Производство молочных продуктов

Ферменты молока

Общая характеристика ферментов

По химической природе ферменты представляют собой белковые вещества. Они могут быть простыми и сложными. К простым белкам относятся гидролитические ферменты, а к сложным - окислительно-восстановительные ферменты, и др.

Ферменты называются по веществу, на которое они действуют, прибавляя к корню названия окончание "аза". Кроме этих названий имеются более сложные названия, отражающие механизм действия фермента.

Известно более 1000 различных ферментов. Их подразделяют на 6 классов:

1.- оксидоредуктазы /катализирующие окислительно-восстановительные ферменты/

2.- трансферазы /ферменты, переносящие группы/

3.- гидролазы /гидролитические ферменты/

4.- лиазы/ ферменты отщепления групп/

5.- изомеразы /ферменты изомеризации/

6.- лигазы /синтетазы/

Из всех этих классов наибольшее практическое значение имеют оксидоредуктазы и гидролазы.

Знание свойств этих ферментов необходимо специалисту по нескольким причинам:

1.на действии ферментов основано производство кисломолочных продуктов и сыра.

2.Ферменты могут вызвать нежелательные изменения составных частей молока и молочных продуктов с последующим возникновением пороков.

3.Некоторые свойства ферментов можно использовать для гигиенической оценки сырого молока и контроля эффективности его пастеризации.

В молоке, полученном от здоровых коров выделено 20 истинных ферментов. Большая часть их образуется в клетках молочной железы и переходит в молоко во время секреции. Меньшая часть переходит в молоко из крови животного.

Многие ферменты образуются микроорганизмами молока. Они могут быть внеклеточными и внутриклеточными. Внеклеточные ферменты связаны с процессом питания и поэтому легко выделяются клетками в окружающую среду. Внутриклеточные действуют внутри клетки и выделяются только после ее отмирания и распада.

Окислительно-восстановительные ферменты

Это большая группа ферментов, катализирующих окислительно-восстановительные реакции в живых организмах. К ним относятся анаэробные и аэробные дегидрогеназы, пероксидаза и каталаза. ДЕГИДРОГЕНАЗЫ катализируют реакции окисления веществ путем отнятия от них водорода. Анаэробные дегидрогеназы передают отнятый водород промежуточному веществу или аэробной дегидрогеназе. Аэробные дегидрогеназы передают водород от окисляемого вещества или от восстановленной анаэробной дегидрогеназы кислороду воздуха.

-Анаэробные дегидрогеназы /редуктазы/. Эти ферменты клетки молочной железы почти не вырабатывают. Они накапливаются в молоке при размножении в нем бактерий. С увеличением количества бактерий в молоке активность редуктаз возрастает. Ее можно определить по продолжительности восстановления, т.е. обесцвечивания метиленового синего, добавленного к молоку. С помощью редуктазной пробы на молочных заводах устанавливают бактериальную обсемененность принимаемого молока. Анаэробные дегидрогеназы, вырабатываемые молочнокислыми бактериями и дрожжами, имеют большое значение при молочнокислом и спиртовом брожениях.

-Аэробные дегидрогеназы. К ним относится ксантиноксидаза, выделяемая клетками молочной кислоты. Она окисляет различные альдегиды и пуриновые основания до соответствующих кислот.

-Пероксидаза. Фермент окисляет различные соединения с помощью перекиси водорода. Она содержится в молоке в больших количествах, попадает в молоко из клеток молочной железы. Фермент термостабилен, разрушается при температуре 80 0С. Реакцией на пероксидазу в молочной промышленности определяют эффективность пастеризации молока.

-Каталаза. Она осуществляет окисление перекиси водорода. В результате реакции образуются вода и молекулярный водород. Она переходит в молоко из тканей молочной железы, а также вырабатывается бактериями. Содержание нативной каталазы колеблется. В свежем молоке, полученном от здоровых животных , каталазы содержится мало. В молозиве и молоке, полученном от больных животных ее содержание увеличивается. Поэтому определение активности каталазы используют для контроля молока, полученного от больных животных.

Гидролитические ферменты

-Лактаза. Катализирует реакцию гидролитического расщепления лактозы на глюкозу и галактозу. Молочная железа его почти не вырабатывает, его выделяют молочнокислые бактерии и некоторые дрожжи. Лактаза имеет оптимальную активность при температуре 400 С рН 5. -Амилаза. Гидролитический фермент катализирует расщепление крахмала. В нормальном молоке его содержится мало, но при заболевании коров маститом его количество увеличивается. Оптимальная активность при температуре 370 С и рН 7,4. Инактивируется при пастеризации 650 С в течении 30 минут.

