1. 牛奶中含有什麼細菌
牛乳中微生物的種類
牛乳從乳腺分泌以至被擠出時為無菌狀態，但擠乳過程中可能有細菌侵入，擠乳後的處理、器械接觸及運輸過程亦可能使牛乳中混人微生物，如若處理不當，可以引起牛乳的風味、色澤、形態都發生變化。
（一）細菌
牛乳中存在的微生物有細菌、酵母和黴菌，其中以細菌在牛乳貯藏與加工中的意義為最重要。細菌大小平均約為牛乳脂肪球的1/125，直徑約為O.6um。
1、乳酸菌
乳酸菌可利用碳水化合物產生乳酸，即進行乳酸發酵。從牛乳中很容易分離得到乳酸菌，其在分類學上屬於乳酸菌科。乳酸菌一般為無孢子球菌或桿菌，屬厭氧型或兼性厭氧型細菌。進行乳酸發酵時，其有時產生揮發性酸或氣體。
2、丙酸菌
此為產生丙酸發酵的菌群，可將乳糖及其他碳水化合物分解為丙酸、醋酸與二氧化碳。此種菌為革蘭氏陽性短桿菌，為製造瑞士乾酪的發酵劑，其制出的乾酪上有孔。
3、腸細菌
腸細菌寄生於腸中，為革蘭氏陰性短桿菌。腸細菌為兼性厭氧性細菌，以大腸菌群、病原菌、沙門氏菌為主要菌群。
大腸菌群可將碳水化合物發酵，產生酸及二氧化碳、氫等氣體。因大腸菌群來自於糞便，所以被規定為牛乳污染的指標菌。
4、孢子桿菌
孢子桿菌為形成內孢子的革蘭氏陽性桿菌，可分為好氧性芽孢桿菌屬與厭氧性梭狀芽孢桿菌屬。
5、小球菌屬
小球菌屬為好氣性產生色素的革蘭氏陽性球菌。在牛乳中常出現的有小球菌屬與葡萄球菌屬。葡萄球菌的菌體如葡萄串般排列，其多為乳房炎乳或食物中毒的原因菌。
6、假單胞菌
假單胞菌是利用鞭毛運動的需氧性菌，熒光假單胞菌和腐敗假單胞菌為其代表菌。這種菌可將乳蛋白質分解成蛋白腖或將乳脂肪分解產生脂肪分解臭。這種菌能在低溫下生長繁殖。
7、產鹼桿菌屬
產鹼桿菌可使牛乳中所含的有機鹽(檸檬酸鹽)分解而形成碳酸鹽，從而使牛乳轉變為鹼性。糞產鹼桿菌為革蘭氏陰性需氧性菌，這種菌在人及動物腸道內存在，它隨著糞便而使牛乳污染。這種菌的適宜生長溫度在25-37℃。稠乳產鹼桿菌常在水中存在，為革蘭氏陰性菌，是需氧性的。這種菌的適宜生長溫度在10-26℃，它除能產鹼外，並能使牛乳粘質化。
8、病原菌
牛乳中有時混有病原菌，會在人群中傳染疾病，因此必須嚴格控制牛乳的殺菌、滅菌，使病原菌不存在。
混入牛乳中的主要病原菌有：沙門氏菌屬的傷寒沙門氏菌、副傷寒沙門氏菌、腸類沙門氏菌，志賀氏菌屬的志賀氏痢疾桿菌，弧菌屬的霍亂弧菌，白喉棒狀桿菌，人形結核菌，牛形結核菌，牛傳染性流產布魯氏桿菌，炭疽菌，大腸菌，葡萄球菌，溶血性鏈球菌，無乳鏈球菌，病原性肉毒桿菌。
（二）真菌
新鮮牛乳中的酵母主要為酵母屬、畢赤氏酵母屬、球擬酵母屬、假絲酵母屬等菌屬，常見的有脆壁酵母菌、洪氏球擬酵母、高加索乳酒球擬酵母、球擬酵母等。其中，脆壁酵母與假絲酵母可使乳糖發酵而且用以製造發酵乳製品。但使用酵母製成的乳製品往往帶有酵母臭，有風味上的缺陷。
牛乳中常見的黴菌有乳粉胞霉、乳酪粉胞霉、黑念珠霉、變異念珠霉、臘葉芽枝霉、乳酪青黴、灰綠青黴、灰綠麴黴和黑麴黴，其中的乳酪青黴可制乾酪，其餘的大部分黴菌會使乾酪、乳酪等污染腐敗。
（三）噬茵體
侵害細菌的濾過性病毒統稱為噬菌體，亦稱為細菌病毒。目前已發現大腸桿菌、乳酸菌、赤痢菌、沙門氏桿菌、霍亂菌、葡萄球菌、結核菌、放線菌等多數細菌的噬菌體。噬菌體長度多為50-80nm，可分為頭部和尾部。噬菌體頭部含有脫氧核糖核酸(DNA)，可以支配遺傳物質，使其對宿主菌株有選擇特異性；尾部由蛋白質組成。噬菌體先附著宿主細菌，然後再侵入該菌體內增殖，當其成熟生成多數新噬菌體後，即將新噬菌體放出，並產生溶菌作用。
對牛乳、乳製品的微生物而言，最重要的噬菌體為乳酸菌噬菌體。作為乾酪或酸乳菌種的乳酸菌有被其噬菌體侵襲的情形發生，以致造成乳品加工中的損失。
參考http://www.chinavalue.net/Wiki/ShowContent.aspx?TitleID=55237
2. 鮮牛乳鮮肉鮮禽蛋中污染微生物主要來源有哪些
鮮肉微生物來源：肉中本身就含有的，屠宰過程中不幹凈或者交叉污染，儲存和運輸時被污染，加工時沒熟，包裝時材料不幹凈。
鮮牛奶：牛奶中本身就有微生物，奶牛有炎症（比如乳房炎），消毒不徹底。
鮮蛋：收集，包裝，運輸，冷藏時都有可能。
3. 乳製品變質是什麼原因，會產生什麼毒害物質，對人體有什麼危害
各種不同的乳，如牛乳、羊乳、馬乳等，其成分雖各有差異，但都含有豐富的營養成分，容易消化吸收,是微生物生長繁殖的良好培養基。乳一旦被微生物污染，在適宜條件下，就會迅速繁殖引起腐敗變質而失去食用價值，甚至可能引起食物中毒或其它傳染病的傳播。
乳中微生物的來源及主要類群
乳在擠乳過程中會受到乳房和外界微生物的污染，通常根據其來源可以分為兩類：
⑴ 乳房內的微生物
