Свойства молока

Свежее натуральное молоко, полученное от здоровых животных, характеризуется определенными физико-химическими свойствами (кислотность, плотность, электропроводность, осматическое давление, температура замерзания и т.д.), органолептическими и технологическими свойствами (термоустойчивость, сычужная свертываемость). Однако они могут резко меняться под влиянием различных факторов (стадия лактации, болезни животных), а так же при фальсификации молока. Поэтому их определение позволяет оценить натуральность, качество и пригодность молока для переработки.

1 Физико-химические свойства

Свойства молока, как единая физико-химическая система, обусловливается свойствами компонентов молока. 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. Например, от количества белков зависят вязкость и кислотность молока, но почти не зависит электропроводность молока; минеральные вещества молока сильно влияют на его кислотность, электропроводность.

Кислотность

Кислотность молока обусловливается наличием в нем кислых солей и белков. Ее выражают в показателях титруемой и активной кислотности.

Титруемая кислотность – выражают в уловных единицах – градусах Тернера. Под градусом Тернера понимают количества кубических сантиметром 0,1н раствора гидроксида натрия, которое расходуется на нейтрализацию (титрование) 100 см³ молока, разведенное вдвое водой. Титруемая кислотность свежевыдоенного молока должна составлять 16 – 18

18 тность свежевыдоенного молока должна составлять 16 - 118 1н раствора гидроксида натрия, которое расходуется на нейтрализаци8Т. Белки дают 4 – 5 8Т, дигидрофосфаты и дигидрофосфаты – около 11 8Т, СО₂ и составные части молока - 1–2 8Т. 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 – это критерий оценки качества заготовляемого молока.

Активная кислотность

Активная кислотность выражается концентрацией водородных ионов, или водородным показателем (рН). Водородный показатель – отрицательный логарифм концентрации ионов водорода, находящихся в растворе:

Водородный показатель свежего молока, определяемый потенциометрическим методом с использованием рН-метров, колеблется в пределах 6,55 – 6,75. активная кислотность не совпадает с титруемой. При хранении сырого молока титруемая кислотность изменяется значительно быстрее, чем активная.

Несовпадение активной и титруемой кислотности объясняется буферностью молока, которая обусловлена содержанием в нем белков и смеси фосфатов и цитратов. Буферные свойства молока объясняются наличием аминных и карбоксильных групп. Карбоксильные группы вступают в реакцию с образующейся молочной кислотой. Кислотная диссоциация белков незначительна, поэтому активная кислотность остается почти прежней, а титруемая повышается.

Количество кислоты или щелочи, которое необходимо добавить к 100 мл молока, чтобы изменить рН на единицу, называется буферной емкостью молока.

Буферные свойства составных частей молока играют большую роль в жизнедеятельности организмов при изготовлении кисломолочных продуктов и сыра. Например, рН кефира при титруемой кислотности 80 8Т имеет величину равную 4,76, а 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.

Окислительно-восстановительный потенциал

Окислительно-восстановительный потенциал молока характеризует способность его составных частей отдавать или присоединять электроны (атомы водорода). Соединения, теряющие электроны (доноры электронов), являются восстановителями, а приобретающие их (акцепторы электронов) – окислителями.

Молоко содержит ряд химических соединений, способных легко окис­ляться и восстанавливаться. Окислительно-восстановительную систему молока образуют аскорбиновая кисло га, токоферолы, рибофлавин, цис­теин, оксидорсдуктазы, кислород и другие легко восстанавливающиеся и окисляющиеся вещества. Например, содержащаяся в молоке аскорби­новая кислота окисляется при потере двух атомов водорода в дегидроаскорбиновую кислоту, последняя легко восстанавливается в аскорбиновую.

Окислительно-восстановительный потенциал (редокспотенциал) оп­ределяют обычными потенциометрическими методами. Редокспотенци­ал — ЭДС, возникающая между платиновым электродом, опущенным в молоко, и нормальным водородным электродом. Окислительно-восстановительный потенциал обозначают Е и выражают в вольтах и милли­вольтах, Е свежего молока равен 0,25—0,35 В (250—350 мВ).

Изменение в молоке соотношения восстановителей и окислителей (при тепловой обработке, развитии микроорганизмов и т.д.) вызывает изменение окислительно-восстановительного потенциала.

На снижении окислительно-восстановительного потенциала молока под влиянием продуктов жизнедеятельности микроорганизмов основа­на редуктазная проба.

От окислительно-восстановительного потенциала зависят развитие в молоке, заквасках, сырной массе молочнокислых бактерий и протека­ние биохимических процессов (распад белков, аминокислот, жира, на­копление ароматического вещества диацетила и др.).

Возниконовение в молоке и молочных продуктах (масло и др.) таких пороков, как окисленный, металлический и салистый привкусы, обуслов­лено повышением окислительно-восстановительного потенциала среды, способствующего окислительной порче жира. Резко повышают окисли­тельно-восстановительный потенциал, т. е. придают среде окислительные свойства, металлы (Сu, Fe). Сульфгидрильные группы, наоборот, снижа­ют окислительно-восстановительный потенциал и предотвращают появ­ление в продуктах пороков, связанных с окислением молочного жира.

Плотность

Плотность молока — это масса молока при 20°С, заключенная в еди­нице объема (кг/м³). Ее определяют ареометрическим методом.

Плотность молока зависит от температуры и содержания в нем со­ставных частей, которые имеют следующую плотность (кг/м³): молоч­ный жир — 922, бел си — 1391, молочный сахар —1610, соли — 2857.

Так как химический состав молока непостоянен, то и плотность его колеблется в довольно широких пределах — от 1027 до 1032 кг/м³.