-Лизоцим/ мурамидаза/ - важный фермент молока, разрушает полисахариды клеточных стенок бактерий и вызывает их гибель. Вместе с другими антибактериальными факторами он обусловливает бактерицидные свойства свежевыдоенного молока. Коровье молоко содержит мало лизоцима, в женском молоке его в 3000 раз больше. Он относится к основным белкам, в кислой среде термостабилен.

-Протеаза /протеолитические ферменты/. Они катализируют гидролиз пептидных связей белков и полипептидов. Молочная железа вырабатывает протеазу, которая в небольшом количестве переходит в молоко. Термостабильна, инактивируется при температуре более 750 С. Микрофлора молока выделяет более активные протеазы, которые могут вызывать различные пороки молока и масла. При размножении в молоке микрококков и гнилостных бактерий появляется горький вкус, при пониженной кислотности / 35-400 Т / наблюдается его свертывание. Молочнокислые бактерии вырабатывают малоактивные протеазы, которые имеют важное значение при созревании сыров. При производстве сыра для свертывания молока применяют протеолитический фермент животного происхождения- сычужный фермент или реннин.

Витамины молока. Общая характеристика

Это низкомолекулярные органические соединения, разноообразного химического строения, необходимые для нормальной жизнедеятельности животных, растений, человека и микроорганизмов. Они играют важную роль в обмене веществ, т.к. многие из них входят в состав активных групп ферментов. Отсутствие или недостаток в пище витаминов приводит к нарушению обмена веществ и заболеваниям.

Молоко содержит все витамины, необходимые человеку для его развития. Они попадают в молоко из кормов. Содержание их в молоке колеблется в зависимости от сезона года, стадии лактации, кормления, породы и индивидуальных особенностей коров. Количество некоторых витаминов изменяется при хранении и тепловой обработке. Витамины делят по растворимости на 2 группы:

-жирорастворимые

-водорастворимые

Жирорастворимые витамины

-витамин Е/токоферол/. Витамин Е предохраняет жиры от окисления, т.е. обладает антиокислительными свойствами. Он синтезируется только в растениях / им богаты растительные масла/. В организм животных он попадают с растительными кормами. Потребность в витамине Е в сутки для человека 30мг. Его количество летом больше чем зимой.

-витамин К/витамин коагуляции крови/. Он влияет на процесс свертывания крови. Содержится в зеленых растениях, синтезируется микрофлорой кишечника. Содержится в молоке в незначительном кол-ве.

Водорастворимые витамины

-витамин РР/никотиновая кислота/. Входит в состав окислительно-востановительных ферментов, принимает участие в углеводном, белковом и минеральном обменах. При недостатке его возникают кожные заболевания, растройство нервной системы и пищеварения. Суточная норма для человека 15-25мг. Образуется микроорганизмами рубца животного. Тепловая обработка не влияет на его содержание.

-витамин В12 /кобаламин/_биологически активен. В его состав входит кобальт. Недостаток - вызывает малокровие, злокачественные опухоли. В природе синтезируется главным образом микроорганизмами, которые служат основным источником его промышленного получения. В организме человека и животных он не синтезируется.

-витамин С/аскорбиновая кислота/, участвует в окислительно-восстановительных процессах, проходящих в организме. Недостаток вызывает возникновение цинги. Окисление аскорбиновой кислоты ускоряется в присутствии металлов/железа, меди/, света и при нагревании с доступом воздуха. Суточная потребность 50-100мг. Много вит.С содержится в кобыльем молоке/10мг%/. Вит.С синтезируется микрофлорой рубца, содержание зависит от индивидуальных особенностей животного, повышается зимой, понижается летом. При хранении молока количество вит.С снижается по мере увеличения температуры и продолжительности хранения, теряется около 50%. При пастеризации потери вит.С зависят от режимов и составляют 10-30%. При хранении - снижается на 45-75%. Хранить пастеризованное молоко рекомендуется не на свету, его почти не остается. При сгущении теряется 20% вит.С, при сушке 60%.

-Витамин В6 входит в состав ферментов, катализирующих декарбоксилирование некоторых аминокислот.

