Биохимия молока

311285dok 1. Коллоидная система молока 1 . Характеристика дисперсной фазы. 2 . Структура мицелл казеина. 3 . Коагуляция. В коллоидно-дисперсном состоянии в молоке находятся сывороточные белки, казеин, большая часть фосфатов кальция. Это самая чувствительная фаза. Растворы белков относят к истинным растворам, их считают однофазными гомогенными системами.Однако, свертывание макромолекул глобулярных белков в водном растворе в компактные глобулы можно считать частным случаем перехода гомогенного истинного раствора в двухфазный коллоидный раствор.

Поэтому частицы белков молока можно рассматривать как коллоидные частицы, а их устойчивые обратимые водные растворы - как гидрофильные коллоидные растворы.По свойствам и внутренней структуре коллоидные системы делят на необратимые лиофобные и обратимые лиофильные . Лиофобные или гидрофобные, если дисперсионной средой является вода коллоидные системы не обладают агрегативной и термодинамической устойчивостью, их частицы не связывают воду, стабилизируются за счет возникновения двойного электрического слоя на границе раздела фаз. Системы теряют свою устойчивость при добавлении малых количеств электролита.

Лиофильные или гидрофильные коллоидные системы обладают агрегативной и термодинамической активностью, их дисперсная фаза связывает значительные количества воды и образует вокруг частиц развитую сольватную гидратную оболочку, от нее и заряда на поверхности частиц зависит стабильность системы.Гидрофильные коллоидные системы коагулируют при добавлении большого количества электролита.

Размеры коллоидных частиц молока составляют в нм -лактоглобулина 25-50 - лактоальбумина -15-20 мицелл казеина - 40-300 фосфата кальция - 10-20. Частицы сывороточных белков молока представлены отдельными макромолекулами, а также их димерами и полимерами. Макромолекулы белков свернуты в компактные глобулы, имеющие отрицательный заряд и очень прочные гидратные оболочки.Они обладают большой устойчивостью в молоке, не коагулируют при достижении изоэлектрической точки, хотя при понижении РН образует ассоциаты из нескольких мономеров.

Выделить белки можно путем уменьшения их растворимости - введением в молочную сыворотку большего количества электролита, т. е. высаливанием. Высаливание сульфатом аммония и магния лежит в основе фракционирования сывороточных белков молока.При нагревании молока до высоких температур сывороточные белки денатурируют, затем агрегируют и частично коагулируют.

Казеин в молоке содержится в виде мономеров так называемый растворимый казеин и в форме полимеров субмицеллерный и мицеллерный казеин . Мицеллы казеина обладают свойствами гидрофильного золя, который при определенных условиях может перейти в гель. Только под действием сычужного фермента золь казеина переходит в гель необратимо, т. е. казеин проявляет свойства, присущие гидрофобным коллоидам.Коллоидный фосфат кальция малорастворим в воде и в молоке образует типичную неустойчивую коллоидную систему с гидрофобной дисперсной фазой.

Его растворимость повышается под влиянием казеина, вместе с которым он входит в состав мицелл. Таким образом, мицеллы казеина представляют собой коллоидную фазу смешанного состава, обладающую свойствами гидрофильного и гидрофобного золя. Нахождение казеина и фосфата кальция в молоке в виде сложных мицелл имеет большое значение для новорожденного.Так, под действием химозина в его желудке мицеллерный белок легко образует сгусток, который подвергается дальнейшему воздействию пепсина.

Кроме того, в составе растворимых мицелл казеина транспортируются очень важные для молодого организма соли кальция. Структура мицелл казеина. Известно несколько моделей структур казеина. Сейчас получила свое признание модель пористой структуры мицелл.Мицеллы казеина имеют почти сферическую форму, средний диаметр от 70 до 100 нм с колебаниями от 40 до 300 нм, молекулярная масса 6108 с колебаниями от 26107 до 5109 . Мицеллы казеина состоят из нескольких сотен субмицелл диаметром 10-15 нм и молекулярной массой 250.000-0. В состав субмицелл и мицелл не входит -казеин, он находится в свободном состоянии. Субмицеллы представляют собой агрегат из 10-12 субединиц - основных фракций казеина , соединенных между собой гидрофобными, электростатическими и водородными связями и кальциевыми мостиками.

Соотношения между фракциями могут быть различными 3 2 1 2 2 1 , и т. д но с уменьшением размера субмицелл и мицелл увеличивается относительное содержание в них казеина.

Полипентидные цепи фракций казеина свертываются в субмицелле таким образом, что большинство гидрофобных групп составляют основное ядро, а гидрофильные располагаются на поверхности субмицелл. Гидрофильная часть оболочка содержит отрицательно заряженные кислотные группы глютаминовой, аспарагиновой и фосфорной кислот.Усиливают гидрофильные свойства субмицелл и мицелл, ориентированные наружу гликомакропептиды -казеина, которые располагаются на поверхности субмицелл.

Известно, что пептитдная часть гликомакропептидов содержит большое количество оксиаминокислот серина и треонина , глютаминовой и аспарагиновой кислот, а углеводная - свободные карбоксильные группы сиаловой кислоты. Соединения субмицелл в устойчивые мицеллы происходит с помощью коллоидного фосфата кальция, и возможно за счет цитрата кальция и гидрофобных взаимодействий.Схематично это представлено Точный состав коллоидного фосфата кальция и механизм его взаимодействия с казеином до конца не изучен, но выяснено, что удаление его из молока вызывает нарушение структуру мицеллы, что сопровождается увеличением в молоке свободных - -казеинов, которые чувствительны к ионам кальция.

Пористая структура мицелл позволяет проникать внутрь их Н2О, ферментам.Мицеллерный казеин, сильно гидратирован - содержит 2-3,7 г и более воды на 1 г белка, и поэтому вода не только окружает мицеллу казеина в виде гидратной оболочки, но и заполняет большую часть ее объема, т. е. иммобилизуется мицеллой.

В свежем молоке мицеллы казеина устойчивы, не коагулируют при механической обработке очистке, сепарировании, гомогенизации , и нагревании молока до высоких температур. Снижение их устойчивости и коагуляции наблюдается лишь при понижении РН молока, повышении концентрации ионов кальция, внесении сычужного фермента.А устойчивость и коагуляция коллоидных растворов зависит от соотношения молекулярных сил, притяжения и электростатических сил отталкивает между коллоидными частицами.

В свежем молоке последние силы превалируют над силами молекул притяжения, и коллоидная система находится в устойчивом состоянии. И для того, чтобы вызвать соединение и коагуляцию мицелл казеина, необходимо снизить отрицательный заряд, т. е. перевести мицеллы в изоэлектрическое состояние, или близкое к нему, и разрушить гидратные оболочки.В практике коагуляцию казеина осуществляют снижая РН молока и добавляя кислоты кислотная коагуляция , внося хлорид кальция термокальциевая коагуляция , сычужный фермент сычужная коагуляция . Коагуляция - это хлопьеобразование, оно происходит в результате дестабилизации коллоидных частиц в изоэлектрической точке, когда снижается количество поверхностных зарядов и снижается потенциал отталкивания, и гидратная оболочка ослабевает.

Кислотная коагуляция - образуется при осаждении белков молока молочной кислотой или другими органическими и неорганическими кислотами.Кислота снижает отрицательный заряд казеиновых мицелл, т. к. Н-ионы подавляют диссоциацию карбоксильных групп казеина, и гидроксильных групп. Н3РО4 и при этом группы СОО - переходят в СООН, а РО3-2 в РО3Н2, в результате достигается равенство положительных и отрицательных зарядов при РН 4.6-4.7. При кислотной коагуляции помимо снижения отрицательных зарядов казеина нарушает структуру ККФК, от него отщипляются фосфаты кальция и структурообразующий кальций, и их переход в раствор дополнительно стабилизирует казеиновые мицеллы.

