Исследование молока как ценного пищевого продукта

Если спросить вас, что такое молоко и на что оно похоже, вы, пожалуй, сравните его с водой, только белой.

Оно ведь тоже жидкое И по весу почти такое, как и вода. Так что же особенного может быть в этой белой водянистой жидкости?

И почему любая составная частица молока нужна каждому из нас?

Перед вами стоит стакан молока. По виду это простая жидкость со знакомым приятным запахом. Но оставьте ее в тепле, и к утру вместо молока в стакане окажется простокваша. Сверху на простокваше желтеют сливки, а по краям собралась зеленоватая сыворотка.

Сейчас легче всего узнать, что такое молоко, почему в молоке – сила и здоровье.

Когда ученые, отделив от молока сливки, рассматривают их под микроскопом, они видят, что сливки состоят из мельчайших шариков жира. Обычно шарики взвешены в молоке.

В капле молока их насчитывается свыше ста миллионов, но они легче других составных частей молока и потому поднимаются кверху. Жира в молоке около 4%, а витаминами он богаче других растительных и животных жиров и легче усваивается организмом человека.

Вот молоко и рассказало об одной своей составной части.

Стоит поставить простоквашу на огонь, подогреть ее, как она створожится.

Вместо простокваши в кастрюле окажутся хлопья, они плавают в зеленоватой жидкости. Что же представляет собой белая масса творога?

Творог, приготовленный из снятого молока, состоит из белка. При кипячении он свертывается от высокой температуры, и его можно обнаружить в виде белого осадка на дне и стенках кастрюли, в которой кипятилось молоко. В молоке содержится около 3,5% белка.

Белки – это вторая составная часть молока. В одном литре молока белков столько же, сколько в восьми яйцах, а в твороге больше, чем в мясе и рыбе.

Белки молока лучше и легче усваиваются организмом, чем белки мяса или хлеба.

Но это еще не все, что есть в молоке. Снимая сливки, отделим после сквашивания белок – в виде творога (это казеин), удалим кипячением другие белки. От молока останется зеленоватая жидкость – сыворотка. Если долго кипятить сыворотку, она загустеет, станет светло-коричневой.

Если теперь поставить ее на холод, через некоторое время на ней появятся мелкие, светло-желтые кристаллы. Хотите попробовать их? Они приятного вкуса, сладкие – это появившийся из сыворотки молочный сахар.

Сахар – это третья составная часть молок, которую иначе называют углеводами.

Между тем сыворотка может рассказать еще больше. Если опять поставить ее на огонь, от нее останется, в конце концов немного серого порошка. На вкус порошок неприятный, солоноватый. В нем ученые нашли железо, алюминий, магний, но больше всего – кальция и фосфора.

Все, что ученые нашли в порошке от молока, называется минеральными веществами.

Из них состоят горы и скалы, пески пустынь. Они входят в состав морской воды, образуют руды

И они всегда должны быть в нашей пище. Так мы узнали о четвертой части молока – минеральных веществах.

Это еще не все!

Исследователи открыли, что в молоке есть витамины. Самая сытная пища, богатая белками, жирами, углеводами и минеральными солями, не пойдет на пользу, если в ней не будет витаминов. Они необходимы для нормального развития и роста ребенка, для правильного обмена веществ.

В состав молока входят витамины А, В, С, Д и др. они являются пятой составной частью молока.

Вспомним еще о воде. Ее в молоке 87%. Только вода тут особенная. Вода особым образом связана со всеми веществами молока.

По богатству состав ни одна пища не может сравниться с молоком. И в то же время ничего в нем нет лишнего. Любая его частица нужна нам.

Вот почему в раннем детстве молоко является единственной пищей – оно заменяет все.

И если запомните состав молока, вы будете знать, из чего должна состоять наша пища.

Данный проект преследует цель: исследовать молоко как ценный пищевой продукт.

Вода является преобладающей составной частью молока – ее массовая доля равна 86-89%.

Она входит в состав всех органов, тканей и биологических жидкостей организма и выполняет разнообразные функции. В воде растворяются многочисленные питательные вещества, которые с ее помощью переносят от одних органов к другим. Вода принимает участие в различных реакциях, протекающих в животном организме: гидратации, окисления, гидролиза и др.

В молоке, как и в других биологических жидкостях живых организмов, вода находится в свободном и связанном состояниях.

Свободная вода (83-86%) служит растворителем для водорастворимых компонентов молока – молочного сахара, минеральных веществ, витаминов, кислот и др. Она замерзает при 00С ее можно легко удалить из молока сгущением и высушиванием.

Связанная вода (3-3,5%) входит в состав различных гидрофильных коллоидов молока, например белков. Связывание воды белковыми частицами обусловлено наличием на их поверхности гидрофильных групп (центров), способных взаимодействовать с диполями воды. В результате вокруг белковых частиц образуются плотные гидратные (водные) оболочки, состоящие из ориентированных молекул воды и препятствующие их соединению, или агрегации. Аналогичные оболочки создаются и вокруг жировых шариков.

Связанная вода по свойствам отличается от свободной воды молока: она лишена подвижности, замерзает при температуре ниже 00С, не растворяет сахар и соли, с большим трудом удаляется при высушивании молока и т. д.