牛乳在乳房內不是無菌狀態，即使遵守嚴格無菌操作擠出乳汁，在1ml中也有數百個細菌。乳房中的正常菌群，主要是小球菌屬和鏈球菌屬。由於這些細菌能適應乳房的環境而生存，稱為乳房細菌。乳畜感染後，體內的致病微生物可通過乳房進入乳汁而引起人類的傳染。常見的引起人畜共患疾病的致病微生物主要有：結核分枝桿菌、布氏桿菌、炭疽桿菌、葡萄球菌、溶血性鏈球菌、沙門氏菌等。
⑵ 環境中的微生物
包括擠奶過程中細菌的污染和擠後食用前的一切環節中受到的細菌的污染。
污染的微生物的種類、數量直接受牛體表面衛生狀況、牛舍的空氣、擠奶用具、容器，擠奶工人的個人衛生情況的影響。另外，擠出的奶在處理過程中，如不及時加工或冷藏不僅會增加新的污染機會，而且會使原來存在於鮮乳內的微生物數量增多，這樣很容易導致鮮乳變質。所以擠奶後要盡快進行過濾、冷卻。
⑶ 乳液的變質過程
鮮乳及消毒乳都殘留一定數量的微生物，特別是污染嚴重的鮮乳，消毒後殘存的微生物還很多，常引起乳的酸敗，這是乳發生變質的重要原因。
乳中含有溶菌酶等抑菌物質，使乳汁本身具有抗菌特性。但這種特性延續時間的長短，隨乳汁溫度高低和細菌的污染程度而不同。通常新擠出的乳，迅速冷卻到0℃可保持48小時，5℃可保持36小時，10℃可保持24小時，25℃可保持6小時，30℃僅可保持2小時。在這段時間內，乳內細菌是受到抑制的。
當乳的自身殺菌作用消失後，乳靜置於室溫下，可觀察到乳所特有的菌群交替現象。這種有規律的交替現象分為以下幾個階段。
① 抑制期（混合菌群期）
在新鮮的乳液中含有溶菌酶、乳素等抗菌物質，對乳中存在的微生物具有殺滅或抑製作用。在殺菌作用終止後，乳中各種細菌均發育繁殖，由於營養物質豐富，暫時不發生互聯或拮抗現象。這個時期約持續12小時左右。
② 乳鏈球菌期
鮮乳中的抗菌物質減少或消失後，存在於乳中的微生物，如乳鏈球菌、乳酸桿菌、大腸桿菌和一些蛋白質分解菌等迅速繁殖，其中以乳酸鏈球菌生長繁殖居優勢，分解乳糖產生乳酸，使乳中的酸性物質不斷增高。由於酸度的增高，抑制了腐敗菌、產鹼菌的生長。以後隨著產酸增多乳鏈球菌本身的生長也受到抑制，數量開始減少。
③ 乳桿菌期
當乳鏈球菌在乳液中繁殖，乳液的pH值下降至4.5以下時，由於乳酸桿菌耐酸力較強，尚能繼續繁殖並產酸。在此時期，乳中可出現大量乳凝塊，並有大量乳清析出，這個時期約有2天。
④ 真菌期
當酸度繼續升高至pH值3.0～3.5時，絕大多數的細菌生長受到抑制或死亡。而黴菌和酵母菌尚能適應高酸環境，並利用乳酸作為營養來源而開始大量生長繁殖。由於酸被利用，乳液的pH值回升，逐漸接近中性。
⑤ 腐敗期（腖化期）
經過以上幾個階段，乳中的乳糖已基本上消耗掉，而蛋白質和脂肪含量相對較高，因此，此時能分解蛋白質和脂肪的細菌開始活躍，凝乳塊逐漸被消化，乳的pH值不斷上升，向鹼性轉化，同時並伴隨有芽孢桿菌屬、假單孢桿菌屬、變形桿菌屬等腐敗細菌的生長繁殖，於是牛奶出現腐敗臭味。
在菌群交替現象結束時，乳亦產生各種異色、苦味、惡臭味及有毒物質，外觀上呈現粘滯的液體或清水。
⑷ 乳液的消毒和滅菌
鮮乳消毒和滅菌是為了殺滅致病菌和部分腐敗菌，消毒的效果與鮮乳被污染的程度有關。牛乳消毒的溫度和時間的確定是保證最大限度地消滅微生物和最高限度地保留牛乳的營養成分和風味，首先是必須消滅全部病原菌。
鮮乳的消毒滅菌方法有多種，以巴氏消毒法最為常見。巴氏消毒的操作方法有多種，其設備、溫度和時間各不相同，但都能達到消毒目的，目前鮮乳的消毒滅菌方法主要有以下幾種：
① 低溫長時消毒法：60℃～65℃、加熱保溫30分鍾，目前市場上見到的玻璃瓶裝、罐裝的消毒奶、啤酒、酸漬食品、鹽漬食品採用的就是這種常壓噴淋殺菌法。但此法由於消毒時間長，殺菌效果不太理想，目前許多乳品廠已不在使用。
② 高溫短時消毒法：將牛乳置於72℃～75℃加熱4～6分鍾，或80℃～85℃加熱10～15秒。可殺滅原有菌數99.9%。用此法對牛乳消毒時，有利於牛奶的連續消毒，但如果原料污染嚴重時，難以保證消毒的效果。
③ 高溫瞬時消毒法：目前許多大城市已採用高溫瞬時消毒法。即控制條件為85～95℃，2～3秒加熱殺菌，其消毒效果比前兩者好，但對牛乳的質量有影響，如容易出現乳清蛋白凝固、褐變和加熱臭等現象。
④ 超高溫瞬時滅菌法：許多科學家作了大量的試驗，發現在保證相同殺菌效果的前提下，提高溫度比延長殺菌時間對營養成分的損失要小些，因而目前比較盛行的乳滅菌方法是超高溫瞬時滅菌法。即牛乳先經75℃～85℃預熱4～6分鍾，接著通過136℃～150℃的高溫2～3秒。預熱過程中，可使大部分的細菌殺死，其後的超高溫瞬時加熱，主要是殺死耐熱的芽孢細菌。該方法生產的液態奶可保存很長的時間。
