СПРАВОЧНИК ТЕХНОЛОГА МОЛОЧНОГО ПРОИЗВОДСТВА

СПРАВОЧНИК ТЕХНОЛОГА МОЛОЧНОГО ПРОИЗВОДСТВА

Степанова Л. И.

Молоко — это биологическая жидкость, выделяемая молочной железой млекопитающих и предназначенная для поддержания жизни и роста новорож­денного. Молоко синтезируется клетками эпителиальной ткани молочной же­лезы из питательных веществ, поступающих в молочную железу с кровью.

Дисперспый состав молока

С точки зрения коллоидной химии, молоко представляет собой полидис­персную систему. Дисперсные фазы молока находятся в ионно-молекулярном (минеральные соли, лактоза), коллоидном (белки, фосфат кальция) и грубодис- персном (жир) состоянии. Водная фаза молока является дисперсной средой (табл. 1).

Таблица 1

Компонент молока

Размер молекулы или частицы, нм

Объем, занимаемый молекулой или частицей компонента, %

Вода

150—200

90,10

Жир

200—10000 ■

4,20

Казенн

40-300

2,30

А-Лактоглобулин

5—20

0,30

Р-Лактоглобулин

25—50

0,08

Молочный сахар

1,0—1,5

3,02

Сырьем в молочной промышленности являются цельное молоко и его от­дельные компоненты, в частности, жир, белок, казеин, лактоза. Различают ис­тинные компоненты молока, которые синтезируются в процессе обмена ве­ществ при секреции молока, и неистинные (посторонние, чужеродные) — анти­биотики, гербициды, инсектициды, радиоизотопы и др.

При переработке молока происходят некоторые изменения состава и свойств составляющих его компонентов. Поэтому в процессе производства не­обходимо учитывать количество отдельных компонентов молока, а также ха­рактер их изменений под воздействием технологических факторов.

В зависимости от назначения молоко оценивают по различным показате­лям. Если молоко используют как непосредственный продукт питания, то глав­ными показателями являются санитарно-гигиенические и экономические. В случае применения молока в качестве сырья для молочной и пищевой промыш­ленности наряду с вышеназванными показателями большое значение приобре­тают его физико-химические свойства.

Молоко состоит из воды и сухого остатка, включающего жир, фосфатиды, стерины и другие азотистые вещества, белки, молочный сахар, минеральные соли, а также микроэлементы, газы, витамины, ферменты, гормоны (табл. 2).

Вода. Вода играет важную роль в биохимических процессах. Она является растворителем органических и неорганических веществ.

Химический состав коровьего молока

Компонент молока

Содержание в 100 г молока

Среднее

Интервал колебаний

Вода, г

87,3

85,5—88,8

Сухое вещество, г

12,7

11,2—14,5

Белки, г

3,2

3,05—3,85

В том числе:

Казеин

2,6

2,2—3

Сы вороточные белкн

0,6

0,5—0,8

Ферменты, г

0,025

0,02—0,03

Жиры, г

3,6

3,12—4,6

В том числе:

Триглицериды

3,50

3—4,5

Фосфолипиды

0,03

0,007—0,04

Холестерин

0,01

0,01—0,04

Углеводы (лактоза), г

4,8

4,43—5,23

Органические кислоты, г

Лимонная

0,16

0,15—0,2

Минеральные вещества (зола), г

0,7

0,6—0,8

Газы, г

Диоксид углерода

10

Кислород

1,6

Азот

0,6

Аминокислоты, мг

3144

Незаменимые

1385

В том числе:

Валин

191

102—257

Изолейцин

189

Лейцин

283

238—543

Лизин

261

212—309

Метионин

83

59—100

Триптофан

50

Треонин

153

140—175

Фенилалании

175

110—198

Заменимые

1759

В том числе:

Аланин

98

88—165

Аргинин

122

86—151

Аспарагиновая кислота

219

189—309

Гистидин

90

52—135

Глутаминовая кислота

509

463—800

Продолжение табх 2

Компонент молока

Содержание в

100 г молока

Среднее

Интервал колебаний

Глицин

47

46—71

Пролии

278

196—378

Серии

186

89—225

Тирозии

184

111—225

Цистии

27

21—76

Жириые кислоты, г

3,42

Насыщенные

2,15

В том числе:

С4:0

0,11

0,01—0,19

О>:0

0,08

0,02—0,15

QrO

0,04

0,02—0,11

С 1(1:0

0,09

0,01—0,19

С 12:0

0,1

0,01—0,19

С,4:0

0,51

0,19—0,93

С 16:0

0,64

0,4—0,87

С |7:0

0,02

0,01—0,3

Г'

48:0

. 0,35

0,01-0,4

С;о. о

0,04

0,01—0,06

Моноиенасыщенные

1,06

В том числе:

С 14:1

0,05

0,01—0,08

0,09

0,05—0,19

С|8:|

0,78

0,30—1,59

Полиненасыщениые

0,21

В том числе:

0,09

0,03—0,15

С" 18:3

0,03

0,01—0,04

^-20:4

0,09

0,01^-0,1

Макроэлементы, мг

Кальций

120

97—159

Калий

146

100—185

Магний

14

6,2—35

Натрий

50

32—75

Фосфор

90

36,7—129

Сера

29

28,4—80

Хлор

НО

90—234

Микрозлемеиты, мкг

Алюминий

50

15—140

Барий

10,5

3,3—25

Бор

30

10—100

Окончание табл..