ККФК С3О6О3 казеино Са3 РО4 2 С3Н5О3 2Са. Структурообразующий кальций R - СН2 - О казеин Состав коллоидного фосфата кальция, присутствующий в частицах казеина и характер его связи до сих пор неизвестны.

Это могут быть гидрофосфат или фосфат кальция, их смесь, а также кальций фосфатцитратный комплекс и др. Фосфор коллоидного фосфата кальция в отличие от фосфора органического, входящего в состав казеина, называют неорганическим. Фосфат кальция, по-видимому, может взаимодействовать с серинофосфатными группами казеина соединяя его молекулы между собой наподобие кальциевых мостиков Добавление кислоты снижает РН, тем самым разрушается коллоидная система - такое явление может носить желательное, также нежелательное явление при производстве кислотного творога и технического казеина, нежелательное явление - самопроизвольное скисание сырого и питьевого молока. Сычужная коагуляция - носит необратимый характер и включает две стадии ферментативную и коагуляционную.

На первой стадии под действием основного компонента сычужного фермента -химозина - происходит разрыв пептидной связи фенилаланин 105 и метионин 106 в полипептидных цепях -казеина КФК. В результате протеолиза, молекулы -казеина распадаются на гидрофобный пара -казеин и гидрофильный гликомакропептид.

Схематично это выглядит так Гликомакролептиды имеют высокий отрицательный заряд и обладают сильными гидрофильными свойствами.При их отщеплении частично разрушается гидратная оболочка, силы электростатического отталкивания между частицами уменьшаются и дисперсная система теряет устойчивость.

На второй стадии дестабилизированные мицеллы казеина параказеина , собираются в агрегаты и образуется сгусток, т. е. происходит гелеобразование.Сычужная свертываемость - желательное явление, свертывание молока протеидами микробного происхождения - нежелательное явление. Кальциевая коагуляция связана со снижением отрицательного заряда казеина под влиянием положительно заряженных ионов двухвалентного кальция вводят СаСl2 . Ее применяют в промышленности для осаждения молочных белков из обезжиренного молока.

Коагуляцию хлоридом кальция обычно проводят при высокой температуре до 85оС , поэтому она носит название термокальциевая коагуляция. Повышенная температура вызывает денатурацию сывороточных белков, которые коагулируют вместе с казеином. Белковый продукт, полученный на основе комплексного осаждения казеина и сывороточных белков, называется молочным белком, или копреципитатом.Его используют для обогащения некоторых пищевых продуктов.

Степень использования белков при кальциевой коагуляции при температуре 90-85оС - 96-97 при сычужной коагуляции - 85,6 не осаждается казеин и лишь небольшая часть денатурированных сывороточных белков . 2. Фаза эмульсии 1 . Состав и структура оболочки шариков жира. 2 . Факторы устойчивости жировой эмульсии молока. Молоко представляет собой эмульсию жировых шариков в молочной плазме.Плазма - молочная жидкость, свободная от жира, в ней присутствуют все остальные части молока в неизменном виде. Эмульсия представляет собой тонкодисперсную систему из двух нерастворяющихся одна в другой жидкостей, причем одна из жидкостей в тончайшем распределении, находится в другой.

Свежевыдоеное молоко - двухфазная эмульсия. При длительном охлаждении часть жира в жировых шариках выкристаллизовывается и образуется трех- и многофазная эмульсия. Вследствие различной величины жировых шариков в молоке оно образует полидисперсную эмульсию.Средний диаметр жировых шариков равен 2 - 2,5 мкм с колебаниями от 0,1 до 10 мкм и более. Размер их и количество в молоке непостоянны и зависят от всех зоотехнических факторов.

Размеры жировых шариков имеют и практическое значение при переходе жира в продукт при производстве сливок, масла, сыра, творога. Физическая стабильность шариков жира в молоке и молочных продуктах, зависит в основном от состава и свойств их оболочек.Оболочка жирового шарика состоит из двух слоев различного состава - внутреннего тонкого, который плотно прилегает к кристаллическому слою высокоплавких триглицеридов жировой глобулы и внешнего рыхлого диффузного , который легко десорбирует при технологической обработке молока.

Схематично это можно представить так Основной компонент внутреннего слоя - лецитин, в незначительном количестве содержатся кефалин, сфингомиелин.Фосфолипиды, вследствие полярного строения молекул является хорошими эмульгаторами. молекула которых состоит из двух частей - липофильной - она обладает химическим сродством с жиром и гидрофильной - которая присоединяет гидратную воду. Белковые компоненты оболочки по растворимости в воде разбавленных солевых растворах делятся на две фракции одна плохо растворима в воде, содержит 14 азота, содержит меньше лезина, валина, лейцина, глютаминовой и аспарагиновой кислот, больше аргинина по сравнению с молоком.

Она включает значительное количество гликопротеидов, содержащих гексозы, гексозамины и сиаловую кислоту.В другую водорастворимую белковую фракцию входят гликопротеид с высоким содержанием углеводов и разнообразные ферменты ксантиноксидазу, фосфатазу, холинэстеразу, глюкоза-6 фосфотазу и др. Большая их часть идентична ферментам клеточных мембран.

В оболочке шариков жира обнаружены, кроме белков и липидов, обнаружены минеральные вещества Cu, Fe, Mo, n, Ca, Mg, Se, Na, K. С оболочкой связано от 5 до 25 нативной меди молока и 28-29 нативного Fe содерание Cu в 1 г оболочки составляет 5-25 мкг, Fe - 70-150 мкг Fe и Mo являются компонентами ксантиноксидазы, Cu входит в состав специфиического богатого CU белка оболочки, а остальные минеральные элементы в виде катионов плазмы молока связываются с отрицательно заряженными группами белков оболочек шариков жира. Таким образом, внешний слой оболочки жирового шарика состоит из фосфолепидов, оболочечного белка и гидратной воды. Состав и структура оболочек шариков жира после охлаждения, хранения и обработки молока отличаются от состава и структуры нативных оболочек.

Так, в процессе охлаждения и хранения сырого молока на внутренней мембране адсорбируются иммуноглобулины, и липаза, которую называют мембранной, в отличие от плазменной а при механической и тепловой обработке еще казеин и денатурированный -лактоглобулин.

Коренным образом изменяется состав оболочки в процессе гомогенизации молока и сливок. 2. Факторы устойчивости жировой эмульсии молока - она достаточно устойчива. Все выше перечисленные воздействия незначительно изменяют состав, физико-химические свойства оболочек жировых шариков, не нарушая при этом стабильности жировой эмульсии.

При технологической обработке молока в первую очередь изменяется внешний слой оболочки, имея неровную, шероховатую, рыхлую поверхность и довольно большую толщину после перемешивания, встряхивания и хранения. Оболочки шариков жира становятся более гладкими и тонкими. Это объясняется десорбцией липопротеидных мицелл из оболочек в плазму.Одновременно с десорбцией мицелл происходит сорбция белков и др. компонентов плазмы молока на поверхности мембраны шариков жира. Вот эти два явления десорбции - сорбции вызывают изменение состава и поверхностных свойств оболочек, что приводит к снижению прочности и частичному разрыву.

В процессе тепловой обработки молока уже происходит частичная денатурация мембранных белков, что способствует дальнейшему снижению стабильности оболочек шариков жира. Они могут быть разрушены довольно быстро и в результате специального механического воздействия например, при производстве масла, при действии концентрированных кислот и щелочей, амилового спирта.

Стабильность жировой эмульсии в первую очередь объясняется возникновением на поверхности капелек жира электрического заряда за счет содержания на поверхности оболочки жирового шарика полярных групп - фосфолипидов, СООН, NH2, СООН - группы маловой кислоты белковых и углеводных компонентов.Значит на поверхности создается суммарный отрицательный заряд изоэлектрического тока - рН 4,5 . К отрицательно заряженным группам присоединяется катион кальция, магния и др. В результате образуется второй электрический слой, силы отталкивания которого превышают силы притяжения.