乳製品變質會產生乳鏈球菌、乳酸桿菌、大腸桿菌等毒害物質，對人體的危害對人體的危害是很大的,最常見的是引起腹瀉、頭痛,嚴重時還會引起中毒。
4. 牛乳的主要化學成分包括哪些
牛乳為哺乳動物牛在生育期內自其乳腺分泌的液汁。正常的牛乳色微黃而白，味甘甜。
牛乳的成分為蛋白質、脂肪、乳糖、礦物質及水。此外，尚有微量的卵磷脂、膽固醇、檸檬酸、色素、氣體、維生素和酶等。經分析，在牛乳中至少有100種化學成分。其主要成分含量及其膠體性質為：
（一）牛乳的主要成分
1．水
在乳中水分是由血液及淋巴液直接透過乳腺細胞而來，既是鹽類、乳糖的溶劑，又是
脂肪球、蛋白質的分散介質。牛乳中所含有的水分絕大部分以游離狀態存在，成為乳的膠體體系的分散介質。也有極少部分水分是同蛋白質結合存在的，稱為結合水。在乳糖結晶時和乳糖晶體一起存在的稱為結晶水。
2．脂肪
脂肪為乳中最主要成分之一，其含量與牛乳的風味或性質有很大關系。乳脂的成分可分為兩類：一類為可溶性脂肪：一類為難溶性脂肪。屬於可溶性者又都有揮發性，如丁酸、己酸、辛酸和癸酸等。屬於難溶性者，又都為非揮發性，如油酸、硬脂酸等。
牛乳中脂肪的含量，與牛種、個性、年齡、泌乳期、榨乳時間有關，乳脂肪以脂肪球的狀態分散於乳漿中，脂肪球呈圓形或橢圓形。其直徑平均為3μm。1mL牛乳中脂肪球數目為2×109—4×109個，小脂肪球多於大脂肪球，大脂肪球較小脂肪球更易上浮形成乳皮（Cream）。牛乳中除去大部分脂肪後，稱脫脂乳（Skim milk）.
3.蛋白質
乳中的蛋白質主要由酪蛋白。白蛋白及球蛋白等組成。其中酪蛋白為哺乳動物乳中的特有成分，占乳蛋白質大部分。存在於乳中的白蛋白與球蛋白在牛乳中的含量，因種畜、個性、泌乳期、飼料及季節等關系而異灶鍵。
一般正常新鮮牛乳中蛋白質的含量如下：
總蛋白質 2.50%—3.75%
酪蛋白 2.00%--3.00%
白蛋白及球蛋白 0.45%--0.90%
酪蛋白為白色無臭的粉末，屬含磷蛋白質的一種，與鈣結合而懸浮於乳中，可通過濾紙，但不能通過陶質濾器瞎辯或。酪蛋白遇熱不凝固，加酸則分解析出，其等電點為pH4.6。
酪蛋白的特性為在適宜條件下，受凝乳酶（Rennin）的作用而凝結。此凝結機構在理論上可分為兩個階段：第一階段，酪蛋白的鈣鹽（Calcium Caseinate）變為副酪蛋白的鈣鹽（Calcium Paracaseinate）。第二階段，副酪蛋白再徐徐沉澱而形成凝膠。
乳中的白蛋白易溶於水，不受凝乳酶的作用，常溫加酸無變化，加熱至75℃凝結。其等電點為pH4.55，此時加熱極易凝固。遇飽和硫酸鈉溶液、飽和硫酸銨溶液等亦凝固。但在飽和氯化鈉液與中性硫酸鎂液中則溶解。
乳中球蛋白通常只有0.03%，72℃加熱完全凝固。
4.乳糖
乳糖存在於哺乳動物的乳中，牛乳中含乳糖4.5%--5.0%。乳糖在乳中幾乎全部呈溶液狀態。乳糖屬雙糖，水解時生成一分子葡萄糖和一分子半乳糖。乳糖的結構如下：
乳糖的甜度僅為蔗糖的1/6—1/5，但甜度柔和。半乳糖能促進嬰兒智力的發育，乳糖能促進腸內乳酸菌的生長而產生乳酸，有利於嬰兒對鈣及其它無機鹽類的吸收，故在嬰兒食品中添加平衡乳糖具有特殊的意義。
5.礦物質
牛乳中的主要礦物質為鉀、鈣、磷，其含量隨少，但為乳中不可缺少的成分。牛乳磨伍中礦物質的平均含量為0.7%。關於牛乳中礦物質含量如表所示
牛乳中各種礦物質的含量
礦物質 100份成分中的含量% 乳中的含量%
氯化鈉
氯化鉀
磷酸一鉀
磷酸二鉀
檸檬酸鉀
磷酸二鎂
檸檬酸鎂
磷酸二鈣
磷酸三鈣
檸檬酸鈣
與酪蛋白結合的鈣 10.62
9.16
12.77
9.22
5.47
3.71
4.05
7.42
8.90
23.55
5.13 0.09
0.08
0.10
0.08
0.05
0.03
0.04
0.06
0.08
0.20
0.05
6.維生素
牛乳中含有幾乎所有已知的維生素，以維生素B2最為豐富，維生素D也有少量。維生素E則極少，其含量如表所示。
牛乳中各種礦物質的含量
維生素 范圍 平均 日本食品成分表
生乳 市乳
維生素A含量/(IU/100g)
維生素B1含量/μg/100g)
維生素B2含量/(μg/100g
尼克酸含量/(μg/100g)
維生素C含量/(mg/100g)
20--290
19--100
60--342
60--150
0.7--4.1 100
35
150
100
2 120
40
150
100
2
100
30
150
100
0.5
（二）牛乳的物理性質
新鮮牛乳應具有以下的感官特性和物理特性。
滋味與氣味：純凈、無鮮乳所不應有的滋味和氣味。
外形：均勻的液體，無沉澱
色澤：乳白色，微帶黃色，脫脂乳為白色，微帶藍色。 «
相對密度：全乳相對密度在1.028—1.034之間，平均為1.030.
