Основные физико-химические свойства молока

Состав и свойства молока как сырья для молочной промышленности

Молоко – биологическая жидкость, выделяемая молочной железой млекопитающих для поддержания жизни новорожденных. Оно синтезируется клетками эпителиальной ткани молочной железы. Питательные вещества, необходимые для синтеза молока поступают в железу с кровью. Составные части молока: белки, жиры, углеводы, находящиеся в легкоусвояемой форме.

В составе молока свыше 120 веществ, он непостоянен, зависит от возраста и породы коров, периода лактации, кормления животных. Основная доля приходится на воду 86-89%, 11-14%-сухой молочный остаток (СМО).

СМО – молочный жир от 3 до 4,5%, белки 2,8-3,6%, углеводы 4,7-4,9%. Среди белков от 2,5-3% казеина, 0,6-0,8-сывороточные белки. Также содержатся гормоны, ферменты, витамины.

Молоко представляет собой полидисперсную систему. Дисперсная фаза находится в ионно-молекулярном состоянии. Это лактоза и минеральные соли. Коллоидная система – белки, грубодисперсное состояние-дисперсный жир. Дисперсной средой является вода (основной компонент молока), она является диспергирующим элементом и растворителем отдельных компонентов. Она находится в свободном 83-86% и связанном от 3 до 5% состоянии. Свободная вода служит растворителем для водорастворимых компонентов (сахара, органические кислоты), замерзает при 0ºС и может быть удалена высушиванием.

Связанная вода входит в состав коллоидов, т.е. белков, на белках имеются ионизированные группировки или центры, которые взаимодействуют с водой. Образуется гидратная оболочка (белок казеин заряжен отрицательно).

Гидратная оболочка препятствует агретированию белков друг с другом. По свойствам связанная вода отличается от свободной. Она лишена подвижности, замерзает при температуре меньше 0ºС, недоступна микроорганизмам, нерастворяет лактозу и минеральные соли, её невозможно удалить при сушке. В сухом молоке 4% воды.

СМО – всё то, что остаётся при высушивании молока при 102-105ºС. Этот показатель определяется аналитическим путём.

СВ = ((4,9Ж + А)/4)+0,5, где Ж – процентное содержание жира, А-плотность молока в градусах ареометра

Молочный жир наиболее лобильная часть, поэтому часто говорят о сухом обезжиренном остатке СОМО. Молоко должно содержать не менее 8% СОМО, если меньше, значит в молоко добавлена вода.

Молочный жир – сложный эфир 3-х атомного спирта глицерина и жирных кислот. В молоке их более 60, причём много непредельных жирных кислот. Находятся в виде мельчайших жировых шариков от 2 до 5 мкм. Они окружены липопротеиновыми и гидратными оболочками. Модель Кинга – липопротеиновая оболочка (белки имеют заряд) и вокруг них образуется гидратная оболочка, модель стабильна, шарики не слипаются. В 1 мл молока находятся 4 млрд. шариков. В парном молоке жир находится в жидком состоянии, затем переходит в кристаллическое состояние под воздействием света, воздуха, тепла – изменение жира (гидролиз, осаливание, прогоркание –окисление жирных кислот).

Белки-высокомолекулярные соединения, более 80% их составляет казеин и 20% - сывороточные белки. Они отличаются качественным количественным составом. Сывороточные белки содержат больше незаменимых аминокислот, они более полноценны. При рН 4,6-4,7 происходит разделение белков – казеин выпадает в осадок, а сыворотные остаются на поверхности.

Казеин – фосфопротеид, он содержит фосфорную кислоту, присоединённую эфирной связью к остатку серина. Казеин в молоке находится в виде казеинаткальцийфосфатного комплекса ККФК, между фосфатом кальция и казеином есть связь. ККФК образует мицеллу, где несколько молекул казеина соединяются между собой кальциевыми мостиками.

Молекулярная масса казеина 20-25 тыс. Да. Казеин в молоке встречается в виде фракций альфа, бета и каппа. Этот белок свёртывается под действием сычужного фермента, кроме каппа фракции или под действием кислот. Поэтому доля каппа фракций не должна превышать 10 % в казеине. Изоэлектрическая точка казеина 4,6-4,7, при этом он выпадает в осадок. Эти свойства используют при производстве кисломолочных напитков и продуктов.

