Фізичні та хімічні властивості молока та методи їх дослідження

Размещено на http://www.allbest.ru/

Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України

Київський національний торговельно-економічний університет

Кафедра товарознавства та експертизи харчових продуктів

КУРСОВА РОБОТА

із навчальних дисциплін: «Технологія продуктів харчування»

на тему: «Фізичні та хімічні властивості молока та методи їх дослідження»

Студентки І курсу 3 групи

денної форми навчання

товарознавчого факультету

Шуляк Ірини Олегівни

Наукові керівники:

Чикун Надія Юріївна

Форостяна Нінель Петрівна

Київ 2012

Зміст

Вступ

Розділ 1. Фізичні та хімічні властивості молока

1.1 Хімічний склад

1.2 Хімічні властивості молока

1.3 Фізичні властивості молока

Розділ 2. Фізичні та хімічні методи дослідження молока

2.1 Хімічні методи дослідження молока

2.1.1 Методи визначення пастеризації

2.1.2 Методи визначення наявності соди в молоці

2.1.3 Методи визначення дигідроген пероксиду

2.2 Фізичні методи дослідження молока

2.2.1 Методи визначення точки замерзання молока

2.2.2 Методи визначення густини молока

Розділ 3. Результати досліджень

3.1 Об 'єкти досліджень

3.2 Визначення пастеризації

3.3 Визначення наявності соди в молоці

3.4 Визначення дигідроген пероксиду в молоці

Висновки та пропозиції

Список використаної літератури

Вступ

"Молоко - це дивовижна їжа,

приготована самою природою"

Павлов І.П

Молоко - єдиний продукт харчування в перші місяці життя людини. Виключно важливе значення воно має і в харчуванні дорослого. Для старих, ослаблених і хворих людей молоко є незамінною їжею.

«Молоко, - писав академік І. П. Павлов, - це дивовижна їжа, приготована самою природою ». Встановлено, що цей продукт містить понад ста найцінніших компонентів. Молоко є незамінним джерелом найважливіших фізіологічно активних речовин - білків, жирів, вітамінів, а також мінеральних речовин, необхідних для нормальної життєдіяльності людини. Також воно являється важливим джерелом для задоволення потреб організму в кальції, фосфорі і рибофлавіні. Крім того, в нього входить повноцінний білок, особливо багатий незамінними амінокислотами. Що стосується вітамінів, потреба в яких вимірюється в тисячних долях грама, то вміст їх в молоці також достатній, за виключенням аскорбінової кислоти. Так, в 1 літрі цільного молока, в середньому - 0,24 мг вітаміну А, 0,45 мг вітаміну В₁, 1,33 мг вітаміну В₂ , 1,58 мг вітаміну РР і 13,7 мг вітаміну С.Ці компоненти молока добре збалансовані, завдяки чому легко і повністю засвоюються [2].

Все це засвідчує про високу поживність, а також лікувальну цінність молочних продуктів. Слід також зазначити, що молоко і молочні продукти, які приймаються разом з другою їжею, покращують засвоєння рослинних білків, овочів, рослинних жирів, збагачують їжу мінеральними солями і роблять її більш смачною і поживною. Цьому сприяє також легка засвоюваність молока і молочних продуктів по відношенню з іншими продуктами, вимагаючи більшої витрати енергії для перетравлення. Тому дослідження молока є досить актуальним. Метою курсової роботи є ознайомлення з хімічними та фізичними властивостями молока та методами його дослідження.

Об'єктом даної роботи є пастеризоване молоко різних торговельних марок.

Предметом є фізичні та хімічні властивості молока і методи їх дослідження.

Завдяки цьому завдяннями даної роботи є:

1) Ознайомлення з літературними джерелами та нормативною документацією.

2) Вивчення фізичних та хімічних властивостей молока, ознайомлення з його складом.

3) Дослідження молока на визначення наявністі соди в молоці, на визначення пастеризації,а також на визначення дигідроген пероксиду.

Дослідники, які відзначилися сфері дослідження якості молока: Дубцов Г. Г.; Дунченко Н. І.; Єресько К. О.; Шинкарик М.М.; Ворощук В. Я.; Кузьміна В. А.; Пучкова Ю. С. та багато інших.Роль молока дуже важлива в сучасному суспільстві, так як воно пережило багато цивілізацій, перш ніж стало продуктом харчування і має своє призначення:

- як продукт харчування для населення;

- засіб для вигодовування молодняку і корму в тваринництві;

- джерело отримання окремих компонентів молока, які, у свою чергу, служать сировиною для фармакології і інших галузей промисловості.

Молоко та молочні продукти традиційно займають одне з провідних місць в харчовому раціоні громадян нашої країни. В результаті цього виробництво молока стало однією з найважливіших галузей сільськогосподарського виробництва. В даний час молоко складає значну частку в валовому національному продукті нашої країни.

Розділ 1. Фізичні та хімічні властивості молока

1.1 Хімічний склад

У харчуванні людей в основному використовується коров'яче молоко. Його хімічний склад може суттєво коливатись залежно від породи тварини, стадії лактації, віку, умов годування й утримання, стану здоров'я, пори року та інших факторів. Молоко містить від 83 до 89% води, тобто сухий залишок становить 11... 17%. Загальний хімічний склад молока наведено в табл. 2.1 та на рис. 2.1.

Таблиця 2.1 Хімічний склад коров'ячого молока, %

Складові частини молока	Кількість
	у середньому	коливання (від...до)
Вода	87,5	83...89
Жири	3,5	2,8...5,0
Білки	3,3	2,5...4,0
Молочний цукор	4,5	4,0...5,0
Мінеральні речовини	0,7	0,6...0,8

Рис. 2.1. Склад коров'ячого молока, %

Молоко утворюється в молочній залозі із тих поживних речовин, які приносяться з потоком крові. Для утворення 1 л молока через вим'я корови має пройти 500 л крові. Деякі складові молока не переходять у молоко безпосередньо із крові, деякі синтезуються в молочній залозі із речовин, властивих крові.

Білки молока. Найціннішою складовою частиною молока є білки. За амінокислотним складом білки молока - повноцінні, тобто містять усі необхідні для людини амінокислоти. Усі білки молока легко засвоюються організмом людини. Вони складаються головним чином із казеїну, альбуміну та глобуліну (табл. 2.2).

