、尿酸、肌酸及嘌呤及维生素氮。这些是活体蛋白质代谢物,从乳腺细胞进入乳中。,1.2.3 乳糖(lactose),牛乳中乳糖含量为4.64.7%。占干物质的3740%,是还原性二糖。乳中几乎无其他糖类。 乳糖有两种异构体,-乳糖、-乳糖。-乳糖易与一分子水结合成-乳糖水合物,所以实际上乳糖可分为3种形式,即-乳糖、-乳糖水合物、-乳糖。最常见的是-乳糖水合物。,-乳糖、-乳糖在水中的溶解度不同,并随温度变化。在水中两者可互相转化,
16、并在一定的温度下呈一定的比例。但是-乳糖的溶解度-乳糖的溶解度。因此,乳糖的最初溶解度并不稳定,而是逐渐增加的,直至-乳糖和-乳糖达到平衡时为止。初溶解度:最初-乳糖溶于水中的溶解度。终溶解度:达到平衡时的溶解度。 乳糖具有还原性:加工中易发生麦拉德反应。 乳糖在酸性条件下会被水解为葡萄糖和半乳糖。但比蔗糖、麦芽糖稳定。,1.2.4 乳中的矿物质和维生素,矿物质:含量为0.351.21%,平均为0.7%。无机物受泌乳期和健康状态的影响。 无机盐对乳的稳定性起着重要作用。尤其是钙镁阳离子和柠檬酸、磷酸之间的平衡,对乳的稳定性具有重要的意义。当乳发生不正常凝固时,是钙镁离子过剩,盐类平衡被打破的缘
17、故。可通过添加磷酸及柠檬酸的钠盐维持稳定性。在生产淡炼乳时常利用这一特性。牛乳中钙多,在婴儿胃中形成的凝乳较硬,不利于消化;牛乳中铁比母乳中少。,乳中的维生素:乳中的维生素较全面,有的来自体内合成,有的来自饲料。来自饲料的维生素主要有维生素E和A,维生素A影响乳的颜色。一年中饲料不同,乳的颜色不同。,1.2.5 乳中的酶类,乳中的酶主要来自于:乳腺分泌、微生物和白血球中。主要是两类酶,即水解酶类和氧化还原酶类。 1.2.5.1 水解酶类: 脂酶:乳中本身含两种脂酶。一是附在脂肪球膜中的膜脂酶,在末乳和病乳中常见;二是乳浆脂酶,与酪蛋白相结合,存在于脱脂乳中。此外还有来自于微生物的脂酶。 脂酶的
18、作用是水解油脂,产生游离的脂肪酸,使乳产生酸败味。均质会增加脂酶作用的机会。脂酶钝化温度为80。奶油生产中采用8085的高温处理。,磷酸酶:酸性磷脂酶存在于乳清中,碱性磷脂酶存在于脂肪球膜处。碱性磷脂酶的灭活条件正好吻合于巴氏杀菌条件即63,30min;7175,1530S。可以此检测巴氏杀菌的程度。 蛋白酶:来自于乳中的微生物或污染微生物。分解蛋白质成为蛋白胨、多肽和氨基酸。乳酸菌蛋白酶在干酪加工中起重要作用 。,1.2.5.2 氧化还原酶类: 过氧化氢酶:乳中白细胞成分,初乳和病牛乳(如乳房炎)多。是判断异常乳的指标。 过氧化物酶:是乳中白细胞成分,具有抗氧化和抗菌作用,被称为乳抑菌素(l
19、actenin)。钝化温度为76,20min;7778,5min;85,10s。可判断牛乳是否经过热处理或热处理程度。 还原酶:由污染微生物代谢产生。能将甲基蓝还原为无色。用此判断乳的污染程度。,1.2.6 其它,1.2.6.1 有机酸:主要是柠檬酸。含量为0.070.40%,平均为0.18%,以盐的状态存在。对乳的稳定性起重要作用;是乳制品芳香成分丁二酮的前体。 1.2.6.2 气体:主要有O2、CO2、N2,占鲜乳的57%。其中CO2最多,O2最少。在贮藏加工中会再次平衡。乳中的气体对乳的比重和酸度有影响。 1.2.6.3 细胞成分:主要是白细胞、上皮细胞和红细胞等,能显示健康状况。一般正
