Состав молока

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

1. Составные части молока

2. Кислотность молока

3. Биохимические изменения молочных продуктов при хранении

4. Виды брожения молочного сахара; как основа производства кисломолочных продуктов

5. Биохимические показатели при изготовлении сыра

6. Влияние режимов подготовки сливок на процессы маслообразования

7. Физико-химические процессы, протекающие при производстве молочно-белковых концентратов

8. Эластин

9. Определение свежести молока

Список литературы



1. Составные части молока

Молоко имеет сложный состав. В нем насчитывается более ста различных компонентов. Обычно в широкой практике химический состав молока характеризуют по важнейшим веществам, количество которых не является строго постоянным. Оно изменяется в зависимости от различных факторов. В среднем же молоко имеет следующий состав (процент):

- вода - 87,5;

- сухое вещество - 12,5.

В том числе:

а) молочный жир - 3,8;

б) белки 3,3 (казеин - 2,7, альбумин - 0,5, глобулин - 0,1);

в) молочный сахар - 4,7;

г) минеральные вещества - 0,7.

Отклонение в составе молока объясняются влиянием многих факторов - порода скота, кормление его, стадии лактации, возраст, состояние животного, сезонов года и др. причинами.

Наиболее ценной частью молока является сухой остаток. При производстве молочной продукции стремятся к максимальному его сохранению. Сухим остатком называется все то, что остается после высушивания молока при температуре от 102 до 105 °С. В него входят все составные части молока, за исключением воды и веществ, улетучивающихся при высушивании. Наиболее изменчивой частью сухого остатка является жир, поэтому в практике чаще пользуются показателем сухого обезжиренного остатка (СОМО). Сухие вещества находятся в молоке в тонкодисперсном и растворенном состоянии, т.е. в наиболее благоприятном для усвоения виде; жир - в виде тонкой эмульсии, белки - в виде коллоидных растворов, молочный сахар - в молекулярном состоянии, минеральные соли - в коллоидном молекулярном и ионном состоянии.

Чем более тонко и равномерно диспергирована та или иная составная часть молока, тем меньше варьирует ее содержание: так содержание жира подвержено большим изменениям чем содержание белковых веществ. Наиболее постоянные по количественному содержанию части молока - лактоза и соли.

Наибольший удельный вес в молоке занимает вода.

В молоке содержится от 86 до 89 % воды, большая часть которой (от 83 до 86 %) находится в свободном состоянии, а меньшая часть (от 3 до 3,5 %) - в связанной форме. Свободная вода является растворителем органических и неорганических соединений молока (лактозы, минеральных элементов, кислот, ароматических веществ и пр.). Как растворитель свободная вода участвует во всех биохимических процессах, протекающих в молоке при выработке молочных продуктов. Ее легко можно удалить, сгущая, высушивая и замораживая молоко.

Связанная вода по своим свойствам значительно отличается от свободной воды. Она не замерзает при низких температурах (-40 °С), не растворяет электролиты, имеет плотность, вдвое превышающую плотность свободной воды, не удаляется из продукта при высушивании и т. д. Связанная вода в отличие от свободной недоступна микроорганизмам. Поэтому для подавления развития микрофлоры в пищевых продуктах свободную воду полностью удаляют или переводят в связанную, добавляя влагосвязывающие компоненты (сахар, соли, многоатомные спирты и пр.).

Основную часть связанной воды составляет адсорбционная вода, которая удерживается молекулярными силами около поверхности коллоидных частиц (белков, фосфолипидов, полисахаридов). Особая форма связанной воды - химически связанная вода. Эта вода кристаллогидратов, или кристаллизационная вода. Она в составных частях молока почти не встречается за исключением молочного сахара, который кристаллизуется с одной молекулой воды (C₁₂H₂₂O₁₁·H₂O)



2. Кислотность молока

Кислотность молока обусловлена наличием в нем белков, фосфорнокислых солеи, молочной и лимонной кислот. Различают активную (истинную) и общую (титруемую) кислотность.

Активная (истинная) кислотность выражается величиной рН (концентрация свободных ионов водорода), которая у свежевыдоенного сборного натурального коровьею молока равна 6,73--6,64. Это относительно стабильная величина, что обусловлено буферностью молока.

Буферные свойства белков молока объясняются наличием аминных и карбоксильных групп. Буферные свойства фосфатов проявляются во взаимном переходе гидрофосфатов в дигидрофосфаты и обратно. Буферные свойства составных частей молока играют большую роль в жизнедеятельности организмов при изготовлении кисломолочных продуктов и сыра. Так, рН кефира при титруемой кислотности 80°Т имеет величину равную 4,76. Аналогично, в сыре при высокой титруемой кислотности рН составляет лишь 5,3-5,5, что объясняется буферными свойствами белков сырной массы. При такой активной кислотности в сыре и кисломолочных продуктах возможно развитие молочнокислых бактерий.

