(Дисципліна: Ветеринарна стандартизація і сертифікація)
ВИМОГИ НАЦІОНАЛЬНОГО СТАНДАРТУ До МОЛОКУ І ПЕРЕРОБКИ МОЛОКА
13.1. Фізико-хімічні властивості молока
Фізико-хімічні і біологічні властивості молока є основними показниками стандартизації молока і молочних продуктів. Вони обумовлюються концентрацією і ступенем дисперсності його складових компонентів. Їх можна розділити на властивості, на які істотно впливають частки всіх дисперсних фаз і властивості, що залежать від істинно розчинних складових компонентів молока. Дисперсні фази молока впливають на щільність, кислотність, окислювально-відновний потенціал. В'язкість і поверхневий натяг визначаються складовими компонентами молока, що знаходяться в емульгованому і колоїдному станах. Складові компоненти молока у вигляді молекулярної та іонної дисперсії обумовлюють осмотичнийтиск, електропровідність, температуру замерзання.
Фізико-хімічні властивості все більше використовуються для оцінки якості молока. Знання цих величин необхідно для створення сучасного обладнання, приладів для контролю складу і властивостей молока.
Щільність - це відношення маси речовини (в даному випадку маємо на увазі молока при 20 ° С) до займаного ним об'єму г / см 3.
В'язкість - це властивість середовища чинити опір відносному зсуву її шарів. За одиницю зміни динамічної в'язкості в Міжнародній системі одиниць прийнята паскаль-секунда секунда (Па / с).
В'язкість молока можна уявити як суму в'язкості води і збільшень в'язкості від дисперсної фази (білки, жири вуглеводи) і структурних зв'язків
Структурна складова в'язкості зникає при температурі понад 34 ° С в зв'язку з плавленням молочного жиру і інтенсивним тепловим рухом самих елементів структури.
На в'язкість молока впливають емульговані і колоїдно розчинні частки, зокрема, жиру, казеїну, а також наявність агломератів жирових кульок, стану казеїну (гідратація, величина мицелл), сироваткових білків, режим і спосіб обробки молока. В'язкість гомогенізоване молока вище, ніж негомогенізірованного. Це обумовлено збільшенням загальної площі поверхні жирової фази і адсорбцією білків на оболонках жирових кульок.
В середньому при 20 ° С в'язкість сироватки становить 0,0012 Па / с, знежиреного молока - 0,0015, цільного молока - 0,0018. В'язкість цільного молока може змінюватися від 0,0013 до 0,0022 Па. с. В'язкість молока залежить від температури. При 5 ° С - 2,96. 10 3, 15 ° С - 2,1; 20 ° С - 1,79; 30 ° С - 1,33; 40 ° С - 1,04; 50 ° С - 0,85; 60 ° С - 0,71; 70 ° С - 0,62. 10 3
Показник заломлення світла - це зміна його напрямку при проходженні через кордон розділу двох середовищ. Показник заломлення характеризується відношенням синуса кута падіння світлового променя до синуса кута заломлення світлового променя. Його величина залежить від температури середовища і довжини хвилі.
Показник заломлення води дорівнює 1,33299, коров'ячого молока - 1,3440-1,3485, сироватки - 1,34199-1,34275.
На підставі різниці показника заломлення променя світла, що проходить через молоко, розроблені методи визначення білка, жиру, мінеральних речовин.
Осмотичний тиск і температура замерзання. Осмотичний тиск - це надлишковий гідростатичний тиск молока, що перешкоджає дифузії води через напівпроникну перегородку (мембрану).
Температура замерзання - це температура, при якій молоко переходить з рідкого стану в тверде або навпаки.
Обидві характеристики взаємопов'язані і залежать в основному від концентрації лактози і розчинених солей. На осмотичний тиск і температуру замерзання впливають лише речовини, що знаходяться в молоці у вигляді істинного розчину, інші речовини, наприклад жир, не впливають на ці характеристики. Чи не впливає на них і білок внаслідок низької молярної концентрації (молярна концентрація білка в молоці в 250 разів нижче молярної концентрації лактози).
Температура замерзання молока з нормальним хімічним складом є сталою і в середньому дорівнює -0,55 ° С. Відхилення цієї величини можливо при зміні хімічного складу молока (-0,525 - -0,565)
Температура замерзання істотно залежить від кислотності молока. При підвищенні кислотності з кожної молекули молочного цукру виходить 4 молекули молочної кислоти, тобто молярна концентрація розчину підвищується, що призводить до зниження його замерзання. Зниження кислотності молока шляхом внесення в нього хімічних реагентів не змінює температуру його замерзання, так як концентрація електролітів при цьому не змінюється.
Молозиво має точку замерзання від -0,570 до -0,580. При захворюванні корів точка замерзання 0,8-0,9 ° С Точка кипіння 100,2-100,5 ° С.
Помітно підвищується температура замерзання молока при розведенні його водою. В середньому при додаванні в молоко 1% води температура замерзання змінюється на 0,005 ° С. Кількість води, доданої в молоко, визначають за такою формулою:
де - різниця між середньою і істинної температурами замерзання молока, ° С, Т - середня температура замерзання молока, К.
