Молоко
Молоко
Содержание
1. Введение____________________________________________
2.Свойства молока_______________________________________
3.Основные составляющие молока_________________________
4.Виды питьевого молока и требования к его качеству________
5.Физические свойства молока____________________________
6.Химический состав молока______________________________
7.Химическе свойства молока_____________________________
8.Заключение___________________________________________
Список использованной литературы
1.Введение
Молоко, как и хлеб, человечество начало использовать более пяти
тысячелетий назад. Молоко - единственный продукт питания в первые месяцы
жизни человека. «Молоко, - писал академик И.П. Павлов, - это изумительная
пища, приготовленная самой природой». Установлено, что этот продукт
содержит свыше 100 ценнейших компонентов. В него входит все необходимые
для
жизнедеятельности организма вещества: белки, жиры, углеводы, минеральные
соли, и витамины.
Знания о количестве составных частей молока с течением времени постоянно
расширяются. Это можно объяснить целенаправленностью научных исследований
и применением современных методов анализа, которые позволяют, не применяя
способа обогащения, обнаружить и количественно определить даже те
составные части молока, которые присутствуют в нем в виде следов.
С давних времен молоко используется и как лечебное средство от многих
болезней: при лечении сердца, почек и других органов. Молочные продукты
(простокваша, кумыс, кефир и др.) являются прекрасным лечебным средством
для людей, страдающих желудочно-кишечными заболеваниями, туберкулезом;
хороший эффект они дают и при отравлениях. Включение молочных продуктов в
пищевой рацион повышает его
полноценность и способствует лучшему усвоению всех компонентов.
Молоко оказывает благоприятное действие на секрецию пищеварительных
желез. По научно-обоснованным нормам молоко и молочные продукты должны
составлять одну треть пищевого рациона (1000 калорий средней суточной
потребности
человека в пище, составляющей 3000 калорий).
В наши дни специалисты молочной промышленности должны знать и уметь
объяснить сущность биохимических процессов, происходящих при выработке и
хранении молочных продуктов, правильно выбрать технологические режимы
обработки и
переработки молока, разработать меры, предупреждающие возникновение
пороков молочных продуктов, и т.д. От них в значительной мере зависит
и выполнение Продовольственной программы Украины. Вместе с другими
работниками пищевой промышленности они добиваются дальнейшего улучшения
структуры питания украинских людей за счет увеличения потребления ими
молока и молочных продуктов. Молоко и молочные продукты должны стать
незаменимыми продуктами питания людей всех возрастов.
Развитая рыночная экономика, целью которой стало проведение
в стране реформ, предполагает наличие всеобъемлющего товарного рынка, в
том числе рынка продовольствия, важной составной частью которого является
рынок молока и молочных продуктов. В настоящее время можно говорить лишь о
начале формирование полноценного рынка молочных продуктов в Украине.
Развитие молочной промышленности все глубже внедряется в технологию
получения молочных продуктов. Успехи в развитии молока позволяют
совершенствовать существующие технологические процессы переработке молока
и
разрабатывать новые.
С помощью физических и биохимических методов из сырого молока получают
молочные продукты, которые представляют собой частично обогащенные
продукты питания, благодаря чему эти продукты характеризуются повышенной
калорийность на каждые 100 г. Переработка молока ведет к изменению его
пищевой ценности и вкусовых качеств, поэтому необходимо учитывать свойства
каждого отдельного компонента молока. Сырьем для промышленности служат
такие составные части молока как казеин и лактоза. Определение веществу
молока можно дать с различных точек зрения, учитывая, прежде всего цель
применения.
Поэтому предмет "Химия и физика молока" базируется на достижениях смежных
наук, таких как органическая химия, физическая и коллоидная химия,
физиология, биохимия питания. Эта наука изучает химический состав молока,
физико-химические свойства молока: плотность, кислотность,
теплофизические, оптические и др. Особая роль отводится изучению изменений
молока и его составных частей в процессе обработки и переработки. Это
энергетическое воздействие, механические нагрузки, температурные
воздействия, биохимические превращения. Без этих знаний невозможно вести
технологические процессы производства молока и молочных продуктов, т. к.
любые изменения традиционных способов производства могут так повлиять на
составные части молока, что, в свою очередь, отразится на качестве
молочных продуктов.
2.Состав молока
Молоко - это биологическая жидкость, выделяемая молочной железой
млекопитающих и предназначенная для поддержания жизни и роста
новорожденного. Оно
представляет собой жидкость белого цвета с желтоватым оттенком и приятным
специфическим слегка сладковатым вкусом. Молоко образуется в молочной
железе в результате глубоких изменений составных частей кормов в организме
животного. Молочная железа (вымя) коровы состоит из клеток, пронизанных
нервами, сетью кровеносных и лимфатических сосудов, доставляющих вещества,
необходимые для синтеза молока. Клетки образуют небольшие пузырьки -
альвеолы, в которых находится образовавшееся молоко.
Альвеолы объединены в дольки и сообщаются между собой с помощью тонких
канальцев, ведущих в особую полость, называемую цистерной, где и
скапливаются молоко. Вымя коровы делится на две части продольной
пластичной
перегородкой. В каждой такой части находится по две молочные железы
(передняя и
задняя). Таким образом, вымя имеет четыре молочные цистерны, соединенные с
сосками, через которые выдаивается молоко. Физиологический процесс
образования молока очень сложен, и многие его явления еще недостаточно
изучены. Установлено, что основные компоненты молока синтезируются в
молочной железе из веществ, приносимых кровью.
Только небольшая часть веществ (минеральные элементы, витамины, ферменты,
гормоны, иммунные тела) переходит в молоко из крови без изменений.
С точки зрения коллоидной химии, молоко представляет собой полидисперсную
систему. Дисперсные фазы молока находятся в ионно-молекулярном
(минеральные соли, лактоза), коллоидном (белки, фосфат кальция) и
грубодисперсном (жир) состоянии. Водная фаза молока является дисперсной
средой.
Сырьем в молочной промышленности являются цельное молоко и его отдельные
компоненты, в частности, жир, белок, казеин, лактоза. Различают истинные
компоненты молока, которые синтезируются в процессе обмена веществ при
секреции молока, и неистинные (посторонние, чужеродные) — антибиотики,
гербициды, инсектициды, радиоизотопы и др.
При переработке молока происходят некоторые изменения состава и свойств
составляющих его компонентов. Поэтому в процессе производства необходимо
учитывать количество отдельных компонентов молока, а также характер их
изменений под воздействием технологических факторов.
В зависимости от назначения молоко оценивают по различным показателям.
Если молоко используют как непосредственный продукт питания, то главными
показателями являются санитарно-гигиенические и экономические. В случае
применения молока в качестве сырья для молочной и пищевой промышленности
наряду с вышеназванными показателями большое значение приобретают его
физико-химические свойства, которые все больше используются для оценки
качества молока. Знание этих величин необходимо для создания современного
оборудования, приборов для контроля состава и свойств молока.
Молоко состоит из воды и сухого остатка включающего: жир, фосфатиды,
стерины и другие азотистые вещества, белки, молочный сахар, минеральные
соли, а также микроэлементы, газы, витамины, ферменты, гормоны.
Поэтому по физико-химическим и органолептическим свойствам молока можно
оценить натуральность и качество заготовляемого сырья, т. е. его
пригодность к промышленной переработке.
Все компоненты молока по-разному влияют на его физико-химические свойства.
Например, от массовой доли белка, дисперсности и гидратационных свойств
белков в большей степени зависит вязкость и поверхностное натяжение
молока, но почти не зависят величины электропроводности и осмотического
давления. Почти все компоненты молока влияют на его плотность и
кислотность, минеральные вещества молока значительно влияют на его
кислотность, электропроводность, осмотическое давление и температуру
замерзания, но не влияют на вязкость и т. д.