Общая (титруемая) кислотность обусловлена наличием в свежем молоке газов, белковых веществ и солей органических и неорганических кислот. Общую кислотность определяют титрованием молока щелочью и присутствии индикатора (1 мл 0,1 н, раствора щелочи, пошедшей на нейтрализацию кислоты, соответствует 1 градусу кислотности по Тернеру). Титруемая кислотность свежевыдоенного сборного молока составляет 16--18° Т.

Кислотность молока у отдельных животных может изменяться в довольно широких пределах. Она зависит от рационов кормления, породы, возраста, индивидуальных особенностей животного и т. д. Особенно сильно меняется кислотность молока в течение лактационного периода и при заболеваниях животных. В первые дни после отела кислотность молока (молозива) очень высока за счет большого содержания белков и солей. Затем, по мере установления нормального химического состава молока, кислотность снижается. Стародойное молоко имеет низкую кислотность.

Составные части молока следующим образом влияют на кислотность свежевыдоенного коровьего молока. Белки обусловливают 4-- 5°Т, однозамещенные фосфорнокислые и лимоннокислые соли 10-- 11°Т, молочная, лимонная кислоты и газы 2-- 3^оТ. Кислотность свежего молока зависит от условий кормления скота; кислые травы повышают кислотность. Молоко повышенной кислотности (24--25°Т) свертывается при нагревании до 90--95°С и не может быть использовано в производстве.

3. Биохимические изменения молочных продуктов при хранении

В процессе хранения молока первоначальная микрофлора изменяется в количественном и качественном отношении.

Источниками микрофлоры сырого молока являются:

· Вымя, кожные покровы животных;

· Аппаратура для доения и посуда;

· Руки и спецодежда персонала ферм.

Микрофлора свежего молока разнообразна. Больше всего содержится микрококков. Обнаружены также молочнокислые бактерии, бактерии группы кишечной палочки, флуоресцирующие бактерии, встречаются протеолитические спорообразующие бактерии родов Bacillus и Clostridium, плесени, дрожжи. В сыром молоке могут присутствовать и патогенные микроорганизмы: бруцеллы, микобактерии туберкулеза, сальмонеллы, золотистый стафилококк и др.

На качественный и количественный состав микрофлоры молока оказывает влияние характер кормов. Например, при использовании сухих кормов в молоке содержится больше спорообразующих бактерий.

В сыром молоке, перерабатываемом на питьевое молоко, количество мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов (КМАФА_нМ) не должно превышать 110⁶ КОЕ/см³, а содержание термостойких микроорганизмов должно быть не выше значения 410⁴ КОЕ/см³. К молоку, перерабатываемому на молочные консервы более жесткие требования: не допускается содержание спор бактерий в количестве более 110² КОЕ/см³.

В процессе хранения микрофлора молока изменяется, при этом различают несколько фаз:

1. Бактерицидная фаза. Характеризуется отсутствием размножения и даже частичным отмиранием микроорганизмов. Это обусловлено наличием в молоке бактерицидных веществ - лизоцимов. Продолжительность бактерицидной фазы зависит от уровня бактериальной обсемененности и температуры хранения молока. Чем ниже температура хранения, тем более длительна бактерицидная фаза: при 0⁰С она длится 48 часов, при 10⁰С - 24 часов, а при 30⁰С - 3 часа.

2. Фаза смешанной микрофлоры. Характеризуется активным размножением микроорганизмов. В зависимости от температуры хранения молока различают следующие типы микрофлоры:

А) криофлора (флора низких температур - от 0 до 8⁰С). Характеризуется медленным развитием психрофильных микроорганизмов родов Pseudomonas, Achromobacter, Micrococcus.

Б) мезофлора (флора средних температур - от 10⁰ до 35⁰С). Отличается быстрым размножением молочнокислых бактерий.

В) термофлора (флора высоких температур - от 40⁰ до 45⁰С). В молоке развиваются термофильные молочнокислые палочки и стрептококки.

3. Фаза молочнокислых бактерий. Эта фаза возможна только при температуре выше 10⁰С. К концу этой фазы растет кислотность, молоко сквашивается. Другие бактерии погибают в кислой среде. Следует отметить, что вначале развиваются молочнокислые стрептококки, повышая кислотность молока до 120⁰Т, а затем - молочнокислые палочки, которые погибают при достижении значений титруемой кислотности 250-300⁰Т.

4. Фаза дрожжей и плесеней. На поверхности кислого молока растут плесневые грибы и дрожжи, которые усваивают молочную кислоту. Кислотность молока снижается, благодаря чему создаются условия для развития гнилостных бактерий.

Таким образом, для предотвращения развития микроорганизмов в сыром молоке его необходимо быстро охлаждать. Это позволит увеличить время бактерицидной фазы, достаточной для транспортировки молока на предприятие молочной промышленности.

4. Виды брожения молочного сахара; как основа производства кисломолочных продуктов

Брожение - распад молочного сахара под действием микроорганизмов.

В основе изготовления целого ряда молочных продуктов лежат процессы глубокого распада молочного сахара под действием микроорганизмов, называемые брожением. Вместе с тем процессы брожения сахара могут быть причиной порчи молочных продуктов (излишняя кислотность, вспучивание творога, сметаны, сыра и т. д.). Существует несколько типов брожения лактозы, различающихся составом конечных продуктов.

