Молоко сырье. МОЛОКО КАК СЫРЬЕ ДЛЯ МОЛОЧНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К КАЧЕСТВУ МОЛОКА

Глава 1. Сырье для молочной промышленности (1.1-1.5). Молоко сырье


Глава 1. Сырье для молочной промышленности (1.1-1.5)

1.1. Виды молочного сырья

Сырьем для производства молочных продуктов являются цельное натуральное коровье молоко, сливки, вторичное молочное белково-углеводное сырье.

Цельное молоко — это основной вид молочного сырья для производства молочных продуктов. Высокая пищевая ценность молока обусловлена оптимальным содержанием в нем белков, жиров, углеводов, минеральных веществ и витаминов. Соотношение и форма, в которой компоненты присутствуют в молоке, способствуют их хорошей переваримости и усвояемости. В настоящее время известно более 200 различных компонентов молока.

Главные из них — вода, белки, жиры, углеводы, минеральные вещества, второстепенные — витамины, ферменты, гормоны, фосфатиды и т. д. Кроме того, в молоке могут быть обнаружены посторонние вещества (антибиотики, тяжелые металлы, радионуклиды, афлатоксины и др.), попавшие туда различными путями.

Наряду с цельным молоком в качестве молочного сырья для производства молочных продуктов используют сливки, полученные сепарированием цельного молока, обезжиренное молоко, пахту и молочную сыворотку.

При сепарировании или нормализации в потоке цельного молока в качестве основного (при сепарировании) или побочного (при нормализации в потоке) продукта получают сливки с разной массовой долей жира. Большая часть молочного жира концентрируется в сливках. Но не это придает им основную биологическую ценность. В сливки переходят белково-лецитиновые комплексы, а также биологически активные компоненты молочного жира — незаменимые полиненасыщенные жирные кислоты, такие, как линолевая, линоленовая, арахидоновая, которые способствуют нормализации холестеринового обмена и тем самым предупреждению развития атеросклероза у человека.

Сливки используют в качестве ценного молочного сырья при производстве высокожирных молочных продуктов (питьевых сливок, сметаны, масла и др.).

При сепарировании цельного молока кроме сливок получают обезжиренное молоко, в которое переходят основная часть белковых веществ, лактоза, минеральные вещества и часть биологически активных веществ молока, кроме жирорастворимых витаминов.

Массовая доля сухих веществ в обезжиренном молоке составляет около 9%. Молочный жир представлен лишь 0,05% в основном в виде мелких жировых шариков, попавших в плазму молока при сепарировании. Обезжиренное молоко рекомендуется использовать в качестве сырья для производства диетических пищевых молочных продуктов и кормовых целей.

Пахта образуется при выработке всех видов коровьего масла из сливок. Особая ценность пахты заключается в том, что в нее из сливок переходят липотропные вещества: фосфатиды и лецитин, участвующие в нормализации жирового и холестеринового обменов в организме. Пахта содержит полноценные молочные белки, лактозу, минеральные вещества и биологически активные вещества.

Содержание молочного жира (0,5%) в пахте ниже, чем в цельном молоке, но выше, чем в обезжиренном. Пахта, так же как и обезжиренное молоко, является ценным сырьем при производстве молочных продуктов. Кроме того, ее используют для нормализации молочного сырья по массовой доле жира при производстве многих молочных продуктов. Молочная сыворотка — побочный продукт, получаемый при производстве сыра, творога и казеина.

В зависимости от способа производства она имеет некоторые различия в составе, однако в среднем в ней содержится около половины сухих веществ цельного молока. Это позволяет применять молочную сыворотку для получения сывороточных белков и молочного сахара — продуктов, используемых в пищевом, молочном, косметическом и других производствах. Есть и другие способы применения молочной сыворотки, в том числе непосредственно для выработки из нее напитков.

Молочное сырье имеет качественную характеристику, обусловленную составом, свойствами, пищевой, биологической и энергетической ценностью.