3.Основные составляющие молока
Белки молока. Количество белков в молоке колеблется от 3,05 до 3,85 %. В
их состав входит около 82 % казеина, 12 % альбумина, 6 % глобулина.
Соотношение казеина, альбумина и глобулина в молоке изменяется в
зависимости от периода лактации, кормления животных и других факторов.
Казеин — белый аморфный порошок, без запаха и вкуса, плотностью 1,26 - 1,3
кг/м3. В молекулу его входит азот, углерод, кислород, сера и фосфор. В
молоке казеин находится в виде растворимой кальциевой соли.
Под действием кислот, солей и ферментов казеин свертывается (коагулирует)
и выпадает в осадок. Коагуляцией казеина обусловлено свертывание молока
под действием молочной кислоты, образующейся в результате молочнокислого
брожения. При производстве сыров и творога казеин осаждают сычужным
ферментом.
Казеин нерастворим в спирте и эфире, очень незначительно растворим в воде
и хорошо растворим в растворах некоторых солей.
Альбумин находится в молоке в растворенном состоянии и выпадает в осадок
при нагревании до 70 °С. Выпавший в осадок альбумин денатурирует и вновь
не растворяется.
В состав альбумина входят углерод, водород, азот, кислород и сера. В
молекуле его нет фосфора. Для альбумина характерно большое содержание
такой аминокислоты, как триптофан (около 7 %), которую не содержит ни один
белок. Глобулин находится в молоке в растворенном состоянии. Он
свертывается при нагревании до 72 - 75 град.С в слабокислой среде. По
химическому составу глобулин близок к альбумину, в молекулу его входят
углерод, водород, азот, кислород, сера.
Как альбумин, так и глобулин - белки плазмы крови. Они являются носителями
иммунных свойств. Количество их увеличивается в молозиве.
Помимо указанных белковых веществ, в молоке содержится белок оболочек
жировых шариков.
Витамины. Витамины участвуют в обмене веществ и являются катализаторами
биохимических процессов. Отсутствие или недостаток витаминов в питании
приводит к нарушению обмена веществ в организме. В молоке содержатся
витамины А, В, В2, В12, D, С, РР, Н, фолиевая кислота, холин и пр.
Витамин А красно-желтого цвета, жирорастворимый. Витамин А образуется из
каротина, находящегося в зеленых кормах, поэтому содержание его в молоке
летом больше (0,01 -0,05 мг%), чем зимой. В молоке витамин А находится в
жире, окрашивая его в желтоватый цвет, отчего цвет сливочного масла,
выработанного летом, более желтый, чем масла, изготовленного зимой.
Каротин и витамин А легко разрушаются кислородом воздуха, поэтому хранить
и нагревать молоко следует в закрытой системе без доступа воздуха.
Витамин А необходим для обеспечения зрения, роста, а также нормального
состояния кожных и слизистых покровов.
Суточная потребность человека в витамине А 1 - 2 мг.
Витамины группы В водорастворимые. При переработке молока на творог и
масло основная часть витамина В переходит в обезжиренное молоко, пахту и
сыворотку. Витамин В стоек к нагреванию и сравнительно мало изменяется на
воздухе. Он синтезируется с помощью молочнокислых бактерий. Поэтому его
количество в кисломолочных продуктах больше, чем в молоке.
Витамин В2 является фактором роста. Его отсутствие замедляет рост и
вызывает заболевание глаз. Он находится в растворенном состоянии в
сыворотке молока, окрашивая ее в зеленоватый цвет.
Витамин В12 способствует образованию красных кровяных шариков. Его
отсутствие приводит к малокровию. При нагревании этот витамин не
разрушается.
Витамин РР входит в состав ферментов дегидраз, которые принимают участие в
окислительно-восстановительных процессах организма. Он устойчив к действию
высокой температуры, кислорода и света. Технологическая обработка молока
не влияет на его количество.
Витамин С (аскорбиновая кислота) — водорастворимый. Это кристаллическое
соединение, легко растворимое в воде. Витамин С быстро разрушается под
воздействием солнечного света, кислорода воздуха, тяжелых металлов, при
долгом хранении молока и при нагревании с доступом воздуха.
Витамин С улучшает всасывание железа, способствует инактивированию
токсинов. При его недостатке человек заболевает цингой, появляется
кровоточивость десен и подверженность катарам. Для профилактики и лечения
рекомендуется ежедневно принимать до 1 г витамина С.
Молочная промышленность выпускает молоко и молочные напитки, обогащенные
витамином С.
Витамин D жирорастворимый. Он предохраняет организм от заболевания
рахитом. Большая потребность в этом витамине у детей. Он устойчив к
нагреванию и действию кислорода воздуха, начинает разрушаться при 150
град.С.
Витамин Е жирорастворимый. Он устойчив к действию температуры, воздуха,
света, кислот и щелочей. Он участвует в реакциях промежуточного обмена.
Фолиевая кислота водорастворимая. Ее недостаточность ведет к заболеваниям,
связанным с нарушением процессов всасывания в кишечнике.
Холин — водорастворимый витамин. Недостаток его вызывает заболевание
печени.
Витамин Н (биотин) — тоже водорастворимый витамин. Он участвует в обмене
веществ.
Ферменты молока. Помимо витаминов в молоке находятся ферменты,
способствующие ускорению биологических процессов. Большинство
ферментов(внутриклеточные) входит в состав клеток организмов. Внеклеточные
переходят из клеток в кровь и различные жидкости, где и проявляют свое
действие. К числу внеклеточных ферментов относится пепсин, трипсин,
сычужный фермент.
Каждый из ферментов при определенных условиях ускоряет только один
процесс. Ферменты чувствительны к действию высоких температур и при
пастеризации молока разрушаются. При низких температурах ферменты теряют
свою активность. Для активной деятельности ферментов наиболее
благоприятной является температура 15 - 40 град.С.
В молоке содержатся следующие ферменты: лактаза, амилаза, липаза,
фосфатаза, пероксидаза, редуктаза.
Лактаза расщепляет молочный сахар на глюкозу и галактозу. В молоке она
образуется при размножении молочнокислых бактерий.
Амилаза расщепляет полисахариды до мальтозы. В молоко она попадает из
молочной железы.
Липаза расщепляет молочный жир до глицерина и жирных кислот. Этот фермент
в молоке образуется в результате жизнедеятельности гнилостных
микроорганизмов и плесеней, развивающихся в молоке.
Фосфатаза вызывает гидролиз сложных эфиров фосфорной кислоты. Наличие ее в
пастеризованном молоке свидетельствует о несоблюдении режима пастеризации
(фосфатаза разрушается при 60 °С в течение 15 мин).
Пероксидаза участвует в окислительно-восстановительных реакциях,
происходящих в организме.
Различные бактерии, особенно пептонизирующие, выделяют большое количество
редуктазы. Редуктаза может обесцвечивать метиленовую синь. На этом
свойстве основана редуктазная проба молока. По скорости обесцвечивания
окрашенного метиленовой синью молока судят о степени загрязнения его
микроорганизмами.
4.Виды питьевого молока и требования к его качеству.
Для непосредственного употребления в пищу используют пастеризованное или
стерилизованное молоко.
Пастеризованное молоко
Его вырабатывают в следующем ассортименте:
> ЦЕЛЬНЫМ называют нормализованное или восстановленное молоко с
определенным содержанием жира - 3.2% и 2.5%
> ВОССТАНОВЛЕННЫМ называют молоко, приготовленное полностью или частично
из
молочных консервов. Для получения восстановленного молока сухое цельное
молоко растворяют в теплой воде и выдерживают не менее 3-4 часов для
наибольшего набухания белков, устранения водяного вкуса, а также для
достижения нормальной плотности и вязкости. Затем смесь очищают,
гомогенизируют, пастеризуют, охлаждают и разливают.
