秦基伟的父亲:脱脂牛奶的物性参数

、奶的人体感官指标

1、色泽和质地：正常牛奶呈不透明的乳白色或微淡黄色，质地为均匀的胶态流体，无沉淀、无凝块、无杂质、无异物。

2、气味和滋味：具有令人愉快的新鲜牛奶固有的香味和纯净的甜味（来源于乳糖），略带微咸味；由氯离子（含量仅0.06－0.12%）引起的咸味常被香味所掩盖。正常牛奶有时能稍微品出一些苦味，这与其中含有的某些氨基酸、肽及解脂酶有关；但不允许有浓重的苦味。

3、其他：脱脂透明度较高，会稍微带些蓝色；牛奶中的维生素B2会使乳清呈荧光性绿色。牛奶经加热香味更浓郁，但若热处理过度会产生“煮沸味”、焦糖味；牛奶很容易吸收外界各种气味，处置不当有时能闻出牛粪味、饲料味、葱蒜味、芹菜味、鱼腥味、霉味、涩味或臭味等，当避免之。

4、香味牛奶：最近，日本某草地试验场发现了几种香草，用少量香草喂泌乳牛，其所产牛奶具有香草特殊的香味和甘味，比普通牛奶好喝，成为市场的新宠。这种香味牛奶及其制法，还申请了专利，并进行推广。

二、牛奶的物理性质

1、比重：根据其中所含的成分多少，20℃时牛奶的比重为1.028－1.034。

2、冰点：牛奶的冰点通常为-0.54℃奶中的乳糖和无机盐含量越高，冰点越低，反则反之。乳中掺水，常用的比较准确而经典的方法就是测得其冰点增高来检出。牛奶中掺水1％，冰点可升高0.0054℃，牛奶中掺入定粉、豆浆、CMC等使其冰点上升，掺入电解质尿素等可溶性有机物，则使其冰点下降。

3、酸度：是反映牛奶新鲜度的热稳定性的一项重要指标。正常牛奶的pH值为6.5－6.7，乳腺炎乳低酸度奶在6.7以上，酸败奶及初乳在6.5以下。

(1)牛奶酸度的表示方法：

吉尔涅尔度（Thomet degrees）（0T）：即以酚本为指示剂，滴定中和100ml牛奶所消耗的。正常牛奶的酸度为12－180T；

乳酸百分率

0.1NnaOH溶液的毫升数

乳酸（％）＝——————————————————×100

被测牛奶的重量（克）

一般新鲜牛奶的乳酸百分率为0.11－0.17％。

(2)牛奶酸度的来源：

自然酸度：牛奶刚被挤出时所具有的酸度称之；其中来自蛋白质的约为3－50T，来CO2的约1－20T，来自磷酸盐及柠檬酸盐的占10－120T；

发酵酸度：牛奶挤出后存放过程中，微生物作用，使乳糖分解为乳酸，人而酸度升高称之。

这两种酸度之和称总酸度，即通常所表示的酸度。

4、牛奶的其它物理性质：沸点100.17℃，比热0.938千卡／Kg℃，粘度1.1－2.5厘泊，还有表面张力，折射率和电导率等，均有一定的参数范围，反映其正常状态。

三、牛奶的化学成分及化学结构

1、概述：牛奶的主要成分为水、脂肪、蛋白质、乳糖和矿物质，其微量成分为维生素、酶类、奁脂、色素、激素及生长因子、有机酸、气体和体细胞等。60年代确定牛奶中的化学成分约250种；现代科研揭示，牛奶是由约3000种化合物构成的混合物。

牛奶中除去水分和气体所剩余的物质称为乳干物质或乳总固形物，非脂乳固形物（SNF）是指除脂肪以外的固形物含量。

牛奶是一种组成复杂、结构有序、具有胶体溶液特征的生物营养溶液。

2、牛奶的主要成分

牛奶中各主要成分的含量因牛种和品种（遗传因素）、年龄和胎次、泌乳阶段和季节、饲养管理条件、产奶水平和挤奶技术，以及奶牛的个体特征和健康善等有相当的差别。近期上海地区牛奶的成分含量见表1。