-Витамин В3/пантотеновая кислота/, витамин Н/биотин/, фолиевая кислота входят в состав ферментов и имеют важное биологическое значение. Эти витамины необходимы для роста дрожжей и молочнокислых бактерий. Недостаток их в молоке может быть причиной плохого сквашивания молока.

Витаминную ценность молока повышает наличие в нем холина, необходимого для синтеза лецитина и оротовой кислоты.

Газы, пигменты и посторонние в-ва молока. Газы молока

Молоко при получении и обработке соприкасается с воздухом, газы которого растворяются в нем согласно законам растворимости газов в воде. Общее количество газов, растворенных в молоке, составляет около 70мл в 1л молока. На долю углекислого газа приходится 50-70%, кислорода - 5-10%, азота - 20-30%. Непосредственно после дойки в молоке содержится значительное количество газов, затем оно снижается и устанавливается на определенном уровне. При хранении молока и его обработке количество газов изменяется следующим образом:

снижается при нагревании молока и увеличивается при развитии в нем газообразующих бактерий.

Пигменты молока

-Окраска молока и молочного жира обусловлена наличием в нем пигмента оранжевого цвета - КАРОТИНА. Содержание его в молоке зависит от состава корма, сезона года и породы животных. Летом в молоке содержится 0,3-0,6мг/кг каротина, зимой - 0,05-0,2мг/кг. Зимой и особенно весной, когда животные получают недостаточное количество каротина с кормами, его содержание в молоке снижается. Сезонные изменения цвета сливочного масла связаны с изменением содержания каротина в корме животных.

Пастеризация и стерилизация незначительно снижают количество каротина на 10-13%. При хранении содержание его не изменяется.

Желто-зеленую окраску сыворотки обусловливает пигмент ЛАКТОФЛАВИН.

Посторонние химические вещества

Фосфорорганические пестициды/ хлорофос, карбофос / довольно быстро разрушаются в пищеварительном тракте животного и переходят в молоко в незначительных количествах. Выделение фосфорорганических соединений с молоком обычно заканчивается через 2-5 дней после обработки ими животных или скармливания кормов, обработанных этими препаратами. Хлорорганические пестициды отличаются высокой стойкостью во внешней среде. Они могут сохраняться годами, и постепенно накапливаясь в почве, создают опасность для человека и животных. Поступая в организм животного они откладываются в его жировой ткани и длительное время выделяются с молоком /2-3 месяца/. Не допускается обработка скота хлорорганическими соединениями и скармливания животным кормов, обработанных этими препаратами.

Молоко, содержащее хлорорганические пестициды, может приобретать токсические свойства и представлять опасность для здоровья людей, сдача государству молока с остатками этих химических средств защиты растений и животных запрещена.

При недостаточно тщательном споласкивании оборудования и системы трубопроводов водой после мойки и дезинфекции возможны случаи попадания в молоко моюще - дезинфицирующих средств, отрицательно влияющих на его сыропригодность и способность к сквашиванию. Наибольшую опасность представляют препараты, содержащие активный хлор и четырехзамещенные соединения аммония.

-СОЛИ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ и радиоактивные вещества.

Во всех странах с каждым годом увеличивается промышленное применение ртути, кадмия, свинца и др. тяжелых металлов. В сельском хозяйстве для борьбы с грызунами, насекомыми и др. вредителями используют препараты тяжелых металлов. Многие из них токсичны и представляют угрозу для здоровья животных и человека. Они поступают в окружающую среду и могут накапливаться в кормах и пищевых продуктах. Они, попадая в организм животного, откладываются в различных органах и тканях. В молоко выделяется лишь незначительное количество металлов, поэтому оно очень мало загрязнено ими. Большие количества тяжелых металлов могут выделяться в молоко при отравлении животных различными химическими препаратами.

Случаи отравления людей молоком возможны при хранении его в оцинкованной ,медной посуде или посуде, луженой оловом, содержащим более 1% свинца.

В пищевых продуктах могут накапливаться различные радиоактивные изотопы. Наиболее опасны для человека изотопы с длительным периодом полураспада - стронций -90,цезий -137. Поступление этих радиоизотопов в организм человека с продуктами составляет около 80% общего суточного поступления.

Молоко загрязняется радиоактивными веществами в основном биологическим путем, т.е. по цепи - почва- растения-животные- молоко. Молоко и молочные продукты контролируют на содержание в них опасных для здоровья радиоизотопов. Из радиоактивно загрязненного молока можно вырабатывать сливочное масла, в которое переходит менее 1% радиоактивных изотопов от их общего количества в молоке.