Все типы брожения до образования пировиноградной кислоты идут с получением одних и тех же промежуточных продуктов и по одному и тому же пути. Дальнейшие превращения пировиноградной кислоты могут идти в разных направлениях, которые будут определяться специфическими особенностями данного микроорганизма и условиями среды. Конечными продуктами брожения могут быть молочная, пропионовая, уксусная, масляная кислоты, спирт и другие соединения.

Начальным этапом всех типов брожения является расщепление молочного сахара на глюкозу и галактозу под влиянием фермента лактазы (в-галактозидазы). Далее брожению подвергается глюкоза.

C₁₂H₂₂O₁₁+H₂O > C₆H₁₂O₆+C₆H₁₂O₆

Лактоза глюкоза галактоза

C₆H₁₂O₆ > 2C₃H₄O₃+4H

пировиноградная кислота

Молочнокислое брожение. Молочнокислое брожение является основным процессом при изготовлении заквасок, сыра и кисломолочных продуктов, а молочнокислые бактерии - наиболее важной группой микроорганизмов для молочной промышленности.

При молочно-кислом брожении каждая молекула пировиноградной кислоты, образующаяся из молекулы глюкозы, востанавливается с участием окислительно-восстановительного фермента лактатдигидрогеназы до молочной кислоты.

В результате из одной молекулы лактозы образуются четыре молекулы молочной кислоты.



Наряду с молочной кислотой могут образовываться и побочные продукты брожения.

Молочнокислые бактерии по характеру продуктов сбраживания глюкозы относят к гомоферментативным или гетероферментативным. Гомо-ферментативные бактерии, как показывает их название, образуют главным образом молочную кислоту (более 90 %) и лишь незначительное количество побочных продуктов. Гетероферментативные бактерии около 50 % глюкозы превращают в молочную кислоту, а остальное количество - в этиловый спирт, уксусную кислоту и СO₂. Однако провести резкую границу между го-мо- и гетероферментативными молочнокислыми бактериями по образующимся продуктам брожения иногда бывает трудно. Так, отмечены факты образования отдельными штаммами гомоферментативных молочнокислых бактерий от 8 до 30 % побочных продуктов, а гетероферментативные бактерии под воздействием ряда факторов могут вести себя как гомоферментативные.

Спиртовое брожение. Спиртовое брожение глюкозы имеет место при выработке кефира, кумыса, курунги и других кисломолочных продуктов. Возбудителями спиртового брожения являются дрожжи.

При спиртовом брожении пировиноградная кислота под действием фермента пируватдекарбоксилазы, катализирующего отщепление углекислого газа, расщепляется на уксусный альдегид и углекислый газ.

CH₃COCOOH > CO₂+CH₃CHO

пировиноградная уксусный альдегид

кислота



Уксусный альдегид с участием окислительно-восстановительного фермента алкогольдегдрогиназы восстанавливается в этиловый спирт.

Суммарно-спиртовое брожение лактозы можно представить в следующем виде:

C₁₂H₂₂O₁₁+H₂O >4CH₃CH₂OH+4CO₂

Кроме этанола и углекислоты дрожжи могут образовывать в небольшом количестве другие спирты (изобутиловый, пропиловый, глицерин и др.), уксусную, пропионовую и янтарную кислоты, а также ацетоин и диацетил.

Пропионовокислое брожение. Возбудителем брожения являются пропионовокислые бактерии (Propionibacterium), которые превращают глюкозу или молочную кислоту в пропионовую и уксусную кислоты. Одновременно образуется небольшое количество янтарной кислоты. Если брожение начинается с глюкозы, то процесс до образования пировиноградной кислоты идет аналогично гомоферментативному молочнокислому брожению. Если же брожению подвергается молочная кислота, то путем дегидрирования (с помощью лактатдегидрогеназы) она также превращается в пировиноградную кислоту. В дальнейшем одна часть пировиноградной кислоты подвергается окислительному декарбоксилированию с образованием уксусной кислоты.

Другая часть пировиноградной кислоты путем карбоксилирования (при участии карбоксилтрансферазы) превращается в щавелевоуксусную кислоту. Далее щавелевоуксусная кислота восстанавливается в яблочную, которая в свою очередь восстанавливается в янтарную кислоту. Янтарная кислота пре-вращается в пропионил, который расщепляется с образованием пропионовой кислоты.

Суммарное уравнение пропионовокислого брожения глюкозы (если одна треть молекул глюкозы превращается в уксусную кислоту, а две трети - в пропионовую) имеет следующий вид:

3С₆Н₁₂О₆ +8 Ф_н + 8АДФ > 4СН₃СН₂СООН + 2СН₃СООН + 2СО₂+ 2Н₂О + 8АТФ

Пропионовокислое брожение углеводов и молочной кислоты играет важную роль в процессе созревания твердых сыров с высокой температурой второго нагревания.