表1 牛奶的主要化学成分含量（％）

平均值
变化幅度

水
88.3
8.5.－89.5

总固形物
11.7
10.5－14.5

脂肪
3.3
2.5－5.2

蛋白质
3.0
2.6－4.0

乳糖
4.6
3．6－5.5

矿物质
0.8
0.6－0.9

乳脂肪是牛奶及乳制品中最重要的成分之一。化含热能高，又含有一定数量的必需脂肪酸，且是维生素A、D、E、K的载体；与乳制品的组织结构、状态和风味有密切关系。

乳蛋白质含量是牛奶最重要的质量指标之一；对于制造干酷和酸奶等乳制品的原料奶尤其重要；国家规定，只有蛋白质含量≥1％的饮品才允许称为含乳饮料。乳蛋白质可分为酪蛋白、白蛋白、球蛋白、球蛋白和脂球膜蛋白等，酶类的化学本质亦是。牛奶中的酶有来母牛乳腺组织、血浆及白细胞的，称为原生酶；有来自微生物代谢产物的，称为细菌酶。有几种酶被用来控制和检验牛奶质量；最重要的有过氧化氢酶、酌酸酶和解脂酶等。牛奶中的酶对牛奶加工和乳品保存等方面都有影响。

乳糖仅存在于哺乳动物的乳中。1g乳糖在机体内释放热能16.7KJ，乳糖约占牛奶总热量的25－30％。它还有促进Ca、P等吸收，以及参与机体组成和细胞活动等功能。据报道，85－92％成年黄种人肠乳糖酶活性甚低，食用含多量乳糖的牛奶后，会出现腹胀、、胙疼甚至腹泻等现象，称为乳糖不耐受症（Lactose intolerance）。科技人员已研制出低乳糖牛奶和发酵乳制品等产品来满足这部分人享用牛奶。

牛奶中含有多种维生素，如维生素A、D、E、K、B1、B2，烟酸，维生素B6、B12，泛酸、叶酸、生物素和维生素C等。牛奶中含量超过0.01%的矿物元素称常量元素或宏量元素，如钠（Na）捈兀↘）、氯（CL）、钙（Ca）、磷（P）、镁（Mg）、硫（S）等；微量元素有铁（Fe）、铜（Cu）、锌（Zn）、锰（Mn）、硒（Se）、钴（Co）、铬（Cr）、钼（Mo）、碘（I）、氟（F）、镍（Ni）、钒（V）、硅（Si）、锡（Sn）等。年奶中维生素和矿物元素的含量随牛的品种、遗传、环境、季节、饲料和饮水、放牧土地、饲料添加剂和牛奶被加工的条件等因素的影响而变化。

3、牛奶的化学结构

化学上把物质以很小颗粒分散到别一种物质中去时，被分散的物质称为分散质，如牛奶中的乳糖和无机盐等，把接纳分散质的物质称分散剂，如水。由分散质和分散剂组成的混合体系称为分散系。牛奶是由四种分散系组成的混合物：（1）粗分散系（粒子直径50－100nm的蛋白质等固体微粒构成的悬浊液）；（2）胶体溶液（细分散系，粒子直径1－100nm）；（3）分子溶液（4）离子溶液。

四、牛奶中的微生物和体细胞

1、牛奶在牧场被细菌污染情况

牛奶在离开乳房前即被细菌污染；因为乳头管和乳池等管腔是与外蚧相通的。但这些菌一般无大害，县数量不多（临床型乳腺炎奶则另当别论）。挤奶过程和贮运过程牛奶极易遭污染。许多报道（如1991年上海第十一牧场调查等）认为，与牛奶相接触的各种容器表面不清洁引起污染一般大于乳房内污染。我国国家标准GB5408－85允许特级、一级和二级生鲜牛乳为1ml分别含菌50万、100万和200万个。市售消毒奶允许含菌3万个。但不得检出致病菌。法国对生奶质量标准规定，每ml菌数＜6万个，评3分，6－30万个和＞30万个分别评2分和1分；按质论价。加拿大标准规定，生奶每ml细菌数在15万个以下。乳头管中常集有较多细菌，开始挤奶时大部分被冲出，故挤奶操作规程常规定，每个乳区的第1－3把奶挤入专门的杯中（不混入贮奶缸），这样做既减少生奶中细菌数，又便于检出带凝块、絮条等异常奶；并且最初几把奶的含脂率远低于后来挤出的奶。