В деякій мірі температура замерзання молока залежить від застосовуваної технології. Це обумовлено як зміною сольового складу молока при його пастеризації, так і попаданням в нього води, що залишається на поверхні технологічного обладнання та тари після миття.
При правильному веденні процесів пастеризації молока і миття обладнання вплив технологічної обробки молока на температуру його замерзання не велика (межа коливань становить близько 0,001-0,005 ° С)
Сезонні зміни температури замерзання молока пов'язані в основному з кормовим раціоном. При низькому вмісті легкозасвоюваних вуглеводів в кормі температура замерзання молока підвищується, то ж е спостерігається при недостатньому або рясному годуванні корів зерновими культурами.
Температура замерзання молока підвищується при збільшенні температури повітря в приміщенні, де утримують корів, і знижується при її зменшенні.
Температура замерзання молока залежить також від породи корів, стану пасовищ і інших факторів, що впливають на хімічний склад молока.
Поверхневий натяг молока на кордоні контакту з повітрям обумовлено тим, що молекули, що знаходяться на межі розділу двох фаз газ-рідина, відчувають тяжіння з боку рідини і дуже мале притягання з боку газової фази. Одиницею вимірювання поверхневого натягу в Міжнародній системі одиниць є ньютон на метр (Н / м -1). Поверхневий натяг води при 20 ° С дорівнює 0,0727 Н / м -1. молока - 0,0439 Н / м -1. Більш низький поверхневий натяг молока пояснюється наявності в ньому таких поверхнево-активних речовин, як білки і фосфоліпіди. Поверхневий натяг молока постійно і, воно залежить насамперед від хімічного складу молока, його температури, тривалості зберігання та ряду інших факторів. Поверхневий натяг Свежевидоенное молока дещо більше, ніж після його зберігання. Це пояснюється зміною колоїдного стану білків. Поверхневий натяг має велике значення. Зокрема, концентрування ліпопротеїдів навколо жирових кульок і їх міцний зв'язок з жиром ускладнює утворення структури масла. Піноутворення в апаратах при сушінні, згущення молока та інших технологічних процесах в якійсь мірі обумовлено поверхневими явищами.
Температуропроводності визначає швидкість зміни (вирівнювання) температури продукту в нестаціонарних процесах. Чим вище значення температуропровідності, тим швидше відбувається нагрівання або охолодження продукту.
Електричні властивості. Молоко має здатність проводити електрику. Електрична провідність молока обумовлена в основному концентрацією і активністю іонів водню, калію, натрію, кальцію, магнію, хлору та ін.
Молекули молочного цукру не розпадаються на іони і не проводять електричний струм. Частинки казеїну та інших білків молока мають електричний заряд, тому повинні були б проводити електричний струм. Однак через великих розмірів частинки білка володіють незначною рухливістю, отже, електрична провідність знижується. Жирові кульки перешкоджають руху іонів, тому електрична провідність молока зі збільшенням жиру зменшується. Провідність цільного молока нижче, ніж знежиреного, приблизно на 10%.
Мінеральні солі сприяють електропровідності молока. Електрична провідність молока змінюється протягом лактації. Молозиво має низьку провідність. В кінці лактації - підвищується. З підвищенням температури молока електрична провідність підвищується.
Щільність - в Міжнародній системі одиниць (СІ) за одиницю щільності прийнятий кілограм на кубічний метр (кг / м 3 або г / см 3). Щільність молока залежить від щільності його компонентів (табл.) І змінюється від 1015 до 1 033 кг / см 3.
Щільність в кг / м 3 компонентів молока.
Білки, вуглеводи і мінеральні речовини підвищують, а жир знижує щільність молока.
Так щільність води при 4 ° С і 760 мм рт.столба становить 1,000000 г / мл -1. Так як обсяг рідини змінюється вже при незначних коливаннях температури, то щільність молока залежить від температури, і вона завжди приводиться до 20 ° С. Щільність молока визначають при температурі в межах від 15 ° С до 25 ° С. Якщо температура вище або нижче 20 °, то вводять поправку на температуру, для чого користуються такими розрахунками. На кожен градус відхилення від температури 20 ° С беруть поправку + 0,2 ° ареометра, при температурі нижче 20 ° поправку беруть зі знаком мінус на 0,2 ° ареометра. Розбіжності між повторними визначеннями щільності молока в одній і тій же пробі повинно бути не більше 0,5 ° А.
Показник щільності використовується для перерахунку молока, вираженого в кілограмах, в літри і навпаки. Перерахунок роблять за спеціальними таблицями. Якщо немає таблиць, то для перерахунку користуються показником середньої щільності молока, або фактичної щільністю перераховується молока. Літри переводять в кілограми шляхом множення кількості молока на щільність, а кілограми в літри - діленням кількості молока на щільність.
90 кг перевести в літри. Щільність його дорівнює 1,030.
95 л молока перевести в кілограми:
95 х 1,30 = 97,85 кг.
Кислотність. Кислотність молока висловлюють в одиницях титруемой кислотності (в градусах Тернера) і величиною рН при 20 ° С.
