Синтез молока

Размещено на http://www.allbest.ru/

Вопрос 1

Молоко является сложной полидисперсной системой. Дисперсные фазы системы находятся в различном состоянии. Так, основные составные части молока -- белок и жир -- содержатся: первый -- в виде коллоидных частиц (размером от 15 до 300 нм), второй -- в виде грубодисперсных частиц различной величины (с диаметром жировых шариков от 0,5 до 10 мкм). Остальные составные части молока находятся в ионно-молекулярном состоянии (размером частиц около I нм и менее). Однако провести строгую границу между дисперсными фазами и дисперсионной средой молока нельзя, так как водные растворы одних веществ являются дисперсионной средой для других.

При синтезе молока между отдельными дисперсными фазами устанавливается тесная взаимосвязь, что приводит к образованию единой равновесной системы молока. Например, количество солей кальция и фосфора предопределяется содержанием казеина, количество хлора -- содержанием лактозы, раствор солей может стабилизировать мицеллы казеина, казеин в свою очередь повышает растворимость коллоидного фосфата кальция, некоторые белковые вещества стабилизируют жировую эмульсию и т.д. Следовательно, любые изменения в содержании и состоянии составных частей молока под воздействием каких-либо факторов (температуры, рН и др.) могут привести к разрушению всей равновесной системы молока и потере устойчивости ее компонентов.

Инженер-технолог молочной промышленности должен иметь четкое представление о взаимосвязи между составными частями молока. В одних случаях (выработка продуктов детского питания, консервов) ему важно выбрать такие режимы обработки и переработки молока, которые бы не нарушили эту взаимосвязь и единство полидисперсной системы молока. При производстве других молочных продуктов (масло, сыр, творог, молочный сахар) необходимо, наоборот, осуществить наиболее полное выделение одного или нескольких компонентов из полидисперсной системы молока.

Вопрос 2

При производстве сливок, сметаны вторичным продуктом является обезжиренное молоко, при выработке масла -- обезжиренное молоко и пахта, а при изготовлении сыра, казеина, творога -- сыворотка. При производстве масла используется около 30% сухого вещества молока, а 70% его переходит в обезжиренное молоко и пахту; при выработке сыра, казеина и творога используется 50…55% сухого вещества, а 45…50% переходит в сыворотку.

Обезжиренное молоко. По химическому составу обезжиренное молоко отличается от цельного только содержанием жира (0,05%). Жирорастворимых витаминов, поскольку они концентрируются в жировой фазе, в обезжиренном молоке мало. Других компонентов в обезжиренном молоке практически содержится столько же, смолью и в цельном, по питательности 2 кг обезжиренного молока равноценны 1 кг цельного молока.

Пахта. Химический состав и свойства пахты зависят от жирности и кислотности сливок, условий температурной и механической обработки их. Пахта, полученная при изготовлении кислосливочного масла, содержит меньше лактозы, так как часть ее сбраживается ферментами, выделяемыми молочнокислыми бактериями. Обезжиренное молоко, полученное при производстве высокожирных сливок, в молочной промышленности называется пахтой. Такая пахта отличается от пахты, полученной при производстве масла методом сбивания, и от обезжиренного молока. В пахте после сепарирования сливок при производстве масла из высокожирных сливок содержится большее количество жира, фосфолипидов и меньше белка, чем в обычном обезжиренном молоке. Такая пахта и обезжиренное молоко различаются также по свертываемости сычужным ферментом, качеству сгустка, стой­кости при хранении продуктов, получаемых из них. Пахта содержит много белка, оболочек жировых шариков, лецитина, В жире пахты находятся высокоценные в биологическом отношении жирные кислоты: линолевая, линоленовая и арахидоновая, обладающие антисклеротическими свойствами. В белках пахты имеются такие жизненно необходимые аминокислоты, как цистин, лизин, метионин, а также жирорастворимые витамины. Молочного сахара в сладкой пахте несколько больше, чем в молоке.

Молочная сыворотка. При выработке сыра, казеина, молочного белка, творога получают 70…85% сыворотки от массы исходного молока. В сыворотке содержатся все водорастворимые витамины.

Вторичные продукты имеют высокую биологическую ценность, их можно использовать для непосредственного потребления, а также и для выработки различных молочных продуктов. Из вторичных продуктов переработки молока получают продукты: без концентрирования сухих веществ; с концентрированием сухих веществ, но без разделения сухого вещества на составные части; с предварительным разделением сухого вещества на составные части с концентрированием их сгущением; с концентрированием отдельных составных частей сухого вещества молока сгущением, сгущением и сушкой.