И поэтому не происходит расслоения эмульсии, кроме того дополнительно стабилизирует жировую эмульсию гидратная оболочка, которая образуется вокруг полярных групп мембранных компонентов.Вторым фактором устойчивости жировой эмульсии является создание на границе раздела фаз структурно-механического барьера за счет того, что оболочки жировых шариков обладают повышенной вязкостью, механической прочностью и упругостью, которые препятствуют слиянию шариков.

Этот фактор наиболее сильный фактор стабилизации концентрированных эмульсий, например, высокожирные сливки. Следовательно, для обеспечения устойчивости жировой эмульсии молока и сливок в процессе выработки молочных продуктов необходимо стремиться сохранить неповрежденными оболочки шариков жира и не снижать степень их гидратации.Для этой цели надо сократить до минимума механические воздействия на дисперсную фазу молока при транспортивке, хранении и обработке, избегать его вспенивания, правильно проводить тепловую обработку, т. к. длительная выдержка при высоких температурах может вызвать значительную денатурацию структурных белков оболочки и нарушение ее целостности.

А также для стабилизации жировой эмульсии необходимо широко применять дополнительное диспергирование жира путем гомогенизации.При выработке одних молочных продуктов перед инженером-технологом стоит задача предотвратить агрегирование и коалесценцию шариков жира, то при получении масла наоборот стоит задача разрушить деэмульгировать стабильную жировую эмульсию и выделить из нее дисперсную фазу. Коалесценция - это когда слои дисперсионной среды или адсорбционные слои и частицы сливаются в новые более крупные образования, причем это приводит к заметному разделению фаз. Агрегация диспергированных частиц с образованием более крупных частиц, которые под действием силы тяжести выпадают в осадок, приводит к флокуляции или коагуляции.

Схема строения двойного электрического слоя вокруг коллоидной частицы 1 - коллоидная частица. 2 - двойной электрический слой. 3 - его адсорбционная часть. 4 - диффузная часть. 3. Меры предупреждения жиров от порчи.

Характеристика природных и синтетических антиокислителей. Механизм их воздействия Предохранение жиров от порчи имеет важное биологическое и экономическое значение.В первую очередь необходимо по возможности исключить соприкосновение жира с О2 воздухе, светом, теплом.

Сохранение жиров в герметической таре значительно удлиняет индукционный период. например, рекомендуется пищевые жиры сохранять в вакууме, в атмосфере инертного газа при минусовой температуре. В жирах не должно быть примесей, катализирующих металлов и бактерий. Для предупреждения окислительного разрушения жиров к ним добавляют антиокислители. Этот процесс называется стабилизацией жиров.Сущность действия окислителей заключается в том, что они более активно вступают в реакцию со свободными радикалами и тем самым обрывают цепную реакцию, приводящую к порче жиров.

По характеру участия в ингибировании цепной реакции различают два типа антиокислителей одни препятствуют образованию свободных радикалов, другие способствуют разрушению уже образовавшихся гидроперекисей.Существует также группа веществ, которые не обладая прямым антиокислительным действием, усиливают действия антиокислителей, т. е. являются их синергистами. К антиокислителям и их синергистам предъявляют следующие требования 1 не должны обладать вредными для организма человека свойствами 2 не должны изменять органолептических качеств жира 3 должны предохранять жир от окисления в течение длительного времени.

Следует иметь в виду, что простое добавление антиоксидантов в жиры не всегда предупреждает их от окисления.Антиоксиданты эффективны только тогда, когда их применяют с соблюдением следующих требований 1 жиры, подвергаемые стабилизации, должны быть свежими, без признаков прогоркания 2 не следует смешивать жиры, имеющих признаки прогоркания, со свежими жирами, в состав которых они входят, поскольку это приводит к ускорению окисления.

Повышенное содержание воды, температуры, свободный доступ кислорода, света снижают эффективность антиоксидантов. Природные антиокислители - фосфолипиды, топоферолы, каратиноиды.Синтетические - бутилокситолуол - белый или бледно желтый кристаллический порошок без запаха, не растворим в воде, но хорошо растворяется в жирах и растворителях жиров.

Бутилоксианизол - воскообразные кристаллы кремневого или розового цвета с феноловым запахом. Растворим в жирах, этаноле, эфире, бензоле. Устойчив к действию температур, поэтому его можно вносить в продукты, подвергающиеся тепловой обработке.Эти два антиокислителя по составу и свойствам близки между собой, и поэтому совместное их применение усиливает стабилизирующее действие. Стабилизаторы - лейцин, аргинин, цистеин увеличивают сохраняемость молочного жира. В литературе имеются сообщения об антиокислительном эффекте элеутерокка кислого.

К синергистам относятся фосфорная, фосфолипиды аминокислоты, аскорбиновая, лимонная кислоты.Работы, связанные с изучением, применением и разработкой антиоксидантов, носят огромное народно-хозяйственное значение, т. к. это удлиняет сроки хранения, сохраняет качество жиров. 4. Химические свойства молока 1 . Влияние химического состава молока на его свойства. 2 . Кислотность молока. 3 . Буферная емкость молока. 3 . Окислительно-восстановительный потенциал. 4 . Значение рН в молочной промышленности.

Свойства молока. Свежее натуральное молоко, полученное от здоровых животных, характеризуется определенный физико-химическими и органолептическими свойствами, которые могут резко различаться в начале и конце лактационного периода, под влиянием болезней животных, некоторых видов кормов, при хранении молока в неохлажденном виде и при его фальсификации.Поэтому по физико-химическим и органолептическим свойствам молока можно оценить натуральность и качество заготовляемого сырья, т. е. его пригодность к промышленной переработке.

Все компоненты молока по разному влияют на физико-химические свойства его. Например, от массовой доли белка, дисперсности и гидратационных свойств белков в большей степени зависит вязкость и поверхностное натяжение молока, но почти не зависят величины электропроводности и осмотического давления.Почти все компоненты молока влияют на его плотность и кислотность, минеральные вещества молока значительно влияют на его кислотность, электропроводность, осмотическое давление и температуру замерзания, но не влияют на вязкость и т. д. Кислотность - титруемая общая и активная. Общая титруемая кислотность - выражается в градусах Тернера и определяется титрованием 0,1 н раствором щелочи 100 мл молока в присутствии индикатора фенолфталеина до нейтральной реакции.

Кислотность является критерием оценки качества заготовляемого молока по ГОСТ 13264-88 Молоко коровье требования при закупках.

Кислотность свежевыдоенного молока составляет 16-18оТ. Она обусловливается кислыми солями - дегидрофасфатами и дегидроцитратами около 9-13оТ , белками - казеином и сывороточными белками 4-6оТ , углекислотой, кислотами молочной, лимонной, аскорбиновой, свободными жирными и др. компонентами молока 1-3оТ . При хранении сырого молока титруемая кислотность повышается по мере развития в нем микроорганизмов, которые сбраживают молочный сахар с образованием молочной кислоты.

Повышение кислотности вызывает нежелательные изменения свойств молока, например, снижение устойчивости белков к нагреванию. Поэтому молоко с кислотностью 21оТ принимают как несортовое, а молоко с кислотностью выше 22оТ не подлежит сдаче на молочные заводы.Кислотность молока зависит от породы животных, от кормовых рационов, возраста, физиологического состояния и т. д. Особенно сильно изменяется кислотность в течение лактационного периода и при заболеваниях животных.