20、常乳中细胞数不超过50万/ml。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。,2、常乳的物理性质,2.1色泽:正常新鲜乳呈乳白色或淡黄色。白色是乳中蛋白质和脂肪微粒对光的不规则反射产生,越细越白。黄色是由脂溶性的胡萝卜素和叶黄素及水溶性的核黄素引起。由于饲养原因,周年乳的色泽不一致,通常在加工中需要调整。胭脂树橙。 2.2滋味与气味:微甜酸苦咸的综合滋味。甜-乳糖,酸-柠檬酸、磷酸,苦-钙镁离子,咸-氯离子。乳房炎乳明显咸。其他异味:牛粪味、饲料味、金属味、焦糖味。,2.3酸度:刚挤出的新鲜乳的酸度为0.150.18%(1618 T ),其酸度来源于乳中的蛋白质、柠檬酸、磷
21、酸盐及CO2,它们所形成的酸度称为自然酸度或固有酸度。乳在微生物的作用下,乳糖发酵产生乳酸,导致乳的酸度逐渐升高。由发酵而升高的这部分酸度,称为发酵酸度。总酸度是发酵酸度和自然酸度的总和。乳品工业中采用碱滴定法测定的酸度是总酸度。,总酸度的表示方法有:吉尔涅尔度和乳酸含量法。 吉尔涅尔度(T):指中和100ml牛乳所需0.1mol/L氢氧化钠的毫升数。测定时取10mL牛乳,用20mL蒸馏水稀释,加入0.5%的酚酞0.5mL,以0.1mol/L氢氧化钠滴定,将所消耗氢氧化钠的数乘以10,即为乳的度数(T)。新鲜乳的吉尔涅尔度为1618 T。 乳酸度(%):按上述方法测定后,用下列公式计算。乳酸=
22、(0.1mol/L氢氧化钠毫升数0.009/供试牛乳的质量,g)100% 乳的pH值:正常新鲜乳的pH值为6.56.7。酸败乳或初乳的pH在6.4以下,乳房炎乳在6.8以上。pH表示游离的H+浓度,滴定酸度表示总酸含量。乳的酸度越高,热稳定性越差。,2.4 乳的比重和密度,乳的比重:乳在15时的质量与同温度下同体积水的质量之比。正常牛乳的比重为1.0301.032。 乳的密度:指乳在20时的质量与同体积4水的质量之比。正常牛乳的密度为1.0281.030。在同一温度下,乳密度比乳比重小0.002。乳的比重和密度受温度、脂肪含量、非脂乳固体、挤出时间和掺假的影响。 温度的影响:在1030范围内,
23、温度每升高或降低1,实测值减少或增加0.002。因此注意对数值的校正。,乳脂肪的影响:脂肪的比重较低,约为0.9250,脂肪含量越高,比重越低。非脂乳固体的比重较大,约为1.6150,故非脂乳固体高,比重大。 挤出时间的影响:乳的相对密度在挤乳后1h内最低。这主要是气体的逸散、蛋白质的水合作用及脂肪的凝固使容积发生变化的结果。 掺假的影响:掺水乳的比重下降。掺水10%,乳的比重下降0.003,可据词判断掺水与否。掺其它固形物,则比重增加。,2.5 热学性质,乳的冰点:牛乳的冰点一般为-0.525-0.565,平均为-0.540。乳糖和盐类是导致冰点下降的原因。掺水使冰点升高,可根据冰点变化,推
24、算掺水量。即X= (T-T1)/T 100% T1:被检乳的冰点。T:正常乳的冰点。 酸败乳的冰点下降,因此测定乳的冰点时要求乳的酸度在20T以内。 沸点:在101.33kPa下为100.55。沸点受固形物含量的影响。浓缩后沸点上升。据此可以推测浓缩程度。 比热:牛乳的比热为其所含各成分比热的总和。牛乳的比热约为3.89KJ/(kg.k),2.6 黏度与表面张力,牛乳是牛顿流体。正常乳黏度为0.00150.002Pa.s。牛乳的黏度受温度、含脂率、乳固体和均质的影响。 黏度在加工方面有重要意义。炼乳生产时适宜的黏度可防止糖沉和乳脂分离。生产乳粉时,黏度过高,防碍雾化。 牛乳的表面张力在20时为