Такое разнообразие продуктов питания, получаемых из вторичных продуктов переработки молока, возможно благодаря применению на молочных предприятиях технологических операций выпаривания, обратного осмоса сушки, тепловой коагуляции, ультрафильтрации, электродиализа. Обезжиренное молоко используется для приготовления нежирного и нежирного витаминизированного молока, диетических кисломолочных напитков, кумыса и др.

При производстве этих продуктов кислотность обезжиренного молока должна быть 19…20°Т. Молоко не должно иметь посторонних привкусов и запахов; технология производства продуктов из обезжиренного молока такая же, как и из цельного. Из пахты готовят кофейный напиток "Идеал", напиток "Бодрость". Пахта, сквашенная чистыми культурами, является ценным продуктом питания, особенно для людей пожилого возраста. Из сыворотки получают сывороточный квас, ацидофильно-дрожжевой напиток. Сыворотку, как и другие вторичные продукты, сгущают и сушат. Сухую сыворотку используют для пищевых целей и приготовления заменителей цельного молока (ЗЦМ), скармливаемого молодняку сельскохозяйственных животных. Из обезжиренного молока и пахты вырабатывают сыры, творог, пищевой и технический казеин. Сыворотку, содержащую от 0,2 до 0,7% жира, сепарируют, а из полученных сливок получают подсырное масло. Используют сыворотку для выработки белковой массы, молочного сахара. В настоящее время все большее значение приобретают сгущение и сушка обезжиренного молока, пахты и сыворотки. Консервы из вторичных продуктов переработки молока широко применяются при производстве различных молочных продуктов (плавленых сыров, мороженого, кисломолочных продуктов).

Вторичные продукты переработки молока используют при выращивании молодняка сельскохозяйственных животных. Так, обезжиренное молоко является важным компонентом схемы вы­пойки телят. Наибольший экономический эффект получают при скармливании телятам обезжиренного молока в виде ацидофилина. В настоящее время большое значение приобретает использование сыворотки при выращивании телят, поросят, птицы вместо обезжиренного молока. Поскольку в сыворотке мало белка, то изыскиваются способы его увеличения за счет биологического обогащения. Опыты кафедры молочного дела ТСХА показали, что при использовании дрожжей можно почти в 3 раза увеличить количество белка в сыворотке и в 2 раза таких ценных витаминов, как В2 и фолиевая кислота. При скармливании телятам вместо обезжиренного молока обогащенной сыворотки прирост живой массы увеличивается на 10…11%. При замене в рационе пекарских дрожжей обогащенной сывороткой приросты цыплят были на 15% больше. Сухое обезжиренное молоко и сыворотку используют при производстве заменителей цельного молока. Жидкую сыворотку применяют для растворения сухих заменителей молока. Заменители цельного молока. При выращивании молодняка сельскохозяйственных животных (телят, поросят, ягнят) используют молоко. Чтобы сократить расход молока животным, скармливают заменители (ЗЦМ). По способу производства заменители подразделяются на сухие заменители цельного и обезжиренного молока; жидкие и пастообразные ЗЦМ; регенерированное молоко. По способу высушивания сухие заменители подразделяются на заменители распылительной и пленочной сушки и, кроме того, в зависимости от того, для какого вида сельскохозяйственных животных они вырабатываются. Внутри каждой группы заменители делятся в зависимости от используемого сырья и способов его подготовки. В каждой группе заменителей для различных видов животных используется ряд рецептов. По химическому составу ЗЦМ представляют собою сложные кормовые смеси, содержащие в легкопереваримой и усвояемой форме питательные вещества. По составу они близки к молоку и их вместо молока можно давать молодняку животных сразу же в послемолозивный период. В сухом ЗЦМ для телят массовая доля сухого вещества составляет 93%, массовая доля жира 17…20%. Массовая доля сухого вещества в регенерированном молоке для телят -- 95%, в том числе жира -- 14,5%. В жидком ЗЦМ для телят массовая доля сухого вещества составляет 10%, жира 2%. В пастообразном ЗЦМ массовая доля сухого вещества 35%, в том числе жира -- 10,8%. В сухом заменителе обезжиренного молока массовая доля сухого вещества 95%. В сухом ЗЦМ массовая доля белка 30…32%, в регенерированном молоке -- 31,5%. В соответствии с рецептурой в заменителях в необходимых количествах содержатся витамины, минеральные и другие вещества.

