Хімічні, фізичні і споживчі властивості молока,його склад

Молоко - це продукт нормальної секреції молочної залози корови. З фізико-хімічної точки зору молоко є складною полідисперсною системою, в яким дисперсійним середовищем є вода, а дисперсною фазою - речовини, що знаходяться в молекулярному, колоїдному і емульсивному стані. Молочний цукор і мінеральні солі утворюють молекулярні і іонні розчини. Білки знаходяться в розчиненому і колоїдному стані, молочний жир - у вигляді емульсії.

Склад молока непостійний і залежить від породи і віку корови, умов годування і змісту, рівня продуктивності і способу доїння, періоду лактації і інших чинників. Період лактації у корів триває 10-11 місяців, протягом цього часу від корів отримують доброякісне молоко. На схемі 1.1 показано, що входить до складу молока.

Молоко

Вода 87,5%

Суха речовина 12,5 %

СЗМЗ 8,7%  

Молочний жир 3,8%  

Казеїн 2,7%

Лактоза 4,7%

Сироваткові білки 0,6%  

Мінеральні Речовини 0,7%  

Схема 1.1 Склад молока

З технологічної і економічної точки зору молоко можна розділити на воду і суху речовину, в яку входить молочний жир і сухий знежирений молочний залишок (СЗМЗ).

Найбільші коливання в хімічному складі молока відбуваються за рахунок зміни змісту води і жиру. Лактоза, мінеральні речовини і білки відрізняються постійністю. Тому за змістом СЗМЗ можна судити про натуральність молока. На таблиці 1.1 показан хімічний склад різних видів молока.

Таблиця 1.1 Хімічний склад молока

Вид молока	Вода	Білки	Жири	Лактоза	Мінеральні речовини
		всього	у тому числі
			казеїн	альбумін і глобулін
Коров'яче Козяче Овече Кобиляче	85-89 85-88 80-84 87-91	2,9-4,1 2,7-3,9 5,2-6,7 1,8-2,6	2,4-3,2 2,2-3,0 4,2-5,0 1,0-1,4	0,5-0,9 0,5-0,9 1,0-1,7 0,8-1,2	3,0-5,1 4,0-5,3 5,0-8,5 1,4-2,3	4,5-5,0 4,1-5,3 4,1-4,7 6,2-7,0	0,6-0,8 0,7-0,9 0,7-1,1 0,2-0,5

Білки молока - це високомолекулярні з'єднання, що складаються з -амінокислот, зв'язаних характерним для білків пептидним зв'язком. Білки молока ділять на дві основні групи - казеїн і сироваткові білки.

Казеїн в сухому вигляді - білий порошок без смаку і запаху. У молоці казеїн знаходиться в колоїдному розчині у вигляді розчинної кальцієвої солі. Під дією кислот, кислих солей і ферментів він згущується (коагулює) і випадає в осад. Ці властивості дозволяють виділяти загальний казеїн з молока. Після видалення казеїну в молоці залишаються сироваткові білки.

Основні сироваткові білки - альбумін і глобулін. Альбумін відноситься до простих білок, добре розчиняємий у воді. Під дією сичужного ферменту і кислот альбумін не згущується. При нагріванні до 70 °С він випадає в осад. Глобулін присутній в молоці в розчиненому стані. Він також відноситься до простих білок, згущується при нагріванні в слабокислому середовищі до температури 72 °С.

Сироваткові білки з погляду фізіології живлення більш повноцінні, чим казеїн, оскільки містять більше незамінних кислот і сірки. З інших білків найбільше значення має білок жирових кульок, який відноситься до складних білків. Ступінь засвоєння білків молока складає 96-98%.

Молочний жир в чистому вигляді є складним ефіром трьохатомного спирту гліцерину, граничних і неграничних жирних кислот. Він складається з трігліцерідов, насичених і ненасичених кислот, вільних жирних кислот і необмилюваних речовин (вітамінів, фосфатідов). У молочному жирі переважають олеїнова і пальмітинова кислоти, і на відміну від інших жирів він містить підвищену (близько 8%) кількість низькомолекулярних (летючих) жирних кислот (масляною, капроновою, каприловою, каприновою).

Молочний жир знаходиться в молоці у вигляді жирових кульок розміром від 0,5 до 10 мкм, оточених лецитиново-білковою оболонкою. Він малостійкий до дії високих температур, світлових променів, водяної пари, кисню повітря, розчинів лугів і кислот. Під впливом цих чинників він гидролізуєтся, осаліваєтся, окислюється і згіркає.

Окрім нейтральних жирів в молоці містяться жироподібні речовини: фосфатіди (фосфоліпіди) і стеріни. Основні фосфатіди - лецитин і кефалін, а стеріни - холестерин і ергостерин.

Молочний цукор (лактоза) по сучасній номенклатурі вуглеводів відноситься до класу олігосахаридів (дісахарід).