Маслянокислое брожение. Брожение происходит в молочных продуктах под действием маслянокислых бактерий (Cl. butyricum и др.), сбраживающих как глюкозу, так и молочную кислоту. Известно несколько типов маслянокислого брожения, различающихся образуемыми продуктами. Так, конечными продуктами одного из типов брожения являются масляная и уксусная кислота, углекислота и водород:

2С₆Н₁₂О₆ + 2Н₂О + 7Ф_Н + 7АДФ > СН₃СН₂СН₂СООН + 2СН₃СООН + 4СО₂ + 6Н₂ + 7АТФ

При другом типе маслянокислого брожения наблюдается образование бутилового и изопропилового спиртов или этанола и ацетона.

Таким образом, в процессе маслянокислого брожения наряду с масля-ной кислотой образуется ряд побочных веществ, часто обладающих резким, неприятным запахом, а также большое количество газов. Маслянокислое брожение - нежелательный процесс в молочной промышленности; продукты жизнедеятельности маслянокислых бактерий являются причиной появления в кисломолочных продуктах неприятного вкуса, запаха и вспучивания сыров.

Помимо этих форм брожения молочного сахара, некоторые бактерии расщепляют его с образованием ароматических веществ, придающих молочным продуктам специфический запах например диацетил, ацетоин и ацетальдегид.

5. Биохимические показатели при изготовлении сыра

Биохимические превращения веществ сырной массы происходят под воздействием экзо- и эндоферментов различных групп микроорганизмов и, в меньшей мере, ферментов сычужного порошка и перерабатываемого молока. В процессе созревания наиболее глубоким изменениям подвергается молочный сахар, белки, жиры, в меньшей степени минеральные вещества и витамины.

Изменение молочного сахара. Во всех группах сыров молочный сахар полностью сбраживается в течение первых двух недель. Интенсивность накопления молочной кислоты влияет на рН, от которого, в свою очередь, зависят скорость созревания, консистенция, вкус сыра. Выход молочной кислоты в среднем составляет 65-70% общего количества молочного сахара, что объясняется дальнейшим превращением молочной кислоты в лактаты и другие вещества. В крупных твердых сырах некоторое количество лактатов сбраживается пропионовокислыми бактериями с образованием пропионовой, уксусной кислот, а также углекислого газа. Помимо изменений молочной кислоты происходят изменения лимонной кислоты, которая переходит из молока, с образованием, главным образом, ароматических веществ - диацетила и ацетоина.

Изменение белков. В созревании сыров самая большая роль принадлежит белкам, главным образом казеину. Изменение казеина начинается с момента действия на него сычужного фермента, который переводит казеин в параказеин. В дальнейшем параказеин изменяется уже в формованном сыре под влиянием молочной кислоты, сычужного фермента, поваренной соли и в самой большой степени - под влиянием ферментов, вырабатываемых микроорганизмами.

Под действием сычужного фермента распад белков идет до пептидов, причем с образованием молочной кислоты и понижением рН до 4,9 этот процесс усиливается.

Молочнокислые бактерии выделяют протеолитические ферменты двух типов: экзо- и эндопротеазы. Большей протеолитической активностью обладают эндоферменты, содержащиеся в клетках молочнокислых бактерий и выделяющиеся в среду после отмирания и автолиза.

Эффективность совместного действия сычужного и бактериальных ферментов значительно превышает эффективность действия каждого фермента в отдельности.

В начальный период созревания в сырах в результате образования пептонов появляется горечь, которая к концу созревания исчезает, поскольку пептоны превращаются в пептиды и аминокислоты. Освободившиеся в процессе созревания аминокислоты под действием ферментов микрофлоры подвергаются различным изменениям: дезаминированию, декарбоксилированию, вступают в реакции с кетокислотами, переходят в другие аминокислоты и т.д. При этом образуются различные соединения (кето- и оксикислоты, амины, альдегиды, кетоны и др.), многие из которых играют существенную роль в формировании вкуса и запаха сыров.

Изменение молочного жира. В процессе созревания сыров жир подвергаются гидролизу под действием липолитических ферментов, которые поступают в сыр с перерабатываемым молоком, сычужным порошком и продуцируются молочнокислыми, пропионовокислыми бактериями, бактериями сырной слизи и, особенно, плесенями. В результате гидролиза жира высвобождаются жирные кислоты, в том числе летучие, которые участвуют в образовании характерного вкуса и запаха.

6. Влияние режимов подготовки сливок на процессы маслообразования

В основе существующей технологии сливочного масла, независимо от метода производства, лежит способность молочного жира к изменению агрегатного состояния, осуществляемого под влиянием температурного воздействия. Изменения метода и режимов охлаждения сливок предопределяют характер фазовых изменений жира и структурно-механические свойства получаемого масла. С учетом этого температурный фактор как бы служит отличительной особенностью метода производства. Так, при выработке масла преобразованием высокожирных сливок все подготовительные операции, вплоть до маслообразования, осуществляются при температуре 60--95 °С и только на конечной стадии процесса высокожирные сливки охлаждают до температуры массовой кристаллизации глицеридов (12--15 °С). При производстве масла сбиванием сливок все технологические операции, за исключением кратковременного нагревания до температуры 85--95 °С (при пастеризации), осуществляются при температуре 5--20 °С. Благодаря этому в первом случае кристаллизация глицеридов в аппарате осуществляется лишь частично, а во втором -- практически завершается полностью. Температура свежевыработанного масла на выходе из аппарата (маслоизготовителя и маслообразователя) составляет 12--15 °С. Однако свойства получаемого масла разные: в первом случае оно представляет текучую массу, во втором -- имеет присущие ему товарные показатели.

