脱脂乳的物理参数
1.颜色和质地:正常牛奶为不透明的乳白色或微黄色，质地为均匀的胶体状液体，无沉淀、凝块、杂质和异物。
2.气味和味道:具有宜人的鲜奶固有的香味和纯正的甜味(来自乳糖)，微咸；氯离子(仅0.06-0.12%)引起的咸味往往被香味掩盖。正常的牛奶有时会有一点苦味，这和它所含的一些氨基酸、肽和脂肪分解酶有关；但不允许有强烈的苦味。
3、其他:脱脂透明度高，会微微发蓝；牛奶中的维生素B2会使乳清发出绿色荧光。牛奶加热时更香，但过度加热会产生“沸味”和焦糖味；牛奶很容易吸收外界的各种气味。若处理不当，有时可闻到牛粪、饲料、葱蒜、芹菜的腥味、霉味、涩味或腥臭味等。，所以应该避免。
4.调味奶:最近在日本的一个草原试验田里发现了几种草药，并给泌乳牛喂了少量草药。他们生产的牛奶具有草药的特殊香味和甜味，比普通牛奶更好，成为市场的新宠。这种香浓的牛奶及其制备方法也获得了专利并得到了推广。
二、牛奶的物理特性
1，比重:根据其所含成分的数量，牛奶在20℃时的比重为1.028-1.034。
2.冰点:牛奶的冰点通常是-0.54℃。牛奶中乳糖和无机盐含量越高，冰点越低，反之亦然。常用的也是比较准确经典的方法是测量牛奶的冰点。牛奶与1%水混合时，冰点可提高0.0054℃，牛奶与固定粉、豆浆、CMC等混合时。，可提高冰点，当电解质尿素和其他可溶性有机物混合时，可降低冰点。
3.酸度:是反映牛奶新鲜度热稳定性的重要指标。正常牛奶的pH值为6.5-6.7，酸度低的乳腺炎牛奶在6.7以上，酸败牛奶和初乳在6.5以下。
(1)牛奶酸度的表达:
Thomet度)(0T):即以苯酚为指示剂用滴定法中和100ml牛奶的消耗量。正常牛奶的酸度为12-180t；
乳酸百分比
0.1NnaOH溶液的毫升数
乳酸(%)=——————————————×100
待测量的牛奶重量(克)
一般鲜奶的乳酸百分比为0.11-0.17%。
(2)牛奶酸度的来源:
自然酸度:牛奶刚挤出来时的酸度叫它；其中，约3-50t来自蛋白质，约1-20t来自CO2，10-1-20T来自磷酸盐和柠檬酸盐。
发酵酸度:挤压后的牛奶在储存过程中，乳糖被微生物分解成乳酸，称为酸度的增加。
这两种酸度之和称为总酸度，通常用酸度表示。
4.牛奶的其他物理性质:沸点100.17℃，比热0.938大卡/千克℃，粘度1.1-2.5厘泊，以及表面张力、折射率、电导率，都有一定的参数范围，反映其正常状态。
第三，牛奶的化学成分和结构
1，概述:牛奶的主要成分是水、脂肪、蛋白质、乳糖和矿物质，其微量成分是维生素、酶、脂肪、色素、激素和生长因子、有机酸、气体和体细胞。在20世纪60年代，牛奶中大约有250种化学成分被鉴定出来。现代科学研究表明，牛奶是大约3000种化合物的混合物。
牛奶中除去水分和气体后剩下的物质称为干乳物质或总乳固形物，脱脂乳固形物(SNF)是指除脂肪以外的固形物含量。
牛奶是一种成分复杂、结构有序、具有胶体溶液特性的生物营养液。
2.牛奶的主要成分
由于奶牛的种类和品种(遗传因素)、年龄和胎次、泌乳阶段和季节、饲养和管理条件、产奶水平和挤奶技术以及奶牛的个体特征和健康状况，牛奶中主要成分的含量差异很大。最近上海牛奶成分含量见表1。
表1牛奶中主要化学成分的含量(%)
平均值
变化幅度
水
88.3
8.5.-89.5
总干物质