乳的冰點：其冰點在-0.55℃—-0.56℃之間。
乳的沸點：乳的沸點較水的略高，為100.2℃.
（三）牛乳的規格要求
1．全脂牛乳
健康牛乳腺所分泌的乳汁，均勻無沉澱，乳白色或稍帶微黃色，無異味，並以新鮮不摻雜、不摻水為標准。產犢前15天的胎 乳和產犢後7天的初乳不得使用。全脂牛乳的規格要求見表2—5、表2—6.
表2--5 巴氏殺菌乳的理化指標（GB 5408.1--1999）
項目 全脂巴氏殺菌乳 部分脫脂巴氏殺菌乳 脫脂巴氏殺菌乳
脂肪% ≥3.1 1.0--2.0 ≤0.5
蛋白質/% ≥ 2.9
非脂乳固體/% ≥ 8.1
酸度/°T
牛乳 ≤
羊乳 ≤
18.0
16.0
雜質度/(mg/kg)≤
2
2.脫脂鮮牛乳
由全脂牛乳分離脂肪後的乳汁，不摻雜、不摻水，均勻無沉澱，無異味（見表2—5.表2—6）。
表2--6 巴氏殺菌乳的衛生指標（GB 5408.1--1999)
項目 全脂巴氏殺菌乳 部分脫脂巴氏殺菌乳 脫脂巴氏殺菌乳
硝酸鹽（以NaNO3記）/(mg/kg) ≤ 11.0
亞硝酸鹽（以NaNO2記）/(mg/kg) ≤ 0.2
黃麴黴素M1/(μg/kg) ≤ 0.5
菌落總數/(cfu/ml) ≤ 3000
大腸菌群/(MPN/100ml) ≤ 90
致病菌（腸道致病菌和致病性球菌 不得檢出
5. 脫脂牛奶的物性參數
、奶的人體感官指標
1、色澤和質地：正常牛奶呈不透明的乳白色或微淡黃色，質地為均勻的膠態流體，無沉澱、無凝塊、無雜質、無異物。
2、氣味和滋味：具有令人愉快的新鮮牛奶固有的香味和純凈的甜味（來源於乳糖），略帶微鹹味；由氯離子（含量僅0.06－0.12%）引起的鹹味常被香味所掩蓋。正常牛奶有時能稍微品出一些苦味，這與其中含有的某些氨基酸、肽及解脂酶有關；但不允許有濃重的苦味。
3、其他：脫脂透明度較高，會稍微帶些藍色；牛奶中的維生素B2會使乳清呈熒光性綠色。牛奶經加熱香味更濃郁，但若熱處理過度會產生「煮沸味」、焦糖味；牛奶很容易吸收外界各種氣味，處置不當有時能聞出牛糞味、飼料味、蔥蒜味、芹菜味、魚腥味、霉味、澀味或臭味等，當避免之。
4、香味牛奶：最近，日本某草地試驗場發現了幾種香草，用少量香草喂泌乳牛，其所產牛奶具有香草特殊的香味和甘味，比普通牛奶好喝，成為市場的新寵。這種香味牛奶及其製法，還申請了專利，並進行推廣。
二、牛奶的物理性質
1、比重：根據其中所含的成分多少，20℃時牛奶的比重為1.028－1.034。
2、冰點：牛奶的冰點通常為-0.54℃奶中的乳糖和無機鹽含量越高，冰點越低，反則反之。乳中摻水，常用的比較准確而經典的方法就是測得其冰點增高來檢出。牛奶中摻水1％，冰點可升高0.0054℃，牛奶中摻入定粉、豆漿、CMC等使其冰點上升，摻入電解質尿素等可溶性有機物，則使其冰點下降。
3、酸度：是反映牛奶新鮮度的熱穩定性的一項重要指標。正常牛奶的pH值為6.5－6.7，乳腺炎乳低酸度奶在6.7以上，酸敗奶及初乳在6.5以下。
(1)牛奶酸度的表示方法：
吉爾涅爾度（Thomet degrees）（0T）：即以酚本為指示劑，滴定中和100ml牛奶所消耗的。正常牛奶的酸度為12－180T；
乳酸百分率
0.1NnaOH溶液的毫升數
乳酸（％）＝——————————————————×100
被測牛奶的重量（克）
一般新鮮牛奶的乳酸百分率為0.11－0.17％。
(2)牛奶酸度的來源：
自然酸度：牛奶剛被擠出時所具有的酸度稱之；其中來自蛋白質的約為3－50T，來CO2的約1－20T，來自磷酸鹽及檸檬酸鹽的佔10－120T；
發酵酸度：牛奶擠出後存放過程中，微生物作用，使乳糖分解為乳酸，人而酸度升高稱之。
這兩種酸度之和稱總酸度，即通常所表示的酸度。
4、牛奶的其它物理性質：沸點100.17℃，比熱0.938千卡／Kg℃，粘度1.1－2.5厘泊，還有表面張力，折射率和電導率等，均有一定的參數范圍，反映其正常狀態。
三、牛奶的化學成分及化學結構
1、概述：牛奶的主要成分為水、脂肪、蛋白質、乳糖和礦物質，其微量成分為維生素、酶類、奩脂、色素、激素及生長因子、有機酸、氣體和體細胞等。60年代確定牛奶中的化學成分約250種；現代科研揭示，牛奶是由約3000種化合物構成的混合物。
牛奶中除去水分和氣體所剩餘的物質稱為乳干物質或乳總固形物，非脂乳固形物（SNF）是指除脂肪以外的固形物含量。
牛奶是一種組成復雜、結構有序、具有膠體溶液特徵的生物營養溶液。
2、牛奶的主要成分