При производстве ЗЦМ вторичные продукты переработки молока (обезжиренное молоко, пахта, сыворотка) являются основным сырьем, кроме того, используются различные виды эмульгированных животных и растительных жиров. Применяются концентраты фосфатидные для эмульгирования жиров и как биологически активный компонент; моноглицериды дистиллированные поверхностно-активные вещества; концентрат жирофосфатидно-белковый. В смеси для заменителей вводятся антиокислители, витаминные препараты, небелковые азотистые добавки, белковые компоненты и др. Сухие заменители цельного молока представляют собою мелкораспыленный порошок, который получают высушиванием смеси на распылительной или пленочной сушильной установке. В состав смеси входят сгущенное обезжиренное молоко, пахта или сыворотка, а также другие белковые компоненты; растительные и животные жиры; стабилизированные антиокислители; эмульгаторы; препараты витаминов; минеральные соли и антибиотики. Перед скармливанием телятам сухие ЗЦМ восстанавливают. Кислотность их должна быть не более 22°Т.

Регенерированное молоко представляет собою многокомпонентный ЗЦМ. Оно широко используется при выращивании молодняка сельскохозяйственных животных. В состав его входят жиры, легкоусвояемые азотистые вещества, минеральные соли, витамины, антибиотики. Этот заменитель имеет высокую энергетическую ценность, питательные вещества его легко перевариваются и усваиваются с наименьшей затратой энергии. В регенерированном молоке для телят массовая доля влаги не более 5%, жира в сухом веществе не менее 14,5%, витамина С -- 2,5 мг%, кислотность восстановленного продукта 21°Т.

Вопрос 3

Внешний вид и консистенция. При оценке внешнего вида молока обращают внимание на его однородность и отсутствие осадка. В восстановленном молоке допускается наличие незначительного осадка (не растворившихся частиц сухого молока).

При взбалтывании свежего молока скопившийся на поверхности жир должен легко распределяться в молоке. В молоке топленом и повышенной жирности не должно быть отстоя сливок.

При определении консистенции молоко медленно переливают из бутылки (пакета или другой тары). Наличие плавающих комков, отстоявшихся сливок свидетельствует о неоднородности консистенции молока.

По отстою сливок можно судить о свежести молока. При нарушении температуры хранения консистенция молока может быть хлопьевидной, на дне тары образуется белый рыхлый осадок белка, в дальнейшем в результате нарастания кислотности образуется сгусток.

Цвет. Для определения цвета молоко наливают в прозрачный стакан и просматривают при рассеянном дневном свете, обращая внимание на наличие посторонних оттенков.

Вкус и запах. Вкус и запах молока определяют при комнатной температуре, иногда его подогревают до 37-38°С, так как при этом легче улавливаются слабые изменения вкуса и аромата.

Запах молока в таре определяют после взбалтывания и сразу же после вскрытия тары, втягивая воздух.

Для определения вкуса берут около 10 мл молока, ополаскивают им ротовую полость до корня языка и отмечают наличие отклонений от нормального вкуса. Проглатывать исследуемое молоко не рекомендуется.

Определение плотности. Плотность молока определяют ареометром - лактоденсиметром при температуре от 10 до 25°С с приведением показаний прибора к 20°С. На средней части прибора имеется шкала с ценой деления 0,001, обозначающая плотность, в верхней части - шкала термометра.

Плотность изменяется в зависимости от содержания составных частей молока: с увеличением сухих обезжиренных веществ (СОМО) плотность повышается, при увеличении жирности молока плотность его уменьшается, так как плотность молочного жира меньше воды - 0,920. При разбавлении молока водой плотность его уменьшается примерно на 0,003 на каждые 10% добавленной воды. Молоко плотностью ниже 27 градусов лактоденсиметра можно считать разбавленным водой. Таким образом, по плотности молока можно судить о его натуральности.

На плотность молока влияет также агрегатное состояние молочного жира - плотность отвердевшего жира выше, чем расплавленного. Чтобы получить сравнимые показатели, плотность молока следует определять при одном и том же физическом состоянии жира.