В настоящее время серийно изготовляют несколько моделей маслообразователей и непрерывнодействующих маслоизготовителей, а также маслоизготовителей периодического действия.

Систематизация существующих аппаратурных схем по общности технологического процесса производства и анализ большого количества экспериментальных данных, в том числе по химическому составу масла, его структурно-механическим характеристикам и потребительным показателям, свидетельствуют, что существует два принципиально различных метода:

сбивание заранее подготовленных сливок (жирностью 28-- 45%, иногда до 55%) в маслоизготовителях периодического (традиционная схема) и непрерывного действия;

преобразование высокожирных сливок в масло в специальных аппаратах -- маслообразователях.

Классификация существующих аппаратурных схем производства масла на этой основе приведена ниже.

Сравнение технологических и производственных показателей при выработке масла разными методами приведено ниже.

При методе сбиванием сливок технологический процесс условно разделяют на следующие стадии:

физическое созревание сливок в течение 10 ч и более при температуре 5--20 °С;

разрушение жировой эмульсии сливок (сбиванием) и образование масляного зерна как промежуточного продукта;

механическая обработка масляного зерна с целью усреднения его состава и пластификации.

В процессе созревания сливок происходят кристаллизация жира и фосфолипидов, входящих в состав липопротепновых оболочек жировых шариков, частичное изменение физического состояния белков и других составных частей сливок. Кристаллизация жира в описанных условиях предшествует деэмульгированию жировой эмульсии и осуществляется в отдельных жировых шариках, а образовавшиеся кристаллоагрегаты жира являются впоследствии основными структурными элементами масла.

На образование масляного зерна влияет соотношение между закристаллизованным и жидким жиром, а также соотношение свободного жира, связанного с кристаллами и молочной плазмой. Глицериды жира, оставшиеся в жидком состоянии или расплавившиеся при обработке масляного зерна, распределяются на поверхности кристаллических образований и оставшихся целыми жировых шариков.

Продолжительность производственного цикла при выработке масла данным методом составляет 1 сут. При использовании маслоизготовителей периодического действия технологический процесс состоит из отдельных операций (созревание сливок, их сбивание, обработка масляного зерна), которые выполняются периодически. При эксплуатации непрерывнодействующих маслоизготовителей процессы сбивания сливок и механическая обработка масляного зерна (2 и 3 стадии) осуществляются в непрерывном потоке. Продолжительность этих операций составляет 3--5 мин по сравнению с 50--90 мин в маслоизготовителях периодического действия. Однако это принципиально не меняет технологию и практически не ускоряет производство.

При выработке масла методом преобразования высокожирных сливок продолжительность производственного цикла составляет 60--90 мин. Преобразование высокожирных сливок в масло при этом осуществляется в непрерывном потоке, продолжительность пребывания продукта в маслообразователе составляет 3--4 мин. Процесс деэмульгирования жировой эмульсии при этом предшествует кристаллизации глицеридов.

Сравниваемые методы отличаются аппаратурным оформлением технологического процесса, составом и свойствами вырабатываемого масла

Показатель	Метод получения масла
	сбиванием сливок в маслоизготовителях	преобразованием высокожирных сливок
	периодического действия	непрерывно-действующих
1	2	3	4
Содержание СОМО, %	1,23±0,19	1,48+0,12	1,64±0,16
воздуха, 10-5 м3/кг	3,51+0,92	6,45+2,35	0,58+0,12
Термоустоичивость	0,93±0,06	0,91±0,05	0,82±0,05
Твердость, Н/м	92±10,5	61,1±7,7	127±11,6
Восстанавливаемость структуры, %	73,3±4,6	72,0±9,2	34,1±3,2
Вытекание свободного жидкого жира, %	4,7±0,63	5,7±1,4	5,9±0,24
Степень деэмульгирования жира, %	99,9±0,09	99,7±0,18	98,54±1,3
Количество эмульгированного жира, %	0,05±0,01	0,05±0,01	0,15±0,05
Содержание жира в плазме, %	0,34±0,29	1,56±0,45	3,95±0,95
Средний диаметр капель плазмы, мкм	3,36	3,20	2,88
Степень дисперсности плазмы, м-1	1,28	1,37±1,41	1,61

Примечание. Приведены показатели масла с массовой долей жира 32,5%.

Наблюдаемые различия характерны для масла различных методов производства.

Большой интерес представляет также изучение состава плазмы масла и пахты. При созревании сливок происходят инактивация оболочечного вещества жировых шариков и переход его в пахту. Одновременно в пахту переходит значительное количество фосфолипидов, в том числе лецитина, что, естественно, снижает содержание этих веществ в масле.