При повышении температуры (в том числе кипячении) казеин не изменяется. При созревании сыров на казеин действуют протеолитические ферменты и он распадается.

Сывороточные белки (альбумины, глобулины) не осаждаются под действием кислот и сычужного фермента, но осаждаются при нагревании.

Альбумин находится в виде альфа-лакто-альбумина, растворяется в воде, при нагревании молока до 70-75ºС выпадает в осадок в виде хлопьев белого цвета.

Глобулины-бетаглобулины, устойчивее альбумина, при нагревании слегка подкисленного молока до 80ºС выпадают в осадок.

Углеводы. Основной углевод – лактоза-дисахарид, состоящий из глюкозы и галактозы, присутствует только в молоке, находится в 2-х формах – альфа и бета, которые могут переходит друг в друга. При растворении сухой лактозы в воде альфа форма даёт насыщенный раствор и она может ещё растворяться, так как переходит в более растворимую бета форму. Переход продолжается до наступления состояния равновесия между ними. Лактоза менее сладкая, чем сахароза, её гидролиз протекает медленно, распадается под действием лактазы и бета-галактозидазы.

При гидролизе образуется более сладкий глюкозо-галактозный сироп. МКБ, используемые для получения ферментированных молочных продуктов используют её в качестве питательного вещества и образуют из неё молочную кислоту путём брожения. В желудке человека есть лактаза, однако у некоторых людей она отсутствует.

Минеральные соли. Содержатся как органические так и неорганические, есть кислые и основные. Соли могут быть в растворимом и коллоидном (соли фосфорной кислоты) состоянии. В растворимом состоянии соли определяют термостабильность молока. При тепловой обработке должно быть равновесие между солями лимонной кислоты (цитратами) и фосфатными. Его нарушение приводит к свёртыванию молока при тепловой обработке. При отсутствии солей кальция молоко не свёртывается сычужным ферментом.

Витамины А, Р, С, около 30% разрушаются до доставки молока на заводы, 70% водорастворимых витаминов разрушаются при тепловой обработке, остаются только жирорастворимые.

Основные физико-химические свойства молока

Плотность – отношение массы молока к его объёму при температуре 20ºС. Плотность молока 1027 – 1030 кг/м³ в градусах ареометра 27 - 30ºА. Плотность обусловлена основными составными частями СМО. Чем больше СМО, тем плотность больше, но молочный жир снижает плотность.

Температура кипения молока 100,2ºС

Температура замерзания молока – 0,54ºС

Титруемая кислотность молока обусловлена в кисломолочных продуктах в основном молочной кислотой, в парном молоке она отсутствует. Кислотность молока 16-18ºТ. Она обусловлена наличием кислых белков (казеин) и солей. Активная кислотность (рН) свежего молока 6,6-6,8 рН, при хранении молока титруемая кислотность возрастает и при кислотности 21ºТ начинается коагуляция казеина.

Фальсификация молока– всякое преднамеренное изменение физико-химических свойств и состава молока, различают:

- его разбавление водой;

- добавление обезжиренного молока и воды (двойная фальсификация)

- добавление нейтрализующих веществ (аммиак, сода)

- добавление консервирующих веществ (формалин, перекись)

Чаще всего фальсификация происходит водой, нарушаются физико-химические свойства молока, обычно фальсификацию устанавливают по плотности, т.е на каждые 10% добавленной воды плотность снижается на 0,003 г/см³. Более точно определяют по точке замерзания с помощью криоскопов.

При двойной фальсификации плотность не изменяется, поэтому определяют по жирности. Базис жирности молока составляет 3,4 (В России), если молоко разбавлено водой, то жирность уменьшается.

Добавление нейтрализующих веществ проводят чтобы снизить кислотность молока (поэтому можно добавить аммиак, соду для снижения титруемой кислотности). Так как в молоке кроме МКБ есть другие опасные для человека микробы при повышенной кислотности их рост замедляется и они не размножаются. Если нейтрализовать молоко – они сильно развиваются и молоко может стать токсичным.

Добавление консервирующих веществ. При этом молоко нельзя использовать на выработку кисломолочных продуктов. Микроорганизмы не развиваются.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: