第二章乳的物理化学性质作业.docx

食品科学与工程第二章论述题
第二章 乳的物理化学性质（简答题）
1乳的胶体性质有那些？
答：1. 真溶液：乳糖、水溶性盐类、水溶性维生素等呈分子或离子态分散于乳中，形成真溶液。其微粒 ≤1 nm。
2. 高分子溶液：乳白蛋白及乳球蛋白呈大分子态分散于乳中，形成典型的高分子溶液。其微粒直径约为15～50nm
3. 胶体悬浮液：酪蛋白在乳中形成酪蛋白酸钙–磷酸钙复合体胶粒。 胶粒直径约为30～800nm。
4. 乳浊液：乳脂肪以脂肪球的形式分散于乳中，形成乳浊液。直径约为100～10000 nm。
2乳的物理性质有哪些?
（一）乳的光学性质 乳的色泽是由于乳中酪蛋白胶粒及脂肪球对光的不规则反射的结果
（二）乳的热学性质 1. 冰点：牛乳冰点的平均值为﹣0.525～﹣0.565℃，平均为﹣0.542℃。 2. 沸点：在101.33kPa（1个大气压）下约为100.55℃。 3. 比热牛乳的比热一般约为3.89kJ/（kg·℃）
（三）乳的电学性质 1. 电导率 由于乳中含有盐类，因此具有导电性，可以传导电流。正常牛乳的电导率25℃时为0.004～0.005 S 2. 氧化还原电势 一般牛乳的氧化还原电势Eh为 +0.23～+0.25V。乳经过加热，则产生还原性强的硫基化合物，而使Eh降低；铜离子存在可使Eh上升；而微生物污染后随着氧的消耗和产生还原性代谢产物，使Eh降低。
（四）乳的滋味与气味特殊的香味：挥发性脂肪酸及其它挥发性物质。另外：很容易吸收外界的各种气味。稍带甜味：乳糖。稍带咸味：氯离子。
（五）乳的密度与比重 乳的比重（相对密度） 指乳在15℃时的重量与同容积水在15℃时的重量之比。正常乳的比重以15℃为标准，平均为 ＝1.032。 乳的密度系 指乳在20℃时的质量与同容积水在4℃时的质量之比。正常乳的密度平均为＝1.030。我国乳品厂都采用这一标准。
（六）乳的酸度与pH值 新鲜乳的酸度称为固有酸度或自然酸度，这种酸度与贮存过程中因微生物繁殖所产生的酸无关。挤出后的乳在微生物的作用下产生乳酸发酵，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。自然酸度和发酵酸度之和称为总酸度。
（七）乳的粘度与表面张力正常乳的粘度为0.0015～0.002 Pa·s。牛乳表面张力在20℃时为0.04～0.06N/cm（牛顿/厘米）。
3乳中有那些成分简述一下各自的性质。
答：一水分 在乳中约占87%～89%。分为自由水、结合水、膨胀水和结晶水。
二气体 生乳中含有一定量气体 主要：二氧化碳、氧、氮等 细菌繁殖产生如氢气、甲烷等 刚挤出的牛乳含气量较高其中以CO2为最多，氮次之，氧最少 .检测原料乳时，不能用刚挤出的乳检测其密度和酸度。　
三 乳干物质 将乳干燥到恒重时所得到的残余物。 含量：常乳中含量11%～13%。
四乳脂肪 有97%-99%的成分是乳脂肪。约1%的磷脂和少量的甾醇、游离脂肪酸、脂溶性维生素等。是中性脂肪，牛乳中含量平均为3.5%-4.5%。