При выработке масла методом преобразования высокожирных сливок указанные вещества полностью остаются в масле. Это соответственно сказывается на химическом составе плазмы и влияет на вкус и запах масла.

Характерными особенностями масла, выработанного методом сбивания сливок, являются недостаточная связность структуры и рыхлость монолита, термоустойчивость -- хорошая. Вкус и запах лучше выражены.в масле, полученном из высокожирных сливок. Консистенция его плотная, пластичная, термоустойчивость сравнительно хуже. Различие технологии и состава компонентов масла оказывает заметное влияние на его структуру и физико-химические свойства (твердость, восстанавливаемость структуры, состояние жировой фазы и др.).

Физико-химические показатели масла, выработанного в маслоизготовителях непрерывного и периодического действия, близки. Различие показателей твердости указывает лишь на разную интенсивность обработки продукта в процессе выработки. Высокая твердость и низкая восстанавливаемость структуры масла, полученного преобразованием высокожирных сливок, указывают на преобладание в нем кристаллизационных структур, что характерно для масла этого метода производства.

На структуру и свойства масла существенное влияние оказывают кинетика обращения фаз и количество эмульгированного жира в масле. В масле, выработанном преобразованием высокожирных сливок, содержится значительно больше неповрежденных жировых шариков. Этим объясняются неполная отделяемость белка и обильное пенообразование при использовании этого масла для жарения.

Масло, выработанное методом преобразования высокожирных сливок, лучше сохраняется при холодильной обработке.

7. Физико-химические процессы, протекающие при производстве молочно - белковых концентратов

В последние годы во многих странах наблюдается увеличение производства молочно-белковых концентратов (МБК): казеина, казеинатов, копреципитатов и концентратов сывороточных белков (выделенных из сыворотки методом ультрафильтрации).

Казеин

В зависимости от способа коагуляции из обезжиренного молока казеин подразделяют на кислотный и сычужный. Наиболее распространенным способом получения пищевого казеина является способ кислотной коагуляции, Коагуляция казеина может осуществляться под действием молочной кислоты, образующейся в результате молочнокислого брожения лактозы, и зерновым способом (казеин осаждается кислой сывороткой кислотностью 180 ^оТ), Разработана технология казеина непрерывным способом с использованием в качестве коагулянта соляной кислоты, Также выпускается пищевой казеин молочнокислый ферментированный, представляющий собой частично расщепленный белок. Ферментацию казеина осуществляют, в основном, при производстве ферментированного казеината натрия.

В кислотном казеине содержание кальция (золы) ниже, чем в сычужном. Это объясняется различиями в механизме коагуляции казеина, При действии сычужного фермента казеиновый комплекс осаждается без потерь кальция, При кислотной коагуляции под действием молочной кислоты от казеинаткальцийфосфатного комплекса (ККФК) отщепляются фосфат кальция и часть органического кальция, В результате этого ККФК разрушается и освобождается казеин, содержащий незначительное количество кальций, 3 изоэлектрической точке он коагулирует:

Накоплениемолочной кислоты сопровождается превращением коллоидного фосфата кальция в более растворимые соли, которые легко переходят в сыворотку и отмываются водой:

Таким образом, чем больше кальция отщепляется oт ККФК и больше коллоидного фосфата кальция переходит в ионно-молекулярное состояние, тем меньше золы содержится в казеине. Эти показатели можно регулировать изменением рН сыворотки при осаждении казеина. Основное количество кальция отщепляется от ККФК при рН ниже 5,3, близком к изоэлектрической точке (рН 4,6 и титруемая кислотность сыворотки около 60 Т), Для получения казеина с низким содержанием золы рекомендуется повысить титруемую кислотность сыворотки до 70-75Т (рН 4,4-1,5).

Казеинат натрия

Пищевой казеинат натрия получают, растворяя кислотный казеин (сухой или свежеосажденный) в гидроксиде натрия с последующей сушкой полученных коллоидных растворов.

Основная операция, определяющая качество казеинатов, --распыление их перед сушкой. Растворы казеинатов имеют высокую вязкость, что затрудняет процесс распыления. Вязкость растворов казеинатов зависитот концентрации, рН и температуры. Установлено, что растворы казеината имеют оптимальную вязкость, позволяющую проводить операции перемешивания и распыления, при концентрации сухих веществ 18--20 %,

Казецит и копреципитаты

Казецит (цитратный казеинат) получают путем растворения казеина-сырца в смеси цитратов и гидрокарбоната натрия.

Копреципитаты получают из обезжиренного молока (или смеси обезжиренного молока и пахты) путем совместного осаждения казеина и сывороточных белков при одновременном действии высоких температур и коагулянта (хлорида кальция или кислоты). Комплексное осаждение белков позволяет увеличить степень использования белковых веществ молока и повысить биологическую ценность продукта (за счет улучшения сбалансированности незаменимых аминокислот, особенно серосодержащих).