> МОЛОКО ПОВЫШЕННОЙ ЖИРНОСТИ готовят из нормализованного молока с
содержанием 6% жира, подвергнутого гомогенизации.
> ТОПЛЕНЫМ называется молоко с содержанием 6% жира, подвергнутое
гомогенизации, пастеризации при температуре не ниже 95 градусов и выдержке
в течении 3-4 часов.
> БЕЛКОВОЕ МОЛОКО содержит повышенное количество сухих обезжиренных
веществ. Вырабатывают его из молока, нормализованного по содержанию жира,
с
добавлением сухого или сгущенного молока.
> ВИТАМИНИЗИРОВАННОЕ МОЛОКО готовят из цельного или нежирного молока,
обогащенного витаминами A,C,D2.
> НЕЖИРНОЕ МОЛОКО - это пастеризованная часть молока, получаемое
сепарированием и содержащее не более 0.05% жира.
СТЕРИЛИЗОВАННОЕ МОЛОКО. По вкусу, запаху и цвету (специфического вкуса
бурого цвета) оно сходно с топленым. Выпускается в бутылках с содержанием
жира 3.2% и в пакетах с содержанием жира 2,5; 3.5%(см.табл№1).
ПИТЬЕВОЕ МОЛОКО (ТАБЛ.№1)
Питьевое молоко условно классифицируют следующим образом:
МОЛОКО
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
По способу По содержанию По способу упаков-
0x08 graphic
0x08 graphic
обработки жира, сухих ве- ки и расфасовки
0x08 graphic
ществ и добавок
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
цельное
нормализованное В стеклянных
Восстановленное бутылках
Пастеризованное Повышенной В бумажной таре
Топленное жирности В полиэтиленовой
Стерилизованное Белковое пленке
Ионитное Витаминизирован- Во флягах и
ное цистернах
С кофе, какао
и т. д.
Для производства питьевого молока и молочных напитков используют :
натуральное молоко кислотностью не выше 21° Т ; сухое цельное и
обезжиренное молоко, сухие сливки ; обезжиренное молоко; сливки ; вкусовые
и ароматические наполнители.
ПАСТЕРИЗОВАННОЕ МОЛОКО
Пастеризованное молоко вырабатывают следующих видов :
Пастеризованное молоко
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
Цельное нормали- Витаминизирован-
зованное (жира ное (жира 2,5; Повышенной жир-
2,5; 3,2%) 3,2% и аскорбино- ности (жира 6%)
вая кислота)
0x08 graphic
0x08 graphic
Сырье: коровье молоко не ниже II сорта; обезжи- Сырье: молоко коро -
ренное молоко кислотностью не выше 19°Т;сливки вье не ниже I сорта;
жирностью не более 30% и кислотностью плазмы сливки жирностью не
не выше 24°Т. не выше 30%.
5.Физические свойства молока
Плотность. Плотность - это отношение массы вещества к занимаемому им
объему. Плотность молока зависит от плотности его компонентов и изменяется
от 1015 до 1033 кг/м.куб.
Белки, углеводы, минеральные вещества повышают, а жир понижает плотность
молока.
Плотность обезжиренного молока выше плотности цельного молока и равна
1033—1038 кг/м.куб. Повышение плотности молока выше 1030 кг/м.куб. при
низкой жирности говорит о фальсификации — подснятии сливок или добавлении
обезжиренного молока.
При добавлении к молоку воды его плотность уменьшается (и будет, как
правило, ниже 1027 кг/м.куб). Каждый 10 % добавленной к молоку воды
снижают его плотность на 3 кг/м.куб.
Плотность молока изменяется под влиянием многих факторов: лактационного
периода, условий содержания, породы коров, состояния их здоровья и др.
Впервые дни после отел молоко (молозиво) характеризуется высоким
содержанием белковых веществ, вследствие чего плотность его достигает 1040
кг/м.куб. Плотность молока, определенная сразу после доения, ниже
плотности остывшего молока на 0,8 - 1,5 кг/м.куб. Это объясняется
удалением растворенных в молоке газов.
Плотность цельного молока при колебаниях температуры изменяется сильнее,
чем плотность обезжиренного молока, так как коэффициент расширения
молочного жира значительно выше, чем воды.
Определяют плотность различными методами, технометрическими,
ареометрическими и гидростатическими весами.
На плотность молока влияют все его составные части:
г/см^3
вода — 0,9998; белок — 1,4511; жир — 0,931;
лактоза — 1,545; соли — 3,000.
Плотность молока изменяется от содержания сухих веществ и жира. Сухие
вещества повышают плотность, а жир понижает. На плотность оказывают
влияние гидратация белков и степень отвердевания жира. Последнее зависит
от температуры, способа обработки и частично от механических воздействий.
С повышением температуры плотность молока уменьшается. Это объясняется,
прежде всего изменением плотности воды — главной составной части молока. В
диапазоне температур от 5 до 40^оС плотность свежего обезжиренного молока
в пересчете на плотность воды с повышением температуры снижается сильнее.
Такое отклонение не наблюдается в опытах с 5%-ным раствором лактозы.
Поэтому снижение плотности молока можно объяснить изменением гидратации
белков. В диапазоне температур от 20 до 35^оС можно наблюдать особенно
сильное падение плотности сливок. Оно обусловлено фазовым переходом
"твердый-жидкий" — в молочном жире.
Коэффициент расширения молочного жира значительно выше, чем воды. По этой
причине плотность сырого молока при колебаниях температуры изменяется
сильнее, чем плотность обезжиренного молока. Эти изменения тем больше, чем
выше содержание жира.
Между плотностью, содержанием жира и сухого обезжиренного остатка
существует прямая связь. Так как содержание жира определяют традиционным
методом, а плотность измеряют быстро ареометром, то можно быстро и просто
рассчитать содержание сухих веществ в молоке без трудоемкого и длительного
определения сухих веществ путем сушки при 105^оС. Для чего используют
формулы пересчета:
С=^4,9 DOT Ж+А + 0,5; СОМО=^Ж+^А+ 0,76,
где С — массовая доля сухих веществ, %
СОМО — массовая доля сухого обезжиренного молочного остатка, %; Ж —
массовая доля жира, %; А — плотность в градусах ареометра, (^оА); 4.9, 4,
5; 0.5; 0.76 — постоянные коэффициенты.
Плотность отдельных молочных продуктов как и плотность молока зависит от
состава. Плотность обезжиренного молока выше, чем сырого и постоянные
коэффициенты.
Плотность отдельных молочных продуктов как и плотность молока зависит от
состава. Плотность обезжиренного молока выше, чем сырого. С увеличением
жира плотность сливок снижается. Устанавливать плотность твердых и
пастообразных молочных продуктов труднее, чем жидких. У сухого молока
различают фактическую плотность и насыпной вес. Для контроля фактической
плотности используют специальные ---нометры. Плотность сливочного масла,
как и сухого молока, зависит не только от количества влаги и сухого
обезжиренного остатка, но и от содержания воздуха. Последний определяют
флотационным методом. Это позволяет определить содержание воздуха в масле
по его плотности. Метод этот приближенный, но на практике этого
достаточно.
Плотность молока изменяется при фальсификации — при добавлении Н[2]О
понижается, и повышается при снятии сливок или разбавлении обезжиренным
молоком. Поэтому по величине плотности косвенно судят о натуральности
молока при подозрении на фальсификацию. Однако молоко не удовлетворяющее
требованиям ГОСТ 13264-88 по плотности, т. е. ниже 1,027 г/см^3, но
цельность которой подтверждена стойловой пробой, принимается как сортовое.
Вязкость. Вязкость - это свойство среды оказывать сопротивление
относительному перемещению ее слоев. Выражают вязкость в паскаль -
секундах (Па•с). Вязкость молока при 20 град.С в среднем равна 0,0018
Па•с.