五 乳糖乳糖——C12H22O11 乳腺分泌的特有的化合物；牛乳中约含4.5%。乳糖有α–乳糖和β–乳糖两种异构体..Øα–乳糖很易与一分子结晶水结合——α–乳糖水合物，所以乳糖实际上共有三种形态。
六乳蛋白质 包括酪蛋白、乳清蛋白及少量脂肪球膜蛋白；乳清蛋白：包括乳白蛋白、乳球蛋白及对热稳定的小分子蛋白和胨。
七乳中的酶类 ①水解酶：包括脂酶、蛋白酶、磷酸酶、淀粉酶、半乳糖酶、溶菌酶等。②氧化还原酶：其中包括过氧化氢酶、过氧化物酶、黄嘌呤氧化酶及醛缩酶等。③还原酶：其中包括还原酶、氧化酶等。
来源：一是来自于乳腺，二是来源于微生物的代谢产物。
八乳中的维生素 牛乳中维生素的热稳定性不同:a热稳定性的维生素：VA 、VD、VB1、VB2、 b) VB12、VB6等对热稳定;d)维生素C及其他维生素热稳定性差。e)在任何一种乳制品加工中，维生素都会遭受一定程度的破坏而损失。
九乳中的无机物和盐类
4乳脂肪的一般特性有哪些？
答：一般特性
1） 乳脂肪具有特殊的香味和柔软的质体，是高档食品的原料。
2） 易受光、空气中的氧、热、金属铜、铁作用而氧化，从而产生脂肪氧化味。
3） 易在解脂酶及微生物作用下而产生水解，使酸度升高。由于含有酪酸（丁酸），故轻度水解也能产生特别的刺激性气味——脂肪分解味。
4） 易吸收周围环境中的其它气味，如饲料味、牛舍味、柴油味及香脂味等等；
5）在5℃以下呈固态，11℃以下呈半固态。
5何为酪蛋白？说一下它的性质
答：将脱脂乳加酸处理，在20℃下调节其pH至4.6时，沉淀的一类蛋白质。
酪蛋白的性质
——以酪蛋白胶束状态而存在；
——再与磷酸钙形成复合体，称作“酪蛋白酸钙-磷酸钙复合体”。
酪蛋白胶束——亚酪蛋白胶束混合构成：直径约10-15nm（1nm=10-9m），
不同的酪蛋白胶束所含有的αs －酪蛋白、β -酪蛋白和κ-酪蛋白也不是均匀一致的。

6酪蛋白的凝固有哪几种？分别描述一下。
答. 1)酪蛋白的酸凝固 牛乳中加酸后pH达5.2时，磷酸钙先行分离，酪蛋白开始沉淀，继续加酸使pH达到4.6时，钙又从酪蛋白钙中分离，游离的酪蛋白完全沉淀。 在酸凝固时，酸只和酪蛋白酸钙磷酸钙作用。所以除了酪蛋白外，对白蛋白、球蛋白都不起作用。
2)酪蛋白的皱胃酶凝固 ①酪蛋白在皱胃酶的作用下，形成副酪蛋白（Para-casein），此过程称为酶性变化;②产生的副酪蛋白在游离钙的存在下，在副酪蛋白分子间形成“钙桥”，使副酪蛋白的微粒发生团聚作用而产生凝胶体。此过程称为非酶变化。
3)酪蛋白的钙凝固
原理：酪蛋白酸钙磷酸钙复合体在乳稳定，其钙和磷呈平衡状态存在。向乳中加入氯化钙时，则能破坏平衡状态，如果再加热，可使酪蛋白发生凝固现象。
7何为乳清蛋白？
答：乳清蛋白 :原料乳中去除酪蛋白之后，留在乳清中的蛋白质。
——约占乳蛋白质的18%-20%。
2、分类：分为对热稳定和对热不稳定两大部分。用电泳法分析又可分离成8种蛋白。
3、特点 :a)属全价蛋白质，富含硫，含硫量为酪蛋白的2.5倍。B)加热时易暴露–SH、–S–S–，易产生 H2S ，形成蒸煮味。C)—不被凝乳酶或酸凝固，被钙凝固；d)初乳中含量高达10%-12%，常乳中仅有0.5%。
8什么是脂肪球膜蛋白?说一下它的特点