-РАСТИТЕЛЬНЫЕ И БАКТЕРИАЛЬНЫЕ ЯДЫ.

Иногда в молоко могут выделяться различные растительные яды, вызывающие отравление не только животных, но и человека. В организм животных они попадают при поедании ядовитых растений и при скармливании им зерновых кормов с примесью ядовитых семян, неумеренных количеств хлопчатниковых жмыхов, проросшего картофеля и др. Сильнодействующие токсины могут выделяться некоторыми видами плесневых грибов. При поражении кормов плесневыми грибами в них образуются и накапливаются микотоксины. Скармливание таких кормов может вызвать отравление животных и выделение части микотоксинов в молоко.

Пастеризация молока незначительно снижает токсичность микотоксинов, поэтому такое молоко представляет опасность для здоровья людей. Причиной сильных отравлений людей молочными продуктами могут быть токсины бактериального происхождения /энтеротоксины/. Источники разнообразны - коровы, больные маститом, люди с гнойничковыми поражениями рук, больные ангиной и т.д. Энтеротоксины очень термостойки, выдерживают пастеризацию и разрушаются только при кипячении молока в течении 2 часов. Энтеротоксин, оставшийся после пастеризации, может вызвать сильное пищевое отравление.

Раздел 2. Химические, физические, технологические свойства молока. Химические свойства молока

Свойства молока как единой физико-химической системы обусловливаются свойствами компонентов, содержащихся в нем. Следовательно, любые изменения в содержании и состоянии составных частей молока должны сопровождаться изменениями его физико-химических свойств. Составные части молока по разному влияют на физико-химические свойства молока. Так, от количества белков в большой степени зависит вязкость, кислотность молока, но почти не зависит его электропроводность. Минеральные вещества молока сильно влияют на его кислотность, электропроводность, но не менее влияют на его вязкость.

Свежее натуральное молоко, полученное от здоровых животных, характеризуется определенными физико-химическими и бактерицидными свойствами. Поэтому определение физико-химических свойств молока позволяет оценить качество, натуральность заготовляемого сырья, контролировать правильность прохождения биохимических процессов в молоке при выработке молочных продуктов, а также их качество.

Титруемая кислотность молока

Кислотность молока обусловливается наличием в нем кислых солей и белков. Ее выражают в показателях титруемой и активной кислотности. Титруемая кислотность выражается в градусах Тернера. Под градусом Тернера понимают количество куб.см 0,1моль/куб.см р-ра едкого натрия или калия, которое расходуется на нейтрализацию /титрование/ 100куб.см молока, разбавленного вдвое водой. Кислотность свежевыдоенного молока в среднем составляет 16-180 Т. Титруемая кислотность молока зависит от содержания следующих компонентов молока: некоторых анионов фосфорной и лимонной кислот, белковых веществ,/казеин, сывороточные белки/ и углекислоты, находящейся в растворенном состоянии. Белки дают 4-5 0Т, фосфаты и цитраты - около 11 0Т, углекислый газ и другие составные части молока - 1-2 0Т. Кислотность молока у отдельных животных изменяется в довольно широких пределах. Она зависит от условий кормления, породы, возраста и др. Особенно сильно изменяется кислотность в течение лактационного периода и при заболеваниях. В первые дни после отела кислотность очень высокая за счет большого содержания Б и солей, затем по мере установления нормального химического состава молока кислотность снижается. Стародойное молоко имеет низкую кислотность 13-15 0Т и менее. В результате заболеваний /туберкулез, мастит, ящур/ кислотность молока снижается. Особенно резко изменяется кислотность молока у животных больных маститом/ до 10 0Т/.Титруемая кислотность в большей степени зависит от рационов кормления. Иногда бывает повышение ее у молока, полученного от отдельных животных и даже целого стада, до 23-260Т. Это обусловлено недостаточным количеством солей кальция в кормах /когда они пасутся на пастбищах с кислыми травами/, кормление больших количеств барды, силоса, свекловичного жома. ПОВЫШЕНИЕ кислотности - нарушение минерального обмена в организме животных и образование в молочной железе более кислого казеина. Свежее натуральное молоко с повышенной естественной кислотностью пригодно для производства кисломолочных продуктов, сыра, сгущенных молочных консервов, сухого молока. При хранении сырого молока 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 при нагревании. Поэтому титруемая кислотность является примером оценки заготовляемого молока.

