第二節　牛奶的物理性質與感官指標

一、物理性質

1.密度、相對密度、冰點

牛奶的密度是指單位體積的牛奶的質量，牛奶在20℃時的密度約為1030kg/m³。牛奶的相對密度（比重）是指牛奶在20℃時的質量與同體積水在4℃時的質量之比。正常牛奶的相對密度平均=1.030。新的食品安全國家標準（GB 5009.2—2016）已規定牛奶的相對密度為牛奶在20℃時的質量與同溫度同體積水的質量之比。

牛奶的冰點通常為-0.54℃。奶中的乳糖和無機鹽含量越高，冰點越低。乳中摻水，常用的比較準確而經典的方法就是通過測得其冰點增高來檢出。牛奶中摻水1%，冰點可升高0.0054℃，牛奶中摻入淀粉、豆漿、CMC等使其冰點上升，而摻入電解質、尿素等可溶性有機物，則使其冰點下降。

2.牛奶的光學性質

光照在牛奶上時，在紫外區（200～380nm）、可見光區（380～760nm）和紅外區（760～2500nm）均可產生吸收、散射或激發產生熒光。

新鮮正常的牛奶呈不透明的白色，并稍呈淡黃色，這是牛奶的基本色調。牛奶的色澤是牛奶中酪蛋白膠粒及脂肪球對光的不規則反射的結果。脂溶性胡蘿卜素和葉黃素使牛奶略帶淡黃色，水溶性的核黃素使得乳清呈熒光性黃綠色。

3.牛奶的酸度和pH

牛奶酸度的表示方法：以吉爾涅爾度（Thomet degrees）（°T）表示，即以酚酞為指示劑，滴定中和100mL牛奶所消耗的0.1mol/ NaOH的體積（mL）。正常牛奶的酸度為12～18°T；也可以乳酸百分率表示，一般新鮮牛奶的乳酸百分率為0.11%～0.17%。

剛擠出的新鮮牛奶的酸度稱為固有酸度或自然酸度。自然酸度主要由牛奶中的蛋白質（3～50°T）、二氧化碳（1～20°T）、檸檬酸鹽及磷酸鹽（10～120°T）等酸性物質所構成。擠出后的牛奶在微生物的作用下發生乳酸發酵，導致牛奶的酸度逐漸升高，這部分酸度稱為發酵酸度。固有酸度和發酵酸度之和稱為總酸度，簡稱酸度。

酸度是反映牛奶新鮮度和熱穩定性的一項重要指標。正常牛奶的pH為6.5～6.7，乳腺炎乳低酸度奶在6.7以上，酸敗奶及初乳在6.5以下。

4.牛奶的黏度與表面張力

① 牛奶的黏度。牛奶的黏度是表示牛奶主要流變特性的物理參數之一，牛奶大致可認為屬于牛頓流體，正常奶的黏度為0.0015～0.0020Pa·s，牛奶的黏度隨溫度升高而降低。在乳的成分中，脂肪及蛋白質對黏度的影響最顯著，乳脂率、乳固體的含量增高，黏度也增高。初乳、末乳的黏度都比正常乳高。在加工中，黏度受脫脂、殺菌、均質等操作的影響。

② 牛奶的表面張力。在液體表面，分子所受作用力是不對稱的，存在指向內部的引力，因此，液體表面存在縮成最小的趨勢，這種使液體表面積減少的力被稱為表面張力。牛乳的表面張力與牛乳的起泡性、乳濁狀態、微生物的生長發育、熱處理、均質作用及風味等有密切關系。測定表面張力的目的是為了鑒別乳中是否混有其他添加物。牛乳表面張力在20℃時為0.04～0.06N/cm²。牛乳的表面張力隨溫度上升而降低，隨含脂率下降而增大。經均質處理，牛奶中脂肪球表面積增大，由于表面活性物質吸附于脂肪球界面處，從而增加了表面張力。但如果不將脂酶先經加熱處理而使其鈍化，均質處理會使脂肪酶括性增加，使乳脂水解生成游離脂肪酸，使表面張力降低。表面張力與乳的起泡性有關。加工冰淇淋或攪打發泡稀奶油時希望有濃厚而穩定的泡沫形成，但運送乳、凈化乳、稀奶油分離和殺菌時則不希望形成泡沫。

5.牛奶的依數系

將一非揮發性物質溶于水時，溶液的冰點將比水的冰點有所降低，沸點有所升高，在溶液和水之間若有半透膜隔開將會產生滲透壓。這里的“冰點”、“沸點”和“滲透壓”等數值僅與溶液中溶質的質點數有關，與溶質的性質無關，因此稱為“依數系”。

6.牛奶的熱學性質

牛奶的比熱一般為3.89kJ/（kg·K），其比熱是牛奶中各成分的比熱之和。牛奶中主要成分比熱分別是乳脂肪4.09kJ/（kg·K）、乳蛋白質2.42kJ/（kg·K）、乳糖1.25kJ/（kg·K）、鹽類2.93kJ/（kg·K）。

7.牛奶的電學性質

牛奶中含有鹽類，因此具有導電性，可以通過測定導電率來檢測奶牛中的體細胞數和乳腺炎發病情況。

8.牛奶的聲學性質

牛奶中含有許多不溶解的膠性顆粒，這種顆粒具有一定的大小，超聲波在牛奶傳播時聲波的速度等會發生變化，通過測量這些聲學量，可以了解牛奶中的特性和成分變化，分析其品質。目前，研究較多的熱門課題是超聲波在乳品工業中的應用。