答:脂肪球膜蛋白:牛乳中还有一些蛋白质称为脂肪球膜蛋白，它们是吸附于脂肪球表面的蛋白质与磷脂质，构成脂肪球膜；
特点:
1)—1分子磷脂质约与2分子蛋白质结合在一起。
2)—对热较为敏感，含有大量的硫，在 70℃～75℃瞬间加热，则–SH基裸露，产生蒸煮味。
3)—其中的卵磷脂易在细菌性酶的作用下产生鱼腥味（三甲胺）而被破坏。
4)—易受细菌性酶的作用而分解，是奶油风味变坏的原因之一。

9热加工对乳产生什么影响？
答:(一)一般的变化:
1.形成薄膜: 牛乳在40℃以上加热时，表面生成薄膜。随着加热时间的延长和温度的提高，厚度也逐渐增加。
原因：蛋白质在空气与乳液界面形成不可逆的凝固物。
膜的组成：占干物质量70%以上的脂肪和20 % ～25%的蛋白质，且以乳白蛋白占多数。
防止办法：在加热时搅拌或减少从液面蒸发水分。
2.褐变：牛乳长时间的加热则产生褐变（特别是高温处理时）
原因：①一般认为由于具有氨基（NH2–）的化合物和具有羟基的（–C=O）糖之间产生反应形成褐色物质。这种反应称之为美拉德（Mailard）反应。
②由于乳糖经高温加热产生焦糖化也形成褐色物质。
③牛乳中含微量的尿素，也认为是反应的重要原因。
影响因素：褐变反应的程度随温度、酸度及糖的种类而异，温度和酸度越高，棕色化愈严重。糖的还原力愈强（葡萄糖、转化糖），棕色化也愈严重，这一点在生产加糖炼乳和乳粉时关系很大。
防止办法：为添加0.01%左右的L–半胱氨酸，具有一定的效果。
3.蒸煮味：牛乳加热后会产生或轻或重的蒸煮味，蒸煮味的程度随加工处理的程度而异。
原因：由于β–乳球蛋白和脂肪球膜蛋白的热变性而产生巯基（–SH）。甚至产生挥发性的硫化物和硫化氢（H2S）。
（二）各种成分的变化
1.乳清蛋白的变化
牛乳以62～63℃30min杀菌时产生蛋白变性现象。例如以61.7℃30min杀菌处理后，约有9%的白蛋白和5%的球蛋白发生变性。牛乳加热使白蛋白和球蛋白完全变性的条件为80℃60min、90℃30min、 95℃10～15min、100℃10min。
2.酪蛋白的的变化
在低于100℃的温度加热时化学性质不会受影响，140℃时开始变性。100℃长时间加热或在120℃加热时产生褐变。100℃以下的温度加热，虽然没有变化，但对物理性质却有明显影响。
经63℃加热后，加酸生成的凝块比生乳凝固所产生的凝块来的小，而且柔软；
——用皱胃酶凝固时，随加热温度的提高，凝乳时间延长，而且凝块也比较柔软。用100℃处理时尤为显著。
3.乳糖的变化
乳糖在100℃以上的温度长时间加热则产
生乳酸、醋酸、蚁酸等。离子平衡显著变化，
此外也褐变，低于100℃短时间加热时，乳糖
的化学性质基本没有变化。
4.脂肪的变化
——100℃以上的温度加热，脂肪也不起化学变化；
——但是一些球蛋白上浮，促使形成脂肪球间的凝聚体，是脂肪球粘连。
——因此高温加热后，牛乳、稀奶油就不容易分离。但经62～63℃30min加热并立即冷却时，不致产生这种现象。
5.无机成分的变化
——牛乳加热时钙和磷时受影响大。
——在63℃以上的温度加热时，可溶性的钙和磷成为不溶性的磷酸钙[Ca3（PO4）2]而沉淀.
