Определение кислотности молочных продуктов




Скачать 24,04 Kb.
НазваниеОпределение кислотности молочных продуктов
страница1/2
Дата03.02.2016
Размер24,04 Kb.
ТипОбзор
  1   2
Конференция

исследовательских научных работ

учащихся школ Цивильского района


ОПРЕДЕЛЕНИЕ КИСЛОТНОСТИ

МОЛОЧНЫХ ПРОДУКТОВ


Работа ученика

9 Б класса

Егорова Кирилла

Научный руководитель:

Егорова Н.С.


п. Опытный – 2003


План.



  1. Введение.

  2. Обзор литературы.

    1. 2.1. Химический состав молока и свойства его компонентов.

    2. 2.2. Физико-химические свойства молока

  3. Цели, задачи и методы исследования.

  4. Результаты исследования и их обсуждение

  5. Выводы

  6. Список использованной литературы.



1. Введение.


Молоко представляет собой биологическую жидкость сложного химического состава, периодически отделяемую молочной железой самок млекопитающих. Оно служит полноценной и необходимой пищей для новорожденных животных, а также необходимым продуктом питания для человека в любом возрасте.

В последнее десятилетие в нашей стране закупки молока увеличились в 7,2 раза, производство масла – в 4,1 раза, сыра – в 14 раз и цельномолочных продуктов – в 19 раз. Анализ данных по изменению производства молочных продуктов показывает, что неуклонно проводится линия по обеспечению населения полноценными белковыми молочными продуктами. Следует отметить, что производство масла по сравнению с сыром, цельномолочными и другими продуктами увеличилось менее значительно, так как в рационе человека белок молока трудно заменить более полноценными белками другого вида.

Необходимо не только увеличить производство молока и молочных продуктов, но и улучшить их качество. Пока еще не вся получаемая продукция относится к высокосортной. Так, в 2001г. из общего количества заготавливаемого молока I сорта было 69%. Более 47,2 тыс. тон возвращено поставщикам как брак. Сыра высшего сорта выработано 67,3 %, масла – 96,4%.

Выход и качество молочных продуктов обуславливаются не только количественным содержанием белка и жира в молоке, но и физико-химическими, биологическими и технологическими свойствами его, структурой компонентов, которые зависят от зоотехнических факторов (порода, возраст, кормление животных и др.). Следовательно, изыскать пути увеличения производства молочных продуктов и улучшения их качества невозможно без всестороннего глубокого исследования не только молока, но и его компонентов.

В данной работе приведен оригинальный экспериментальный материал по исследованию физико-химического свойства молока—кислотности – и его зависимости от зоотехнических факторов.


2.1. Химический состав молока и свойства его компонентов.


Молоко представляет собой биологическую жидкость сложного химического состава, периодически отделяемую молочной железой самок млекопитающих. Оно служит полноценной и незаменимой пищей для новорожденных животных, а также необходимым продуктом питания для человека в любом возрасте.

Молоко состоит из воды ( в среднем 87,5%) и сухого вещества (12,5%). В таблице 1 приведено содержание основных компонентов его.

Таблица 1. Химический состав молока коровы, %

Составные части

Среднее содержание

Колебания

Вода

87,5

82,7-90,7

Сухое вещество

12,5

9,3-17,3

Жир

3,8

2,7-7,0

Белки

3,3

2,0-5,0

В том числе

Казеин

Альбумин

Глобулин

Другие белки


2,7

0,4

0,1

0,1


2,20-4,50

0,20-0,60

0,05-0,15

0,05-0,20

Небелковые соединения

0,1

0,02-0,15

Молочный сахар (лактоза)

4,7

4,00-5,30

Минеральные вещества

0,7

0,50-1,00

В том числе

Кальций

Фосфор

Калий

Магний

Хлор

Натрий

Железо, марганец, йод и др.