Компонент

Содержание

9100 г молока

Молока

Среднее

Интервал холебаннй

Бром

20

13-63,3

Ванадий

15,4

0,8—31

■железо

67

27—120

Йод

9

1—34

Кадмий • ■

1,8

1,5—3,7

Кобальт

0,8

0,5—25

Кремний

20,4

33—250

Лнтий

19

Марганец

6

3—26

Медь

12

2—72

Молибден

5

1,1—15

Никель

2,3

0,5—5

Селен

2

0,29—100

Серебро

3,5

1,5—5,9

Стронций і

17

1,7-48

Сурьма

2,5

1,7—3

Фтор

20

0,2—29

Хром

2

1,5—6,2

Цннк

400

200—700

Витамины, мг

А

0,03

0,004—0,1

Р-каротин

0,02

0,002—0,04

D, мкг

0,05

0,01—0,8

Е

0,09

0,02—0,3

К

0,03

0,01—0,04

С

1,5

0,55—3,5

В6

0,05

0,01—0,55

В12, мкг

0,4

0,2—30

Биотнн Н, мкг

3,2

2,1—10

НиацинРР

0,1

0,08—0,24

Пантотеновая кислота Bj

0,38

0,26—0,64

Рибофлавин В,

0,15

0,06—0,3

Тиамии Bt

0,04

0,01—0,08

Фолацин Вс, мкг

5

Следы—26

Витамнноподобные вещества, мг

.«ш-инознт

11

6—38

Оротовая кислота

10

0,42—40

Л-аминобензойная кислота

0,01

0,004—0,02

Холин

23,6

6—48

В молоке содержится 87—88 % воды, которая находится как в свободном, так и связанном состоянии. Свободная вода не связана с составляющими ком­понентами молока и легко удаляется при его сгущении, сушке или заморажива­нии. При выработке молочных продуктов свободная вода участвует во всех био­химических процессах. При 100 °С она переходит в парообразное состояние.

Связанная вода — это вода, удерживаемая молекулярными силами компо­нентов молока (белками, фосфолипидами, полисахаридами), находящаяся в коллоидном состоянии.

В молоке содержится 2—3,5 % связанной воды. Она замерзает при темпера­туре ниже 0 °С, не растворяет солей и Сахаров, не удаляется при сушке, недоступ­на микроорганизмам.

Особую форму связанной воды представляет кристаллизационная вода, ко­торая связана с лактозой.

Сухие вещества. Сухие вещества — это вещества, которые остаются в моло­ке после высушивания при 103—105 °С до постоянной массы. Массовая доля сухих веществ в молоке составляет 12—13 % и зависит от его состава. В наиболь­шей степени на количество сухих веществ в молоке влияет содержание жира.

Массовую долю сухих веществ в молоке можно рассчитать по формуле:

_„ 4,9Ж+Р п.

СВ = ^ + 0,5 ,

Где СВ — массовая доля сухого вещества, %;

Ж —массовая доля жира в молоке,

D — плотность молока при 20 °С, градусы ареометра.

Зависимость массовой доли сухих веществ в цельном молоке от массовой доли жира и плотности приведена в табл. 3.

Массовая доля сухого обезжиренного остатка колеблется от 8 до 10%. В пи­тательном отношении сухой остаток является самой ценной частью молока. Ко­личество сухого обезжиренного остатка (СОМО) получают, вычитая из количе­ства сухих веществ процент жира. По величине СОМО судят о натуральности молока.

Зависимость массовой доли сухого обезжиренного молочного остатка (СОМО) от массовой доли жира и плотности молока приведена в табл. 4.

Молочный жир. В молоке жир находится в виде эмульсии или суспензии и имеет форму мелких шариков. Число и размер жировых шариков зависят от по­роды скота, периода лактации, корма и условий содержания. Диаметр жировых шариков колеблется от 0,5 до Юмкм.

По химическому составу молочный жир представляет собой сложный эфир глицерина и жирных кислот. Из молочного жира выделено до 20 жирных кис­лот.

Температура плавления молочного жира, при которой он переходит в жид­кое состояние, колеблется от 28 до 36 °С, температура затвердевания — от 18 до 23 °С. Колебания температур плавления и затвердевания обусловливаются ко­личеством и свойствами ненасыщенных и насыщенных жирных кислот, входя­щих в состав молочного жира.

В молочном жире растворены витамины A, D, Е.

Кроме молочного жира в молоке находятся липоиды: фосфатиды и стери - ны. Основной из фосфатидов — лецитин — входит в состав оболочек жировых щариков. Фосфатиды содержат фосфор, необходимый для регулирования об-

/

Таблица З

Зависимость массовой доли сухих веществ в цельном молоке от содержания жира и плотности молока

Содержание жира, %

Содержание сухого остатка (в %)

В цельном молоке при температуре 20 °С и плотности молока, кг/м3

1026

1026,5

1027

1027,5

1028

1028,5

1029

1029,5

1030

1030,5

1031

3,0

10,68

10,80

10,93

11,05

11,18

11,30

U,43

11,55

11,68

11,80

11,93

3,1

10,80

10,92

11,05

11,17

11,30

11,42

11,55

U.67

11,80

11,92

12,05

3,2

10,92

11,05

11,17

11,30

11,42

11,55

11,67

11,80

11,92

12,05

12,17

'3,3

11,05

11,17

11,30

11,42

11,54

11,67

11,80

11,92

12,04

12,17

12,29

3,4

11,17

11,29

11,42

11,54

11,67

11,79

11,92

12,04

12,17

12,29

12,42

3,5

11,29

11,41

11,54

11,66

11,79

11,91

12,04

12,16

12,29

12,41

12,54

3,6

11,41

11,54

11,66

11,79

11,91

12,04

12,16

12,29

12,41

12,53

12,66

3,7

11,53

11,66

11,79

11,91

12,03

12,16

12,28

12,41

12,53

12,66

12,78

3,8

11,66

11,79

11,91

12,03

12,16

12,28

12,41

12,53

12,66

12,78

12,91

3,9

11,78

11,90

12,03

12,15

12,28

12,40

12,53

12,65

12,78

12,90

13,01

4,0

11,90

12,03

12,15

12,28

12,40

12,53

12,65

12,78

12,90

13,02

13,15

4,1

12,02

12,15

12,27

12,40

12,52

12,65

12,77

12,90

13,02

13,15

13,27

4,2

12,15

12,27

12,40

12,52

12,65

12,77

12,90

13,02

13,15

13,27

13,39

4,3

12,27

12,39

12,52

12,64

12,77

12,89

13,02

13,14

13,27

13,39

13,52

4,4

12,39

12,52

12,64

12,77

12,89

13,02

13,14

13,27

13,39

13,51

13,64

4,5

12,52

12,64

12,76

12,89

13,01

13,14

13,26

13,39

13,51

13,64

13,76

Таблица 4

За висимость массовой доли сухого обезжиренного молочного остатка

От массовой доли жира н плотности молока

Содержание сухого обезжиренного остатка (в %) в цельном молоке при температуре 20 °С и плотности молока, кг/м^

