九、乳房结构和乳的生成

乳房是奶牛的造奶器官。泌乳即分泌乳汁。乳汁是乳腺细胞有选择地从血液中吸收各种营养物质，经过乳腺复杂的生化过程合成的。乳腺的发育和泌乳活动受神经、体液的控制。

1.乳房结构 奶牛乳房是由皮肤、血管、神经、脂肪、结缔组织和乳腺组织所构成的。乳房内部由韧带形成中隔，把乳房分成四个区，每个乳区各有一组乳腺组织和一个乳头，为一个泌乳单位。四个乳区彼此不相沟通。乳腺组织是牛奶生成的地方。乳腺由乳腺泡和乳导管构成，每个乳腺泡像一个小囊，有一个细小的乳导管通出，小导管相互汇合成中等乳导管。再汇合成粗导管，最后汇合成乳池。乳池是储藏乳汁较大的腔道，乳头末端的乳导管向外界开口。每个乳区就是一个小型牛奶加工厂。

2.乳房的发育 犊牛出生后，乳房就具有乳头、乳腺和乳池。但尚不完善，乳导管系统尚未形成，到初情期，随着体重增加，脂肪、结缔组织增多，乳房体积有所增大。怀孕后，乳导管系统生长加快，怀孕中期，乳腺泡出现分泌腔，乳房内神经纤维、血管也显著增多; 怀孕后期，乳腺结构达到活动乳腺的标准状态。泌乳高峰2个月以后，乳腺泡体积逐渐缩小，与乳腺泡直接相连的细小乳导管也开始萎缩。泌乳量逐渐下降，乳房体积缩小。泌乳进入后期，最后泌乳活动停止，迎接下一个泌乳期的到来。

3.乳的生成 乳汁在乳腺组织中生成，乳腺细胞生成乳的原料来自血液。牛奶中的蛋白质是乳腺细胞吸收血液中游离氨基酸，经过复杂的生化过程合成的;利用血液中来自瘤胃发酵产生的低级脂肪酸合成乳糖、乳脂，血液中的葡萄糖也是合成乳糖的主要原料; 乳中另一些成分，如乳球蛋白、酶类、激素、维生素和无机盐则是乳腺细胞从血液中有选择地吸收而来。据测一头600千克体重的奶牛每生成1千克奶，流经乳房的血液有5407千克。一头600千克体重的奶牛，一个泌乳期如果产奶10000千克，奶中干物质重量，等于这头奶牛自身体重干物质的5倍。从以上情况清楚地看到，加强产奶牛饲养管理是非常重要的，如果在泌乳期日粮配合营养不足，奶牛就会分解自身的养分，尽管产奶量一时下降不很明显，但奶牛体质会很快下降，不仅消瘦得快，而且严重时会出现繁殖障碍。

4. 牛奶的营养成分 奶牛被称为“人类的保姆”，牛奶中几乎含人类所需要的全部营养物质。营养学家把牛奶称为“白色血液”。牛奶中主要营养成分包括蛋白质、脂肪、乳糖和矿物质，此外还有多种维生素、酶类、色素、激素及生长因子，有机酸、体细胞等。

(1) 牛奶中蛋白质平均含量为3.4%。其中包括酪蛋白、乳白蛋白、乳球蛋白、脂肪球膜蛋白和酶类。这些蛋白质中含有人体所需要的各种必需氨基酸，含量丰富，比例适中，容易消化吸收，消化率在96%以上; 同时乳蛋白中的氨基酸与植物蛋白中的氨基酸具有很好的互补性。酪蛋白仅存在于牛奶中，约占牛奶总蛋白含量的83%，酪蛋白在鲜奶中主要与钙结合，形成酪蛋白酸钙，酪蛋白具有酸凝固的特性，酸只与酪蛋白酸钙起作用。工业上利用这一特点制造干酪素。乳白蛋白在常乳中仅含0.5%，因其颗粒较小，直径仅为0.005微米，在乳汁中以胶体状态存在。乳白蛋白可进一步分解为β-乳白蛋白、α-乳白蛋白。β-乳白蛋白使牛奶保持稳定性，加热后产生一种特有气味。α-乳白蛋白是乳糖合成酶的一种。乳球蛋白在常乳中含量很低，仅0.1%，而在初乳中含量为6%左右，个别可高达15%，这是一种抗体活性蛋白质，遇热则凝固变性。乳白蛋白和乳球蛋白都存在于乳清中，所以也可称它们为乳清蛋白。还有一种脂肪球膜蛋白，占乳蛋白含量的5%左右，它包围在脂肪球的表面，与水结合紧密，在强酸强碱或机械搅拌下，球膜蛋白可被破坏，这一特性可用来制作奶油。另外还有20多种酶，如过氧化物酶、过氧化氢酶等，它们都来源于牛体乳腺细胞或由微生物代谢产物产生，都是牛奶中的固有成分。

