Химический состав молока, основные физико-химические свойства молока. Способами фальсификации молока. Сущностью и последствиями при производстве молочных продуктов.

Гомогенизация в производстве цельномолочных продуктов. Сущность, режимы, контроль эффективности процесса.

Гомогенизация – процесс применяется для получения гомогенных однородных систем, жидких многокомпонентных продуктов в молочной промышленности, для измельчения жировых шариков (размер 0,1-13 мкм). Ее проводят при температуре 65-95 °С и выдержке 15-20 с. до 10-15 мин.

Процесс применяется:

1. создать систему в молоке, чтоб при хранении продуктов не отслаивался молочный жир;

2. в процесс измельчения жировых шариков способствует повышению усвояемости жира в молочных продуктах.

Гомогенизация молока и молочных продуктов осуществляется в специальных аппаратах — гомогенизаторах. Основным способом гомогенизации в молочной промышленности является продавливание молока через узкую щель с помощью определенного давления. При этом применяются гомогенизаторы низкого и высокого давления. Наибольшее применение нашли гомогенизаторы высокого давления, или клапанные гомогенизаторы, создающие максимальный эффект гомогенизации. Клапанный гомогенизатор — это аппарат высокого давления, на нагнетательной линии которого установлен гомогенизирующий клапан. Для проведения гомогенизации молоко поступает в насосный блок гомогенизатора, где поршневым насосом, совершающим возвратно-поступательное движение, создается высокое давление. Давление гомогенизации автоматически поддерживается неизменным и может достигать 10—20 МПа в зависимости от вида молочного продукта, подвергающегося гомогенизации.

В настоящее время эффективность гомогенизации оценивают различными методами:

 - по отсутствию слоя отстоявшихся сливок при хранении или центрифугировании;

 - по однородности и размерам жировых шариков (микроскопирование);

 - по сравнению оптической плотности гомогенизированных и негомогенизированных

образцов.

Эффективность гомогенизации определяется еще формулой:

d – ср.диаметр жировых шариков в микронах

р – давление применяемое в гомогенизации.

Параметры процесса гомогенизации при производстве консервов

Оборудование для гомогенизации	Режимы в соответствии с ТИ по производству молочных консервов
Клапанные одноступенчатые гомогенизаторы	Т = 42—57°С, Р = 5—15 МПа
Клапанные двухступенчатые гомогенизаторы	Т = 42—57°С, Р, = 8—12,5 МПа, Р2 = 2—5 МПа
Струйиые эмульсоры	Т = 42-57°С,Р= 1-1,5 МПа

Сущность: Метод основан на отделении механической примеси из дозированной пробы молока путем процеживания через фильтр и визуального сравнения наличия механической примеси на фильтре с образцом сравнения.

Проведение измерений: Фильтр вставляют в прибор гладкой поверхностью кверху. Из объединенной пробы отбирают 250 мл хорошо перемешанного молока, молочных и молокосодержащих консервов, которое подогревают до температуры (35±5) °С и выливают в сосуд прибора. По окончании фильтрования фильтр вынимают и помещают на лист пергаментной или другой непромокаемой бумаги. В зависимости от количества механической примеси на фильтре молоко подразделяют на три группы чистоты путем сравнивания фильтра с образцом.

Первая: на фильтре отсутствуют частицы механической примеси. Допускается для сырого молока наличие на фильтре не более двух частиц механической примеси

Вторая: На фильтре имеются отдельные частицы механической примеси (до 13 частиц)

Третья: На фильтре заметный осадок частиц механической примеси (волоски, частицы корма, песка).

Фильтрация – осуществляется с целью очистки от механической примеси в молоке и при применении новых способов очистки от некоторых форм микробов. Фильтры устанавливаются в потоке при приемке молока. В более крупных предприятиях применяются сепараторы, принцип действия которых направлен на применение центробежных сил и разделение жидкости молока от более тяжелых частиц.

3. Методы определения пастеризации по ГОСТ 3623-2015.

· пероксидаза: Фермент молока, относящийся к оксиредуктазам и инактивирующийся при температуре пастеризации не ниже 80°С с выдержкой (20-30) с.

· фосфатаза: Фермент молока, относящийся к эстеразам и расщепляющий эфиры фосфорной кислоты, инактивирующийся при температуре пастеризации не ниже 63°С с выдержкой 30 мин.

Метод определения пероксидазы по реакции с йодистокалиевым крахмалом:

Сущность: метод основан на разложении перекиси водорода ферментом пероксидазой, содержащейся в молоке и молочных продуктах. Освобождающийся при разложении перекиси водорода активный кислород окисляет йодистый калий, освобождая йод, образующий с крахмалом соединение синего цвета.

