第二节　牛奶的物理性质与感官指标

一、物理性质

1.密度、相对密度、冰点

牛奶的密度是指单位体积的牛奶的质量，牛奶在20℃时的密度约为1030kg/m³。牛奶的相对密度（比重）是指牛奶在20℃时的质量与同体积水在4℃时的质量之比。正常牛奶的相对密度平均=1.030。新的食品安全国家标准（GB 5009.2—2016）已规定牛奶的相对密度为牛奶在20℃时的质量与同温度同体积水的质量之比。

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。乳中掺水，常用的比较准确而经典的方法就是通过测得其冰点增高来检出。牛奶中掺水1%，冰点可升高0.0054℃，牛奶中掺入淀粉、豆浆、CMC等使其冰点上升，而掺入电解质、尿素等可溶性有机物，则使其冰点下降。

2.牛奶的光学性质

光照在牛奶上时，在紫外区（200～380nm）、可见光区（380～760nm）和红外区（760～2500nm）均可产生吸收、散射或激发产生荧光。

新鲜正常的牛奶呈不透明的白色，并稍呈淡黄色，这是牛奶的基本色调。牛奶的色泽是牛奶中酪蛋白胶粒及脂肪球对光的不规则反射的结果。脂溶性胡萝卜素和叶黄素使牛奶略带淡黄色，水溶性的核黄素使得乳清呈荧光性黄绿色。

3.牛奶的酸度和pH

牛奶酸度的表示方法：以吉尔涅尔度（Thomet degrees）（°T）表示，即以酚酞为指示剂，滴定中和100mL牛奶所消耗的0.1mol/ NaOH的体积（mL）。正常牛奶的酸度为12～18°T；也可以乳酸百分率表示，一般新鲜牛奶的乳酸百分率为0.11%～0.17%。

刚挤出的新鲜牛奶的酸度称为固有酸度或自然酸度。自然酸度主要由牛奶中的蛋白质（3～50°T）、二氧化碳（1～20°T）、柠檬酸盐及磷酸盐（10～120°T）等酸性物质所构成。挤出后的牛奶在微生物的作用下发生乳酸发酵，导致牛奶的酸度逐渐升高，这部分酸度称为发酵酸度。固有酸度和发酵酸度之和称为总酸度，简称酸度。

酸度是反映牛奶新鲜度和热稳定性的一项重要指标。正常牛奶的pH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。

4.牛奶的黏度与表面张力

① 牛奶的黏度。牛奶的黏度是表示牛奶主要流变特性的物理参数之一，牛奶大致可认为属于牛顿流体，正常奶的黏度为0.0015～0.0020Pa·s，牛奶的黏度随温度升高而降低。在乳的成分中，脂肪及蛋白质对黏度的影响最显著，乳脂率、乳固体的含量增高，黏度也增高。初乳、末乳的黏度都比正常乳高。在加工中，黏度受脱脂、杀菌、均质等操作的影响。

② 牛奶的表面张力。在液体表面，分子所受作用力是不对称的，存在指向内部的引力，因此，液体表面存在缩成最小的趋势，这种使液体表面积减少的力被称为表面张力。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/cm²。牛乳的表面张力随温度上升而降低，随含脂率下降而增大。经均质处理，牛奶中脂肪球表面积增大，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括性增加，使乳脂水解生成游离脂肪酸，使表面张力降低。表面张力与乳的起泡性有关。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、稀奶油分离和杀菌时则不希望形成泡沫。

5.牛奶的依数系

将一非挥发性物质溶于水时，溶液的冰点将比水的冰点有所降低，沸点有所升高，在溶液和水之间若有半透膜隔开将会产生渗透压。这里的“冰点”、“沸点”和“渗透压”等数值仅与溶液中溶质的质点数有关，与溶质的性质无关，因此称为“依数系”。

6.牛奶的热学性质

牛奶的比热一般为3.89kJ/（kg·K），其比热是牛奶中各成分的比热之和。牛奶中主要成分比热分别是乳脂肪4.09kJ/（kg·K）、乳蛋白质2.42kJ/（kg·K）、乳糖1.25kJ/（kg·K）、盐类2.93kJ/（kg·K）。

7.牛奶的电学性质

牛奶中含有盐类，因此具有导电性，可以通过测定导电率来检测奶牛中的体细胞数和乳腺炎发病情况。

8.牛奶的声学性质

牛奶中含有许多不溶解的胶性颗粒，这种颗粒具有一定的大小，超声波在牛奶传播时声波的速度等会发生变化，通过测量这些声学量，可以了解牛奶中的特性和成分变化，分析其品质。目前，研究较多的热门课题是超声波在乳品工业中的应用。