手工挤奶，细菌可从工人、牛体饲料、地面粪尿等周围环境和空气进入牛奶。用挤奶机挤奶尤其是挤奶台或管道式挤奶，可减少污染源。但挤奶设备不洁，牛奶中将会进入大量的细菌。

牛奶挤出后应尽快使其冷却至4－0℃，这样可抑制牛奶中的微生物生长，极大地改善牛奶的各项质量指标。如据测定，刚挤出的奶每ml含菌4万个，贮于5℃24小时后达9万个，若贮于10℃和15℃24小时，则分别达18万个和450万个。

2、奶牛的乳腺炎和牛奶中的体细胞数

乳腺炎和隐性乳腺炎对患牛的奶产量和质量有极大影响。可引发乳腺炎的病原菌有百余种，但90－95％由金黄色葡萄球菌、无乳链球菌、停乳链球菌和大肠杆菌等感染引起。据报道，1984年美国临床型乳腺炎月发病率1－2％，用CMT检查隐性乳腺炎头阳性率40－50％，乳区阳性率20－25％。1988年上海市牛奶公司成乳牛临床乳腺炎月头资发病率约14％，对502头奶牛用SMT检查隐性乳腺炎，头阳性率64.67％，乳区阳性率34.91％，看来，隐性乳腺炎的发病率比临床型的高得多，前者对生产奶量和乳质的影响不容忽视。

隐性乳腺炎对牛奶成分的影响为：乳糖比原成分降低5－20％，酪蛋白降6－18％，乳脂和总固体分别降低5－12％和3－12％，Ca、P、K、含量也降低，奶中乳清蛋白增加约占总蛋白量1.4％，免疫球蛋白、脂酶和C1含量有所增高，牛奶的热稳定性下降。

牛奶中的体细胞主要来自血液的白细胞（旧称白血球），小部分为乳腺组织的脱落上皮细胞，后者约占总细胞数的0－7％（也有人报道可多达25％）。当乳腺组织受细菌感染时，通过机体的免疫系统，白细胞在此处积聚，该乳区分泼的乳汁中体细胞数随即增多，奶中的体细胞可用专门的体细胞荧光显微自动测定仪迅速测定，目前公认该技术正确性甚高，已被广泛应用。我们可以根据牛奶中的体细胞数（Somatic Cell Count，简写SCC）来判断乳腺被细菌感染的程度，它可直接反映牛群乳房的健康善，亦可反映损失多少奶量及牛奶质量的好坏（参见表2）

表2 乳中体细胞数与乳腺受感染情况及奶损失的关系

总乳样体细胞数(×1000ml)
受感染的乳区（％）
奶损失的百分比（％）

200
6
0

500
16
6

1000
32
18

1500
48
29

摘自Eberhart et.al.(1982)

WellS,S J(1998)等提出，并被许多学者认可，当今美国的牛奶质量以总乳样体细胞数（大贮缸奶体细胞数bulk tand somatic cell count，简写BTSCC，有时也用pooled milk SCC）为衡量指标，近年来在美国、法国、德国、瑞典、荷兰和英国等国在此领域内展开了许多研究。

3、牛奶中的微生物

(1)种类：存在于牛奶中的主要微生物为：

1）细菌，可区分乳酸菌、大肠菌、丁酸菌、丙酸菌和腐败菌群，各菌群中有许多种及亚种；2）真菌，可分为酵母菌和霉菌；3）病毒，例如噬细菌，因而损坏干酪、稀奶油和发酵乳制品的质量。

(2)牛奶中的病原微生物

牛奶中有时会出现许多危害人类健康较严重的病原微生物，如结核杆菌、布氏杆菌、沙门氏菌、炭疽杆菌、溶血性或化脓性链球菌、葡萄球菌、李斯特菌、某些大肠杆菌和口蹄疫病毒等，应严加防范。