Проведение измерений: в пробирку помещают 5 мл молока, добавляют 5 капель раствора йодистокалиевого крахмала и 5 капель раствора перекиси водорода массовой долей 0,5%, перемешивая вращательными движениями содержимое пробирки. Затем наблюдают изменение окраски содержимого пробирки. При отсутствии фермента пероксидазы в молоке и молочных продуктах цвет содержимого пробирки не изменится. Следовательно, молоко и молочные продукты подвергались пастеризации при температуре не ниже 80°С. При наличии пероксидазы в молоке содержимое пробирок приобретает темно-синее окрашивание. Следовательно, молоко и молочные продукты не подвергались пастеризации или подвергались пастеризации при температуре ниже 80°С, или были смешаны с непастеризованными молочными продуктами.

Определение фосфатазы по реакции с фенолфталеинфосфатом натрия:

Сущность: метод основан на гидролизе фенолфталеинфосфата натрия ферментом фосфатазой, содержащейся в молоке и молочных продуктах. Освобождающийся при гидролизе фенолфталеин в щелочной среде дает розовое окрашивание.

Проведение измерений: в пробирку помещают 2 мл молока и 1 мл раствора фенолфталеинфосфата натрия в буферной смеси массовой долей 0,1%. Затем пробирку закрывают пробкой и содержимое аккуратно перемешивают. Пробирки погружают в водяную баню температурой (42±2)°С. Изменение окраски содержимого пробирки определяют через 10 мин и через 1 ч. При отсутствии фермента фосфатазы в молоке и молочных продуктах окраска содержимого пробирки не изменится. Следовательно, молоко и молочные продукты подвергались пастеризации при температуре не ниже 63°С. При наличии фосфатазы в молоке и молочных продуктах содержимое пробирки приобретает окраску от светло-розовой до ярко-розовой. Следовательно, молоко и молочные продукты не подвергались пастеризации, или подвергались пастеризации при температуре ниже 63°С, или были смешаны с непастеризованными продуктами.

Пастеризация осуществляется с целью уничтожения микроорганизмов, в том числе патогенных и инактивации ферментов, которые находятся в молоке, а так же значительная часть газов удаляется при тепловой обработке.

Эффективность пастеризации определяется по формуле:

, где

 - эффективность пастеризации

 - постоянные

 – температура пастеризации в градусах Цельсия.

4. Титриметрический метод определения кислотности молока и молочных продуктов по ГОСТ 3624-92.

Метод с применением индикатора фенолфталеина:

Сущность: метод основан на нейтрализации кислот, содержащихся в продукте, раствором гидроокиси натрия в присутствии индикатора фенолфталеина.

Проведение анализа: в колбу вместимостью 100 до 250 см³ отмеривают дистиллированную воду 20 см³ и анализируемый продукт 10 см³, и три капли фенолфталеина. Смесь тщательно перемешивают и титруют раствором гидроокиси натрия до появления слаборозового окрашивания, не исчезающего в течение 1 мин. Кислотность, в градусах Тернера (°Т), находят умножением объема, раствора гидроокиси натрия, затраченного на нейтрализацию кислот на следующие коэффициенты:

10 - для молока, молочного составного продукта, сливок, простокваши, ацидофильного молока, кефира, кумыса, других кисломолочных продуктов, а также плазмы сливочного масла и масляной пасты;

20 - для мороженого, сметаны, творога и творожных изделий.

Титруемая кислотность в свежем молоке составляет 16-21 °Т, является показателем зрелости молока, а при производстве пастеризованного молока и др. молочных продуктов не допускается в реализацию больше 21 °Т. Под воздействием температур белок свертывается и пластинчатый пастеризатор может выйти из строя.

Активная кислотность – величина концентрации свободных водородных ионов молока, их численное значение равно отрицательному десятичному логарифму концентрации ионов водорода рН (Н⁺). Согласно международной шкале установлено значение 0-14.

0-7 – кислая среда.

7- нейтральная среда.

7-14 – щелочная среда

После дойки pH=6,7-6,9 единиц молока.

Титруемая кислотность – определяется в градусах Тернера и под этим понимают количество мл 0,1н раствора NaOH, которая расходуется на нейтрализацию 100 мл молока разбавленного дистиллированной водой в 2 раза больше.

Титруемая кислотность обуславливается наличием белков, кислых солей и растворенного диоксиоуглерода CO₂. Также может зависеть от породы животного, условий содержания и кормления.

5. Методы определения плотности молока и молочных продуктов по ГОСТ 3625-84.

Методом расчета содержания соли в рассольных сырах. В технологии производства рассольных сыров допускается применение сухой соли в сырном зерне. Для посолки сыра в объеме 1520 кг было использовано сухой соли 250 кг.