В первые дни после отела кислотность повышена за счет большого содержания белков, солей, через 40-60 дней она достигает физиологической нормы. И перед концом лактации коров имеет пониженную кислотность. Отклонение естественной кислотности молока от физиологической нормы оказывает влияние на технологические свойства молока.Так, молоко с пониженной кислотностью нецелесообразно перерабатывать в сыры, т. к. оно медленно свертывается сычужным ферментом, а образующийся сгусток плохо обрабатывается. рН активная кислотность - это концентрация водородных ионов.

Она выражается отрицательными логарифмом концентрации ионов водорода, обозначается рН. Чем выше концентрация ионов Н2, тем ниже значение рН. Для нормального свежего молока рН составляет 6,47-6,67. Такая кислотность благоприятна для устойчивости коллоидной системы молока и развития бактерий.При повышенной активности кислотности развитие микроорганизма замедляется, а при значительность снижении рН прекращается.

Активная кислотность изменяется медленно, чем титруемая, что объясняется буферными свойствами молока. Молоко содержит несколько буферов белковый, фосфатный, цитратный . Они обеспечивают постоянство рН. Белковый буфер состоит из белков молока казеина и натриевой или калиевых солей, которые могут вступать в реакции как с кислотами, так и со щелочами, таким образом нейтрализуя их. В случае добавления или накопления в молоке кислоты ионы Н2 кислоты связываются солью казеина.При этом образуется свободный белок, обладающий свойствами слабой кислоты.

NH3 NH3 R HCl R NCl COONa COOH диссоциация СООН - слабая, РН молока изменяется незначительно, а титруемая кислотность повышается. Также ведет себя фосфатный буфер Na2HPO4 HCl NaH2PO4 NaCl Если бы в молоке не было буферных систем, вряд ли мы смогли бы вырабатывать кисломолочные продукты и сыры. Дело в том, что молочнокислые закваски могут лишь развиваться при определенном рН. Низкие величины рН действуют на них губительно.Следовательно молочная кислота, образующаяся при сбраживании молочного сахара должна каким-то образом нейтрализоваться.

И здесь на помощь приходят буферные системы. Но они действуют до тех пор, пока не утратят буферных свойств своих.Изменение рН молока при добавлении к нему кислоты или щелочи произойдет в том случае, если будет превышена буферная емкость систем молока. Под буферной емкостью молока понимают количество кислоты или щелочи, которое необходимо добавить к 100 мм молока, чтобы изменить величину рН на единицу.

Вследствие буферных свойств молока рН кефира, выработанного термостатным способом в конце сквашивания при титруемой кислотности 75-80о составляет лишь 4,85-4,75, а рН сгустка в процессе производства творога жирного при кислотности 58-60оТ - .15-5,05. При таком рН возможны развитие молочнокислых стрептококков и накопление ароматических веществ. Аналогично при выработке твердых сыров рН сырной массы после прессования при высокой титруемой кислотности.Имеем величину, равную 5,2-5,6, что объясняется большим содержанием в ней белков, буферная способность которых при протеолизе увеличивается.

Окислительно-восстановительный потенциал Е является количественной мерой окисляющей или восстанавливающей способности молока.Е. нормального свежего молока равен 0,25-0,3 В 250-350 мВ . Молоко содержит ряд химических соединений, способных отдавать или присоединять электроны атомы Н2 аскорбиновую кислоту токоферолы , цистеин, рибофлавин, молочную кислоту, коферменты окислительно-восстановительных ферментов дегидрогиназ, оксидаз О2, металлы и пр. окислительно-восстановительные условия в молоке зависят от концентрации ионов Н2 и поэтому их выражают условным показателем. rH2, который вычисляют по уравнению rH2 Е 0,03 2 pH при 20оС . Если в свежем молоке Е 0,3 В, а рН 6,6, то rH2 23,2. Значит свежее молоко - это среда со слабыми восстановительными свойствами.

В нейтральной среде rH2 28. Если rH228, то среда обладает окислительной способностью, ниже 28 - восстановительной способностью.

Усиление восстановительных свойств молока, т. е. падение окислительно-восстановительного потенциала и rH2 вызывают тепловая обработка, развитие микроорганизмов и т. д. Так, молочнокислые бактерии при развитии в молоке понижают величину Е до -60 120 мВ, а в твердых сырах до -150 170 мВ и ниже. Развитие в сыром молоке многочисленных микроорганизмов вызывает резкое снижение окислительно-восстановительный потенциал на изменение величины которого основана редуктазная проба.

При определенном значении Е индикаторы мителеновый голубой или резазурин , внесенные в молоко, восстанавливаются, обесцвечиваясь или изменяя окраску. Чем больше бактерий содержится в сыром молоке, тем быстрее падает окислительно-восстановительный потенциал и восстанавливаются добавленные реактивы.Повышению окислительно-восстановительного потенциала, т. е. усилению окислительных свойств молока, способствуют металлы Сu, Fe и аэрация перемешивание . От величины окислительно-восстановительного потенциала зависят интенсивность протекания в молочных продуктах сыры, кисло-молочные продукты биохимических процессов, протеолиз, распад АК, лактозы, липидов и накопление ароматических веществ диацетила . Возникновение пороков в молоке и молочных продуктах таких пороков вкуса, как окисленный, металлический и салистый привкусы, обусловлены повышением окислительно-восстановительного потенциала среды.

Значение рН в молочной промышленности От величины рН зависят многие производственные показатели - коллоидное состояние белков молока и сл-но стабильность полидисперсной системы молока - условия роста полезной и вредной микрофлоры с ее влиянием на процессы созревания - скорость образования типичных компонентов вкуса и аромата отдельных молочных продуктов - состояние равновесия между ионизированным и коллоидно распределенным фосфатом кальция и обусловленное этим термоустойчивость белковых веществ - активность нативных и бактериальных ферментов - очищающе-дезинфицирующая способность различных моющих и дезинфицирующих средств - коррозийное действие золей и моющих растворов, а также степень загрязненности сточных вод молочных предприятий.

РН для сырого молока - показатель качества, а для молочных продуктов являются показателем качества и фактором управления производственным процессом. рН - как показатель качества.

Установлен достаточно четко, тем не менее применение рН в качестве показателя качества еще не в полной мере предусмотрено национальными стандартами отдельных стран.

В мировом масштабе наблюдается тенденция к включению рН молочных продуктов, главным образом сычужных сыров, в оценку их качества.Молочные продукты удовлетворительного качества характеризуются определенным значением рН, например, цельное молоко - 6,6 - 6,8 сгущенное - 6,1 - 6,4 йогурты - 4,0 - 4,3 творожная сыворотка - 4,3 - 4,6 и т. д. По величине рН можно судить о способности молока к свертыванию маститное молоко - 6,8 нормальное свежее - 6,6 - 6,8 начинающее скисать - 6,3 свертывание при нагревании - 5,7 свертывание с образованием сгустка - 5,3 - 5.5. Величина рН меняется при внезапных колебаниях температуры, причем перепад температуры вызывает отклонение рН в кислую зону. Внезапное повышение температуры ведет к отклонению рН в щелочную зону. рН - как фактор управления производственным процессом.

При различных технологических процессах рекомендуется следить за изменением величины рН, т. к. от этого зависят качество и выход готового продукта.

Например, при регулировании созревания сливок при производстве кислосливочного масла требуемая величина рН должна лежать в пределах 4,7 - 4,95. Если она сокращена, то продукт переквашен, появляется порок - кислый металлический привкус, если превышено рН, то образуется недостаточное количество диацетила - порок пустой, творожный вкус или сычужное свертывание проводят при рН 6,1 - 6,4 в свежем сыре 4,7 - 5,3 зрелый сыр - 5,2 - 57 сокращении или превышения вызывает пороки консистенции и т. д. Активность водородных ионов существенно влияет на жизненные функции микрофлоры.

