Состав и свойства молока

Практический интерес представляет вязкость сильноструктурированных молочных продуктов — сметаны, простокваши, кисломолочных напитков и Поверхностное натяжение — молока ниже поверхностного натяжения Н2О (равно 5Г—103 н/м при t -20°C). Более низкое по сравнению с Н2О значение поверхностного натяжения объясняется наличием в молоке ПАВ — фосфолипи-дов, белков, жирных кислот и т. д.

Температура кипения молока несколько выше Н2О вследствие наличия в молоке солей и отчасти сахара. Она равно 100,2°С. Осмотическое давление молока близко по величине к осмотическому давлению крови животного и в среднем составляет 0,66 мПа (6,7 атм). Оно обусловлено высокодисперсными веществами: лактозой и хлоридами. Белковые вещества, коллоидные соли незначительно влияют на осмотическое давление, жир практически не влияет.

Температура замерзания также постоянная физико-химическое свойство молока, т. к. оно обуславливается только истинно расторимыми составными частями молока: лактозой и солями, причем последние содержатся в постоянной концентрации. Температура замерзания колеблется в узких пределах от -0,51 до -0,59°С. Она изменяется в течение

лактационного периода при заболевании животного и при фальсификации молока водой или содой. И вследствие отклонения приращения лактозы. В начале лактации температуры замерзания понижается (-0,564°С) в середине — повышается (-0,55°С); в конце снижается (-0,581°С).

Показатель преломления обезжиренного молока при 20°С колеблется от 1,344 до 1,348.

Он складывается из показателей преломления воды (1,3329) и составных частей обезжиренного остатка молока — лактозы, казеина, сывороточных белков, солей, небелковых азотистых соединений и прочих компонентов. Поэтому по величине показателя преломления молока и молочной сыворотки с помощью специальных рефрактометров можно контролировать содержание в молоке СОМО, белков, лактозы. Например, количество белков определяют по разности между показателями преломления исследуемого молока и его сыворотке после осаждения белков раствором СаС12 при кипячении, а содержание СОМО — по разности между показателями преломления молока и дистиллированной воды.

С помощью рефрактометрического метода можно осуществлять косвенный контроль натуральности молока. Показатель преломления (число рефракции) сыворотки, натурального молока является величиной относительно постоянной, равной 1,342-1,343. При добавлении к молоку воды число рефракции молочной сыворотки понижается пропорционально количеству добавленной воды — в среднем на 0,2 единицы на каждый процент воды.

Активная кислотность молока определяется концентрацией свободных водородных ионов (рН). Молоко коровы имеет слабокислую реакцию, его рН составляет 6,3 – 6,9 (в среднем 6,5 – 6,6) Кислые свойства молока обусловливаются также белками, фосфатами и цитратами. На рН молока

значительное влияние оказывает деятельность микрофлоры вымени.

Общая кислотность молока определяется титрованием децинормальной щелочью сфенолфталеином 100 мл молока. Каждый миллилитр израсходованной щелочи соответствует 1о кислотности молока по Тернеру. Свежее молоко коров имеет кислотность 16 – 18 оТ, при этом 4 – 5о приходится на белки, 1 – 2о – на газы, 10 – 11о – на фосфаты и другие соли.

Физико-химические изменения молока при хранении, транспортировке и обработке При хранении, транспортировке и предварительной обработке молока могут произойти структурные изменения его основных компонентов – жира и белков. Могут также изменяться его физико-химические, органолептические и технологические показатели.

В процессе хранения молока при температуре 3-50С в течение 2-5 суток и транспортировке на молочные заводы значительным изменениям подвергаются жиры и белки. В меньшей степени изменяются соли и витамины.

Изменения жира связаны с воздействием на него расщепляющих ферментов – липаз. В результате липолиза в молоке повышается содержание свободных жирных кислот, что способствует прогорканию молока. Прогоркание молока наступает при содержании в нем СЖК более 20 мг% (200 мг/л).

Различают нативные липазы и липазы психротрофных бактерий. Липазы психротрофных бактерий вызывают интенсивные липолитические процессы при их содержании 106-107/мл. Нативные липазы могут вызывать 2 вида липолиза – спонтанный и индуцированный.

Спонтанный липолиз происходит при охлаждении молока, склонного к прогорканию и в значительной степени связан с зоотехническими факторами – индивидуальными особенностями животных, их физиологическим состоянием, стадией лактации, режимами кормления и пр. Спонтанный липолиз характерен для стародойного молока и молока, полученного от больных маститом животных.

Индуцированный липолиз возникает при разрушении оболочек шариков жира в процессе получения и обработки молока с одновременным активированием липазы. Разрушение оболочек жировых шариков и повышение активности липазы обусловлено, в основном, интенсивными механическими воздействиями при получении, хранении и транспортировке. При получении отрицательную роль играют завышение диаметра молокопровода, подсос воздуха в системе. Перемешивание, переливание и транспортировка молока в незаполненных цистернах, особенно при низких температурах, способствуют повышению содержания СЖК.

Молочные продукты, и особенно масло, выработанное из молока, в котором протекают липолитические процессы, имеют пороки вкуса и запаха. Распад белков (протеолиз) в сыром охлажденном молоке при длительном хранении могут вызывать как нативные протеазы, так и протеолитические ферменты посторонней микрофлоры – психротрофных бактерий. Как нативные протеиназы, так и протеиназы микроорганизмов расщепляют (-казеин на (-казеин и протеозо-пептонные фракции, повышение содержания которых отрицательно влияет на сычужную свертываетмость, термоустойчивость и другие технологические свойства молока. Следует отметить, что расщепление белков нативными протеазами в сыром молоке происходит в незначительной степени, так как в нем содержатся ингибиторы протеолитических

Механические воздействия при центробежной очистке молока, сепарировании, перекачивании, перемешивании и гомогенизации в основном сопровождаются изменениями степени дисперсности и стабильности жировой фазы.

Центробежная очистка не вызывает существенных изменений жира. Степень обезжиривания при сепарировании зависит от состава, физико-химических свойств молока, степени диспергирования жира, плотности, вязкости и кислотности. Отрицательно на степени обезжиривания сказываются длительное хранение молока при низких температурах, предварительное перекачивание, перемешивание, пастеризация. Степень обезжириваня повышается с увеличением температуры молока, однако при этом может происходить дестабилизация жировой эмульсии и сбивание жира в комочки. В результате механического воздействия на оболочки шариков жира в процессе перекачки молока происходит частичная дестабилизация жира. Степень дестабилизации жировой эмульсии увеличивается с повышением напора в лини нагнетания, жирности и кислотности молока, а также при подсасывании воздуха. Центробежные насосы оказывают на жировую фазу большее разрушающее действие, чем диафрагменные. Многократное перемешивание молока мешалками в процессе хранения также снижает стабильность жировой эмульсии.

Гомогенизация молока и сливок повышает стабильность жировой эмульсии молока, улучшают их консистенцию и вкус, способствует лучшей переваримости молочного жира организмом человека. В результате гомогенизации образуются однородные по величине шарики жира (диаметром около 1 мкм).

При гомогенизации в молоке и  сливках формируются новые оболочки шариков жира из нативных оболочечных компонентов, казеина и сывороточных белков. Поэтому для образования новых оболочек, особенно при гомогенизации сливок с повышенным содержанием жира, необходимо соотношение СОМО/жир 0,6-0,85. Общие потери азотистых веществ при центрифугировани не превышают 2,5%. При гомогенизации уменьшается диаметр мицелл казеина, часть их распадается и адсорбируется на поверхности жировых шариков. В процессе гомогенизации в плазме молока увеличивается количество кальция в ионно-молекулярном состоянии, а часть коллоидного фосфата и цитрата кальция адсорбируется на поверхности жировых шариков.

При механической обработке молока изменяются его физико-химические свойства.Титруемая кислотность при центробежной очистке снижается на 0,5-40Т. В результате гомогенизации понижается поверхностное натяжение и увеличивается вязкость молока.

Тепловую обработку (пастеризацию и стерилизацию) молока применяют для предохранения молочных продуктов от порчи и повышения стойкости при хранении. Однако длительное воздействие высоких температур часто вызывает нежелательные изменения составных частей молока, его физико-химических, органолептических и технологических свойств.

Сывороточные белки при термообработке подвергаются денатурации. Наиболее термолабильными являются иммуноглобулины и сывороточный альбумин. Денатурация (-лактоглобулина завершается при выдерживании молока в течение 30 минут при температуре 850С, а (-лактальбумина – при 960С. Термостабильной частью сывороточных белков является протеозо-пептонная фракция. В результате денатурации в молекулах белка освобождаются различные функциональные группы. В результате освобождения сульфгидрильных групп происходит выделение из них сероводорода, и молоко приобретает вкус кипяченого продукта или привкус пастеризации. Денатурированный (-лактоглобулин комплексуется с (-лактальбумином и с (-казеином мицелл казеина, что снижает его термоучтойчивость. В результате после тепловой обработки увеличивается продолжительность сычужного свертывания молока, а стерилизованное молоко практически теряет способность к сычужному свертыванию. (Ухудшение атакуемости казеина ферментами в результате комплексообразования). Чистый казеин является довольно термоустойчивым белком. Для его коагуляции необходима выдержка молока при температуре 1300С в течение 2-88 минут. Однако тепловая обработка изменяет состав казеинаткальцийфосфатного комплекса, вызывает комплексообразование с вышеуказанными сывороточными белками, что приводит к агрегации мицелл казеина, увеличение их размера и повышение вязкости молока. К снижению термоустойчивости казеина приводят также нарушения солевого состава и повышение кислотности молока.

При термообработке нарушается соотношение форм фосфатов кальция. Часть гидрофосфатов и дигидрофосфатов кальция, находящихся в ионно-молекулярной форме, переходят в плохо растворимый фосфат кальция, который в виде коллоида осаждается на мицеллах казеина. Часть фосфата кальция вместе с денатурированными сывороточными белками образует отложения на стенках теплообменных аппаратов – так называемый молочный камень. При выработке творога и сыра в пастеризованное молоко вносят для восстановления солевого баланса соли кальция в виде хлорида кальция.