Титрована кислотність. Титрована кислотність за ДСТУ є критерієм оцінки якості заготовляється молока. Титруєму кислотність молока і молочних продуктів, крім масла, висловлюють в умовних одиницях - градусах Тернера (° Т).
Під градусами Тернера розуміють кількість мілілітрів 0,1 н. розчину їдкого натру (калію), необхідного для нейтралізації 100 мл (100 г), розведеного вдвічі дистильованою водою (10 мл молока + 20 мл дистильованої води).
Британським стандартом передбачається брати 10 мл не розбавленого водою молока, 1 мл 0,5% -ного спиртового розчину фенолфталеїну і титрувати 1/9 н. розчином NaOH. У стандарті США вказується, що для титрування треба брати 20 мл молока, додавати 40 мл води, 2 мл 1% -ного спиртового розчину фенолфталеїну і титрувати 1/10 н. розчином NaOH.
Кислотність Свежевидоенное молока становить 16-18 ° Т. Вона обумовлюється кислими солями - дигідрофосфат і дігідроцітратамі (близько 9-13 ° Т), білками - казеїном і сироватковими білками (4-6 ° Т), вуглекислотою, кислотами (молочної, лимонної, аскорбінової, вільними жирними і ін.) І іншими компонентами молока (в сумі вони дають 1-3 ° Т).
При зберіганні сирого молока титруемая кислотність підвищується в міру розвитку в ньому мікроорганізмів, сбраживающих молочний цукор з утворенням молочної кислоти. Підвищення кислотності викликає небажані зміни властивостей молока, наприклад, зниження стійкості білків до нагрівання. Тому молоко з кислотністю 21 ° Т приймають як несортовое, а молоко кислотністю вище 22 ° Т заборонено здавати на молочні заводи, так як при нагріванні молока кислотністю 25-27 ° Т воно згортається.
Знання кислотного характеру молока і його змін має велике значення для оцінки якості і вибору напрямку використання молока і виробляються з нього продуктів.
Першим кількісним методом вимірювання концентрації кислих складових частин в молоці був використаний Сокслет і Хенкелем 1884 року - метод визначення кислотності. Результати його в даний час називають числом Сокслета-Хенкеля, або кислотним числом.
Визначення кислотного числа засноване на титрування кислот лугами.
1 / AppData / Local / Temp / msohtmlclip1 / 01 / clip_image001.gif "/> Біохімічні зміни в молоці призводять до підвищення вмісту в ньому кислоти. Молочнокислі бактерії перетворюють лактозу в молочну кислоту C 12 H 22 0 II + H 2 O 4 CH ( OH) COOH.
Однак кислий характер молока обумовлюють тільки іони водню, які утворюються в результаті електролітичноїдисоціації містяться в молоці кислот і кислих солей. Так як значення активності іонів водню було виявлено значно пізніше, кислотне дію приписували молекулам молочної кислоти.
В даний час в літературі по молочної промисловості концентрацію складових частин, що мають кислотний характер, називають потенційної або титруемой кислотністю, фактичну активність іонів водню - активної кислотністю.
Активність іонів водню в молоці залишається приблизно постійною внаслідок зв'язку її з рівновагою дисоціації присутніх в молоці буферних речовин.
Титрування молока їдким натром, поряд з молочною кислотою, нейтралізуються гідрофосфат і кислотні групи казеїну, тому на практиці відмовилися від встановлення кількості молочної кислоти, яка все одно дуже важко піддається визначенню, а знаходять загальну тіруемую кислотність, вимірюючи кількість лугу певної концентрації, яке йде на нейтралізацію кислих складових частин в даній кількості молока.
У різних країнах визначають титруєму кислотність не по єдиній методиці. Поряд з методом Сокслета-Хенкеля, застосовують методи Тернера (титрування 0,1 н. Розчину NaOH) і Дорніка (титрування 1/9 н. NaOH). Вибір концентрації лугу порядку 1/9 н. р-ра робить можливим простий перерахунок на вільну молочну кислоту, так як 1 ° Д відповідає 0,01% молочної кислоти. Між результатами різних методів існує певний зв'язок: 1 SH одиниця = 2,25 °, Д = 2,5 ° Т.
Визначення титруемой кислотності служить, перш за все, для встановлення зростання кислотності в результаті обміну молочнокислих бактерій. Незабаром емпіричним шляхом з'ясували зв'язок між потенційною кислотністю і певними властивостями молока і виробляються з нього молочних продуктів. Число Тернера або ін. Дозволяє робити висновки щодо якості сирого молока. На підставі цього, число Тернера, стали використовувати як показник якості молочних продуктів і фактор управління виробничим процесом.
Під час переробки кислого молока з підвищеними градусами Тернера виникає чимало труднощів, головним чином при нагріванні, тому ГОСТом встановлено, що молочні підприємства повинні приймати молоко з кислотністю 16-18 ° Т - 1 сорт; 16-20 ° Т - 2 сорт; 21-22 ° Т - несортовое; молоко, що має 25-27 ° Т згортається при нагріванні. Понад 22 ° Т - не приймається молочними заводами.
Кислотність молока і кисломолочних продуктів