Оптимум роста микроорганизмов лежит в узком диапазоне рН, и его надо поддерживать на заданном уровне, особенно при подготовке необходимых питательных сред для микробиологического контроля качества и в целях создания наиболее благоприятных условий для роста микроорганизмов в системе биологического самоочищения сточных вод молочных предприятий.Определение величины рН необходимо не только в целях поддержания оптимальной среды для роста м. о но и для предотвращения микробиологических пороков качества. так удалось доказать, что развитие колоний черной плесени в сыре Том Вандуз происходит только при значении рН5,5. Диапазон активности водородных ионов, который для микроорганизмов при биологическом самоочищении считается не опасным, лежит в пределах рН от 6,0 до 8,5. Более высокие и низкие значения рН могут привести к нарушениям в процессе биологического распада, особенно в том случае, если в отстойнике происходит быстрая смена сильно кислых и сильно щелочных сточных вод. Так как сточные воды с рН6,5 оказывают коррозийное действие на бетонные сооружения, то остается только узкий диапазон рН от 6,5 до 8,5 при котором сточные воды молочных предприятий можно отводить в канализационную систему и отстойники, не боясь при этом их разрушающего действия. 6. Теплофизические и оптические свойства молока 1 . Удельная теплоемкость. 2 .Коэффициент теплопроводности и температуропроводности. 3 .Показатель преломления.

Теплофизические свойства молока Для расчетов затрат теплоты или холода на нагревание или охлаждение молока и молочных продуктов необходимо знать их теплофизические свойства.

Наиболее важными из них являются удельная теплоемкость, коэффициенты теплопроводности и температуропроводности, которые связаны между собой соотношением а ср , где а - коэффициент температуропроводности м2 с коэффициент теплопроводности, ВТ мк , С - удельная теплоемкость, ДЖ кгк р - плотность продукта кг м3 Теплофизические свойства молока и молочных продуктов зависят от температуры, содержания сухих веществ главным образом от количества и дисперсности , воды и т. д. Удельная теплоемкость цельного молока в интервале температур 273-333 К 0-60оС изменяется незначительно, она является постоянной и равна 3900 ДЖ кгк или 3,9 КДЖ кгк . Удельная теплоемкость сливок уменьшается с увеличением жирности.

Удельная теплопроводность молочных продуктов Наименование С, ДЖ кгк .ВТ м.к а108м2С Молоко сухое цельное пленочной сушки 2093 0,16 13,1 распылительной сушки 1926 0,19 15 сухое обезжиренное 1717 0,12 12,5 Масло, полученное методом сбивания 5129 0,2 4,7 полученное методом преобразования высокожирных сливок 5200 0,2 4,3 Творог жирный 3266 0,43 12,4 Сыр 2428 0,35 13,3 Пахта 3936 0,45 11,4 Сыворотка молочная 0,25 жира 4082 0,54 12,8 Коэффициент теплопроводности молока при 20оС равен 0,5 Вт м.к . Она увеличивается с повышением температуры и ее можно рассчитать по формуле 0,22 0,0011Т Теплопроводность сливок увеличивается с повышением температуры и уменьшается с увеличением содержания жира. При температуре 273оК сливок как функцию жирности в интервале от 20 до 45 рассчитывают по формуле 0,36-0,0014Ж Коэффициент температуропроводности.

Он зависит от температуры, жирности, влажности, плотности и пористости пищевых продуктов.

Коэффициент температуры молока при 20оС равен 1310-8м2 с. Его значение увеличивается с повышением температуры молока, что объясняется возрастанием при этом величины теплопроводности и уменьшением объемной теплоемкости, с которыми он связан зависимостью. а ср В интервале температур 273-353 К а в м2с молока как и функцию температуры рассчитывают по формуле а108 4,1 0,0325Т Коэффициент температуропроводности сливок уменьшается с увеличением жирности и возрастает с повышением температуры.

Показатель преломления - представляет собой постоянную вещества при определенной температуре и определенной длине волны и служит для идентификации чистых жидкостей.

Молоко непрозрачно из-за присутствия в ней жира и белка. Жировые шарики отражают большую часть падающего света, поэтому перед проведением рефрактометрических исследований следует удалить жир из молока.

Но и казеин делает нечеткой разделительную линию в рефрактометре, и тоже влияет на результаты измерения.Показатель преломления обезжиренного молока при 20оС 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 СаСl2 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. Большее значение имеют рефрактометрические исследования для определения числа преломления молочного жира, и следовательно, для быстрого нахождения йодного числа. 12. Изменение белков при различной обработке молока 1 . Изменение структуры и свойств белков при гомогенизации. 2 . Изменение структуры и свойств белков при новых методах обработки молока.

Гомогенизация оказывает сильное воздействие на молочный жир, но изменениям подвергаются белки и соли молока.В результате гомогенизации меняются и технологические свойства молока - вязкость, кислотность, продолжительность сычужного свертывания, структурно-механические и синеретические свойства сычужных и кислотных сгустков, а также термоустойчивость гомогенизированных молочных эмульсий при последующей тепловой обработке.

Гомогенизация применяется для диспергирования жировой фазы молока.При гомогенизации цельного молока и сливок на вновь образующейся поверхности жировых шариков адсорбируются белки молочной плазмы и их фрагменты.

Об этом свидетельствуют данные, представленные в таблице.Массовая доля белков, Компонент До гомогенизации После гомогенизации Оболочка жирового шарика Плазма молока Оболочка жирового шарика Плазма молока Белок 4,3 96,6 8 92 Фосфопетиды 67,4 32,6 54,1 45,9 Холестерон 86 14 70,2 29,8 Кислая фосфатиз. 72,7 27,3 36,0 63,1 Дисперование казеина в цельном гомогенизированном молоке может быть вызвано только действием адсорбционных сил, возникающих при увеличении поверхности жировой фазы, а гидромеханические силы в клапанной щели гомогенизатора на казеиновые мицеллы не действуют.

В процессе гомогенизации меняется форма и структура казеиновых мицелл, они приобретают неровные края, их поверхность как бы разрыхляется, оголяются гидрофобные участки, при этом происходит как диспергирование, так и агрегирование частиц. Поверхностная денатурация сопровождается необратимыми изменениями четвертичной, третичной и вторичной структур белковых молекул.Поверхностная денатурация оболочечного казеина сопровождается некоторым понижением его термоустойчивости, что может привести к снижению тепловой стабильности гомогенизиров. в ж молочных эмульсий.

Если предположить, что на жировых шариках после гомогенизации адсорбируются не целые мицеллы, а их фрагменты и субмицеллы, то преобладание в оболочечном белке -казеина можно объяснить двумя причинами. Во-первых, при гомогенизации разрушаются в основном крупные мицеллы, которые содержат больше -казеина.Во-вторых, -казеин характеризуется высокой способностью адсорбироваться на жировых шариках вследствие наличия гидрофобного -конусового пептида, содержащего 23АК остатка.

Также адсорбиционной способностью обладает и -казеин, содержание его в хранившем молоке увеличивается. В состав оболочек жировых шариков кроме казеина и входят сыворотные белки, которые вовлекаются на поверхность шариков после денатурации и комплексообразования с казеином.Особенно такое состояние характерно для гомогенизированного пастеризованного молока, где от более высокая степень адсорбулина жировыми шариками молочных белков.

Во время гомогенизации имуноглобулина взаимодействуют с -казеином, что влияет на потерю способности молока аглютгенировать жировые шарики после гомогенизации. Сывороточные белки непрочно закреплены во внешнем слое оболочек и легко удаляются из него при промывке жировых шариков.Таким образом, не все белки подвергаются изменению, меняются оболочные белки, а белки плазмы структуру и свойства не меняют, но некоторая их часть расходуется на построение оболочек жировых шариков.