Таблиця 2.2 Вміст амінокислот у білках молока,%

Амінокислоти	Казеїн	Альбумін	Глобулін
Лізин	8,2	11,5	11,4
Метіонін	2,8	1,0	3,2
Триптофан	1,7	7,0	1,9
Валін	7,2	4,7	5,8
Лейцин	9,2	11,5	15,6
Ізолейцин	6,1	6,8	8,4
Треонін	4,9	5,5	5,8
Фенілаланін	5,0	4,5	3,5
Цистин	0,4	6,4	2,9
Аланін	3,2	2,4	7,4
Аспарагінова кислота	7,1	18,7	11,4
Аргінін	4,1	1,2	2,9
Гістидин	3,1	2,9	1,6
Глікоколь	2,0	3,2	1,4
Глютамінова кислота	22,4	12,9	19,5
Пролін	10,6	1,5	4,1
Серин	6,3	4,8	5,0
Тирозин	6,3	5,4	3,8

Головний білок молока - казеїн. Його вміст у коров'ячому молоці становить майже 2,7%, тобто на його частку припадає майже 80% загального вмісту білків молока. Він належить до складних білків - фосфопротеїдів, які містять фосфор у вигляді фосфорної кислоти. Остання в молекулі казеїну утворює складний ефір з оксіамінокислотами (серином і треоніном). У молоці казеїн міститься у вигляді кальцієвої солі (казеїнату кальцію) у трьох формах: б -,в -,г -, які відрізняються вмістом фосфору та кальцію, а також відношенням до сичужного ферменту. б -,в - форми казеїну під впливом сичужного ферменту коагулюють, а г - казеїн не утворює згустку. Коагуляція казеїну відбувається також під впливом кислот. При цьому кислота від казеїнату кальцію відщеплює кальцій, а казеїн, позбавлений кальцію, погано розчиняється у воді і випадає в осадок:

Казеїн, отриманий кислотним способом, відрізняється від сичужного значно меншим вмістом кальцію. На його властивості утворювати згусток під впливом кислот ґрунтується виробництво всіх молочних продуктів: напоїв, сметани, кисломолочного сиру.

Альбумін і глобулін, які відповідно становлять майже 0,6 і 0,1% складу молока, належать до простих білків, не коагулюють під впливом кислот і сичужного ферменту, зате утворюють осадок під час нагрівання молока вище 75 °С. У виробництві сиру вони залишаються в сироватці, тому їх часто називають сироватковими білками.

Альбумін зумовлює засвоєння молока новонародженими дітьми. За характером білків розрізняють молоко казеїнове (парнокопитних - коров'яче, козяче, овече) і альбумінове (однокопитих - кобиляче, оленяче, осляче). Материнське молоко належить до альбумінового. Вміст казеїну в казеїновому молоці - не менше 75%, в альбуміновому - 50...65%. За біологічними властивостями альбумінове молоко цінніше за казеїнове. Це зумовлено особливостями амінокислотного складу і кращим засвоєнням. Біологічна повноцінність альбуміну пов'язана з високим умістом у його складі найбільш дефіцитної амінокислоти - триптофану (до 7%) і значним вмістом (понад 6%) сірковмісної амінокислоти - цистину. Остання належить до природних радіопротекторів, які блокують дію не лише радіонуклідів, а й інших токсинів. Краще засвоєння альбумінового молока зумовлене утворенням ніжного згустку під впливом шлункового соку, якому притаманна кисла реакція, а чим ніжніший згусток, тим швидше він перетравлюється.

Глобулін, незважаючи на його дуже незначний вміст у молоці, відіграє надзвичайно важливу роль - він є носієм імунних властивостей молока, входить до складу імунних тіл і надає бактерицидних властивостей свіжовидоєному молоку.

Молочний жир. Ліпіди містяться в молоці у вигляді жиру з розчиненими у ньому фосфатидами, стеринами, пігментами, жиророзчинними вітамінами. Жир рівномірно розподілений у водній частині молока у вигляді емульсії з діаметром жирових кульок від 0,5 до 10 мкм. Кожна жирова кулька оточена білково-лецитиновою оболонкою, яка перешкоджає змиванню окремих крапельок жиру. У білково-лецитиновій оболонці сконцентровані всі біологічно активні речовини. У 1 мл молока міститься 4 млрд. жирових кульок. Молочний жир добре засвоюється організмом людини. Це пов'язано з низькою температурою його плавлення (25...30 °С). У шлунковому тракті він швидко переходить у рідкий стан, і організм не витрачає зусиль на його плавлення та емульгування.

Низька температура плавлення молочного жиру пов'язана з особливостями його жирнокислотного складу. Зокрема, містить близько 20 різноманітних жирних кислот, у тому числі низькомолекулярні насичені жирні (леткі) кислоти - масляну, капронову, каприлову, капринову, вміст яких становить близько 8%. З ними пов'язана низька температура плавлення молочного жиру, м'яка консистенція масла та його специфічний смак. Завдяки легкому засвоєнню і високому вмісту біологічно активних речовин молочний жир вважається найціннішим із усіх харчових жирів.

До біологічно активних речовин молочного жиру належать фосфатиди: лецитин, уміст якого у молоці сягає 0,1%, і кефалін (0,05%). Лецитин входить до складу клітинних мембран усіх живих організмів. Під час гідролізу він утворює дві молекули жирних кислот: фосфорну кислоту і азотисту основу - холін. Останній відіграє важливу роль у регулюванні жирового обміну та обміну холестерину. Із холіну може утворюватися триметиламін, який у разі тривалого зберігання масла може надати йому неприємного рибного присмаку.Кефалін бере участь у процесах зсідання крові, і від лецитину відрізняється тим, що під час його гідролізу виділяється не холін, а коламін.Фосфатиди забезпечують стійкість жирової емульсії в молоці.

Із стеринів молока найважливіший -- холестерин, що є життєво необхідним. Він входить до складу багатьох високоорганізованих тканин і гормонів організму.

Вуглеводи молока. Із вуглеводів до складу молока входить молочний цукор - лактоза. Вміст лактози у коров'ячому молоці - 4-5%. Лактоза - редукуючий дисахарид, який під час гідролізу дає молекулу глюкози та молекулу галактози.