0,18

0,20

0,17

0,02

0,10

0,05

тысячные доли миллиграмма


0,15-0,21

0,18-0,26

0,20-0,25

0,01-0,04

0,09-0,12

0,04-0,08

Лимонная кислота

0,15

0,1-0,20

Липоиды

0,09

0,05-0,18


Показателями, которые приведены в таблице 1, не исчерпывается состав молока. Он обширнее и сложнее. В молоко входит более 160 компонентов, в том числе 20 аминокислот, 147 жирных кислот, 30 макро- и микроэлементов, 23 витамина, 20 глицеридов, 4 сахара, гормоны, пигменты, ферменты, фосфатиды, лимонная кислота, газы и др.

Пределы колебаний в содержании отдельных компонентов молока показывают, что состав его может резко изменяться под влиянием ряда факторов: породы и возраста животного, стадии лактации, условий кормления и содержания, моциона и физической работы, техники доения, состояния здоровья, индивидуальных особенностей и т.д.

С точки зрения физической химии молоко можно представить как дисперсную систему, состоящую из дисперсной среды (вода) и дисперсной фазы (мельчайших частиц, составные части молока).

Вода является как бы плазмой молока, в которой распределено сухое вещество, образующее коллоидную систему. Для новорожденного организма вода молока имеет важное физиологическое значение: в первые недели жизни он обеспечивается ею в основном за счет молока. Вода обусловливает и физическое состояние молока, без нее не могут протекать физико-химические процессы.

Сухое вещество характеризует питательную ценность молока. Оно включает жир, белки, сахар, минеральные вещества, витамины, пигменты. При вычитании из общего количества сухого вещества содержания жира получаем сухой обезжиренный остаток молока (СОМО), который в среднем составляет 8,7%. Компоненты, входящие в состав молока, находятся в разном состоянии и степени дисперсности.

Жир – более грубодисперсная фаза из всех составных частей молока. В парном или нагретом молоке он находится в состоянии эмульсии, в охлажденном – в виде суспензии (рис. 1). В 1 мл цельного коровьего молока количество жировых шариков колеблется от 1 до 9 млрд. Диаметр их равен в среднем 3-4 мкм (колебания 0,1-20 мкм). Поверхность жирового шарика окружена белковой оболочкой. Количество и размер жировых шариков обусловливают технологические свойства молока при сепарировании и переработке его в масло и сыр. Большие потери жира бывают в тех случаях, когда в молоке преобладают мелкие жировые шарики. Большое значение этим показателям придают при зоотехнической оценке животных.

По химическому составу молочный жир представляет собой производное спирта глицерина и жирных кислот. На долю жирных кислот приходится 93-95% массы жира.

Глицерин относится к трехатомным спиртам (СН2ОН СНОН СН2ОН). Он прозрачный, сладкий на вкус, растворим в воде. В молочном жире обнаружено более 147 жирных кислот – предельные (насыщенные) и непредельные (ненасыщенные), с одной или несколькими двойными связями, с четными и нечетными, с малым (4) и большим (18 и выше) числом атомов углерода в цепи.


РИС. 1. Жировые шарики молока при увеличении в 700 раз.


Липоиды – жироподобные вещества. К ним относятся фосфатиды (лецитин, кефалин и сфингомиэлин), стерины (холестерин и эргостерин). По химическому составу фостафиды принадлежат к группе фосфолипидов. В фосфатидах содержится более полиненасыщенных жирных кислот и отсутствуют низкомолекулярные жирные кислоты. Они участвуют в образовании жира в молочной железе и играют роль в окислительно-восстановительных процессах в организме. Из фосфатидов большое значение имеет лецитин, Который вместе с белком составляет лецитино-белковую оболочку жировых шариков молока. На содержание фосфолипидов в молоке оказывают влияние зоотехнические (кормление животных, индивидуальные особенности и т.п.) и технологические факторы.

Охлаждение и сепарирование молока способствуют концентрации фосфолипидов на поверхности жировых шариков; при перемешивании, нагревании, гомогенизации, сгущении молока из оболочек жировых шариков они переходят в плазму.

Стерины находятся в молоке в малом количестве. Холестерин содержится только в жировых тканях и молоке. Он участвует в регулировании обмена солей кальция и фосфорной кислоты. Эргостерин под действием ультрафиолетовых лучей превращается в витамин D.