Активная кислотность молока

Активная кислотность - выражается концентрацией водородных ионов или водородным показателем рН- это отрицательный десятичный логарифм концентрации ионов водорода, находящихся в растворе. Концентрация ионов водорода свежего молока, опрделяемая рН-метрами, колеблется в пределах 6,5-6.6.Активная кислотность не совпадает с титруемой. При хранении сырого молока титруемая кислотность изменяется быстрее, чем активная.

НЕСОВПАДЕНИЕ их объясняется буферностью молока, которая

обусловлена содержанием в нем белков и смеси фосфатов и цитратов.

Белки - это высокомолекулярные полимерные соединения, состоящие из аминокислот. Аминокислоты содержат аминогруппу NH2 (несущую основные свойства) и карбоксильную группу СООН (несущую кислые свойства). Казеиновые мицеллы имеют отрицательный заряд, молочная кислота снижает отрицательный заряд, т.к. ионы водорода подавляют диссоциацию карбоксильных групп казеина.

Кислотная диссоциация белка незначительна, поэтому активная кислотность остается почти прежней, а титруемая повышается. Буферные свойства фосфатов проявляются во взаимном переходе гидрофосфатов в дегидрофосфаты и обратно, поэтому рН молока почти не изменяется, а титруемая - возрастает. Это объясняется тем, что при определении активной кислотности учитывают только ионы водорода, находящиеся в растворе. При определении титруемой кислотности в реакцию со щелочью вступают не только свободные Н-ионы но и связанные.

При добавлении к молоку кислоты или щелочи рН молока изменяется в том случае, если будет повышена буферная емкость системы. Следовательно, чем больше в молоке содержится буферных веществ, тем больше потребуется кислоты или щелочи для изменения его рН. Количество кислоты или щелочи, которые необходимо добавить к 100куб.см молока, чтобы изменить рН на единицу называют БУФЕРНОЙ ЕМКОСТЬЮ МОЛОКА. Буферность биологических жидкостей имеет большое значение для живого организма, т.к. это своего рода защита организма от возможного резкого изменения рН, которое может неблагоприятно повлиять на него. Буферные свойства составных частей молока играют большую роль в жизнедеятельности микроорганизмов при изготовлении кисломолочных продуктов и сыра.

Так, активная кислотность кефира при тируемой кислотности 90 0Т имеет небольшую величину и равна 4,6; творог жирный при кислотности 180 0Т имеет рН 4,62. Аналогично в сыре при высокой титруемой кислотности, достигающей иногда 300 0Т и выше, рН составляет лишь 5,3- 5,5 , что объясняется буферными свойствами сырной массы. При такой активной кислотности в сыре и кисломолочных продуктах возможно развитие молочнокислых бактерий.

Окислительно-восстановительный потенциал

характеризует способность составных частей молока отдавать или присоединять электроны/ атомы водорода/. Соединения, теряющие электроны, являются ВОССТАНОВИТЕЛЯМИ, а приобретающие - ОКИСЛИТЕЛЯМИ. Молоко содержит ряд химических соединений, способных легко окисляться и восстанавливаться. Окислительно-восстановительную систему молока образуют аскорбиновая кислота /вит.С/, токоферолы /вит.Е/, рибофлавин /вит.В2/, цистеин, ферменты, кислород и др. легко восстанавливающиеся и окисляющиеся вещества. Количественной мерой окисляющей или восстанавливающей способности молока является окислительно-восстановительный потенциал /редокспотенциал/, который определяют обычными потенциометрическими методами. Редокспотенциал - э.д.с., возникающая между платиновым электродом, впущенным в молоко, и нормальным водородным электродом. Окислительно-восстановительный потенциал обозначается Е и выражается в вольтах и милливольтах. Е свежего молока равен 0,25-0,35В. Изменение в молоке соотношения восстановителей и окислителей вызывает изменение окислительно-восстановительного потенциала/ при тепловой обработке, развитии микроорганизмов/. На снижении окислительно-восстановительного потенциала молока под влиянием продуктов жизнедеятельности микроорганизмов основана редуктазная проба. При определении значения Е индикаторы, внесенные в молоко, восстанавливаются, обесцвечиваются или изменяют окраску. Чем больше бактерий содержится в исследуемом молоке, тем быстрее уменьшается окислительно-восстановительный потенциал и быстрее восстанавливаются добавленные реактивы. Резазурин по сравнению с метиленовым голубым восстанавливается и изменяет цвет при более высоком окислительно- восстановительном потенциале, поэтому редуктазная проба с резазурином менее продолжительна / 1 час вместо 5,5 часа с метиленовым голубым/ и позволяет учитывать в молоке микроорганизмы со слабыми

