Fundamentals of Dairy Chemistry

Front Matter......Page 1
Contributors......Page 4
Preface......Page 6
Table of Contents......Page 0
Table of Contents......Page 8
Constituents of Milk......Page 9
Lipids......Page 10
Carbohydrates......Page 11
Proteins......Page 12
Salts......Page 14
Trace Elements......Page 18
Radionuclides......Page 20
Miscellaneous Compounds......Page 21
Gross Composition......Page 27
Intraspecies Variation in the Composition of Bovine Milk......Page 28
Inherited Variation......Page 31
Changes During Lactation......Page 34
Nutrition of the Cow......Page 35
Seasonal Variation and the Influence of Temperature......Page 36
Variations Due to the Milking Procedure......Page 37
References......Page 38
2. Composition of Milk Products......Page 47
Plain Milks......Page 48
Ultra-High-Temperature (UHT) Sterile Milk......Page 51
Fermented and Acidfied Milks......Page 53
Sour Cream......Page 54
Acidophilus Milk......Page 55
Yogurt......Page 56
Kumiss......Page 57
Fluid Cream......Page 58
Concentrated Milk Products......Page 59
Condensed Skim Milk......Page 62
Nonfat Dry Milk......Page 63
Dry Cream......Page 64
Ghee......Page 65
Cheese......Page 66
Classification......Page 67
Cottage Cheese......Page 68
Cream Cheese......Page 71
Camembert Cheese......Page 72
Blue-Veined Cheese......Page 73
Swiss Cheese......Page 74
Parmesan Cheese......Page 75
Ricotta Cheese......Page 76
Processed Cheese, Cheese Foods, and Spreads......Page 77
Ice Milk......Page 78
Casein......Page 80
Sodium Caseinate......Page 81
Whey......Page 82
References......Page 85
Classification, Nomenclature, and Primary Structure of Milk Proteins......Page 88
alpha s1-Caseins......Page 90
alpha s2-Caseins......Page 92
beta-Caseins......Page 94
kappa-Caseins......Page 96
Whey Proteins......Page 98
beta-Lactoglobulins......Page 99
alpha-Lactalbumins......Page 100
Bovine Serum Albumin......Page 102
Immunoglobulins......Page 104
Milk Fat Globule Membrane (MFGM) Proteins......Page 107
Minor Proteins......Page 110
The Enzymes......Page 112
alpha s1-Caseins......Page 115
alpha s2-Caseins......Page 118
beta-Caseins......Page 120
kappa-Caseins......Page 122
Bovine Serum Albumin......Page 124
beta-Lactoglobulins......Page 126
alpha-Lactalbumins......Page 132
Immunoglobulins......Page 134
Fractionation of Milk Proteins......Page 135
Differential Solubility Methods......Page 136
Chromatographic Methods......Page 138
Differential Solubility Methods......Page 143
Chromatographic Methods......Page 145
Electrochemical Properties of Milk Proteins......Page 146
Titration Curves......Page 147
Electrophoretic Behavior......Page 151
Association of Milk Proteins......Page 152
Association with Small Ions and Molecules......Page 153
Association with Macromolecules......Page 156
References......Page 157
4. Lipid Composition and Properties......Page 178
Effect of the Rumen on Dietary Lipids......Page 180
Synthesis of Fatty Acids......Page 181
Triacylglycerol Synthesis......Page 183
Triacylglycerols......Page 185
Other Acylglycerols......Page 189
Phospholipids......Page 190
Sphingo and Related Lipids......Page 193
Lipoproteins......Page 194
Acyl and Alkyl Composition of Lipid Classes: Determination of Fatty Acids......Page 195
Fatty Acids in General......Page 196
Saturated and Branched Chain Fatty Acids......Page 197
Monounsaturated Fatty Acids......Page 199
Polyunsaturated Fatty Acids......Page 200
Other Acids......Page 202
Protected Milk......Page 204
Phospholipids......Page 205
Sphingolipids......Page 207
Sterol Esters......Page 208
Fat in Milk Products......Page 209
Crystallization Behavior of Milk Fat......Page 210
Melting Point or Range......Page 211
References......Page 212
General......Page 221
Spontaneous Rancidity......Page 223
Feed......Page 224
Mastitis......Page 225
Pipeline Milkers and Farm Tanks......Page 226
Milk Lipoprotein Lipase......Page 227
