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化验室培训教材第一节：乳的概念及基础理论一．概念：牛乳是乳牛为哺育幼牛而从乳腺分泌的一种白色或淡黄色不透明微有甜味的生物学液体，是一种全营养物质。二．成分：乳是各种化学物质的混合物，其成分有水、蛋白质、脂肪、碳水化合物各种矿物质和维生素，还含有酶类及其他微量成分等。乳中所含有的水分大部分是以游离状态存在，成为乳的胶体体系的分散媒。碳水化合物和矿物质呈溶液状态存在，形成真溶液；脂肪以脂肪球状态呈乳浊液和悬浊液分散在乳中，成为乳浊质。蛋白质以极细的微胶粒状态呈悬浊质、乳浊质存在于乳中，成为胶体溶液。乳就是以真溶液、胶体溶液和乳浊液三种体系组成的一种均匀的生物学液体，其稳定性相当高。正常牛乳中的各种成分大体上是稳定的，但受乳牛的品种、个体差异泌乳期、年龄、饲料、季节、气温、挤奶状况及健康状况等因素影响而有所不同。基中变化最大的是脂肪，其次是蛋白质，乳糖和灰分变化较小。一般将牛乳分为水分和乳固体两大部分，而乳固体又分为脂质和非脂乳固体。牛乳的主要成分如下表。成分含量（%）水分：包括游离水、结合水、结晶水86~88脂肪：由一个分子的甘油和三个分子的脂肪酸组成3~5蛋白质：包括酪蛋白、乳清蛋白和少量的脂肪球膜蛋白2.8~3.8乳糖：可分解为葡萄糖和半乳糖4.5~5.0矿物质：按含量排列主要有钾、钙、氯、磷、钠、镁、硫等0.7三．营养：牛乳是一种全价的营养品，含有人体所需的各种成分。乳脂肪不同于一般脂肪，含有的脂肪酸种类较一般脂肪多。这是与反刍动物瘤胃中微生物的生物合成相关的。乳脂肪中水溶性、挥发性的脂肪酸含量高，这类脂肪风味好易于消化。乳中蛋白质含量较高，机体的运动便是源于蛋白质的支持。蛋白质水解的最终产物是氨基酸，氨基酸是构成细胞的基础物质。乳糖的甜度是蔗糖的1/4~1/6，是哺乳动物和人类乳腺所分泌的一种特有化合物，在动、植物的组织中几乎不存在，仅存在于乳中。维生素是维持人体正常生理功能所必需的一类低分子化合物，在人体内几乎不能被合成，完成需要通过食物来摄取。牛乳中含有几乎所有已知的维生素。牛乳中还含有丰富的矿物质及其他微量元素。四．牛乳的物理化学性质：1．牛乳的色泽：新鲜的牛乳一般呈乳白色或淡黄色。乳白色是酪蛋白酸钙、磷酸钙及脂肪球对光的反射和折射产生的；脂溶性的胡萝卜素和叶黄素、水溶性的核黄素使牛乳呈淡黄色。2．牛乳的滋味和气味：新鲜的牛乳具有特殊的香味。牛乳的气味主要成分有低级脂肪酸、羰基化合物及挥发性成分。甲硫醚是风味的主要成分。牛乳的滋味是微甜味，微酸味、微咸味及苦味四种滋味混合在一起组成的。3．牛乳的冰点：牛乳冰点为-0.53~-0.55℃，平均为-0.542℃牛乳中掺水会导致冰点回升，掺水10%，冰点约上升0.054℃。因此可根据冰点的变化来推算掺水量。4．牛乳的沸点：牛乳的沸点在1个大气压下约为100.55℃。乳在浓缩过程中沸点继续上升，浓缩到原体积的一半时，沸点约上升到101.05℃。5．牛乳的密度与相对密度：乳的密度指在20℃时的质量与同体积的水在4℃时的质量之比。正常乳的密度平均为1.030。相对密度是指某物质的重量与同温度同体积的水的重量之比。以15℃为标准，乳的相对密度为1.032。乳的密度随温度的变化而变化。在10~25℃内，温度每变化1℃，乳的密度相差0.0002。6．牛乳的粘度：牛乳的粘度在20℃时为1.5~2.0mPa·s。7．牛乳的酸度：正常牛乳的酸度为16~18。T，pH值为6.4~6.8，pH值低于6.4的酸度一般为酸败乳，pH值高于6.8的乳可能是乳房炎乳。第二节生产工艺一．工艺流程：收奶净乳冷却（巴杀）配料均质巴杀闪蒸贮存UHT无菌灌装贴管装箱入库出厂保温试验二．生产中应注意的问题：1．收奶中应注意的问题：不得混入过多的空气。（微生物、脂肪）2．各工艺过程：搅拌、均质、巴杀、闪蒸、贮存、配料、UHT、无菌灌装等。3．