脂肪聚集是牛乳加工中最普遍的质量缺陷问题,严重影响乳品的感官特性和品质,也是一直困扰乳品企业的首要质量问题。在牛乳加工过程中,加热、酶凝等处理改变了乳体系的胶体稳定性,影响脂肪球的聚集。已有研究表明膜脂质和蛋白质的组成与分布与脂肪球膜破裂、脂肪球聚集有关,但是脂肪球的分子结构特征及其对脂肪聚集特性的影响机制尚不明确。论文通过研究脂肪球在乳加工过程中的聚集特性,并解析脂肪球的分子结构特征,探索乳脂肪球的聚集机制,为控制加工过程中乳脂肪上浮、改善乳品品质提供理论依据。论文研究了非酶加工中脂肪球的聚集特性。加工处理导致脂肪球的粒径、ζ-电势和牛乳游离脂肪酸含量显著增加(P<0.05)。搅拌的剪切力较弱,导致少部分脂肪球发生聚合和晶体桥连;冷藏处理导致脂肪球发生晶体桥连;加热处理导致脂肪球发生大面积聚合;酸化处理导致脂肪球被酪蛋白胶束包裹形成脂肪球酪蛋白聚集物,盐渍处理导致脂肪球凝集成更大的脂肪球和无规则的游离油脂;脂肪球的聚集程度随着脂肪球粒径的增加而增加。论文研究了牛乳酶凝过程中脂肪球的聚集特性。研究结果表明,利用二级重力分离结合离心分离体系分离所得的脂肪球平均粒径为1.907 μm的牛乳制作的凝块乳清中脂肪球平均粒径为3.737 μm,而4.277 μm组乳清中的平均粒径为198.8 μm,表明脂肪球在凝乳过程中发生聚集,脂肪球的聚集程度随着脂肪球粒径的增加而显著增加(P<0.05)。共聚焦显微镜研究的凝乳微观结构显示,富含较小脂肪球的牛乳形成的凝块凝胶网络均匀,大脂肪球在凝胶过程中聚集形成更大的脂肪球并显著发生上浮,打破酪蛋白矩阵,所形成凝胶网络分布较不均匀。凝乳过程中牛乳酪蛋白巨肽的释放率和所形成的凝胶体系的弹性模量(G’)随着牛乳中脂肪球粒径的增加而下降,G’到达1 Pa的时间随着牛乳中脂肪球粒径的增加而显著滞后(P<0.05)。论文解析了脂肪球的分子结构特征,研究结果表明:脂肪球的β晶型比例随着脂肪球粒径的增加增加。利用冷冻扫描电镜,首次发现天然脂肪球膜上吸附了大量小粒径的酪蛋白胶束和乳清蛋白,吸附的酪蛋白胶束粒径为40-60nm;脂肪球膜表面粗糙度和单位表面积蛋白质覆盖量随着脂肪球粒径的增加而显著增加(P<0.05),吸附的酪蛋白粒径随着脂肪球粒径的增加而减小。粒径为4.277 μm的脂肪球以含胆碱的磷脂为主,包括卵磷脂(24.70%)和鞘磷脂(28.60%),粒径为1.907 μm的脂肪球主要磷脂为磷脂酰乙醇胺(23.50%),脂肪球的单位表面积胆固醇含量随着脂肪球粒径的增加而显著增加(PP<0.05)。脂肪球膜上富集鞘磷脂和胆固醇的脂筏面积大小随着脂肪球粒径的增加而显著增加,1.3、4.4和6.5 μm的球膜上脂筏的面积分别为28.8%、37.3%和54.6%。脂肪球膜的杨氏模量随着脂肪球粒径的增加而显著增加(P<0.05),8 μm脂肪球的球膜僵硬度最高,为472 kPa;脂筏的面积与脂肪球膜僵硬度正相关。综上,脂肪球的固体晶体含量、球膜表面吸附的酪蛋白胶束和膜脂筏的面积及其所影响的膜纳米机械特性可能是决定脂肪球聚集的关键因素。