第三节 乳的物理性质
六、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 。
? 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)。
? 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 。
? 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。
七、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 。
? 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 。
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B 2、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。
? 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。
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 。
? 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。
? 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,
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
、其他病牛乳病理异常乳─乳房炎乳
微生物污染乳
乳混入异物乳、风味异常
冻结乳、低成分乳
酸度酒精阳性乳高酸度酒精阳性乳、低
化学异常乳
乳、初乳、末乳生理异常乳─营养不良
异常乳
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 。
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。
? 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。
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。
(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:
?
( 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。
( 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。
? 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,
? 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
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。
( 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。
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 。
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。
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 。
(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 。
(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。
(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。
(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。
(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 。
(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 。
(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。
(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。
(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 。
? 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 。
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。
? 第一节 乳中微生物的来源和生长
第六章 乳中微生物及原料乳质
量的控制
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。
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 。
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 。
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 。
? 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。
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。
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:
(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 。
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 。
? 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 。
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。
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℃ 。
? 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。
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 。
( 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。
? 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。
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 。
? 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。
? 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。