С=250:1520*100=16,5%

27. Методом расчета количества сахарозы, которое необходимо для производства 800 кг плавленого диабетического сыра сладкого, имеющего в состав содержание сахарозы 35%.

800*35:100=280 кг сахарозы

28. Методом расчета массы молока объемом 8000 л при плотности 27,5^оА; 6500 л молока при плотности 1,0285 кг/м³ при 23^оС.

1) Переводим 27,5 ^оА = 1,0275 кг/м³

2) 8000*1,0275 кг/м³ = 8220 кг

3) 23-20= 3

4) 3*0,3=0,9

5) 1,0285+0,9=1,0294 кг/м³

6) 1,0294*6500=6691,1 кг

29. Методом расчета по треугольнику Баркана при сепарировании исходного молока 2,4 т с м.д.ж. 3,8% определить количество получаемых сливок м.д.ж. 38,0%.

                              38%

 

38-3,8=34,22%                    38-0,05=37,95%

 

   3,8%                                    0,05%

                  3,8-0,05=3,75%

2400*3,75:37,95=237,15 кг сливок

Химический состав молока, основные физико-химические свойства молока. Способами фальсификации молока. Сущностью и последствиями при производстве молочных продуктов.

Молоко - это биологическая жидкость, выделяемая молочной железой млекопитающих и предназначенная для поддержания жизни и роста новорожденного. Для получения 1 л молока необходимо 500-800 кг крови.

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 грубодисперсном (жир) состоянии. Водная фаза молока является дисперсной средой (плазма).

Усредненный химический состав молока животных, %:

Животные	МДЖ	МДБ	МД лактозы	МД мин.в-в
Корова	3,6	3,2	4,8	0,7
Коза	4,3	3,6	4,5	0,8
Овца	6,7	5,9	4,8	1
Самка северного оленя	22,5	10,3	2,5	1,4
Собака	9,3	9,7	3,1	0,9
Кошка	3,3	9,1	4,9	0,6
Дельфин	45	5,6	1,4	0,6
Самка кита	4,2	12	1,5	0,9
Женского молока	3,5	1,5	7	0,3

Органолептические свойства молока в соответствии с ТР ТС 033/2013 «О безопасности молока и молочных продуктов».

Вкус, запах: чистый, без посторонних привкусов и запахов не свойственных свежему молоку, допускается слабо выраженный кормовой привкус и запах.

Цвет: от белого до светло кремового, в зависимости от концентрации жира.

Консистенция: однородная жидкость без осадка и хлопьев, чтобы не изменилась консистенция молоко нельзя замораживать.

Титруемая кислотность в свежем молоке составляет 16-21 °Т, является показателем зрелости молока, а при производстве пастеризованного молока и др. молочных продуктов не допускается в реализацию больше 21 °Т.

Плотность молока при 20 градусах: 1027-1032 кг/м³.

Содержание жира колеблется от 3,5-4,5%. Плотность жировой фракции составляет 952-954 кг/м³. Фальсификацию молока водой можно точно установить лишь по содержанию лактозы и ионов путем определения точки его замерзания, которая равна -0,52 градуса Цельсия.
Группа чистоты делится 3 класса и определяется количеством примесей и частиц на фильтровальной бумаге. Белок - основной копает молока. Молочный белок состоит из компонентов имеющих технологические свойства: казеин - 82% от белка, лактоглобулин - 12%, лактоальбумин - 6%. При производстве кисломолочных продуктов и сыра из компонент молока участвует казеин, сывороточные белки выделяются из сгустка в сыворотку, после сепарирования их отделяют и используют как добавку для производства кисломолочных продуктов. Белок колеблется от 2,8% - 3, 2% в зависимости от животного. Молочной жир: липиды молока состоят из 3-хатомного глицерина и жирных кислот. Применяя липиды молока выявлено 20 наименований жирных кислот. В зависимости от условий кормления и сезона колеблется от 2,2-6%. Лактоза имеет огромное биологическое значение при производстве молочных продуктов. Является источником обитания всех микроорганизмов, которые применяются в заквасках. Массовая доля стабильна = 4,8%. Минеральные вещества: огромное значение имеет кальций и фосфор. Они участвуют в образованим молочного сгустка под воздействием молокосвертывающегося фермента. Свежевыдаенное молоко может храниться при 20° 4 часа без изменения. При охлаждении 4  2° можно хранить 48 часов. Молозиво: выделяется в первые 6-8 дней лактации, в составе которого находится множество легкоусвояемых белков.

Молоко обладает химическими, физическими, технологическими, бактерицидными и органолептическими свойствами.