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
0.8
0.6-0.9
乳脂是牛奶和乳制品中最重要的成分之一。化学物质含有高热能和一定量的必需脂肪酸，是维生素A、D、E、K的载体；与乳制品的组织结构、状态、风味密切相关。
牛奶中的蛋白质含量是牛奶最重要的质量指标之一。对于制作干爽、酸奶等乳制品原料乳尤为重要；根据国家规定，只有蛋白质含量≥ 1%的饮料才允许称为含乳饮料。乳蛋白可分为酪蛋白、白蛋白、球蛋白、球蛋白和脂球膜蛋白等。酶的化学性质也是如此。牛奶中的酶来自奶牛乳腺组织、血浆和白细胞，称为初级酶；微生物的代谢产物被称为细菌酶。几种酶被用来控制和检测牛奶的质量；最重要的酶是过氧化氢酶、嗜酸性酶和脂肪分解酶。牛奶中的酶对牛奶的加工和乳制品的保存有影响。
乳糖只存在于哺乳动物的乳汁中。1g乳糖在体内释放16.7KJ的热能，乳糖约占牛奶总热量的25-30%。还具有促进钙、磷吸收，参与机体组成和细胞活动的功能。据报道，85-92%的成年黄种人肠道乳糖酶活性非常低。吃了含有大量乳糖的牛奶后，他们会出现腹胀、疼痛甚至腹泻，这就是所谓的乳糖不耐受。科学家和技术人员开发了低乳糖牛奶和发酵乳制品等产品，以满足这部分人享受牛奶。
牛奶中含有多种维生素，如维生素A、D、E、K、B1、B2、烟酸、B6、B12、泛酸、叶酸、生物素和维生素C等。牛奶中含量超过0.01%的矿物质元素称为常量元素或宏量元素，如钠(Na)、氯(CL)、钙(Ca)、磷(P)、镁(Mg)、硫(S)。微量元素包括铁(Fe)、铜(Cu)、锌(Zn)、锰(Mn)、硒(se)、钴(Co)、铬(Cr)、钼(Mo)、碘(I)、氟(F)、镍(Ni)、钒(V)和硅(Si)。每年牛奶中维生素和矿物质元素的含量因品种、遗传、环境、季节、饲料和饮用水、放牧地、饲料添加剂和牛奶加工条件而异。
3.牛奶的化学结构
化学上，当一种物质以小颗粒分散到另一种物质中时，被分散的物质称为分散质，如牛奶中的乳糖和无机盐，接收分散质的物质称为分散剂，如水。由分散质和分散剂组成的混合体系称为分散体系。牛奶是四种分散体系的混合物:(1)粗分散体系(由粒径为50-100 nm的蛋白质等固体颗粒组成的悬浮液)；(2)胶体溶液(精细分散体系，粒径1-100nm)；(3)分子溶液(4)离子溶液。
4.牛奶中的微生物和体细胞
1，牛奶被牧场细菌污染。
乳汁在离开乳房之前就被细菌污染了；因为乳头导管、乳池等管腔是与外刻度相通的。但这些细菌一般无害且县数少(临床型乳腺炎奶另当别论)。牛奶在挤奶和储运过程中容易被污染。很多报道(如1991对上海十一牧场的调查)认为，接触牛奶的各种容器表面不干净造成的污染一般大于内部污染。我国国家标准GB 5408-85允许特级、一级、二级鲜牛奶分别含有50万个、1个、200万个细菌。市售消毒牛奶允许含有30，000个细菌。但检测不出致病菌。根据法国生乳质量标准，每毫升细菌数小于6万的，记3分，6-30万的记2分，> 30万的记1分；根据质量定价。加拿大标准规定每毫升原料奶的细菌数在654.38+0.5万以下。乳头管里有很多细菌，大部分在开始挤奶的时候就被洗掉了。因此，挤奶操作规程往往规定在每个奶区的1-3处将牛奶挤入专用杯内(不混入储奶罐内)，这样既减少了原料奶中的细菌数量，又便于检测出有凝块和絮状物的异常奶。而且前几把奶的脂肪含量比后面挤的奶低很多。