Основной физико-химический процесс, определяющий качество копреципитатов, -- процесс осаждения казеина и сывороточных белков. В зависимости от требуемого количества в копреципитате кальция, белки осаждают с помощью термокальциевой или термокислотной коагуляции.

При получении пищевых высоко кальциевых копреципитатов (с содержанием 2,7--3,1 % кальция) используют в качестве коагулянта хлорид кальция, а для выработки копрсципитата с низким количеством кальция (0,5-1,0 %) -- соляную кислоту или кислую сыворотку. В целях получения растворимых копреципитатов полученный сгусток диспергируют в растворе гидроксида натрия.

Термокальциевая коагуляция белков обезжиренного молока впервые разработана и теоретически объяснена проф. Дьяченко. Механизм действия кальция заключается в связывании свободных ОН-групп фосфорной кислоты казеиновых мицелл, в результате чего уменьшается их отрицательный заряд и электронейтральные белковые частицы агрегируют (образование кальциевых мостиков ускоряет процесс агрегации). Хлорид кальция -- сильное дегидратирующее соединение, он вызывает дополнительную дестабилизацию казеина, уменьшая его гидрофильность. Внесение в нагретое до 91--95 ^оС обезжиренное молоко хлорида кальция приводит к коагуляции казеина, вместе с которым осаждаются денатурированные сывороточные белки.

Концентраты сывороточных и других белков

Концентраты сывороточных белков получают с помощью ультрафильтрации или диафильтрации (полученный концентрат разбавляют водой и повторно фильтруют, чтобы ушить лактозу и минеральные вещества), Ультрафильтрация повышает выделить из сыворотки белки в недснатуриронанном нативном состоянии, что повышает их растворимость и биологическую ценность.

8. Эластин

Эластин является неполноценным белком вследствие отсутствия триптофана и метионина.

По аминокислотному составу эластин сходен с коллагеном, - в нем содержатся оксипролин, пролин, гликокол. Имеются специфические аминокислоты, отсутствующие в других белках, - десмозин и изодесмозин, - построенные из остатков лизина и образующие поперечные ковалентные связи между полипептидными цепочками эластина.

Эластин менее распространен в животных организмах, чем коллаген. Является фибриллярным белком, по ряду свойств напоминает коллаген, но по некоторым свойствам от него отличается.

Эластин, как и коллаген, относится к склеропротеинам. Он значительно устойчивее коллагена; не растворяется в холодной и горячей воде, растворах солей, разведенных кислотах и щелочах, даже крепкая серная кислота оказывает на него слабое воздействие.

Благодаря особенностям строения полипептидной спирали эластин хорошо растяжим. Длина эластиновых волокон в отличие от коллагеновых может увеличиваться вдвое и после снятия нагрузки возвращается к первоначальной.

Эластин очень устойчив к действию химических реагентов, пищеварительных ферментов. Гидролизуется фицином, папаином, эластазой - ферментным препаратом из поджелудочной железы.

Эластин нерастворим в воде и в отличие от коллагена не набухает в ней. При варке не образует глютин и не поддается действию пепсина и трипсина, т.е. практически не усваивается организмом.

В отличие от коллагена эластин образует структуру с характерной эластичностью. Это объясняется особой трехмерной упаковкой мономеров эластина (проэластина), которые взаимно соединены поперечными ковалентными связями. Они возникают в результате конденсации боковых цепей лизина двух-четырех звеньев проэластина с образованием полифункциональных аминокислот десмозина и изодесмозина. Эти связи настолько прочны, что не разрушаются при кислотном гидролизе.

Считается, что на пространственную организацию субъединиц проэластина в волокне влияют структурные гликопротеины.

Волокна эластина могут растягиваться в два и более раза и сохраняют высокую прочность на разрыв даже в полностью растянутом состоянии. Эластические свойства нерастворимого полимерного эластина объясняются структурным расположением мономеров. При растяжении разрушаются гидрофобные взаимодействия и изменяется расположение молекул воды. После снятия нагрузки самопроизвольно восстанавливается исходное состояние. Прочность нитей эластина обусловлена ковалентным характером связей.

В эластине, как и в коллагене, присутствует оксипролин, хотя его в 10 раз меньше, чем в коллагене; много глицина и пролина, но отсутствуют триптофан и метионин. По аминокислотному составу эластин относится к неполноценным белкам. В состав его входят мукополисахариды.

Волокна эластина имеют внутреннюю и наружную оболочки. Внутренняя оболочка образована из линейного проэластина. Наружная оболочка, защищающая внутреннюю, образована мукопротеидом эластомуцином, построенным из проэластина и полисахаридов. Эти структурные элементы придают большую прочность волокну.

Эластин - плохо усвояемый белок, он почти не переваривается трипсином, медленно - пепсином, но гидролизуется ферментом поджелудочной железы эласгазой. В отличие от коллагена, эластин слабо набухает, что связано с небольшим числом полярных боковых групп в молекуле эластина. При нагревании он не образует желатина.

9. Определение свежести молока

О свежести молока судят по ГОСТу 13277-79 «Молоко коровье пастеризованное. Технические условия».