1. 2 Белки

Белки (белок) следует считать самым ценным компонентом молока. В молоке содержаться разнообразные белки, различающиеся по строению и свойствам и играющие строго определенную роль. Их массовая доля составляет 2,7-3,5%.

Белки – это высокомолекулярные полимерные соединения (биополимеры), входящие в состав всех живых структур – клеток, тканей и организма в целом. Их роль для организма исключительно велика. Белки используются как строительный и энергетический материал и выполняют многочисленные специальные функции. Это транспортная функция (передвижение жиров, углеводов, витаминов, солей и др. ), защитная (защита организма от инфекций), каталитическая и регуляторная (ускорение регуляция разнообразных процессов в организме) и др.

Молекулярная масса белков составляет свыше 5000, диаметр – от 5 до 100 нм.

Все белки построены по одному принципу и всего из четырех основных элементов: углерода, кислорода, водорода и азота. Правда, почти все белки также содержат незначительное количество серы, а некоторые – еще и фосфор, железо цинк, кальций и др. Структурными блоками белков служат остатки аминокислот – их макромолекуле белка от 50 до нескольких тысяч. Вариантов же аминокислот в природных белках немного – чуть дольше 20.

Белки – важнейшая составная часть пищевых продуктов. Проблеме пищевого белка уделяется большое внимание – совсем не безразлично, какие белки и в каком количестве мы употребляем в пищу. Ежедневно взрослому человеку требуется 80-90 г белка, из них около 55% должны составлять животные белки. Большинство животных белков (белки яиц, молока, рыбы, мяса и т. д. ) относятся к полноценным белкам, т. е. содержат все необходимые для организма человека аминокислоты. Известно, что среди аминокислот, входящих в состав белков, есть аминокислоты, которые могут синтезироваться в организме. Такие аминокислоты называются заменимыми. Но есть и так называемые незаменимые аминокислоты, которые в организме не синтезируются и должны поступать с пищей. Их всего восемь: вали, лейцин, изолейцин, лизин, митионин, треонин, фенилаланин и триптофан. К сожалению, в растительных белках в отличие от животных белков, как правило, не хватает одной или нескольких незаменимых аминокислот. Так, в белке кукурузы мало триптофана, в белке пшеницы - лизина, в белке картофеля и гороха – метионина и цистина и т. д. кроме того, растительные белки хуже усваиваются организмом – всего на 70-80%, в то время как белки молока, яиц и рыбы усваиваются на 95-96%.

1. 3 Молочный жир

В молоке содержится от 3,3 до 3,9% молочного жира. Он находится в виде шариков, окруженных оболочками. Основным компонентом молочного жира являются триглицериды. Наряду с ними он содержит незначительное количество жироподобных веществ.

Жиры, как и белки, являются важнейшими компонентами пищи. На их долю приходится в среднем 33% калорийности (энергетической ценности) пищевого рациона. При полном распаде 1 г жира высвобождается 37,7 кДж, что в 2,3 раза превышает калорийность белков и углеводов. Но жиры являются не только поставщиками энергии, они выполняют и другие функции (пластическую, защитную и др. ). Установлено, что при длительном ограничении потребления жиров возникают различные заболевания, нарушается деятельность центральной нервной системы, ослабляется иммунитет и т. д. однако вреден и избыток жиров – он способствует ожирению и атеросклерозу. Средняя дневная норма потребления всех видов жиров составляет 100-105 г. Сюда входят все жиры, включая и жиры, содержащиеся в молоке, молочных, рыбных, мясных и других пищевых продуктах.

1. 4 Углеводы

Из углеродов в молоке обнаружены лактоза и в незначительном количестве моносахариды и олигосахариды, содержание 3-6 и более остатков простых сахаров. Массовая доля углеводов (лактозы) в заготовляемом молоке колеблется от 4,4 до 4,9%.

Лактоза в составе потребляемых молока и молочных продуктов положительно влияет на здоровье человека. Она помогает усвоению кальция и фосфора пищи, улучшает состав микрофлоры кишечника (молочная кислота, образующаяся при сбраживании лактозы, подавляет развитие гнилостных бактерий), что особенно важно для детей и т. д. кроме того, ее компонент галактоза необходим для построения нервной и мозговой тканей человека. Следовательно, производство и потребления населением цельномолочных и кисломолочных продуктов, богатых лактозой, должно непрерывно возрастать. Лактоза же, выделенная из молочной сыворотки, находит широкое применение при производстве продуктов детского питания, а также хлебобулочных, кондитерских и других изделий( тесто при использовании лактозы медленнее черствеет и становится более рыхлым, а шоколад и другие сладости – менее приторными). Применяется она и при производстве медицинских препаратов (как наполнитель таблеток и порошков и в качестве питательной среды при получении пенициллина).

1. 5 Минеральные вещества

Минеральные вещества (вещества, входящие в состав золы, полученной при сжигании молока) в зависимости от их содержания делят на макро- и микроэлементы. Их общее количество составляет 0,6-0,8%. Они содержатся в молоке в виде солей (катионов и анионов), а также связаны с белками, молочным жиром и ферментами.

Макроэлементы. К главным макроэлементам молока следует отнести кальций, фосфор, натрий, калий и хлор. Среднее их содержание в заготовляемом молоке (в мг) составляет: кальций – 120, фосфор – 91, калий – 140, натрий – 50, хлор – 96.