脂肪上浮的机理：牛奶中脂肪的密度约为930kg/m3，而牛奶的密度为1028~1032930kg/m3，因此牛奶中脂肪上浮是一种自然现象。根据斯托克公式，其上浮速度为：v=dp2(ρ1-ρ2)g18υ1其中：v：上浮速度dp：乳脂肪直径ρ1：奶的密度ρ2：脂肪的密度υ1：奶的粘度由此可见，脂肪的上浮速度和乳脂肪球直径的平方成正比，而未均质奶的乳脂肪直径平均为3—4微米，均质后直径可达0.2微米，大大降低了脂肪球的上浮速度，因此均质的效果将直接影响脂肪的上浮。脂肪上浮产生的原因：1．很明显，不良的均质效果将很快导致脂肪上浮，因此，保证良好的均质效果是防止脂肪上浮的必要条件，但总结近年来成品脂肪上浮的原因却并非由于均质效果不良引起的，而是由下述原因引起的。2．原料奶的细菌数或嗜冷菌过高。脂肪球外覆着一层脂肪球膜，主要由磷脂、蛋白、微量金属元素及结合水等组成，球膜内充满各种自由脂肪酸。若原料奶中的细菌数过高，成其是嗜冷菌数过高，其代谢产生产部分脂肪酶和蛋白酶可存活于超高温灭菌中，分解脂肪球膜，使自由脂肪酸游离出来并聚合在一起，从而导致脂肪上浮。3．过度的机械处理。乳脂肪的熔点从-7.9℃至69.3℃，一般情况下，经中度的机械处理不会破坏脂肪球膜。但如果在低温下经过度的机械处理，如：高速搅拌、往复循环等，由于低温下乳脂肪的可塑性差，脂肪球很容易被破坏，从而使脂肪酸游离，导致脂肪上浮。4．低温下均质。如在低温下均质，乳脂肪呈固态，在强大的机械力作用下，不易形成完整的脂肪球膜，反而加速了自由脂肪酸的结合。5．原料乳在接收和预先处理过程中混入过多空气。第三节检验计划一．原辅料检验计划二．过程检验计划三．成品检验计划第四节化验室的安全操作一．废弃物的处理：酸、碱的处理必须用大量的水冲入下水道；氰化物须单独处理；强氧化剂和强还原剂不能和有机化学药品放在一起。二．意外事故的处理：出现意外事故时要沉着冷静，临危不惧，及时抢救，要勇敢，更要有科学态度。1．火灾：出现火灾时，要立即切断电源，并使用灭火器材，同时与有关部门联系，请求援助。水是较常用的灭火材料，但化验室起火时，是否用水来灭火要十分慎重，因为有些化学药品比水轻，会浮在水上流动，反而可能扩大火势；有的药品会与水反应发生燃烧甚至爆炸。2．触电：遇到触电时，首先应该使触电者迅速脱离电源，但不能徒手去拉触电者，以免抢救者遭电击，应迅速用绝缘物切断电源。将触电者抬至空气新鲜处，如情况不严重，能在短时间内自行恢复知觉。若已停止呼吸，应进行人工呼吸同时给氧。3．割伤：割伤时，若有玻璃碎屑混入伤口的，必须立即取出。将伤口清理干净后，在伤口上涂抹红药水或龙胆紫药水，再用消毒纱布包扎。4．烫伤或烧伤：如皮肤只出现红痛或红肿，可涂以95%的酒精并浸湿纱布盖于伤处或用冷水止痛；如皮肤起泡，除以上方法外，还可用3%~5%的高锰酸钾涂抹并用纱布包扎；如组织破坏，皮肤出现黑色、棕色或白色，需用消毒纱布后去医院治疗。注意不要把烫伤引起的水泡弄破，以防止感染。5．化学灼伤：化学灼伤时，应立即脱掉衣服，清除皮肤上的化学药品，并用大量干净的水冲洗，再用消除这种有害药品的特种溶剂处理。A．如被碱类灼伤，需立即用大量的水洗涤，然后用醋酸溶液（20g/l）冲洗或撒硼酸粉。B．如被酸类灼伤，需立即用大量的水冲洗，然后用NaHCO3的饱和溶液冲洗。C．如果眼睛受到化学灼伤，最好的方法是立即用洗涤器的水流洗涤，避免水流直射眼球，也不要揉搓眼睛。用大量的细水流冲洗后，如果是碱灼伤，再用20%硼酸溶液淋洗；如果是酸灼伤，则用3%碳酸氢钠溶液淋洗。第五节质量保证的基础知识一．各英文缩写的意义1．QA：qualityassurance质量保证2．QC:qualitycontrol质量控制3．GMP:goodmanufacturingpractice优质生产规范4．GLP:goodlaboratorypractice优质实验室规范5．HACCP:hazardanalysisandcriticalcontrolpoint危害分析与关键控制点6．IDF:internationaldairyfederation国际乳品联合会7．