Порядок проведения анализа. 250 мл молока нагревают на водяной бане до 40°С и выдерживают при этой температуре 5 мин, чтобы перевести жир в жидкое состояние, после чего охлаждают до 20±2°. Лактоденсиметр градуирован при 20°С, поэтому при температуре молока, близкой к 20°С, определение точнее. Во избежание образования пены тщательно перемешанную пробу молока осторожно приливают по стенке в сухой цилиндр, который в этот момент следует держать в слегка наклонном положении. Цилиндр с молоком устанавливают на ровной горизонтальной поверхности и в него медленно погружают сухой и чистый лактоденсиметр, после чего его оставляют в свободно плавающем состоянии. Лактоденсиметр не должен касаться стенок цилиндра, расстояние между его поверхностью и стенками цилиндра должно быть не менее 5 мм. Через 1 мин после установления лактоденсиметра в неподвижном положении отсчитывают показания температуры и плотности. Во время отсчета плотности глаз должен находиться на уровне верхнего мениска. Плотность отсчитывают по верхнему краю мениска с точностью до 0,005, температуру - до 0,05°С. Расхождение между повторными определениями плотности не должно превышать 0,005. Если во время определения плотности температура молока выше или ниже 20°С, то результаты отсчета приводят к 20°С по специальной таблице, имеющейся в стандарте, либо путем расчета. Каждый градус соответствует поправке, равной 0,0002. При температуре молока выше 20°С поправку прибавляют, при температуре ниже 20°С - вычитают. По окончании работы лактоденсиметр ополаскивают теплой водой и насухо вытирают.

Определение кислотности. По кислотности определяют свежесть молока. Кислотность молока выражают в градусах Тернера*. Кислотность свежего молока обусловлена наличием в нем белков, фосфорнокислых и лимоннокислых солей, небольшого количества растворенной углекислоты и органических кислот. В процессе хранения молока в результате развития микроорганизмов, сбраживающих молочный сахар, накапливается молочная кислота и кислотность молока возрастает.

Порядок проведения анализа. В коническую колбу на 100 мл отмеривают пипеткой 10 мл хорошо перемешанного молока, прибавляют 20 мл дистиллированной воды и 2-3 капли фенолфталеина. Смесь тщательно перемешивают и титруют из бюретки 0,1 н. раствором щелочи при непрерывном взбалтывании. Сначала сразу приливают около 1 мл щелочи, а затем по каплям до появления слабо-розового окрашивания, не исчезающего в течение 1 мин. Титрование следует проводить с одинаковой скоростью, так как при быстром титровании получаются заниженные результаты по сравнению с медленным.

Кислотность молока X в градусах Тернера определяют по формуле

Х= 10*V*К

где V - количество 0,1 н. раствора едкого натра, пошедшее на титрование 10 мл молока, мл;

К - коэффициент нормальности едкого натра;

10 - коэффициент для пересчета на 100 мл молока.

Расхождение между параллельными определениями не должно превышать 1°Т.

Определение содержания жира кислотным методом. Жир выделяют в виде сплошного слоя, объем которого измеряют в специальном приборе-жиромере. Жир в молоке находится в виде жировых шариков, окруженных липопротеиновой оболочкой, которая препятствует их слиянию и обусловливает высокую стабильность жировой эмульсии в молоке. Поэтому для выделения жира белковую оболочку разрушают воздействием серной концентрированной кислоты, которая переводит казеин-кальциевый комплекс молока в двойное растворимое соединение казеина с серной кислотой:

NH2R(COO)6Ca3 + 3H2SO4 > NH2ЇRЇ(COOH)6 + 3CaSO4

казеинкальциевый комплекс казеин

NH2ЇRЇ(COOH)6 + H2S04 > H2S04·NH2R(COOH)6

казеин растворимое двойное соединение казеина с серной кислотой (коричневого цвета)

Для более быстрого выделения жира кроме кислоты вводят изоамиловый спирт, который уменьшает поверхностное натяжение жировых шариков и способствует их слиянию.

