Молоко – продукт здоровья. Химия коровьего молока: выделяем казеин Химия физика молока и молочных продуктов

Рассмотрены химический состав, свойства молока, синтез его составных частей в клетках молочной железы, биохимические и физико-химические изменения молока при хранении и обработке. Описаны процессы, происходящие при производстве кисломолочных продуктов, сыра, масла, спредов, молочных консервов, детских продуктов и продуктов из вторичного молочного сырья.
Учебник, состоящий из теоретической части и практикума, предназначен для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению 260200.62 «Продукты питания животного происхождения» (профиль подготовки - «Технология молока и молочных продуктов»).

СОСТАВНЫЕ ЧАСТИ МОЛОКА.
Молоко представляет собой биологическую жидкость, которая образуется в молочной железе млекопитающих и предназначена для вскармливания новорожденного. Химический состав молока животных непостоянен. Он изменяется в течение лактации, а также под влиянием различных факторов: рационов кормления, состояния здоровья, содержания, породы, возраста животных и пр. Средний состав коровьего молока представлен на рис. 2.

Химический состав молока не только определяет его пищевую и биологическую ценность, но и влияет на технологическую переработку, выход и качество готовой продукции. Предприятия молочной промышленности контролируют в перерабатываемом молоке содержание сухих веществ, СОМО, жира, белков, иногда лактозы и некоторые показатели его физико-химических и технологических свойств.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ОТ АВТОРОВ
ВВЕДЕНИЕ
Раздел I. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
Глава 1. СОСТАВНЫЕ ЧАСТИ МОЛОКА
Вода
Сухой и сухой обезжиренный остаток молока
Белки
Казеин
Сывороточные белки и белки оболочек жировых шариков молока
Липиды
Молочный жир
Фосфолипиды, стеролы и другие липиды
Углеводы
Лактоза (молочный сахар)
Другие углеводы
Минеральные вещества
Макроэлементы
Микроэлементы
Ферменты
Оксидоредуктазы
Гидролитические и другие ферменты молока
Витамины
Жирорастворимые витамины
Водорастворимые витамины
Гормоны
Газы
Посторонние химические вещества i
Антибиотики
Пестициды, моющие и дезинфицирующие вещества
Токсичные элементы и радионуклиды
Растительные, бактериальные яды и микотоксины
Нитраты, нитриты, нитрозамины и другие вещества
Глава 2. ОБРАЗОВАНИЕ И СОСТОЯНИЕ В МОЛОКЕ СОСТАВНЫХ ЧАСТЕЙ
Биосинтез составных частей молока
Состояние составных частей молока
Казеин
Молочный жир
Соли кальция
Глава 3. СОСТАВ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ МОЛОКА РАЗЛИЧНЫХ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ЖИВОТНЫХ
Глава 4. ОРГАНОЛЕПТИЧЕСКИЕ, ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МОЛОКА
Органолептические свойства
Физико-химические свойства
Кислотность
Окислительно-восстановительный потенциал
Плотность
Вязкость и поверхностное натяжение
Осмотическое давление и температура замерзания
Электропроводность
Теплофизические характеристики
Показатель преломления
Технологические свойства
Глава 5. ИЗМЕНЕНИЯ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА И СВОЙСТВ МОЛОКА ПОД ВЛИЯНИЕМ РАЗЛИЧНЫХ ФАКТОРОВ
Зоотехнические факторы
Стадия лактации
Порода скота
Состояние здоровья животных
Рацион кормления
Сезон года
Фальсификация молока
Глава 6. БИОХИМИЧЕСКИЕ И ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ МОЛОКА ПРИ ЕГО ХРАНЕНИИ И ОБРАБОТКЕ
Холодильная обработка молока
Охлаждение
Замораживание
Механическая обработка молока
Центробежная очистка и сепарирование
Перекачивание и перемешивание
Мембранные методы обработки
Гомогенизация
Изменение составных частей молока при тепловой обработке
Белки
Соли
Молочный сахар
Молочный жир
Витамины и ферменты
Пороки молока
Глава 7. БИОХИМИЧЕСКИЕ И ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ КИСЛОМОЛОЧНЫХ ПРОДУКТОВ И МОРОЖЕНОГО
Биохимические и физико-химические процессы
при производстве кисломолочных продуктов
Брожение молочного сахара
Коагуляция казеина и гелеобразование
Влияние состава молока, бактериальных заквасок и других факторов на брожение лактозы и коагуляцию казеина
Биохимические основы производства отдельных видов
кисломолочных продуктов
Кисломолочные напитки
Йогурт
Сметана
Творог
Пороки кисломолочных продуктов
Физико-химические процессы при выработке мороженого
Глава 8. БИОХИМИЧЕСКИЕ И ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ СЫРА
Сычужное и другие виды свертывания молока
Состав и свойства молока
Режим пастеризации
Состав и активность бактериальных заквасок, концентратов и сычужного фермента
Биохимические и физико-химические процессы при обработке сгустка и сырной массы
Обработка сгустка
Формование и прессование сыра
Посолка сыра
Биохимические и физико-химические процессы при созревании сыров
Изменение составных частей сыра
Изменение содержания влаги и минеральных веществ
Формирование структуры, консистенции и рисунка сыра
Образование вкусовых и ароматических веществ сыра
Особенности созревания отдельных видов сыра
Полутвердые сыры
Мягкие и рассольные сыры
Физико-химические процессы при производстве плавленых сыров
Пороки сыров
Глава 9. БИОХИМИЧЕСКИЕ И ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ И ХРАНЕНИИ МАСЛА И СПРЕДОВ
Производство масла методом сбивания сливок
Производство масла методом преобразования высокожирных сливок
Влияние режимов подготовки сливок на процессы маслообразования
Пастеризация сливок
Охлаждение сливок
Сквашивание сливок
Производство спредов
Структура масла сливочного и спредов
Изменения масла и спредов в процессе хранения
Гидролитическая порча жира
Окислительная порча жира
Факторы, влияющие на стойкость масла и спредов при хранении
Пороки масла и спредов
Глава 10. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ МОЛОЧНЫХ КОНСЕРВОВ И ЗЦМ
Сгущенное молоко с сахаром
Состав и свойства молока
Пастеризация и сгущение молочной смеси
Охлаждение сгущенного молока с сахаром
Сгущенное стерилизованное молоко
Термоустойчивость исходного молока
Особенности пастеризации, сгущениями стерилизации молока
Сухие молочные продукты и ЗЦМ
Особенности пастеризации, сгущения и гомогенизации молока
Сушка молока
Пороки молочных консервов
Глава 11. БИОХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОИЗВОДСТВА ПРОДУКТОВ ДЕТСКОГО ПИТАНИЯ
Состав и свойства женского молока
Методы приближения молочных смесей к женскому молоку
Физиологические и биохимические основы производства сухих и жидких детских молочных продуктов
Глава 12. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ПРОДУКТОВ ИЗ ВТОРИЧНОГО МОЛОЧНОГО СЫРЬЯ
Молочно-белковые концентраты
Казеин
Казеинат натрия
Казецит и копреципитаты
Концентраты сывороточных и других белков
Молочный сахар и его производные
Молочный сахар
Лактулоза, лактитол
Раздел II. ПРАКТИКУМ
ПРАВИЛА БЕЗОПАСНОЙ РАБОТЫ В ЛАБОРАТОРИИ
ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ К ГЛАВАМ 1-3
Правила отбора проб заготовляемого молока и подготовка их к анализу
Определение в молоке массовой доли жира
Кислотный метод Гербера
Методы с использованием полуавтоматических и автоматических приборов
Определение в молоке массовой доли белков
Метод формольного титрования
Рефрактометрический метод
Колориметрический метод
Метод Кьельдаля
Автоматические методы определения массовой доли белка
Определение в молоке массовой доли лактозы
Определение в молоке массовой доли кальция
Определение в молоке массовой доли аскорбиновой кислоты.
Определение в молоке сухого вещества
Расчет энергетической ценности молока
ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ К ГЛАВАМ 4-5
Определение органолептических свойств молока
Определение кислотности молока
Определение титруемой кислотности
Определение предельной кислотности
Определение водородного показателя (pH)
Определение плотности молока
Контроль натуральности молока
Определение в молоке воды
Определение в молоке нейтрализующих и консервирующих веществ
Определение в молоке наличия антибиотиков
Определение примеси маститного молока по числу соматических клеток
ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ К ГЛАВЕ 6
Определение эффективности пастеризации молока
Определение эффективности гомогенизации молока (упрощенный метод)
Метод отстаивания жира
Метод центрифугирования
ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ К ГЛАВЕ 7
Отбор проб кисломолочных продуктов и мороженого и подготовка их к анализу
Определение в кисломолочных продуктах и мороженом массовой доли жира
Определение кислотности кисломолочных продуктов и мороженого
Определение вязкости кефира
Определение в твороге массовой доли влаги
Контроль творога и сметаны на пастеризацию исходного сырья
ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ К ГЛАВЕ 8
Определение сыропригодности молока
Сычужная проба
Сычужно-бродильная проба
Контроль состава и свойств сыра
Определение степени зрелости сыра по М.И. Шиловичу
Изучение микроструктуры сыра
ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ К ГЛАВЕ 9
Контроль сливок
Контроль состава и свойств масла
Определение консистенции, структуры и фальсификации масла
ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ К ГЛАВЕ 10
Определение термоустойчивости молока
Контроль состава и свойств молочных консервов и ЗЦМ
Определение в молочных консервах массовой доли жира
Определение кислотности молочных консервов
Определение в молочных консервах и ЗЦМ массовой доли влаги
Определение в молочных консервах массовой доли сахарозы
Определение индекса растворимости сухих молочных консервов
Определение фальсификации сухого молока
ПРИЛОЖЕНИЯ
СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ.