1028,5 1029,0

1028,0 ~8ДЙГ

Содер­жание Жира, %

2,9

5,0

1032,0

9,06 9,09 9,11 9,13 9,15 9,18 9,20 9,22 9,24 9,26 9,29 9,31 9,33 9,35 9,37 9,40 9,42 9,46 9,49 9,51 9,53 9,55 9,58 9,60 9,62

1031,5

8,94 8,96 8,98 9,00 9,02 9,05 9,07 9,09 9,11 9,14 9,16 9,18 9,20 9,22 9,25 9,27 9,29 9,34 9,36 9,39 9,41 9,43 9,45 9,48 9,50

1031,0

8,81 8,84 8,86 8,88 8,90 8,93 8,92 8,97 8,99 9,02 9,04 9,06 9,08 9,11 9,13 9,15 9,17 9,22 9,24 9,26 9,28 9,30 9,33 9,35 9,38

1030,5

8,69 8,71 8,73 8,76 8,78 8,80 8,82 8,84 8,87 8,89 8,91 8,93 8,96 8,98 9,00 9,02 9,05 9,09 9,11 9,14

9,20 9,23 9,25

1030,0

8,56 8,58 8,61 8,63 8,65 8,68 8,70 8,72 8,74 8,77 8,79 8,81 8,83 8,86 8,88 8,90 8,92 8,97 8,99 9,01 9,04 9,06 9,08 9,10 9,13

1029,5

8,44 8,46 8,48 8,51 8,53 8,55 8,57 8,60 8,62 8,64 8,66 8,69 8,71 8,73 8,75 8,78 8,80 8,84 8,87 8,89 8,91 8,93 8,96 8,98 9,00

1027,5

7,94 7,96 7,98 8,01 8,03 8,05 8,07 8,10 8,12 8,14 8,16 8,19 8,21 8,23 8,25 8,28 8,30 8,34 8,37 8,39 8,41 8,43 8,46 8,48 8,50

1027,0

7,81 7,84 7,86 7,88 7,90 7,93 7,95 7,97 7,99 8,02 8,04 8,06 8,08 8,11 8,13 8,15 8,17 8,22 8,24 8,26 8,29 8,31 8,33 8,35 8,38

1026,5

7,71 7,73 7,76 7,78 7,80 7,82 7,85 7,87 7,89 7,91 7,94 7,96 7,98 8,00 8,03 8,05 8,09 8,12 8,14 8,16 8,18 8,21 8,23 8,25

1026,0

7,56 7,59 7,61 7,63 7,65 7,68 7,70 7,72 7,74 7,77 7,79

7,86 7,88 7,90 7,92 7,97 7,99 8,01 8,04 8,06 8,08 8,10 8,13

1025,5

7,44'

7,46

7,48

7,50

7,53

7,55

7,57

7,59

7,62

7,64

7,66

7,69

7,71

7,73

7,75

7,78

7,80

7,84

7,87

7,89

7,91

7,93

7,96

7,98

8,00

1025,0

7,31 7,34 7,36 7,38 7,40 7,43 7,45 7,47 7,49 7,52 7,54 7,56 7,58 7,61 7,63 7,65 7,67 7,72 7,74 7,76 7,79 7,81 7,83 7,85 7,88

1024,5

7,19 7,21 7,23 7,25 7,28 7,30 7,32 7,34 7,37 7,39 7,41 7,43 7,46 7,48 7,50 7,53 7,55 7,59 7,62 7,64 7,66 7,68 7,71 7,73 7,75

1024,0

7,06 7,09 7,11 7,13 7,15 7,17 7,19 7,22 7,24 7,26 7,28 7,31 7,33 7,35 7,38 7,40 7,42 7,47 7,49 7,51 7,53 7,56 7,58 7,60 7,62

8,31 8,34 8,36 8,38 8,40 8,43 8,45 8,47 8,49 8,52 8,54 8,56 8,58 8,61 8,63 8,65 8,67 8,72 8,74 8,76 8,79 8,81 8,83 8,85 8,88

8,19 8,21 8,23 8,26 8,28 8,30 8,32 8,35 8,37 8,39 8,41 8,44 8,46 8,48 8,50 8,53 8,55 8,59 8,62 8,64 8,66 8,68 8,71 8,73 8,75

8,09 8,11 8,13 8,15 8,18 8,20 8,22 8,24 8,27 8,29 8,31 8,33 8,36 8,38 8,40 8,42 8,47 8,49 8,51 8,54 8,56 8,58 8,60 8,62

Мена веществ в организме. К стеринам относится холестерин и эргостерин, из последнего под действием ультрафиолетовых лучей образуется витамин D.

Белки молока. Количество белков в молоке колеблется от 3,05 до 3,85 %. В их состав входит около 82 % казеина, 12 % альбумина, 6 % глобулина. Соотноше­ние казеина, альбумина и глобулина в молоке изменяется в зависимости от пе­риода лактации, кормления животных и других факторов.

Казеин —белый аморфный порошок, без запаха и вкуса, плотностью 1,26—1,3 кг/м3. В молекулу его входит азот, углерод, кислород, сера и фосфор. В молоке казеин находится в виде растворимой кальциевой соли.

Под действием кислот, солей и ферментов казеин свертывается (коагулиру­ет) и выпадает в осадок. Коагуляцией казеина обусловлено свертывание молока под действием молочной кислоты, образующейся в результате молочнокислого брожения. При производстве сыров и творога казеин осаждают сычужным фер­ментом.

Казеин нерастворим в спирте и эфире, очень незначительно растворим в воде и хорошо растворим в растворах некоторых солей.

Альбумин находится в молоке в растворенном состоянии и выпадает в осадок при нагревании до 70 °С. Выпавший в осадок альбумин денатурирует и вновь не растворяетЬя.

В состав альбумина входят углерод, водород, азот, кислород и сера. В моле­куле его нет фосфора. Для альбумина характерно большое содержание такой аминокислоты, кактриптофан (около 7 %), которую не содержит ни один белок.