1.2. Характеристика молочного сырья Энергетическая ценность молочного сырья обусловлена входящими в его состав компонентами (жирами, белками, углеводами и минеральными веществами). Энергетическую ценность Е (кДж) в расчете на 1000 г молочного сырья можно рассчитать по следующей формуле:Е=(39Ж+ 17,2Б+ 16,7У) 10, где Ж — массовая доля жира; Б — массовая доля белка; У — массовая доля углеводов; 39; 17,2; 16,7 —энергетическая ценность 1 г соответственно жира, белка, углеводов; 10 — коэффициент пересчета на 1000 г молочного сырья. Усредненная энергетическая ценность молочного сырья (кДж): цельное молоко —2805, обезжиренное молоко — 1440, пахта — 1599, молочная сыворотка — 1013.

1.2.1. Состав молочного сырья Химический состав молочного сырья (усредненные данные) представлены в табл. 1. Таблица 1. Химический состав молочного сырья, %

Компоненты

Цельное молоко

Сливки*

Обезжиренное молоко

Пахта

Молочная сыворотка

Вода

87,5

59,7

91,25

90,9

94,2

*Массовая доля жира 35%Вода. В молоке содержится 85–89% воды. Вода выполняет различные функции и играет важную роль в биохимических процессах, происходящих при производстве молочных продуктов. Вода обладает свойством образовывать упорядоченную тетраэдрическую структуру. В такой структуре каждая молекула воды окружена четырьмя другими молекулами воды. Образование упорядоченной структуры объясняется поляризованностью молекулы воды — каждый из двух атомов водорода молекулы обладает частичным положительным зарядом, а атом кислорода несет частичный отрицательный заряд. Следовательно, молекула воды представляет собой электрический диполь. Дипольные молекулы воды могут ориентироваться и связываться как друг с другом, так и с другими молекулами. Большая часть воды в молоке (83,5–84%) находится в свободном состоянии (свободная вода) и может принимать участие в химических реакциях. Такая вода представляет собой раствор различных органических и неорганических веществ (углеводов, солей и т.д.). Ее можно удалить из молока при сгущении или сушке. Меньшая часть воды (3–3,5 %) находится в связанном состоянии (адсорбционно-связанная вода). Она удерживается силами межмолекулярного притяжения около поверхности коллоидных частиц (белков, фосфолипидов, полисахаридов). Гидратация белковых молекул обусловлена наличием на их поверхности полярных групп (гидрофильных центров). К последним относят карбоксильные, аминные, гидроксильные и другие группы. При адсорбировании диполи воды располагаются несколькими слоями вокруг гидрофильных центров белковой молекулы. Первый слой (ориентированные неподвижные молекулы воды, прочно связанные с белком) называют гидратной, или водной, оболочкой. От свойств гидратных оболочек зависит стабильность белковых частиц и жировых шариков молока. Последующие слои молекул воды связаны с белком менее прочными связями. По количеству адсорбционно-связанной воды обычно судят о гидрофильности белков, под которой понимают способность связывать воду первого и последующего слоев. Адсорбционно-связанная вода по своим свойствам заметно отличается от свободной воды. Она не замерзает при низких температурах (ниже –40°С), не растворяет лактозу, соли и т.д., ее нельзя удалить при сгущении и сушке. Особая форма связанной воды — химически связанная вода. Это так называемая кристаллизационная вода. В молоке она связана с кристаллами молочного сахара.Белки. В процессах обмена и построения веществ, присущих живому организму, главенствующее положение занимают белки. Как составная часть живой клетки белки являются основой всех живых организмов и выполняют множество функций: структурную, транспортную, защитную, каталитическую, гормональную и др. В коровьем молоке белки составляют приблизительно четвертую часть общего содержания сухих веществ молока (в среднем 3,2 %). В состав молока входят три группы белков: казеин — около 80 % всех белков молока; сывороточные белки — около 20 % белковых веществ молока; белки оболочек жировых шариков — около 1 % всех белков молока. Основные фракции белков молока приведены в табл. 2. Таблица 2. Состав и содержание белков в коровьем молоке