Бесплатно скачать электронную книгу в удобном формате, смотреть и читать:
Скачать книгу Химия и физика молока и молочных продуктов, Горбатова К.К., Гунькова П.И., 2012 - fileskachat.com, быстрое и бесплатное скачивание.

Скачать pdf
Ниже можно купить эту книгу по лучшей цене со скидкой с доставкой по всей России.

ВВЕДЕНИЕ

Преломляю хлеб. Тянусь к солонке.
Трапезу, Господь, благослови!
Сколько в молоке живого сока,
Сколько к жизни истиной любви!

Молоко – продукт повседневного спроса. Молоко и его производные употребляют в пищу люди всех возрастов, национальностей. Авторы проекта решили выяснить, насколько же полезны молочные продукты, предлагаемые российскими производителями.

ЦЕЛЬ:

определить состав и качество различных видов молока

ЗАДАЧИ:

* Экспериментальным путем определить состав молока;
* Доказать наличие в молоке полезных веществ необходимых для человека;
* Изучить потребность в употреблении молока среди обучающихся начальной школы;
* Составить рекомендации по употреблению молока и молочных продуктов.

ГЛАВА 1. БИОЛОГИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ МОЛОКА

1.1 Биологическая ценность

Молоко представляет собой биологическую жидкость сложного химического состава. Оно служит полноценной пищей для новорождённых, а также необходимым продуктом питания для человека в любом возрасте. Молоко – высококалорийный продукт. Древние философы называли его “источником здоровья”, “соком, жизни”, “белой кровью”. Великий русский физиолог И. П. Павлов сказал, что “молоко – самая лёгкая пища при слабых и больных желудках и при массе других тяжёлых заболеваний” /1, с. 18/.

С давних времён молоко используется и как лечебное средство от многих болезней: при лечении сердца, почек и других органов. Помогает лечить отравления солями тяжёлых металлов, кислотами и щелочами, йодом и бромом.

Какая хозяйка не употребляет молоко? Даже если никто из ваших домашних его не пьёт, то уж сыр, творог или сметану вы едите наверняка!
Кроме того, молоко требуется добавлять во многие блюда. Так, молочные каши гораздо вкуснее, чем сваренные на воде. А ведь с давних времён молочным продук–там приписывались поистине сверхъестественные свойства!

В сказках молоко нередко служит средством обретения “вечной молодости”. Для этого нужно искупаться в молоке. Так же отмечено, что женщина, которая умывает лицо молоком, будет долго выглядеть молодой и привлекательной. Если принимать молочные ванны, ваша кожа станет мягкой и бархатистой, а тело нальётся силой и бодростью. Этим пользовалась царица Египта, Клеопатра /7/.

Молочная сыворотка (пахта) входит в состав некоторых кремов, но полезнее применять ее в натуральном виде. Ежедневно протирать ею лицо и шею. После этой процедуры посмотрите на себя в зеркало и скажите: “Я прекрасна”!

1.2 Химический состав молока

Установлено, что молоко содержит свыше ста ценнейших компонентов, многие из которых природа не повторила ни в одном из других продуктов. В него входят все необходимые для жизнедеятельности организма вещества: белки, жиры, углеводы, минеральные соли, витамины. Эти компоненты молока хорошо сбалансированы, благодаря чему легко и полностью усваиваются. Усвояемость молока и молочных продуктов колеблется от 95 до 98%. Молоко также способствует усвоению других пищевых продуктов.

Молоко состоит из воды (в среднем 87,5%) и сухого вещества (12,5%) /1, с. 218/.

В состав натурального молока входит 25 наименований жирных кислот, 20 аминокислот, более 30 макро– и микроэлементов и много других биологически активных веществ. Особое значение молока состоит в том, что оно даёт человеку полноценный белок животного происхождения, биологическая ценность которого значительно превышает ценность белка говядины, свинины и яиц. По количеству незаменимых аминокислот, которые не образуются в организме человека, а должны поступать с пищей, коровье молоко превосходит другие продукты питания.