(3)牛奶中微生物的来源：

1）患有全身性疾病或乳腺炎的奶牛，所排出的奶汁中病菌无疑会增多；

2）牛体被污染，尤其是乳房及其周围部位脏的牛；

3）地表，尤其是带污水、潮湿或尘埃多且高温季节，被牛粪尿污染未清洗的地方；
4）挤奶用具和装奶容器，曾有人测定，如用清水冲洗后盛奶，生奶中含菌量为每ml250万个，若用蒸汽消毒后再装奶，乳中含菌量仅2.3万个；

5）牛床的褥草或垫料，以及饲草饲料；

6）空气：牛舍空气中的含菌量通常为生ml50－100个，卫生条件差的可达数百上千个；其中主要是芽胞杆菌和球菌，其次为霉菌和酵母菌等。

7）其他污染源：如挤奶工人的手和服装、蚊蝇等。

(4) 我们必须采取综合措施，切断以上各种来源的微生物入侵途径，以减少牛奶中的细菌数。牛奶离开牧场，在贮运加工过程中同样会遭受多种多样的微生物污染；在适宜的条件下，原来存在于奶中的细菌会大量生长繁殖，对于牛奶中的微生物千万不可掉以轻心。

五、牛奶被化学品污染

牛奶被有毒有害化学物质污染的情况有多种来源。例如：

1、饲料中的黄曲毒素、镰刀菌毒素、棒曲毒毒素等霉菌毒素被奶牛采食后，可随乳汁排出，毒害人体。

2、抗生素残留物：在奶牛饲料添加剂中使用抗生素，或在治疗奶牛疾病时使用青霉素、链霉素、庆大霉素、氯霉素、新霉素等，将这些牛所产的奶混入食用牛奶造成的后果是极其严重的。联合国粮农组织（FAO）和世界卫生组织（WHO）都建议，在奶牛接受抗生素治疗停药后至少3天内挤出的奶汁，不直接作为食用的奶原料。（最好要停药5－7天）。我国各地卫生防疫部门若干检测调查发现，生鲜牛奶中抗生素残留检出率3.6％，消毒牛奶为11.48%，奶粉为39.58%。这个问题务必切实解决之。

3、农药污染牛奶：农用杀菌、杀虫、杀鼠、除莠剂有500余种，常用的为有机氯（如六六六、DDT等）、有机磷类（如敌百虫等）农药，通过多种途径可能混入牛奶。

4、重金属和有毒盐类，如汞、镉、铅、砷、以及硝酸盐、亚硝酸盐等过量混入牛奶是绝对不允许的。

5、其他不允许进入牛奶的化学品，如二恶英、消毒剂、洗涤剂、中和剂等。 6、掺假物：某些不法经营者在牛奶中人为加入各种杂伪物质，大大降低牛奶品质，更为国法和道德所不容。

7、本市检测举例：1990年上海市奶牛研究所与农科院环保临测站协作测定了均匀分布于本市30个采样点的牛奶样品，每个奶样检测7项指标，结果列于表3。表3显示，除有一个样品“六六六”残留量超标外，总检测奶样数96.7%合格。若按检测项目计99.54%属合格。该课题同时检测奶牛场饲料样品9个，水样5个，土壤样品8个，以上7项指标均未超过标准。

表3 奶样检测结果与标准对照（ppm）

检测项目
镉
铜
铅
汞
砷
六六六
DDT

鲜奶中允许最大值
0.01
0.45
0.11
0.01
0.2
0.1
0.1

奶样中允许最大值
0.005
0.15
0.08
0.083
0.074
0.158
0.0082

[注]＊生鲜奶国家标准对以上指标公汞在规定，其它指标系参照奶粉和生活用水指标换算而来。

六、牛奶的质量标准与异常奶

1、概述：牛奶和乳产品的质量标准是对牛奶及其制品的生产、加工、质量分级、检验方法、馐、保管、运输等作技术规定。按其颁发单位和适用范围不同，分为国家标准，部颁（专业）标准和企业标准。近代还出现了国际乳业联合会（IDF）标准以及国际标准化组织（ISO）组织的国际质量认证体系等。应该指出，产品质量标准不是一成不变的，应随着生产技术的发展、管理水平等条件的变化，由颁发制定部门进行修改提高。