Белки

Содержание 6 молоке

г/кг

% общего содержания белков

Казенны, всего

26,0

79,5

В том числе:

αS1-казеин

10,0

30,6

αS2-казеин

2,6

8,0

β-казеин

10,1

30,8

æ-казеин

3,3

10,1

Сывороточные белки, всего

6,3

19,3

В том числе:

α-лактоальбумин

1,2

3,7

β-лактоглобулин

3,2

9,8

альбумин сыворотки крови

0,4

1,2

иммуноглобулины

0,7

2,1

протеозопептоны

0,8

2,4

Белки оболочек жировых шариков

0,4

1,2

Общее содержание белка

32,7

100.0

Степень чистой утилизации молочных белков в организме человека составляет 75%. Основа белковых молекул — аминокислоты, соединенные между собой пептидными связями. Известно более 20 аминокислот, 18 из них обнаружены в молочном белке, в том числе 8 незаменимых, т. е. не синтезируемых в организме человека. Большая часть из них (метионин, триптофан, изолейцин, фенилаланин, валин, лейцин) в белке молока содержится в количествах, значительно превышающих их содержание в белках мяса, рыбы и растительных продуктов. В белках молока содержатся углерод, кислород, водород, азот, фосфор и сера. Однако определяющими для характеристики белков являются азот, сера и фосфор. Казеины. Основной белок молока по количеству и технологическому значению — казеин. Его содержание в молоке колеблется от 2,3 до 2,9 %. Казеин представляет собой комплекс более 30 фракций, основными из которых являются αS1-(38 %), αS2-(10%), β-(39 %) и æ-(13%) казеины. Индекс Sозначает, что эта фракция казеина осаждается под действием ионов кальция, цифры 1 и 2 показывают, что существуют еще более мелкие, второстепенные фракции. Фракции казеина имеют массу от 19 000 до 25 000, различный аминокислотный состав, генетически изменчивые варианты, различающиеся одним или двумя аминокислотными остатками в полипептидной цепи, а также отношением к ионам кальция и сычужному ферменту. Кроме того, в молоке содержатся производные, или фрагменты, главных фракций казеина, образующиеся в результате расщепления последних под действием протеолитических ферментов молока. Например, фрагментом (β-казеина является γ-казеин. Нормальное свежее молоко содержит около 3% γ-казеинов, но их количество может достигать 10% и более при заболевании животных маститом, в конце лактации, в процессе длительного хранения молока при 2 — 4°С и т. д. При значительном содержании γ-казеинов в молоке ухудшаются его технологические свойства, в частности, молоко не свертывается сычужным ферментом, что не позволяет использовать его в производстве творога и сыра. Все фракции казеина — фосфопротеиды, т. е. содержат остатки фосфорной кислоты, присоединенные к серину моноэфирной связью. Этим определяется их чувствительность к ионам кальция. αS2-Казеин содержит 11 остатков серинфосфата, αS1-казеин—8, (β-казеин — 5 и æ-казеин — 1. Наиболее чувствительны к ионам кальция первые три фракции казеина. В их присутствии они образуют кальциевые мостики, агрегируют и выпадают в осадок. æ-Казеин является фосфогликопротеидом, не чувствителен к ионам кальция, поэтому, располагаясь на поверхности мицеллы казеина, выполняет защитную функцию по отношению к αS2- и β-казеинам. æ-Казеин содержит углеводы и чувствителен к сычужному ферменту, под действием которого распадается на гидрофобный пара-æ-казеин (выпадающий в осадок) и гидрофильный гликомакропептид (остающийся в растворе и отделяющийся вместе с сывороткой). По определению Кинселлы, казенны — это группы гетерогенных фосфопротеидов, самоассоциирующихся в мицеллы в присутствии кальция, цитратов и фосфатов. Главными белковыми компонентами казеиновых мицелл являются αS1-, αS2-, β- и æ-казеины, основными минеральными компонентами — кальций и фосфор. В небольших количествах мицеллы содержат цитрат, магний, калий и натрий. Углеводная часть казеиновых мицелл представлена сиаловой кислотой, галактозой и галактозамином. Кальций и фосфор в казеиновых мицеллах содержатся в двух формах: неорганический кальций входит