Химические свойства молока

Кислотность. Кислотность молока выражают в единицах титруемой кислотности (в градусах Тернера) и величиной рН при 20°С.

Титруемая кислотность. Титруемая кислотность по ГОСТУ является критерием оценки качества заготовляемого молока. Титруемую кислотность молока и молочных продуктов, кроме масла, выражают в условных единицах – градусах Тернера (°Т).

Под градусами Тернера понимают количество миллилитров 0,1 н. раствора едкого натра (калия), необходимого для нейтрализации 100 мл (100 г), разбавленного вдвое дистиллированной водой (10 мл молока + 20 мл дистиллированной воды).

Британским стандартом предусматривается брать 10 мл не разбавленного водой молока, 1 мл 0,5%-ного спиртового раствора фенолфталеина и титровать 1/9 н. раствором NaOH. В стандарте США указывается, что для титрования надо брать 20 мл молока, добавлять 40 мл воды, 2 мл 1%-ного спиртового раствора фенолфталеина и титровать 1/10 н. раствором NaOH.

Кислотность свежевыдоенного молока составляет 16-18°Т. Она обуславливается кислыми солями – дигидрофосфатами и дигидроцитратами (около 9-13°Т), белками – казеином и сывороточными белками (4-6°Т), углекислотой, кислотами (молочной, лимонной, аскорбиновой, свободными жирными и др.) и другими компонентами молока (в сумме они дают 1-3°Т).

При хранении сырого молока титруемая кислотность повышается по мере развития в нем микроорганизмов, сбраживающих молочный сахар с образованием молочной кислоты. Повышение кислотности вызывает нежелательные изменения свойств молока, например, снижение устойчивости белков к нагреванию. Поэтому молоко с кислотностью 21°Т принимают как несортовое, а молоко кислотностью выше 22°Т не подлежит сдаче на молочные заводы, так как при нагревании молока кислотностью 25-27°Т оно свертывается.

Знание кислотного характера молока и его изменений имеет большое значение для оценки качества и выбора направления использования молока и вырабатываемых из него продуктов.

Первым количественным методом измерения концентрации кислых составных частей в молоке был использованный Сокслетом и Хенкелем в 1884 г. – метод определения кислотности. Результаты его в настоящее время называют числом Сокслета-Хенкеля, или кислотным числом.

Определение кислотного числа основано на титровании кислот щелочами.

Биохимические изменения в молоке приводят к повышению содержания в нем кислоты. Молочнокислые бактерии превращают лактозу в молочную кислоту C₁₂H₂₂0_II + H₂O 4CH(OH)COOH.

Однако кислый характер молока обуславливают только ионы водорода, которые образуются в результате электролитической диссоциации содержащихся в молоке кислот и кислых солей. Так как значение активности ионов водорода было обнаружено значительно позднее, кислотное действие приписывали молекулам молочной кислоты.

В настоящее время в литературе по молочной промышленности концентрацию составных частей, имеющих кислотный характер, называют потенциальной или титруемой кислотностью, фактическую активность ионов водорода – активной кислотностью.

Активность ионов водорода в молоке остается примерно постоянной вследствие связи ее с равновесием диссоциации присутствующих в молоке буферных веществ.

Титрование молока едким натром, наряду с молочной кислотой, нейтрализуются гидрофосфаты и кислотные группы казеина, поэтому на практике отказались от установления количества молочной кислоты, которое все равно очень трудно поддается определению, а находят общую тируемую кислотность, измеряя количество щелочи определенной концентрации, которое идет на нейтрализацию кислых составных частей в данном количестве молока.

В разных странах определяют титруемую кислотность не по единой методике. Наряду с методом Сокслета-Хенкеля, применяют методы Тернера (титрование 0,1 н. р-ра NaOH) и Дорника (титрование 1/9 н. NaOH). Выбор концентрации щелочи порядка 1/9 н. р-ра делает возможным простой пересчет на свободную молочную кислоту, так как 1°Д соответствует 0,01% молочной кислоты. Между результатами различных методов существует определенная связь: 1 SH единица=2,25°, Д=2,5°Т.

align="JUSTIFY">Определение титруемой кислотности служит, прежде всего, для установления роста кислотности в результате обмена молочнокислых бактерий. Вскоре эмпирическим путем выяснили связь между потенциальной кислотностью и определенными свойствами молока и вырабатываемых из него молочных продуктов. Число Тернера или др. позволяет делать выводы относительно качества сырого молока. На основании этого, число Тернера, стали использовать как показатель качества молочных продуктов и фактор управления производственным процессом.

Во время переработки кислого молока с повышенными градусами Тернера возникает ряд затруднений, главным образом при нагревании, поэтому ГОСТом установлено, что молочные предприятия должны принимать молоко с кислотностью 16-18°Т – 1 сорт; 16-20°Т – 2 сорт; 21-22 °Т – несортовое; молоко, имеющее 25-27°Т свертывается при нагревании. Свыше 22°Т – не принимается молочными заводами.