Вязкость молока обусловливается присутствием в нем сухих веществ и зависит
от физико-химических свойств молока, лактационного периода и состояния
животного, продолжительности хранения молока, кислотности, степени
механического воздействия на него и других факторов. Изменение коллоидного
состояния белков молока в первую очередь изменяет величину вязкости.
Вязкость молока увеличивается при слиянии жировых шариков, а при
раздроблении их уменьшается. С повышением температуры молока до 40 - 45 °С
его вязкость снижается. При дальнейшем повышении температуры молока,
начиная с 65 °С, а вязкость молока увеличивается в результате необратимой
денатурации сывороточных белков.
Вязкость или внутреннее трение, нормального молока при 20^оС в среднем
составляет 1,8 DOT 10^-3Па.с. Она зависит главным образом от содержания
казеина и жира, дисперсности мицелл казеина и шариков жира, степени их
гидратации и агрегирования сывороточные белки и лактоза незначительно
влияют на вязкость.
В процессе хранения и обработки молока (перекачивание, гомогенизация,
пастеризация и т. д.) вязкость молока повышается. Это объясняется
увеличением степени диспергирования жира, укрупнением белковых частиц,
адсорбцией белков на поверхности шариков жира и т. д.
Практический интерес представляет вязкость сильно структурированных
молочных продуктов — сметаны, простокваши, кисломолочных напитков и пр.
Поверхностное натяжение. Поверхностное натяжение возникает в жидкостях на
поверхности раздела фаз, например на границе жидкость - воздух.
Поверхностное натяжение молока значительно меньше, чем воды. Это
объясняется наличием в молоке таких поверхностно-активных веществ, как
белки и фосфолипиды.
Поверхностное натяжение непостоянно и зависит от таких факторов, как
химический состав молока, продолжительность хранения перед измерением и
температура. Образование пены на поверхности молока связано с
поверхностными явлениями.
Поверхностное натяжение — молока ниже поверхностного натяжения Н[2]О
(равно 5 DOT 10^-3 н/м при t -20^оС). Более низкое по сравнению с Н[2]О
значение поверхностного натяжения объясняется наличием в молоке ПАВ —
фосфолипидов, белков, жирных кислот и т. д.
Поверхностное натяжение молока зависит от его температуры, химического
состава, состояния белков, жира, активности липазы, продолжительности
хранения, режимов технической обработки и т. д.
Так, поверхностное натяжение снижается при нагревании молока и особенно
сильно при его гидролизе. Так как в результате гидролиза жира образуют ПАВ
— жирные кислоты, ди- и моноглицериды, понижающие величину поверхностной
энергии.
Температура кипения молока несколько выше Н[2]О вследствие наличия в
молоке солей и отчасти сахара. Она равно 100,2^оС.
Теплофизические и оптические свойства молока.
Они характеризуются теплопроводностью, теплоемкостью и
температуропроводностью.
Для расчетов затрат теплоты или холода на нагревание или охлаждение молока
и молочных продуктов необходимо знать их теплофизические свойства.
Наиболее важными из них являются удельная теплоемкость, коэффициенты
теплопроводности и температуропроводности, которые связаны между собой
соотношением а=l(Ср),
где а — коэффициент температуропроводности м^2/[с], l — коэффициент
теплопроводности, ВТ/(м DOT к), С — удельная теплоемкость, ДЖ/(кг DOT к) ;
р — плотность продукта; кг/м^3
Теплофизические свойства молока и молочных продуктов зависят от
температуры, содержания сухих веществ (главным образом от количества и
дисперсности), воды и т. д.
Удельная теплоемкость цельного молока в интервале температур 273—333 К
(0—60^оС) изменяется незначительно, она является постоянной и равна 3900
ДЖ(кг DOT к) или 3,9 КДЖ/(кг DOT к). Удельная теплоемкость сливок
уменьшается с увеличением жирности.
Удельная теплопроводность молочных продуктов
+------------------------------------------------------------------+
| Наименование | С, ДЖ(кг DOT | l.ВТ(м.к) | а DOT 10^8 |
| | к) | | DOT м^2С |
|--------------------------+--------------+-----------+------------|
| Молоко | | | |
| | 2093 | 0,16 | 13,1 |
| сухое цельное пленочной | | | |
| сушки | | | |
|--------------------------+--------------+-----------+------------|
| распылительной сушки | 1926 | 0,19 | 15 |
|--------------------------+--------------+-----------+------------|
| сухое обезжиренное | 1717 | 0,12 | 12,5 |
|--------------------------+--------------+-----------+------------|
| Масло, | | | |
| | 5129 | 0,2 | 4,7 |
| полученное методом | | | |
| сбивания | | | |
|--------------------------+--------------+-----------+------------|
| полученное методом | | | |
| преобразования | 5200 | 0,2 | 4,3 |
| высокожирных сливок | | | |
|--------------------------+--------------+-----------+------------|
| Творог жирный | 3266 | 0,43 | 12,4 |
|--------------------------+--------------+-----------+------------|
| Сыр | 2428 | 0,35 | 13,3 |
|--------------------------+--------------+-----------+------------|
| Пахта | 3936 | 0,45 | 11,4 |
|--------------------------+--------------+-----------+------------|
| Сыворотка молочная | 4082 | 0,54 | 12,8 |
| (0,25% жира) | | | |
+------------------------------------------------------------------+
Коэффициент теплопроводности молока l при 20^оС равен ~=0,5 Вт (м.к). Она
увеличивается с повышением температуры и ее можно рассчитать по формуле
l = 0,22+0,0011Т
Оптические свойства молока (показатель преломления). Они проявляются в
способности молока к лучепреломлению благодаря тому, что составные части
молока способны к рассеиванию света. Молоко имеет желтовато-белый цвет,
интенсивность желтоватой окраски обусловлена наличием в нем жира.
На оптических свойствах основан метод определения концентрации молочного
сахара в молоке, содержания сухих веществ по сахарозе и пр.
Показатель преломления — представляет собой постоянную вещества при
определенной температуре и определенной длине волны и служит для
идентификации чистых жидкостей. Молоко непрозрачно из-за присутствия в ней
жира и белка. Жировые шарики отражают большую часть падающего света,
поэтому перед проведением рефрактометрических исследований следует удалить
жир из молока. Но и казеин делает нечеткой разделительную линию в
рефрактометре, и тоже влияет на результаты измерения.
Показатель преломления обезжиренного молока при 20^оС колеблется от 1,344
до 1,348. Он складывается из показателей преломления воды (1,3329) и
составных частей обезжиренного остатка молока — лактозы, казеина,
сывороточных белков, солей, небелковых азотистых соединений и прочих
компонентов. Поэтому по величине показателя преломления молока и молочной
сыворотки с помощью специальных рефрактометров можно контролировать
содержание в молоке СОМО, белков, лактозы. Например, количество белков
определяют по разности между показателями преломления исследуемого молока
и его сыворотке после осаждения белков раствором СаСl[2] при кипячении, а
содержание СОМО — по разности между показателями преломления молока и
дистиллированной воды.
С помощью рефрактометрического метода можно осуществлять косвенный
контроль натуральности молока. Показатель преломления (число рефракции)
сыворотки, натурального молока является величиной относительно постоянной,
равной 1,342-1,343. При добавлении к молоку воды число рефракции молочной
сыворотки понижается пропорционально количеству добавленной воды — в
среднем на 0,2 единицы на каждый процент воды.
Большее значение имеют рефрактометрические исследования для определения
числа преломления молочного жира, и, следовательно, для быстрого
нахождения йодного числа.
Осмотическое давление. Осмотическое давление — это избыточное
гидростатическое давление молока, препятствующее диффузии воды через
полупроницаемую перегородку (мембрану). На осмотическое давление оказывают
влияние лишь вещества, находящиеся в молоке в виде истинного раствора;
другие вещества, например жир и белок, не влияют на эту характеристику.
