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專題報導
牛乳冰點之檢測
統一公司楊梅廠 賴麗菁
| 一、 |
冰點(freezing point)的重要性: |
| ◎ |
牛乳之冰點比水之結冰點低，因為其中所溶解之物質所致。一般範圍為-0.525°C~-0.565°C，平均-0.550°C。 |
| ◎ |
牛乳之冰點常有一定之數值，其變動很小。 |
| ◎ |
構成牛乳冰點下降者，來自乳糖和氯之濃度，其餘來自氯以外之灰分。冰點主要維繫於鹽類、乳糖，而蛋白質、脂肪則無影響；乳牛品種、個畜、季節、泌乳期等亦少影響。 |
| ◎ |
在牛乳之合成，當乳糖減少時，氯濃度即增加，氯濃度減少時乳糖即增加，即經常保持此種平衡關係，故牛乳之冰點經常維持一定。 |
| ◎ |
牛乳酸敗時，冰點將下降，如酸度為1%時，冰點下降0.03°C；酸度達0.15%以上時，每上升0.01%，則冰點下降0.003°C。 |
| ◎ |
無糖煉乳之冰點為29.5°F，加糖煉乳為5~10.5°F，冰淇淋混料(ice-cream mix)約為28°F。 |
| ◎ |
牛乳冷藏於冰點以下時，凍結現象將自接觸於容器邊緣開始，而漸向中心移動，故牛乳凍結結果，部分組成將有顯著差異，即邊緣部分固形分少而中心部分多。 |
| 二、 |
不同乳品之冰點 |
|
全乳、乳油、脫脂乳雖有不同之組成，然經離心分離後三者之冰點相近。(表1)此表示冰點係由可溶物質、乳糖、鹽類之濃度而定，而非樣品之組成。牛乳中以粗球體存在之脂肪與膠狀物之酪蛋白，因其分子量大故均不影響冰點。 |
表1.牛乳、乳油與脫脂乳之冰點
| 樣品號碼 |
脂肪
率% |
全乳
無脂固
形物率% |
冰點
°C |
脂肪
率% |
乳油
無脂固
形物率% |
冰點
°C |
脂肪
率% |
脫脂乳
無脂固
形物率% |
冰點
°C |
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 |
4.30
3.95
4.05
4.00
4.05 |
8.47
8.51
8.53
8.53
8.36 |
-0.558
-0.537
-0.546
-0.544
-0.549
-0.545
-0.538
-0.540
-0.543
-0.541 |
22.0
19.5
27.5
24.0
20.0 |
6.85
7.91
6.32
7.02
7.25 |
-0.559
-0.540
-0.546
-0.545
-0.550
-0.545
-0.539
-0.538
-0.545
-0.540 |
0.03
0.04
0.04
0.03
0.03 |
8.91
9.05
9.02
9.41
8.80 |
-0.558
-0.538
-0.548
-0.545
-0.548
-0.546
-0.536
-0.537
-0.542
-0.540 |
| 平均 |
|
|
-0.544 |
|
|
-0.545 |
|
|
-0.544 |
三、牛乳冷凍後之冰點變化
表2冷凍牛乳在固態與液態部分之組成
|
組 成 |
固態溶解部分 |
液態部分 |
|
|
水
脂 肪
蛋 白 質
醣
灰 分 |
96.23
1.23
0.91
1.42
0.21 |
85.62
4.73
3.90
4.95
0.80 |
|
比 重 |
1.0090 |
1.0345 |
當牛乳凍結時其冷凍層與液態部分之組成，顯示凍結部分含水多而固形分少，但固形物彼此間之比例則不變(表2)，此事實表示在冰凍時只有水分分離出來。冷凍會改變牛乳之物理性質且不能再回復原狀。此在處理混合牛乳之場合尤為重要，因通常最初搾之牛乳可能已被冷凍，然後加入溫牛乳時溶解，而在取用時成為正常溫度。冷凍使脂肪球失去乳化性，而結塊破壞與歪曲脂肪球之形狀及大小(表3)。當牛乳之乳油浮起後予以冷凍，而後在16
°C解凍，則乳油層會大量地減少。冷凍溫度愈低，時間愈長，乳油層失去愈多。全脂牛乳在-30°C凍藏24週後，其風味有顯著變化，此凍藏樣品經分析結果(表4)，發現某些揮發性成分顯著增加。
表3..冷凍牛乳之乳油層在不同之溫度、時間所受影響
冷凍溫度
°C |
〈%冷凍3小時
解凍後乳油層之損失率〉 |
冷凍5小時
解凍後乳油層之損失率〈%〉 |
| 1小時
|
3小時 |
24小時 |
1小時 |
3小時 |
24小時 |
|
-18°
-14°
-12°
-9°
-7°
-4°
-1° |
39.00
38.84
31.68
24.90
15.78
8.31
0.58 |
42.44
41.82
33.33
29.70
24.65
13.98
4.25 |
45.90
43.16
38.34
33.20
28.67
25.57
12.19 |
40.75
40.12
39.83
28.70
18.00
15.90
2.21 |
42.65
42.47
41.24
33.80
26.19
27.90
5.89 |
45.90
45.40
43.40
38.88
32.70
30.10
13.04 |
表.4全脂牛乳經凍藏24週後揮發性成分之變化
|
揮發性成分 |
鮮乳(ppm) |
凍藏乳(ppm) |
2-丁酮(2-butanoone)
2-戊酮(2-pentanone)
n-己酮(n-hexanal)
2-庚酮(2-heptanone) |
2.1
3.4
4.5
54.1 |
8.2*
8.0*
7.6*
86.2* |
|
合 計(total) |
181.4 |
345.2* |
*顯著水準5%
四、如何判別〝牛乳〞是否攙入水？
| （一） |
若知標準乳之冰點，則可以推定牛乳之加水量。 |
| （二） |
AOAC將標準乳之冰點T 定為-0.550°C，測定牛乳之冰點定為 T′，加水量為W
時，可列如下式: |
|
(1) W(%)= T- T′
____ ※100
T |
|
將(1)改為重量百分率，而以總固形分(TS)補正，可列如下式: |
|
(2) W(%)= T- T′
____ ※(100-TS)
T |
|
上述平均冰點太低，在不考慮其固形分之下而補正，如下式: |
|
(3) W(%)= ( 0.544- T′) ※0.92
________________________ ※100
0.544 |
| （三） |
加水1%使牛乳之冰點約上升0.006°C，因此冰點之測定必需液體之屈折率係受溶質種類及濃度的支配，且微受溫度之影響。 |
| （四） |
牛乳之屈折率為水溶媒及各種溶質屈折率之總括，水的屈折率為1.333，而牛乳為1.3470~1.3515。 |
| （五） |
攙水於乳，雖能使屈折率降低，但牛乳本身亦能發生相當變動，故屈折率不能作為一種正確之攙水檢定。 |
| （六） |
牛乳中之乳糖級鹽類少有變化，故攙水於牛乳，可依冰點之變化檢出。 |
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