Порядок проведения анализа. В чистый сухой жиромер, стараясь не смочить горлышко, автоматической пипеткой отмеривают 10 мл серной кислоты и осторожно, чтобы жидкости не смешивались, добавляют пипеткой 10,77 мл молока, приложив кончик пипетки к стенке горлышка жиромера под углом. При этом уровень молока в пипетке устанавливают по нижней точке мениска. Молоко из пипетки должно вытекать медленно. Опорожнив пипетку, отнимают ее от горлышка жиромера не ранее чем через 3 с. Кончик пипетки не должен касаться серной кислоты, иначе молоко свернется и образуется пробка, что затруднит вытекание молока. Выдувание из пипетки оставшейся капли молока не допускается, так как объем пипетки рассчитан на свободное вытекание. Затем в жиромер отмеривают автоматической пипеткой 1 мл изоамилового спирта. Жиромер необходимо наполнять в указанной выше последовательности. В процессе заполнения жиромера горлышко его должно оставаться сухим и чистым. Для нейтрализации кислоты в случае попадания ее на горлышко жиромера поверхность резиновой пробки обрабатывают мелом и только после этого закрывают жиромер. При смешивании молока с серной кислотой жиромеры нагреваются. Чтобы предохранить руки от ожога, жиромер обертывают в полотенце и держат в левой руке за утолщенную часть ближе к горлышку в слегка наклонном положении. Пробку вводят в горлышко винтообразным движением немного более чем на половину ее длины. Придерживая пробку пальцем, жиромер встряхивают до полного растворения белковых веществ, перевертывая его 4-5 раз так, чтобы жидкости в нем полностью перемешались. Жиромеры могут иметь неодинаковый объем, в результате чего при одинаковом количестве отмеренных реактивов в разных жиромерах столбик выделившегося жира может занять различное положение. Чтобы в конце анализа можно было измерить объем выделившегося жира, столбик его после центрифугирования должен быть в градуированной части жиромера, а перед центрифугированием верхний уровень жидкости в приборе должен находиться в пределах девяти-десяти делений шкалы. Этот предел определяют, держа укупоренный жиромер пробкой вниз. Если верхняя граница жидкости окажется в нижней части шкалы, в жиромер добавляют серную кислоту. Добавление серной кислоты не влияет на результат определения. Проверив заполненность жиромера жидкостью, его ставят пробкой вниз на 5 мин в водяную баню с температурой 65±2°С. При этой температуре молочный жир находится в расплавленном состоянии, что облегчает его отделение при центрифугировании. Вынув из бани, жиромеры вставляют в патроны центрифуги рабочей частью к центру, располагая их симметрично один против другого. При нечетном количестве жиромеров добавляют жиромер, наполненный водой. Вставив жиромеры в патроны, центрифугу закрывают крышкой и центрифугируют 5 мин при частоте вращения не менее 1000 об/мин. По окончании центрифугирования каждый жиромер вынимают из патрона и движением резиновой пробки регулируют столбик жира в жиромере так, чтобы он находился в градуированной части прибора. Затем жиромеры погружают пробками вниз в водяную баню, уровень воды в которой должен быть несколько выше уровня жира в жиромере. Через 5 мин жиромеры вынимают из водяной бани и быстро производят отсчет жира. При отсчете жиромер держат вертикально, граница жира должна находиться на уровне глаз. Движением пробки вверх и вниз устанавливают нижнюю границу столбика жира на целом делении шкалы жиромера и от него отсчитывают число делений до нижней точки мениска столбика жира. Граница раздела жира и кислоты должна быть четкой, а столбик жира - прозрачным. Мутный или темноокрашенный жир указывает на неправильное определение.

Определение СОМО и CВ по формулам.

Количество сухого вещества молока в лабораторных условиях определяют аналитическим методом: высушиванием молока при 102-105⁰С до постоянной массы или суммированием количества жира, белка сахара и золы. Сухой обезжиренный молочный остаток определяется по разнице между количеством сухих веществ и жира молока. В производственных условиях для определения сухого вещества молока пользуются формулой:

СВ=4.9*(Ж+А)/4+0.5

CВ - сухое вещество (в %);

Ж - количество жира (в %);

А - плотность молока в градусах ареометра.

Сухой обезжиренный молочный остаток определяют по формуле:

СОМО = Ж/5 + А/4 + 0.76

А также путем вычитания жира из сухого вещества:

СОМО = СВ - Ж

Данный показатель можно определить и на анализаторе молока АМ-2. В сборном молоке средняя величина сухих веществ около 12.5%.

Показатель СОМО более постоянный и в среднем для сборного молока на уровне 8.5%.

Список использованной литературы

молоко химический кислотный

1. Горбатов К.К. Биохимия молока и молочных продуктов. - М.: «Легкая промышленность», 1984. С. 87.

2. Барабанщиков Н.В. Контроль качества молока на ферме. - Москва: Агропромиздат. - 1986. С. 17.

3. Шидловская В.П. Органолептические свойства молока и молочных продуктов // Справочник. - М.: Колос, 2002. С. 190-198.

Размещено на Allbest.ru