牛奶中各主要成分的含量因牛種和品種（遺傳因素）、年齡和胎次、泌乳階段和季節、飼養管理條件、產奶水平和擠奶技術，以及奶牛的個體特徵和健康善等有相當的差別。近期上海地區牛奶的成分含量見表1。
表1 牛奶的主要化學成分含量（％）
平均值
變化幅度
水
88.3
8.5.－89.5
總固形物
11.7
10.5－14.5
脂肪
3.3
2.5－5.2
蛋白質
3.0
2.6－4.0
乳糖
4.6
3．6－5.5
礦物質
0.8
0.6－0.9
乳脂肪是牛奶及乳製品中最重要的成分之一。化含熱能高，又含有一定數量的必需脂肪酸，且是維生素A、D、E、K的載體；與乳製品的組織結構、狀態和風味有密切關系。
乳蛋白質含量是牛奶最重要的質量指標之一；對於製造干酷和酸奶等乳製品的原料奶尤其重要；國家規定，只有蛋白質含量≥1％的飲品才允許稱為含乳飲料。乳蛋白質可分為酪蛋白、白蛋白、球蛋白、球蛋白和脂球膜蛋白等，酶類的化學本質亦是。牛奶中的酶有來母牛乳腺組織、血漿及白細胞的，稱為原生酶；有來自微生物代謝產物的，稱為細菌酶。有幾種酶被用來控制和檢驗牛奶質量；最重要的有過氧化氫酶、酌酸酶和解脂酶等。牛奶中的酶對牛奶加工和乳品保存等方面都有影響。
乳糖僅存在於哺乳動物的乳中。1g乳糖在機體內釋放熱能16.7KJ，乳糖約占牛奶總熱量的25－30％。它還有促進Ca、P等吸收，以及參與機體組成和細胞活動等功能。據報道，85－92％成年黃種人腸乳糖酶活性甚低，食用含多量乳糖的牛奶後，會出現腹脹、、胙疼甚至腹瀉等現象，稱為乳糖不耐受症（Lactose intolerance）。科技人員已研製出低乳糖牛奶和發酵乳製品等產品來滿足這部分人享用牛奶。
牛奶中含有多種維生素，如維生素A、D、E、K、B1、B2，煙酸，維生素B6、B12，泛酸、葉酸、生物素和維生素C等。牛奶中含量超過0.01%的礦物元素稱常量元素或宏量元素，如鈉（Na）捈兀↘）、氯（CL）、鈣（Ca）、磷（P）、鎂（Mg）、硫（S）等；微量元素有鐵（Fe）、銅（Cu）、鋅（Zn）、錳（Mn）、硒（Se）、鈷（Co）、鉻（Cr）、鉬（Mo）、碘（I）、氟（F）、鎳（Ni）、釩（V）、硅（Si）、錫（Sn）等。年奶中維生素和礦物元素的含量隨牛的品種、遺傳、環境、季節、飼料和飲水、放牧土地、飼料添加劑和牛奶被加工的條件等因素的影響而變化。
3、牛奶的化學結構
化學上把物質以很小顆粒分散到別一種物質中去時，被分散的物質稱為分散質，如牛奶中的乳糖和無機鹽等，把接納分散質的物質稱分散劑，如水。由分散質和分散劑組成的混合體系稱為分散系。牛奶是由四種分散系組成的混合物：（1）粗分散系（粒子直徑50－100nm的蛋白質等固體微粒構成的懸濁液）；（2）膠體溶液（細分散系，粒子直徑1－100nm）；（3）分子溶液（4）離子溶液。
四、牛奶中的微生物和體細胞
1、牛奶在牧場被細菌污染情況
牛奶在離開乳房前即被細菌污染；因為乳頭管和乳池等管腔是與外蚧相通的。但這些菌一般無大害，縣數量不多（臨床型乳腺炎奶則另當別論）。擠奶過程和貯運過程牛奶極易遭污染。許多報道（如1991年上海第十一牧場調查等）認為，與牛奶相接觸的各種容器表面不清潔引起污染一般大於乳房內污染。我國國家標准GB5408－85允許特級、一級和二級生鮮牛乳為1ml分別含菌50萬、100萬和200萬個。市售消毒奶允許含菌3萬個。但不得檢出致病菌。法國對生奶質量標准規定，每ml菌數＜6萬個，評3分，6－30萬個和＞30萬個分別評2分和1分；按質論價。加拿大標准規定，生奶每ml細菌數在15萬個以下。乳頭管中常集有較多細菌，開始擠奶時大部分被沖出，故擠奶操作規程常規定，每個乳區的第1－3把奶擠入專門的杯中（不混入貯奶缸），這樣做既減少生奶中細菌數，又便於檢出帶凝塊、絮條等異常奶；並且最初幾把奶的含脂率遠低於後來擠出的奶。
手工擠奶，細菌可從工人、牛體飼料、地面糞尿等周圍環境和空氣進入牛奶。用擠奶機擠奶尤其是擠奶台或管道式擠奶，可減少污染源。但擠奶設備不潔，牛奶中將會進入大量的細菌。
牛奶擠出後應盡快使其冷卻至4－0℃，這樣可抑制牛奶中的微生物生長，極大地改善牛奶的各項質量指標。如據測定，剛擠出的奶每ml含菌4萬個，貯於5℃24小時後達9萬個，若貯於10℃和15℃24小時，則分別達18萬個和450萬個。
2、奶牛的乳腺炎和牛奶中的體細胞數
乳腺炎和隱性乳腺炎對患牛的奶產量和質量有極大影響。可引發乳腺炎的病原菌有百餘種，但90－95％由金黃色葡萄球菌、無乳鏈球菌、停乳鏈球菌和大腸桿菌等感染引起。據報道，1984年美國臨床型乳腺炎月發病率1－2％，用CMT檢查隱性乳腺炎頭陽性率40－50％，乳區陽性率20－25％。1988年上海市牛奶公司成乳牛臨床乳腺炎月頭資發病率約14％，對502頭奶牛用SMT檢查隱性乳腺炎，頭陽性率64.67％，乳區陽性率34.91％，看來，隱性乳腺炎的發病率比臨床型的高得多，前者對生產奶量和乳質的影響不容忽視。
隱性乳腺炎對牛奶成分的影響為：乳糖比原成分降低5－20％，酪蛋白降6－18％，乳脂和總固體分別降低5－12％和3－12％，Ca、P、K、含量也降低，奶中乳清蛋白增加約占總蛋白量1.4％，免疫球蛋白、脂酶和C1含量有所增高，牛奶的熱穩定性下降。
牛奶中的體細胞主要來自血液的白細胞（舊稱白血球），小部分為乳腺組織的脫落上皮細胞，後者約占總細胞數的0－7％（也有人報道可多達25％）。當乳腺組織受細菌感染時，通過機體的免疫系統，白細胞在此處積聚，該乳區分潑的乳汁中體細胞數隨即增多，奶中的體細胞可用專門的體細胞熒光顯微自動測定儀迅速測定，目前公認該技術正確性甚高，已被廣泛應用。我們可以根據牛奶中的體細胞數（Somatic Cell Count，簡寫SCC）來判斷乳腺被細菌感染的程度，它可直接反映牛群乳房的健康善，亦可反映損失多少奶量及牛奶質量的好壞（參見表2）
表2 乳中體細胞數與乳腺受感染情況及奶損失的關系
總乳樣體細胞數(×1000ml)
受感染的乳區（％）
奶損失的百分比（％）
200
6
0
500
16
6
1000
32
18
1500
48
29
摘自Eberhart et.al.(1982)
WellS,S J(1998)等提出，並被許多學者認可，當今美國的牛奶質量以總乳樣體細胞數（大貯缸奶體細胞數bulk tand somatic cell count，簡寫BTSCC，有時也用pooled milk SCC）為衡量指標，近年來在美國、法國、德國、瑞典、荷蘭和英國等國在此領域內展開了許多研究。
3、牛奶中的微生物
(1)種類：存在於牛奶中的主要微生物為：
1）細菌，可區分乳酸菌、大腸菌、丁酸菌、丙酸菌和腐敗菌群，各菌群中有許多種及亞種；2）真菌，可分為酵母菌和黴菌；3）病毒，例如噬細菌，因而損壞乾酪、稀奶油和發酵乳製品的質量。
(2)牛奶中的病原微生物
牛奶中有時會出現許多危害人類健康較嚴重的病原微生物，如結核桿菌、布氏桿菌、沙門氏菌、炭疽桿菌、溶血性或化膿性鏈球菌、葡萄球菌、李斯特菌、某些大腸桿菌和口蹄疫病毒等，應嚴加防範。
(3)牛奶中微生物的來源：
1）患有全身性疾病或乳腺炎的奶牛，所排出的奶汁中病菌無疑會增多；
2）牛體被污染，尤其是乳房及其周圍部位臟的牛；
3）地表，尤其是帶污水、潮濕或塵埃多且高溫季節，被牛糞尿污染未清洗的地方；
4）擠奶用具和裝奶容器，曾有人測定，如用清水沖洗後盛奶，生奶中含菌量為每ml250萬個，若用蒸汽消毒後再裝奶，乳中含菌量僅2.3萬個；
5）牛床的褥草或墊料，以及飼草飼料；
6）空氣：牛舍空氣中的含菌量通常為生ml50－100個，衛生條件差的可達數百上千個；其中主要是芽胞桿菌和球菌，其次為黴菌和酵母菌等。
7）其他污染源：如擠奶工人的手和服裝、蚊蠅等。
(4) 我們必須採取綜合措施，切斷以上各種來源的微生物入侵途徑，以減少牛奶中的細菌數。牛奶離開牧場，在貯運加工過程中同樣會遭受多種多樣的微生物污染；在適宜的條件下，原來存在於奶中的細菌會大量生長繁殖，對於牛奶中的微生物千萬不可掉以輕心。
五、牛奶被化學品污染
牛奶被有毒有害化學物質污染的情況有多種來源。例如：
1、飼料中的黃曲毒素、鐮刀菌毒素、棒曲毒毒素等黴菌毒素被奶牛採食後，可隨乳汁排出，毒害人體。
2、抗生素殘留物：在奶牛飼料添加劑中使用抗生素，或在治療奶牛疾病時使用青黴素、鏈黴素、慶大黴素、氯黴素、新黴素等，將這些牛所產的奶混入食用牛奶造成的後果是極其嚴重的。聯合國糧農組織（FAO）和世界衛生組織（WHO）都建議，在奶牛接受抗生素治療停葯後至少3天內擠出的奶汁，不直接作為食用的奶原料。（最好要停葯5－7天）。我國各地衛生防疫部門若干檢測調查發現，生鮮牛奶中抗生素殘留檢出率3.6％，消毒牛奶為11.48%，奶粉為39.58%。這個問題務必切實解決之。
3、農葯污染牛奶：農用殺菌、殺蟲、殺鼠、除莠劑有500餘種，常用的為有機氯（如六六六、DDT等）、有機磷類（如敵百蟲等）農葯，通過多種途徑可能混入牛奶。