в состав коллоидного фосфата и цитрата кальция, органический кальций присоединен к фосфатным и карбоксильным группам казеина. Ионы кальция взаимодействуют с остатками фосфорной кислоты, соединяясь с одной или двумя ее гидроксильными (ОН-) группами; кроме того, они присоединяются к карбоксильным группам (СОО-) казеина. Во втором случае кальций имеет свободную связь и может образовывать кальциевый мостик между расположенными друг против друга серинфосфатными группами двух молекул казеина: 2R—COOH + Са2+ → 2R—COOCa+ + 2Н+; 2R—COOH + Са2+ → R—COO—Ca—ООС—R + 2Н+. Такой кальций играет определенную роль при образовании казеиновых мицелл и называется структурообразующим, так как объединяет две молекулы казеина. Кальциевые мостики способствуют агрегации коллоидных частиц казеина при сычужной и кальциевой коагуляции. Фосфор коллоидного фосфата кальция, так же как и кальций, считают неорганическим фосфором, а фосфор, входящий в состав казеина, —органическим фосфором. Соединять молекулы казеина между собой наподобие кальциевых мостиков может и неорганический фосфор в виде коллоидного фосфата кальция, который наряду с ионами кальция может присоединяться к серинфосфатным группам молекул казеина. Комплекс органического кальция с казеином называется казеинатом кальция, а комплекс казеината кальция с коллоидным фосфатом кальция — казеинаткальцийфосфатным комплексом (ККФК). Мицеллы ККФК представляют собой почти сферические, рыхлые, пористые, сильно гидратированные частицы со средним диаметром около 100 нм (1 нм = 10-9м). Они состоят из субмицелл, соединенных друг с другом с помощью коллоидного фосфата кальция, гидрофобных и электростатических взаимодействий, водородных и других связей. Сами субмицеллы состоят из молекул казеината кальция. Субмицеллы объединяются в результате гидрофобных и электростатических взаимодействий таким образом, что на поверхности образовавшейся мицеллы располагается æ-казеин, гидрофобные N-концевые участки которого направлены к ядру, а гидрофильные С-концевые участки с углеводами — в окружающую среду. Внутри казеиновой мицеллы концентрируются чувствительные к ионам кальция αS1-, αS2- и β- казеины. Последние являются дифильными соединениями, т. е. в одной и той же молекуле содержат строго ограниченные полярные (гидрофильные) и неполярные (гидрофобные) участки. Согласно расчетам Немети и Шераги гидрофобные взаимодействия усиливаются при повышении температуры до 60°С, а затем начинают ослабевать. При температуре ниже 5°С гидрофобные взаимодействия будут минимальными. Взаимодействие разноименно заряженных групп под действием электростатических сил обычно не играет существенной роли в стабилизации белковых мономеров и полимеров. В водных растворах ионизированные группы окружены диполями воды и взаимодействие между ними ослаблено. Однако одновременное притяжение многих ионизированных групп при взаимодействии участков белковых субъединиц, усиленных гидрофобным окружением, может создавать довольно сильную электростатическую стабилизацию белков или способствовать их агрегированию. Особый интерес представляют электростатические взаимодействия между фосфатными и карбоксильными группами фракций казеина и катионом Са2+. Играющий роль мостику при соединении двух фосфатных групп казеина кальций способствует снижению его отрицательного заряда. При этом появляется возможность для гидрофобного взаимодействия субмицелл, что способствует их агрегации. Водородные и дисульфидные связи присутствуют в субмицеллах в незначительных количествах и не влияют на стабилизацию субмицелл. Поэтому можно сделать вывод, что главную роль в формировании и стабилизации субмицелл и мицелл казеина играют гидрофобные взаимодействия, определенное значение имеют также и электростатические взаимодействия. Сывороточные белки. Наряду с казеином в молоке содержатся так называемые сывороточные белки, т. е. белки, остающиеся в сыворотке