Осмотическое давление меняется при фальсификации молока, повышении его
кислотности, изменении химического состава в зависимости от времени
лактации и других причин.
Осмотическое давление тесно связано с температурой замерзания молока.
Осмотическое давление.
Осмотическое давление молока близко по величине к осмотическому давлению
крови животного и в среднем составляет 0,66 МПа. Температура замерзания
нормального молока в среднем равна -0,54°С.
Осмотическое давление молока (и понижение температуры замерзания по
сравнению с водой) обусловливается главным образом высокодисперсными
веществами: лактозой (на молочный сахар приходится около 50...60% всей
величины давления) и ионами солей — преимущественно хлоридами и фосфатами
калия и натрия. Белковые вещества и коллоидные соли незначительно влияют
на осмотическое давление молока, жир практически не влияет.
Осмотическое давление обычно рассчитывают по температуре замерзания
молока. Согласно законам Рауля и Вант-Гоффа
0x01 graphic
где Deltat — понижение температуры замерзания исследуемого раствора, °С;
2,269 — осмотическое давление 1 моля вещества в 1 л раствора, МПа; К—
криоскопическая постоянная растворителя, для воды равна 1,86.
Следовательно, при температуре замерзания молока -0,54°С (Deltat = 0,54)
его осмотическое давление составит
P[осм] = 0,54 • 2,269/1,86 = 0,66 МПа.
Осмотическое давление молока, как и других физиологических жидкостей
организма животного, поддерживается на постоянном уровне (его колебания
незначительны и составляют 0,64...0,70 МПа). Поэтому повышение в молоке
содержания хлоридов, влияющих на осмотическое давление молока, происходит
после снижения в результате изменения физиологического состояния животного
(особенно перед концом лактации или при его заболевании) количества
другого важного компонента — лактозы.
Температура замерзания и кипения. Температура кипения молока немного выше
100 град.С и равна 100,2 град.С. Температура замерзания молока ниже
температуры замерзания воды и в среднем составляет -0,54 град.С. Обычно
она колеблется в небольших пределах и меняется лишь при значительном
изменении химического состава молока в начале и конце лактационного
периода и при заболевании животных.
Значительно меняется температура замерзания молока и при его разбавлении
водой - повышается пропорционально количеству добавленной воды. На
измерении температуры замерзания молока основан криоскопический метод
контроля натуральности или установления фальсификации молока.
Температура замерзания молока также довольно постоянная величина и
колеблется в узких пределах — от —0,505 до -0,575°С. Она зависит от
химического состава молока, поэтому может меняться в течение лактационного
периода, при заболевании животных, а также при разбавлении молока водой,
добавлении к нему соды и при повышении кислотности. По данным Г. С.
Инихова, температура замерзания молока понижается в начале лактации
(—0,564°С), повышается в ее середине (—0,55°С) и снова заметно снижается к
концу (—0,58^0С).
Внесение в молоко 1% воды повышает среднюю температуру замерзания молока
(—0,54°С) немногим более чем на 0,006°С (табл. 1).
Принцип измерения температуры замерзания молока лежит в основе
криоскопического метода контроля натурального молока.
Влияние степени разбавления молока водой на температуру замерзания
+-----------------------------------------------------+
| Степень разбавления |
| |
| Температура |
| |
| Степень разбавления |
| |
| Температура |
| |
| молока водой, % |
| |
| замерзания молока, *С |
| |
| молока водой, % |
| |
| замерзания молока, "С |
| |
| 0 |
| |
| -0,540 |
| |
| 7 |
| |
| -0,502 |
| |
| 1 |
| |
| -0,534 |
| |
| 8 |
| |
| -0,497 |
| |
| 2 |
| |
| -0,529 |
| |
| 9 |
| |
| -0,491 |
| |
| 3 |
| |
| -0,524 |
| |
| 10 |
| |
| -0,486 |
| |
| 4 |
| |
| -0,518 |
| |
| 15 |
| |
| -0,459 |
| |
| 5 |
| |
| -0,513 |
| |
| 20 |
| |
| -0,432 |
| |
| 6 |
| |
| -0,508 |
| |
| 25 |
| |
| -0,405 |
+-----------------------------------------------------+
ОПЫТ
Электропроводность. Она зависит от целевого состава и для нормального
молока - величина постоянная. При заболеваниях животного и, особенно при
мастите и туберкулезе вымени электропроводность молока резко
увеличивается. Молоко в начале лактации имеет минимальную
электропроводность, в конце - максимальную.
Удельная электропроводность молока в среднем составляет 46 • 10^-2 См/м с
колебаниями от 40 • 10^-2 до 60 • 10^-2 См/м. Ее обусловливают главным
образом ионы — Cl^-, Na^+, K^+, Н^+, Са^2+ и др. Электрически заряженный
казеин, сывороточные белки и шарики жира в силу больших размеров
передвигаются медленно и несколько тормозят подвижность ионов, то есть
практически уменьшают электропроводность молока.
Величина электропроводности молока зависит от лактационного периода,
породы животных и других факторов. Молоко, полученное от животных больных
маститом и в конце лактации, имеет повышенную электропроводность, равную
1,3 и 0,65 См/м, соответственно. Следовательно, по изменению удельной
электропроводности молока можно выявить животных с воспалением молочной
железы.
Электропроводность повышается при нарастании кислотности молока и
снижается при разбавлении его водой. Концентрирование молока вследствие
повышения вязкости и усиления межионных взаимодействий приводит к снижению
электропроводности.
6.Химический состав молока
Составные части
Истинные Не истинные
Главные Второстепенные Посторонние
вода соли (в форме катионов и антибиотики анионов) гербициды
белок лимонная кислота инсектициды
лактоза фосфатиды радионуклиды
стерины
ферменты
витамины
газы
Молочный жир, лактоза, казеины, лактоглобулин и - лактоальбумин являются
специфическими компонентами молока. Они синтезируются в молочной железе и
встречаются только в молоке. Остальные компоненты можно найти и в других
биологических соединениях.
С технической и экономической точек зрения молоко можно разделить на воду,
сухое вещество и сухой обезжиренный остаток.
Молоко----- 0x01 graphic
вода сухое вещество сух. обезж. остаток
0x01 graphic
жир лактоза казеин сыворотка соли
Наибольший удельный вес в молоке занимает вода (более 85%, на остальные
компоненты, входящие в состав сухих веществ или сухих остатков, приходится
11-14%). Содержание так называемого сухого обезжиренного остатка молока
(СОМО) составляет 8-9%. Его определяют по ГОСТ 3626-73 методом высушивания
навески молока при 102 + 2°С до постоянной массы. Его можно найти
расчетным путем — сложением содержания СОМО и количества жира в молоке.
Для этого содержание СОМО определяют по формуле, используя показатели
жирности и плотности молока.
Сухой остаток включает все питательные вещества молока. Он определяет
выход готовой продукции при производстве молочных продуктов.
Содержание сухого вещества и отдельных его компонентов непостоянно в
течение периода лактации. Количество жира подвержено самым большим
колебаниям, затем идут белки. Содержание лактозы и солей, наоборот, почти
не изменяется в течение всего периода лактации. Диапазон колебаний
находится в тесной связи с величиной частиц отдельных составных частей.
Составная часть Диапазон частиц, НМ
Жир 100 — 10.000
Казеин 5 — 100
Альбумин 5 — 15
Молочный сахар __________
Ионы 0,5
Эту зависимость сформулировал Вагнер в законе, названном его именем:
«Содержание различных составных частей сухого вещества молока колеблется
тем меньше, чем в более тонком распределении они присутствуют в молоке».