Глобулин находится в молоке в растворенном состоянии. Он свертыва­ется при нагревании до 72—75 °С в слабокислой среде. По химическому составу глобулин близок к альбумину, в молекулу его входят углерод, водород, азот, кислород, сера.

Как альбумин, так и глобулин — белки плазмы крови. Они являются носи­телями имунных свойств. Количество их увеличивается в молозиве.

Помимо указанных белковых веществ, в молоке содержится белок оболо­чек жировых шариков.

Молочный сахар. Молочный сахар, или лактоза, содержится только в моло­ке. Он менее сладкий, чем свекловичный. В молоке лактоза находится в раство­ренном состоянии. Она является главным источником питания молочнокислых бактерий, которые сбраживают молочный сахар до образования молочной кис­лоты. Молочная кислота отщепляет от казеина кальций, в результате чего пос­ледний выпадает в осадок. Этот процесс используют при производстве творога, простокваши, сметаны и других продуктов.

Длительное нагревание молока при высокой температуре (100 °С и выше) приводит к изменению цвета, что обусловлено взаимодействием белков с мо­лочным сахаром. Образуются меланоидиновые соединения.

Минеральные соли. В молоке содержатся (около 0,6—0,8 %) соли кальция, магния, калия, железа, милонной и фосфорной кислот. Они имеют большое зна­чение в питании организма. При недостатке или излишке их нарушается колло­идная система, что вызывает выпадение белков в осадок.

Микроэлементы. Микроэлементы в молоке содержатся в очень малых коли­чествах. К ним относятся медь, марганец, йод, алюминий, хром, цинк, кобальт, мышьяк, титан, серебро, гелий и пр. Несмотря на малое количество, роль мик­роэлементов в питании организма велика.

Витамины. Витамины участвуют в обмене веществ и являются катализато­рами биохимических процессов. Отсутствие или недостаток витаминов в пита-

Нии приводит к нарушению обмена веществ в организме. В молоке содержатся витамины А, В, В2, В12, D, С, РР, Н, фолиевая кислота, холин и пр.

Витамин А красно-желтого цвета, жирорастворимый. Витамин А обра­зуется из каротина, находящегося в зеленых кормах, поэтому содержание его в молоке летом больше (0,01—0,05 мг%), чем зимой. В молоке витамин А нахо­дится в жире, окрашивая его в желтоватый цвет, отчего цвет сливочного масла, выработанного летом, более желтый, чем масла, изготовленного зимой.

Каротин и витамин А легко разрушаются кислородом воздуха, поэтому хранить и нагревать молоко следует в закрытой системе без доступа воздуха.

Витамин А необходим для обеспечения зрения, роста, а также нормального состояния кожных и слизистых покровов.

Суточная потребность человека в витамине А 1—2 мг.

Витамины группы В водорастворимые. При переработке молока на творог и масло основная часть витамина В переходит в обезжиренное молоко, пахту и сыворотку. Витамин В стоек к нагреванию и сравнительно мало изменя­ется на воздухе. Он синтезируется с помощью молочнокислых бактерий. Поэто­му его количество в кисломолочных продуктах больше, чем в молоке.

Витамин В 2 является фактором роста. Его отсутствие замедляет рост и вызывает заболевание глаз. Он находится в растворенном состоянии в сыворот­ке молока, окрашивая ее в зеленоватый цвет.

Витамин В12 способствует образованию красных кровяных шариков. Его отсутствие приводит к малокровию. При нагревании этот витамин не раз­рушается.

Витамин РР входит в состав ферментов дегидраз, которые принимают участие в окислительно-восстановительных процессах организма. Он устойчив к действию высокой температуры, кислорода и света. Технологическая обра­ботка молока не влияет на его количество.

Витамин С (аскорбиновая кислота) — водорастворимый. Это кристал­лическое соединение, легко растворимое в воде. Витамин С быстро разрушается под воздействием солнечного света, кислорода воздуха, тяжелых металлов, при Долгом хранении молока и при нагревании с доступом воздуха.

Витамин С улучшает всасывание железа, способствует инактивированию токсинов. При его недостатке человек заболевает цингой, появляется кровото­чивость десен и подверженность катарам. Для профилактики и лечения реко­мендуется ежедневно принимать до 1 г витамина С.

Молочная промышленность выпускает молоко и молочные напитки, обо­гащенные витамином С.

Витамин D жирорастворимый. Он предохраняет организм от заболева­ния рахитом. Большая потребность в этом витамине у детей. Он устойчив к на­греванию и действию кислорода воздуха, начинает разрушаться при 150 °С.

Витамин Е жирорастворимый. Он устойчив к действию температуры, воздуха, света, кислот и щелочей. Он участвует в реакциях промежуточного об­мена.

Фолиевая кислота водорастворимая. Ее недостаточность ведет к за­болеваниям, связанным с нарушением процессов всасывания в кишечнике.

Холин — водорастворимый витамин. Недостаток его вызывает заболева­ние печени.

Витамин Н (биотин)—тоже водорастворимый витамин. Он участву­ет В обмене веществ.

Ферменты молока. Помимо витаминов в молоке находятся ферменты, спо­собствующие ускорению биологических процессов. Большинство ферментов (внутриклеточные) входит в состав клеток организмов. Внеклеточные перехо­дят из клеток в кровь и различные жидкости, где и проявляют свое действие. К числу внеклеточных ферментов относится пепсин, трипсин, сычужный фер­мент.

Каждый из ферментов при определенных условиях ускоряет только один процесс. Ферменты чувствительны к действию высоких температур и при пасте­ризации молока разрушаются. При низких температурах ферменты теряют свою активность. Для активной деятельности ферментов наиболее благоприят­ной является температура 15—40 °С.

В молоке содержатся следующие ферменты: лактаза, амилаза, липаза, фос­фатаза, пероксидаза, редуктаза.

Лактаза расщепляет молочный сахар на глюкозу и галактозу. В молоке она образуется при размножении молочнокислых бактерий.

Амилаза расщепляет полисахариды до мальтозы. В молоко она попадает из молочной железы.

Липаза расщепляет молочный жир до глицерина и жирных кислот. Этот фермент в молоке образуется в результате жизнедеятельности гнилостных мик­роорганизмов и плесеней, развивающихся в молоке.