восстановительными свойствами, а также лейкоциты. От окислительно-востановительного потенциала зависит развитие в молоке, заквасках, сырной массе и т.д. молочнокислых бактерий и протекание биохимических процессов. Возникновение в молоке и молочных продуктах таких пороков, как окисленный, металлический и салистый привкусы, обусловлено повышением окислительно-восстановительного потенциала среды, способствующего окислительной порче жира. Резко повышают окислительно-восстановительный потенциал /до 0,4В/, т.е. придают среде окислительные свойства металлы Си, Fe. Сульфгидрильные группы наоборот, снижают окислительно-восстановительный потенциал и предотвращают появление в продуктах пороков, связанных с окислением молочного жира.

Плотность молока

- это масса молока при 20 0С, заключенная в единице объема. Определяют ее ареометрическим методом. Плотность молока зависит от температуры, содержания в нем составных частей.

Т.к. химический состав молока непостоянен, его плотность колеблется в довольно широких пределах - от 1026 до 1033 кг/куб.м. Средняя плотность молока 1029 кг /куб.м или 29 0А .Плотность молока, определенная сразу же после доения ниже плотности, измеренной через несколько часов на0,8-1,5кг/куб.м. Это объясняется стабилизацией структуры молока/ переходом жира из жидкого в твердое состояние, улетучиванием части воздуха и т.д./. Поэтому ее следует контролировать через 2 часа после дойки. Плотность молока изменяется в течение лактационного периода и под влиянием различных факторов (болезней, породы животных). В первые дни после отела молозиво характеризуется высоким содержанием белковых веществ, вследствие чего плотность его достигает 1400 кг/м3. Плотность молока, полученного от больных животных, ниже, чем плотность молока здоровых животных. Это объясняется значительными изменениями составных частей молока. По плотности молока судят о его натуральности. При добавлении к молоку воды плотность его уменьшается (10% воды снижает плотность на 3 0А). Подснятие сливок или разбавление обезжиренным молоком вызывает повышение плотности.

Осмотическое давление

Если разделить раствор и растворитель при помощи полупроницаемой перегородки /мембраны/,пропускающей свободно молекулы растворителя и задерживающей молекулы растворенного вещества, то наблюдается самопроизвольное перемещение молекул растворителя в раствор. Односторонняя диффузия растворителя в раствор называется осмосом, а сила обусловливающая осмос, отнесенная к единице поверхности мембраны, - осмотическим давлением. Оно играет большую роль в процессах жизнедеятельности животных, растений и микроорганизмов. Осмотическое давление молока нормального химического состава - величина сравнительно постоянная и в среднем равна 0,66 МПа. Оно обусловливается главным образом высокодисперсными веществами - молочным сахаром и солями, находящимися в молекулярном и ионном состоянии. Белковые вещества незначительно влияют на осмотическое давление молока, жир вообще не влияет на осмотическое давление.

Температура замерзания

Осмотическое давление обычно рассчитывают по температуре замерзания молока, т.к. между ними имеется определенная связь. Температура замерзания молока в среднем равна -0,54 0С. Температура замерзания молока, как и осмотическое давление,- величина довольно постоянная. Однако изменяется при разбавлении молока водой, добавлении к нему соды, повышении кислотности, изменении химического состава молока в течение лактационного периода и при заболеваниях. В течение лактационного периода температура замерзания молока изменяется:

-в начале она понижается /-0,564 0С/

-в середине повышается /-0,55 0С/

-к концу лактации снова заметно понижается /-0,581 0С/.

При разбавлении молока водой температура замерзания повышается, поэтому по температуре замерзания определяют натуральность молока /криоскопический метод/.

Электропроводность

Электропроводность - это величина, обратная электрическому сопротивлению. Она характеризует способность веществ или раствора проводить электричество. Электропроводность раствора зависит от количества ионов и коллоидных частиц, их заряда и скорости перемещения. Молоко плохой проводник электричества. Его электропроводность обусловлена главным образом ионами Н +,К+ ,Na+ ,Са2+ ,Мg 2+ , Cl- , и др. Казеин, сывороточные белки и жировые шарики хотя и имеют на поверхности электрический заряд, но в силу больших размеров передвигается медленно, повышают внутреннее трение растворов и практически уменьшают электропроводность. Электропроводность молока составляет 46 х 10-2 см х м -1 /сименс/метр/. Электропроводность молока зависит от ряда факторов - лактационного периода, породы и др.