25、0.040.06N/M。表面张力与泡沫形成有关。表面张力越低越易形成泡沫。加工中,有时希望有浓厚的泡沫,有时需要阻止泡沫。但由于表面张力测定的稳定性不够,因此很少应用。,2.7 电学性质,导电率:牛乳中的电解质含量越高,导电率越高。因此Na+、Cl-多,导电率高。导电率是测定乳房炎乳的快速鉴定法。乳浓缩时,导电率随CO2消失和磷酸钙沉淀而降低。干物质含量在3640%时导电率最高,此后下降,可以此监测乳的浓缩程度。 氧化还原电位:乳中具有很多氧化还原物质。酶类,溶解氧和微生物代谢产物,影响着氧化还原电位。如:微生物污染,消耗氧并产生还原性代谢产物,使氧化还原电位降低;当与甲基蓝、刃天青等氧化还原
26、指示剂共存时可使其退色,以此可检测微生物污染情况。,2.8 折射率,乳中有溶质存在,其折射率比水大。掺水折射率下降,可以此判断牛乳是否掺水。 折射率的测定:由脱脂乳测得较准确。折射率为1.3441.348。,3 异常乳的化学组成特点及特性,异常乳的概念:指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,成分和性质会发生变化的乳。 分类:见表9-3。,3.1 异常乳产生的原因和性质,1.3.1.1 生理异常乳:指动物在正常生理条件下分泌的成分和性质异常的乳,如初乳、末乳和营养不良乳等。 营养不良乳:对皱胃酶几乎不凝固,不能制造干酪。 末乳:干奶前两周所产的乳。其特点:除脂肪外均较常乳高。
27、含脂酶多,有油脂氧化味,pH值7.0,细菌数高达250万cfu/ml,氯离子含量为0.16%。 初乳:产犊后一周内分泌的乳。呈黄色、有异味、味苦、黏度大。,初乳的营养特点:脂肪、蛋白质,特别是乳清蛋白含量高。而且矿物质含量也很高。具有多种功能成分。牛初乳总固形物含量为14.4%,蛋白质5.0%,脂肪4.3%,灰分0.9%,铁含量是正常乳的35倍,铜含量为正常乳的6倍。 初乳的加工特性:pH值较低,乳清蛋白含量高,极易热变性,不适宜采用传统的方法加工。,牛初乳的功能性成分,免疫球蛋白:人乳中以IgA为主,牛乳中以IgG为主。免疫球蛋白的生物学功能是:活化补体、溶解细胞、中和细菌毒素及通过凝集反应
28、防止微生物对细胞的侵蚀。 乳铁蛋白:可与结合Fe3+和Cu2+,促进铁的吸收。此外还有抑菌和免疫激活的作用,也是双歧杆菌和肠道上皮细胞的增殖因子。 乳中的过氧化物酶:具有协同抑菌作用。 乳中刺激生长的因子:如血小板衍生生长因子、胰岛素样生长因子、转移生长因子等。与生长代谢和营养吸收密切相关。,3. 2 化学异常乳,概念:指化学成分或性质发生改变的乳。主要有酒精阳性乳和异物污染乳。 酒精阳性乳:用68%或70%的酒精与乳等量混合,若产生絮状凝块的乳称为酒精阳性乳。其特点是加工时耐热性差。有三种情况。 (1)高酸度酒精阳性乳:酸度在20以上时的乳酒精试验为阳性。卫生差,由微生物繁殖引起。 (2)低
29、酸度酒精阳性乳:酸度在16T以下,酒精试验阳性。 (3)冻结乳:贮运时因温度的影响而发生冻结,酪蛋白变性,酸度升高,酒精试验阳性。,低成分乳:乳的成分明显低于常乳,由遗传和饲养管理引起。 混入异物乳:如防腐剂、抗生素、掺假。 风味异常乳:饲料味、脂肪分解味、吸收异味。,3.3 微生物污染乳:微生物引起凝固、碱化、胨化、腐败等现象。 1.3.1.4 病理异常乳:乳房炎乳及其他病牛乳。 乳房炎乳:其特点无脂干物质含量减少,乳糖含量降低,氯含量升高,球蛋白含量升高,细胞数多,酪蛋白含量下降。原因为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。 其他病牛乳:主要由患口蹄疫、布氏杆菌病等乳牛所产