Белки – комплексные органические соединения, в которые входят углерод, водород, кислород, азот, сера, иногда фосфор. Эти элементы образуют структурные частицы белка – аминокислоты. Аминокислоты представляют собой белое кристальное вещество. Все они имеют свободные карбоксильные группы и аминогруппы, за исключением пролина и гидрооксипролина. Амин6окислоты имеют различные боковые цепочки, иногда очень реактивные. Реакция на отдельные аминокислоты обусловлены этими цепочками.

От общего содержания сухого вещества в молоке ¼ приходится на белки, а в сухом обезжиренном остатке 1/3 составляют белки.

Основными белками молока являются казеин, альбумин и глобулин. Поскольку альбумин и глобулин растворимы в плазме молока и при действии на молоко сычужным ферментом или кислотой не коагулируют, а выделяются вместе с сывороткой, их называют сывороточными белками. Кроме казеина и сывороточных белков, в молоке содержатся и другие белки: оболочек жировых шариков, лактеины, сигмапротеоза (термостабильный белок).

Если общее количество белков молока принять за 100%, то на долю казеина приходится 82%, альбумина -12%, глобулина - 6%.

Казеин – основной белок молока. Находится в нем в коллоидном состоянии. Размер частиц его равен 100-200 мкм. Он относится к фосфопротеидам (содержит фосфор), имеет свободные аминные (NH2) и кислотные (COOH) группы. Схематически формула казеина (NH2)nR(COOH)m. Карбоксильных групп в казеине почти в 2 раза больше, чем аминных. Поэтому в нем преобладают кислотные свойства над основными. В молоке казеин находится в соединении с кальциевыми солями, образуя казеин-фосфаткальциевый комплекс, входящий в состав сыров и творожных изделий. Этот комплекс представляет как бы мицеллы, или частицы округлой формы, различной величины.

I.E. Ford, G.A. Ramsdel (1949) указывают, что средний размер частиц казеина 640 А с колебанием от 50 до 1000 А. По данным J.B. Nichals и др. (1931), средняя величина частиц казеина 900 А (80-2000 А). И.Н. Влодавец и др. (1952) сообщают, что в сборном молоке размер частиц казеина колеблется от 860 до 1230 А. H. Nitschmann (1949), H. Hostettler, J. Imhof (1951) электронно-микроскопическим методом установили, что частицы казеина могут быть различной величины (400-2800 А). В дальнейшем П.Ф. Дьяченко и др. (1955) подтвердили полидисперсность частиц казеина. В их исследованиях около 1/3 частиц этого белка имеют диаметр 400А, 1/3 частиц – 400-800А и около 1/3 – 800-1200А. Частицы величиной 1200-2400А составляют примерно 10%. Z. Saito, V. Hashimoto (1964) указывают на неодинаковый размер частиц казеина молока коров различных пород. P.D. Schimmin и др. (1964) с помощью электронного микроскопа пытались установить внутреннюю структуру казеиновых частиц. По сообщению этих авторов, казеиновые частицы состоят из отдельных единиц сферической формы, примерно одинакового размера (около 100А) и массой около 300 млн. ед.


2.2. Физико-химические свойства молока


Физико-химические свойства молока как единой полидисперсной системы обуславливаются свойствами его компонентов и взаимодействия между ними. Следовательно, любые изменения в содержании дисперсных фаз системы, т.е. составных частей молока, должны сопровождаться изменениями его физико-химических свойств. Почти все компоненты молока влияют на плотность и кислотность молока. На остальные физико-химические свойства составные части молока влияют по-разному. Так, от массовой доли, дисперсности и гидратационных свойств белков в большой степени зависят вязкость и поверхностное натяжение молока, но почти не зависят величины электропроводности и осмотического давления. Минеральные вещества молока значительно влияют на его кислотность, электропроводность, осмотическое давление и температуру замерзания, но не влияют на вязкость. От содержания лактозы зависят осмотическое давление и температура замерзания молока.


Кислотность молока


Кислотность молока выражают в единицах титруемой кислотности (в градусах Тернера) и величиной рН при 20 0С.

Титруемая кислотность. Титруемая кислотность по ГОСТ 13264-70 «Молоко коровье. Требования при заготовках» является критерием оценки качества заготовляемого молока. Титруемую кислотность молока и молочных продуктов, кроме масла, выражают в условных единицах – градусах Тернера (Т0)1. Под градусами Тернера понимают количество миллилитров 0,1 н. раствора едкого натра (кали), необходимого для нейтрализации 100 мл (100 г) молока или продукта.