Естественные изменения содержания основных составных частей — жира и белка
представляют экономический технологический интерес. Оплата молока в
зависимости от жирности, вследствие колебаний этого показателя, требует
постоянного контроля за содержанием жира. Колебания затрудняют соблюдение
постоянного соотношения между определенными составными частями в готовом
продукте: например, в сгущенном молоке между жиром и сухим обезжиренным
остатком. Фальсификацию молока водой можно точно установить лишь по
содержанию лактозы и ионов путем определения точки его замерзания.
Жир занимает особое экономическое положение и служит основой оплаты
молока, т. к. он подвержен резким колебаниям (до 4% — диапазон), затем
идут белки, лактоза изменяется незначительно. Эти колебания зависят от
породы скота, стадии лактации, возраста, состояния здоровья животного,
рациона кормления, условий доения и содержания, мышечной нагрузки
животных.
Изменения в составе молока после доения можно объяснить микробиологическим
и технологическим воздействием. Однако различные показатели могут быть
получены и при разных методах анализа. Например, при определении
содержания жира бутирометрическим методом показатели жирности на 0,05%
выше, чем при использовании гравиометрического метода. Из показателя,
характеризующего содержание лактозы, зачастую не ясно, какая форма лактозы
учитывается при этом — моногидратная или безводная, что ведет к различиям
между показателями ее содержания, достигающими 0,24% на каждые 100 г
молока.
Поэтому количественные данные о содержании сухого вещества и составных
частей молока требуют более точного определения при их использования с
целью сравнения.
+-------------------------------------------------------------------------+
|Вода 87 г |Сухой остаток 13 г |
|-----------------------------------+-------------------------------------|
|Белки |Липиды |Углеводы |
|-----------------------------------+-----------------+-------------------|
|Казеин - 2,6 г |Жир - 3,6 г |Лактоза - 4,8 г |
|-----------------------------------+-----------------+-------------------|
|Сыв. бел. - 0,65 г |Фосфор - 0,03 г |Глюкоза - 0,05 мг |
|-----------------------------------+-----------------+-------------------|
|b -лактоальб. - 0,12 г |стерин - 0,01 г |Галактоза-0,08 мг |
|-----------------------------------+-----------------+-------------------|
|Альбумин сыв.крови -0,03 г | | |
|-----------------------------------+-----------------+-------------------|
|иммуноглобулин - 0,05 г | | |
|-----------------------------------+-----------------+-------------------|
|протеозо-пейтоны -0,15 | | |
|-----------------------------------+-----------------+-------------------|
|Минеральные вещества |Ферменты |Vit |
|-----------------------------------+-----------------+-------------------|
|Макр.,мг |Мик., мгк |Дегидрогенады |А - 0,025 мг |
|----------+------------------------+-----------------+-------------------|
|Са - 122 |Fe - 70 |Н[g] - 0,3 |Ксантиноксидаза |Д - 0,05 мкг |
|----------+---------+--------------+-----------------+-------------------|
|Р - 92 |Сu - 12 |Cd - 1 |Пероксидаза |Е - 0,09 мг |
|----------+---------+--------------+-----------------+-------------------|
|K - 148 |Z - 400 |P[b] - 5 |Каталоза |С - 1,5 мг |
|----------+---------+--------------+-----------------+-------------------|
|N [a] - 50|- 4 |A [s] - 4 |Литаза |В[6] - 0,005 мг |
|----------+---------+--------------+-----------------+-------------------|
|M[g] - 13 |Al - 30 |Ni - 2 |Фосфаты |В[12] - 0,40 мкг |
|----------+---------+--------------+-----------------+-------------------|
|C[l] - 110|Mn - 6 |Se - 4 |Амилаза |В[3] - 0,38 мг |
|----------+---------+--------------+-----------------+-------------------|
| |Mo - 5 |- 18 |Лизоцим |Ниацин - 0,1 мг |
|----------+---------+--------------+-----------------+-------------------|
| |Co-0,08 | | | |
| | |Sn - 15 |Протеины |Рибофлавин-0,15мг |
| |S[i-] - | | | |
| |200 | | | |
|----------+---------+--------------+-----------------+-------------------|
| |Cr - 2 |Br - 15 | |Тиамин - 0,04 мкг |
|----------+---------+--------------+-----------------+-------------------|
| | |B-18 | |Фолацин - 5 мкг |
|----------+---------+--------------+-----------------+-------------------|
| | | | |Биотин - 3,2 мкг |
|-------------------------------------------------------------------------|
|Гормоны |Постоянные хим.в-ва |Пигменты |
|------------------------+----------------------+-------------------------|
|Пролактин |Антибиотики |b -каротин - 0,015 г |
|------------------------+----------------------+-------------------------|
|Окситоцин |Пестициды |Ксантофил-слезы |
|------------------------+----------------------+-------------------------|
|Кортикостероиды | | |
|------------------------+----------------------+-------------------------|
|Андрогены |Детергенты | |
|------------------------+----------------------+-------------------------|
|Эстрогены |Дезинфектаны | |
|------------------------+----------------------+-------------------------|
|Прогестерон |Афлатоксины и др. | |
|------------------------+----------------------+-------------------------|
|Тироксин и др. | | |
+-------------------------------------------------------------------------+
Дослід №2
Визначення вмісту жиру в молоці дослід по хімії
Проведення вимірювання.
Молоко коров'яче(сирих, пастеризованих різних видів, крім нежирного,
стерилізованого, для дитячого харчування).
У два молочних жироміра(типи 1-6 чи 1-7),намагаючись не змочити горло,
наливають дозатором по 10 див сірчаної кислоти(щільністю від 1810 до
1820кг/м0x01 graphic
) і обережно, щоб рідини не змішувалися, додають піпеткою по 10,77 см 0x01
graphic
молока, приклавши кінчик піпетки до горла жироміра під кутом. Рівень
молока в піпетці встановлюють по нижній точці меніска. Молоко з піпетки
повинно випливати повільно. Після спорожнювання піпетку убирають від
горловини жиром ера не раніше, ніж через 3 секунди. Видування молока з
піпетки не допускається. Дозатором додають у жироміри по 1 см 0x01 graphic
ізоамілового спорту. Рівень суміш в жиромірі встановлюють на 1-2 мм нижче
основи горловини жироміра, для чого дозволяється додавати трохи капель
дистильованої води.
Жироміри закривають сухими пробками, уводять їхній небагато більш ніж
наполовину в горловину жиромірів. Жироміри струшують до повного розчинення
білкових речовин, перевертаючи не менш 5 разів так, щоб рідини в них
цілком перемішувалися. Установлюють жироміри пробкою вниз на 5 хвилин у
водяну баню при температурі (650x01 graphic
2)0x01 graphic
С. Вийнявши з бані, жироміри встановлюють у склянки центрифуги
градульованою частиною до центра. Жироміри встановлюють симетрично, один
проти іншого. При непарному числі у центрифугу поміщають жиромір,
наповнений водою замість молока, сірчаною кислотою й ізоаміловим спиртом у
тому ж співвідношенні, що і для аналізу. Жироміри центрифугують 5 хв.
Кожен жиромір виймають з центрифуги і рухом гумової пробки регулюємо
стовпчик так, щоб він знаходився в градуйованій частині жироміра. Жироміри
занурюють пробкою вниз на 5 хвилин у водяну баню при температурі (650x01
graphic
2)0x01 graphic
С, при цьому рівень води в бані повинний бути вище рівня жиру в жиромірі.
Жироміри виймають по одному з водяної бані і швидко роблять відлік жиру.
При відліку жиромір тримають вертикально, границя жиру повинна знаходитися
на рівні ока. Рухом пробки встановлюють нижню границю стовпчика жиру на
нульовому чи цілому розподілі шкали жироміру. Границя розподілу жиру й
кислоти повинна бути різкою, а стовпчик жиру прозорим.
7.Химические свойства молока.
Титруемая кислотность(общая). Титруемая кислотность определяется в
градусах Тернера (град.Т). Под градусами Тернера понимают количество
миллилитров 0,1 н раствора гидроксида натрия, которое расходуется на
нейтрализацию (титрование) 100 куб. см молока, разбавленного водой.
Для нейтрализации свежего молока требуется обычно от 16 до 18 куб. см.
раствора щелочи, т. е. его кислотность равна 16 - 18 град.Т.
Один градус Тернера соответствует 0,009 % молочной кислоты. Титруемая
кислотность молока обусловливается наличием белков, кислых солей и
растворенного диоксида углерода. На белки приходится 4 - 5 град.Т, на
кислые соли - около 11 град.Т, на СО2 и другие титруемые химические
вещества - около 1 - 2 град.Т.
Титруемая кислотность молока отдельных коров зависит от кормового рациона,
породы, возраста, периода лактации, состояния здоровья и пр. Кислотность
молока в первые дни после отела высокая, по мере нормализации состава
молока она становится равной 16 - 18 град.Т. Стародойное молоко имеет
низкую кислотность (13 - 15 град.Т и менее). Кислотность молока понижается
при заболеваниях коров маститами и другими болезнями.
Повышение кислотности молока до 23 - 25 град.Т является следствием
нарушения минерального обмена в организме коров из-за недостатка солей
кальция в кормах, скармливания больших количеств силоса, однообразного
кормления кислыми травами и др.
По мере хранения сырого молока титруемая кислотность повышается вследствие
развития молочнокислых бактерий, сбраживающих лактозу с образованием
молочной кислоты. Повышение кислотности молока вызывает нежелательные
изменения его свойств, например, снижается устойчивость белков при
нагревании.
Свежее натуральное молоко с повышенной (например, 19 град.Т) естественной
кислотностью (установленной по стойловой пробе) пригодно для производства
кисломолочных продуктов и сыра. Молоко с повышенной приобретенной
кислотностью (более 20 град.Т) не принимается для промышленной
переработки, так как при нагревании молока кислотностью 25 - 27 град.Т оно
свертывается. Титруемая кислотность молока по ГОСТ 13264-70 является
критерием оценки его качества.
рН(активная кислотность).
Величина активной кислотности (рН) характеризует концентрацию свободных
водородных ионов в молоке и численно равна отрицательному десятичному
логарифму концентрации ионов водорода [Н+], выраженной в моль на 1 л.
Величина рН цельного молока составляет в среднем 6,47 - 6,67 и существенно
зависит от температуры. Такая кислотность благоприятна для устойчивости
коллоидной системы молока и развития бактерий. При повышеной активности
кислотности развитие микроорганизмов замедляется, а при значительном
снижении рН прекращается. Активная кислотность изменяется медленнее чем
титруемая, что объясняется буерными свойствами молока.
Окислительно-восстановительный потенциал.
Е является количественной мерой окисляющей или восстанавливающей
способности молока. Е. нормального свежего молока равен 0,25—0,3 В
(250—350 мВ). Молоко содержит ряд химических соединений, способных
отдавать или присоединять электроны (атомы Н[2]): аскорбиновую кислоту
(токоферолы), цистеин, рибофлавин, молочную кислоту, коферменты
окислительно-восстановительных ферментов (дегидрогиназ, оксидаз) О[2],
металлы и пр. окислительно-восстановительные условия в молоке зависят от
концентрации ионов Н[2] и поэтому их выражают условным показателем. rH[2],
который вычисляют по уравнению
rH[2] = Е/0,03 + 2 pH (при 20^оС). Если в свежем молоке Е=0,3 В, а рН=6,6,
то rH[2]=23,2. Значит свежее молоко — это среда со слабыми
восстановительными свойствами. В нейтральной среде rH[2]=~=28. Если
rH[2]>28, то среда обладает окислительной способностью, ниже 28 —
восстановительной способностью.
Усиление восстановительных свойств молока, т. е. падение
окислительно-восстановительного потенциала и rH[2] вызывают тепловая
обработка, развитие микроорганизмов и т. д. Так, молочнокислые бактерии
при развитии в молоке понижают величину Е до -60 - 120 мВ, а в твердых
сырах до -150 - 170 мВ и ниже. Развитие в сыром молоке многочисленных
микроорганизмов вызывает резкое снижение окислительно-восстановительный
потенциал, на изменение величины которого основана редуктазная проба. При
определенном значении Е индикаторы (мителеновый голубой или резазурин),
внесенные в молоко, восстанавливаются, обесцвечиваясь или изменяя окраску.
Чем больше бактерий содержится в сыром молоке, тем быстрее падает
окислительно-восстановительный потенциал и восстанавливаются добавленные
реактивы.
Повышению окислительно-восстановительного потенциала, т. е. усилению
окислительных свойств молока, способствуют металлы (Сu, Fe) и аэрация
(перемешивание). От величины окислительно-восстановительного потенциала
зависят интенсивность протекания в молочных продуктах (сыры,
кисло-молочные продукты) биохимических процессов, (протеолиз, распад АК,
лактозы, липидов) и накопление ароматических веществ (диацетила).
Возникновение пороков в молоке и молочных продуктах таких пороков вкуса,
как окисленный, металлический и салистый привкусы, обусловлены повышением
окислительно-восстановительного потенциала среды.
Буферные свойства. Молоко содержит несколько буферов (белковый, фосфатный,
цитратный). Они обеспечивают постоянство рН. Белковый буфер состоит из
белков молока (казеина) и натриевой или калиевых солей, которые могут
вступать в реакции как с кислотами, так и со щелочами, таким образом
нейтрализуя их. В случае добавления или накопления в молоке кислоты ионы
Н[2] кислоты связываются солью казеина.
При этом образуется свободный белок, обладающий свойствами слабой кислоты.
NH[3] NH[3
]R + HCl R + NCl
COONa COOH
диссоциация СООН — слабая, РН молока изменяется незначительно, а титруемая
кислотность повышается. Также ведет себя фосфатный буфер
Na[2]HPO[4]+HCl=NaH[2]PO[4]+NaCl
Если бы в молоке не было буферных систем, вряд ли мы смогли бы
вырабатывать кисломолочные продукты и сыры. Дело в том, что молочнокислые
закваски могут лишь развиваться при определенном рН. Низкие величины рН
действуют на них губительно. Следовательно молочная кислота, образующаяся
при сбраживании молочного сахара должна каким-то образом нейтрализоваться.
И здесь на помощь приходят буферные системы. Но они действуют до тех пор,
пока не утратят буферных свойств своих. Изменение рН молока при добавлении
к нему кислоты или щелочи произойдет в том случае, если будет превышена
буферная емкость систем молока. Под буферной емкостью молока понимают
количество кислоты или щелочи, которое необходимо добавить к 100 мм
молока, чтобы изменить величину рН на единицу.
Вследствие буферных свойств молока рН кефира, выработанного термостатным
способом в конце сквашивания при титруемой кислотности 75-80^о составляет
лишь 4,85-4,75, а рН сгустка в процессе производства творога жирного при
кислотности 58-60^оТ — %.15-5,05. При таком рН возможны развитие
молочнокислых стрептококков и накопление ароматических веществ. Аналогично
при выработке твердых сыров рН сырной массы после прессования при высокой
титруемой кислотности. Имеем величину, равную 5,2-5,6, что объясняется
большим содержанием в ней белков, буферная способность которых при
протеолизе увеличивается.
Значение рН в молочной промышленности.
От величины рН зависят многие производственные показатели:
— коллоидное состояние белков молока и сл-но стабильность полидисперсной
системы молока;
— условия роста полезной и вредной микрофлоры с ее влиянием на процессы
созревания;
— скорость образования типичных компонентов вкуса и аромата отдельных
молочных продуктов;
— состояние равновесия между ионизированным и коллоидно распределенным
фосфатом кальция и обусловленное этим термоустойчивость белковых веществ;
— активность нативных и бактериальных ферментов;
— очищающе-дезинфицирующая способность различных моющих и дезинфицирующих
средств;
— коррозийное действие золей и моющих растворов, а также степень
загрязненности сточных вод молочных предприятий.