Молочний цукор приблизно у 5 разів менш солодкий за сахарозу, однак поживна цінність цих дисахаридів однакова. В організмі людини лактоза всмоктується повільніше за інші цукри, тому доходить до товстих кишок, де використовується МОЛОЧНОКИСЛИМИ бактеріями, які перетворюють її в молочну кислоту. Остання гальмує шкідливі гнійні процеси і нормалізує кишкову мікрофлору.

Лактоза міститься в молоці в формах: б -, в-формах. в-форма має меншу розчинність, ніж б - форма. Обидві форми можуть переходити одна в одну. З підвищенням температури розчинність лактози зростає. Довготривале нагрівання молока при 100 °С викликає реакцію альдегідних груп лактози з аміногрупами амінокислот. Урешті утворюються меланоїдини, які надають молоку брунатного забарвлення. Це спостерігається під час виготовлення топленого молока і ряжанки. При вищих температурах, поряд з меланоїдиноутворенням, відбувається карамелізація лактози, забарвлення стає більш інтенсивним. Слід пам'ятати, що серед усіх цукрів лактоза карамелізується найшвидше.

Молочний цукор відіграє надзвичайно важливу роль у виробництві різних молочних продуктів, зокрема кисломолочних продуктів і сирів. Під впливом мікроорганізмів, які вводяться до молока у вигляді заквасок, молочний цукор перетворюється в молочну кислоту. Остання викликає коагуляцію казеїну, що надає нових властивостей продуктам.

Мінеральні речовини молока. Молоко - важливе джерело низки мінеральних речовин, особливо кальцію і фосфору, які необхідні для побудови кісткової тканини. При цьому кальцій та фосфор у молоці перебувають у легкозасвоюваній формі і добре збалансованих співвідношеннях. Це особливо важливо для дитячого і організму, в якому утворення кісткової тканини відбувається дуже інтенсивно. Загальний вміст золи у коров'ячому молоці - близько 0,7 %, у тому числі вміст головних макроелементів такий, мг%: кальцій - 120, магній - 12, калій - 143, фосфор - 93, сірка - 34; залізо - 0,2.Солі кальцію містяться в молоці в розчиненому, колоїдному 1.1 лп'язаному з казеїном стані. Оскільки фракції казеїну відрізняються вмістом у них кальцію, останній значною мірою визначає і руктуру молекули казеїну і розмір частин білка. Одно- і двозаміщені солі кальцію добре засвоюються організмом, трикальційфосфат - важче. Надмір солей кальцію і магнію буває причиною зсідання молока під час теплової обробки.

Фосфор у молоці міститься в неорганічних солях і в органічних сполуках - у зв'язаному з казеїном стані і в складі білково- лецитинових оболонок жирових кульок.

Теоретичний розрахунок (на основі кількісного вмісту аніонів і катіонів у золі) дає змогу навести такі дані про головний сольовий склад молока: (табл. 2.2).

Таблиця 2.3 Сольовий склад молока

Солі	Вміст, %
Хлористий натрій (NaCl)	0,0962
Хлористий калій (KCl)	0,0830
Однокальцієвий фосфат (KH2PO4)	0,1156
Двокалієвий фосфат (K2HPO4)	0,0835,
Лимоннокислий калій (KC6H7O7)	0,0495
Двомагнієвий фосфат (MgHPO4)	0,0336
Лимоннокислий магній (MgC6H6O7)	0,0367
Двокальцієвий фосфат (CaHPO4)	0,0671
Трикальцієвий фосфат (Ca3(PO4)2)	0,0806
Лимоннокислий кальцій (CaC6H6O7)	0,2133
Кальцій, зв'язаний з казеїном	0,0456

мікрофлора білок пастеризація молочний продукт

У молоці міститься 0,14-0,20% лимонної кислоти. Вона разом із фосфорною кислотою підтримує стабільність сольової рівноваги молока, зберігає колоїдний стан складових молока під час випаровування, висушування та нагрівання.

Окрім катіонів, у молоці знайдено майже 80 хімічних елементів: марганець, мідь, кобальт, йод, цинк, олово, ванадій, срібло, нікель та інші мікроелементи, які мають важливе фізіологічне значення. Спектр і кількісний вміст окремих мікроелементів у молоці визначаються біогеохімічними особливостями регіону.

Мікроелементи можуть потрапляти в молоко і після видоювання (із води, обладнання, тари), тоді вони негативно впливають на якість молока та молочних продуктів. Наприклад, підвищений вміст міді та заліза призводить до появи в молоці окисленого присмаку, прискорює процеси прогіркання та осалювання масла. Збільшена кількість в молоці свинцю, кадмію, ртуті може становити загрозу для здоров'я людини.

Вітаміни молока. Цінність молока як харчового продукту, поряд із нутрієнтами та мінеральними речовинами, зумовлена наявністю у його складі низки жиро- і водорозчинних вітамінів: А, Е, Д і В , В , В , В , РР, С. Молоко - важливе джерело вітамінів. Під час споживання 0,5 л молока добова потреба людини у вказаних вітамінах (за винятком вітаміну С) задовольняється на 20...40% (потреба людини у більшості вітамінів становить 1...2 мг на добу). Вміст вітамінів у молоці залежить від різних факторів і може коливатись у значних межах. Так, улітку в молоці значно вищий вміст усіх жи- I х »розчинних вітамінів. Це зумовлено високим вмістом каротину в іслених кормах, із якого синтезується вітамін А. Вміст вітаміну Д у молоці залежить від сонячного опромінення тварин, оскільки він утворюється із стеринів під впливом ультрафіолетових променів.

Вміст вітаміну С у молоці, порівняно з добовою потребою людини (100 мг), є невисоким (6...24 мг/кг). Він не залежить від вмісту цього вітаміну в кормах, а зумовлений індивідуальними особливостями тварин, які самі його синтезують, причому взимку більше, ніж улітку.