Кислотность свежевыдоенного молока составляет 16-18 Т0 Она обуславливается кислыми солями – дигидрофосфатами и дигидроцитратами (около 9-13 Т0), белками – казеином и сывороточными белками (4-6 Т0), углекислотой, кислотами (молочной, лимонной, аскорбиновой, свободными жирными и др.) и другими компонентами молока (в сумме они дают около 1-3 Т0).

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 Т0 принимают как несортовое, а молоко с кислотностью выше 22 Т0 не подлежит сдаче на молочные заводы. Кислотность молока отдельных животных может изменяться в довольно широких пределах. Она зависит от состояния обмена веществ в организме животных, которое определяется кормовыми рационами, породой, возрастом, физиологическим состоянием, индивидуальными особенностями животного и т.д. особенно сильно изменяется кислотность молока в течение лактационного периода и при заболеваниях животных.

В первые дни после отела кислотность молока повышена за счет большого содержания белков и солей, затем через определенное время (40-45, иногда 60 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 сырого молока, следует помнить, что молоко может иметь повышенную (до 26 Т0) или пониженную (менее 16 Т0) 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 (пробы, взятой при контрольной дойке), подтверждающей его натуральность. Более точно кислотность молока можно контролировать, используя рН-метод.

Наблюдаемое повышение (до 23-26 Т0) 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. __________________________________________________


1В ГДР, ЧССР и других странах титруемую кислотность молока выражают в градусах Сокслета–Хенкеля (0SH). Ее определяют путем титрования молока 0,25 н. раствором щелочи, поэтому 10 SH= 2,50Т


Понижение кислотности молока в основном обусловлено повышенным содержанием мочевины, что может быть вызвано избыточным потреблением 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.

рН (активная кислотность). Водородный показатель свежего молока, отражающий концентрацию ионов водорода, колеблется (в зависимости от состава молока) в довольно узких пределах – от 6,55 до 6,75. 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 ВНИМИ и ВНИИМСом усредненные соотношения.

Например, для заготовляемого молока эти соотношения следующие:


Титруемая кислотность, Т0

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

Среднее значение рН

6,73

6,69

6,64

6,58

6,52

6,46

6,41

6,36

6,31

6,26


Из приведенных данных видно, что при титруемой кислотности сырого молока выше 18 Т0, когда происходит образование молочной кислоты, рН понижается незначительно. Медленное изменение рН объясняется наличием в молоке ряда буферных систем – белковой, фосфатной, нитратной, бикарбонатной и т.д.

Буферные системы, или буферы, обладают способностью поддерживать постоянный рН среды при добавлении кислот или щелочей. Буферные системы состоят из слабой кислоты и ее соли, образованной сильным основанием, или из смеси двух кислых солей слабой кислоты. Например, бикарбонатный буфер включает H2CO3 и NaHCO3, фосфатный - NaH2PO4 и Na2HPO4 и т.д.

Буферная способность белков молока объясняется наличием аминных и карбоксильных групп. Карбоксильные группы вступают в реакцию с ионами водорода образовавшейся или добавленной молочной кислоты:

NH3+ NH3+

R + H+ --- R

COO- COOH

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 способность фосфатов заключается во взаимном переходе гидрофосфатов в дигидрофосфаты и обратно. При образовании кислоты часть гидрофосфатов переходит в дигидрофосфаты:

HPO42- + H+ ---- H2PO4-

Так как анион H2PO4- слабо диссоциирует на ионы H+ и HPO42- , рН молока почти не изменяется, а титруемая кислотность возрастает.

При добавлении к молоку щелочи белки и фосфаты реагируют следующим образом:

NH3+ NH2

R + ОH- --- R + Н2О;

COO- COO-


H2PO4- + ОH- ---- HPO42- + H2O.


Цитраты и бикарбонаты при добавлении кислоты или щелочи вступают в реакцию с ионами H+ или ОH- аналогично фосфатам:


Hzit2- --------- H2Zit- , HCO3----------------H2CO3.