Это казеин, его крупные мицеллы. Таковые изменения белков, изменение солевого баланса молока влияют на термоустойчивость, способность образовывать сгустки и другие технологические свойства гомогенизирования молочных продуктов.Гомогенизация молочного сырья наряду с положительными сторонами - снижением продолжительности сычужного свертывания и потерь жира с сывороткой имеет ряд недостатков - уменьшается прочность получаемых сычужных и кислотных сгустков, снижает скорость синере иса, увеличивает потери белка при обработке сырного серна и др. Для устранения этих недостатков рекомендуется раздельная гомогенизация, а также модифицирование состава оболочек жировых шариков путем внесения в молоко казеина, натрия и других белковых добавок. После гомогенизации тепловая стабильность молочных эмульсий понижается и тем значительнее, чем выше содержание жира в эмульсии и давление гомогенизации и чем ниже температура гомогенизации.

Гомогенизация не изменяет тепловую стабильность молочной плазмы.

Термоустойчивость гомогенизированных эмульсий объясняется устойчивостью жировых шариков. Тепловая коагуляция гомогенизированных молочных эмульсий объясняется тем, что здесь в роли коагулянтов выступают не казеиновые мицеллы, а жировые шарики, содержащие основной компонент - казеин.В начале нагревания молочной эмульсии первыми теряют свою стабильность сывороточные белки, которые после агрегации осаждаются вместе с коллоидным фосфатом кальция на оболочках жировых шариков и поверхности казеиновых мицеллы образуя плиты, далее изменяют казеин.

В результате всех процессов поверхность жировых шариков и казеиновых мицелл теряет гидратную оболочку и агрегируют.Для повышения -устойчивости гомогенизир. молочной эмульсии рекомендуется использовать свежее молоко и сливки - правильно подбирать режимы температуру и давление гомогенизации - внесение ПАВ перед гомогенизацией в молоко и сливки с целью изменения качественного состава и структуры адсорбиционных оболочек жировых шариков - т. е. при этом снижается адсорбция на поверхности жировых шариков белков плазмы и получают более стабильные системы. 2. Перспективные способы обработки молока - мембранные методы Ультрафильтрация.

Используют при производстве концентратов сывороточных белков, сыров, творога, к м напитков и других молочных продуктов.УФ-молока при производстве сыров, вызывает особые трудности, связанные с изменениями свойств молочных белков.

УФ-молока перед сычужным свертыванием экономически целесообразна, т. к. оно позволяет стандизировать содержание белка в исходном молоке и сокращать расход сычужного фермента и потери белка с сывороткой, способствует повышению выхода сыра. Но такое достигается, если низкая и средняя степени концентрирования в 2 раза при выработке твердых сычужных сыров и в 3,5-4,5 раза при производстве мягких сыров . Если молоко концентрируется в 5 и более раз, то при этом снижается скорость синередиса сгустков и ухудшение консистенции и вкуса сыра, вследствие внедрения в структуру сгустка сывороточных белков.

Наиболее эффективно процесс гомообразования проходит при содержания 1 -15 белков в молочной смеси, при этом сокраается расход сычужного фермента без существенного увеличения продолжительности свертывания и ухудшения структурно-механических составов сгустка. Перспективным является применение УФ-концентрата молока при выработке к м продуктов.Однако внедрение мембранной технологии для обработки молока ограничено из-за высокой стоимости оборудования трудностей, связанных с очисткой мембран и пр. Используют УФ и диафильтрации при обработке молочной сыворотки - и получают концентраты сывороточных белков с различными белково-углеводным и минеральным составом.

Переработка молочного сырья на основе безмембранного Способ основан на самопроизвольном разделении двухфазной системы биополимеров обезжиренное молоко - раствор полисахарида на две фазы нижнюю - концентрат казеина и верхнюю - безказеиновая фаза - жидкий структурирующий пищевой концентрат.

При этом казеин концентрируется в 5-7 раз не изменяя своего растворимого коллоидного состояния, по технологическим и функциональным свойствам он подобен казеинату натрия. его можно использовать в качестве белковых добавок, эмульгатора и стабилизатора коллоидных систем.Структурирующий пищевой концентрат представляет собой растворимый комплекс сывороточных белков и углеводов лактозы и поинсахаридов , обладающий высокими студнеобразующими и пенообразующими свойствами.

С целью повышения биологической ценности и увеличения сроков хранения его применяют в производстве мороженого, кремов суфле и других структурированных пищевых продуктов. В качестве полисахарида использовали пектин, или метилцеллюлозу. 6. Фракционный состав казеина 1 . Характеристика основных фракций. 2 . Физико-химические свойства казеина.В свежевыдоенном молоке казеин присутствует в форме мицелл, построенных из казеиновых комплексов.

Казеиновый комплекс состоит агломерата скопления основных фракций Y, Н -казеинов, которые имеют несколько генетических вариантов. Согласно последним данным казеин можно разделить по схеме рис.1 , составленной на основе ревизии комитета по номенклатуре и методологии белков ассоциации американских ученых в области молочной промышленности. ADSA . Все фракции казеина содержат фосфор, в отличие от сывороточных белков.Группа s-казеинов обладает наибольшей электрофоретической подвижностью из всех казеиновых фракций. s1-казеин - основная фракция s-казеинов.

Молекулы s1-казеина состоят из простой номенклатурной цепи, содержащей 199 аминоклислотных остатков. Подобно -казеину и в отличие от Н-казеина не содержит цистин. s2-казеин - фракция s-казеинов. Молекулы s2-казеина состоят из простой полептиптидной цепи, содержащей 207 аминокислотных остатков.Имеет свойства, общие как с s1-казеином, так и с Н-казеином. Подобно Н-казеину и в отличие от s1-казеина содержит два остатка цистеина s-казеин - фракция s-казеинов.

Содержание ее составляет 10 от содержания s1-казеина. Имеет структуру, идентичную структуре s1-казеина, за исключением расположения фосфатной группы. -казеин, молекулы его состоят из простой политептидной цепи, содержат 209 аминокислотных остатков. Не имеет в своем составе цистеина и при концентрации ионов кальция, равной концентрации, их в молоке, нерастворим при комнатной температуре.Эта фракция наиболее гидрофобная, благодаря высокому содержанию пролина.

Н-казеин - имеет хорошую растворимость, ионы кальция не осаждают его. При действии сычужного и других протеолитических ферментов Н-казеин - распадается на пары - Н-казеин, осаждающийся вместе с s1, s2 казеинами. Н-казеин является фосфогликопротеидом содержит - триуглеводгалактозу, галактозамин и N-ацетил -нейралиновую сиаловую кислоту. Группа -казеинов являются фрагментами -казеина, образовавшиеся путем протеолиза -казеина ферментами молока.Сыворотные белки - являются термолабильными.

Начинают свертываться в молоке при температуре 69оС. Это простые белки, они построены практически только из аминокислот. Содержат в значительном количестве серосодержащие аминокслоты. Не коагулируют под действием сычужного фермента. Лактоальбуминовая фракция - это фракция термолабильных сывороточных белков, которая не осаждается из молочной сыворотки при полунасыщении ее сульфатом аммония.Она - представлена -лактоглобулином и -лактоальбумином и альбумином сыворотки крови. -лактоглобулин - основной белок сыворотки.

Нерастворим в воде, растворяется только в разбавленных растворах солей. Содержит свободные сульфгидрильные группы в виде остатков цистеина, которые участвуют в образовании привкуса кипяченого молока при тепловой обработке последнего. -лактоальбумин - второй основной белок сыворотки.Выполняет особую роль в синтезе лактозы, является компонентом фермента лактозосинтетазы, который катализирует образование лактозы из уридин-дифосфатгалактозы и глюкозы.