Плотность молока изменяется в течение лактационного периода и под влиянием различных факторов (болезней, породы животного и др.). По плотности молока судят о его натуральности. При добавлении к молоку воды плотность его уменьшается (10% добавленной воды снижа­ет плотность в среднем на 3 кг/м³). Подснятие сливок или разбавление обезжиренным молоком (плотность которого составляет 1033— 1035 кг/м³) вызывает повышение плотности.

Вязкость и поверхностное натяжение

Под вязкостью, или внутренним трением, понимают свой­ство жидкости оказывать сопротивление при перемещении одной части ее относительно другой. За единицу измерения вязкости в Международной систе­ме единиц (СИ) принят паскаль-секунда (Па-с). Измеряют вяз­кость с помощью специальных приборов — вискозиметров.

В среднем, вязкость молока при 20°С равна 1,8*10^-3 Па-с с колебаниями от 1,3*10^-3 до 2,2*10^-3 Па-с. Вязкость молока за­висит от содержания белков, жира и их агрегатного состоя­ния. В результате охлаждения, хранения, перекачивания, го­могенизации и тепловой обработки вязкость молока изменя­ется.

Поверхностное натяжение воды при 20°С, в среднем, равно 72,7*10^-3 Н/м, молока — около 44*10^-3 Н/м. Более низкое поверхност­ное натяжение молока, по сравнению с поверхностным натяжением воды, объясняется наличием в молоке веществ, снижающих поверх­ностное натяжение, — поверхностно-активных веществ (ПАВ). К ним относятся белки плазмы молока, белки оболочек жировых шариков, фосфолипиды, жирные кислоты.

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, фризеровании и других технологичес­ких операциях влияет на качество получаемых продуктов.

Осматическое давление и температура замерзания

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. Осмотическое давление играет боль­шую роль в процессах жизнедеятельности животных, растений и микро­организмов (питание, обмен веществ и т. д.).

Осмотическое давление молока нормального химического состава — величина сравнительно постоянная и, в среднем, равна 0,66 МПа.

Осмотическое давление обычно рассчитывают по температуре замер­зания молока, так как между ними имеется определенная связь. Темпе­ратура замерзания молока, в среднем, равна —0,540°С (с колебаниями от -0,505 до -0,575°С). По РФ она составляет около -0,533'С.

По законам Рауля и Вант-Гоффа молярный раствор (1 моль вещества в 1 л раствора) при 0°С обладает осмотическим давлением, равным 2,269 МПа. Температура замерзания такого раствора снижается, по срав­нению с водой, на 1,86°С. Следовательно, при температуре замерзания молока —0,540°С его осмотическое давление составит: МПа

Температура замерзания молока, как и осмотическое давление, — ве­личина довольно постоянная. Она изменяется при разбавлении молока водой, добавлении к нему соды, повышении кислотности, изменении химического состава молока при заболевании животного.

Электропроводность

Электропроводность — величина, обратная электрическому сопро­тивлению. Она характеризует способность вещества или раствора про­водить электричество.

Электропроводность раствора зависит от количества ионов и коллоид­ных частиц, их заряда и скорости перемещения. Молоко — плохой провод­ник электричества. Удельная электропроводность молока, в среднем, составляет 46*10^-2. Электропроводность снижается при разбавлении молока водой и увеличивается при нарастании кислотнос­ти молока.

Теплофизические характеристики

К ним относятся удельная тепло­емкость, теплопроводность и температуропроводность, которые связаны между собой соотношением:

где а — температуропроводность, м²/с;

— теплопроводность, Вт/(м*К);

с — удельная теплоемкость, Дж/(кг*К);

р — плотность продукта, кг/м³.

Теплофизические свойства молока и молочных продуктов зависят от содержания сухих веществ, влаги, жира, температуры, кислотности, дис­персности жира и т. д.

Удельная теплоемкость определяется количеством теплоты (в джоу­лях), необходимой для нагревания единицы массы вещества на один градус температуры, и выражается в джоулях на килограмм-кельвин [Дж/(кг*К)].

Удельная теплоемкость молока с увеличением температуры изменя­ется незначительно, поэтому в интервале температур 0—70°С ее можно практически принять за постоянную величину, равную 3900 Дж/(кг-К).

Теплопроводность характеризует свойство продукта передавать тепло. Под теплопроводностью понимают количество теплоты, переносимой через единицу поверхности в единицу времени при температурном гра­диенте, равном единице. За единицу измерения теплопроводности при­нят ватт на метр-кельвин [Вт/(м-К)].

Теплопроводность молока увеличивается с, повышением температу­ры и незначительно уменьшается с увеличением содержания в нем жира. Ее среднее значение при 20°С составляет около 0,5 Вт/(м-К).

Температуропроводность определяет скорость прогрева или охлаждения (выравнивания) температуры продукта. Ее измеряют в метрах квадратных в секунду (м²/с). Температуропроводность зависит от температуры, влажнос­ти, плотности, жирности, пористости и других свойств пищевых продуктов. Температуропроводность молока при 20°С, в среднем, составляет 13*10-⁸ м²/с.

Показатель преломления

Показатель преломления молока при 20°С колеблется от 1,3440 до 1,3485. Его 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 либо числом рефракции. Показа­тель преломления молока складывается из показателя преломления воды (1,33299) и составных частей молока — белков, молочного сахара, солей. Поэтому по разности между показателями преломления исследуемого молока и его безбелковой сыворотки (после осаждения белков, раствором хлорида кальция) можно определить содержание в молоке белков, а по разности между показателями преломления молока и дистиллирован­ной воды — содержание СОМО.

---

Дата добавления: 2015-07-16