1. Химические свойства:

- активная кислотность – величина концентрации свободных водородных ионов молока, их численное значение равно отрицательному десятичному логарифму концентрации ионов водорода рН (Н⁺). Согласно международной шкале установлено значение 0-14.

0-7 – кислая среда.

7- нейтральная среда.

7-14 – щелочная среда

После дойки pH=6,7-6,9 единиц молока. При повышенной активности кислотности развитие микроорганизма замедляется, а при значительность снижении рН прекращается.

- титруемая кислотность – определяется в градусах Тернера и под этим понимают количество мл 0,1н раствора NaOH, которая расходуется на нейтрализацию 100 мл молока разбавленного дистиллированной водой в 2 раза больше. Титруемая кислотность в свежем молоке составляет 16-21 °Т. Титруемая кислотность обуславливается наличием белков, кислых солей и растворенного диоксиоуглерода CO₂. Также может зависеть от породы животного, условий содержания и кормления. При хранении сырого молока титруемая кислотность повышается по мере развития в нем микроорганизмов, которые сбраживают молочный сахар с образованием молочной кислоты. Повышение кислотности вызывает нежелательные изменения свойств молока, например, снижение устойчивости белков к нагреванию (белок свертывается). Поэтому молоко с кислотностью 21^оТ принимают как несортовое, а молоко с кислотностью выше 22^оТ не подлежит сдаче на молочные заводы.

2. Физические свойства:

- плотность – отношение массы вещества к занимаемому им объему при температуре 23 градуса Тернера.

Плотность молока при 20 градусах: 1027-1032 кг/м³

Плотность сливок: 954-956 кг/м³

На плотность влияет % соотношение компонентов молока, давление, температура, условия содержания и кормления, порода животного, сезонность, фальсификация молока водой или сухим молоком. Плотность молока изменяется при фальсификации — при добавлении Н₂О понижается, и повышается при подснятии сливок или разбавлении обезжиренным молоком. Поэтому по величине плотности косвенно судят о натуральности молока при подозрении на фальсификацию.

- вязкость молока может изменяться. Зависит от температуры.

3. Оптические свойства:

- рассеивание пучка света: молоко под дневным светом имеет слабо желтый или кремовый цвет, концентрация которого зависит от содержание жира в молоке. На оптические свойства молока влияют: СВ, жир, белок, лактоза и минеральные вещества.

- точка замерзания и кипения. Точка кипения молока равна 100,2°, а точка замерзания молока равна -0,54- 0,50° Цельсия. Она изменяется в течение лактационного периода при заболевании животного и при фальсификации молока воды или соды.

4. Технологические свойства: термоустойчивость является важным технологическим свойством определяющий пригодность молока к высокотепловой обработке (в детском питании и производстве молочных консерв). Сычужное свертывание - способность молока образовать сгусток под действуем сычужного фермента, является определяющим фактором для производства сыров и творога сычужнокислым способом. 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. Незначительное изменение концентрации ионов кальция в молоко сказывается на продолжительности свертывания белков и плотности сычужного сгустка. При необходимости вносят в молоко CaCl₂ не менее 0,142%.

5. Антибактериальные свойства: обусловлены наличием антител и веществ, образующихся в организме животного и поступающих из крови в молоко (бактериозины, глобулины, пераксидаза, лейказиты).

6. Органолептические свойства: внешний вид, цвет, консистенция, запах и вкус являются главными показателями. При бальной оценке дается не менее 50% общей бальной оценки.

Ассортиментная фальсификация, может быть осуществлена подменой одного вида молока и молочной продукции другим, подменой цельного молока нормализованным или даже обезжиренным. Различают следующие способы и средства качественной фальсификации: добавление воды, при фальсификации молока водой понижаются плотность (менее 1,027 г/см³), жирность, сухой остаток (менее 11,2%), СОМО (менее 8%), а также кислотность; при фальсификации молока водой изменяется его натуральный цвет; молоко, фальсифицированное добавлением обезжиренного молока или подснятием жира, увеличивает плотность до 1,034 г/см³, при этом понижаются сухой остаток и жирность, СОМО не изменяются; введение консервантов, антиокислителей и антибиотиков без их указаний на маркировке товара (добавление аммиака, питьевой соды, формальдегида и т.д.). Известь (известковая вода), поташ и соду прибавляют к молоку летом для предупреждения его закисания; введение различных пищевых и чужеродных добавок. Крахмал и муку подмешивают для придания молоку большей густоты. Некоторые фальсификаторы в прокисшее молоко добавляют сахар, чтобы не чувствовался кислый вкус. Если в молоко добавлена кислота, то синяя лакмусовая бумажка покраснеет, а красная не изменит своего цвета.