(2) 乳脂肪： 乳脂肪含量受奶牛品种、日粮组成及饲喂方式等的影响较大，一般情况下，牛奶中含乳脂2.5%～6.0%。乳脂肪中98%为乳脂，此外还有磷脂、甘油硬脂酸脂、游离脂肪酸及脂溶性维生素等。乳脂肪在奶中是以极细小的脂滴形式悬浮在水中，每毫升牛奶中含20亿～50亿个脂肪球，脂肪球外包一层磷脂，这层磷脂排斥其他小脂肪球并吸附于水分子中呈乳浊状。乳脂的脂肪球较其他动物性油脂的脂肪球直径都小，所以乳脂易消化。消化率可达97%以上，同时其他油脂加热时会发生热氧化聚合，生成对人体发育有害的物质，而乳脂加热到200℃时也不会出现这种物质。

(3) 乳糖： 牛奶中乳糖含量为3.6%～5.5%。乳糖为双糖，水解时生成一分子葡萄糖和一分子半乳糖，前者供给人体能量，后者是体内糖脂、糖蛋白的组成部分，对机体有重要作用。此外，乳糖还能促进钙和磷的吸收。乳糖为水溶性，大部分存在于乳清中，蒸发乳清可获得浓缩乳糖，乳糖甜度为蔗糖的1/6。

(4) 矿物质和维生素：牛奶中含有多种人体必需的矿物质和几乎所有已知的维生素，尤其钙、磷含量丰富，适当饮用牛奶，可补充人体钙、磷不足，对促进骨骼生长发育、防止骨质疏松有不可替代的作用。牛奶中还含有人体需要的各种维生素，特别是维生素A、维生素B1、维生素B2、维生素B6等含量较多，这些维生素对维持人体健康有重要作用。

5. 牛奶的理化特性 新鲜牛奶是一种青白色或稍带白黄色的不透明液体。又因奶中含有挥发性物质，所以牛奶有一种特殊的芳香气味，经过加热香味更浓。牛奶是多种营养成分的混合体，这些营养成分大体上是稳定的。牛奶的密度，按规定是： 在20℃时奶的质量与同容积纯水在4℃时质量的比。按这个方法所测的数值，习惯上称乳的密度。常乳的平均密度为1.030。市售20℃/4℃乳稠计，测定的是牛奶的密度。相对密度指某物质的质量与同温度同体积水的质量之比。牛奶比重计是以15℃为标准的，用市售15℃/15℃乳浓计测定的是牛奶的相对密度。因规定的测定温度不同，所以相对密度和密度之间有一定差异，常乳的密度较相对密度小0.002，常奶平均相对密度1.032。掺水可使相对密度下降。牛奶的冰点是-0.54℃，向牛奶中加水1%，冰点可升高0.005℃。牛奶的沸点是100.55℃，比水稍大，当把牛奶浓缩1倍时，其沸点上升0.5℃。酸度是衡量牛奶新鲜度的一项重要指标，牛奶酸度用 “°T”来表示。刚挤下来的鲜奶酸度一般在16～18°T之间; 初乳的酸度高，为45～50°T。正常牛奶的pH值为6.4～6.8。当pH值超过6.8时，就可能是乳腺炎奶。当pH值低于6.4时，则可能混有初奶或酸败奶。牛奶还有一种能吸附外界气味的特性。如果挤出的牛奶在牛舍中放置时间过长，牛奶中就会有异味，如果用装饲料的桶接奶，牛奶就会带有饲料味，如与鱼、虾、葱、蒜和青饲料接近，这些气味都会被牛奶吸附。

6.影响牛奶质量的因素 牛奶的质量取决于牛奶所含的营养成分，这些营养成分受牛的品种、泌乳期、年龄、饲料及疾病等因素的影响。

(1) 泌乳期的影响： 奶的成分随泌乳期的变化而变化。初乳，即产犊后7天内所泌的乳，也叫暴奶。它的成分与常乳有明显的差异。初乳中所含营养干物质高达20%～30%，超过常奶1倍，蛋白质含量20%，超过常奶6倍，矿物质含量超出常奶1倍以上，同时还含有大量的维生素和抗体物质，但乳糖含量较少。奶牛产犊1周后所产的奶，其营养成分和性质比较稳定，被称为常奶。泌乳后期，进入干奶期间所产的奶叫末奶。末奶除脂肪外，其他成分含量较常乳高，因乳中解脂酶增多，故末乳有一种油脂氧化气味。

(2) 饲料的影响： 在奶牛泌乳期适宜多喂优质饲料，特别是喂给蛋白质含量丰富的饲料，产奶量会增加，奶中营养成分稳定，风味尤佳。如果饲料单一、品质不佳，达不到泌乳期营养标准，不仅产奶量上不去，含脂率也明显下降，并能影响到牛奶风味和维生素含量。