рН для сырого молока — показатель качества, а для молочных продуктов
являются показателем качества и фактором управления производственным
процессом.
рН — как показатель качества. Установлен достаточно четко, тем не менее
применение рН в качестве показателя качества еще не в полной мере
предусмотрено национальными стандартами отдельных стран. В мировом
масштабе наблюдается тенденция к включению рН молочных продуктов, главным
образом сычужных сыров, в оценку их качества. Молочные продукты
удовлетворительного качества характеризуются определенным значением рН,
например, цельное молоко — 6,6 — 6,8; сгущенное — 6,1 — 6,4; йогурты — 4,0
— 4,3; творожная сыворотка — 4,3 — 4,6 и т. д.
По величине рН можно судить о способности молока к свертыванию:
маститное молоко — > 6,8;
нормальное свежее — 6,6 — 6,8;
начинающее скисать — 6,3;
свертывание при нагревании — 5,7;
свертывание с образованием сгустка — 5,3 — 5.5.
Величина рН меняется при внезапных колебаниях температуры, причем перепад
температуры вызывает отклонение рН в кислую зону. Внезапное повышение
температуры ведет к отклонению рН в щелочную зону.
Опыт№3
0x01 graphic
Молоко
Метод измерения pH
1.Нормы точности измерения
1.1. Граница возможных значений погрешности измерений =0x01 graphic
0,04 pH для принятой вероятности Р =0,95.
1.2. Диапазон измерений от 3 до 8 рН.
2. Метод измерений
Метод измерений основан на определении активности ионов водорода с
помощью потенциометрических анализаторов.
3. Средства измерений, вспомогательные устройства и материалы
анализатор потенциометрический для контроля рН молока и молочных
продуктов.
Весы лабораторные 4-го класса точности с наибольшим пределом взвешивания
300г.
Термометры ртутные и стеклянные лабораторные с диапазоном измерения
0-1000x01 graphic
С и ценой деления шкалы 10x01 graphic
С.
Колбы мерные 1000см0x01 graphic
.
Стаканы типа В и Н вместимостью 50, 100см0x01 graphic
.
Колбы термостойкие типа П, вместимостью 2000см0x01 graphic
.
Цилиндры вместимостью 500, 1000см0x01 graphic
.
Бумага фильтровальная лабораторная.
Бутыль для хранения реактивов.
Стандарт-титры для приготовления образцовых буферных растворов с рН 6,86 и
4,01.
Используются растворы калия фосфорнокислого однозамещенного КН0x01 graphic
РО 0x01 graphic
и безводного натрия фосфорнокислого двузамещенного Na0x01 graphic
НРО0x01 graphic
, имеющие рН 6,88 при температуре (200x01 graphic
1)0x01 graphic
С.
Вода дистиллированная.
4. Подготовка к выполнению измерений
4.1. Буферные растворы приготовляют из фиксаналов и хранят при
температуре(200x01 graphic
3)0x01 graphic
С не более 2 мес.
4.2. Приготовление раствора хлористого калия
256г хл. кл. помещают в колбу вместимостью 1000 см 0x01 graphic
и заливают дистиллированной свежепрокипяченной водой температурой
50-600x01 graphic
С до погной вместимости. Раствор тщательно перемешивают до полного
растворения реактива, фильтруют и охлаждают. Раствор хранят в бутыли с
закрытой пробкой 6 мес.
5. Выполнение измерений
5.1. в стакан вместимостью 50-100см 0x01 graphic
наливают (400x01 graphic
5) см 0x01 graphic
молока температурой (200x01 graphic
1)0x01 graphic
С и погружают электроды прибора. Электроды не должны касаться стенок и дна
стакана.
Через 10-15 с снимают показания по шкале прибора. Для быстрого
установления показаний прибора измерения проводят при круговом перемещении
стаканчика с молоком.
5.2. показания по прибору отсчитывают через 3-5с после установления
стрелки. После каждого измерения электроды датчика промывают
дистиллированной водой. При массовых измерениях рН молока остатки
предыдущей пробы удаляют с электродов следующей пробой, а электроды
промывают через 3-5 измерений.
5.3. В промежутках между измерениями электроды датчика погружают в стакан
с дистиллированной водой.
6. Вычисление результатов измерения
Проводят два параллельных измерения. За окончательный результат измерения
рН принимают среднее арифметическое результатов двух параллельных
измерений, расхождение между которыми не должно превышать 0,03.
8.Заключение
Являясь одной из древнейших сфер человеческой деятельности, индустрия
продовольствия в конечном итоге оказывает существенное влияние на масштабы
потребления минеральных, энергетических и других ресурсов планеты. При
этом возможность и уникальность масштабов производства пищи, в том числе
молочных продуктов в конечном итоге, определяли и определяют численность
человечества, его генетический и творческий потенциал.
Проблемы производства и потребления молока и молочных продуктов в
этой связи не только не теряют свою актуальность, но и приобретают в
прогнозном плане все большую остроту. Взгляд на будущее развития молочной
индустрии, конечно, осложнен все более неожиданными прорывами в науке,
возрастающими успехами компьютерной техники и инженерной генетики.
Молочная индустрия страны с нарастающей степенью входит в зависимость и
начинает подчиняться общемировым тенденциям развития мирового сообщества.
Анализируя в целом перспективы развития молочной индустрии страны,
следует, конечно, попытаться оценить, а при каких условиях она может стать
конкурентоспособным элементом мировой системы. Можно отметить, что
конкурентоспособность экспортоспособность и устойчивость развития молочной
индустрии будут возможны только при условии подтягивания в качественном
отношении молочного животноводства страны к уровню развитых стран,
дальнейшей концентрации промышленности, создания современной
инфраструктуры комплексной переработки молока и производства всей гаммы
продуктов и полуфабрикатов, включая производство молочно-белковых
концентратов и концентратов сывороточных белков, заменителей цельного
молока и т.д. Решение этой задачи так же невозможно без опоры на
отечественную техническую и интеллектуальную базы, развитие которых должно
соответствовать требованиям эффективного функционирования молочной
индустрии на каждом этапе ее развития.
Список использованной литературы:
1.Г.Н.Крусь; И.М.Кулешова: М.И.Дунченко «Технология сыра и других
молочных продуктов» - учебник., Москва , издат-во «Колос», 1992 год.
2. Е.А.Богданова; Г.И. Богданова «Производство цельномолочных
продуктов» -- издание второе переработанное и дополненное. Москва,
издат-во
«Легкая и пищевая промышленность>> 1982 год.
3.Питне молоко: Конспект лекцій / Київ. держ. торг.-екон. ун-т; [Уклад.
Рудавська Г.Б.; Ред. Л.В.Радова]. - К., 1996. - 35, [1] с.: табл.
Без тит. арк.- Бібліогр.: с. 36. I. Рудавська Г.Б. II. Радова Л.В., ред.
Молоко - Підручники. Л952-1я73-2
4.Пищевая промышленность: Справ. предприятий и организаций отрасли. - М.:
АСУ-Импульс; Спб., 1996- .. - (Серия отраслевых справочников; Вып. 2) Т.
1, 1996. - 284с.. - 5-88933-004-7 "Харчова промисловість підприємства." -
Довідкове видання. У306.71я2
5. К.К. Горбатова «Химия и физика молока»
6. Я.С. Зайковский «Химия и физика молока и молочных продуктов»
7.НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ:
ГОСТ 13928-84 Молоко и сливки заготовляемые. Правила приемки, методы
отбора проб и подготовка их к анализу;
ГОСТ 30562-97 Межгосударственный стандарт. Молоко. Определение точки
замерзания. Термисторный криоскопический метод.
2 |