Ферменти, гормони та імунні тіла молока. Молоко багате на ферменти. Вони потрапляють у молоко з молочної залози або виробляються мікроорганізмами. Із гідролаз у молоці є такі ферменти: ліпаза, фосфатаза, лактаза, протеїназа та ін. Із групи окиснювально-відновних: пероксидаза, оксидаза, редуктази та ін. Під час пастеризації молока ферменти руйнуються, тому для контролю пастеризації молока використовують пробу на пероксидазу. Пероксидаза розкладає перекис водню на воду і атомарний кисень, який є сильним окиснювачем. Тому якщо в пробірку з невеликою кількістю молока ввести кілька крапель йодокалієвого крохмалю і краплю перекису водню, то сире молоко набуде синьо-фіолетового забарвлення, а пастеризоване не змінить забарвлення: атомарний кисень, який виділився із перекису водню під дією пероксидази, витіснив йод із йодистого калію; йод із крохмалем дав синьо-фіолетове забарвлення. Пероксидаза, як і фосфатаза, завжди є у свіжовидоєному молоці і бактеріями не виділяється, тому ці ферменти не можуть слугувати показником бактеріальної забрудненості молока.

Про бактеріальну забрудненість молока можна судити за редуктазною пробою. Редуктази виділяються мікроорганізмами, які розвиваються в пастеризованому чи сирому молоці. Ці ферменти знебарвлюють метиленову синь (відновлюють її до безбарвної лейкосполуки). Швидкість знебарвлення метиленової сині, введеної в молоко, залежить від її кількості, тобто від кількості мікроорганізмів. Чим швидше відбувається знебарвлення, тим більше мікроорганізмів міститься в молоці.

Гормони - це особливі біологічно активні речовини, які виділяються залозами внутрішньої секреції у кров і звідти потрапляють у молоко. Фізіологічне значення їх велике: вони регулюють білковий, вуглеводний, жировий та водно-сольовий обміни, сприяють утворенню та виділенню молока. У молоці є такі гормони, як пролактин (впливає на збільшення виділення молока), тироксин, фолікулін та ін.[2]

Імунні тіла молока (як і крові) виробляються організмом тварини. Бони мають здатність боротись із мікроорганізмами, завдяки чому свіжовидоєне молоко має бактерицидні властивості. Деякі імунні тіла - антитоксини - можуть нейтралізувати токсини, які виділяються бактеріями, інші - лізин і лізоцим - розчиняють бактерії або, як аглютиніни, їх склеюють. Усі імунні тіла мають білкову природу. Носієм їх є глобуліни, тому імунні і іла під час пастеризації молока руйнуються. Найбільш активні імунні тіла є в свіжовидоєному молоці, тобто в молоці, яке не встигло охолонути до температури навколишнього середовища. Молоко - стерильна біологічна рідина (за умови відсутності захворювання в тварини і дотримування стерильності під час доїння). Останнє практично неможливо, оскільки навіть у разі дотримання всіх санітарних правил молоко під час доїння забруднюється мікроорганізмами з повітря, рук, посуду й апаратури. У свіжовидоєному молоці мікроорганізми не розмножуються, а навпаки - гинуть (завдяки дії імунних тіл молока). Час, протягом якого в молоці діють імунні тіла, називається бактерицидною фазою молока. Тривалість бактерицидної фази залежить від температури, при якій зберігається молоко. Щоб продовжити дію імунних тіл, свіжовидоєне молоко належить після проціджування негайно охолодити і зберігати при можливо низькій температурі (0 °С). Чим вища температура зберігання, тим швидше руйнуються імунні тіла і завершується бактерицидна фаза. Наявністю імунних тіл у свіжовидоєному й свіжому, сирому, швидко охолодженому після видоювання молоці пояснюється його цілющий вплив на здоров'я людини. Споживання свіжовидоєного молока сприяє одужанню хворих на інфекційні захворювання, в тому числі на туберкульоз.

Найвищий вміст імунних тіл у молозиві - молоці, яке виробляється молочною залозою в перші 7... 10 днів після отелення. Фізіологічне призначення молозива - годування новонароджених, які ще не пристосувалися до самостійного захисту від мікроорганізмів. Молозиво перших надоїв - жовта або жовто-бура густа, в'язка солонувата речовина. Від молока вона відрізняється високою кислотністю (28...53 °Т) і значно підвищеним умістом усіх сухих речовин, за винятком цукру. Особливо високий вміст у молозиві глобулінів - носіїв імунних тіл (табл. 2.3).

Таблиця 2.3 Хімічний склад молозива, %

Порядковий номер надою після отелення	Загальна кількість білків	Казеїн	Альбумін і глобулін	Молочний цукор	Жир	Мінеральні речовини	Кислотність, °Т	Густина,°А
1	14,9	5,1	8,4	4,0	6,3	1,01	53	40
2	9,9	4,1	4,8	4,3	5,7	0,96	42	39
3	6,6	3,4	2,3	4,5	5,5	0,83	42	38
4	5,9	4,5	1,7	4,8	5,2	0,87	40	36
5	5,0	3,1	0,8	4,7	4,9	0,82	32	38
10	4,5	3,2	0,6	4,8	4,7	0,80	28	34
15	4,2	3,0	0,5	4,7	4,8	0,77	25	32
20	4,0	3,0	0,6	4,7	4,2	0,71	22	32
25	3,8	2,9	0,4	4,4	4,2	0,77	21	30
30	3,6	2,5	0,5	4,6	3,9	0,77	20	30

Молочні продукти, виготовлені з молозива, неприємні на смак, тому молозиво непридатне для промислової переробки. Водночас у зв'язку з високим вмістом антитоксинів та інших імунних тіл, молозиво рекомендується вживати під час різноманітних важких захворювань, у тому числі при розсіяному склерозі (важке захворювання центральної нервової системи вірусної природи)[1]

1.2 Хімічні властивості молока

Кислотність молока. Свіже молоко на смак солодкувате. Коли в нього вмістити клаптик синього лакмусового паперу, то він почервоніє, а червоний -- посиніє. Це свідчить, про те, що молоко має водночас кислотні й лужні властивості. Кислотність молока зумовлюється наявністю в ньому білків, вуглекислоти, фосфорнокислих, лимоннокислих солей, лимонної кислоти та в деякій мірі іншими складовими частинами. Відрізняють загальну або титровану й активну кислотність.