Фосфатаза вызывает гидролиз сложных эфиров фосфорной кислоты. Наличие ее в пастеризованном молоке свидетельствует о несоблюдении режима пастеризации (фосфатаза разрушается при 60 °С в течение 15 мин).

Пероксидаза участвует в окислительно-восстановительных реакциях, происходящих в организме.

Различные бактерии, особенно пептонизирующие, выделяют большое ко­личество редуктазы. Редуктаза может обесцвечивать метиленовую синь. На этом свойстве основана редуктазная проба молока. По скорости обесцвечива­ния окрашенного метиленовой синью молока судят о степени загрязнения его микроорганизмами.

Гормоны. Гормоны — это биологически активные вещества, выделяемые в кровь и тканевую жидкость железами внутренней секреции и оказывающие ре­гулирующее воздействие на функции организма, в том числе на образование и выделение молока.

Гормоны поступают в молоко из крови в процессе его секреции.

Пигменты. Молоко содержит природные окрашенные вещества пигменты: каротиноиды, хлорофилл, рибофлавин и др. Содержание пигментов в молоке зависит от времени года, кормового рациона, породы животных. Цвет молока (белый или желтоватый) зависит от содержания в нем пигментов.

Газы. Общее количество газов, растворенных в свежем молоке, составляет около 12,5 мг в 100 г молока. Газы попадают в молоко из крови, воздуха во вре­мя доения, перекачивания молока, транспортировки по трубопроводам и дру­гих видов механической обработки. От общет в количества газов 50—70 % при­ходится на долю углекислого газа, около 10 % на долю кислорода и до 30 % — азота. Иногда в свежевыдоенном молоке содержится небольшое количество ам­миака.

Сразу после доения содержание газов в молоке значительное, затем при его хранении в открытых емкостях количество газов постепенно уменьшается и ус­танавливается на определенном уровне в зависимости от температуры, давле­ния воздуха. Определять кислотность и плотность свежевыдоенного молока ре­комендуется не ранее чем через 2 часа после выдаивания, так как структура мо­лока должна стабилизироваться и часть газов улетучиться.

Из всех растворенных в молоке газов особенно нежелателен кислород, так как его наличие является причиной развития окислительных процессов в моло­ке. При повышенном содержании воздуха в молоке ухудшается отделение жира при сепарировании, уменьшаются эффективность пастеризации и стойкость молока при хранении.

Посторонние химические вещества. К посторонним химическим веществам, имеющим значение для охраны здоровья человека, относятся антибиотики, пестициды, дезинфектанты, тяжелые металлы, радиоизотопы, микротоксины, нитраты, нитриты и др. Помимо токсичности многие из этих веществ обладают свойством нарушать ход технологических процессов при производстве молоч­ных продуктов.

Свойства молока

Молоко обладает химическими, физическими, технологическими, антибак - териальными (бактерицидными) и органолептическими (сенсорными) свойст­вами.

Физико-химические свойства молока

Физико-химические свойства (табл. 5) все больше используются для оценки качества молока. Знание этих величин необходимо для создания современного оборудования, приборов для контроля состава и свойств молока.

Таблица 5

Физико-химические свойства молока

Но­мер

Показатель

Среднее значение

Пределы колебаний

1

Плотность, кг ■ м-3

1028,5

1027—1033

2

Титрируемая кислотность, °Т

17

16—20

3

Величина рН

6,69

6,5—6,8

4

Окислительно-восстановительный

Потенциал, мВ

275

200—350

5

Вязкость, Па ■ с

0,00179

0,0011—0,0025

6

Поверхностное натяжение, Н • м"'

0,044

0,0424—0,051

7

Теплоемкость, Дж ■ кг~' ■ К"1

3890,9

3778—4020

8

Теплопроводность, Вт ■ м-1 ■ К-1

0,503

0,395—0,590

9

Температуропроводность, м2 - с"1

13 • 10"8

(12,5—13,5) ■ 10-8

10

Удельная электропроводность, См ■ м"1

0,455

0,39—0,51

11

Показатель преломления

1,35

1,3440—1,3615

12

Осмотическое давление, МПа

0,67

0,64—0,7

13

Температура замерзания, °С

-0,55

-0,51 ... -0,58

14

Температура кипения, °С

100,2

Примечание. Показатели 1,3,5—11 характеризуют свойства молока при 20 °С.

Химические свойства

Химические свойства молока характеризуются активной кислотностью, титруемой кислотностью и окислительно-восстановительным потенциалом.

Активная кислотность. Величина активной кислотности (рН) характеризу­ет концентрацию свободных водородных ионов в молоке и численно равна от­рицательному десятичному логарифму концентрации ионов водорода [Н+], вы­раженной в моль на 1 л. Величина рН цельного молока составляет в среднем 6,7 и существенно зависит от температуры.

Активная кислотность молока изменяется значительно медленнее, чем тит­руемая, следовательно, она не характеризует свежесть молока. Между активной и титруемой кислотностью нет прямой взаимосвязи. Молоко является буфер­ной системой, сохраняющей определенный уровень рН при добавлении неболь­ших количеств кислоты или щелочи.

Наиболее сильное воздействие на рН молока оказывает жизнедеятельность присутствующих в молоке молочнокислых бактерий.

Окислительно-восстановительный потенциал. Нормальное свежее молоко имеет потенциал от 0,2 до 0,3 В. Основным фактором, влияющим на величину потенциала, является концентрация растворенного кислорода. Компоненты молока (жир, лактоза, белок) не влияют на величину окислительно-восстанови­тельного потенциала.

Развитие в молоке микроорганизмов сопровождается уменьшением коли­чества кислорода и образованием ферментов, катализирующих восстанови­тельные реакции. Это приводит к снижению окислительно-восстановительного потенциала. Определение окислительно-восстановительного потенциала дает возможность инструментально осуществлять контроль за развитием микро­флоры в молоке.

Титруемая кислотность. Титруемая кислотность определяется в градусах Тернера (°Т). Под градусами Тернера понимают количество миллилитров 0,1 н раствора гидроксида натрия, которое расходуется на нейтрализацию (титрова­ние) 100 см3 молока, разбавленного водой (10 см3 молока плюс 20 см3 раствора гидроксида натрия).