Альбумин сыворотки крови попадает в молоко из крови. Содержание этой фракции в молоке коров, больных маститом, значительно больше, чем в молоке здоровых коров. Иммуноглобулины - это фракция термолобильных сывороточных белков, осаждаемая из молочной сыворотки при полунасыщении ее сульфатом аммония или насыщении сульфатом магния. Она является гликопротеидами.Объединяет группу высокомолекулярных белков, имеющих общие физико-химические свойства и содержащих антитела.

В молозиве количество этих белков очень велико и составляет 50-75 от содержания всего белка молозива.Иммуноглобулины очень чувствительны к нагреванию. Иммуноглобулин разделяют на три класса Uг Ur M M и Ur А А , а класс Ur в свою очередь делится на 2 подкласса Ur 1 и Ur 2 2 .Основной фракцией иммуноглоубинов является Ur 1 Протеозо-пептонная фракция 20 относится к термостабильным высокомолекулярным пептидам, которые не выпадают в осадок при выдерживании при 95оС в течение 20 мин. и последующем подкислении до рН 4,6, но осаждаются 12 -ной трихлоруксусной кислотой.

Протеозо-пептонная фракция представляет собой смесь фрагментов молекул белков молока. Эта фракция является промежуточной между собственно белковыми веществами и полипептидами.Электрофорез в полиакриламидном Геле выявил около 15 электрофоретическки различных зон, основные из которых - компоненты 3,5 и 8 - характеризуются низким содержанием ароматических аминокислот и метионина и сравнительно высоким - глутаминовой и аспаргиновой аминокислот. Содержат углеводы. 5. Физические свойства молока 1 . Плотность, вязкость, поверхностное натяжение. 2 . Осмотическое давление и температура замерзания. 3 . Удельная электропроводность.

Плотность молока или объемная масса р при 20оС колеблется от 1,027 до1,032 г см2, выражается и в градусах лактоденсиметра.Плотность зависит от температуры понижается с ее повышением , химического состава понижается при увеличении содержания жира и повышением при увеличении количества белков, лактозы и солей , а также от давления, действующего на него. Плотность молока, определенная сразу же после доения ниже плотности, измеренной через несколько часов на 0,8-1,5 кг м3. Это объясняется улетучиванием части газов и повышением плотности жира и белков.

Поэтому плотность заготовляемого молока необходимо измерять не ранее чем через 2 часа после дойки. Величина плотности зависит от лактационного периода, болезней животных, пород, кормовых рационов.Так. молозиво и молоко полученные от разных коров, имеют высокую плотность за счет повышенного содержания белков, лактозы, солей идругих составных частей.

Определяют плотность различными методами, технометрическими, ареометрическими и гидростатическими весами плотность мороженого и молока в Германии . На плотность молока влияют все его составные части - их плотность, которые имеют следующую плотность г см3 вода - 0,9998 белок - 1,4511 жир - 0,931 лактоза - 1,545 соли - 3,000. Плотность молока изменяется от содержания сухих веществ и жира. сухие вещества повышают плотность, жир понижают.

На плотность оказывают влияние гибратация белков и степень отвердевания жира. Последнее зависит от температуры, способа обработки и частично от механических воздействий. С повышением температуры плотность молока уменьшается. Это объясняется прежде всего изменением плотности воды - главной составной части молока.В диапазоне температур от 5 до 40оС плотность свежего обезжиренного молока в пересчете на плотность воды с повышением температуры снижается сильнее.

Такое отклонение не наблюдается в опытах с 5 -ным раствором лактозы. Поэтому снижение плотности молока можно объяснить изменением гидратации белков.В диапазоне температур от 20 до 35оС можно наблюдать особенно сильное падение плотности сливок. Оно обусловлено фазовым переходом твердый-жидкий - в молочном жире. Коэффициент расширения молочного жира значительно выше, чем воды. По этой причине плотность сырого молока при колебаниях температуры изменяется сильнее, чем плотность обезжиренного молока.

Эти изменения тем больше, чем выше содержание жира. Между плотностью, содержанием жира и сухого обезжиренного остатка существует прямая связь. Так как содержание жира определяют традиционным методом, а плотность измеряют быстро ареометром, то можно быстро и просто рассчитать содержание сухих веществ в молоке без трудоемкого и длительного определения сухих веществ путем сушки при 105оС. Для чего используют формулы пересчета С 4,9Ж А 0,5 СОМО Ж А 0,76, где С - массовая доля сухих веществ, СОМО - массовая доля сухого обезжиренного молочного остатка, Ж - массовая доля жира, А - плотность в градусах ареометра, оА 4.9, 4, 5 0.5 0.76 - постоянные коэффициенты.

Плотность отдельных молочных продуктов как и плотность молока зависит от состава. Плотность обезжиренного молока выше, чем сырого и постоянные коэффициенты. Плотность отдельных молочных продуктов как и плотность молока зависит от состава.Плотность обезжиренного молока выше, чем сырого и . С увеличением жира плотность сливок снижается.

Устанавливать плотность твердых и пастообразных молочных продуктов труднее, чем жидких. У сухого молока различают фактическую плотность и насыпной вес. Для контроля фактической плотности используют специальные нометры. Плотность сливочного масла, как и сухого молока, зависит не только от количества влаги и сухого обезжиренного остатка, но и от содержания воздуха.Последний определяют флотационным методом. Это позволяет определить содержание воздуха в масле по его плотности.

Метод этот приближенный, но на практике этого достаточно. Плотность молока изменяется при фальсификации - при добавлении Н2О понижается, и повышается при подснятии сливок или разбавлении обезжиренным молоком.Поэтому по величине плотности косвенно судят о натуральности молока при подозрении на фальсификацию. Однако молоко не удовлетворяющее требованиям ГОСТ 13264-88 по плотности, т. е. ниже 1,027 г см3, но цельность которой подтверждена стойловой пробой, принимается как сортовое.

Вязкость или внутреннее трение, нормального молока при 20оС в среднем составляет 1,810-3Па.с. Она зависит главным образом от содержания казеина и жира, дисперсности мицелл казеина и шариков жира, степени их гидратации и агрегирования сывороточные белки и лактоза незначительно влияют на вязкость. В процессе хранения и обработки молока перекачивание, гомогенизация, пастеризация и т. д. вязкость молока повышается.Это объясняется увеличением степени диспергирования жира, укрупнением белковых частиц, адсорбцией белков на поверхности шариков жира и т. д. Практический интерес представляет вязкость сильноструктурированных молочных продуктов - сметаны, простокваши, кисломолочных напитков и пр. Поверхностное натяжение - молока ниже поверхностного натяжения Н2О равно 510-3 н м при t -20оС . Более низкое по сравнению с Н2О значение поверхностного натяжения объясняется наличием в молоке ПАВ - фосфолипидов, белков, жирных кислот и т. д. Поверхностное натяжение молока зависит от его температуры, химического состава, состояния белков, жира, активности липазы, продолжительности хранения, режимов технической обработки и т. д. Так, поверхностное натяжение снижается при нагревании молока и особенно сильно при его лизе. так как в результате гидролиза жира образуют ПАВ - жирные кислоты, ди- и моноглицериды, понижающие величину поверхностной энергии.

Температура кипения молока несколько выше Н2О вследствие наличия в молоке солей и отчасти сахара.

Она равно 100,2оС. Удельная электропроводность.

Молоко - плохой проводник тепла. Ее обуславливают главным образом ионы Cl Na , K , N. Электрически заряженные казеин, сывороточные белки. Она равна 4610-2 См. м-1 зависит от лактационного периода, породы животных и др. Молоко, полученное от животных, больных маститом, имеет повышенное электро Осмотическое давление и температура замерзания.Осмотическое давление молока близко по величине к осмотическому давлению крови животного и в среднем составляет 0,66 мга. Оно обусловлено высокодисперсными веществами лактозой и хлоридами.