Молоко, полученное от больных животных, особенно при заболеваниях маститом, имеет повышенную электропроводность. Она снижается при разбавлении молока с водой и увеличивается при нарастании кислотности молока. После удаления из молока части воды электропроводность снижается.

Поверхностное натяжение

Поверхностное натяжение молока на границе соприкосновения с воздухом, как и всякой другой жидкости, является следствием существования внутреннего давления,- силы, втягивающей молекулы внутрь жидкости и направленной перпендикулярно поверхности. Создание внутреннего давления объясняется тем, что молекулы поверхностного слоя жидкости, в отличие от молекул внутренней части, неодинаково притягиваются жидкостью и воздухом. Поэтому поверхностный слой жидкости стремится сохраниться - он находится как бы в состоянии натяжения, напоминающем состояние растянутой упругой пленки. Таким образом, поверхностное натяжение можно выразить как силу, действующую на единицу длины границы раздела. Единицей измерения поверхностного натяжения является ньютон /метр / (н/м). Поверхностное натяжение воды при 20 0С в среднем равно 72,7 х 10 -3 н/м, молока - 49х 10-3 н/м. Более низкое поверхностное натяжение, по сравнению с поверхностным натяжением воды, объясняется наличием в молоке веществ, снижающих поверхностное натяжение, которые называют поверхностно-активными веществами /ПАВ/. К ним относятся белки плазмы молока, белки оболочек жировых шариков, фосфатиды, жирные кислоты. Поверхностное натяжение молока непостоянно и зависит от температуры, химического состава, режимов технологической обработки, продолжительности хранения молока, содержания в нем кислорода, состояния белка, молочного жира, активности липазы и других факторов.

В прямой зависимости от величины поверхностного натяжения находится пенообразование молока. Все факторы, понижающие поверхностное натяжение, уменьшают пенообразование и наоборот. Поверхностное натяжение и связанное с ним пенообразование имеют большое значение для процессов переработки молока. Пенообразование при сгущении молока, маслообразовании и других процессах влияет на качество продуктов. ВЯЗКОСТЬ МОЛОКА. Вязкость - это свойство жидкости оказывать сопротивление при перемещении одной части относительно другой. За единицу измерения принята Паскаль. секунду (Па.с).Вязкость молока нагретого до 20 0С равна 1,8.10-3 Па.с. Вязкость молока зависит от содержания белков, жира и их агрегатного состояния, от продолжительности перемешивания ,хранения встряхивания, гомогенизации, тепловой обработки. Вязкость молока и сливок зависит от степени диспергирования жира. Вязкость гомогенизированного молока и сливок выше, чем негомогенизированных. Это обусловливается увеличением общей поверхности жировой фазы, образованием скоплений жировых шариков и адсорбцией белков на их оболочках. Вязкость значительно повышается при увеличении давления гомогенизации. При повышении t до 55 0 С вязкость снижается, а при более высоких температурах повышается.

Теплофизические свойства молока

-теплоемкость - это отношение количества теплоты, полученного телом при бесконечно малом изменении его состояния к вызванному им приращению температуры. Единица измерения Джоуль на кг - кельвин /Дж/(кг.К)/. Удельная теплоемкость молока изменяется незначительное увеличением t. Удельная теплоемкость сливок уменьшается с увеличением массовой доли жира.

-теплопроводность характеризует свойство продукта передавать тепло. Теплопроводность - это количество тепла, переносимое через единицу поверхности в единицу времени. Единица измерения Вт/(м.к)- ватт на метр на кельвин. Теплопроводность увеличивается с повышением t, уменьшается от содержания жира и пены. - температуропроводность - определяет скорость прогрева или охлаждения продукта. Она зависит от температуры, влажности, плотности, жирности и других свойств молочных продуктов .Температуропроводность уменьшается с увеличением жирности и возрастает с повышением температуры. Единица обозначения кв.м/сек. В среднем для молока она составляет 13.10 -8 кв.м/с. Ее рассчитывают по формуле а= л / с р , где

а - температуропроводность

л - теплопроводность

с - теплоемкость

р - плотность продукта.