30、的乳。,4、几种乳成分比较和营养分析,5、怎样合理食用乳品,*异常乳的检查 异常乳是指向乳中加入某些物质,以改变乳的性质的掺假乳,以及乳房炎乳(不包括生理异常乳),如 (1)添加碱性物质以降低酸度; (2)为便于贮存而添加防腐剂或抗生素; (3)为增加重量而掺水、掺淀粉或豆浆等。对此必须进行严格检查和卫生监督。,原料异常乳的检验,*掺碱检验,为掩盖牛乳酸败,中和乳中酸度,防止牛乳因变酸发生沉淀,在牛乳中掺入少量Na2CO3或NaHCO3,掺碱后的牛乳不仅滋味不好,而且易于细菌的繁殖生长,对人体健康有害。,1、原理 溴麝香草酚兰法是用它做指示剂(简称BTB),在pH=6.0-7.6的溶液中颜色由
31、黄-兰发生变化,如果乳中掺碱后,氢离子浓度发生变化,因此引起溴麝香草酚兰显示出与正常牛乳不同的颜色变化。,2、试剂,仪器 5mL吸管2只,试管(10mL)2只,试管架4个,滴管1个,0.04%溴麝香草酚兰酒精溶液(0.04g溴麝香草酚兰),吸耳球。 3、操作方法 取被检乳样5mL注入试管中,然后用滴管吸取0.04%溴麝香草酚兰酒精溶液,小心地沿管壁滴加5滴,使两液面轻轻地相互接触,切勿使两溶液混合,放置在试管架上,静置3min,根据接触面出现的色环特征进行判定,同时以正常乳作对照。,4、判定标准 注:本法能检出所掺“中和剂”为Na2CO3、NaHCO3、石灰水Ca(OH)2、氨水NH4-H2O
32、、洗衣粉、NaOH、KOH等一切碱性物质。,*牛乳中掺5种常见碱性物质的鉴别,用BTB法可检出中和剂Na2CO3、NaHCO3、石灰水Ca(OH)2、氨水NH4-H2O、碱性洗衣粉。 一、试纸和试剂 1、BTB试纸:0.04gBTB溶在100mL70%乙醇中,将新华牌定性滤纸裁成5*5cm大小,并浸入上述液中,浸透后,取出晾干,密闭保存,长期有效,(正常乳,试纸不变色,掺碱乳试纸色由黄-黄绿-兰,且随掺碱量的增加,兰色越变越深。),2、1%酚酞乙醇溶液; 3、10%NaOH溶液; 4、0.20%玫瑰红酸纳(Na2C6O6),0.2g+100mL蒸馏水; 5、亚甲兰试剂:0.1g亚甲兰+100m
33、L蒸馏水,溶解后+浓H2SO4 1.7mL+250mL蒸馏水,贮于棕色瓶中,可长期使用(较稳定); 6、氯仿(CHCL3) 7、纳氏试剂:HgCL 5g,KI 12.5g,KOH 15g溶解在100mL蒸馏水中,放置23天,试剂澄清后取其上清液。,二、鉴别方法 1、用BTB试纸浸入乳样中,试纸变兰,说明牛乳掺碱; 2、取被检乳样2mL于小试管中,加1滴1%酚酞试剂,溶液如无色,说明所掺碱为NaCO3; 3、钙反应:取乳样2mL,加10%NaOH溶液1滴,0.2%Na2C6O6 25滴,振荡,如溶液呈紫红色,说明所掺碱为Ca(OH)2熟石灰,原理: Ca+ + C6O6- = CaC6O6紫红色
34、,4、洗衣粉检验:氯仿(CHCL3)层呈兰色,说明所掺碱为洗衣粉,原理:洗衣粉中的十二烷基苯磺酸钠和亚甲兰反应生成兰色化合物,易溶于CHCL3中,当用CHCL3萃取时,因兰色化合物进入氯仿层,而使之显兰色。 掺洗衣粉的作用:洗衣粉能阻止酒精对酪蛋白的凝固作用。掺50100mg/100mL洗衣粉,68度酒精不能使乳凝固。因十二烷基苯磺酸钠是一种阴离子表面活性剂,阻止酒精对酪蛋白的脱水作用。,5、氨水实验:取被检乳样2mL于小试管中,倾斜试管,沿管壁加入纳氏试剂510滴,1.5min之内观察接触面的色变,如呈棕黄色,则为氨水,原理:K2HgI4的NaOH溶液为纳氏试剂,NH2 + 2HgI4- +