Загальна кислотність визначають титруванням молока розчином їдкого натрію в присутності фенолфталеїну в градусах Тернера (°Т). Градуси Тернера показують кількість мілілітрів децинормального (в 10 раз глибшого від нормального) лугу, витраченого на нейтралізацію 100 мл молока. Кожний мілілітр використаного лугу відповідає одному градусу кислотності молока; свіжо видоєне молоко має кислотність 16--18°Т. Загальна кислотність молока не завжди однакова, вона змінюється протягом лактаційного періоду: на початку лактації досягає в середньому 20°Т, потім поступово знижується і в останньому місяці лактації становить 14 -- 12°Т і навіть нижче [6].Кислотність молока може змінюватись і від умов годівлі корів. Якщо корів випасають на вологих луках або з наявністю кислих трав, чи годують сіном з низинних і заболочених лук, то кислотність молока підвищується. Кислотність молока залежить від індивідуальних особливостей тварини. Велике значення кислотність молока має при визначенні свіжості та встановленні режиму переробки його на молочні продукти.

Молоко з кислотністю 26--28° не витримує кип'ятіння -- зсідається, а з кислотністю З0--40° не витримує пастеризації і теж зсідається при нагріванні до 65---77°. Молоко з кислотністю 60--70° зсідається при кімнатній температурі.За встановленими технічними умовами молоко з кислотністю понад 21° підприємства молочної промисловості не приймають. При виробництві молочних консервів потрібне молоко з кислотністю не вище 20°Т.

Активна кислотність молока - pH - зумовлена дисоціацією кислот і кислих солей. Вона виражається від'ємним логарифмом концентрації іонів і в середньому становить 6,5 (відповідає слабокислій реакції). Величина pH молока є відносно стійкою завдяки буферній ємності, яка утворюється білками і солями. Якщо в молоці розвиваються молочнокислі бактерії, суттєво зростає титрована кислотність і дуже незначно змінюється pH. Це пояснюється тим, що з кислотами чи лугами, які введені в молоко, спочатку взаємодіють амінні і кислотні групи білка і фосфати. Зміна pH спостерігається тільки в разі повної нейтралізації амінних і кислотних груп, тобто тоді, коли зникають буферні властивості молока. Буферну ємність молока визначають кількістю лугу або кислоти, яка необхідна для зміщення pH на одну одиницю. Буферні властивості молока створюють умови для розвитку молочнокислих бактерій за відносно високої кислотності. Так, у свіжому сирі кислотність може бути понад 200 °Т, а pH не спадає нижче 5. Буферні властивості змінюються в молоці під впливом тих же причин, що й загальна кислотність: кормів, періоду лактації, породи, індивідуальних властивостей тварин та ін. [1].

1.3 Фізичні властивості молока

До фізичних властивостей молока належать: густина, в'язкість, поверхневий натяг, оптичні властивості молока, осмотичний тиск, температура кипіння і замерзання, електропровідність і питома тепломісткість молока.

Густина молока(об'ємна маса) -- відношення маси молока при температурі 20° до маси води того ж об'єму при температурі 4°. Вона коливається в межах 1,027--1,033. Середня густина для коров'ячого молока -- 1,030. Густина молока визначається аерометричним методом і виражається у г/см³, кг/м³ або в градусах ареометра. Вона залежить від вмісту жиру та всіх сухих речовин молока. Густина молочного жиру менша, ніж води, а тому в разі збільшення вмісту жиру в молоці густина його зменшується. Зі збільшенням вмісту білків, лактози, мінеральних речовин густина молока збільшується, а в разі розведення його водою - зменшується. Протягом лактаційного періоду густина молока змінюється відповідно до змін його складу.

Густина молока, визначена зразу ж після доїння, нижче густини, визначеної через кілька годин. Пояснюється це переходом жиру з рідкого в твердий стан та видаленням частини повітря, внаслідок чого зменшується обсяг. Збиране молоко має густину 1,033--1,038. Питома вага молока вища густини на 0,002.

В'язкість -- властивість рідин чинити опір при переміщенні одної частини рідини відносно іншої. В'язкість молока позначають в абсолютних або у відносних величинах. У молоці визначають в більшості відносну в'язкість (щодо води). Коли в'язкість води прийняти за 1, то в'язкість молока коливається в межах 1,2--2,1.

В'язкість має велике значення в технології молочних продуктів; вона перешкоджає відстоюванню жиру. В'язкість змінюється від температури -- при нагріванні вона зменшується; тому при сепаруванні підігрівають молоко до 35 - 450. В'язкі вершки важче збиваються в масло; в'язке молоко дає кращий згусток при виробництві кисломолочних продуктів і гальмує виділення сироватки.

Осмотичний тиск і температура замерзання. Осмотичний тиск молока залежить від наявності солей і молочного цукру. Вміст жиру і білкових речовин значення не має. Осмотичний тиск молока близький за величиною до осмотичного тиску крові тварини і в середньому дорівнює 0,66 МПа. У зв'язку з постійним осмотичним тиском молока існує зворотна залежність між вмістом молочного цукру і солей в ньому. Збільшення вмісту цукру в молоці супроводжується зниженням у ньому вмісту мінеральних солей.

Температура замерзання молока пов'язана з осмотичним тиском і міститься в межах -0,54...-0,58 °С. Чим більше молекул цукру та іонів солей у молоці, тим вищим є осмотичний тиск і нижчою температура замерзання молока.

Електропровідність -- це здатність молока проводити електричний струм. Електропровідність молока зумовлюється його солями. У молоці здорових тварин вона досить постійна. При захворюванні їх електропровідність підвищується; при розбавленні молока водою -- знижується, а при додаванні соди різко підвищується. По електропровідності можна встановити натуральність молока.[1]Електропровідність молока коливається від 39,37?10-4 до 51,29?10-4; в середньому вона становить 43,9?10-4.Поверхневий натяг -- сила, що діє на поверхні рідини і намагається стягнути її поверхневий натяг. Абсолютний натяг молока при 20° дорівнює, за даними Давидова -- 49 дин/см (поверхневий натяг води -- 72 дин/см).

Температура кипіння молока в середньому 100,2°.Температура замерзання в середньому мінус 0,55°. При захворюванні тварин температура замерзання знижується до -- 0,8--0,9°, а при додаванні води підвищується, наближаючись до нуля.

Питома теплоємкість -- це кількість тепла у великих калоріях (ккал), потрібна для нагрівання 1 кг маси на 1° (з 14,5 до 15,5°).