Для нейтрализации свежего молока требуется обычно от 16 до 18 см3 рас­твора щелочи, т. е. его кислотность равна 16—18 °Т.

Один градус Тернера соответствует 0,009 % молочной кислоты. Титруемая кислотность молока обусловливается наличием белков, кислых солей и раство­ренного диоксида углерода. На белки приходится 4—5 °Т, на кислые соли — около 11 °Т, на СОг и другие титруемые химические вещества — около 1—2 °Т.

Титруемая кислотность молока отдельных коров зависит от кормового ра­циона, породы, возраста, периода лактации, состояния здоровья и пр. Кислот­ность молока в первые дни после отела высокая, по мере нормализации состава молока она становится равной 16—18 °Т. Стародойное молоко имеет низкую кислотность (13—15 °Т и менее). Кислотность молока понижается при заболе­ваниях коров маститами и другими болезнями.

Повышение кислотности молока до 23—25 °Т является следствием наруше­ния минерального обмена в организме коров из-за недостатка солей кальция в кормах, скармливания больших количеств силоса, однообразного кормления кислыми травами и др.

По мере хранения сырого молока титруемая кислотность повышается вследствие развития молочнокислых бактерий, сбраживающих лактозу с обра­зованием молочной кислоты. Повышение кислотности молока вызывает неже- дательные изменения его свойств, например, снижается устойчивость белков при нагревании.

Свежее натуральное молоко с повышенной (например, 19 °Т) естественной кислотностью (установленной по стойловой пробе) пригодно для производства кисломолочных продуктов и сыра. Молоко с повышенной приобретенной кис­лотностью (более 20 °Т) не принимается для промышленной переработки, так как при нагревании молока кислотностью 25—27 °Т оно свертывается. Титруе­мая кислотность молока по ГОСТ 13264—70 является критерием оценки его ка­чества.

Физические свойства

Плотность. Плотность — это отношение массы вещества к занимаемому им объему. Плотность молока зависит от плотности его компонентов и изменяется от 1015 до 1033 кг/м3.

Белки, углеводы, минеральные вещества повышают, а жир понижает плот­ность молока.

Плотность обезжиренного молока выше плотности цельного молока и равна 1033—1038 кг/м3. Повышение плотности молока выше 1030 кг/м3 при низкой жирности говорит о фальсификации — подснятии сливок или добавле­нии обезжиренного молока.

При добавлении к молоку воды его плотность уменьшается (и будет, как правило, ниже 1027 кг/м3). Каждый 10% добавленной к молоку воды снижают его плотность на 3 кг/м3.

Плотность молока изменяется под влиянием многих факторов: лактацион­ного периода, условий содержания, породы коров, состояния их здоровья и др. В первые дни после отела молоко (молозиво) характеризуется высоким содер­жанием белковых веществ, вследствие чего плотность его достигает 1040 кг/м3. Плотность молока, определенная сразу после доения, ниже плотности остывше­го молока на 0,8—1,5 кг/м3. Это объясняется удалением растворенных в молоке газов.

Плотность цельного молока при колебаниях температуры изменяется силь­нее, чем плотность обезжиренного молока, так как коэффициент расширения молочного жира значительно выше, чем воды.

Вязкость. Вязкость — это свойствосреды оказывать сопротивление относи­тельному перемещению ее слоев. Выражают вязкость в паскаль-секундах (Па ■ с). Вязкость молока при 20 °С в среднем равна 1,8 • 10"3Па ■ с.

Вязкость молока обусловливается присутствием в нем сухих веществ и зави­сит от физико-химических свойств молока, лактационного периода и состояния животного, продолжительности хранения молока, кислотности, степени меха­нического воздействия на него и других факторов. Изменение коллоидного со­стояния белков молока в первую очередь изменяет величину вязкости. Вязкость молока увеличивается при слиянии жировых шариков, а при раздроблении их Уменьшается. С повышением температуры молока до 40—45 °С его вязкость снижается. При дальнейшем повышении температуры молока, начиная с 65 °С, вязкость молока увеличивается в результате необратимой денатурации сыворо­точных белков.

Поверхностное натяжение. Поверхностное натяжение возникает в жидкос­тях на поверхности раздела фаз, например на границе жидкость—воздух. По­верхностное натяжение молока значительно меньше, чем воды. Это объясняет-

Ся наличием В молоке таких поверхностно-активных веществ, как белки и фос - фолипиды.

Поверхностное натяжение непостоянно и зависит от таких факторов, как химический состав молока, продолжительность хранения перед измерением и температура. Образование пены на поверхности молока связано с поверхност­ными явлениями.

Поверхностное натяжение имеет большое значение в процессах образова­ния структуры масла. Пенообразование в аппаратах при сушке, сгущении моло­ка и других технологических процессах в какой-то степени обусловлено поверх­ностными явлениями.

Оптические свойства молока (показатель преломления). Они проявляются в способности молока к лучепреломлению благодаря тому, что составные части молока способны к рассеиванию света. Молоко имеет желтовато-белый цвет, интенсивность желтоватой окраски обусловлена наличием в нем жира.

На оптических свойствах основан метод определения концентрации молоч­ного сахара в молоке, содержания сухих веществ по сахарозе и пр.

Осмотическое давление. Осмотическое давление — это избыточное гидро­статическое давление молока, препятствующее диффузии воды через полупро­ницаемую перегородку (мембрану). На осмотическое давление оказывают вли­яние лишь вещества,.находящиеся в молоке в виде истинного раствора; другие вещества, например жир и белок, не влияют на эту характеристику.

Осмотическое давление меняется при фальсификации молока, повышении его кислотности, изменении химического состава в зависимости от времени лак­тации и других причин.

Осмотическое давление тесно связано с температурой замерзания молока.

Температура замерзания и кипеиия. Температура кипения молока немного выше 100 °С и равна 100,2 °С. Температура замерзания молока ниже температу­ры замерзания воды и в среднем составляет-0,54 °С. Обычно она колеблется в небольших пределах и меняется лишь при значительном изменении химическо­го состава молока в начале и конце лактационного периода и при заболевании животных.