2、牛奶的质量标准

（1）《生鲜牛乳收购标准》GB6914－86由我国家标准局1986年颁发，1987年7月1日起实施，其内容要求有理化指标，感官和细菌指标等。

（2）消毒牛乳、酸牛乳、全脂乳粉等20项乳品国家标准，GB2746－2747－85，GB－5408－5425－85于1985年9月发布，1986年8月1日实施，同时颁布的还有“乳与乳制品卫生管理办法”。据1998年中国乳品工业协会第4次年会决定，对现行乳品质量标准正在进行修订，将增加乳蛋白率和新鲜度等内容。

（3）异常奶：指牛奶生产过程中其成分和性质发生变化，偏离规定的质量标准范围的乳统称异常奶。

按异常奶产生的原因常分为4种情况：（1）生理异常奶：初乳、末乳、营养不良乳；（2）病理性异常奶：乳腺炎奶他病原菌污染奶；（3）生物化学异常奶：高酸度奶、酒精阳性奶、低成分奶和冻结奶等；（4）掺杂使假奶：如掺水、米汤、豆浆、石灰水等。

异常奶尚有部分不清之处，如低酸度酒清阳性奶，对其产生的原因及发生机理有待研究军定论。异常奶一般不适于作加工乳品的原料用，但仍有一定的其它利用价值。

七、牛奶的常规营养价值

1、牛奶的营养素成分全面、质佳：牛奶中含有的各种化学成分都是人体所需的营养素，且牛奶的营养素全面、质高。中国营养学会1988年修订公布“推荐的每日膳食中营养素供给量”中，规定的能量、蛋白质、脂肪、钙、铁、锌、硒、碘、维生素A、D、E、B1、B2、烟酸和维生素C等各个项目在牛奶中均含有之。尤其是乳蛋白中含有人体必需满足婴、幼儿和病、老者的蛋白质营养，而且也是常人膳食中植物性蛋白质的重要补充：牛奶中含有人体需要的各种维生素，维生素A含量为180－400ugRE/L，维生素D38－200IU／L；奶中除含有1－2mg/L烟酸外，色氨酸含量甚丰（0.042－0.055％），每60mg色氨酸在人体内可转化为约1mg烟酸。牛奶中含有多种常量和微量元素，尤其是其中可供人体利用的钙质十分丰富。

2、牛奶被人体消化吸收和利用率高：据测定，人体对牛奶的消化吸收率达92－98％。牛奶蛋白质被人体的生理利用率，即其生物价达85％（鱼为83％，肉为74％，米77％，面粉52％）。联合国粮农组织（FAO）（1973）对人类所需的最适氨基酸量有一个暂定的标准的食物。

从另一角度考察，生长迅速而又极其娇弱的哺乳动物新生儿，几乎完全依赖母亲的乳汁为食。假如奶汁的营养不完全或不易被吸收利用，势必难以成活。

3、牛奶属高营养浓度的食物，即与它们的热能值相比，牛奶含有的主要营养物质浓度较高。如据美国农业部（1980年）资料，全年人均消费乳品240kg，乳品（不含黄油）在美国消费的食物总量内约提供10％的热能，而它们却提供72％的钙、36％的维生素B2、33％的磷、20％的蛋白质、20％的镁、18％的维生素B12、12％的维生素A、11％的维生素B6、，以及大量维生素D和烟酸等价物。从这个意义上讲，高营养浓度（high nutrient densyty）的乳品，特别是低脂乳品，对于肥胖症、糖尿病、高脂血症和消化系功能不全的患者是十分相宜的。

4、牛奶的若干营养缺陷：牛奶中铁的含量（500ug/L）比人乳中的（760ug/L）少，比人体每日营养需要量（10000－18000ug）更嫌不足，故应另外摄食铁质，喂养婴儿时更需注意。牛奶中没有膳食纤维，而对6个月龄以上的幼儿直至老年，膳食纤维对于正常的胃肠功能是必需的。

牛磺酸是半胱氯酸的代谢产物，对人的视觉，正常细胞功能，提高免疫力和促进婴幼儿大脑发育等有重要作用。由于正常牛奶和人乳中的牛磺酸含量往往满足不了快速生长儿童的生理需要。目前在婴儿奶粉等乳品中常添加牛磺酸。

八、牛奶的专门营养作用

牛奶除能为人类提供能量和常规营养（一般食品都有的功能）外，还有许多专门作用，因为奶是地球上最高等生物－哺乳类的专门产物，含有许多参与机体免疫保护和生理调节的活性物质。例如：

1、牛奶可为人类有效地供给钙质。Ca是人体内含量最多、营养中又最易缺乏的一种矿物元素，全球人群都缺Ca，中国人更严重，这由国人的膳食结构所决定，果蔬、谷粮和肉鱼等食物中Ca的吸收率大多不超过25％，而奶中不仅含Ca丰富（850－1300mg/L），而且还富含促进Ca吸收利用的因素：维生素D、酪蛋白磷肽（CPP）和乳糖等；吸收率显著更高。

2、牛奶能降低人类高血压的发病率，研究表明，人体摄取Ca不足，是导致高血压病的重要因素之一。因此建议人们摄食一定量的乳品可预防高血压病。

3、牛奶能降低人摁清胆固醇水平。在常见的动物性食物中，牛奶中的胆固醇含量很低（仅为140mg/kg，而蛋，肉中分别为4500和1000mg/kg）；另外牛奶中含有的乳基酸能抑制人体内源性胆固醇合成。

4、常饮牛奶可预防肠癌。奶中卵磷脂、超氧化物歧酶（SOD）和双歧杆菌增殖因子等直接或间接地抵御致癌因子的损害。另有研究认为，牛奶中的Ca能使肠内的致癌物质变为非致癌物而排出体外，可预防结肠癌和直肠癌。

5、牛奶中的色氨酸在人体内能转为5－羟色胺，有镇静催眠作用。

6、牛奶中存在许多特种蛋白质，如乳运铁蛋白和维生素B12结合蛋白,行动有分别提高佚和维生素B12的吸收利用率。

7、牛奶中还含有数十种蛋白质、多肽类或类固醇激素以及生长因子，如上皮生长因子，神经生长因子及促红细胞生长素等；许多物质及其功能尚在探索中。

8、中医认为，牛奶味甘性平有补虚损、益肺胃、生津润肠等功效，可用于虚弱劳损，反胃噎膈、消渴、便秘等症。

九、加工乳品及其特殊保健功能

一般说来，生奶自离开乳房后，随着微生物和化学污染的加剧，质量变得越来越差，进行及时和适当的加工处理或添加法定的食品添加剂则可使原料增加营养，改善色香味，提高消化吸收利用率，除去毒害及不良因子，便于长期保存等。 科学的加工处理有仅可保存牛奶原有的营养成分，改善其质量，而且可强化其保健功能，甚至赋予其新的内涵，成为品质超凡的功能性或具疗效的食品。

例如：

1、浓缩的流水线奶、炼乳或稀释的加香料花色奶、果蔬汁奶，含乳饮料等。

2、强化或减少某些营养成分的流言蜚语奶和奶粉，如低脂奶、低乳糖（经水解）奶、强化维生素A、D，强化钙、锌、铁、碘等，添加牛磺酸、免疫球蛋白（Ig）、二十二碳六烯酸（DHA）、二十碳五烯酸（EPA）的乳品。

3、发酵乳制品：在人为控制的条件下，牛奶中加入某些益生菌，进行发酵制得的产品，对人体的生理功能发挥独特的裨益，成为食物中的珍品。发酵乳制品中的典型代表是酸奶，它已被世界上许多国家利用数千年；在现代更赋予它许多高科技含量，如在保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌混合菌种发酵的基础上，加入嗜酸乳杆菌（L. acidophilus）、双歧杆菌（Bifidobacterium）或路透乳杆菌（L. Reutreri）等，能够产生更多更强的保健及疗效功能，如抑制和杀灭腐败菌、平衡肠道微生态、改善消化腔菌群，降低血清胆固醇、清除体内过多的超氧阴离子（自由基）、预防和治疗肝病、防衰老、抗癌作用等。

4、对乳品质量度量的进一步举例：如Pellegrino,L.（1996）报告，乳果糖（Lactulose）和呋喃甲基赖氨酸（Furosine）指示可分别提供乳糖异构化及早期梅拉德反应（MR）的程度，被广泛应用于评估牛奶的加热灭菌工序中施予的热量，即此两项指标可用于乳产品经受加热历程的品质指示。