Теплоємкість молока і молочних продуктів залежить від вмісту в них води, складу продукту та фізичного стану жиру. Зміна його при різних температурах утруднює практичні обчислення теплоємкості молока; тому в літературі наводять різні дані про цю властивість молока і молочних продуктів.

Теплопровідність -- це властивість передавати тепло; вимірюється вона калоріями. Коефіцієнт теплопровідності означає кількість тепла (в ккал), що проходить за одиницю часу крізь одиницю плоскої поверхні речовини (одиницю товщини) при різниці температур поверхні речовини в 1° (в ккал/м/г).

Коефіцієнт теплопровідності залежить від складу продукту, побудови його, об'ємної ваги і температури.

Температуропроводність -- це швидкість зміни температури продукту (в м2/г). Коефіцієнт температуропровідності молока близько (1,00044 м2/г, масла -- 0,00029 м2І/г, згущеного молока з цукром -- 0,00034 м2/г, сухого -- 0,00042 м2/г. Чим більше коефіцієнт температуропровідності, тим швидше змінюється температура продукту в його масі при нагріванні або охолодженні.

Оптичні властивості. Променезломлюванїсть молока трохи більша, ніж води, бо воно має більшу густину, ніж вода. За даними ряду досліджень, коефіцієнт променезаломлюваності молока коливається від 1,3470 до 1,3615. Рідина молока непрозора, тому променезаломлюваність здебільшого визначають у сироватці, коефіцієнт променезаломлюваності якої трохи нижчий 1,3433--1,3465. Променезаломлюваність використовують для визначеним якості молока. Вона залежить в основному від вмісту в молоці молочного цукру.

Сухий залишок молока. Сухим залишком молока називають все те, що лишається після випарювання й висушування молока при температурі 102 - 1050. Складові частини сухого залишку ті ж що й незбираного молока -- жир, білки, молочний цукор та мінеральні солі.

Вміст сухих речовин у молоці визначають шляхом аналізів [2].

Розділ 2. Фізичні та хімічні методи дослідження молока

2.1 Хімічні методи дослідження молока

2.1.1 Методи визначення пастеризації

Визначення пероксидази за реакцією з йодистокалієвим крохмалем

Суть методу:

Фермент пероксидаза руйнується при нагріванні молока до 80 °С. В сирому ж або недостатньо пастеризованому молоці фермент пероксидаза залишається. За своїми властивостями пероксидаза є окислювальним ферментом. Якщо до сирого молока додати декілька крапель розчину крохмалю з калій йодидом і одну краплю розчину гідроген пероксиду, то відбувається така реакція:

H₂O₂+ 2 I₂ + крохмаль = 2КОН + I₂ + крохмаль

Синє забарвлення крохмалю в сирому молоці буде досить інтенсивне. В молоці, нагрітому до 80-85 °С, зміна кольору при додаванні розчинів крохмалю з I₂ і H₂O₂ не відбувається, оскільки пероксидаза при такому нагріванні руйнується.

Обладнання:

ваги лабараторні аналітичні;

ваги лабараторні технічні;

пробірки по ГОСТ 23932;

піпетки місткістю 2 і 5 см? по ГОСТ 29169;

піпетки місткістю 5 або 10 см? з ціною поділки 0,1 см? по ГОСТ 29169;

крапельниці з темного скла або покриті чорним лаком;

колби мірні місткістю 250 і 500 см? по ГОСТ 1770;

колби конічні місткістю 250 см? по ГОСТ 1770;

водяна баня з нагрівальним приладом;

перекис водню "медичний" по ГОСТ 10929, 0,5% - ий розчин;

крохмаль картопляний по ГОСТ 7699;

калій йодистий по ГОСТ 4232, х.ч. або ч. д. а. ;

вода дистильована по ГОСТ 6709;

воронки скляні В-56-80 ХУ-І по ГОСТ 25336;

фільтри паперові діаметром 11 см;

Підготовка до аналізу:

Приготування йодисто калієвого крохмалю

3 г крохмалю розмішують з похибкою не більше 0,01 г і змішують з 5-10 см? дистильованої холодної води до отримання однорідної маси. Окремо в колбі доводять до кипіння 100 см? дистильованої води і при безперервному помішуванні доливають воду до розведеного крохмалю, не допускаючи утворення грудок. Отриманий розчин доводять до кипіння. Після охолодження до розчину крохмалю додають 3 г йодистого калію, перемішуючи до розчинення кристалів йодистого калію.

Розчин йодистокалієвого крохмалю є нестійким реактивом, тому готувати його слід у невеликій кількості і зберігати в темному прохолодному місці не більше двох днів.

Перевірка придатності розчину йодистокалієвого крохмалю:

Для визначення придатності розчину йодистокалієвого крохмалю, що зберігався більше двох днів, перед вживанням його необхідно перевірити. Для цього в пробірці закип'ятити 5 см? молока, охолодити, долити 5 капель розчину йодистокалієвого крохмалю та 5 крапель 0,5% - вого розчину перекису водню і перемішати . Появи темно-синьою або сірувато-синього забарвлення вказує на непридатність розчину.

Допускається замість йодистокалієвого крохмалю застосовувати окремо приготований 1% - ий розчин крохмалю та 10% - ий розчин йодистого калію.

Приготування 0,5%-кого розчину перекису водню:

Для приготування розчину перекису водню наявний концентрований розчин, в залежності від вмісту в ньому перекису водню, розводять водою, попередньо прокипяченной та охолодженої. Розчин швидко розкладається, тому його слід готувати в невеликій кількості.

Розчин слід зберігати в склянці з темного скла в прохолодному місці.

Хід роботи:

В пробірку до 3-5 мл досліджуваного молока додати 3-5 крапель розчину калій йодиду крохмалю і 1-2 краплі 1%-ного розчину гідроген пероксиду. Обертальними рухами перемішати вміст пробірки після додавання кожного реактиву. Потім визначаюти наявність пероксидази по зміні забарвлення.

Якщо застосовують окремо розчин крохмалю і йодистого калію, то роблять таким чином: у кожну пробірку з продуктом доливають 0,5 см? 1% - вого розчину крохмалю, 2 краплі 10%-вого розчину йодистого калію і 5 крапель 0,5%-вого розчину перекису водню, перемішують вміст пробірок після додавання кожного реактиву, потім визначають наявність пероксидази по зміні забарвлення.

