冻结法保存对牛乳性状的影响

在我国寒冷地区，冬季人们往往利用自然条件，采取冻结法保存牛乳，但是冻结对于牛乳的理化性状能产生一些影响，现简单介绍如下：

1 乳蛋白质胶体稳定性的降低

长时期贮存的冻结乳，解冻后会发生沉淀，这是酪蛋白趋向不稳定而出现的胶体状态的变化。酪蛋白的不稳定现象主要受盐（特别是胶体状钙）的浓度、乳糖的结晶、冻结前加热的情况及解冻速度等因素的影响。

如果乳中的盐类特别是钙含量较高，则在冻结过程中，由于冰晶的析出，导致胶体溶液中盐类浓度的显著增高，而足以消除酪蛋白胶粒的电荷，因此发生凝聚，当经长期贮存后，胶粒的凝聚就成为不可逆的变化而形成沉淀。如果除去一部分钙，就可以提高冻结乳中酪蛋白的稳定性。

另一方面，乳糖结晶也能促进乳蛋白质的不稳定，在未冻结的浓缩乳中，溶解乳糖与一部分钙盐结合，由于乳糖结晶，与乳糖结合的钙盐作用于蛋白质而促进其沉淀。同时，α-乳糖水合物的生成对蛋白质起到一种脱水作用，也是破坏酪蛋白质胶粒稳定性的因素。若添加蔗糖，则可增加酪蛋白质胶粒的稳定性，这是由于粘度增大、冰点下降，乳糖的结晶化受抑制的缘故。采用急冻方式控制乳糖结晶，也有利于蛋白质的稳定。

据研究，解冻乳能否保持产品质量，取决于冻结乳中水分的含量，冻结时发生的主要变化决定于浓缩的乳酸及盐溶液对乳蛋白质胶粒的作用（这种溶液是在冰晶脱水的过程中形成的）。乳的冻结经三个阶段实现-过冷、脱水及同结合水的相互作用。乳的脱水决定于冷却温度及冰晶形成速度，如果在胶粒之间或胶粒之内，冰都形成得很快，则乳不发生分层。乳中被冻结的水的量在-1℃时为45%，在-25℃时为97.1%，因此在-25℃下冻结乳实际上不含游离水，而结合水为3.5%，因此乳可以在长达18个月的时间内不发生变化。在-12℃约92%的水被冻结，亦即尚有4.5%的水仍保持游离状态，它们以浓缩的盐、乳酸及其他物质的溶液存在，并影响乳蛋白质而使其变性，这也是解冻时乳的成分不能完全复原的原因。

采用-25℃以下的分层速冻法，解冻乳可保持其稳定性，此外，贮藏温度越低，则保存时间越长，如将冻结乳在-10℃贮藏6～9日则出现沉淀，而在-21℃下贮藏540天仍无沉淀生成。总之，速冻与低温贮藏有利于保持胶体的稳定性。

此外，融化冻结乳，以在82℃的水浴中融化的效果为好。

2 乳脂肪乳浊状态的破坏

冻结乳解冻后，往往出现脂肪团块上浮的现象，这是脂肪球膜的构造发生变化，而使乳浊状态遭到破坏的现象。关于脂肪球膜的构造发生变化的过程，有人认为，由于冰晶的生长和增大，脂肪球受机械作用的压迫而形成团块，导致脂肪球变形，脂肪球膜失去结合水，弹性降低，加之脂肪球内部因脂肪结晶而产生挤压作用，在内外压力作用下使脂肪球膜破坏，脂肪被挤压出来而聚合成大小不等的脂肪团块，解冻时就上浮到表面。

提高脂肪乳浊状态的稳定性可以在冻结前进行均质、添加蔗糖、进行速冻并在较低温度贮藏（如在-29℃）等等。对于食品加工用的原料乳，则可添加国家准许使用的乳化剂。

3 乳成分分布的分层现象

在容器中静止冻结的牛乳，其成分分布呈现不均匀的分层现象，如周围表层是紧密而透明的冻结晶层，其乳固体含量及酸度最低;上层具有较高的含脂率;下层的蛋白质及乳固体含量最高;中心部分是含多量蛋白质、盐类及乳糖的白色核心，其酸度最高。这是因为冻结过程是由外向内逐步冻结的结果，冻结约于-1℃开始，表层水份先形成冰晶，乳的其他成分少量地渗在冰晶中，而内层未冻结的部分乳固体含量及盐类浓度提高，渗透压增大，冰点降低，冻结速度降低，随着冷能的传递由外向内地逐步完成，就逐渐形成成分分层的现象。为了解决这种分层现象，应使乳在薄层条件下急速冻结。

4 不良风味的出现

冻结贮藏的牛乳，往往出现氧化臭、金属臭及鱼腥臭，这主要是由于处理时混入铜等金属离子，促进了不饱和脂肪酸氧化的结果。为了防止不良风味的产生，应避免重金属的污染，必要时可添加一些安全性高的抗氧化剂。