10冷加工对乳产生什么影响？
（一）冷冻对蛋白质的影响
不稳定现象为 :在冻结初期，把牛乳融化后出现脆弱的羽毛状沉淀，其成分为蛋白酸钙。这种沉淀物用机械搅拌或加热易使其分散。
原因 :牛乳中盐类的浓度（胶体钙）、乳糖的结晶、冷冻前牛乳的加热和解冻速度等影响，使酪蛋白胶体从原来的状态变成不溶解状态 。
防止办法:添加六偏磷酸钠（0.2%）或四磷酸钠（和钙有螯合作用的）； 速冻； 添加蔗糖；融化冻结乳时的温度82℃水浴效果最好。
（二）冷冻对脂肪的影响
牛乳冻结时，由于脂肪球膜的结构发生变化，脂肪乳化产生不稳定现象，以致失去乳化能力，并使大小不等的脂肪团块浮于表面。
防止办法： 乳化状态不稳定的方法很多，最好的方法是在冷冻前进行均质处理（60℃，22.54～24.50MPa）。
三）不良风味的出现和细菌的变化
现象： 冷冻保存的牛乳，经常出现氧化味、金属味及鱼腥味。细菌几乎没有
增加，与冻结前乳相近似
原因：由于处理时混入了金属离子，促进不饱和脂肪酸的氧化，产生不饱和的
羟基化合物所致。
防止办法：添加抗氧化剂
11发酵对乳产生什么影响？
1.乳糖转化成乳酸
2.稳定性降低 乳酸的形成使乳清蛋白和酪蛋白复合体因其中的磷酸钙和柠檬酸钙的逐渐溶解而变得越来越不稳定。当体系内的pH达到酪蛋白的等电点时（pH4.6-4.7），酪蛋白胶粒开始聚集沉降，使原料乳变成了半固体状态的凝胶体——酸乳
3.生化反应
4.物理性质的变化 乳酸发酵后pH从6.6降低至4.4，形成软质的凝乳。产生了细菌与酪蛋白微胶粒相连的粘液，赋予搅拌型酸乳粘浆状的质地。
5.感官性质的变化 乳酸发酵后使酸乳呈圆润、粘稠、均一的软质凝乳质地，且具有典型的酸味。这主要是以乙醛产生的风味最为突出。
6.微生物指标的变化 由于保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌的共生作用，酸乳中的活菌数大于107cuf/g，同时还产生乳糖酶（β–半乳糖苷酶）。
12何为异常乳？异常乳分为哪几类？
异常乳分类及分析
概念：当乳牛受到饲养管理、疾病、气温以及其它各种因素的影响时，乳的成分和性质发生了变化，甚至不适于作为乳品加工的原料，不能加工出优质的产品，这种乳称作异常乳。
（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汁，皱胃酶对其几乎不凝固，这种乳不能用于生产干酪。2.初乳 3.末乳
（二）化学异常乳1.酒精阳性乳 概念：即用浓度68%或70%的酒精与等量的乳进行混合，凡产生絮状凝块的乳称为酒精阳性乳。原因：挤乳后鲜乳的贮存温度不适时，酸度会升高而呈酒精试验阳性，其原因主要是乳中的乳酸菌生长繁殖产生乳酸和其它有机酸所致。 2.低酸度酒精阳性乳 有的鲜乳虽然酸度低（16º T以下），但酒精试验也呈阳性，所以称作低酸度酒精阳性乳。 3.低成分乳概念：是指乳的总干不足11%，乳脂率低于2.7%的原料乳。防止办法：选育和改良乳牛品种；合理的饲养管理、清洁卫生条件及合理的榨乳、收纳、贮存，则可以获得成分含量高而优质的原料乳。4.混入杂质乳是指在乳中混入原来不存在的物质的乳。 5. 细菌污染乳
（三）病理异常乳.1.乳房炎乳 特点 : 乳糖含量低，氯含量增加及球蛋白含量升高，酪蛋白含量下降，并且体细胞数量增多，无脂干物质含量较常乳少。
分类 临床性、非临床性、潜在性、慢性、急性、细菌性
判断方法 ① pH ② 乳糖、氯以及其它矿物质 ③ 酪蛋白数 ④ 细胞数
2.其它病牛乳
——口蹄疫、布氏杆菌病等的乳牛所产的乳其质量变化大致与乳房炎乳相类似。
——患酮体过剩、肝机能障碍、繁殖障碍等的乳牛，易分泌低酸度酒精阳性乳。

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