Состав молока для выработки молочных продуктов

2

РЕФЕРАТ

Предмет: «Технология молочного производства»

Тема: «Состав молока для выработки молочных продуктов»

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. 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 (табл. 1).

Таблица 1 Дисперсный состав молока

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. 1).

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

Таблица 1. Химический состав коровьего молока

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.

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. Зависимость массовой доли сухих веществ в цельном молоке от массовой доли жира и плотности. Массовая доля сухого обезжиренного остатка колеблется от 8 до 10 /о. 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. Зависимость массовой доли сухого обезжиренного молочного остатка (СОМО) от массовой доли жира и плотности молока приведена е. 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 10 мкм. По химическому составу молочный жир представляет собой соотношение 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, В.

Кроме молочного жира в молоке находятся липоиды: фосфатиды стерины. Основной из фосфатидов - лецитин - входит в состав оболочек жировых шариков. Фосфатиды содержат фосфор, необходимый для регулирования обмена 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 растворяется. 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 иммунных 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 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 В₂ 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 общего 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.

Зависимость массовой доли сухого обезжиренного молочного остатка от массовой доли жира и плотности молока

Зависимость массовой доли сухого обезжиренного молочного остатка от массовой доли жира и плотности молока