Обробка результатів:Поява інтенсивного синього забарвлення крохмалю вказує на наявність пероксидази в молоці. Отже, таке молоко _Не пастеризується. Поява блідо-блакитного забарвлення вказує на часткове руйнування ферменту під дією на молоко температури 65-70 °С, тобто недостатню пастеризацію. Відсутність забарвлення протягом хвилини після додавання реактивів вказує на відсутність у молоці пероксидази, яку зруйновано повністю нагріванням молока при температурі 80 °С. В цьому випадку молоко пастеризоване відповідно до вимог стандарту.

За ГОСТ 3623-73

2.1.2 Метод визначення наявності соди в молоці

Суть методу:Метод заснований на зміні забарвлення досліджуваного продукту при додаванні 0,2%-ого розчину розолової кислоти.Мінімальне значення визначуваної масової долі соди складає 0.05

Необхідні реактиви та обладнання:

Терези лабораторні 4-го класу точності

Штатив.

Колби мірні;

піпетки циліндричні на 10 мл ;

0,2% розчин розоловой кислоти в 96% спирті

Хід роботи

В суху пробірку, поміщену в штатив, наливають 3-5 мл випробовуваного молока і такої же кількості обережно по стінці додають 0,2%-ного розчину розолової кислоти. Через 3 хв спостерігають за зміною забарвлення молока, не допускаючи струшування пробірки. Одночасно ставлять контрольну пробу з молоком, що містить соди.

Обробка результатів

Молоко, що немає домішку соди, забарвлюється в коричнево-жовтий колір, а яке містить соду в малиново-червоний.

За ГОСТ 24065-80

2.1.3 Метод визначення дигідроген пероксиду

Суть методу:Метод заснований на взаємодії перекису водню з йодистим калієм, виділення йоду, що дає з крохмалем синє забарвлення. Чутливість методу становить 0,001% перекису водню.

Необхідні реактиви та обладнання:

Ваги лабораторні важільні 4-го класу точності з найбільшою межею зважування 200 г за ГОСТ 24104-88.

Піпетки виконання 1,1-го класу точності, місткістю 1 см по нормативному документузістандартизації.

Склянки типу Н виконання 2, номінальною місткістю 150 та 250 СМ1 по ГОСТ 25336-82.

Колби типу Кн виконання 1, номінальною місткістю 100 та 250 СМ1 по ГОСТ 25336-82.

Пробірки П1-16-150ХС ГОСТ 25336-82.

Кислота сірчана, ч. д. а., Щільністю 1,830 - 1,835 г/см1 по ГОСТ 4204-77.

Калій йодистий, ч. д. а., По ГОСТ 4232-74.

Крохмаль картопляний по ГОСТ 7699-78.

Вода дистильована за ГОСТ 6709-72.

ПІДГОТОВКА ДО АНАЛІЗУ:

Приготування розчину сірчаної кислоти

Циліндром відмірюють 1 об'ємну частину сірчаної кислоти і змішують її в склянці з 3 обсягвими частинами води.

Приготування крохмального розчину йодистого калію:

Наважку крохмалю масою 3 г розчиняють у склянці в 20 см? води і доливають в колбу до 80 см? киплячої води. Після охолодження до температури 18-25 С до крохмальних розчину додають навіску йодистого калію масою 3 г. розчинену в 5-10 см? дистильованої води. Розчин зберігають у холодильнику не більше 5 діб.

ПРОВЕДЕННЯ АНАЛІЗУ:

В пробірку поміщають 1 см? досліджуваного молока, не перемішуючи, додають дві краплі розчину сірчаної кислоти і 0,2 см? крохмального розчину йодистого калію.

Через 10 хв спостерігають за зміною кольору розчину в пробірці, вміщеній в штатив, не допускаючи струшування її.

ОБРОБКА РЕЗУЛЬТАТІВ

Поява в пробірці окремих плям синього кольору свідчить про присутність перекису водню в молоці.

За ГОСТ 24067-80

2.2 Фізичні методи дослідження молока

2.2.1 Методи визначення точки замерзання молока

Точка замерзання натурального молока коливається від -0,0505 до -0,575^оС.

СУТЬ МЕТОДУ:

Точка замерзання молока -- це виражена в градусах Цельсія різниця між точкою замерзання дистильованої води і точкою замерзання молока, визначена встановленим методом.

Точка замерзання молока визначається ручним криоскопом. При визначенні точки замерзання молока застосовується принцип переохолодження. В молоко, що знаходиться в стані переохолодження на 1--1,1^оС нижче передбачуваної точки замерзання, вводять кристали льоду і після зупинки стовпчика ртуті відлічують значення.

Точка замерзання молока обумовлюється числом істинно розчинних складових частин молока (молочного цукру і мінеральних солей), вміст яких в молоці коливається трохи. При додаванні води концентрація водорозчинних речовин знижується, унаслідок чого змінюється і точка замерзання молока. Дана зміна відбувається пропорційно масової довше доданої води.[3]

Необхідні реактиви та обладнання:криоскоп ручний, призначений для визначення точки замерзання;судина первинного охолоджування (ізольований), наповнена охолоджуючою сумішшю температурою від 0 до 1°С і призначений для охолоджування проб до 1--1,5оС. Судина закривається кришкою з необхідною кількістю отворів для пробірок з пробами і для контрольного термометра.

Підготовка до аналізу:

Приготування льодосоляної суміші (1,5 кг льоду, 1 дм3 води і близько 100 г кухонної солі) температурою -4оС.

Приготування градуйованих розчинів.

Розчиняють натрій хлор в дистильованій воді. Теоретична точка замерзання розчину -0,422 °С. Так само, розчиняють натрій хлор в дистильованій воді. Теоретична точка замерзання розчину -0,621 °С. Градуйовані розчини бережуть в поліетиленових пляшках, що герметично закриваються, при температурі 5--8оС не більше двох місяців.

Підготовка проби молока.Точка замерзання молока повинна визначатися не раніше ніж через 3 г після доїння при кислотності молока не вище 19--20оТ.