Значительно меняется температура замерзания молока и при его разбавле­нии водой — повышается пропорционально количеству добавленной воды. На измерении температуры замерзания молока основан криоскопический метод контроля натуральности или установления фальсификации молока.

Тепловые свойства молока. Они характеризуются теплопроводностью, теп­лоемкостью и температуропроводностью.

Электропроводность. Она зависит от солевого состава и для нормального молока — величина постоянная. При заболеваниях животного и особенно при мастите и туберкулезе вымени электропроводность молока резко увеличивает­ся. Молоко в начале лактации имеет минимальную электропроводность, в кон­це — максимальную.

Технологические свойства молока

Термоустойчивость. Термоустойчивость молока является важным техноло­гическим свойством, определяющим его пригодность к высокотемпературной обработке. Это свойство особенно важно учитывать при производстве продук­тов детского питания, стерилизованных молока и молочных консервов.

Термоустойчивость молока обусловлена в основном его кислотностью и со­левым балансом. Для свежего молока не существует определенной зависимо­

Го

Сти между кислотностью и термоустойчивостью. Повышение кислотности мо­лока в результате жизнедеятельности молочнокислых бактерий снижает термо - усгойчивость его.

Термоустойчивость молока зависит от равновесия между катионами (каль­ций, магний и др.) и анионами (цитраты, фосфаты и др.). Избыток тех или дру­гих нарушает солевое равновесие системы, что может привести к коагуляции белков. Молоко, в котором содержится избыточное количество катионов, встречается более часто. Известны случаи очень высокой чувствительности мо­лока к нагреванию, так называемая „ульрехтская аномалия". Такое молоко, нормальное сточки зрения бактериальной обсемененности, кислотности, со­держания жира и белка, характеризуется значительным содержанием ионов кальция, что обусловлено нарушением условий содержания и кормовых рацио­нов животных.

При нагревании молока часть сывороточных белков дестабилизируется. Переход дестабилизированных сывороточных белков из растворимого состоя­ния в нерастворимое сопровождается осаждением их.

Если количество сывороточных белков в молоке превысит максимальную величину, то избыток сывороточных белков осядет на стенках тепловой уста­новки. Это явление характерно для так называемого „альбуминного молока". В молоке коров оно может иметь место либо вследствие физиологических причин (в молозиве и молоке, полученном в конце лактации), либо патологических (в молоке коров, больных маститом). Однако во всех случаях такое молоко не стойко и коагулирует при нагревании.

Сычужная свертываемость. Сычужная свертываемость молока относится к факторам, определяющим его пригодность для производства сыра. Продолжи­тельность сычужной коагуляции белков и плотность сгустка зависят от кон­центрации ионов водорода в молоке. По мере снижения рН молока реакция протекает быстрее, и плотность полученного сгустка больше, что в основном объясняется повышением активности сычужного фермента.

Незначительное изменение концентрации ионов кальция в молоке сущест­венно сказывается на продолжительности свертывания белков и плотности сы­чужного сгустка. Наилучшая коагуляция белков наблюдается при концентра­ции хлорида кальция в молоке, равной 0,142 %.

Скорость свертывания белков и плотность сгустка молока зависят от содер­жания казеина в молоке: чем оно больше, тем выше плотность молока, скорее произойдет коагуляция белков и сгусток будет плотнее.

Глобулы жира не способствуют образованию сгустка хорошей консистен­ции. Чем больше количество жировых шариков в молоке, тем меньше плот­ность сгустка.

Плотность сгустка, выработанного из молока коров, заболевших масти­том, низкая, что объясняется уменьшением содержания казеина и увеличением рН молока.

Антибактериальные свойства молока

Антибактериальные, или бактерицидные, свойства молока обусловлены наличием антител и веществ, образующихся в организме животного и поступа­ющих из крови и клеток молочной железы в молоко. К антителам относятся антитоксины, агглютинины, бактериолизины и другие антимикробные вещест - ва> а к веществам, обладающим бактерицидными свойствами, — иммуноглобу­лины, лизоцим, некоторые ферменты (пероксидаза и др.) и лейкоциты. Количе­ство бактерицидных веществ в молоке определяется физиологическим состоя­нием животных и лактационным периодом. Период, в течение которого бакте­рии, попавшие в молоко, не размножаются, называется бактерицидной фазой. Длительность бактерицидной фазы зависит от бактериального обсеменения молока, режимов охлаждения и хранения. Ниже приведена зависимость про­должительности бактерицидной фазы от температуры молока.

Температура, °С 37 30 25 10 5 0

Продолжительность бактерицидной фазы, ч 2 3 6 24 36 48

Чтобы ограничить или приостановить размножение бактерий, сырое моло­ко в хозяйствах рекомендуется очищать и сразу охлаждать до температуры 8— 10 °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 температуры 8—10 °С. При нагревании мо­лока до 70 °С и более бактерицидные вещества разрушаются.

Органолептнческне (сенсорные) свойства молока

Свежевыдоенное молоко характеризуется определенными органолептичес - кими свойствами: внешний вид, цвет, консистенция, вкус, запах. Молоко (нату­ральное), полученное от здоровых коров, по внешнему виду и консистенции представляет собой однородную жидкость от белого до слабо-желтого цвета, без осадка и хлопьев. Однако естественный цвет сырого молока не постоянен и зависит от времени года. Желтоватый оттенок (от жира) более заметен в молоке летне-осеннего периода, зимой этот оттенок выражен слабее.

Вкус сырого нормального молока специфичный, приятный, слабо сладко - вато-солоноватый. Запах очень слабый и его трудно охарактеризовать. Специ­фические запах и вкус молока обусловливают содержащиеся в нем углеводы, липиды, белки, минеральные вещества, диоксид углерода и раличные летучие вещества. Для парного молока характерны более выраженный запах и сладко­ватый вкус.

Вкус и запах молока зависят не только от наличия и количества определен­ных вкусовых и ароматических веществ, но и от их сочетания. Молочный сахар в 6 раз менее сладкий, чем сахароза. Поэтому для свежего молока характерен едва ощутимый сладкий вкус. Липиды придают молоку нежный и приятный вкус, а белки и соли молока оказывают незначительное влияние на его вкусовые качества. Однако стародойное молоко, содержащее больше солей, чем нор­мальное, относительно солоновато. Соли лимонной кислоты придают молоку приятный вкус.