在人工挤奶中，细菌可以从周围环境和空气(如工人、牛饲料、地面粪便和尿液)中进入牛奶。使用挤奶机挤奶，特别是挤奶台或管道挤奶，可以减少污染源。但是挤奶设备不干净，会有很多细菌进入牛奶。
牛奶挤压后应尽快冷却到4-0℃，这样可以抑制牛奶中微生物的生长，大大提高牛奶的质量指标。比如，据测定，鲜榨牛奶每毫升含40000个细菌，5℃存放24小时达到90000个。如果在10℃和15℃储存24小时，分别达到18万和450万。
2.奶牛乳腺炎与乳中体细胞数。
乳房炎和隐性乳房炎对患病奶牛的产奶量和品质影响很大。可引起乳腺炎的致病菌有100多种，但其中90-95%是由感染引起的，如金黄色葡萄球菌、无乳链球菌、无乳链球菌和大肠杆菌。据报道，65438-0984年美国临床型乳腺炎的月发病率为1-2%，CMT对隐性乳腺炎的头、乳腺阳性率分别为40-50%和20-25%。65438 ~ 0988年上海牛奶公司成年奶牛临床型乳房炎月发病头数约为65438±04%。头部阳性率为64.67%，乳腺阳性率为34.91%。看来，隐性乳房炎的发病率远高于临床型，且前者对产奶量和奶质的影响不容忽视。
隐性乳房炎对乳成分的影响如下:乳糖下降5-20%，酪蛋白下降6-18%，乳脂和总固形物分别下降5-12%和3-12%，乳中Ca、P、K和乳清蛋白含量也下降，约占总蛋白的65438。
牛奶中的体细胞主要来源于白细胞(原名白血球)，少部分是乳腺组织脱落的上皮细胞，约占细胞总数的0-7%(也有报道称可高达25%)。当乳房组织受到细菌感染时，白细胞通过人体免疫系统在此聚集，溢出的乳汁中体细胞数量立即增加。牛奶中的体细胞可以通过专用的体细胞荧光显微自动分析仪快速测定。目前公认这种技术是高度正确的，并得到了广泛的应用。我们可以根据牛奶中的体细胞数(SCC)来判断乳房被细菌感染的程度，体细胞数可以直接反映奶牛乳房的健康状况，以及牛奶流失的量和牛奶的质量(见表2)。
表2乳汁中体细胞数与乳房感染和乳汁流失的关系
乳突细胞总数(×1000ml)
感染乳房面积(%)
牛奶损失百分比(%)
200
六
500
16
六
1000
32
18
1500
48
29
摘自埃伯哈特等人(1982)
威尔斯，S J(1998)等。，并得到许多学者的认可，当今美国的牛奶质量是通过类牛奶细胞总数(BTSCC的简称，有时也称为混合牛奶SCC)来衡量的，这是近年来在美国、法国、德国、瑞典、荷兰和英国开发的。
3.牛奶中的微生物
(1)种类:牛奶中存在的主要微生物有:
1)细菌，可区分乳酸菌、大肠杆菌、丁酸菌、丙酸菌、腐败菌，各菌群有多个种和亚种；2)真菌，可分为酵母菌和霉菌；3)病毒，如吞噬细菌，从而破坏奶酪、奶油和发酵乳制品的质量。
(2)牛奶中的病原微生物
对人体健康有害的病原微生物有时很多，如结核杆菌、布鲁氏菌、沙门氏菌、炭疽、溶血性或化脓性链球菌、葡萄球菌、李斯特菌、部分大肠杆菌和口蹄疫病毒等，要严加防范。
(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，其乳汁中的病菌无疑会更多。
2)牛被污染，尤其是乳房及其周围部位脏的牛；
3)地面，特别是高温季节被污水、湿气或灰尘污染的牛粪、尿未冲洗的地方；
4)挤奶器具和盛奶容器已经过计量。比如牛奶用清水洗，原料奶中的细菌含量是每毫升250万个。如果牛奶用蒸汽灭菌，牛奶中的细菌含量只有23000个。
5)牛床的床垫或衬垫，以及草料；
6)空气:牛舍空气中细菌含量通常为ML50-100，卫生条件可达数十万；其中以芽孢杆菌和球菌为主，其次是霉菌和酵母菌。
7)其他污染源:如送奶工的手和衣服、蚊蝇等。
(4)必须采取综合措施，从上述来源切断微生物的入侵途径，以减少牛奶中的细菌数量。牛奶离开牧场，在储存、运输、加工过程中也会遭受各种微生物污染；在适宜的条件下，原本存在于牛奶中的细菌会大量生长繁殖，牛奶中的微生物一定不能掉以轻心。
5.牛奶被化学物质污染了
牛奶被有毒有害化学物质污染的来源很多。例如:
1，饲料中黄曲霉毒素、镰刀菌毒素、棒状杆菌毒素等真菌毒素，奶牛食用后可随乳汁排出，对人体有害。
2.抗生素残留:奶牛饲料添加剂中使用抗生素，或使用青霉素、链霉素、庆大霉素、氯霉素、新霉素等。在奶牛疾病的治疗中，将这些奶牛产的奶与食用奶混在一起造成的后果极其严重。联合国粮农组织(FAO)和世界卫生组织(世卫组织)都建议，奶牛停止接受抗生素治疗后至少3天内挤出的奶不应直接作为食用奶原料。(最好停药5-7天)。我国各地卫生防疫部门的多项检验调查发现，鲜奶抗生素残留检出率为3.6%，灭菌乳为11.48%，奶粉为39.58%。这个问题必须切实解决。
3.农药污染牛奶:农用杀菌剂、杀虫剂、杀鼠剂、除草剂有500多种，其中有机氯(如六六六、滴滴涕)和有机磷农药(如敌百虫)较为常用，可能通过各种渠道混入牛奶中。
4.绝对不允许在牛奶中过度混合重金属和有毒盐，如汞、镉、铅、砷、硝酸盐和亚硝酸盐。
5.其他不允许进入牛奶的化学物质，如二恶英、消毒剂、清洁剂和中和剂。6.掺假物质:一些无良经营者在牛奶中人为添加各种掺假物质，使牛奶质量大打折扣，这更是国家法律和道德所不能接受的。
7.本市检测实例:1990年，上海市奶牛研究所与农科院环境保护监测站合作，对本市30个采样点均匀分布的牛奶样品进行检测，每个牛奶样品检测7项指标。结果列于表3中。表3显示，除1个样品六六六残留超标外，检测的牛奶样品总数96.7%合格。从检测项目来看，99.54%合格。同时，本项目检测了9个饲料样品、5个水样和8个土壤样品，上述7项指标均未超标。
表3牛奶样本和标准对照的测试结果(ppm)
试验项目
镉
铜
导致
水星
砷
可怕的
滴滴涕
鲜奶中最大允许值
0.01
0.45
0.11
0.01
0.2
0.1
0.1
牛奶样本中的最大允许值
0.005
0.15
0.08
0.083
0.074
0.158
0.0082
【注】*生乳国家标准规定了汞的上述指标，其他指标参照奶粉和生活用水的指标进行换算。
六、牛奶和异常牛奶的质量标准
1.概述:乳及乳制品质量标准是对乳及乳制品的生产、加工、质量分级、检验方法、腐败变质、贮存和运输作出技术规定。根据其发布单位和适用范围，分为国家标准、部(专业)标准和企业标准。到了近代，还出现了国际乳品联合会(IDF)的标准和国际标准化组织(ISO)组织的国际质量认证体系。需要指出的是，产品质量标准不是一成不变的，应随着生产技术的发展和管理水平的变化，由颁发和制定部门进行修订和完善。
2、牛奶的质量标准