35、 OH- = (I-Hg)2NH2I红棕色 + 5I- + H2O 6、如被检乳可使BTB试纸变兰,但又检不出NaHCO3、Ca(OH)、洗衣粉和氨水,而酚酞反应呈阳性,则掺碱物为Na2CO3。,三、综合判定,四、感官检验 不新鲜的牛乳酸度高,为掩盖牛乳酸败,来降低牛乳酸度,常加入Na2CO3等碱性物质,这些碱性物质使牛乳稠度变稀,用手搅拌时有润滑样的感觉,口感有碱的涩味。 参考书牛乳掺假检验技术与乳质标准史学增,等。,*掺异物的检验 *掺淀粉米汁的检验,1、原理:米汁中的淀粉遇碘,呈兰色; 2、试剂与仪器:20%醋酸溶液,0.01N碘溶液,5mL吸管1只,吸耳球,15*150mm试管1只,0
36、.51mL吸管1只,滤纸,烧杯,滴管2只,玻片2片。 3、操作步骤:取样品5mL注入15*150mm试管中,加入20%HAc0.5mL,使蛋白质凝固,过滤、收集滤液,取1滴滤液于玻片上,另取1滴碘液于检液旁,使两液面相互接触,在白色背景上观察两液交界处颜色变化。,一、试剂法 1、原理:淀粉由许多-D-(G)葡萄糖通过糖苷键结合成的多糖(C6H10O5)n,它是由约占20%的直链淀粉和约占80%的支链淀粉组成的,直链淀粉是可溶性淀粉,溶于热水中,其分子以螺旋状形式存在,遇I2时碘分子进入螺旋状的淀粉分子的中间孔道内形成兰色的包接化合物,产生的兰色在加热时褪去。,2、试剂:I2、KI I2:2%碘
37、水液的配制:用蒸馏水溶解KI 4g,加少量的水溶解后移入100mL容量瓶中,稀释至刻度,其2%I2液效果最好,显示色不深不浅。 3、检验方法: (1)加热法:取乳样2mL于试管中,酒精灯上加热煮沸,冷却后加2%I2水2滴,观色变。(2)不加热法:取乳样2mL于试管中,加2滴2%I2液振荡,静置,观色变。 4、判定标准:正常乳,乳样黄色;掺淀粉乳,乳样呈兰色。,试剂法测牛乳掺淀粉的结果,二、试纸法 1、原理:同上; 2、试剂:参见下; 3、试纸的制备: (1)1.5%I2液:1.5gI2 + 4.5gKI - 溶于100mL蒸馏水 (2)取1.5%I2液于玻皿中,将新华滤纸浸入I2液中,使其浸泡
38、均匀,取出晾干,裁成小块,装入避光瓶中密闭备用。,4、检验方法: (1)取制好的试纸浸入乳样中,立即观察色变; (2)取2mL乳样于试管中,酒精灯加热煮沸,冷却后用试纸浸入,立即取出观色变。 5、判定标准:正常乳,试纸不变色;掺淀粉乳,试纸变兰色。 6、最低检出量:加热法最低限量0.05%,不加热法最低限量0.5%;,试纸法测牛乳中淀粉掺量的结果,7、注意事项: (1)试纸晾干后应及时避光密闭,空气中会失效; (2)加热试验时,一定要冷却后,再用试纸试验。 (3)若试纸为白色,则失效。,8、检验分析: (1)加热效果好,最低检出量0.05%,如条件允许采用试纸法时,最好加热; (2)无论用试剂
39、法还是试纸法,加热效果好,现象明显,是因为加热后淀粉充分溶解,使I2与之反应充分; (3)试纸法比试剂法简便快速,灵敏、携带方便。,9、小结: (1)本测定适用于乳中掺有少量米汁或掺少量淀粉类物质时的检查,如掺大量淀粉物质时,样品可以不经过蛋白质凝固、过滤手续而直接用碘液检查; (2)掺入米汁或淀粉类物质,颜色反应为兰色;掺入糊精类物质(如-环状糊精)色为红紫色。,*掺豆浆的检验,1、原理:豆浆中含有皂角素,与NaOH(或KOH)作用生成一种黄色化合物; 2、试剂及仪器:25%NaOH(或KOH)溶液,(1:1乙醇乙醚混合液),2mL吸管,10mL试管,3mL吸管,5mL吸管,吸耳球; 3、操