По содержанию и соотношению макроэлементов можно судить о солевом составе молока. Считают, что в молоке находится преимущественно соли кальция, калия и натрия неорганических и органических кислот: фосфорнокислые (фосфаты), лимоннокислые (цитраты) и хлористые (хлориды). Они содержатся в виде истинных и коллоидных растворах.

Важное значение для питания человека, особенно в детском возрасте, имеют соли кальция: кальций находится в молоке в легкоусвояемой и хорошо сбалансированной с фосфором форме. Кальций имеет большое значение и для процессов переработки молока. Например, низкое количество кальция обуславливает медленное сычужное свертывание казеина при выработке сыра и творога, а его избыток вызывает свертывание белков молока при стерилизации.

Микроэлементы. К ним относятся медь, железо, цинк, марганец, йод и другие элементы. Содержание микроэлементов в молоке от рационов кормления, стадии лактации, состояния здоровья животных и т. д. некоторые микроэлементы могут попадать в молоко дополнительно в процессе его обработки с оборудования, из воды, с тары и т. д. в молоке микроэлементы связаны с белками или оболочками жировых шариков.

Микроэлементы влияют на пищевую ценность. А также качество молока и молочных продуктов. Так, повышенное содержание меди и железа приводит к появлению в молоке и сливочном масле окисленного вкуса. От количества некоторых микроэлементов в молоке (медь, железо, цинк и др. ) зависит и активность молочнокислых бактерий, входящих в состав бактериальных заквасок.

1. 6 Ферменты

Молоко содержит разнообразные биологические катализаторы – ферменты. Ферменты имеют большое практическое значение: на их действии основано производство кисломолочных продуктов и сыров, они могут быть причиной образования пороков молочных продуктов.

Ферменты ускоряют реакции в десятки тысяч, а иногда и в миллионы раз. Действие ферментов в отличие от действия неорганических катализаторов строго специфично, т. е. фермент катализирует только одну реакцию или один вид реакции.

1. 7 Витамины

Молоко содержит практически все витамины, необходимые для нормального развития животных и человека. Витамины переходят в молоко из поедаемого животными корма, а также синтезируются микрофлорой рубца. Содержание витаминов в молоке колеблется в зависимости от времени года, стадии лактации, кормового рациона, породы и индивидуальных особенностей животных.

Витамины (от лат. вита – жизнь) относятся к незаменимым факторам питания. Отсутствие или недостаток в пище витаминов приводит к нарушению обмена веществ и конечном итоге к заболеваниям (рахит, цинга и т. д. ).

Чем же объясняется столь высокая роль витаминов? Выяснено, что витамины выполняют функции регуляторов обмена веществ, так как многие из них входят в состав активных центров ферментов. А какова их химическая природа? Витамины относятся к самым разнообразным классам органических соединений: это могут быть спирты, кислоты, амины и пр. Таким образом, витамины – это низкомолекулярные органические соединения, необходимые для нормальной жизнедеятельности человека и поступающие с пищей.

Витамины обычно классифицируют по признаку растворимости. Большая часть витаминов растворима в воде, некоторые растворяются только в жирах и жировых растворителях – эфире, хлороформе и т. п. в соответствии с этим разбираемые нами витамины молока разбиты на две группы водорастворимые и жирорастворимые.

К водорастворимым витаминам молока относятся тиамин, рибофлавин, никотиновая кислота, витамины В3, В6, В12, аскорбиновая кислота, биотин, фолиевая кислота и др.

1. 8 Газы и пигменты

Газы. Молоко при получении, транспортировке и обработке соприкасается с воздухом, газы которого растворяются в нем согласно общим законам растворимости газов в воде. Общее количество газов в 1 кг молока составляет 60-120 мг. Из них на долю углекислого газа приходится 50-70%, кислорода – 5-10, азота – 20-30%, содержание же аммиака в молоке незначительно. Во время хранения сырого молока количество растворенного в нем кислорода снижается вследствие потребления микрофлорой.

Пигменты. Окраска молока (и молочного жира) обусловлена наличием в нем пигмента оранжевого цвета – каротина. Содержание каротина в молоке зависит от состава корма, времени года и породы животных. Летом в 1 кг молока содержится 0,3-0,9 мг каротина, зимой его меньше – 0,05-0,2 мг.

1. 9 Посторонние химические вещества

Из организма животного в молоко могут переходить посторонние (неестественные) химические вещества. Некоторые из этих веществ представляют опасность для здоровья людей, а также затрудняют технологические процессы при выработке молочных продуктов и снижает их качество. К посторонним химическим веществам молока можно отнести антибиотики, пестициды, соли тяжелых металлов, различные яды и др. Рассмотри наиболее опасные из них.

Антибиотики. При лечении мастита и других заболеваний животных применяют пенициллин, стрептомицин и другие антибиотики. В связи с этим молоко в течение 2-5 дней после применения пенициллина и других антибиотиков нельзя сдавать на молочные заводы.

Присутствие антибиотиков в молоке изменяет его свойства. Такое молоко при употреблении в пищу может вызвать аллергические реакции у людей с повышенной чувствительностью к антибиотикам. Содержание антибиотиков в молоке даже в небольших концентрациях подавляет развитие молочнокислых бактерий, применяемых при выработке кисломолочных продуктов. Антибиотики нарушают сычужное свертывание молока при производстве творога и сыра, что приводит к ухудшению качества этих продуктов. Поэтому на молочных заводах контролируют молоко на наличие антибиотиков.