Лактоза грає важливу роль у фізіології розвитку, оскільки є практично єдиним вуглеводом, який отримує новонароджений ссавець з їжею. Цей дісахарід розщеплюється ферментом лактазою і є не тільки джерелом енергії, але і регулює кальцієвий обмін.

Лактоза існує в двох ізомерних формах, які володіють різними фізичними властивостями. Це і -форми лактози, кожна з яких може бути гідратом і ангідридовою (безводою).

Лактоза в порівнянні з сахарозою менш солодка і гірше розчиняється у воді. Особливість лактози - повільне всмоктування (засвоєння) стінками шлунку і кишечника. Потрапляючи в товстий кишечник, вона стимулює життєдіяльність бактерій, що продукують молочну кислоту, яка пригнічує розвиток гнильної мікрофлори.Засвоюваність молочного цукру складає 99%.

Мінеральні речовини (солі молока) містяться в молоці в кількості 0,7-0,8%. Велику частину складають середні і кислі солі фосфорної кислоти. З солей органічних кислот присутні головним чином солі казеїнової і лимонної кислот. Залежно від концентрації в молоці мінеральні речовини ділять на макроелементи - катіони Nа, К, Са, М мікроелементи - катіони Fe, Сu, Со, Zn РЬ, Мn і ін.

У молоці містяться всі життєво необхідні вітаміни, але деякі - і недостатніх кількостях. Зміст вітамінів залежить від сезону року, породи тварин, якості кормів, умов зберігання і обробки молока.

Жиророзчинні вітаміни А, Д, Е, К і -каротін стійкі до нагрівання і починають руйнуватися при температурі більше 120°С (вітамін А), але не стійкі до дії повітря, ультрафіолетових променів і кислот. Вітамін А додає вершковому маслу жовтий колір. Вітамін Е є антиокислювачем жирів і захищає вітамін А від окислювального руйнування.

Водорозчинні вітаміни, за винятком вітамінів С і В₁₂, стійкі до нагрівання. Вони гірше витримують нагрівання в лужному середовищі. Вітамін РР практично повністю зберігається після теплової обробки і в процесі зберігання молока. Найбільшою мірою руйнується при пастеризації і зберіганні вітамін С.

Ферменти молока утворюються в молочній залозі тварини (нативні ферменти) або виділяються мікроорганізмами. Важливу роль грають такі ферменти молока, як лактаза, фосфатаза, редуктаза, пероксидаза, ліпаза, протеаза, амілаза.

Ферменти молока можуть грати як позитивну, так і негативну роль, їх активність залежить від температури, величини рН, концентрації сухих речовин молока, кількості самого ферменту і інших чинників.

Імунні тіла (антитіла), гормони володіють бактерицидними властивостями. Вони утворюються в організмі тварини, на нетривалий час пригнічують розвиток мікроорганізмів. Час, протягом якого виявляються бактерицидні властивості молока, називається бактерицидною фазою. Тривалість її залежить від температури молока і складає при 30 °С 3 години, при 5 °С - більше доби.

Фарбувальні речовини (пігменти) мають двояку природу: тваринного і рослинного походження. Пігменти рослинного походження потрапляють в молоко з кормів (каротин, хлорофіл). Пігмент рибофлавін додає жовтий колір молоку і зеленувато-жовтий - сироватці.

Гази містяться в молоці в невеликій кількості - 50-80 мл в1 л, зокрема 50-70% вуглекислоти, 10 - кисню і 30% азоту. При тепловій обробці молока частина газів випаровується.

Вода - основна складова частина молока. Кількість її визначає фізичне полягання продукту, фізико-хімічні і біохімічні процеси в ній. Від активності води, її енергії зв'язку залежить інтенсивність біохімічних і мікробіологічних процесів, а також збереженість молочних продуктів.

Молоко характеризується наступними основними фізико-хімічними показниками: загальною (що титрує) і активною кислотністю, щільністю, в'язкістю, поверхневим натягненням, осмотичним тиском, температурою замерзання, електропровідністю, діелектричною постійною, температурою кипіння, світлопереломлюванням. По зміні фізико-хімічних властивостей можна судити про якість молока.

Титруєма кислотність, є найважливішим показником свіжості молока. Вона показує концентрацію складових частин молока, що мають кислотний характер. Вона виражається в градусах Тернера (°Т) і для свіжовидоєного молока складає 16-18 °Т. Основними компонентами молока, що обумовлюють титруєма кислотність, є кислі фосфорнокислі солі кальцію, натрію, калія, лимоннокислі солі, вуглекислота, білки. На частку білків припадає 3-4 °Т від загальної кислотності молока, що титрує. Активна кислотність (рН) визначається концентрацією водневих іонів, є одним з показників якості молока. Для свіжого молока рН знаходиться в межах 6,4-6,7, тобто молоко має слабокислу реакцію.