40、作步骤:取样品2mL于试管中,加入乙醇乙醚混合液3mL,然后再加入25% NaOH5mL,混合均匀,放置510min,观察色变,同时按上述方法作阳性和阴性对照试验:正常乳,不变色(乳白);掺豆浆乳,微黄色;最低检出10%,*掺蔗糖的检验,鲜乳掺水后比重偏低,掺入蔗糖可以提高牛乳的比重,也可矫味,同时隐蔽掺水之假。 1、原理:蔗糖与间苯二酚作用生成一种红色化合物。(蔗糖在酸性环境中加热时,分解成G(葡萄糖)和果糖,果糖脱水成为羟甲基糖醛,能与间苯二酚反应生成具红色的化合物-氧杂蒽。)蔗糖与钼酸铵生成一种兰色化合物,根据以上颜色反应可以确定蔗糖的存在。 而乳糖水解生成葡萄糖和半乳糖,不会生成果糖。
41、,2、试剂: (1)10%间苯二酚酒精溶液; (2)1:2盐酸溶液(1V盐酸(市售浓度)兑2V水); (3)1:10稀盐酸溶液;,3、操作步骤: 方法(1):取样品1mL注入试管中,加入2D10%间苯二酚酒精溶液和3mL(1:2)稀盐酸溶液,摇匀,置沸水浴中1min,观察颜色反应,如显红色即有蔗糖存在; 方法(2):取样品约10mL,注入试管中,加入0.5克固体钼酸,然后加入10mL(1:10)稀盐酸置8085摄氏度水浴中,加热5min,观察颜色变化,如显灰兰色,即有蔗糖存在。 4、注意事项: 方法(1)可以检出蔗糖0.2%;,*掺尿素的检验,尿素,又名脲,学名碳酰胺CO(NH2)2,无色晶体
42、,水中呈中性。 1、仪器药品:5mL、1mL吸管各2支,试管2支,1%硝酸钠溶液,浓硫酸(1.801.84),格里斯试剂(89克酒石酸、10克对氨基苯磺酸和1克-萘胺三种试剂,在乳钵中研成细末,贮存在茶色瓶中备用),2、操作方法:取乳样3mL注入试管中,向试管中加入1%硝酸钠1mL及浓硫酸1mL,摇匀后再加入少量(0.5克)格里斯试剂粉混合后,观察颜色变化。如有尿素存在,则颜色不变,(因尿素与亚硝酸盐作用,在酸性溶液中生成CO2、N2和H2O);无尿素则亚硝酸盐与对氨基苯磺酸重氮化后再与-萘胺作用形成偶氮化合物,呈紫红色。 2NO2- + CO(NH2)2 + 2H+ = CO2 + 2N2
43、+ 3H2O,3、注意事项: (1)吸取乳样不得少于2.5mL; (2)1%NaNO2加入量要准确,过量则造成相反结果; 4、判定标准: (1)正常乳,紫色; (2)掺尿素乳,黄色; 5、最低检出:=0.01%;,*掺防腐剂的检验,防腐剂是一类能抑制乳及其制品中微生物生长和繁殖的化学物质,大多数有毒性:掺H2O2、重铬酸盐能破坏Vc;硼酸及其盐类杀菌力较弱,用量较大,易中毒,长期食用损伤肾脏,影响食欲和消化;水杨酸及其钠盐使机体中毒后会食欲不振,呕吐,便秘,也伤肾脏。防腐剂使用的类型分无机化学(硼酸,硼砂,H2O2,铬酸钾,重铬酸钾)和有机化学(苯甲酸,苯甲酸钠,甲醛,苯酚,水杨酸,水杨酸钠)
44、。,一、掺H2O2 的检验,牛乳中加入H2O2 经一段时间分解成水和氧,因此,加量不多或历时较长时不易检出,牛乳中加H2O2 只有为时不久时才可以检出。 1、碘化钾淀粉试剂法: (1)原理: H2O2在H2SO4作用下,使KI氧化析出I2,I2与淀粉作用产生兰色包接物。 H2O2 + 2KI H2SO4 2KOH + I2,(2)试剂:1:1稀H2SO4液,KI淀粉液(取淀粉3克,用温水510mL,混合均匀呈乳状;不停搅拌徐徐加入沸水100mL,冷却后再加入5mL KI液(KI 3g溶于蒸馏水5mL),本试剂不能长期保存,现用现配。) (3)检验方法:取乳样2mL于试管中,加5滴KI淀粉液混合
