ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ
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.
Сырьем в молочной промышленности являются цельное коровье молоко и его отдельные компоненты, в частности, жир, белок, казеин, лактоза.
Пластические вещества молока. Белки молока более полноценны, чем белки мяса и рыбы, и быстрее перевариваются. Белки молока состоят из трех компонентов: казеина, альбумина и глобулина, которые в сыром молоке находятся в растворенном состоянии. Все белки молока относятся к группе полноценных. Среди незаменимых аминокислот особенно важны три: метионин, лизин и триптофан.
Энергетические вещества молока. Лактоза является стимулятором нервной системы и профилактическим средством при сердечнососудистых заболеваниях. Молочный жир - богатый источник энергии для организма. Жир легко усваивается. Он находится в молоке в виде мельчайших жировых шариков. Молочный жир богат витаминами A, D, Е и К, которые почти отсутствуют в других животных жирах.
Требования к заготовляемому молоку. Каждую партию молока, поступающую на предприятие, необходимо контролировать ежедневно в течение 40 мин после доставки. Приемку и оценку качества молока начинают с внешнего осмотра тары. Молоко, поступающее на предприятия молочной промышленности, должно соответствовать требованиям, предусмотренным ГОСТ «Молоко коровье». Молоко должно иметь плотность не менее 1027 кг/мЗ.
Пороки молока. Различают пороки цвета, консистенции, запаха и вкуса, технологических свойств молока. В целях предотвращения появления пороков в молоке необходимо соблюдать санитарно-гигиенические правила получения молока, первичной обработки и транспортирования молока, мойки и дезинфекции молочного оборудования, контролировать качество используемых кормов и кормовой рацион.
Определение количества. Учет принятого молока проводят в весовых единицах измерения (кг). Для этого молоко взвешивают на весах. При приемке молока по объему делают пересчет объемных единиц в весовые в зависимости от его плотности.
Очистка молока. Для очистки молока от механических примесей предназначены фильтры различных конструкций (пластинчатые, дисковые, цилиндрические). Фильтрующий материал (марля, ватные фильтры, лавсановая ткань и др.) необходимо периодически заменять. В противном случае фильтры становятся источником обсеменения молока нежелательной посторонней микрофлорой. После очистки молоко необходимо немедленно охладить до возможно низкой температуры. Оптимальные сроки хранения молока, охлажденного до 4 - 6°С, но не более 12 ч. При более длительном хранении молока даже в условиях низких температур возникают пороки вкуса и консистенции.
Сепарирование молока - это процесс разделения его на сливки и обезжиренное молоко при помощи сепаратора-сливкоотделителя ИРИД-50-12 или СБЭ-1 производительностью 50 мЗ/ч. Содержание жира в обезжиренном молоке не должно превышать 0,05 %. Оптимальная температура молока при сепарировании 35-40°С.
Нормализация молока. Нормализация молока проводится в целях регулирования химического состава молока (массовой доли жира, сухих веществ, углеводов, витаминов, минеральных веществ) до значений, соответствующих стандартам и техническим условиям.
Гомогенизация молока (сливок, молочной смеси) - процесс дробления жировых шариков путем воздействия на молоко значительных внешних усилий. При гомогенизации отмечается повышение температуры молока на 5-10°С, что необходимо учитывать при дальнейших технологических процессах.
Пастеризация осуществляется при температурах ниже точки кипения молока 65-95°С. Основные цели пастеризации:
· уничтожение патогенной микрофлоры, получение продукта, безопасного для потребителя в санитарно-гигиеническом отношении;
· снижение общей бактериальной обсемененности, разрушение ферментов сырого молока;
· направленное изменение физико-химических свойств молока для получения заданных свойств готового продукта, в частности, органолептических свойств, вязкости, плотности сгустка и т.д.
Стерилизация молока проводится в целях получения безопасного в санитарно-гигиеническом отношении продукта и обеспечения его длительного хранения при температуре окружающей среды без изменения качества. Из известных способов стерилизации (химический, механический, радиоактивный, электрический, тепловой) наиболее надежным, экономически выгодным и нашедшим широкое применение в промышленности является тепловой.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Цель работы: Определить качество коровьего молока по основным показателям и составить технологическую схему его производства.