Корма оказывают влияние на качество молока, сливок, на консистенцию молочного жира. Так, зеленыe подножные корма придают кремовато – жёлтый цвет молоку, сливкам, маслу. Кормовая капуста, силос, морковь и травяная мука способствуют сохранению цвета молока и в зимний период.

Hекоторые корма (брюква, турнепс, кочанная и кормовая капуста, ботва, сахарная свекла и силос) могут придавать молоку неприятный вкус и запах, особенно при скармливании их в больших количествах.

Витаминов в молоке около тридцати. В снабжении организма витаминами особенно важную роль играют именно молочные продукты. Наиболее важные из них:
витамин А (ретинол), В (тиамин), Вг (рибофлавин), С (аскорбиновая кислота), Д (кальциферол), Е (токоферол), Н (биотин), РР (никотиновая кислота) /2, с. 56/.

ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

2.1 Исследование качества молока по данным на упаковке

Не все молочные продукты имеют одинаковый состав и являются одинаково полезными для здоровья. Для начала мы определили состав молочных продуктов, исходя из данных на упаковке.

Цель:
определить качество молочных продуктов в бытовых условиях.

Задачи:
– На основе данных на упаковке выявить наличие вредных для здоровья веществ;
– Определить состав молочных продуктов;
– составить памятку покупателю.

Предположение:
не все молочные продукты имеют одинаковый состав и являются одинаково полезными для здоровья.

МОЛОКО бывает:

* НОРМАЛИЗОВАННОЕ;
* ВОССТАНОВЛЕННОЕ;
* ГОМОГЕНИЗИРОВАННОЕ;
* ПАСТЕРИЗОВАННОЕ;
* ПИТЬЕВОЕ.

Нормализованное – то есть разбавленное, доведённое до определённого процента жирности.

Восстановленное – восстановлено путём соединения порошка и воды.

Гомогенизированное – в состав молока добавлены растительные жиры

Пастеризованное – обеззараженное путём кратковременного нагревания

В итоге на основании данных на упаковке продукта определили лучшее и худшее по качеству молоко.

Лучшее качество

Худшее качество

2.2 Определение органолептических показателей качества молока

Для проведения экспериментальной части работы мы купили в магазине молоко с различным процентным содержанием белка и жира, а также взяли молоко, которое пьют дети нашей школы.

Молоко для эксперимента:

Определение внешнего вида молока.

Для определения внешнего вида молока мы налили его в химический стакан до середины объёма. Внимательно рассмотрели молоко и отметили, что в нем отсутствуют различные загрязнители и примеси, а также отметили, его однородность.

Определение цвета молока.

Мы налили в стакан 50-60 мл молока. Поднесли к стакану белый лист бумаги и сравнили образцы. Мы увидели, что молоко во всех стаканах имеет разные оттенки белого цвета (данные в таблице).
Определение консистенции молока.

Для определения консистенции молока налили его в пробирку до середины объё-ма. Закрыли пробирку и слегка встряхнули её, чтобы намокли стенки. Дали молоку стечь и в течение 1-2 минут и затем определили, что стенки пробирок покрылись молоком неоднородно.

Определение запаха молока.

Налили в пробирку молока чуть больше половины её объёма, закрыли пробкой. Затем энергично взболтали и понюхали молоко.
Запах определяли многократными короткими вдыханиями.
Мы определили, что в каждой пробирке молоко имеет разный запах.

Определение вкуса молока.

Мы налили в стакан 10-20 мл молока. Затем брали глоток молока в рот, и держали его некоторое время. После каждой пробы молока мы полоскали рот водой и между отдельными определениями делали небольшие перерывы. Тем самым мы определили, что молоко имеет вкус от сладковатого до безвкусного.

2.3 Определение физико-химических показателей молока

2.3.1 Определение рН среды молока.

Вещества, содержащие в молоке, имеют амфотерную природу, т.е. проявляют свойства и кислот и оснований, поэтому индикатор не должен менять свой цвет.
Но опыт показывает, что универсальный индикатор при опускании его в молоко, изменяет цвет на бледно-зеленый. Это говорит о том, что данное молоко имеет слабо - щелочную среду. Таким образом мы узнали, что в молоко добавляют соду, для того чтобы оно дальше не скисало, а именно сода (NaHCO 3) и дает молоку слабо – щелочную среду. Соду добавляют в молоко как консервант.

2.3.2. Определение наличия молочной кислоты.

Все знают, что прокисшее молоко имеет кислый вкус. Можно ли это подтвердить и химическим путем? Мы надвое суток оставили молоко в тепле. В нем появился осадок (простокваша), а универсальный индикатор изменил цвет на красный, что говорит о наличие в молоке молочной кислоты (СН3-СН-СООН)/ОН

2.3.3. Определение наличия белка.

Белок определяют с помощью цветных реакций:
КСАНТОПРОТЕИНОВОЙ: при добавлении к белку концентрированной азотной кислоты и нагревании образуется желтый осадок.
БИУРЕТОВОЙ: добавлением к белку (молоку) выпадает осадок Сu(ОН) 2 – синего цвета, появляется фиолетовое окрашивание.

2.3.4 Определение наличия углеводов.

В молоке млекопитающих содержится лактоза (молочный сахар), который является дисахаридом и состоит из молекулы глюкозы и галактозы.

СН 22 О 11 + Н 2 О = С 6 Н 12 О 6 + С 6 Н 12 О 3

В молоке 4 – 6 % лактозы. Она обладает слабо выраженной сладостью.

Для доказательства наличия углеводов в молоке, мы нагревали его вместе с Сu(OH) 2 – осадком голубого цвета и получили осадок красного цвета, что и является подтверждением наличия глюкозы.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Научились определять химические свойства молока.
2. Изучили полезные свойства молочных продуктов.
3. Составили практические рекомендации по потреблению данного продукта и его производных.

На основании исследования данных на упаковке продукта определили, что лучшим из приобретённых нами образцов было молоко «Молочное изобилие» Энгельсского молокозавода, а худшим образцом – снежок «Молочное изобилие» того же производителя.

На основании определения органолептических показателей качества молока изучения физико – химических показателей определили, что лучшим образцом является молоко «Кошкинское».

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Горбатов. Биохимия молока и молочных продуктов, - М. : Легкая промыш-ленность, 1984г.,344с
2. ГОСТ 23454 – 79. Молоко. Метод определения ингибирующих веществ, М. : изд – во стандартов, 1989. – С.374 – 380.
3. Практикум по биологическим основам сельского хозяйства: Уч. Пособие для студентов биол. Спец. Пед. Ин – тов / И.М. Ващенко, К.Н. Ланге, М.П. Меркулов, Под.ред. И.М.Ващенко, - М.: просвещение, 1982 – С.359 – 370
4. «Качество молочных продуктов» Н.В.Барабанщиков (Изд. «Колос»,1980);
5. «Молочно – кислые продукты » В.П. Кугенев (Москва, Изд. Университета дружбы народов)
6. Энциклопедия для детей. Дополнительный том. Личная безопасность.- М., Аванта+, 2001 – 448 с., илл.
7. материалы журнала «Вокруг света»
8. www.vokrugsveta.ru,
9. www.prodpit.ru,
10. www.parents.ru/nutrition.html
11. Химия. 10: учеб. для общеобразоват. учреждений/ Х46 О.С. Габриелян, Ф.Н.Маскаев, С.Ю.Пономарев, В.И. Теренин - 4-е изд., стереотип.- М. Дрофа, 2003
12. Химия. 11: учеб. для общеобразоват. учреждений/ Х46 О.С. Габриелян, Г.Г. Лысова -4-е изд., стереотип.- М. Дрофа, 2004

РАБОТУ ВЫПОЛНИЛИ

обучающиеся 8г класса
Ляхов Иван, Полинский Артём, Торгашова Дарья

Муниципальное общеобразовательное учреждение
«Средняя общеобразовательная школа № 33»
города Энгельса Саратовской области

РУКОВОДИТЕЛИ

учитель биологии Гранкина Людмила Васильевна,
учитель географии Соленкова Наталья Николаевна,
учитель биологии Чермашенцева Анжела Сергеевна

Введение

Химия и физика как наука начала свой отсчёт в прошлом веке, в тот период она начинала с изучения химического состава молока. В нашей стране этим вопросом занимались Ильенко (1819-1877), затем Калантар (1859-1937). Химия молока (биохимия) как наука была создана в советское время пр. Иниховым и Зайковским, которые работали в Вологодском молочном комбинате, затем в Московском комбинате мясной и молочной промышленности (МГУБТ). Ими в 20-30-е годы были написаны первые учебники по биохимии молока (Химия молока, Анализ молока: химия и физика молока и молочной продукции). Большой вклад в развитие науке о молоке внесли великие русские учёные- Павлов и Мечников.

Значительный вклад в развитие биохимии молока внёс проф. Паращук (1873-1850 г.г.); развитию биохимии способствовали работы Белоусова, Брио, Граникова, Давидова, Диланяна, Дьяченко, Казанского, Климовского, Коваленко, Овчинникова, Чеботарёва и других.

В настоящее время ведут исследования коллективы в области химии и физики молока ВНИМИ, НИИ Углич и учёные других высших учебных заведений.

Предмет «Химия и физика молока» базируется на достижениях смежных наук, таких как органическая химия, физическая и коллоидная химия, физиология, биохимия питания. Эта наука изучает химический состав молока, физико-химические свойства молока: плотность, кислотность, теплофизические, оптические и др. А также системы молока, в которых находятся составные части: это фаза истинного раствора, коллоидная фаза, фаза эмульсии. Особая роль отводится изучению изменений молока и его составных частей в процессе обработки и переработки. Это энергетическое воздействие, механические нагрузки, температурные воздействия, биохимические превращения. Без этих знаний невозможно вести технологические процессы производства молока и молочных продуктов, т.к. любые изменения традиционных способов производства могут так повлиять на составные части молока, что, в свою очередь, отразится на качестве молочных продуктов.

При использовании высокопроизводительного оборудования очень важно сохранить свойства молока и его составные части. Вот почему технологии молочной промышленности должны обладать обширными знаниями о химических, биохимических и физических свойствах составных частей молока.

МОЛОКО - полноценный и полезный продукт питания. Оно содержит все необходимые для жизни питательные вещества, нужные для построения организма. Естественное назначение молока в природе заключается в обеспечении питанием молодого организма после рождения. Состав молока различных млекопитающихся в целом определяется теми условиями окружающей среды, в которых происходит рост молодого организма. Это особенно чётко проявляется в содержании белка и жира, чем больше их в молоке матери, тем быстрее растёт её дитя.

Так, грудной ребёнок удваивает массу примерно за 180 дней, телёнок - за 50 дней, а щенок – уже за 9 дней. Содержание белка в женском молоке, по сравнению с молоком различных животных, самое низкое – 1,6%, в коровьем – 3,4%, а в молоке собаки – 7,3% белка. Молочный жир служит прежде всего для удовлетворения потребности организма в энергии. В районах с холодным климатом потребность организма в энергии выше, чем в зонах с умеренным климатом. Вот почему молоко самки оленя северного отличается более высоким содержанием жира – 19,7%.

Молоко пережило многие цивилизации, прежде чем стало продуктом питания и имеет своё назначение:

В качестве продукта питания для населения;

Средство для вскармливания молодняка и корма в животноводстве;

Сырьё для производства пищевых продуктов;

источник получения отдельных компонентов молока, которые, в свою очередь, служат сырьём для фармакологии и других отраслей промышленности.

Всё возрастающее значение молока как полноценного продукта питания и как сырьевого материала привело к увеличению спроса на него. В результате этого производство молока стало одной из важнейших отраслей сельхозпроизводства. В настоящее время молоко составляет значительную долю в сельскохозяйственном валовом продукте нашей страны.

Питательность 1 л молока составляет 685 ккал. Калорийность зависит, главным образом, от содержания жира и белка. Благодаря содержанию в молоке важнейших питательных веществ, главным образом белка, углеводов, витаминов, минеральных веществ, оно является и защитным фактором. В целях охраны здоровья на предприятиях, где существуют вредные условия труда, работники получают молока.

Молочный белок является важным защитным фактом, т.к. он в силу своей алефотерной природы связывает пары кислот и щелочей, а также нейтрализует ядовитые тяжёлые металлы (следы) и другие вредные для здоровья вещества. Благодаря содержанию в молоке кальция, фосфора, витаминов предотвращается развитие авитаминозов. Кроме питания человека молоко идёт на кормление сельскохозяйственных животных: телят, свиней, птиц.

С помощью физических и биохимических методов из сырого молока получают молочные продукты, которые представляют собой частично обогащённые продукты питания, благодаря чему эти продукты характеризуются повышенной калорийностью на каждые 100 г. Переработка молока ведёт к изменению его пищевой ценности и вкусовых качеств, поэтому необходимо учитывать свойства каждого отдельного компонента молока. Сырьём для промышленности служат такие составные части молока как казеин и лактоза. Определение веществу молока можно дать с различных точек зрения, учитывая прежде всего цель применения. Если считать молоко продуктом питания, то на первый план выдвигаются законодательные, гигиенические и экономические требования, так что можно дать определение сырому молоку.

«Сырое молоко – это полученный в результате регулярного, полного выдаивания вымени у одной или более коров от одного или нескольких доений чистый и затем охлаждённый продукт, из которого ничто не удалено и к которому ничего не добавлено.»

Знания о количестве составных частей молока с течением времени постоянно расширялись. Это можно объяснить целенаправленностью научных исследований и применением современных методов анализа, которые позволяют, не применяя способа обогащения, обнаружить и количественно определить даже те составные части молока, которые присутствуют в нём в виде следов. В настоящее время известно свыше 200 различных компонентов молока.

Составные части молока – это все те компоненты, которые выделяются из вымени при доении.

Химизация сельского хозяйства, лечение заболеваний крупного рогатого скота, а также заболеваний вымени с помощью химиотерапевтических средств привели к увеличению содержанию в молоке посторонних веществ, которые попадают в него различными путями.

Цель: определить биохимическую ценность молока

· Изучить аминокислотный состав молока

· Изучить белковый состав молока

· Изучить ферментный состав молока

· Изучить углеводный состав молока

· Изучить липидный состав молока

· Изучить витаминный состав молока

· Изучить элементный состав молока

· Определить практически содержание казеина в молоке

Химический состав молока.

Молоко крупного рогатого скота представляет собой белую с желтоватым оттенком непрозрачную жидкость сладковатого вкуса и своеобразного запаха. Молочная плазма – многокомпонентная система, содержащая разной степени дисперсности органические и минеральные вещества. Белково-липидные комплексы представлены в молоке небольшими частицами, называемыми молочными или жировыми шариками. Размеры жировых шариков могут колебаться в пределах от 0,5 до 18 мкм.

Химический состав молока животных очень сложный. В молоке содержатся аминокислоты, белки, углеводы, липиды, фосфатиды, стероиды, витамины, ферменты, соли, газы, вода, кальций.

Различают молоко парное, цельное и питьевое.

Парное молоко получается сразу после доения коров. Оно имеет температуру близкую к температуре тела животного. Однако при стоянии температура молока понижается, и на его поверхности всплывают жировые шарики размером до 1,5 мкм, образуя слой сливок. С большим диаметром жировые шарики могут формировать отстой жира. Такое молоко называют цельное.

Питьевое молоко получают путём гомогенизации цельного молока, которое сопровождается раздроблением жировых шариков молока, а также увеличением дисперсности белковых частиц. Гомогенизацию молока проводят с целью улучшения внешнего вида и вкуса, а также повышения консистенции и снижения расходов сырья. В гомогенизированном молоке не происходит агрегирования жировых шариков, так как механизм агрегации обусловлен возникновением слабых межмолекулярных взаимодействий между аминокислотными остатками, поверхностных белков жировых шариков, которые при гомогенизации молока разрушаются.

После удаления из молока воды и липидов, образуется сухой обезжиренный молочный остаток, который используется как показатель качества молока.

Аминокислоты молока

Аминокислотами являются низкомолекулярные органические соединения, относящиеся к группе карбоновых кислот, в составе которых присутствует аминогруппа.

В природе встречается около 300 различных аминокислот. В состав белков входят 20 разновидностей аминокислотных остатков, которые в основном и присутствуют в молоке. Все они относятся к α-L-формам аминокислот, у которых в α-положении располагается аминогруппа. Согласно строению, эти аминокислоты можно условно разделить на три группы: гидрофобные (аланин, валин, лейцин, изолейцин, фенилаланин, метионин, триптофан, пролин), полярные незаряженные (глицин, серин, треонин, тирозин, цистеин, аспарагин, глутамин) и заряженные (лизин, гистидин, аргинин, аспарагиновая и глутаминовая кислоты). Из них восемь аминокислот не синтезируются в организме некоторых животных и человека и поэтому называются незаменимыми (валин, лейцин, изолейцин, фенилаланин, триптофан, метионин, треонин, лизин), две аминокислоты хотя и образуются в организме, но в недостаточном количестве (аргинин, гистидин). Для животных белков состав незаменимых аминокислот может варьироваться в зависимости от вида.

Молоко представляет собой колло­идный раствор жира в воде. Под микроскопом хорошо видно, что оно неоднородно: в бесцветном растворе (сыворотке) плавают жировые шарики.

В коровьем молоке обычно содер­жится от 3 до 6 % жиров (в основном это сложные эфиры глицерина и насы­щенных карбоновых кислот - пальми­тиновой, стеариновой), около 3 % бел­ков, а ещё углеводы, органические кислоты, витамины и минеральные ве­щества.

Белок казеин в молоке присутству­ет в связанном виде - ковалентно присоединённые к аминокислоте серину фосфатные группы образуют соли с ионами кальция. При подкислении молока эти соли разрушаются, и казе­ин выделяется в виде белой творожи­стой массы. В желудке человека под действием особых ферментов происхо­дит процесс, называемый «створажива­нием казеина». Створоженный казеин выпадает в осадок и медленнее выво­дится из организма, а потому полнее усваивается. Казеин высоко питателен: в нём есть почти все аминокислоты, не­обходимые человеку для построения собственных белков. В чистом виде он представляет собой безвкусный бе­лый порошок, не растворимый в воде. Помимо него в молоке содержатся и другие белки, например лактальбумин. При кипячении этот белок превраща­ется в нерастворимую форму, образуя на поверхности кипячёного молока характерную белую плёнку - пенку.

Входящий в состав молока сахар лактоза С 12 Н 22 О 11 изомерен сахарозе. В организме человека под действием фермента лактазы этот сахар расщеп­ляется на моносахариды глюкозу и га­лактозу, которые легко усваиваются. За счёт этого, например, грудные де­ти пополняют запасы углеводов. Инте­ресно, что у многих людей (в основном у представителей монголоидной расы) организм в зрелом возрасте утрачива­ет способность расщеплять лактозу.

Проходя через пищеварительный тракт, лактоза не усваивается, а стано­вится питательной средой для развития различных болезнетворных микроорга­низмов, что приводит к общему недо­моганию. Именно поэтому народы Дальнего Востока (японцы, китайцы) практически не употребляют в пишу молочные продукты.

В промышленных условиях молоко подвергают тепловой обработке, цель которой - подавить развитие микро­организмов и продлить срок его хране­ния. Для этого молоко пастеризуют - выдерживают 30 мин при 65 °С, а также используют кратковременную термообработку - нагревают в тече­ние 10-20 с до 71 °С. По сравнению с пастеризацией термообработка луч­ше сохраняет питательные вещества, в первую очередь витамины. Чтобы мо­локо не расслаивалось на сливки и сыворотку, его гомогенизируют - пропускают под давлением через не­большие отверстия. Жировые шарики дробятся, уменьшаются в размерах, а молоко становится более вязким.

Значительная часть молока идёт на переработку - для производства сли­вочного масла, сыра и кисломолочных продуктов (кефира, ряженки, просто­кваши, сметаны).

Чтобы получить кефир, молоко сквашивают - выдерживают в течение 8-10 ч при 20-25 °С, добавляя затравку молочнокислых бактерий. Под их действием лактоза распадает­ся до молочной кислоты:

Именно молочная кислота опре­деляет специфический вкус кефира. По мере того как она накапливается в растворе, происходит коагуляция (свёртывание) казеина, который выде­ляется в свободном виде. Поэтому ке­фир имеет более густую консистен­цию, чем молоко. Молочнокислое сбраживание лактозы сопровождается спиртовым брожением, из-за чего в ки­сломолочных продуктах, в частности в кефире, есть небольшое количество ал­коголя (до 0,03 %). В кисломолочных продуктах содержатся также микроор­ганизмы, которые подавляют развитие болезнетворных бактерий и тем самым улучшают пищеварение.

Творог тоже получают сквашивани­ем молока молочнокислыми бактерия­ми. Его главной составной частью яв­ляется белок казеин.

Чтобы приготовить сливочное мас­ло, от молочной сыворотки необходи­мо отделить капельки жира, входящие в состав молока. Для этого сбивают сливки - верхний, более жирный слой, образующийся при отстаивании молока.

Казеин входит также в состав сыров. Их делают, добавляя в молоко бактери­альную закваску и специальные фер­менты, а затем подогревая смесь до определённой температуры. В выде­лившийся сгусток вновь вводят фермен­ты и подогревают. При этом происхо­дит частичное изменение структуры и состава казеина. Затем смесь расклады­вают по формам и длительное время - до шести месяцев - выдерживают при низкой температуре (не выше 1 5 °С). Во время созревания казеин под дейст­вием ферментов распадается на поли­пептиды и свободные аминокислоты. Часть аминокислот окисляется кислоро­дом воздуха, при этом образуются ам­миак, альдегиды, а также кетокислоты, придающие сыру характерный аромат.

Скисание молока - привычный пример денатурации белка.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Оренбургский государственный университет»

Кафедра технологии переработки молока и мяса

О.В. БОГАТОВА, Н.Г. ДОГАРЕВА

ХИМИЯ И ФИЗИКА МОЛОКА

Рекомендовано Ученым советом государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Оренбургский государственный университет» в качестве учебного пособия для студентов, обучающихся по программам высшего профессионального образования по специальности «Технология молока и молочных продуктов»

Оренбург 2003

ББК 36.95я73 Б 73

УДК 637.1 (0758)

Рецензент кандидат сельскохозяйственных наук, профессор В.С. Антонова

Богатова О.В., Догарева Н.Г.

Б73 Химия и физика молока: Учебное пособие.-Оренбург: ГОУ ОГУ,

Данное пособие содержит цикл лекций по дисциплине "Химия и физика молока", охватывающий основные разделы курса в соответствии с требованиями утвержденной программы.

Учебное пособие предназначено для студентов, обучающихся по программам высшего профессионального образования по специальности 271100

Догарева

© ГОУ ОГУ, 2004

Введение

Биологическая химия, или биохимия – наука, изучающая химический состав организмов и химические процессы, лежащие в основе их жизнедеятельности.

Одной из важнейших составных частей биологической химии, занимающейся изучением биохимических процессов, протекающих в сырье растительного и животного происхождения при его хранении и переработке, является техническая биохимия, в частности биохимия молока, мяса, зерна и т. д.

В основе производства молочных продуктов лежат биохимические превращения основных составных частей молока. В связи с этим в курсе биохимия молока и молочных продуктов значительное место отведено изучению состава молока с рассмотрением химической природы, структуры, биологической ценности, функциональных свойств, а также биохимических изменений компонентов молока в процессе его хранения и переработки. При описании процессов, протекающих в молоке уделяется внимание как чисто биохимическим, так и связанным с ними химическим и физико–химическим процессам. Молочные продукты формируются в результате совместного прохождения указанных процессов, и не всегда представляется возможным установить границу, где заканчиваются одни и начинаются другие. Поэтому дисциплина называется «Химия и физика молока». При изучении биохимии молока и молочных продуктов используют достижения смежных наук, таких как органическая, физическая и коллоидная химия, физиология, животноводство, биохимия питания и др. Вместе с тем, биохимия молока служит научной основой для последующего изучения технологии и микробиологии молока и молочных продуктов.

Этапы и перспективы развития химии и физики молока Большое влияние на развитие биохимии молока как науки о молоке

оказали исследования великих русских ученых И. П. Павлова и И. И. Мечникова. И. П. Павловым (1849-1936 гг.) впервые дано научное объяснение легкой переваримости и усвояемости составных частей молока и молочных продуктов, ему принадлежит всем известное определение пищевой ценности молока как продукта, приготовленного самой природой. И. И. Мечников (18451916 гг.), занимаясь вопросами долголетия, первым обратил внимание на исключительно ценные диетические и лечебные свойства кисломолочных продуктов, которые подтверждены и полностью объяснены в настоящее время.

Начало систематическому изучению свойств молока и молочных продуктов было положено А.А. Калантаром - основоположником отечественного молочного дела. А.А. Калантар (1859-1937 гг.) организовал первую в России молочную лабораторию при Едимоновской молочной школе, в которой занимался изучением процесса производства швейцарского сыра, применением при его выработке солей кальция, разработкой формул для расчета сухих веществ молока и т.д. А.А. Калантар активно участвовал в общественной жиз-

ни страны, вел большую педагогическую работу сначала в Едимоновской школе, затем в Московской сельскохозяйственной академии имени К. А. Тимирязева и Ереванском зооветеринарном институте.

Биохимия молока (химия молока) как наука была создана в советское время профессорам Г.С. Иниховым и Я.С. Зайковским. Г.С. Инихову принадлежат многочисленные исследования по изучению состава и свойств молока и молочных продуктов, разработке методов контроля качества сырья и готовых продуктов и т. д. Им написаны (1922-1926 гг.) первые учебники «Химия молока» и «Анализ молока». В дальнейшем его учебники по биохимии молока и молочных продуктов для техникумов и вузов и практические руководства по методам анализа молока и молочных продуктов переиздавались много раз. Г.С. Инихов большое внимание уделял педагогической работе. Много лет он работал в Вологодском молочном институте и Московском технологическом институте мясной и молочной промышленности, где подготовил много кандидатов и докторов наук.

Научно-педагогическую деятельность профессор Я.С. Зайковский начал в Вологодском молочном институте, затем много лет работал в Омском сельскохозяйственном институте. Его работы были посвящены изучению состава, физико-химических свойств молока, химизма сычужного свертывания, развитию теории маслообразования и др. Широкую известность получил труд Я.С. Зайковского «Химия и физика молока и молочных продуктов», изданный в 1930 г. и переизданный в 1938 и 1950 гг.

Значительный вклад в развитие биохимии молока внес профессор С.В. Паращук (1873-1950 гг.). Им проведена большая работа по изучению влияния кормов на состав и свойства молока и масла, свойств сычужного фермента и пепсина. Он разработал основы технологии детских лечебных и диетических молочных продуктов и впервые в СССР организовал их производство. Много лет он занимался подготовкой инженеров-технологов в Ленинградском институте инженеров молочной промышленности, в котором с 1931 по 1949 г. заведовал кафедрой технологии молока и молочных продуктов.

Развитию биохимии молока и молочных продуктов способствовали также работы А.П. Белоусова, Н.П. Брио, Д.А. Граникова, Р.Б. Давидова, 3.X Диланяна, П.Ф. Дьяченко, М.М. Казанского, И.И. Климовского, М.С. Коваленко, А.И. Овчинникова, А.И. Чеботарева и др.

В настоящее время огромную научно-исследовательскую работу в области биохимии молока ведут коллективы сотрудников Всесоюзного научноисследовательского института молочной промышленности (ВНИМИ), Всесоюзного научно-исследовательского института маслодельной и сыродельной промышленности (ВНИИМС) НПО «Углич», Украинского научноисследовательского института мясной и молочной промышленности (Укр- НИИ-мясомолпром) н ученые ряда высших учебных заведений.

В последние годы биохимия молока как наука переживает период бурного развития. Этому во многом способствовало применение таких современных методов биохимических исследовании, как газожидкостная и тонкослойная хроматография, электрофорез, спектроскопия, электронная микро-

скопия и ряд других.

Успехи в развитии биохимии молока позволили усовершенствовать существующие технологические процессы, разработать новые направления переработки молока, повысить пищевую, биологическую ценность и вкусовые достоинства молочных продуктов. В связи со всевозрастающим влиянием биохимии молока на технологию получения и переработки молока становится очевидным важность изучения этой дисциплины для специалиста молочной промышленности. Только глубокое знание основ биохимии молока позволит ему понять сущность биохимических процессов, происходящих при производстве и хранении молочных продуктов, критически подойти к выбору технологических режимов обработки и переработки молока, условий хранения молочных продуктов, более рационально использовать сырье, предотвратить возникновение различных пороков и т.д.

Пищевая ценность и роль молока в питании человека Среди огромного количества различных продуктов животного и расти-

тельного происхождения наиболее совершенными, т.е. наиболее ценными в пищевом и биологическом отношении, являются молоко и молочные продукты. Молоко единственный пищевой продукт, который обеспечивает организм млекопитающих всеми необходимыми питательными веществами. И.П. Павлов указывал на три основных свойства молока как пищевого продукта: легкая усвояемость, способность к возбуждению органов пищеварения и лучшее усвоение азота молока по сравнению с азотом других продуктов. Перевариваемость молока и молочных продуктов колеблется от 95 до 98 % Павлов писал: «Молоко – это удивительная пища, созданная самой природой».

Высокая питательная ценность молока обусловлена не только содержанием в нем белковых веществ, жира, углеводов, минеральных солей и благоприятным их соотношением, но и специфическим составом указанных компонентов. Фактически нет другого пищевого продукта, который по питательной ценности равен молоку. В 1 л молока содержится: 32 г белка, что соответствует количеству его в четырех-пяти куриных яйцах, 32 г молочного жира, что соответствует 36 г сливочного масла, 48 г молочного сахара, что эквивалентно калорийности 12 кусков сахара, а также минеральные соли и почти все известные витамины, необходимые организму человека любого возраста.

Как известно, важная роль в рациональном питании принадлежит животным белкам. По переваримости и сбалансированности аминокислотного состава белки молока относятся к наиболее биологически ценным. Их переваримость (усвояемость) составляет от 96 до 98 %.

Важно отметить, что основной белок молока - казеин - легко «атакуется» и переваривается в нативном неденатурированном состоянии с помощью протеолитических ферментов пищеварительного тракта.

Сравнение состава незаменимых аминокислот белков молока с составом «идеального» белка свидетельствует о практическом отсутствии у них аминокислот, лимитирующих биологическую ценность белков.

Лимитирующими биологическую ценность белков считаются те ами-

нокислоты, скор которых составляет менее 100 %. Аминокислотный скор показывает процентное содержание каждой аминокислоты в исследуемом белке по отношению к их содержанию в «идеальном» белке. Один грамм «идеального» белка по шкале ФАО/ВОЗ (принятой в 1973 г.) содержит (в мг): изолейцина - 40, лейцина - 70, лизина - 55, серосодержащих аминокислот (метионин+цистин) - 35, ароматических (фенилаланин+тирозин) - 60, треонина - 40, триптофана - 10, валина - 50.

Некоторый дефицит серосодержащих аминокислот, в основном цистина, отмечен для казеина, но ими богаты сывороточные белки молока. Сывороточные белки характеризуются также высоким содержанием двух других наиболее дефицитных аминокислот: лизина и триптофана. Поэтому введение сывороточных белков молока в пищевые продукты, особенно растительного происхождения, способствует резкому увеличению их биологической ценности, что связано с улучшением степени сбалансированности аминокислотного состава.

Определенную ценность в питании человека представляет жир молока. По сравнению с жирами животного происхождения он лучше усваивается в организме человека. Этому способствуют, во-первых, относительно низкая температура плавления жира (от 28 до 33 °С); во-вторых, нахождение его в молоке в тонкодиспергированном виде. Коэффициент переваримости молочного жира составляет от 97 до 99 %. Молочный жир содержит сравнительно мало незаменимых полиненасыщенных жирных кислот. Однако при употреблении 0,5 л молока покрывается около 20 % суточной потребности человека в этих кислотах. Присутствие же в молочном жире дефицитной арахидоновой кислоты, жирных кислот с короткой цепью, а также значительных количеств фосфолипидов и витаминов (А, D, Е) повышает его биологическую ценность. Кроме того, соотношение жира и белка в молоке близко к оптимальному.

Важным компонентом молока является лактоза. В отличие от других Сахаров она относительно плохо растворима в воде, медленно всасывается в кишечнике и тем самым стимулирует развитие в нем молочнокислых палочек, которые, образуя молочную кислоту, подавляют гнилостную микрофлору и способствуют лучшему всасыванию кальция и фосфора. Особенно важна роль лактозы в питании грудных детей.

Большое значение в питании человека имеют минеральные вещества. Прежде всего следует отметить высокое содержание в молоке и молочных продуктах кальция и фосфора, выполняющих ряд важных функций в организме человека. Оба элемента находятся в молоке в хорошо сбалансированных соотношениях, что обусловливает их сравнительно высокую усвояемость. Так, отношение между кальцием и фосфором в молоке составляет 1:1 - 1,4:1 (в твороге и сыре 1:1,5-1:2), в то время как в мясе и рыбе оно равно соответственно 1:13 и 1:11. Около 80 % суточной потребности человека в кальции удовлетворяется за счет молока и молочных продуктов.

Вместе с тем молоко сравнительно бедно некоторыми микроэлементами: железом, медью, марганцем, йодом, фтором. В настоящее время делают-

ся попытки вносить в молоко соединения йода и фтора, при производстве же продуктов детского питания к молочной основе обычно добавляют соли железа.

Молоко и молочные продукты являются постоянным источником почти всех витаминов. Особенно богаты они относительно дефицитным в пищевых продуктах рибофлавином - около 50 % суточной потребности человека в витамине удовлетворяется за счет молока и молочных продуктов.

Биологическую ценность молока дополняют разнообразные ферменты, гормоны, антитела, антибиотики и другие биологически активные вещества.

Таким образом, пищевая и биологическая ценность молока бесспорна, и оно должно являться незаменимым продуктом питания человека во все периоды его жизни. Недаром по древней легенде Геракл в младенчестве питался именно молоком, хлынувшим по воле Зевса с Олимпийских высот. Разлившееся после этого по всей вселенной молоко образовало Галактику или Млечный путь. «Источником здоровья», «белой кровью» называли молоко древние философы.

Весьма велика роль в питании и различных молочных продуктов - кисломолочных продуктов, сыров, масла и др. Кисломолочные продукты наряду с высокой пищевой и биологической ценностью обладают весьма важными диетическими свойствами, поэтому особенно рекомендуются для питания детей, лиц пожилого возраста и больных. Подобно молоку они содержат все основные пищевые вещества в хорошо сбалансированной форме, вследствие чего легко перевариваются в желудочно-кишечном тракте и быстро усваиваются организмом человека. Вместе с тем многие из них содержат белки в мелкодисперсном, частично расщепленном состоянии, что способствует особенно легкой их переваримости. Благодаря накоплению углекислоты, молочной кислоты и других вкусовых веществ кисломолочные продукты возбуждают аппетит, стимулируют выделение желудочного сока, улучшают обмен веществ. Наличие в их составе живых микроорганизмов, способных приживаться в кишечнике и подавлять гнилостную микрофлору, приводит к торможению гнилостных процессов и прекращению образования ядовитых продуктов распада белка - фенола, индола, скатола и др.

Творог благодаря высокому содержанию ценной аминокислоты - метионина - обладает липотропным и антисклеротическим действием и применяется при заболеваниях печени, почек и сердечно-сосудистой системы. Он также является одним из важных источников легкоусвояемых белков, кальция, фосфора, а ацидофильно-дрожжевой творог - витаминов В1 и В12 .

Ацидофильные кисломолочные продукты (ацидофильное молоко, ацидофилин, ацидофильная паста и ацидофильно-дрожжевое молоко) обладают антибиотическими свойствами и применяются при лечении желудочнокишечных заболеваний: язвенных колитов, гастритов, детской диспепсии и др.

Высокая пищевая и биологическая ценность сыров, как и творога, обусловлена содержанием большого количества легкоусвояемых белков и продуктов их ферментативного распада, минеральных веществ (кальция и фос-

фора), витаминов, органических кислот и т. д. Благодаря острому вкусу и специфическому аромату сыры возбуждают аппетит и способствуют активному выделению желудочного и кишечного сока. Вместе с тем традиционные высокожирные сыры (швейцарский, советский, голландский и пр.) имеют высокую энергетическую ценность.

Масло сливочное наряду с высокими органолептическими показателями (специфические вкус и аромат, пластичная консистенция) и хорошей усвояемостью организмом человека характеризуется подобно сырам высокой энергетической ценностью, но менее сбалансированным химическим составом.

Исключительно высокая пищевая и биологическая ценность молока и молочных продуктов делает их незаменимыми в питании людей различных возрастных категорий. В целях более рационального использования молочных продуктов работники молочной промышленности должны решить задачу дальнейшего расширения ассортимента низкожирных продуктов для питания лиц пожилого возраста и тучных, диетических и лечебных продуктов, предназначенных для людей, страдающих непереносимостью отдельных компонентов молока, и т.д. Но уже сейчас, каждый человек может подобрать молочные продукты, отвечающие требованиям рационального питания, его физическим потребностям, вкусам и привычкам.

Физиологически обоснованная норма потребления молока и молочных продуктов составляет 434 кг в год на 1 человека. Однако фактическое потребление молочных продуктов за последние годы резко снизилось. Так, если в 1990 году оно составляло 386 кг в год, то в 1996 году – только 206 кг в год или около 53 % к рекомендуемой норме.

Традиции потребления молока и молочных продуктов в России уходят корнями в глубокую древность. Кроме того, молоко является одним из архетипов в русском народном сознании – символом здоровья, благополучия, изобилия. Достаточно вспомнить, например, «молочные реки с кисельными берегами» в русских народных сказках, выражение «кровь с молоком» как синоним хорошей физической формы, а также старинные дамские рецепты красоты – умывание молоком и молочные ванны. Сегодняшнее катастрофическое снижение уровня потребления молока и молочных продуктов имеет много причин (экономические, социальные и др.). Одна из них пропаганда американского образа жизни. Молодежь выбирает пепси, в котором за три дня растворяется железный гвоздь. Кстати, уровень заболеваемости остеопорозом среди американцев, взращенных на газированных напитках, один из самых высоких в мире. Американцы быстро поняли свою ошибку и теперь у них даже в школах стоят автоматы по продаже пакетов с молоком, а по телевизору то и дело крутят ролики, где молодое поколение вместо пива выбирает молоко. Таким образом перед специалистами молочной промышленности стоит весьма важная роль в улучшении структуры питания населения страны за счет увеличения потребления молочных продуктов, ассортимент которых постоянно должен расширяться.

1 Молоко и его состав

1.1 Химический состав молока

Молоко представляет собой биологическую жидкость, которая образуется в молочной железе млекопитающих и предназначена для вскармливания новорожденного.

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 вы-

работке 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 (C12 H22 O11 ·H2 O)

1.2 Влияние различных факторов на химический состав молока. Изменение состава молока в период лактации

Лактацией называется процесс образования и выделения молока, а также время, в течении которого корова лактирует. Лактация коровы продолжается в среднем 305 дней и за это время состав и свойства молока наиболее существенно изменяются три раза, в связи с чем и различают три этапа лактации: молозивный, когда корова выделяет молозиво, основной, когда корова продуцирует нормальное молоко, соответствующее качеству натурального, и стародойный период, когда корова продуцирует молоко незадолго перед сухостоем.

Молозивный период продолжается от 7 до 10 дней после отела коровы. Молозиво существенно отличается от нормального молока но имеет специфический вкус и запах, более вязкую консистенцию, цвет – светло желтый, повышенную плотность (в среднем от 40 до 50 ºА). Для молозива характерна повышенная кислотность, особенно в первые сутки (от 30 до 50 ºТ), затем резко снижающаяся и составляющая (от 22 до 25 ºТ) к концу молозивного периода. В молозиве в 2 раза больше сухих веществ (25 % вместо 12,5 % в нормальном молоке).

Повышение сухих веществ происходит за счет увеличения белков, причем белков сывороточных, имеющих огромное значение для новорожденного теленка. Содержание альбумина в молозиве может достигать от 10 до 12 %, а глобулина от 8 до 15 %. При чем иммунные глобулины в первом удое составляют в среднем 70 % всех сывороточных белков. В молозиве в 1,5-2 раза больше минеральных веществ, значительно больше витаминов. Молозиво обладает прекрасными бактерицидными свойствами, защищающими организм новорожденного от болезней и различных пищевых растройств. В нем повышенно количество соматических клеток. Молозиво обла-