Пестициды. В сельском хозяйстве для защиты растений и животных от вредителей и болезней применяют различны химические вещества – пестициды (от лат. пестис – зараза + цидос – убивать).

Пестициды попадают в организм животного и затем в молоко при обработке ими кожного покрова животного, а также с кормами, содержащими остатки этих веществ.

Поскольку молоко, содержащие пестициды, представляет опасность для здоровья людей, сдача молока с остатками этих химических веществ на молочные заводы запрещена.

Соли тяжелых металлов. Загрязнение молока токсичными тяжелыми металлами (ртуть, свинец, кадмий и др. ) происходит в основном через корм. Правда, в молоко выделяется лишь незначительная часть поступивших в организм животного солей металлов, поэтому оно в малой степени загрязнено ими. Однако большие количества солей тяжелых металлов могут выделятся в молоко при отравлении животных различными химическими препаратами. Отравление коров, например, ртутью возможны при использовании для кормовых целей зерна, протравленного ртутьорганическими соединениями (гранозаном, меркураном и др. ).

Токсины. Иногда в молоко переходят различные яды или токсины, вызывающие отравления людей. Это могут быть растительные яды (ядовитые вещества белены черной, безвременника осеннего, проросшего картофеля и др. ), микробные – бактериальные токсины ( токсины, вырабатываемые стафилококками и др. ) и микотоксины (токсины, продуцируемые некоторыми микроскопическими грибами, поражающими сено, солому и другие корма).

2 Физико-химические свойства молока

2. 1 Плотность.

Плотностью тела называется масса единицы объема. При обозначении плотности указывают, сколько килограммов весит кубический метр тела, после числа ставят символ кг/м3. для измерения плотности жидких продуктов используют простые приборы – ареометры, действие которых основано на законе Архимеда. Опущенный в жидкость ареометр погружается на большую или меньшую глубину в зависимости от ее плотности. Ее определяют по делениям, нанесенным на шкалу ареометра. Ареометры, применяемые для контроля молока, называют лактоденсиметрами.

Итак, плотность молока – это масса молока при 20оС, заключенная в единице объема.

Плотность молока выше плотности воды (1000 кг/м3). Это можно объяснить тем, что в молоке помимо воды содержаться главным образом «тяжелые» компоненты (компоненты, имеющие плотность выше 1000 кг/м3) – соли, молочный сахар и белки. Лишь один компонент молока «легкий» - это молочный жир, плотность которого равна 992 кг/м3. следовательно, плотность молока зависит от соотношения в нем тяжелых и легких компонентов. И значит, по плотности молока можно косвенно судить о его химическом составе и контролировать натуральность заготовляемого молока. Так, если из молока удалить часть жира, то, естественно, его плотность повысится. По этой же причине плотность обезжиренного молока выше плотности цельного молока. Таким образом, повышение плотности молока при низкой жирности говорит о фальсификации – подснятии сливок или добавлении обезжиренного молока.

Если же к молоку добавили воду, то его плотность уменьшится. Обычно считают, что каждые 10% добавленной к молоку воды снижают его плотность на 3 кг/м3.

2. 2 Вязкость и поверхностное натяжение

Вязкость. Вязкость, или вязкое трение, - это сопротивление, которое испытывает движущееся в жидкости тело. Так, сила вязкого трения заставляет медленно погружаться брошенный в стакан со сметаной или медом маленький металлический шарик, в то время как в стакане с водой он погружается много быстрее. Величина силы трения (сопротивления) в огромной степени зависит от свойств жидкости. Она будет тем больше, чем более густой или вязкой будет жидкость. О степени вязкости жидкости можно судить по продолжительности выливания жидкости из отверстия в ней металлического шара.

Она зависит от содержания в молоке наиболее крупных компонентов – белков и жира, а также размеров их частиц и степени агрегирования, поэтому вязкость молока повышается с увеличением в нем количества сухих веществ, степени дробления жировых шариков (например, в результате гомогенизации) и образования жировых и белковых агрегатов (при хранении, сквашивании молоко и т. д. ).

Поверхностное натяжение. Поверхностное натяжение возникает в жидкостях на поверхности раздела фаз, например на границе жидкость – воздух. Наличие поверхностного натяжения можно объяснить следующим образом. Внутри жидкости любая молекула окружена себе подобными молекулами, т. е. испытывает одинаковое по всем направлениям притяжение. Молекулы же поверхностного слоя испытывают дольше притяжение со стороны молекул воздуха. Они как бы втягиваются внутрь жидкости, поэтому находятся в определенном напряжении и при взаимодействии образуют своеобразную «пленку». Такая особенно прочная пленка находится на поверхности воды, которая имеет большую величину поверхностного натяжения – 72,7. 10-3 Н/м. поверхностное натяжение других жидкостей ниже.

В природе имеются вещества, способные понижать поверхностное натяжение жидкостей, в особенности воды, они называются поверхностно-активными веществами (ПАВ). ПАВ обладают смачивающими, эмульгирующими и другими важными свойствами и играют большую роли в природе. Они находят широкое применение в качестве моющих средств, эмульгаторов и т. д. К ним относятся спирты, жирные кислоты, мыла, белки и др. Молекулы ПАВ содержат две части: гидрофобный углеводородный остаток и гидрофильную группировку. При попадании в воду (раствор) они располагаются в поверхностном слое – гидрофильная часть взаимодействует с водой (растворителем), а гидрофобная направлена к воздуху. В результате нарушается прочная пленка воды и вместо нее создается пленка из молекул ПАВ. При этом понижается поверхностное натяжение раствора, так как взаимное притяжение между молекулами ПАВ ниже, чем между молекулами воды.

Молоко содержит поверхностно-активные вещества (белки, фосфолипиды, жирные кислоты и т. д. ), поэтому его поверхностное натяжение ниже поверхностного натяжения воды и составляет при 20оС около 50. 10-3 Н/м в образовании пленки на поверхности свежего молока участвуют преимущественно поверхностно-активные молекулы белков.

Поверхностное натяжение в молоке и сливках на границе раздела фаз молочная плазма – воздух способствует образованию пены, состоящей из воздушных пузырьков.

2. 3 Температуры замерзания и кипения, электропроводность

Температуры замерзания и кипения. Известно, что растворы замерзают при более низкой и кипят при более высокой температурах, чем растворитель. Разность между температурами замерзания растворителя и раствора называют понижением температуры замерзания, а разность между температурами кипения раствора и чистого растворителя – повышением температуры кипения. Понижение температуры замерзания и повешение температуры кипения пропорционально концентрации раствора.

Температура замерзания молока ниже температуры замерзания воды и в среднем составляет – 0,54оС (температура кипения молока немного выше 100оС и равна 100,2оС).

Обычно она колеблется в небольших пределах.

Электропроводность. Электропроводность характеризует способность вещества или раствора проводить электрический ток. Она является величиной, обратной сопротивлению. Единицей измерения удельной электропроводности принят сименс на метр. Так как передача электричества через раствор осуществляется движением ионов, то удельная электропроводность раствора тем выше, чем больше концентрация ионов и чем выше их скорости.

Электропроводность молока обуславливают ионы Cl-, K+, Na+, H+ и др. вследствие медленного передвижения ионов в вязком растворе и их взаимного притяжения удельная электропроводность молока невысокая.

2. 4 Кислотность

Химическое свойство молока – кислотность – в настоящее время характеризуют величинами титруемой и активной кислотности. Титруемая кислотность отражает содержание в молоке всех соединений, имеющих кислый характер, активная – концентрацию активных ионов водорода. Между ними несоответствия – при росте титруемой кислотности в процессе хранения молока активная кислотность вследствие наличия в молоке буферных систем длительное время сохраняется на постоянном уровне.

Титруемая кислотность. Титруемая кислотность молока в нашей стране выражают в условных единицах – градусах Тернера (оТ). Под градусами Тернера понимают количество миллилитров 0,1 н. раствора гидроксида натрия, необходимое для нейтрализации ( титрования) 100 мл молока.

Таким образом, титруемую кислотность как степень кислотности молока определяют методом нейтрализации – титрованием кислых составных частей раствором гидроксида натрия (NaOH). Как известно, реакция нейтрализации протекает при взаимодействии оснований с кислотами:

HCl + NaOH = NaCl + H2O;

H+ + CL- + Na+ + OH- = Na+ + Cl- + H2O.

Исключив из обеих частей уравнения ионы Na+ и Cl-, получим

H+ + OH- = H2O.

Следовательно, метод нейтрализации сводится к образованию молекул воды из ионов водорода и гидроксид-ионов.

При титровании слабых кислот сильным основанием в момент эквивалентности вследствие гидролиза образовавшихся солей (солей слабых кислот и сильного основания) раствор приобретает щелочную реакцию. Поэтому при определении титруемой кислотности нейтрализацию молока раствором гидроксида натрия заканчивают при щелочной реакции. Для этого используют индикатор фенолфталеин, окраска которого меняется именно в щелочной среде.

Титруемая кислотность свежевыдоенного молока, как правило, составляет 16-18оТ. считают, что 9-13оТ обуславливают кислые соли, 4-6оТ – белки и 1-2оТ – диоксид углерода и другие кислые компоненты молока. Кислотность молока более 18оТ считается повышенной. Возрастание кислотности вызывает молочная кислота, образующаяся в процессе хранения молока вследствие сбраживания молочного сахара микроорганизмами. Низкая же кислотность (менее 16оТ) свидетельствует о заболевании животных, но чаще – о фальсификации молока – разбавлении его водой, добавлении к нему соды, аммиака и т. д. Поэтому величина титруемой кислотности молока по ГОСТ 13264-70 является критерием свежести и натуральности заготовляемого молока.

Однако кислотность свежего молока, полученного от отдельных животных и даже целого стада, иногда бывает выше 18оТ и (реже) ниже 16оТ. Основная причина этого явления – изменение химического состава молока в результате нарушения кормовых рационов животных, например при недостаточном содержании в кормах солей кальция, избыточном скармливании мочевины и т. д. Кроме того, на величину тируемой кислотности молока может влиять порода разводимого скота.

Активная кислотность. Величина активной кислотности все шире применяется в молочной промышленности для количественного выражения кислотности молока. Под активной кислотностью раствора (молока) понимают концентрацию в нем ионов водорода, или так называемый водородный показатель (pH). Водородный показатель раствора представляет собой десятичный логарифм концентрации ионов водорода, взятый с обратным знаком.

pH = -lg[H+].

