Физические свойства молока. Физические свойства молока

Физические свойства молока. Физические свойства молока


Физические свойства молока

Внешний вид

Мутность молока обусловлена наличием в нем суспензированных частиц жира, белков и некоторых минеральных веществ. Цвет молока меняется от белого до желтого в соответствии с окраской (в зависимости от содержания каротина) жира. Обезжиренное молоко более прозрачно и имеет слабый голубоватый оттенок.

Плотность

Плотность коровьего молока меняется в пределах 1,028–1,038 г/см3 в зависимости от состава.

Плотность (d) молока при 15,5°С может быть рассчитана по нижеприведенной формуле, в которой:

Ж – м.д. жира (%)

СОМО – м.д. сухого обезжиренного молока оси (%)

Вода (%) – м.д. воды = 100 – Ж – СОМО

Ж СОМО

0,93 1,608

+

г/см3 , d 15,5°C =

+ вода

Для приводимого в качестве примера молока с 3,2% жира и с 8,5% обезжиренных сухих веществ имеем:

Осмотическое давление

Осмотическое давление регулируется числом молекул или частиц, а не массой растворенного вещества; так, 100 молекул с размерами частиц в 10 условных единиц будут иметь в 10 раз большее осмотическое давление, чем 10 молекул с размерами в 100 единиц. Следовательно, для данной массы чем меньше размер молекул, тем больше осмотическое давление.

Молоко синтезируется из крови и отделяется от нее проницаемой мембраной и таким образом имеет с кровью одинаковое осмотическое давление, иными словами, является изотоническим относительно нее. Осмотическое давление крови обладает превосходным постоянством, несмотря на то что ее состав (содержание таких компонентов, как пигменты, белки и т.п.) может меняться. Это же относится и к молоку, общее осмотическое давление которого представлено в таблице 2.8.

Температура замерзания

Температура замерзания молока является единственным надежным параметром, при помощи которого можно определить, разбавлено оно водой или нет. Температура замерзания для коровьего молока лежит в пределах от –0,54°С до –0,59°С.

В этом контексте необходимо также упомянуть, что при высокотемпературной обработке молока (например, при стерилизации) осаждение части фосфатов может вызвать повышение его температуры замерзания.

Внутреннее, или осмотическое, давление также определяет разность между температурами замерзания у раствора и растворителя (воды), так что понижение температуры замерзания (D в таблице 2.8) служит мерой осмотического давления. В случае получения анормального молока, при изменении состава молока по физиологическим или патологическим причинам (например, из-за поздней лактации или мастита соответственно) осмотическое давление и, следовательно, температура замерзания остаются неизменными. Наиболее важным изменением при этом будет падение содержания лактозы и повышение содержания хлорида.

Кислотность

Кислотность раствора зависит от концентрации в нем ионов гидроксония [H+]. Когда концентрации ионов гидроксония и гидроксильных [OH–] ионов равны, раствор называют нейтральным. В 1 мл такого раствора содержится 1:10 000 000 (10–7)г ионов [Н+]. Величина pH характеризует концентрацию ионов гидроксония в растворе и математически может быть определена как отрицательный логарифм концентрации этих ионов:

pH = – log[H+]

Для вышеупомянутого нейтрального раствора значение рН будет следующим:

рH = log10–7 = 7. В случае концентрации ионов водорода [Н+] 1:100 000 /л или 10–6 раствор будет кислотным. Чем ниже значение рН, тем выше кислотность.

d 15,5°C = 1,0306 г/см3

Таблица 2.8

Осмотическое давление в молоке

Компонент Молекулярная Нормальная Осмотическое D % от общего

масса конц-ция давление, атм. °C осмотического

давления

Лактоза 342 4,7 3,03 0,25 46

Хлориды, NaCl 58,5 ≈ 0,1 1,33 0,11 19

Другие соли и т.д. – – 2,42 0,20 35

Сумма _____6,78 0,560 100

Источник: Дж.Г.Дэвис, Словарь по молочному делу (Dictionary of Daiyring, J.G.Davis)

3,2

0,93 1,608

8,5

+ + (100 – 3,2 – 8,5)

Раствор гидроксида натрия (NaOH)

5 капель

фенолфталеина (5%)

20 мл дистиллированной

воды

10 мл образца молока

Концентрация N/10

(0,1 N). Количество

добавленного NaOH

считывают, когда

образец окрашивается

в розовый цвет

 

Таблица 2.9

Кислотность часто выражается одним из следующих способов

°SH °Th °D % l.a.

1 2,5 2,25 0,0225

0,4 1 0,9 0,009

4/9 10/9 1 0,01

Пример:

Для титрования 10 мл образца молока требуется 1,7 мл н/10 NaOH.