45、均匀,再加入稀硫酸3滴,摇匀观察颜色变化; (4)结果判定:乳中若有H2O2,则呈浅兰色或兰色;如经10min后尚无兰色出现,则可认为牛乳中无H2O2;,2、碘化钾淀粉试纸法: (1)试纸制备: (A)称取15克淀粉+5克KI混合,溶于500mL沸水中; (B)将剪成5*5cm的新华定性滤纸浸入上述溶液中,湿润后,取出晾至半干,在烘箱中6070摄氏度,鼓风烘干,试纸呈白色; (C)烘干后的试纸密闭于棕色瓶中保存;,(2)注意事项: (A)试纸晾至半干后必须在6070摄氏度烘箱中烘干,不能让其自然干燥,因自然干燥时间长,KI易在干燥中被空气中的氧气氧化、光线分解成为I2单质和K单质,而使试纸失效
46、;(B)试纸必须密闭于干燥的棕色瓶中; (C)试纸变兰或浅兰,则失效;,(3)检验方法:试纸浸入被检液中,沾取奶液,立即取出观色; (4)结果判定:判定时间2min: 正常乳,试纸不变色(白); 掺H2O2乳,试纸由白色变浅兰色或兰色,掺H2O2越多越兰; (5)最低检出量:以3%H2O2计为0.25%;,二、掺重铬酸钾,铬酸钾的检验,1、硝酸银法: (1)原理:重铬酸钾或铬酸钾与硝酸银发生反应生成重铬酸银或铬酸银沉淀并分别呈红黄色和深红色; K2Cr2O7 + 2AgNO3 = Ag2Cr2O7红黄 + 2KNO3 K2Cr2O4 + 2AgNO3 = Ag2Cr2O4深红 + 2KNO3,
47、(2)试剂:2%AgNO3,2mL吸管2支,试管2支; (3)检验方法:取乳样2mL,加入等量的2%AgNO3,振荡观色变; (4)结果判定:出现红黄色或深红色,则表明牛乳中分别有K2Cr2O7或K2Cr2O4;,2、苯胺试剂法: (1)检验方法:取乳样5mL与试管中加入2mL苯胺水溶液,沿管壁小心地加入2mL比重为1.811.82的化学纯H2SO4,加入时切勿使液体混合,经2min后观其接触面; (2)结果判定:带紫色的或明显淡兰色环带为阳性,如果1000mL牛乳中含0.10.5克K2Cr2O7时产生绿色环带,并逐渐变为淡兰色;如含有0.0250.01时,则经过58min后呈鲜明的紫红色环带
48、;,3、硝酸银试纸法: (1)原理:同1法; (2)试剂:10%AgNO3(10克AgNO3 + 100mL H2O) (3)试纸制备:将5*5cm的新华定性滤纸浸入10%的AgNO3液润湿,取出,阴干,裁成条密闭于棕色瓶中; (4)检验方法:取1滴乳液滴在AgNO3试纸上,观色变; (5)结果判定:正常乳,试纸白色;异常乳,试纸呈黄或红色;,三、掺甲醛的检验,1、FeCL3法: (1)原理:在HCL作用下,甲醛与FeCL3反应成紫色物质; (2)试剂:FeCL3盐酸液(30毫克FeCL3溶于比重为1.12的100mL盐酸中) (3)检验方法:取乳样2mL于试管中加入0.5mL FeCL3盐酸
49、液,并在沸水浴中加热1min,此时牛奶凝固,若有甲醛存在,便呈紫色; (4)最低检出量:=0.0025%甲醛(福尔马林) (5)此法是否也可用于假酒含工业酒精中的剧毒甲醇的检验?否!,2、溴化钾晶粒法: (1)仪器药品:5mL、1mL吸管各一支,试管一支,溴化钾(KBr)小晶粒,硫酸液1mL水稀释至5mL; (2)检验方法:取3mL稀释硫酸注入试管中,加入KBr小晶粒1粒,摇匀后,立即从试管壁上徐徐注入1mL被检乳,静置于试管架上,观察接触面上的环变化,如有甲醛则很快出现紫色环,否则为橙黄色;,(3)原理:牛乳中加入甲醛,加入到含有氧化剂(Br2)的浓H2SO4上时,在色氨酸存在下而呈紫色反应,KBr遇H2SO4放出溴(Br2)作为氧化剂,如Br2大量逸出生成HBr时,则易使溶液混合,色分布与全管,顶部呈红紫色,中间深红,底部为深紫色。,思考题答案,1、为什么说乳是具有胶体特性的液体?乳的概念是什么?,概念
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