Colostral Lipase......Page 228
Human Milk Lipases......Page 229
Homogenization and Agitation......Page 230
Lipoprotein Lipase Activator(s)......Page 231
Thermal Manipulation......Page 232
Thermal Inhibition......Page 233
Chemical Inhibition......Page 235
pH Optimum......Page 237
Apparent Temperature Optimum......Page 238
Some Effects of Lipolysis......Page 239
Titration......Page 240
Colorimetry......Page 241
Miscellaneous......Page 242
Part II. Autoxidation......Page 243
Autoxidation Mechanism......Page 244
Products of Oxidation......Page 245
Oxidation and Off-flavors......Page 246
Measurement of Fat Oxidation......Page 248
Antioxidants......Page 249
Oxidative Deterioration in Fluid Milk......Page 251
Metals......Page 252
Role of Ascorbic Acid......Page 254
Role of alpha-Tocopherol......Page 257
Storage Temperature......Page 259
Oxygen Levels......Page 260
Heat Treatment......Page 261
Exposure to Light......Page 263
Homogenization......Page 265
Carbonyl Content of Oxidized Dairy Products......Page 267
References......Page 269
Occurrence......Page 286
Molecular Structure......Page 287
Biosynthesis......Page 289
Physical Properties......Page 290
Crystalline Habit......Page 291
Forms of Anhydrous alpha-Lactose......Page 298
beta-Lactose......Page 301
Equilibrium in Solution (Mutarotation)......Page 303
Solubility......Page 307
Crystallization......Page 310
Density......Page 313
Relative Sweetness......Page 314
Dry Whey and Whey Permeates......Page 316
Other Products......Page 317
Manufacture of alpha-Lactose......Page 318
Determination of Lactose......Page 322
Lactitol (4-0-beta-D-Galactopyranosyl-D-Sorbitol)......Page 324
Lactitol Palmitate and Other Surfactants......Page 325
Lactulose (4-0-beta-D-Galactopyranosyl-D-Fructose)......Page 326
Other Acids......Page 328
Other Reactions......Page 329
Hydrolysis......Page 330
NutrItional and Physiological Effects of Lactose......Page 335
Food Uses......Page 337
Fermented Products......Page 339
References......Page 340
7. Nutritive Value of Dairy Foods......Page 350
Energy......Page 352
Protein......Page 354
Fat......Page 357
Carbohydrate......Page 368
Water-Soluble Vitamins......Page 371
Fat-Soluble Vitamins......Page 375
Minerals......Page 378
Macrominerals......Page 379
Trace Elements......Page 386
Electrolytes......Page 390
Cultured and Culture-Containing Dairy Foods......Page 392
Ultra-High-Temperature Dairy Foods......Page 394
Imitation and Substitute Dairy Products......Page 396
References......Page 398
8. Physical Properties of Milk.......Page 415
Acid-Base Equilibria......Page 416
Oxidation-Reduction Equilibria......Page 420
Density......Page 425
Viscosity......Page 430
Surface and Interfacial Tension......Page 434
Freezing Point......Page 438
Electrical Conductivity......Page 443
Heat Capacity and Thermal Conductivity......Page 446
Refractive Index......Page 448
Light Absorption and Scattering......Page 450
References......Page 455
10. Physical Equilibria: Lipid Phase......Page 467
Globule Size Distribution......Page 468
Composition of the Globule Core......Page 471
Historical Background......Page 473
Origin of the Milk Lipid Globule Membrane......Page 475
Isolation of Milk Lipid Globule Membrane......Page 486
Gross Composition......Page 490
Lipid Composition......Page 492
Protein Composition......Page 497
Enzymes of Milk Lipid Globule Membrane......Page 509
Molecular Organization of the Milk Lipid Globule Membrane......Page 513
Milk Serum Lipids......Page 516
Creaming and Agglutination......Page 519
Homogenization......Page 520
Melting, Solidification and Crystal Formation......Page 522
References......Page 523
Protein Denaturation......Page 539
Caseins......Page 541
Serum Proteins......Page 542
General Considerations......Page 543
Caseins......Page 544
beta-Lactoglobulin......Page 545
alpha-Lactalbumin......Page 548
Casein and Serum Protein Interactions......Page 549