Реактивы, оборудование, материалы:
молоко коровье – 250 мл
химическая посуда (стаканы химические вместимостью 50, 100, 200 мл; колбы мерные вместимостью 250 мл, конические колбы вместимостью 100 мл, цилиндр вместимостью 100 мл)
белый лист бумаги;
большая пробирка с резиновой пробкой;
стеклянная воронка;
бюретка вместимостью 25 мл;
пипетки вместимостью 10, 20 мл;
стеклянная палочка;
ватные и бумажные фильтры;
вода дистиллированная по ГОСТ 6709-72;
бромтимоловый синий, спиртовой раствор с массовой долей бромтимолового синего 0,01%;
спирт этиловый ректификованный технический по ГОСТ18300-87
гидроксид натрия по ГОСТ 4328-77, 1 М раствор;
фенолфталеин, 3%-ный спиртовой раствор;
крахмал картофельный;
калий йодистый, ч.д.а.;
серная кислота, ч.д.а., плотностью 1,830-1,835 г/см3;
раствор Люголя;
электрическая плитка
1. Определение органолептических показателей качества молока
Определение внешнего вида молока. Внешний вид молока оценивают при его осмотре в прозрачном сосуде. Отмечают однородность, осадок, загрязнения, примеси.
Последовательность выполнения работы
Налить молоко в химический стакан вместимостью 200 мл до середины объема. Внимательно рассмотреть молоко, есть ли в нем загрязнения, примеси, отметить однородность. Дать молоку отстояться в течение 3-5 мин и отметить наличие осадка.
Определение цвета молока. Цвет молока бывает белый, желтый, слегка желтоватый, кремовый; кремовый оттенок (для топленого молока), серый, голубой, слегка синеватый оттенок (для нежирного молока).
Последовательность выполнения работы
В химический стакан вместимостью100 мл налить 50-60 мл молока. Поднести к стакану белый лист и определить цвет.
Определение консистенции молока. Консистенция молока определяется по следу, остающемуся на стенках сосуда после его взбалтывания. При нормальной консистенции после стекания молока со стенок остается равномерный белый след.
Последовательность выполнения работы
Налить молоко в пробирку до середины объема. Закрыть пробирку пробкой и слегка встряхнуть, чтобы смочить стенки. Дать молоку стечь и через 1- 2 мин. оценить результат.
Определение запаха молока. Свежее молоко имеет слабый специфический запах. Запаха может не быть, или он слабо ощутим. Запах может быть кормовым, хлебным, окисленным, прогорклым, затхлым, плесневелым, гнилостным; запах нефтепродуктов, лекарственных, моющих, дезинфицирующих средств и других химикатов, запах лука, чеснока, полыни и др. По интенсивности запах может быть сильным, отчетливым, слабым, очень слабым.
Последовательность выполнения работы
Налить в пробирку молока чуть больше половины, закрыть пробкой. Энергично взболтать. Открыв пробирку, сразу понюхать. Запах определяют многократными короткими вдыханиями.
Определение вкуса молока. Молоко должно быть комнатной температуры. Полость рта ополаскивается небольшим количеством молока 5-10 мл. Вкус доброкачественного молока слегка сладковатый.
Последовательность выполнения работы
В химический стакан вместимостью 100 мл налить 10-20 мл молока. Взять глоток молока в рот, распределить его по всей поверхности ротовой полости и держать его некоторое время. После каждой пробы молока следует прополоскивать рот водой и между отдельными определениями делать небольшие перерывы.
2. Определение физико-химических показателей качества молока
2.1. Определение степени чистоты молока
Чистота молока является показателем санитарных условий на ферме. В молоко при его получении, транспортировке, хранении могут попасть покровный волос с животного, частицы корма, подстилки, пыли, а с ними и микроорганизмы. Загрязненное молоко быстро портится. Для определения в молоке механических примесей (чистоты) нужно пропустить 50-100 мл молока через бумажный и ватный фильтры. Загрязненность ватного кружка (фильтра) сравнить со стандартным эталоном (ГОСТ 8218-56) (рис. 1).
Рис. 1. Эталон для определения степени чистоты молока: 1 - молоко чистое (I группа); 2 - слегка загрязненное (II группа); 3 - загрязненное (III группа).
По степени загрязненности молоко делят на три группы:
1. - молоко не оставляет на фильтре даже следов грязи (механических примесей меньше 3 мг/ л);
2. - на фильтре заметен сероватый осадок (примесей от 4 до 6 мг/л.);
3. - на фильтре остались механические примеси, цвет фильтра грязно- серый (в 1 л примесей 7 мг и больше).