Підготовка і експлуатація метастатичного термометра.Метастатичний термометр вставляють в пробірку і за допомогою манжета фіксують на відстані 13--15 мм від кінця термометра до дна пробірки. Нульову точку настроюють переливанням ртуті із запасного резервуару в основний, занурюючи нижній основний резервуар в пробірку з дистильованою водою температурою 0оС. Меніск стовпчика ртуті повинен знаходитися в середній частині шкали, в межах розподілу від 2 до 4.

Для градуювання термометрів застосовують розчини натрій хлор з теоретичними точками замерзання -0,422 і -0,621оС і встановлюють їх точки замерзання Т1 і Т2, які застосовуються для розрахунку уточненого значення точки замерзання молока по формулі (1).

ПРОВЕДЕННЯ АНАЛІЗУ

Підготовлену пробу молока, градуйовані розчини натрій хлор або дистильовану воду наливають в пробірку до мітки і охолоджують в судині первинного охолоджування до 1--1,5оС. Пробірку з пробою і вставленим метастатичним термометром поміщають в охолоджуючу посудину з постійно підтримуваною під час випробування температурою -4оС. При падінні стовпчика термометра на 1--1,1оС нижче передбачуваної точки замерзання в пробірку з пробою отвір вводяться кристали льоду, після чого помішування припиняють на 4-5 с. Коли стовпчик ртуті почне підійматися, продовжують помішування проби протягом 25 с, а потім - на 60 с припиняють. Через 90 с після введення кристалів льоду, коли стовпчик ртуті звичайно зупиняється, пробу три рази помішують, після чого за допомогою лупи відлічують свідчення на шкалі. При цьому око спостерігача повинне знаходитися на рівні горизонтальної дотичної до меніска стовпчика ртуті так, щоб штрих шкали в точці відліку був видний прямолінійно. Після першого відліку всі операції (помішування, постукування і відлік) повторюють ще двічі через 20 с кожну. Свідчення на метастатичному термометрі відлічують за допомогою лупи з точністю 0,001оС. Різниця в свідченнях другого і третього відліків не повинна перевищувати 0,003оС. За результат свідчення термометра приймають середнє арифметичне результатів другого і третього відліків.

Різниця між свідченнями на метастатичному термометрі точок замерзання дистильованої води і градуйованих розчинів (або молока) складає точку замерзання проби.

ОБРОБКА РЕЗУЛЬТАТІВ

За результат аналізу приймають середнє арифметичне результатів двох паралельних визначень. Уточнене значення точки замерзання молока (Т) в градусах Цельсія обчислюють по формулі:

Т = (0,621 - 0,422/Т2 - Т1)*(Тм - Т1) + 0,422 (1)

де Тм - встановлена точка замерзання молока, ^оС;

Т₁ - встановлена точка замерзання розчину хлористого натрію з теоретичною точкою замерзання -0,422, ^оС;

Т₂ - встановлена точка замерзання розчину хлористого натрію з теоретичною точкою замерзання -0,621оС, ^оС.

6.3. Масову частку води в молоці (Х) у відсотках обчислюють по формулі:

Х = (Т₃ - Т/Т₃)*100

де Т - уточнене значення точки замерзання досліджуваного молока, ^оС;

Т₃ - значення точки замерзання натурального молока або точка замерзання порівняльної проби, ^оС.

В середньому точка замерзання молока підвищується від додавання в нього 1% води на 0,005^оС.[1]

За ГОСТ 25101 -82

2.2.2 Методи визначення густини молока

АРЕОМЕТРИЧНИЙ МЕТОД ВИЗНАЧЕННЯ ГУСТИНИ

Необхідні реактиви та обладнання:

Ареометри для молока типу АМ з ціною поділки шкали 0,5 кг/м³ або типу АМТ з ціною поділки шкали 1,0 кг/м³ для вимірювання густини молока цільного, підвищеної жирності, топленого, білкового, вітамінізованого, стерилізованого і знежиреного.

Підготовка до вимірювання

Густина коров'ячого молока, пастеризованого (цільного, білкового, вітамінізованого, знежиреного) і стерилізованого визначають при (20±5) оС, що заготовляється. Густина молока, що заготовляється, повинна визначатися не раніше, ніж через 2 години після доїння.Ареометри і необхідна скляна апаратура повинні бути ретельно вимиті миючими розчинами, обполоснути дистильованою або кип'яченою питною водою, а залишки вологи видалені льняною тканиною або рушником, потім вся апаратура повинна бути витриманий на повітрі до повного висихання.Пробу перемішують і обережно, щоб уникнути утворення піни, переливають по стінці в сухий циліндр, який слід тримати в злегка похилому положенні.

При виникненні розбіжностей в оцінці якості при визначенні густини молока застосовують ареометричний метод, що полягає в тому, що пробу нагрівають до (40±2) оС, витримують при цій температурі протягом (5±1) хв, потім охолоджують її до (20±2) оС і проводять вимірювання густини молока ареометрами типу АМ або АМТ.

Проведення вимірювань

Циліндр з досліджуваною пробою встановлюють на рівній горизонтальній поверхні і вимірюють температуру проби t1. Відлік значень температури проводять не раніше, ніж через 2 - 4 хв після опускання термометра в пробу.Сухий і чистий ареометр опускають поволі в досліджувану пробу, занурюючи його до тих пір, поки до передбачуваної відмітки ареометричної шкали не залишиться 3 - 4 мм, потім залишають його у вільно плаваючому стані. Ареометр не повинен торкатися стінок циліндра.Перший відлік показань густини с1 проводять візуально з шкали ареометра через 3 хв після встановлення його в нерухомому положенні. Після цього ареометр обережно підводять на висоту до рівня баласту в ньому і знову опускають, залишаючи його у вільно плаваючому стані. Після встановлення його в нерухомому стані, проводять другий відлік показань густини с2. При відліку показань густини око повинне знаходитися на рівні меніска. Відлік показань проводять по верхньому краю меніска. Потім вимірюють температуру t2 проби.Розбіжність між повторними визначеннями густини не повинна перевищувати 0,5 кг/м3.

Обробка результатів

За середнє значення температури t досліджуваної проби приймають середнє арифметичне результатів показань t₁ і t₂. За середнє значення свідчень ареометра при температурі t (с^t_cp) досліджуваної проби молока приймається середнє арифметичне результатів двох показань с₁ і с₂.

...