Изменение рН молока при добавлении к нему кислоты или щелочи произойдет в том случае, если будет превышена буферная емкость систем молока. Под буферной емкостью молока понимают количество кислоты или щелочи, которое необходимо добавить к 100 мл молока, чтобы изменить величину рН на единицу.

Наличие буферных систем в биологических жидкостях имеет большое значение – это своего рода защита живого организма от возможного резкого изменения рН, которое может неблагоприятно или губительно повлиять на него. Буферная способность составных частей молока играет большую роль в жизнедеятельности молочнокислых бактерий при производстве кисломолочных продуктов и сыров.

Молочнокислые бактерии чувствительны к низким значениям рН среды, границы их развития в молоке лежат в определенном интервале рН, характерном для отдельных групп. 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.

Вследствие буферных свойств молока рН кефира, выработанного термостатным способом, в конце сквашивания при титруемой кислотности 75-80 Т0 составляет лишь 4,85-4,75, а рН сгустка в процессе производства творога жирного при кислотности 58-60 Т0 - 5,15-5,05. при таком рН возможны развитие молочнокислых стрептококков и накопление ароматических веществ. Аналогично при выработке твердых сыров рН сырной массы после прессования при высокой титруемой кислотности имеет величину, равную 5,2-5,6, что объясняется большим содержанием в ней белков, буферная способность которых при протолизе увеличивается.

  1   2

Похожие:

Определение кислотности молочных продуктов iconМетодические рекомендации по дисциплине «Менеджмент» предназначены для реализации Государственных требований к минимуму содержания и уровню подготовки выпускников заочного отделения для специальностей 260303 «Технология молока и молочных продуктов»,
«Технология молока и молочных продуктов», 150411 «Монтаж и техническая эксплуатация промышленного оборудования» в гоуспо мо «Чеховский...
Определение кислотности молочных продуктов iconМикробиология пищевых продуктов специальность 111201 «Ветеринария» Пояснительная записка
«Ветеринарно-санитарная экспертиза пищевых продуктов», при изучении которой формируется научное мировоззрение специалиста о роли...
Определение кислотности молочных продуктов iconРабочая программа по химии разработана для групп специальностей 260201 «Технология молока и молочных продуктов» и151031 «Монтаж и техническая эксплуатация промышленного оборудования»,
«Технология молока и молочных продуктов», 151031 «Монтаж и техническая эксплуатация промышленного оборудования»
Определение кислотности молочных продуктов iconПрограмма вступительного испытания
Контроль остаточных количеств антибактериальных препаратов в продуктах животного происхождения. Антиалиментарные факторы питания....
Определение кислотности молочных продуктов iconПрограмма профессионального модуля
Фгос по специальности среднего профессионального образования 260201 Технология молока и молочных продуктов укрупненная группа специальностей...
Определение кислотности молочных продуктов iconПлан промежуточной аттестации на 2012-2013 учебный год по специальности 260201 (260203) Технология молока и молочных продуктов №
План промежуточной аттестации на 2012-2013 учебный год по специальности 260201 (260203) Технология молока и молочных продуктов
Определение кислотности молочных продуктов iconТехнологические принципы производства функциональных молочных продуктов с применением полисахаридов
Работа выполнена в фгоу впо «Ставропольский государственный аграрный университет»
Определение кислотности молочных продуктов iconРазработка технологии хондроитинсульфат-белкового комплекса из хрящевых тканей рыб
Специальность: 05. 18. 04 Технология мясных, молочных, рыбных продуктов и холодильных производств
Определение кислотности молочных продуктов iconРабочая программа учебной дисциплины
Технология переработки сырья животного происхождения, специальности 260303 – Технология молока и молочных продуктов
Определение кислотности молочных продуктов iconЛ. А. Остроумов, А. В. Крупин Разработка технологии тонизирующих молочных продуктов
Целью работы является разработка технологических основ производства тонизирующих слабоалкогольных напитков с использованием обезжиренного...
Разместите кнопку на своём сайте:
Библиотека


База данных защищена авторским правом ©lib2.znate.ru 2012
обратиться к администрации
Библиотека
Главная страница