Последовательность выполнения работы
В стеклянную воронку поместить фильтр (бумажный и ватный). Опустить воронку в стакан для сбора профильтрованного молока. Отмерить цилиндром 50 мл молока и вылить его в воронку. После того как все молоко профильтруется, осторожно снять фильтр и положить его на лист бумаги для просушки. Загрязненность ватного кружка (фильтра) сравнить со стандартным эталоном.
2.2. Определение кислотности молока
По кислотности молока можно судить о его свежести и натуральности. Парное молоко обладает бактерицидными свойствами, имеет амфотерную реакцию на лакмус (красная лакмусовая бумажка синеет, а синяя краснеет). Через некоторое время в молоке начинают развиваться микроорганизмы, прежде всего молочнокислые бактерии, которые сбраживают молочный сахар и образуют молочную кислоту, что повышает кислотность молока. Кроме того, кислотность молока связана с кислотным характером белков. Титруемую кислотность молока определяют в условных градусах Т°(Тернера). Под условным градусом Т° понимают объем (мл) 1М раствора щелочи, потраченный на нейтрализацию кислоты в 100 мл молока. Индикатором служит 3%-й раствор фенолфталеина.
Последовательность выполнения работы
В коническую колбу вместимостью 100 мл отмерить пипеткой 10 мл исследуемого молока и 20 мл дистиллированной воды (воду добавляют для того, чтобы более отчетливо уловить розовый оттенок при титровании). В смесь добавить 2-3 капли 3%-го раствора фенолфталеина и тщательно взболтать. Из бюретки по каплям прибавлять в колбу при постоянном помешивании 1 М раствор NaOH до появления слабо-розового окрашивания, не исчезающего в течение минуты.
Получаемые результаты:
Кислотность (Х, град.) вычисляют по формуле:
, град. (1)
где X – кислотность, град.; V – объем 1 М раствора щелочи, пошедшей на титрование, мл; m – объем молока, взятого на титрование, мл
2.3. Определение белка в молоке формольным титрованием
Метод определения белка в молоке формольным титрованием основан на нейтрализации карбоксильных групп моноаминодикарбоновых кислот белков раствором гидроксида натрия, объем которого, затраченный на нейтрализацию, пропорционален массовой доле белка в молоке.
Последовательность выполнения работы
К 37-40%-му раствору формалина (100 мл) добавить 3-4 капли 1%-го спиртового раствора фенолфталеина и при постоянном взбалтывании прилить из бюретки 1 М раствор NaOH до появления слабо-розового окрашивания.
В стакан с 10 мл коровьего молока добавить 10-12 капель 1%-го спиртового раствора фенолфталеина. Налить в бюретку 1 М раствора NaOH и титровать молоко до появления не исчезающего при взбалтывании слаборозового окрашивания. В тот же стакан прилить с помощью бюретки 2 мл нейтрального формалина. Содержимое размешать стеклянной палочкой. Появившееся при начальном титровании розовое окрашивание исчезнет. Продолжать титрование пробы щелочью до появления такого же слабо розового окрашивания.
Получаемые результаты:
Содержание белка в молоке (х,%) определяют по формуле:
х = 1,94 • v, % (2)
где: х - содержание белка в молоке, %; 1,94 - коэффициент перерасчета на белок;
v - объем 1 М раствора гидроксида натрия, пошедшего на титрование после добавления нейтрального формалина, мл.
2.4. Определение соды в молоке
Соду добавляют в молоко для того, чтобы скрыть его повышенную кислотность. Однако нейтрализуя молочную кислоту, сода не задерживает развитие гнилостных микроорганизмов и способствует разрушению витамина С. Такое молоко не пригодно для употребления в пищу.
Последовательность выполнения работы
В сухую или ополоснутую водой пробирку, помещенную в штатив, налить 5 мл молока. Осторожно по стенке добавить 7-8 капель спиртового раствора бромтимолового синего. Наблюдать за изменением окраски кольца на границе слоев (в течение 10 мин). Желтая окраска свидетельствует об отсутствии в молоке соды, зеленая окраска различных оттенков (желто-зеленая, темно-зеленая, сине-зеленая и др.) - о наличии следов соды даже незначительном.
2.5. Определение крахмала в молоке
Крахмал или муку добавляют в молоко, чтобы придать ему более густую консистенцию после разбавления водой.
Последовательность выполнения работы
В химический стакан вместимостью 50 мл налить 5-10 мл молока и довести до кипения на электрической плитке. Стакан с молоком охладить до комнатной температуры под струей холодной воды. Добавить в молоко 1 мл раствора Люголя. Появление синей окраски указывает на присутствие крахмала.