Метод двойного титрования (по С. Королеву и С. Панфилову)

Для установления свежести молока дважды определяют его кислотность: в начале опыта и после выдержки в термостате при температуре 30° С. В молоке с небольшим содержанием бактерий при шестичасовой выдержке в термостате сохранится бактерицидная фаза и, если в конце выдержки начинают размножаться микроорганизмы, кислотность молока возрастает незначительно (примерно на 8--10°Т). В молоке несвежем (бактерицидная фаза закончилась) с невысокой кислотностью после выдержки в термостате кислотность повышается (на 10-- 40°Т).

Молоко тщательно перемешивают и определяют кислотность. В чистую сухую стерильную пробирку с ватной пробкой вносят 20--25 мл молока стерильной пипеткой или пипеткой, промытой 2 раза исследуемым молоком. Пробирку с молоком помещают на 6 ч в термостат или водяную баню с температурой 30° С. Затем молоко перемешивают, определяют кислотность и устанавливают свежесть по табл.

Классы	Изменение кислотности за 6 ч	Количество микроорганизмов в 1 л молока	Качество молока (свежесть)
I	Нет нарастания	Меньше 1 млн.	Хорошее
II	Повышается на 8-100T	До 6 млн.	Удовлетворительное
III	Кислотность повышается больше чем на 100T	Больше 9 млн.	Плохое



Кислотно-кипятильная проба (по А. Войткевичу)

В пробирки наливают из бюретки постепенно увеличивающееся на 0,1 мл количество 0,1 н. раствора серной или соляной кислоты, начиная с 0,5 до 1,2 мл. В каждую пробирку добавляют по 10 мл испытуемого молока, смешивают и пробирки помещают на 3 мин в кипящую воду. Затем вынимают из воды и отмечают те пробирки, в которых свернулось молоко. Чем больше прибавленной кислоты выдерживает молоко без свертывания, тем оно свежее и тем дольше сохраняется. К 10 мл свежего молока можно прибавить 0,8--1,0 мл 0,1 н. раствора кислоты и оно в данных условиях опыта не свертывается.

Кислотная проба

По 10 мл молока отмеривают пипеткой в тонкостенные химические пробирки диаметром 1,8 см, длиной 15 см. В пробирки приливают 1,5 мл раствора уксусной кислоты (реактив 81), перемешивают содержимое и пробирки помещают в штатив водяной бани (80° С). Уровень воды в бане должен быть несколько выше уровня молока в пробирках. Выдерживают пробирку в бане 3 мин, затем их вынимают, оценивают характер сгустка и разбивают молоко на группы.

Характеристика сгустка	Качество молока
Ровный	Хорошее
Равномерно распределенные крупные хлопья	Молоко при небольшой примеси к хорошему не вызывает вспучивания сыров
Сгусток поднялся вверх, внизу осталась часть его	Молоко может вызвать вспучивание сыра
Поднялся вверх	Сыр из такого молока обычно бродит
Весь внизу	Кислое

Алкогольная проба

Теоретическое обоснование. Спирт денатурирует белки молока, поэтому при смешивании равных объемов молока и 75 %-ного спирта молоко повышенной кислотности, в котором белки претерпели уже некоторое изменение, свертывается частично или полностью; свежее молоко не изменяется

Методика определения. К 2 мл молока в пробирке или чашке Петри приливают такой же объем спирта. Содержимое пробирок перемешивают. Через 2 мин проверяют состояние молока. Если на стенках пробирки при отекании с них молока не появились хлопья, то молоко свежее. Коагуляция белка в виде едва заметных хлопьев означает повышенную кислотность молока -- пониженную стабильность.

молоко сливки брожение сливки

Список литературы

1. Богатова О.В., Догарева Н.Г. Химия и физика молока. - Оренбург: ГОУ ОГУ, 2004. - 137 с.

2. Вышемирский Ф. А. Производство сливочного масла.-- М.: Агропромиздат, 1987. 272 с: ил.

3. Горбатова К. К. Химия и физика молока и молочных продуктов / К. К, Горбатова, П. И. Гунькова; под общ. ред. К. К. Горбатовой. - СПб.; ГИОРД, 2012. - 336 с.

4. ГОСТ 13277-79 Молоко коровье пастеризованное. Технические условия.

5. Еремина И.А. Микробиология молока и молочных продуктов: Учебное пособие. - Кемерово, 2004. - 80 с.

6. Кудряшов Л. С. Физико-химические и биохимические основы производства мяса и мясных продуктов. - М.: ДеЛи принт, 2008. - 160 с.

7. Перкель Т. П. Физико-химические и биохимические основы производства мяса и мясных продуктов: Учебное пособие / Кемеровский технологический институт пищевой промышленности. - Кемерово, 2004. - 100 с.

8. Ростроса Н.К. Технология молока и молочных продуктов. - М: Пищевая пром-сть, 1980. - 192 с.

9. Шейфель О.А. Биохимия молока и молочных продуктов. - Кемерово: Кемеровский технологический институт пищевой промышленности, 2010. - 126 с.

Размещено на Allbest.ru