UHT：ultrahightemperature超高温8．AQL:acceptqualitylevel产品可接受质量水平9．AQL的定义：在超高温产品生产中，最重要的产品质量缺陷是由各种微生物原因引起的产品坏包。因此，产品可接受质量水平在实际生产中被定义为特定规格的产品在正常的连续生产中所得的由微生物残留引起的坏包数量和生产成品总量之间的比例，即可接受的最大坏包率。二．实验室的相关理论1．药品的分级：A．作为标定的基准物质，必须为优级纯，简称GR；B．分析纯试剂：简称AR，为理化检验常用试剂；C．化学纯试剂：简称CR，可用于微生物检测中；D．实验试剂：简称LR，由于纯度较低，一般较少采用。三．标准：1．国家标准：GB/T、GB2．地方标准：DB3．商业标准：SB4．企业标准：QB第六节牛乳的理化检验方法一．几种常见的指示剂的变色范围指示剂名称变色域pH颜色酸性碱性甲基橙3.1~4.4红黄溴甲酚绿3.8~5.4黄蓝甲基红4.2~6.3红黄酚酞8.0~9.8无色红二．几种常用的洗涤液的配制洗涤液及其配方使用方法铬酸洗液：研细的重铬酸钾20g溶于40ml水中，慢慢加入360ml浓硫酸用于去除器壁残留油污。用少量洗液涮洗或浸泡一夜，洗液可重复使用。洗涤废液经处理解毒方可排放工业盐酸（浓或1：1）用于洗去碱性物质及大多数无机物残渣碱性洗液：氢氧化钠10%水溶液或乙醇溶液水溶液加热（可煮沸）使用，其去油效果较好。煮的时间不可太长。碱性高锰酸钾洗液：4g高锰酸钾溶于水中，加入10g氢氧化钠，用水稀释至100ml清洗油污或其它有机物质，洗后窗口沾污处有褐色二氧锰析出，再用浓盐酸或草酸洗液、硫酸亚铁、亚硫酸钠等还原剂去除。草酸洗液：5—10g草酸溶于100ml水中，加入少量浓盐酸洗涤高锰酸钾洗液洗后产生的二氧化锰，必要时加热使用碘—碘化钾溶液：1g碘和2g碘化钾溶于水中，用水稀释至100ml洗涤用过硝酸滴定液后留下的黑褐色沾污物，也可用于擦洗沾过硝酸银的白瓷水槽有机溶剂：苯、乙醚、丙酮、二氯乙烷等可洗去油污或可溶于该溶剂的有机物质，用时要注意其毒性及可燃性。用乙醇配制的指示剂溶液的干渣可用盐酸—乙醇（1：2）洗液洗涤乙醇、浓硝酸（不可事先混合）用一般方法很难洗净的少量残留有机物可用此法：于容器内加入不多于2ml的乙醇，加入10ml浓硝酸，静置片刻，立即发生激烈反应，放出大量热及二氧，反应停止后再用水冲洗。操作应在通风柜中进行，不可塞住容器，作好防护三．脂肪的检测：1．盖勃法：A．原理：盖勃法是一种容量法。用硫酸把乳制品中以酪蛋白钙盐形态存在的酪蛋白转变为可溶性的重硫酸酪蛋白化合物与不溶性的硫酸钙，溶解脂肪球膜，把脂肪释放出来。异戊醇的加入是促进脂肪的分离。B．仪器和设备：乳脂计、乳脂计胶塞、乳脂计架、10.75ml的移液管、10ml的刻度吸管、1ml的刻度吸管。C．试剂：1）硫酸：密度为1.820—1.825g/ml2）异戊醇：分析纯（空白试验为0）D．测定步骤：1）在乳脂计中加入10ml硫酸；2）移取10.75ml的液体乳样缓慢放入乳脂计中，使乳样浮在硫酸上面，不和硫酸发生混合；3）加入1ml异戊醇，旋好塞，混合时，乳脂计会变得很热，为防止烫手，可用毛巾包着混合，直到没有奶块；4）将乳脂计塞朝下放入离心机中，离心4—5分钟；5）取出乳脂计，放入水浴锅中水浴5分钟后读数。读数时要将脂肪柱的下弯月面放在与眼同一水平面，观察时可移动胶塞使脂肪柱的下弯月面与某一大格刻度相吻合。E．结果表示：脂肪的含量为乳脂计刻度管中脂肪柱上下弯月面的读数差，两次测定的结果误差不得超过最小刻度值的一半。F．说明：1）在酸法盖勃法测定脂肪中，应注意硫酸浓度。其密度为1.820—1.825，浓度为90—91%。如果硫酸浓度过高会使蛋白碳化，读数困难。硫酸浓度过低，水相与脂肪相之间分离不好，脂肪就测不出来。所以硫酸的比重一定要掌握好。2）异戊醇的作用一是促进磷脂从蛋白质中分离，二是有利于游离脂肪从水相中分离。若异戊