(1)生鲜乳采购标准GB6914-86-86由中国国家标准局1986发布，1987年7月生效。其内容要求理化指标、感官和细菌指标等。
(2)灭菌乳、酸奶、全脂乳粉、GB 2746-2747-85、GB-5408-5425-85等20项乳制品国家标准于1985年9月发布，于1 . 0986年8月实施。同时发出了“奶”。根据1998中国乳制品工业协会第四届年会决定，现行乳品质量标准正在修订中，将提高乳蛋白率和新鲜度。
(三)异常乳:指在牛奶生产过程中，成分和性质发生变化，偏离规定质量标准的牛奶。
根据异常乳的成因，常分为四种情况:(1)生理性异常乳:初乳、终乳、营养不良乳；(2)病理性异常乳:被其他病原体污染的乳腺炎乳；(3)生化异常乳:高酸度乳、酒精阳性乳、低成分乳、冷冻乳；(4)掺假假奶:如水、米汤、豆浆、石灰水等。
异常乳还存在一些歧义，如低酸度酒清阳性乳，其发生的原因和机理有待研究。异常乳一般不适合作为加工乳制品的原料，但仍有一定的其他利用价值。
七、牛奶的常规营养价值
1，牛奶营养全面，品质好:牛奶中所含的各种化学成分都是人体所需的营养素，牛奶营养全面，品质高。中国营养学会1988修订出版的《每日膳食营养素供给量建议》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、维生素C等项目，牛奶中都有。尤其是乳蛋白，含有人体满足婴幼儿、老弱病残所需的蛋白质营养，也是普通人饮食中植物蛋白的重要补充:乳中含有人体所需的多种维生素，维生素A含量为180-400 ug/L，维生素D含量为38-200 iu/L；牛奶中除1-2 mg/L烟酸外，还富含色氨酸(0.042-0.055%)，每60mg色氨酸在人体内可转化为约1mg烟酸。牛奶含有多种常量元素和微量元素，尤其是人体可利用的钙非常丰富。
2.牛奶被人体消化吸收和高度利用:据测定，人体对牛奶的消化吸收率达到92-98%。乳蛋白的生理利用率为85%(鱼类83%，肉类74%，大米77%，面粉52%)。联合国粮农组织(FAO)(1973)有一个暂定的人体所需氨基酸最佳量的标准食品。
从另一个角度来看，生长迅速且极其娇嫩的哺乳动物新生儿几乎完全依赖母亲的乳汁作为食物。如果牛奶的营养不全或者不容易被吸收利用，必然难以生存。
3.牛奶是一种营养浓度很高的食物，即与它们的热能值相比，牛奶中含有更高浓度的主要营养成分。例如，根据美国农业部(1980)的数据，乳制品的年人均消费量为240kg，乳制品(不包括黄油)提供了美国总食物消费量的约10%，而它们提供了72%的钙、36%的维生素B2、33%的磷、20%的蛋白质和20%的it。从这个意义上说，高营养密度的乳制品，尤其是低脂肪乳制品，非常适合肥胖、糖尿病、高血脂和消化系统功能障碍的患者食用。
4.牛奶的一些营养缺陷:牛奶中的铁含量(500ug/L)比人乳中的铁含量(760ug/L)要少，比人体每天的营养需要量(10000-18000 ug)更不足，所以在给宝宝喂奶的时候要额外补铁，多加注意。牛奶中没有膳食纤维，但膳食纤维是6个月以上的孩子直到老年正常胃肠功能所必需的。
牛磺酸是半胱氨酸的代谢产物，对人的视力、正常细胞功能、提高免疫力、促进婴儿大脑发育有重要作用。因为正常牛奶和人乳中的牛磺酸含量往往不能满足快速生长的孩子的生理需求。目前，牛磺酸经常被添加到婴儿奶粉和其他乳制品中。