Молоко легко воспринимает посторонние запахи и его компоненты подвер­жены разным биохимическим превращениям, в процессе которых часто образу­ются вещества с неприятным вкусом и запахом. Пороки молока — это выражен­ные в различной степени изменения его органолептических свойств.

Пищевая и энергетическая ценность

Пищевая ценность молока отражает полноту полезных его качеств. Среди всех пищевых продуктов молоко — самый полноценный, наиболее сбалансиро­ванный по незаменимым веществам продукт, рекомендуемый для питания Людей всех возрастных категорий.

Вследствие содержания необходимых организму человека пищевых ве­ществ в легкодоступной для усвоения форме молоко занимает особое место в питании детей, беременных и кормящих женщин, а также пожилых и больных людей.

Молоко в первую очередь отвечает потребностям растущего организма, оно способно удовлетворять организм ребенка в дефицитных аминокислотах: триптофане, лизине, метионине и гистидине. Благодаря химической структуре жира, специфическим качествам белков молоко наиболее приемлемо для пере­работки еще несовершенным пищеварительным трактом новорожденного. Так, для переваривания молока требуется в 3—4 раза меньше пищеварительной энергии, чем для переваривания белков хлеба, и самое малое количество пан­креатического сока.

Высокая питательная ценность молока обусловлена оптимальным содер­жанием в нем необходимых для питания человека белков, жиров, углеводов, ми­неральных солей и витаминов, а также благоприятным, почти идеальным соот­ношением их, при котором эти вещества в основном полностью усваиваются.

В организме человека белки молока играют роль пластического материала, необходимого для построения новых клеток и тканей, образования биологичес­ки активных веществ, ферментов и гормонов. Степень чистой утилизации мо­лочного белка в организме человека составляет 75 %. Высокая биологическая ценность белков молока обусловлена составом, сбалансированностью незаме­нимых аминокислот, их хорошей перевариваемостью и усвояемостью в живом организме.

Из 18 аминокислот молока 8 относится к незаменимым, т. е. к кислотам, не синтезируемым в организме, но без которых не могут быть построены молеку­лы белков. Такие незаменимые аминокислоты, как триптофан, метионин, изо- лейцин, лейцин, фенилаланин и валин, содержатся в белке молока в значитель­но больших количествах, чем в белках растительных продуктов, мяса и рыбы.

Коллоидное состояние белков определяет их легкую доступность и перева - риваемость протеолитическими ферментами. Так, казеин усваивается в орга­низме на 95 %, сывороточные белки (альбумины и глобулины) — на 97 %.

Хорошей усвояемости молочного жира (98 %) способствует низкая темпе­ратура его плавления (28—34 °С). Присутствие в молочном жире необходимых Насыщенных и ненасыщенных жирных кислот и фосфолипидов наряду с высо­кой усвояемостью его обусловливают пищевую ценность молока.

В молоке содержится довольно много углеводных компонентов, из которых 90 % приходится на долю лактозы — углевода, характерного только для моло­ка. Лактоза является источником энергии.

Степень усвоения молочного сахара в организме человека составляет 98 %. Лактоза способствуеттакже лучшему усвоению кальция.

Молоко, поступающее в организм человека, служит источником минераль­ных веществ, которые поддерживают кислотно-щелочное равновесие в тканях и осмотическое давление в крови, а также способствуют нормальной физиоло­гической деятельности организма.

Молоко является постоянным источником всех витаминов. Ежедневное потребление 0,5 л цельного молока или кисломолочных напит ков удовлетворяет значительную часть суточной потребности человека в пище вых веществах (табл. 6).

Таблица

Степень удовлетворении суточной потребности взрослого человека в пищевых веществах за счет 0,5 л цельного молока

(по А. А. Покровскому)

Пищевые вещества

Удовлетво­рение суточ­ной потреб­ности чело­века, %

Пищевые вещества

Удовлетво­рение суточ­ной потреб­ности чело­века, %

Белки

20

Железо

1,6

В том числе животные

35

Цинк

20

Незаменимые аминокислоты

Марганец

0,22

ИЗОЛСЙЦИН

31,5

Медь

7,5

Лейцин

28,5

Кобальт

3

Лизин

34,8

Молибден

7,2

Фенилаланин

28,2

Йод

22,5

Метионин

14

Витамины и витамино-

Треонин

32

Подобные вещества

Триптофан

24,5

А

И

Валин

42,5

D

30

Углеводы

5,1

Е

20

Полинснасыщенные

С

14

Жирные КИСЛОТЫ

22,2

Тиамин В,

10,5

Фосфолипиды

6,3

Рибофлавин В,

33,2

Минеральные вещества

Ниацин РР

3

Кальций

72

Пантотеновая кислота В3

2

Фосфор

100

В6

7,5

Натрий

0,6

В,2

20

Калий

27

Биотин Н

0,5

Хлор

10

Фолацин Вс

10

Магний

24,7

Холин

0,2

СПРАВОЧНИК ТЕХНОЛОГА МОЛОЧНОГО ПРОИЗВОДСТВА

Санитарные требования к производству заквасок

Приготовление лабораторной и производственной закваски должно про­изводиться строго в соответствии с «Инструкцией по приготовлению и примене­нию заквасок для кисломолочных продуктов на предприятиях молочной промышленности». В микробиологической лаборатории должно быть выделено …

Общие положения

Проектирование и строительство новых, техническое перевооружение, перепрофилирование, реконструкция и расширение действующих предприятий должны производиться в соответствии с «Санитарными нормами проектирования промышленных предприятий», «Санитарными правилами организации техноло­гических процессов и гигиеническими требованиями …

Организация лабораторного контроля. Сертификация продукции

Задачей лабораторного контроля в молочной промышленности является обеспечение выпуска продукции высокой пищевой ценности и безопасной для потребителя. Лабораторный контроль заключается в проверке качества поступающих молока и сливок, вспомогательных материалов, заквасок, …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.