Кислотность молока отдельных животных может изменяться в довольно широких пределах. Она зависит от состояния обмена веществ в организме животных, который определяется кормовыми рационами, породой, возрастом, физиологическим состоянием, индивидуальными особенностями животного и т.д. Особенно сильно изменяется кислотность молока в течение лактационного периода и при заболевании животных.

Так, в первые дни после отела кислотность молока повышена за счет большого содержания белков и солей, затем, через определенное время (40-45 дней), она снижается до физиологической нормы. Молоко перед концом лактации коров имеет пониженную кислотность.

При заболевании животных кислотность молока, как правило, снижается. Особенно резко она изменяется у животных, больных маститом.

Хотя титруемая кислотность является критерием оценки свежести и натуральности молока, следует помнить, что молоко может иметь повышенную (до 26°Т) или пониженную (менее 16°Т) кислотность, но тем не менее его нельзя считать недоброкачественным или фальсифицированным, так как оно термостойко и выдерживает кипячение или дает отрицательную реакцию на наличие соды, аммиака и примеси ингибирующих веществ. Отклонение естественной (нативной) кислотности молока от физиологической нормы в этом случае связано с нарушением рационов кормления. Такое молоко принимается как сортовое на основании показаний стойловой пробы, подтверждающей его натуральность. Более точно кислотность молока можно контролировать, используя рН-метод.

Наблюдаемое повышение (до 23-26°Т) кислотности молока, полученного от отдельных животных и даже целого стада, является следствием серьезного нарушения минерального обмена в организме животных. Оно обусловлено, как правило, недостаточным количеством солей кальция в кормах. Такие случаи возникают при скармливании животным больших количеств кислых кормов (зеленой массы злаков, кукурузы, кукурузного силоса, свекловичного жома, барды) бедных солями кальция. Свежее молоко с повышенной естественной кислотностью пригодно для производства кисломолочных продуктов, сыра и масла.

Понижение кислотности молока в основном обусловлено повышенным содержанием мочевины, что может быть вызвано избыточным потреблениям белков с зеленым кормом, использованием значительных количеств азотных добавок в рационе животных или азотных удобрений на пастбищах. Молоко с пониженной кислотностью нецелесообразно перерабатывать в сыры – оно медленно свертывается сычужным ферментом, а образующийся сгусток плохо обрабатывается.

Активная кислотность (рН).

Активная кислотность выражается величиной рН. Она характеризует концентрацию свободных водородных ионов (активность) в молоке и числено равна отрицательному десятичному логарифму концентрации водородных ионов (H⁺), выраженной в моль на 1 л.

Величина рН цельного молока составляет в среднем 6,7-6,5 и колеблется в пределах от 6,3 до 6,9, что свидетельствует о слабокислой реакции молока.

Так как в действующих ГОСТах и технологических инструкциях кислотность выражается в единицах титруемой кислотности, для сопоставления с ними показаний рН для молока и основных кисломолочных продуктов имеются установленные усредненные соотношения.

Между активной и титруемой кислотностью нет полного соответствия, так как титруемая кислотность указывает не на содержание в молоке каких-либо щелочей, а на перемещение рН с 6,3 до 8,2-8,5. Это устанавливают по появлению красной окраски фенолфталеина, вносимого в молоко. Свежевыдоенное молоко может иметь высокую титруемую кислотность, но малую активную, и наоборот. При повышении титруемой кислотности в результате образования кислоты при развитии микроорганизмов показатель рН некоторое время не изменяется по причине буферных свойств молока, характеризующихся наличием в нем белков, фосфатов, нитритов. Если вместо кислоты добавить в молоко некоторое количество щелочи, то показатель рН не изменится, а титруемая кислотность изменится. Только при нейтрализации кислотных и амидных групп аминокислот белков наступает резкое изменение активной кислотности.

Показатель рН имеет большое значение, так как от него зависят стабильность полидисперсной системы молока, условия роста микрофлоры и ее влияние на процессы созревания сыра, быстрота образования компонентов, от которых зависят вкус и запах молочных продуктов, термо-устойчивость белков молока, активность ферментов. По величине рН оценивается качество сырого молока и молочных продуктов.

Кислотная диссоциация белков незначительна, поэтому концентрация ионов водорода остается постоянной, в то время как титруемая кислотность повышается, так как при ее определении в реакцию со щелочью вступают как активные, так и связанные ионы водорода.

Буферная емкость. Наличие буферных систем в биологических жидкостях имеет большое значение – это своего рода защита живого организма от возможно резкого изменения рН, которое может неблагоприятно или губительно повлиять на него.

Буферные растворы, или буферные системы, бывают кислотные и основные. Первые бывают при растворении в воде слабых кислот и их солей, образованных сильными основаниями, а вторые состоят из слабых оснований и их солей, образованных сильными кислотами. В молоке имеется ряд буферных систем – белковая, фосфатная, цитратная, бикарбоновая и т.д. Например, бикарбонатный буфер, состоящий из угольной кислоты (H₂CO₃) и соли этой кислоты – бикарбоната натрия NaHCO₃. Буферная способность белков молока объясняется наличием аминных и карбоксильных групп.