Щільність молока - це відношення маси молока при температурі 20 °С до маси того ж об'єму води при температурі 4 °С. Щільність збірного коров'ячого молока знаходиться в межах 1,027-1,032 г/см3. На неї впливають всі складові частини, але насамперед - білки, солі і жир.

Осмотичний тиск молока задоволений близько осмотичному тиску крові людини і складає близько 0,74 Мпа. Основну роль в створенні осмотичного тиску грають молочний цукор і деякі солі. Осмотичний тиск молока сприятливий для розвитку мікроорганізмів. Воно тісно пов'язане з температурою замерзання (кріоскопічною температурою). Температура замерзання, як і осмотичний тиск, молока у здорових корів практично не змінюється. Тому по кріоскопічній температурі можна достовірно судити про фальсифікацію (розбавленні водою) молока. Кріоскопічна температура молока нижче за нуль і складає в середньому від -0,54 до -0,55 °С.

В'язкість молока майже в 2 рази більше в'язкості води і при 20 °С складає 1,67-2,18 сП для різних видів молока. Найбільш істотний вплив на показник в'язкості роблять кількість і дисперсність молочного жиру і стан білків.

Поверхневе натягнення молока приблизне на 1/3 нижче за поверхневе натягнення води. Воно залежить перш за все від змісту жиру і білків. Білкові речовини знижують поверхневе натягнення і сприяють утворенню піни.

Оптичні властивості (світлопереломлювання) молока виражаються коефіцієнтом рефракції, який складає 1,348. Коефіцієнт світлопереломлювання залежить від змісту сухих речовин, тому по ньому контролюють СЗМЗ, зміст білка і визначають йодне число методами рефрактометрії.

Діелектрична постійна молока і молочних продуктів визначається якістю і енергією зв'язку вологи. Для води діелектрична постійна складає 81, для молочного жиру - 3,1-3,2. По діелектричній постійній контролюють вміст вологи в маслі і сухих молочних продуктах.Температура кипіння молока 100,2 °С.

Молоко піддається різним діям, але перш за все - механічній і термічній.

Механічна дія відбувається як в процесі отримання і обробки молока, так і при транспортуванні. При струшуванні, перемішуванні частково руйнується адсорбційний шар жирових кульок, унаслідок чого вони можуть об'єднуватися в зерна, грудочки масла. Відбуваються також дезагрегація казеїнових міцел і піноутворення.

Теплова обробка (нагрівання і охолоджування) є обов'язковою технологічною операцією при виробництві молочних продуктів. Для посилення бактерицидних властивостей, а отже, і збереження якості молоко відразу після видоювання необхідно охолодити до 2-4 °С. При охолоджуванні підвищується в'язкість молока, відбуваються часткова кристалізація і розшарування жирових кульок, розпадається псевдоглобулін.

Короткочасне заморожування молока - оборотний процес. При тривалому зберіганні молока в замороженому стані в результаті виморожування чистої води збільшується концентрація електролітів в незамерзлій частині, що приводить до розряду колоїдних частинок молока і випадання їх в осад (коагуляція казеїну). Після заморожування-відтавання можливі водянистість і солодкуватий смак молока як результат появи води, не пов'язаної з білками, лактозою і іншими речовинами.

Нагрівання молока приводить до глибших змін, ніж охолоджування і перемішування. При нагріванні втрачаються гази і летючі речовини. При температурі 55°С починають руйнуватися ферменти, при 70°С згущується альбумін, казеїн змінюється лише на межі зіткнення з повітрям. В результаті нагрівання розкладається лимонна кислота, кислі солі кальцію переходять в середині. Сильні зміни зазнають сироваткові білки, ферменти і частина вітамінів; і ставиться смак молока. Казеїн і істинно розчинні складові частини молока змінюються трохи.

При тривалому нагріванні і стерилізації відбувається потемніння (побуреніє) продукту, що є результатом взаємодії казеїнатів з лактозою. Що утворюються при цьому меланоїдіни - речовини комплексної природи, інтенсивність утворення яких залежить від температури і тривалості нагрівання, рН і концентрації сухих речовин.

Вплив нагрівання на вітаміни молока визначається температурою і присутністю кисню повітря. При пастеризації в пластинчастих теплообмінниках вітаміни практично не руйнуються. Сильне руйнування вітамінів відбувається при кип’ячені.

Питання для перевірки якості засвоєння знань

1. Що відносять до макроелементів?

2. Якими фізико-хімічними показниками характеризується молоко?

3. Які бувають м‘ясні напівфабрикати за способом обробки?

4. Яка галузь у харчовій промисловості вважається головною?

Питання для самостійної роботи із зазначенням літератури.

1. Смакові товари: чай, кофе, сіль та інші

Дата добавления: 2013-12-14