4、重金屬和有毒鹽類，如汞、鎘、鉛、砷、以及硝酸鹽、亞硝酸鹽等過量混入牛奶是絕對不允許的。
5、其他不允許進入牛奶的化學品，如二惡英、消毒劑、洗滌劑、中和劑等。 6、摻假物：某些不法經營者在牛奶中人為加入各種雜偽物質，大大降低牛奶品質，更為國法和道德所不容。
7、本市檢測舉例：1990年上海市奶牛研究所與農科院環保臨測站協作測定了均勻分布於本市30個采樣點的牛奶樣品，每個奶樣檢測7項指標，結果列於表3。表3顯示，除有一個樣品「六六六」殘留量超標外，總檢測奶樣數96.7%合格。若按檢測項目計99.54%屬合格。該課題同時檢測奶牛場飼料樣品9個，水樣5個，土壤樣品8個，以上7項指標均未超過標准。
表3 奶樣檢測結果與標准對照（ppm）
檢測項目
鎘
銅
鉛
汞
砷
六六六
DDT
鮮奶中允許最大值
0.01
0.45
0.11
0.01
0.2
0.1
0.1
奶樣中允許最大值
0.005
0.15
0.08
0.083
0.074
0.158
0.0082
[注]＊生鮮奶國家標准對以上指標公汞在規定，其它指標系參照奶粉和生活用水指標換算而來。
六、牛奶的質量標准與異常奶
1、概述：牛奶和乳產品的質量標準是對牛奶及其製品的生產、加工、質量分級、檢驗方法、饈、保管、運輸等作技術規定。按其頒發單位和適用范圍不同，分為國家標准，部頒（專業）標准和企業標准。近代還出現了國際乳業聯合會（IDF）標准以及國際標准化組織（ISO）組織的國際質量認證體系等。應該指出，產品質量標准不是一成不變的，應隨著生產技術的發展、管理水平等條件的變化，由頒發制定部門進行修改提高。
2、牛奶的質量標准
（1）《生鮮牛乳收購標准》GB6914－86由我國家標准局1986年頒發，1987年7月1日起實施，其內容要求有理化指標，感官和細菌指標等。
（2）消毒牛乳、酸牛乳、全脂乳粉等20項乳品國家標准，GB2746－2747－85，GB－5408－5425－85於1985年9月發布，1986年8月1日實施，同時頒布的還有「乳與乳製品衛生管理辦法」。據1998年中國乳品工業協會第4次年會決定，對現行乳品質量標准正在進行修訂，將增加乳蛋白率和新鮮度等內容。
（3）異常奶：指牛奶生產過程中其成分和性質發生變化，偏離規定的質量標准范圍的乳統稱異常奶。
按異常奶產生的原因常分為4種情況：（1）生理異常奶：初乳、末乳、營養不良乳；（2）病理性異常奶：乳腺炎奶他病原菌污染奶；（3）生物化學異常奶：高酸度奶、酒精陽性奶、低成分奶和凍結奶等；（4）摻雜使假奶：如摻水、米湯、豆漿、石灰水等。
異常奶尚有部分不清之處，如低酸度酒清陽性奶，對其產生的原因及發生機理有待研究軍定論。異常奶一般不適於作加工乳品的原料用，但仍有一定的其它利用價值。
七、牛奶的常規營養價值
1、牛奶的營養素成分全面、質佳：牛奶中含有的各種化學成分都是人體所需的營養素，且牛奶的營養素全面、質高。中國營養學會1988年修訂公布「推薦的每日膳食中營養素供給量」中，規定的能量、蛋白質、脂肪、鈣、鐵、鋅、硒、碘、維生素A、D、E、B1、B2、煙酸和維生素C等各個項目在牛奶中均含有之。尤其是乳蛋白中含有人體必需滿足嬰、幼兒和病、老者的蛋白質營養，而且也是常人膳食中植物性蛋白質的重要補充：牛奶中含有人體需要的各種維生素，維生素A含量為180－400ugRE/L，維生素D38－200IU／L；奶中除含有1－2mg/L煙酸外，色氨酸含量甚豐（0.042－0.055％），每60mg色氨酸在人體內可轉化為約1mg煙酸。牛奶中含有多種常量和微量元素，尤其是其中可供人體利用的鈣質十分豐富。
2、牛奶被人體消化吸收和利用率高：據測定，人體對牛奶的消化吸收率達92－98％。牛奶蛋白質被人體的生理利用率，即其生物價達85％（魚為83％，肉為74％，米77％，麵粉52％）。聯合國糧農組織（FAO）（1973）對人類所需的最適氨基酸量有一個暫定的標準的食物。
從另一角度考察，生長迅速而又極其嬌弱的哺乳動物新生兒，幾乎完全依賴母親的乳汁為食。假如奶汁的營養不完全或不易被吸收利用，勢必難以成活。
3、牛奶屬高營養濃度的食物，即與它們的熱能值相比，牛奶含有的主要營養物質濃度較高。如據美國農業部（1980年）資料，全年人均消費乳品240kg，乳品（不含黃油）在美國消費的食物總量內約提供10％的熱能，而它們卻提供72％的鈣、36％的維生素B2、33％的磷、20％的蛋白質、20％的鎂、18％的維生素B12、12％的維生素A、11％的維生素B6、，以及大量維生素D和煙酸等價物。從這個意義上講，高營養濃度（high nutrient densyty）的乳品，特別是低脂乳品，對於肥胖症、糖尿病、高脂血症和消化系功能不全的患者是十分相宜的。