Изменение рН молока при добавлении к нему кислоты или щелочи произойдет в том случае, если будет превышена буферная емкость системы молока. Под буферной емкостью молока понимают количество кислоты или щелочи, которое необходимо добавить к 100 мл молока, чтобы изменить величину рН на единицу. Максимальная буферная емкость молока находится при рН 4,5-6,5. Низкая буферная емкость при рН 8,3.

Буферная емкость имеет большое значение в молочной промышленности, Так, молочнокислые бактерии чувствительны к низким значениям рН среды. Минимальное значение рН для развития термофильных молочнокислых палочек составляет 3,5-4,25, для стрептококков – 4,75. рН среды также влияет на характер образующихся продуктов брожения, в том числе у ароматобразующих бактерий – на выход диацетила.

Бактерицидные свойства молока. Свойство молока не давать возможности развиваться попавшим в него бактериям называется бактерицидным, а продолжительность действия этих свойств – бактерицидной фазой. Это обусловлено наличием в молоке различных защитных веществ (антибактериальных факторов), вырабатываемых организмом животного и поступающих из крови в молочную железу.

К антибактериальным факторам молозива и молока млекопитающих относятся иммуноглобулины (антитела), лейкоциты, лизоцим, лактоферрин, система лактопероксидаза-тиоциана –H₂O₂ и некоторые другие компоненты. Их количество зависит от вида, индивидуальных особенностей, физиологического состояния животных, стадии лактации и других фактор, Так, особенно высокой антибактериальной активностью обладает молозиво, которое защищает организм новорожденного от внедрения бактерий других чужеродных клеток и токсинов, а также способствует выработке им иммунитета.

Иммуноглобулины. Иммуноглобулины молозива (молока) большинства млекопитающих имеют большое значение для невосприимчивости их детенышей к инфекционным болезням. Так, новорожденные телята (ягнята, поросята) фактически лишены защиты от микроорганизмов, так как в отличие от плаценты человека их плацента непроницаема для антител крови матери. В первые дни после рождения они получают антитела в виде иммуноглобулинов молозива, которые в неизменном виде могут проходить через стенки их кишечника в кровь.

Состав иммуноглобулинов молозива различных млекопитающих неодинаков. В молозиве жвачных преобладают иммуноглобулины класса G, в молозиве человека – иммуноглобулины класса А.

Лейкоциты. Защитная функция лейкоцитов заключается, как известно, в их способности к фагоцитозу бактерий, и других клеток. Высокой фагоцитарной активностью обладают макрофаги, или моноциты, нейтрофилы и лимфоциты.

Лейкоциты наряду с другими соматическими клетками (греч. – тело) всегда содержатся в молоке. Нормальное молоко, полученное от здоровых животных, содержит в 1 мл 100-300 тыс. соматических клеток. Из них 80-90% приходится на эпителиальные клетки, около 8% – на гранулоциты и лимфоциты, а 1% на моноциты (Б.Рейтер).

Количество соматических клеток, в том числе лейкоцитов, увеличивается в молоке в начале и конце лактации, а также при заболеваниях животных (мастит, лейкоз и др.).

Так, при мастите количество соматических клеток повышается до 1-10 млн. в 1 мл, причем большая часть клеток (около 95%) представлена лейкоцитами-нейтрофилами.

Лизоцим (фермент мурамидаза). Он содержится в качестве защитного агента в выделениях организма – молоке, слюне, кишечном соке, а также в лейкоцитах. Лизоцим обладает свойством не только задерживать рост, но и растворять бактерии путем расщепления полисахаридных цепей их клеточных стенок. Лизоцим молозива является важным фактором неспецифического иммунитета. Он вызывает лизис многих грамположительных и грамотрицательных бактерий. Количество лизоцима в молозиве в 30 раз больше, чем в сыворотке крови.

Коровье молоко содержит лизоцима во много раз меньше, чем женское и его бактерицидная активность в 10 раз ниже.

Лактоферин. Он относится к железосвязывающим белкам, находящимся в крови и обеспечивающим транспорт Fe³⁺. Лактоферин молока обладает бактериостатическим действием по отношению к E.coli и другим бактериям, так как связывает ионы железа и делает их недоступными для бактериальных клеток.

Коровье молоко содержит лактоферина мало, в молозиве его больше. Система лактопероксидаза-тиоцианат-H₂O₂. Данная система обладает бактерицидным и бактериостатическим действием по отношению к E.coli, сальмонеллам и др.

Чтобы ограничить или приостановить размножение бактерий, сырое молоко на фермах рекомендуется очищать и сразу охлаждать до температуры 8-1 °С (продолжительность хранения 6-12 ч); до температуры не выше 8-6°С (12-18 ч); до 6-4°С (18-24 ч); летом молоко следует охлаждать до температуры не выше 6-8°С, а зимой – до 8-10°С. При нагревании молока до 70°С и более бактерицидные вещества разрушаются.

Дата добавления: 2015-06-26