Оптические свойства

- это оптическая плотность и показатель преломления /число рефракции/. Молоко представляет собой непрозрачную жидкость белого цвета с желтоватым оттенком. Непрозрачность молока обусловливают коллоидные частицы белков и жировые шарики, рассеивающие свет. С повышением содержания жира и степени его дисперсности мутность молока увеличивается. Гомогенизированное молоко менее прозрачно и имеет интенсивный белый цвет. Желтоватый оттенок молока вызывается растворенным в жире каротином. Обезжиренное молоко имеет голубоватый оттенок. Путем измерения оптической плотности молока можно определить концентрацию и размеры частиц белка и жировых шариков. Световой поток, проходящий через молоко, ослабевает вследствие рассеивания световых лучей. Ослабление вызванное рассеиванием, можно измерить, сравнивая интенсивность светового потока, прошедшего через слой молока определенной толщины, с интенсивностью светового потока, прошедшего через такой же слой прозрачной жидкости. Логарифм отношения интенсивностей световых потоков называется ОПТИЧЕСКОЙ ПЛОТНОСТЬЮ. ПОКАЗАТЕЛЬ ПРЕЛОМЛЕНИЯ молока определяют с помощью специальных приборов - рефрактометров. При прохождении луча света из среды с меньшей плотностью в среду с большей плотностью происходит его отклонение от прямолинейного пути на определенный угол. Преломляющую способность вещества выражают коэффициентом преломления/числом рефракции/.Он складывается из показателя преломления воды и составных частей молока - белка, молочного жира и солей. Поэтому по разности между показателями преломления исследуемого молока и его безбелковой сыворотки, измеренной с помощью прибора АМ-2,можно определить содержание в молоке белков, а по разности между показателями преломления молока и дистиллированной воды - содержание СОМО.

Гигиенические свойства

Молоко, нормального состава, без посторонних веществ, может по гигиеническим свойствам быть непригодным для использования. Изменение гигиенического состояния молока обусловлено попаданием в молоко нежелательной, иногда патогенной микрофлоры. Размножаясь, эти микроорганизмы выделяют ферменты, токсины, изменяют свойства молока и в ряде случаев делают его вредным для организма. При нарушении физиологических процессов в организме вследствие заболевания животного уже в момент образования молока в молочной железе меняются его свойства. Кислотность молока, а также ферментативные реакции на редуктазу не являются показателями нормальных свойств свежевыдоенного молока. Молоко нормальной кислотности может иметь ВРЕДНЫЕ ВЕЩЕСТВА, поэтому гигиеническое состояние молока проверяют следующими методами.

--Кислая проба. Определяют наличие в молоке газообразующих бактерий, вызывающих гидролиз белков. Она характеризуется типом сгустка, образующегося при нагревании подкисленного уксусной кислотой молока. Если молоко свежее и газообразующих бактерий нет, получается ровный, плотный по всей пробирке сгусток без выделения сыворотки. При наличии в молоке газообразующих бактерий образовавшийся сгусток казеина всплывает наверх вследствии разрыхления сгустка газами, выделенными газообразующей микрофлорой. Молоко с повышенной кислотностью после подкисления дает уплотненный сгусток казеина, который опускается на дно пробирки. При некоторых болезнях, развитии гнилостной микрофлоры или при начавшемся гидролизе белковых веществ, образовавшийся после подкисления молока сгусток может оказаться разорванным, пронизанным газами, частично всплыть или опуститься на дно пробирки, что является признаком его недоброкачественности.

-Проба на кипячение и спиртовая проба. Молоко с нормальной кислотностью, свежее, при кипячении остается жидким, недоброкачественное - свертывается. При спиртовой пробе, если при смешивании равных объемов молока и 68% винного спирта не выделяются хлопья белка, молоко годно для переработки. В зависимости от свойств молока иногда берут более концентрированный раствор спирта .

-Бромтимоловая проба. Для определения молока, полученного от больных животных. Нормальное свежее молоко имеет рН 6,6.При некоторых заболеваниях коров /мастит/ рН повышается. Тогда несколько капель р-ра бромтимола, прибавленного в молоко, придают ему зеленоватую окраску.

-Хлор-сахарное число. Осмотическое давление молока, характеризующее нормальность физиологических процессов организма является величиной сравнительно постоянной. Величина его зависит от количества растворимых хлористых солей и молочного сахара. Отношение количества хлора к молочному сахару в нормальном молоке должно быть более или менее постоянно и не привышать определенной величины, названной хлор-сахарным числом. % хлора . 100