4、牛奶的若干營養缺陷：牛奶中鐵的含量（500ug/L）比人乳中的（760ug/L）少，比人體每日營養需要量（10000－18000ug）更嫌不足，故應另外攝食鐵質，喂養嬰兒時更需注意。牛奶中沒有膳食纖維，而對6個月齡以上的幼兒直至老年，膳食纖維對於正常的胃腸功能是必需的。
牛磺酸是半胱氯酸的代謝產物，對人的視覺，正常細胞功能，提高免疫力和促進嬰幼兒大腦發育等有重要作用。由於正常牛奶和人乳中的牛磺酸含量往往滿足不了快速生長兒童的生理需要。目前在嬰兒奶粉等乳品中常添加牛磺酸。
八、牛奶的專門營養作用
牛奶除能為人類提供能量和常規營養（一般食品都有的功能）外，還有許多專門作用，因為奶是地球上最高等生物－哺乳類的專門產物，含有許多參與機體免疫保護和生理調節的活性物質。例如：
1、牛奶可為人類有效地供給鈣質。Ca是人體內含量最多、營養中又最易缺乏的一種礦物元素，全球人群都缺Ca，中國人更嚴重，這由國人的膳食結構所決定，果蔬、谷糧和肉魚等食物中Ca的吸收率大多不超過25％，而奶中不僅含Ca豐富（850－1300mg/L），而且還富含促進Ca吸收利用的因素：維生素D、酪蛋白磷肽（CPP）和乳糖等；吸收率顯著更高。
2、牛奶能降低人類高血壓的發病率，研究表明，人體攝取Ca不足，是導致高血壓病的重要因素之一。因此建議人們攝食一定量的乳品可預防高血壓病。
3、牛奶能降低人摁清膽固醇水平。在常見的動物性食物中，牛奶中的膽固醇含量很低（僅為140mg/kg，而蛋，肉中分別為4500和1000mg/kg）；另外牛奶中含有的乳基酸能抑制人體內源性膽固醇合成。
4、常飲牛奶可預防腸癌。奶中卵磷脂、超氧化物歧酶（SOD）和雙歧桿菌增殖因子等直接或間接地抵禦致癌因子的損害。另有研究認為，牛奶中的Ca能使腸內的致癌物質變為非致癌物而排出體外，可預防結腸癌和直腸癌。
5、牛奶中的色氨酸在人體內能轉為5－羥色胺，有鎮靜催眠作用。
6、牛奶中存在許多特種蛋白質，如乳運鐵蛋白和維生素B12結合蛋白,行動有分別提高佚和維生素B12的吸收利用率。
7、牛奶中還含有數十種蛋白質、多肽類或類固醇激素以及生長因子，如上皮生長因子，神經生長因子及促紅細胞生長素等；許多物質及其功能尚在探索中。
8、中醫認為，牛奶味甘性平有補虛損、益肺胃、生津潤腸等功效，可用於虛弱勞損，反胃噎膈、消渴、便秘等症。
九、加工乳品及其特殊保健功能
一般說來，生奶自離開乳房後，隨著微生物和化學污染的加劇，質量變得越來越差，進行及時和適當的加工處理或添加法定的食品添加劑則可使原料增加營養，改善色香味，提高消化吸收利用率，除去毒害及不良因子，便於長期保存等。 科學的加工處理有僅可保存牛奶原有的營養成分，改善其質量，而且可強化其保健功能，甚至賦予其新的內涵，成為品質超凡的功能性或具療效的食品。
例如：
1、濃縮的流水線奶、煉乳或稀釋的加香料花色奶、果蔬汁奶，含乳飲料等。
2、強化或減少某些營養成分的流言蜚語奶和奶粉，如低脂奶、低乳糖（經水解）奶、強化維生素A、D，強化鈣、鋅、鐵、碘等，添加牛磺酸、免疫球蛋白（Ig）、二十二碳六烯酸（DHA）、二十碳五烯酸（EPA）的乳品。
3、發酵乳製品：在人為控制的條件下，牛奶中加入某些益生菌，進行發酵製得的產品，對人體的生理功能發揮獨特的裨益，成為食物中的珍品。發酵乳製品中的典型代表是酸奶，它已被世界上許多國家利用數千年；在現代更賦予它許多高科技含量，如在保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌混合菌種發酵的基礎上，加入嗜酸乳桿菌（L. acidophilus）、雙歧桿菌（Bifidobacterium）或路透乳桿菌（L. Reutreri）等，能夠產生更多更強的保健及療效功能，如抑制和殺滅腐敗菌、平衡腸道微生態、改善消化腔菌群，降低血清膽固醇、清除體內過多的超氧陰離子（自由基）、預防和治療肝病、防衰老、抗癌作用等。
4、對乳品質量度量的進一步舉例：如Pellegrino,L.（1996）報告，乳果糖（Lactulose）和呋喃甲基賴氨酸（Furosine）指示可分別提供乳糖異構化及早期梅拉德反應（MR）的程度，被廣泛應用於評估牛奶的加熱滅菌工序中施予的熱量，即此兩項指標可用於乳產品經受加熱歷程的品質指示。