八、牛奶的特殊营养功能
牛奶除了为人类提供能量和常规营养外，还具有许多特殊功能，因为牛奶是地球上最高生物哺乳动物的特殊产物，含有许多参与免疫保护和生理调节的活性物质。例如:
1.牛奶能有效地为人类补充钙质。钙是人体中含量最丰富的矿质元素，也是最容易缺乏的营养元素。全世界的人都缺钙，中国更是如此，这是中国人的膳食结构决定的。果蔬、谷类、肉类、鱼类对钙的吸收率大多低于25%，而牛奶中不仅富含钙(850-1300mg/L)，还富含维生素D这一促进钙吸收利用的因素。吸收率明显更高。
2.牛奶可以降低人类高血压的发病率。研究表明，钙摄入不足是导致高血压的重要因素之一。因此，建议人们食用一定量的乳制品来预防高血压。
3、牛奶可以降低人的胆固醇水平。在常见的动物性食物中，牛奶中的胆固醇含量很低(只有140mg/kg，而鸡蛋和肉类中分别为4500和1000 mg/kg)。另外，牛奶中含有的乳基酸可以抑制人体内源性胆固醇的合成。
4.经常喝牛奶可以预防肠癌。牛奶中的卵磷脂、超氧化物歧化酶(SOD)、双歧杆菌增殖因子直接或间接抵御致癌物的伤害。另一项研究认为，牛奶中的钙可以将肠道中的致癌物质转化为非致癌物质并排出体外，可以预防结肠癌和直肠癌。
5.牛奶中的色氨酸在人体内可转化为5-羟色胺，具有镇静催眠作用。
6.牛奶中有许多特殊的蛋白质，如乳铁蛋白和维生素B12结合蛋白，可以分别提高牛奶和维生素B12的吸收利用率。
7.牛奶中还含有数十种蛋白质、多肽或类固醇激素和生长因子，如上皮生长因子、神经生长因子、促红细胞生成素等。许多物质及其功能仍在探索中。
8.中医认为牛奶味甘、性平，具有补虚、益肺胃、生津润肠的功效，可用于体虚劳损、恶心、呛咳、消渴、便秘等症。
九、加工乳制品及其特殊保健功能
一般来说，离开乳房后，随着微生物和化学污染的加重，原奶的质量越来越差。及时适当的加工或添加合法的食品添加剂，可以增加原料的营养，改善色泽和风味，提高消化吸收利用率，去除有毒有害因素，便于长期保存。科学加工不仅能保存牛奶原有的营养成分，提高其品质，还能强化其保健功能，甚至赋予其新的内涵，成为品质非凡的功能性或治疗性食品。
例如:
1、浓缩流水线奶、炼乳或稀释调味奶、果蔬汁奶、含乳饮料等。
2.含有一定营养成分的乳和奶粉，如低脂乳、低乳糖(水解)乳、强化维生素A和D、强化钙、锌、铁和碘，以及添加了牛磺酸、免疫球蛋白(Ig)、二十二碳六烯酸(DHA)、二十碳五烯酸(EPA)的乳制品。
3.发酵乳制品:在人工控制的条件下，在牛奶中添加一些益生菌发酵而成的产品，对人体的生理机能有独特的益处，成为食品中的珍品。发酵乳制品的典型代表是酸奶，世界上很多国家都使用了几千年。在现代被赋予了许多高科技含量，如在保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌的混合菌种发酵中添加嗜酸乳杆菌、双歧杆菌或罗伊氏乳杆菌，可产生更多更强的保健疗效，如抑制和杀灭腐败菌、平衡肠道微生态、改善消化腔菌群、降低血清胆固醇等。
4.牛奶质量测量的进一步例子:例如，Pellegrino，L.(1996)报道乳果糖和糠氨酸表明它们可以分别提供乳糖异构化程度和早期美拉德反应(MR)，它们被广泛用于评价牛奶加热和灭菌过程中施加的热量，即这两个指标可以用于评价乳制品的加热过程。