第四節　乳中的鹽類

牛乳中含有無機鹽類和有機鹽類，鹽的概念不等于“微量物質”，鹽也不僅僅等于“灰分”，因為牛乳的灰化會引起一些有機酸（包括檸檬酸鹽和乙酸鹽）的損失，還因為有機磷和硫在灰化時轉化為無機鹽。

牛乳中的鹽類成分可以分為三類。第一類包括鈉、鉀和氯，它們在牛乳中以自由離子存在，很容易被分散，這三種離子的濃度和乳糖基本上不相關。它們主要平衡血液和牛乳的滲透壓平衡，因此，和泌乳中期相比，泌乳初期牛乳的Na和Cl的濃度很高，乳糖濃度很低。

第二類包括膠體鈣、鎂、無機磷和檸檬酸鹽。鈣、鎂、無機磷和檸檬酸鹽在乳中的濃度，分別為30.3mmol/L、5.2mmol/L、21.4mmol/L和9.5mmol/L。從質量上看，約2/3的鈣、1/3的鎂和一半的無機磷和少于1/10的檸檬酸鹽以膠體形式存在，主要存在于酪蛋白膠束。因而，膠態的鈣、鎂、磷和檸檬酸鹽的濃度和牛乳酪蛋白成分密切相關。

第三類鹽類受牛乳的天然pH值影響，包括分散的鈣、分散的鎂和分散的檸檬酸鹽、Ca^2＋和HPO^2－₄。20%～30%分散鈣和分散鎂作為自由離子存在，剩余的以檸檬酸鹽和磷酸鹽形式存在。分散的鈣、鎂和檸檬酸濃度是相關的，因為在牛乳pH值條件下，鈣、鎂和檸檬酸鹽形成復合物。Ca^2＋的濃度和pH值負相關，Ca^2＋濃度和HPO^2－₄濃度正相關，和膠態磷酸鈣溶解度的變化密切相關。膠體酪蛋白的飽和溶解度水平和HPO^2－₄的濃度是相關的，如增加Ca^2＋導致膠體磷酸鈣的形成，HPO^2－₄的水平是由H^＋和HPO^2－₄二者共同決定的。

一、鹽的組成和分布

牛乳中鹽類的平均濃度如表1-2和表1-3所示。鹽類組成是變化的，但變化相互之間不相關。

乳中的鹽類都是溶解的，但不是所有溶解的鹽類都離子化。酪蛋白中包含不溶解的鹽類。除了帶負電荷酪蛋白的抗衡離子外，膠束包括膠態磷酸鈣，也包括鎂、檸檬酸鹽、鈉和鉀，也有少量的其他離子。這些膠態磷酸鹽是無定形的，它的組成會發生變化，也可能有離子交換的情況。

牛乳微量元素中，鋅的濃度較高，約3mg/kg牛乳，而其他元素的濃度較低。微量元素如表1-4所示。

微量元素是牛乳的天然成分。牛乳中一些微量元素的濃度隨著飼料配比的變化而變化。因此牛乳中它們的濃度變化范圍比較大，如硒可以在4～1200μg/kg的范圍內變化。除非飼料中缺乏金屬元素（如銅、鐵）或者喂食極端水平的重金屬（如鉛），金屬的濃度不受喂養情況的影響。另外還有一些元素能夠通過擠奶時的污染進入到牛乳中，如牛乳天然銅的濃度大約是20μg/kg（初乳中包含更多），牛乳接觸的擠奶器皿的青銅部分或者銅管會增加銅的含量，很容易使之達到1mg/kg的水平。同樣污染的鐵也可進入牛乳中。

微量元素在乳中組分中的分布各不相同，部分的元素與蛋白質交聯，如乳鐵蛋白中含有重金屬元素；大約10%的銅和超過半數的鐵和脂肪球膜連接；鋅主要以膠態磷酸鹽形式存在。

從營養的角度，牛乳中大多數微量元素是重要的，盡管有些元素如鎘、汞和鉛是有毒的，但它們幾乎不能被檢測到。對乳品生產而言，銅是非常重要的，主要是因為它對脂肪氧化的催化功能；牛乳中的“天然的銅”不會促進氧化或者說很難幫助氧化。但“添加的銅”經常會存在于牛乳中，即使添加很微小的量，也會引起乳脂肪的氧化。對于許多乳酸菌而言錳是非常重要的，特別是檸檬酸鹽的降解，一些牛乳中錳的含量非常低。

二、膠態磷酸鈣

表1-2表明牛乳中部分鹽類存在于酪蛋白膠束內或者酪蛋白膠束上，即在酪蛋白粒子中。這種不溶性鹽類簡稱為膠態或者膠束磷酸鈣。它包括其他成分，如K、Na、Mg和檸檬酸鹽，總量約為7g/100g干酪蛋白，膠束的一部分被認為是補償離子，這是因為酪蛋白在牛乳pH值條件下帶負電荷，因此和帶正電荷的抗衡離子交聯?？购怆x子包括K^＋、Na^＋的大多數或者所有的鎂和鈣的一部分。剩下的主要是鈣和磷酸鹽一起與少量的鎂和檸檬酸鹽連接，以不同的狀態存在。牛乳中的磷酸鈣是過飽和的，因此它們大部分是不溶解的。

膠束中鈣和無機磷之間的摩爾比率很高，即使作為抗衡離子的Ca^2＋部分被減去，磷酸鈣中剩余的比率也約為1.5，即它們以磷酸三鈣形式存在。這看起來有些意外，因為我們期望以二磷酸鹽（Ca/P=1）形式存在，這歸因于磷酸的pK₂值約為7，因此，磷酸酯化酪蛋白的絲氨酸殘基、有機磷，進入了膠態磷酸鹽，得到比例1，故膠體磷酸鹽不能被看作是已知磷酸鈣類型中的一種。此外，它有一個變化的成分與離子氛相關，例如上述Mg和檸檬酸鹽還存在一些微量離子，主要是鋅，換句話說膠態磷酸鹽具有離子交換的性質。