Поэтому для 100 мл молока было бы необходимо 10 х 1,7 = 17 мл щелочи, то есть кислотность молока равна 17 ºTh.

Величина pH раствора или продукта представляет собой истинную (действительную) кислотность. Нормальное молоко является слегка подкисленным раствором с pH = 6,5–6,7, при этом наиболее типичное значение составляет pH 6,6. Температура измерения pH должна составлять около 25ºС.

Для измерения pH применяют pH-метры.

Титруемая кислотность

Кислотность может быть выражена и через титруемую кислотность. Этот вид кислотности молока представляет собой количество гидроксильных ионов (ОН–) раствора заданной концентрации, необходимое для повышения pH определенного количества молока примерно до 8,4, при котором обычно применяемый индикатор фенолфталеин изменяет окраску от бесцветной до розовой. Практически этот тест определяет количество щелочи, необходимое для изменения pH от 6,6 до 8,4. Молоко, сквашенное в результате развития в нем микроорганизмов, имеет высокую титруемую кислотность, что объясняется требованием повышенного количества щелочи, необходимого для титрования такого молока. В зависимости от концентрации используемого для титрования раствора гидроксида натрия (NaOH) титруемая кислотность может быть выражена в разных единицах.

°SH– градусы Сокслета-Хенкеля, получаемые титрованием 100 мл молока раствором 0,25Н NaOH в присутствии индикатора фенолфталеина.

Свежевыдоенное молоко имеет 7°SH. Этот метод получил широкое распространение в Центральной Европе.

°Th – градусы Тёрнера, получаемые титрованием 100 мл молока, разбавленного 2 частями дистиллированной воды, 0,1Н раствором NaOH с использованием фенолфталеина в качестве индикатора. Свежевыдоенному молоку соответствует 17°Th. Применяют главным образом в Швеции и СHГ.

°D – градусы Дорника, получаемые титрованием 100 мл молока раствором H/9 NaOH с использованием фенолфталеина в качестве индикатора. Нормальное молоко дает величины около 15°D. Применяют в основном в Нидерландах и во Франции.

% l.a. – проценты молочной кислоты, получаемые как градусы Дорника (°D), деленные на 100. Применяют часто в Великобритании, США, Канаде, Австралии и Новой Зеландии.

В таблице 2.9 приведены различные выражения для титруемой кислотности.

Молозиво

Первое молоко, которое дает корова после отела, называют молозивом.

Оно очень отличается от нормального молока по составу и свойствам.

Явной отличительной характеристикой молозива является высокое содержание в нем сывороточных белков – около 11% по сравнению с примерно 0,65% в нормальном молоке. Это приводит к свертыванию молозива при нагревании.

Доминирующую часть его сывороточных белков составляют иммуноглобулины (в основном класса G), которые защищают теленка от инфекций до образования его собственной иммунной системы. Молозиво имеет желтовато-коричневатый цвет, специфический запах и довольно солоноватый привкус при высоком содержании каталазы и пероксидазы. Через 4–5 дней после отела корова начинает выделять молоко нормального состава, которое может быть смешано с другим молоком.

Для обеспечения соответствующего качества конечной продукции необходимо при проектировании установок для переработки пищевого сырья принимать во внимание целый ряд важных факторов. Одним из них, безусловно, является реологический аспект поведения сырья и продукции.

В частности, в молочной промышленности имеются продукты, приготавливаемые из сливок и сквашенного молока, характеристики которых могут оказаться в той или иной мере ухудшенными, если не будет в достаточной степени изучена текучесть указанных продуктов. В связи с этим ниже приводится краткое изложение основ текучести некоторых типовых продуктов, выпускаемых молочной промышленностью.

Реология

Определение реологии

Реология – наука о деформации и текучести веществ и материалов. Термин происходит от греческого слова “rheos” – “течение”. Реология применима к веществам и материалам, находящимся в любом физическом состоянии – от газообразного до твердого.

Наука о реологии молодая – ей всего около 70 лет. Однако ее история является очень древней.