Salt Balance and pH......Page 551
Effects of Other Substances......Page 556
References......Page 557
Introduction......Page 564
Chymosin (EC 3.4.23.4)......Page 565
Porcine Pepsin (EC 3.4.23.1)......Page 568
Bovine Pepsin......Page 569
Endothia parasitica Rennet......Page 570
Mucor miehei Rennet......Page 571
Clotting Enzymes from Bacteria......Page 572
Clotting Enzymes from Higher Plants......Page 573
Enzymic Coagulation of Milk......Page 574
Milk-Clotting Assays......Page 575
Micro Tests for Milk-Clotting Enzymes......Page 579
References......Page 580
Part II. Cheese Chemistry......Page 589
Milk Composition......Page 590
The Cheesemaking Process......Page 592
Pasteurization......Page 593
Homogenization......Page 595
Milk Coagulation and Clotting......Page 596
Separation of Curd from Whey......Page 599
Cheese Ripening......Page 600
References......Page 604
Nutritional Properties of Milk......Page 610
Vitamins and Minerals......Page 611
Microbial Inhibitors in Milk......Page 612
Fermentation of Lactose......Page 613
Distribution and Properties of beta-D-Galactosidase......Page 614
The Phosphoenolpyruvate: Phosphotransferase System......Page 615
Lactose Metabolism in Homofermentative Lactic Streptococci......Page 617
Control of Lactose Metabolism......Page 619
Effect of pH on Fermentation End-Products......Page 621
Effect of Oxygen on Metabolism of Lactic Acid Bacteria......Page 622
The Leloir Pathway for Galactose Metabolism......Page 623
Heterofermentative Lactic Fermentations......Page 624
Bifidobacterium Fermentation......Page 625
Optical Configuration of Lactic Acid......Page 626
End Products of Pyruvate Metabolism......Page 627
Propionic Acid Fermentation......Page 629
Proteolysis by Lactic Streptococci......Page 631
Proteolysis by Yogurt Cultures......Page 632
Proteolysis by Lactobacilli......Page 633
Proteolysis of Molds......Page 634
Proteolysis by Psychrotrophic Bacteria......Page 635
Bitter Flavor Resulting from Proteolysis......Page 636
Lipolysis by Molds......Page 637
Lipolysis by Psychrotrophs......Page 638
Metabolism of Citric Acid......Page 639
Citrate Use......Page 640
Control of Diacetyl and Acetoin Production......Page 641
Bacterial Exopolysaccharides......Page 642
Exopolysaccharide Biosynthesis......Page 643
Production of Malty Flavor......Page 644
Cultured Milks......Page 645
Ropy and Slimy Milk.......Page 648
Nisin......Page 649
Nisin Inactivation......Page 650
Lactobacilli......Page 651
Frozen Starter Cultures......Page 652
Interaction of Starter Cultures and Foodborne Pathogens......Page 656
Production of Lactic Acid......Page 661
Butanol-Acetone-Riboflavin Fermentation......Page 662
Alcoholic Beverages......Page 663
Production of Yeast......Page 664
Lactose in the Production of Penicillin......Page 665
Microbiological Synthesis of Nisin......Page 666
Microbiological Synthesis of Vitamin B12......Page 667
"Oxidative" Fermentations......Page 669
Other Fermentations Using Whey......Page 670
Treatment of Dairy Waste by Aeration......Page 671
Processing of Whey Wastes......Page 673
References......Page 674
Fluid Milk Products......Page 694
Cooling and Agitation......Page 695
Separation and Standardization......Page 696
Pasteurization......Page 697
Packaging and Distribution......Page 698
Ingredients and Their Functionality......Page 699
Freezing the Mix......Page 701
Processing the Cream......Page 702
Evaporated Milk......Page 703
Forewarming......Page 704
Homogenization......Page 706
UHT Sterile Milk......Page 707
Sterilization......Page 709
Frozen Milk Concentrate......Page 710
Standardization and Pasteurization of Milk......Page 711
Automated Matting and Cheddaring......Page 712
Cultured Milk Products......Page 713
Drying......Page 715
Solubility Factors......Page 716
Milk Protein Fractionation......Page 717
References......Page 718
Index......Page 722