Как известно, концентрация ионов водорода и величина pH раствора зависят от степени диссоциации содержащихся в нем кислот и других электролитов. В кислых растворах концентрация ионов водорода более 10-7 моль/л или pH меньше 7, в щелочных – [H+] менее 10-7 моль/л или pH больше 7.

Свежее натуральное молоко имеет pH, равный 6,5-6,7. величина pH молока, как и любой другой биологической жидкости животного, характеризуется большим постоянством – при поступлении кислых или щелочных веществ она поддерживается в строго узких пределах. Следовательно, незначительное колебание солевого или белкового состава синтезируемого молока под влиянием такого фактора, как кормовой рацион, не должно сопровождаться изменением pH. Только значительное нарушение химического состава молока в результате заболевания животных или же накопление молочной кислоты при хранении молока могут изменить pH в ту или иную сторону. Так, лишь падение pH ниже 6,4 свидетельствует об образовании в молоке молочной кислоты и, следовательно, о снижении его качества.

II Практическая часть.

1 Определение органолептических показателей качества молока.

1. 1 Определение внешнего вида молока.

Оборудование: стеклянный цилиндр 100-250мл или химический стакан.

Пояснение к заданию. Внешний вид молока оценивается при его осмотре в прозрачном сосуде.

Отмечается:

• Однородность,

• Осадок,

• Загрязнения,

• Примеси.

Ход работы.

1. Налили молоко в химический стакан (или цилиндр) до середины объема.

2. Рассмотрели, есть ли в нем загрязнения, примеси, отметили однородность.

3. Дали молоку отстояться в течение 3-5минут и отметили отсутствие осадка.

Результат.

Молоко однородно, без осадка, загрязнений и примесей.

1. 2 Определение цвета молока.

Оборудование: мерный цилиндр на 100-250мл, белый лист бумаги.

Пояснение к заданию. Цвет молока бывает:

• Белый,

• Желтый,

• Слегка желтоватый,

• Кремовый оттенок (для топленого молока)

• Серый,

• Голубой,

• Слегка синеватый оттенок (для нежирного молока).

Ход работы.

1. Налили в цилиндр 50-60мл молока.

2. Поднесли к цилиндру белый лист и сравнили цвет.

Результат.

Молоко имеет слегка желтоватый цвет.

1. 3 Определение консистенции молока.

Оборудование: большая пробирка с пробкой.

Пояснения к заданию. Консистенция определяется по следу, остающемуся на стенках сосуда после его взбалтывания. При нормальной консистенции после стекания молока со стенок остается равномерный след.

Ход работы.

1. Налили молоко в пробирку до середины объема.

2. Закрыли крышкой и слегка встряхнули, чтобы намокли стенки.

3. Дали молоку стечь и в течение 1-2мин оценили результат.

Результат.

На стенках пробирки остался равномерный желтый цвет, следовательно, консистенция молока нормальная.

1. 4 Определение запаха молока.

Оборудование: пробирка с пробкой.

Пояснение к заданию. Свежее молоко имеет слабый специфический запах. Чем может пахнуть молоко:

• Запаха может не быть, или он слабо ощутим.

• Запах может быть кормовой, хлебный, окисленный, прогорклый, плесневелый, гнилостный.

• Запах нефтепродуктов, лекарственных, моющих, дезинфицирующих средств.

• Запах лука, чеснока, полыни.

Ход работы.

1. Налили в пробирку молока чуть больше половины, закрыли пробкой.

2. Энергично взболтали.

3. Открыв пробирку, сразу понюхали. Запах определили многократными короткими вдыханиями.

Результат.

Молоко имеет ярко выраженный специфический запах.

1. 5 Определение вкуса молока.

Оборудование: Стеклянный стакан или пластиковый стаканчик

Реактивы: вода питьевая.

Пояснения к заданию. Молоко должно быть комнатной температуры. Полость рта ополаскивается небольшим количеством молока (5-10мл). Вкус доброкачественного молока слегка сладковатый. Со временем появляется вкус:

• Недостаточно выпаженный.

• Кормовой, хлебный, кислый, горький, плесневелый, гнилостный.

• Вкус нефтепродуктов, лекарственных, моющих, дезинфицирующих средств.

• Вкус лука, чеснока, полыни.

Ход работы.

1. Налили в стакан 10-20мл молока.

2. Взяли глоток молока в рот, постарались распределить его по всей поверхности ротовой полости и держали его некоторое время.

3. После каждой пробы молока полоскали рот водой и между отдельными определениями делали небольшие перерывы.

Результат.

Молоко имеет ярко выраженный специфический вкус.

2 Определение физико-химических показателей молока.

2. 1 Определение степени чистоты молока.

Материалы и оборудование: мерный цилиндр на 100-250ил, ватные и бумажные фильтры, воронка, химический стакан.

Пояснение к заданию. В молоко при его получении, транспортировке, хранении, могут попасть покровный волос с животного, частицы корма, подстилки, пыли, а с ними и микроорганизмы. Загрязненное молоко быстро портится. Для определения в молоке механических примесей (чистоты) нужно опустить 50-100млмолока через фильтр. Загрязненность ватного кружка (фильтра) сравнить со стандартным эталоном.