В Книге судей в Ветхом Завете пророчица Девора провозглашает: “Горы текли перед Всевышним ...” В переводе на язык реологии по профессору М. Рейнеру (M. Reiner) это выражение означает, что все способно к течению, если только вы готовы ждать этого достаточно долго, что в свою очередь, безусловно, применимо и к реологии. То же было провозглашено и древнегреческим философом Гераклитом как “panta rei” – все течет. Основателем же реологии как науки в середине двадцатых годов начала века был профессор Рейнер вместе с профессором E. Бингамом (E. Bingham). Реология находит свое применение в пищевой науке для определения консистенции различных продуктов. Реологически консистенция характеризуется двумя понятиями – вязкостью (“густотой”, отсутствием скольжения) и эластичностью (“слипаемостью”, структурообразованием). Поэтому на практике реология означает измерение вязкости, описание поведения потока и определение структуры материалов. Основные знания по этим вопросам необходимы в технологии получения пищевых продуктов с улучшенными качествами.

stydopedia.ru

Физические свойства молока

Плотность

Плотность, или объемная масса, молока при 20°С колеблется от 1027 до 1032 кг/м3. Средняя величина плотности заготовляемого в РФ моло​ка низкая и составляет 1028,5 кг/м3(или 28,5 градусов ареометра). Плот​ность молока зависит от температуры (понижается с ее повышением) и химического состава (понижается при увеличении содержания жира и повышается при увеличении количества белков, лактозы и солей).

Плотность молока, определенная с разу 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 (за счет изменения коэффициентов температурного расширения) при постепенном понижении температуры молока. Поэтому плотность закупаемого молока следует определять не ранее чем через 2 ч после дойки.

Величина плотности молока меняется в течение лактационного периода, вследствие болезней, а также под влиянием кормовых раци​онов, породы и других факторов. Значительно отличаются от нормального молока по плотности молозиво и молоко, полученное от больных маститом животных, что объясняется резким изменением содержания в них белков, лактозы и других составных частей.

Плотность молока изменяется при фальсификации — понижает​ся при добавлении воды (каждые 10% добавленной воды вызывают уменьшение плотности в среднем на 3 кг/м3) 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 удовлетворяю​щее требованиям ГОСТа по плотности, например молоко, имеющее плотность ниже 1027 кг/м3, но цельность которого подтверждена стойловой пробой, принимается как сортовое.

Плотность других молочных продуктов, как и плотность молока, зависит от химического состава. Например, плотность (в кг/м3) сы​воротки (творожной, подсырной и казеиновой) равна, соответствен​но 1019...1026, 1018...1027 и 1020...1025, обезжиренного молока — 1032...1035, пахты - 1031...1033.

Вязкость и поверхностное натяжение

Вязкость, или внутреннее трение, нормального молока при 20°С в среднем составляет 1,8 • 10~3 Па • с с колебаниями от 1,3 • 10-3 до 2,2 • 10-3 Па • с. Она зависит главным образом от содержания белков и жира, дисперсности мицелл казеина и шариков жира, степени их гидратации и агрегирования. Сывороточные белки и лактоза незна​чительно влияют на вязкость молока.

В процессе хранения и обработки молока (перекачивание, гомо​генизация, пастеризация и т.д.) вязкость молока повышается. Это объясняется увеличением степени диспергирования жира, укрупне​нием белковых частиц, адсорбцией белков на поверхности шариков жира и т.д..

Практический интерес представляет вязкость сильноструктуриро​ванных молочных продуктов — сметаны, кисломолочных напитков и пр. Вязкость этих продуктов, обусловленная образованием внутренних структур, отличается от истинной вязкости ньютоновских жидкостей (к которым можно условно отнести цельное молоко). При течении ненью​тоновских жидкостей вязкость зависит от напряжения сдвига и гради​ента скорости. Для них введено понятие «эффективная вязкость», кото​рое характеризует равновесное состояние между процессами восстанов​ления и разрушения структуры в установившемся потоке (А. В. Горба​тов). Эффективная вязкость простокваши, ацидофилина и сметаны 30%-й жирности составляет 445,1791 и 305 Па • с • 10-3, соответственно.

Поверхностное натяжение молока (сила, действующая на едини​цу длины границы раздела фаз молоко—воздух) ниже поверхностного натяжения воды (72,7 • 10-3 Н/м) и при 20°С равно около 44 • 10-3 Н/м. Более низкое по сравнению с водой значение поверх​ностного натяжения объясняется наличием в молоке поверхностно-активных веществ (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 технологической обработки и т.д. Так, поверхностное натяжение снижается при нагревании мо​лока и особенно сильно при его липолизе, так как в результате гидро​лиза жира образуются ПАВ — жирные кислоты, ди- и моноацилглицерины, понижающие величину поверхностной энергии.