Белковые вещества, коллоидные соли незначительно влияют на осмотическое давление, жир практически не влияет.Осмотическое давление рассчитывают по температуре замерзания молока, которая равна -0,54оС по формуле согласно законам Рауля и Вант-Гоффа Росм. t2,269 К, где t - понижение температуры замерзания исследуемого раствора С 2,269 - осмотическое давление 1 моль вещества в 1 л раствора, мпа К - криоскопическая постоянная растворителя, для воды равна 1,86. Следовательно Р осм. 0,542,269 1,86 0,66 мпа. Осмотическое давление молока, как и других физиологических жидкостей животных поддерживается на постоянном уровне.

Поэтому при повышении в молоке содержания хлоридов в результате изменения физиологического состояния животного, особенно перед концом лактации или при заболевании, происходит одновременное снижение количества другого низкомолекулярного компонента молока - лактозы.

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 -0,59оС. Она изменяется в течение лактационного периода при заболевании животного и при фальсификации молока воды или соды. И вследствие отклонения приращения лактозы.В начале лактации температуры замерзания понижается -0,564оС в середине - повышается -0,55оС в конце снижается -0,581оС . Зависимость температуры замерзания от изменения концентрации представлено на схеме.

Температура оС 1. Снижение концентрации в результате добавления Н2О 0,00 Температура замерзания воды 2. Фальсификация молока -0,48 Фальсифицированное молоко 3. Температура замерзания молока, приближаемая к температуре замерзания воды -0,54 Температура замерзания нормального молока 4. Увеличение концентрации в результате добавления нейтрализующих средств - фальсификация молока температура замерзания продолжает снижаться -0,63 Молоко содержит посторонние соли, нейтрализующие средства 1. Физико-химические свойства казеина Около 95 казеина находится в молоке в виде сравнительно крупных коллоидных частиц - мицелл - которые имеют рыхлую структуру, они сильно гидратированы.

В растворе казеин имеет ряд свободных функциональных групп, которые обуславливают его заряд, характер взаимодействия с Н2О гидрофильность и способность вступать в химические реакции.

Носителями отрицательных зарядов и кислых свойств казеина является и Y-карбоксильные группы аспаргиновой и глютаминовой кислот, положительных зарядов и основных свойств - -аминогрупп лизина, гуанидовые группы аргинина и имидазольные группы гистидина.При рН свежего молока рН 6,6 казеин имеет отрицательный заряд равенство положительных и отрицательных зарядов изоэлектрическое состояние белка наступает в кислой среде при рН 4,6-4,7 следовательно - но в составе казеина преобладают дикарбоновые кислоты, кроме того, отрицательный заряд и кислые свойства казеина усиливают гидроксильные группы фосфорной кислоты.

Казеин принадлежит к фосфоропротеидам - в своем составе содержит Н3РО4 органический фосфор , присоединенную моноэфирной связью к остаткам серина NH OH R CH - CH2 - O - P O О C OH O Казеин серинфосфорная кислота Гидрофильные свойства зависят от структуры, заряда молекул, рН среды, концентрации в ней солей, а также других факторов.

Своими полярными группами и пептидными группировками главных цепей казеин связывает значительное количество Н2О - не более 2 ч. на 1 ч. белка, что имеет практическое значение, обеспечивает устойчивость частиц белка в сыром, пастеризованном и стерилизованном молоке обеспечивает структурно-механические свойства прочность, способность отделить сыворотку кислотных и кислотно-сычужных сгустков, образующихся при выработке кисломолочных продуктов и сыра, т. к. в процессе высокотемпературной тепловой обработке молока денатурируется -лактоглобулин взаимодействуя с казеином и свойства гидрофильные казеина усиливаются обеспечивая влагоудерживающую и водосвязывающую способность сырной массы при созревании сыра, т. е. консистенция готового продукта.

Казеин-амфотерин. В молоке он имеет явно выраженные кислые свойства.NН2 NН R R СООН СОО- Его свободные карбоксильные группы дикарбоновых АК и гидроксильные группы фосфорной кислоты взаимодействуя с ионами солей щелочных и щелочноземельных металлов Na , K , Ca 2 , Mg 2 образуют казеинаты.

Щелочные растворители в Н2О, щелочноземельные нерастворимы.Казеинат кальция и натрия имеют большое значение при производстве плавленых сыров, при котором часть казеината кальция превращается в пластичный эмульгирующий казеинат натрия, который все шире используется в качестве добавки при производстве пищевых продуктов. Свободные аминогруппы казеина взаимодействуют с альдегидом формальдегид CH2OH R - NH2 2CH2O R - N CH2OH Эту реакцию используют при определении белка в молоке методом формального титрования.

Взаимодействие свободных аминогрупп казеина в первую очередь -аминогрупп лизина с альдегидными группами лактозы и глюкозы объясняется первая стадия реакции меланоидинообразования O R - NH2 C - R R - N CH - R H2O альдозиламин H Для практики молочной промышленности особый интерес представляет прежде всего способность казеина к коагуляции осаждению . Коагуляцию можно осуществить с помощью кислот, ферментов сычужного , гидроколлоидов пектин . В зависимости от вида осаждения различают кислотный и сычужный казеин.

Первый содержит мало кальция, так как ионы Н2 выщелачивают его из казеинового комплекса, сычужный казеин - это смесь наоборот казеината кальция и он не растворяется в слабых щелочах в противоположность кислотному казеину. Различают два вида казеина, получаемого осаждением кислотами кисломолочный творог и казеин-сырец.При получении кисломолочного творога кислота образуется в молоке биохимическим путем - культурами микроорганизмов, причем отделению казеина предшествует стадия гелеобразования.

Казеин-сырец получают путем добавления молочной кислоты или минеральных кислот, выбор которых зависит от назначения казеина, так как под их воздействием структура осажденного казеина различна молочнокислый казеин - рыхлый и зернистый, сернокислотный - зернистый и слегка сальный соляно-кислый - вязкий и резинообразный.При осаждении образуются кальциевые соли применяемых кислот.

Труднорастворимый в воде сульфат кальция нельзя полностью удалить при промывке казеина. Казеиновый комплекс довольно термоустойчив. Свежее нормальное молоко с рН 6,6 свертывается при температуре 150оС - за несколько секунд, при температуре 130оС более чем за 20 минут, при 100оС - в течение нескольких часов, поэтому молоко можно стерилизовать.С коагуляцией казеина связана его денатурация свертывание , она появляется в виде хлопьев казеина, либо в виде геля. При этом хлопьеобразование получает название коагуляции, а гелеобразование - свертывание.

Видимым макроскопическим изменениям предшествуют субмикроскопические изменения на поверхности отдельных мицелл казеина, они наступают при следующих условиях - при сгущении молока - казеин мицеллы образует слабо связанные друг с другом частицы.В сгущенном молоке с сахаром этого не наблюдается - при голодании - мицеллы распадаются на субмицеллы, шарообразная форма их деформируется - при нагревании в автоклаве 130оС - происходит разрыв главных валентных связей и увеличивается содержание небелкового азота - при сушке распылительной - форма мицелл сохраняется. при контактном способе - форма их изменяется, что влияет на плохую растворимость молока - при сублимационной сушке - изменение незначительны. Во всех жидких молочных продуктах видимая денатурация казеина крайне нежелательна.

В молочной промышленности явление коагуляции казеина вместе с сывороточными белками получают копреципитаты, используют СаСl2, NH2 и гидроокись кальция.

Все процессы денатурации казеина, кроме высаливания считаются необратимыми, но это верно только в том случае, если под обратимостью процессов понимается восстановление нативных третичной и вторичной структур белков молока. Практическое значение имеет обратимое поведение белков, когда они из осажденной формы могут переходить снова в коллоидно-дисперсное состояние.Сычужное свертывание в любом случае представляет собой необратимую денатурацию, так как при этом расщепляются главные валентные связи.

Сычужные казеины не могут перейти вновь в первоначальную к