По степени загрязненности молока делят на три группы:

I. –молоко не оставляет на фильтре даже следов грязи (механических примесей меньше 3мг на литр)

II. –на фильтре заметен сероватый осадок (примесей от 4 до 6 мг на литр)

III. –на фильтре остались механические примеси, цвет фильтра грязно-серый (в 1 литре примесей 7мг и больше).

Ход работы.

1. В воронку поместили фильтр (бумажный и ватный)

2. Опустили воронку в стакан для сбора, профильтрованного молока.

3. Налили в цилиндр 50 мл молока и начали фильтровать.

4. После того, как все молоко профильтруется, осторожно сняли фильтр и положили его на лист бумаги для просушки.

5. Загрязненность ватного кружка (фильтра) сравнили со стандартным эталоном.

Результат.

Молоко не оставило на фильтре даже следов, следовательно, механических примесей меньше 3мг на литр.

2. 2 Определение кислотности молока.

Материалы и оборудование: бюретка, пипетки на 10 и 20 мл молока, колба коническая на 100мл.

Реактивы:

1. Децинормальный раствор щелочи (NaOH и KOH).

2. 1-процентный раствор фенолфталеина.

Пояснение к заданию.

По кислотности молока можно судить о его свежести и натуральности. Парное молоко обладает бактерицидными свойствами, имеет амфотерную реакцию на лакмус(красная лакмусовая бумажка синеет, а синяя краснеет)

Через некоторое время в молоке начинают развиваться микроорганизмы, прежде всего молочнокислые бактерии, которые сбраживают молочный сахар и образуют молочную кислоту, что повышает кислотность молока. Кроме того, кислотность молока с кислотным характером белков.

Кислотность молока тем выше, чем дольше хранится оно неохлажденным. Титруемую кислотность молока определяют в условных градусах Т0 (Тернера). Под условным градусом Т, понимают количество миллилитров децинормального раствора (0,1Н) щелочи (NaOH и KOH), необходимое для нейтрализации 100мл молока. Индикатором служит 1-процентный раствор фенолфталеина.

Ход работы.

1. Налили в бюретку децинормальный раствор NaOH или KOH.

2. В колбу вместимостью 100мл отмерили пипеткой 10мл исследуемого молока и 20мл дистиллированной воды (воду добавляли для того, чтобы более отчетливо уловить розовый оттенок при титровании)

3. В смесь добавили 2-3 капли 1-процентного раствора фенолфталеина и тщательно взболтали.

4. Из бюретки (предварительно отметив уровень щелочи) по каплям прибавляли в колбу при постоянном помешивании 0,1Н раствора NaOH или KOH до появления слабо-розового окрашивания, не исчезающего в течение минуты.

5. Отсчитали количество миллиметров щелочи, потраченной на титрование 10мл молока.

6. Произвели расчет кислотности молока.

Результат.

Для выражения кислотности исследуемого молока в условных градусах Тернера (Т0) количество миллиметров щелочи, израсходованной на титрование 10мл молока, умножьте на 10, т. е. сделайте перерасчет на 100мл молока. Например, на титрование пошло 1,8мл 0,1Н щелочи. Титруемая кислотность составит: 1,8 * 10=180Т.

2. 3 Определение белка в молоке.

Материалы и оборудование: колба на 10-200мл, химический стакан на 100мл, бюретка, стеклянная палочка.

Реактивы:

1. Децинормальный раствор щелочи (NaOH).

2. 1-процентный спиртовой раствор фенолфталеина.

3. Нейтральный 37-40-процентный раствор формалина. К 37-40-процентному раствору формалина(100мл) добавляют 3-4 капли 1-процентного спиртового раствора фенолфталеина и при постоянном взбалтывании приливают из бюретки 0,1Н раствор щелочи до появления слабо-розового окрашивания.

Ход работы.

1. В стакан с 10мл коровьего молока добавили 10-12 капель

1-процентного спиртового раствора фенолфталеина.

2. Налили в бюретку 0,1Н раствора NaOH и титровали молоко до появления, не исчезающего при взбалтывании слабо-розового окрашивания.

3. В тот же стакан прилили с помощью бюретки 2мл нейтрального формалина.

4. Содержимое размешали стеклянной палочкой. Появившееся при начальном титровании розовое окрашивание исчезнет

5. Продолжали титрование пробы щелочью до появления такого же слабо-розового окрашивания.

6. Подсчитали содержание белка в молоке (в процентах), для этого количества миллилитров 0,1Н щелочи, пошедшее на титрование 10мл молока после добавления нейтрального формалина, умножьте на коэффициент 1,92.

Результат.

На титрование 10 мл молока (после добавления 2 мл нейтрального формалина) израсходовано 1. 7 мл 0,1 Н щелочи; содержание белка будет составлять: 1,7. 1,94=3,298% (после округления – 3,3%).

3. 1 Определение соды в молоке.

Материалы и оборудование: пробирка с пробкой.

Пояснение к заданию. Соду добавляют в молоко для того, чтобы скрыть его повышенную кислотность. Нейтрализуя молочную кислоту, сода не задерживает развитие гнилостных микроорганизмов и способствует разрушению витамина С. Такое молоко не пригодно для употребления в пищу.

Ход работы.

1. В сухую или ополоснутую водой пробирку налили 5мл молока.

2. Осторожно по стенке добавили 7-8 капель раствора бромтимолового синего.