Натяжение в молоке возникает также на границе раздела других фаз — жир—плазма и воздух—плазма, способствуя образованию гидратных оболочек шариков жира и пены (А. П. Белоусов). Пенообразование имеет большое значение для некоторых процессов переработ​ки молока, например для процесса маслообразования, фризерования смеси при производстве мороженого и др. Вместе с тем пенообразование при получении, транспортировке, перекачивании, сепариро​вании и сгущении молока отрицательно влияет на качество получае​мых молочных продуктов, так как способствует дестабилизации жи​ровой эмульсии, липолизу и окислению свободного жира.

www.wikidocs.ru

Физические свойства молока - Информация

Плотность

Плотность, или объемная масса, молока при 20С колеблется от 1027 до 1032 кг/м3. Средняя величина плотности заготовляемого в РФ молока низкая и составляет 1028,5 кг/м3(или 28,5 градусов ареометра). Плотность молока зависит от температуры (понижается с ее повышением) и химического состава (понижается при увеличении содержания жира и повышается при увеличении количества белков, лактозы и солей).

Плотность молока, определенная с разу 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 (за счет изменения коэффициентов температурного расширения) при постепенном понижении температуры молока. Поэтому плотность закупаемого молока следует определять не ранее чем через 2 ч после дойки.

Величина плотности молока меняется в течение лактационного периода, вследствие болезней, а также под влиянием кормовых рационов, породы и других факторов. Значительно отличаются от нормального молока по плотности молозиво и молоко, полученное от больных маститом животных, что объясняется резким изменением содержания в них белков, лактозы и других составных частей.

Плотность молока изменяется при фальсификации понижается при добавлении воды (каждые 10% добавленной воды вызывают уменьшение плотности в среднем на 3 кг/м3) 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 ГОСТа по плотности, например молоко, имеющее плотность ниже 1027 кг/м3, но цельность которого подтверждена стойловой пробой, принимается как сортовое.

Плотность других молочных продуктов, как и плотность молока, зависит от химического состава. Например, плотность (в кг/м3) сыворотки (творожной, подсырной и казеиновой) равна, соответственно 1019...1026, 1018...1027 и 1020...1025, обезжиренного молока 1032...1035, пахты - 1031...1033.

Вязкость и поверхностное натяжение

Вязкость, или внутреннее трение, нормального молока при 20С в среднем составляет 1,8 10~3 Па с с колебаниями от 1,3 10-3 до 2,2 10-3 Па с. Она зависит главным образом от содержания белков и жира, дисперсности мицелл казеина и шариков жира, степени их гидратации и агрегирования. Сывороточные белки и лактоза незначительно влияют на вязкость молока.

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, кисломолочных напитков и пр. Вязкость этих продуктов, обусловленная образованием внутренних структур, отличается от истинной вязкости ньютоновских жидкостей (к которым можно условно отнести цельное молоко). При течении неньютоновских жидкостей вязкость зависит от напряжения сдвига и градиента скорости. Для них введено понятие эффективная вязкость, которое характеризует равновесное состояние между процессами восстановления и разрушения структуры в установившемся потоке (А. В. Горбатов). Эффективная вязкость простокваши, ацидофилина и сметаны 30%-й жирности составляет 445,1791 и 305 Па с 10-3, соответственно.

Поверхностное натяжение молока (сила, действующая на единицу длины границы раздела фаз молоковоздух) ниже поверхностного натяжения воды (72,7 10-3 Н/м) и при 20С равно около 44 10-3 Н/м. Более низкое по сравнению с водой значение поверхностного натяжения объясняется наличием в молоке поверхностно-активных веществ (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 технологической обработки и т.д. Так, поверхностное натяжение снижается при нагревании молока и особенно сильно при его липолизе, так как в результате гидролиза жира образуются ПАВ жирные кислоты, ди- и моноацилглицерины, понижающие величину поверхностной энергии.

Натяжение в молоке возникает также на границе раздела других фаз жирплазма и воздухплазма, способствуя образованию гидратных оболочек шариков жира и пены (А. П. Белоусов). Пенообразование имеет большое значение для некоторых процессов переработки молока, например для процесса маслообразования, фризерования смеси при производстве мороженого и др. Вместе с тем пенообразование при получении, транспортировке, перекачивании, сепарировании и сгущении молока отрицательно влияет на качество получаемых молочных продуктов, так как способствует дестабилизации жировой эмульсии, липолизу и окислению свободного жира.

Осмотическое давление и температура замерзания

Осмотическое давление молока близко по величине к осмотическому давлению крови животного и в среднем составляет 0,66 МПа. Температура замерзания нормального молока в среднем равна -0,54С.

Осмотическое давление молока (и понижение температуры замерзания по сравнению с водой) обусловливается главным образом высокодисперсными веществами: лактозой (на молочный сахар приходится около 50...60% всей величины давления) и ионами солей преимущественно хлоридами и фосфатами калия и натрия. Белковые вещества и коллоидные соли незначительно влияют на осмотическое давление молока, жир практически н

www.studsell.com


Смотрите также