(3) 挤奶时间的影响： 一般来说挤奶间隔时间长，则挤奶量多，但乳脂含量下降;挤奶间隔时间短，挤奶量少，但乳脂率含量较高。据试验，挤奶时间分别间隔9小时和15小时，其牛奶乳脂率分别是4.6%和3%。

(4)微生物对奶汁的影响： 牛奶是一种营养物质最全面的食品，同时也是各种微生物良好的培养基。在挤奶过程中，若不认真履行操作规程，装奶用具没有很好清刷消毒，牛奶很容易被微生物污染，特别是一些致病性微生物，它们不仅能改变牛奶的性质，使牛奶败坏，对人、畜健康也有害，甚至可通过牛奶散布人、畜共患的传染病。因此《国家食品卫生法》 明确规定鲜奶必须消毒后上市，生奶不允许上市。

(5) 疾病对奶的影响： 奶牛患病后，首先是产奶量降低，同时乳的组成也会发生变化。一般来说，体温不升高的疾病，产奶量虽然减少，但对乳的组成没有多大影响; 体温升高时，产奶量和无脂干物质都会减少。乳房发炎时所产的奶，营养成分和奶的性质都会发生变化，与常乳相比，其中钠、氯、非酪蛋白态氮、T细胞数量、pH值等均增高。

(6) 热处理对奶的影响： 牛奶加热到40℃以上，由于水从液面不断蒸发，在空气和奶界面的蛋白质显著浓缩，导致胶样凝结形成薄膜，因此在加热时应不断搅拌。加热到80℃时，部分可溶性磷钙会形成沉淀结晶。长时间高温和煮沸，由于牛奶接触加热面，而使乳汁中的蛋白质、脂肪和无机盐形成乳石沉淀物。100℃高温超过5～7分钟，牛奶就会发生褐变，造成乳营养干物质的损失。目前，国内鲜奶消毒，多采用低温长时巴氏消毒法或高温快速通过巴氏消毒法。这两种方法既能杀死病原微生物，牛奶的营养成分又不致遭受破坏。

7.鲜奶的初步处理 鲜奶产出后，在供应市场或作进一步加工之前，都需要作初步处理，以保证鲜奶送达消费者或加工之前不会变质。

(1) 过滤： 牛奶在挤出过程中，难免会落入一些尘埃、牛毛、饲料、米屑、皮屑及其他杂质，尤其是手工挤奶。这些杂物的混入，不仅使牛奶外观不洁，还会使牛奶中的细菌数明显增加，从而加快牛奶的变质。因此，牛奶挤完后必须用纱布或过滤器进行过滤。手工挤奶或小型挤奶机挤奶，可在牛舍中结合由挤奶桶倒入大桶时进行。当奶倒入大桶时，借助大奶桶口上安装的过滤筛网进行过滤。这种过滤筛网的结构多为漏斗形，筛网的底部为两层金属网，使用时在两层金属网中间加入多层纱布。在没有过滤筛网的情况下，也可直接用消毒纱布进行过滤。将纱布叠成3～4层，直接扎在盛奶桶口上，将挤出的奶通过纱布倒入桶中即可。不论用哪种方法滤过，纱布每次用完后应立即洗净、消毒、干燥后，放在洁净的干燥处备下次使用。否则，反复使用不洁的纱布，不仅会失去过滤作用，反而会成为微生物的另一污染源。规模化机器挤奶，大多通过过滤器或在输奶管道上隔段加装过滤筒对奶进行压滤。压滤时过滤器进口与出口的压力差不宜过大，以免造成跑滤。同时过滤筒应及时更换和消毒。

(2) 温度与储存： 刚挤出的牛奶接近牛的体温，特别在夏季气温较高，牛奶营养又丰富，非常适合细菌的繁殖，细菌的繁殖是以几何倍数增加，在适宜的条件下，细菌每10分钟就能繁殖一代，3个小时1个细菌就可增殖到30万个。因此过滤后的牛奶应立即冷却，通过冷却降低奶的温度，降低奶温度可以抑制微生物的繁殖速度，从而延长鲜奶的保存时间。个体户或小型牛奶场，最简便的方法是将奶桶迅速放入新汲凉水中。也可修筑牛奶冷却池，水池大小与深度，应视奶桶多少与大小而定，池的进水口应设在池下部，出水口与奶桶肩部同高，池底部设有镀锌管架，使桶底部也能接触到凉水。该法能把奶温降到18℃，在10小时内牛奶酸度不超过20°T，在2小时内把奶送完不致变质。大型奶牛场，特别是乳品加工厂，鲜奶多采用冷却器冷却法，片式热交换器冷却快，效率高，牛奶冷却后置入储奶罐储存。牛奶最适宜的保存温度为2～4℃，最高不超过6℃。温度与牛奶保存时间参考见表14。

表14 温度与牛奶保存时间参考表