3. Наблюдали за изменением окраски кольца на границе слоев (в течение 10минут). Желтая окраска свидетельствует об отсутствии в молоке соды, зеленая окраска различных цветов (желто-зеленая, темно-зеленая, сине-зеленая) – о наличии следов соды (даже незначительном).

Результат.

Сода в молоке не обнаружена.

3. 2 Определение крахмала в молоке.

Материалы и оборудование: пробирка, спиртовка, держалка.

Пояснения к заданию. Крахмал или муку добавляют в молоко, чтобы придать ему более густую консистенцию после разбавления водой.

Ход работы.

1. В пробирку налили 5-10мл молока и довели до кипения.

2. После охлаждения в молоко наливали 1мл раствора Люголя. Появление синей окраски указывает на присутствие крахмала.

Результат.

Крахмал в молоке не обнаружен.

3. 3 Определение пероксида водорода.

Материалы и оборудование: пробирка, пипетка.

Реактивы: крахмальный раствор йодида калия, серная кислота.

Пояснение к заданию. Определение основано на взаимодействии водорода с йодидом калия, в результате которого выделяется йод, дающий синее окрашивание.

Ход работы.

1. В пробирку налили 1мл молока.

2. Добавили две капли серной кислоты и 10 капель(0,2мл) крахмального раствора йодида калия.

3. Через 10 минут оценили окрашивание раствора. Появление синего окрашивания свидетельствует о присутствии в молоке пероксида водорода.

Результат.

Присутствие в молоке пероксида водорода не обнаружено.

Приложения.

Таблица № 1 «Кисломолочные продукты, которые готовят различные народы»

Народности СССР Название продукта Какое молоко используется

Русские Простокваша, варенец, сметана Коровье

Украинцы Ряженка Коровье

Народы среднеазиатских республик Курт, чал Коровье. Овечье, козье

Грузины, кавказские горцы Айран, йогурт, мацони Верблюжье, коровье, буйволиное, овечье, козье

Армяне Мацун Коровье, буйволиное, овечье, козье

Азербайджанцы Катык Коровье, буйволиное, овечье, козье

Алтайцы, буряты монголы, тувинцы, осетины Кефир, курунга Коровье, кобылье

Башкиры, казахи, киргизы, калмыки и другие Кумыс, шубат и другие напитки Кобылье, коровье, верблюжье народности, занимающиеся коневодством

Таблица № 2 «Сроки хранения молока и молочных продуктов»

Продукты Срок хранения при температуре от +4 до+8оС

Молоко сырое 20 ч

Кисломолочные продукты 24ч

Творог 36ч

Сметана 72ч

Сыр От 5 до 15 суток

Масло сливочное 5 суток

Масло топленое 15 суток

Таблица № 3 «Использование молока и молочных продуктов в кулинарии»

Виды блюд Названия блюд

Супы С крупами, с макаронными изделиями, с овощами, с клецками или галушками

Каши Манная, рисовая, пшенная, овсяная

Творожные блюда Сырники, запеканки, пудинги, крупеники, творог с молоком, творог со сметаной

Соусы и заправки Соусы: молочный, сметанный, сметанный с томатом; сметанная заправка

Сладкие блюда и напитки Молочный кисель, молочное желе, молочные кремы, мороженное, коктейль

Изделия из теста Вареники, блинчики, оладьи, пироги, ватрушки (с фаршем из творога)

4 А знаете ли вы

А знаете ли вы, что температура плавления и отвердевания молочного жира непостоянна и зависит от множества факторов, главными из которых являются порода животного и рацион кормления в зависимости от времени года. При температурах выше 27-30оС молоко является эмульсией (система «капли жидкости в жидкости»), а при температурах ниже 18-20оС – суспензией (система «твердые частицы в жидкости»). Это учитывают при переработке молока (сепарировании, гомогенизации) на молокозаводах.

А знаете ли вы, что вкус и аромат вологодского масла, которое высоко ценится гурманами во всем мире, зарождается на этапе высокотемпературной обработки сливок. В результате разрушение дисульфидных связей – S-S- в белках, в особенности в белках оболочек жировых шариков и в b-лактоглобулинах. При этом образуется ряд соединений, имеющих тиольные, или сульфгидрильные, группы – SH. Эти соединения даже в незначительных количествах имеют очень сильный запах (вспомните запах чеснока). Но наибольший вклад в формировании специфического «орехового» привкуса и аромата вологодского масла вносит образующийся в небольших количествах сероводород H2S.

А знаете ли вы, чтоОбезжиренное молоко, раньше считавшееся отходом производства сливок, является ценнейшим сырьем для производства заменителей цельного молока при выработке кормовых смесей для грудных детей. Во многих случаях питательные свойства обезжиренного молока превосходят питательные свойства цельного молока. Массовая доля белка в нем больше, чем в цельном молоке (так как мала массовая доля жира).

А знаете ли вы, что топленное молоко получают путем томления – выдержки молока при температурах порядка 85-95 0С в течении 2-4 часов. В результате происходит реакция меланоидирования (реакция Майяра): лактоза начинает взаимодействовать с белковыми компонентами молока, образуя соединения темного цвета. Молоко приобретает специфический кремовый оттенок и выраженный карамельный привкус. На основе топленого молока вырабатываются ряженка и варенец.