после осаждения казеина в изоэлектрической точке. Они составляют около 20% всех белков молока. К ним относятся β-лактоглобулин (52%), α-лактальбумин (23%), иммуноглобулины (16%), альбумин сыворотки крови (8%), лактоферрин и другие минорные белки (1%). Сывороточные белки содержат больше незаменимых аминокислот, чем казеин, поэтому с точки зрения физиологии питания их следует считать наиболее полноценными. В сывороточных белках серы больше, чем в казеине. Технологическое значение имеет сера, образующая свободные сульфгидрильные группы. Наличие серы в сывороточных белках обусловлено присутствием серосодержащих аминокислот — метионина, цистина, цистеина. Они влияют на изменения белков в процессе переработки, например на денатурацию и органолептические показатели при тепловой обработке. Сывороточные белки характеризуются равномерным распределением полярных и неполярных аминокислот вдоль полипептидной цепи, низким содержанием пролина, поэтому имеют компактную глобулярную конформацию со значительной спирализацией цепей и средним диаметром от 15 до 50 нм. Из-за малого размера их количество в молоке превышает число казеиновых мицелл приблизительно в 1500 раз. Свойства белков. При производстве кисломолочных продуктов и сыров используют способность белков к коагуляции и денатурации. Белки молока в водных растворах находятся в виде коллоидных частиц, размеры которых колеблются от 1 до 200 нм. Устойчивость коллоидных систем обусловлена наличием на поверхности частиц электрического заряда и гидратной оболочки. Изменение электрического заряда и нарушение гидратной оболочки приводят к осаждению (коагуляции) частиц. Глобулярные белки, к которым принадлежит и казеин, за счет преобладания в них остатков кислых аминокислот приобретают в растворах избыток отрицательных зарядов. При определенных условиях (нагревании молока, увеличении концентрации ионов водорода и кальция вследствие введения кислот и хлорида кальция) отрицательный заряд казеина можно снизить. Величина рН, при которой наблюдается равенство положительных и отрицательных зарядов, называется изоэлектрической точкой. У казеина изоэлектрическая точка находится в пределах рН 4,6–4,7. При этом значении рН белковые частицы теряют способность передвигаться в электрическом поле. Гидратация казеина в таких условиях проявляется слабо, и наблюдается самая низкая его стабильность. Силы электрического отталкивания между белковыми молекулами в этой точке минимальные. Это приводит к тому, что белки в изоэлектрической точке агрегируют (укрупняются) и коагулируют (выпадают в осадок). При коагуляции происходит обратимое осаждение белков, т. е. при определенных условиях их снова можно перевести в нативное состояние. Свойство казеина осаждаться в изоэлектрической точке используют при производстве всех кисломолочных продуктов и сыров. Денатурация белков молока может быть вызвана воздействием высоких температур; давлением и напряжением сдвига; ультрафиолетовым или ионизирующим излучениями; действием ферментов, органических растворителей (спирт, ацетон), химических веществ, реагирующих с функциональными группами на поверхности белка, и другими факторами. Денатурация — это изменение структуры белка по сравнению с его нативным состоянием. Результат денатурации — развертывание третичной и вторичной структур и высвобождение расположенных внутри них функциональных групп. Разрыв гидрофобных связей, поддерживающих третичную и вторичную структуры белков, ведет к развертыванию нативной специфической структуры молекул белков и образованию произвольной конфигурации. Связи, ранее поддерживающие структуру, высвобождаются и могут по-новому ориентироваться. Функциональные группы, которые первоначально размещались внутри глобул белков, а теперь также участвуют в формировании связей, вступают во взаимодействие с другими молекулами белка. При этом белок теряет растворимость, агрегирует и коагулирует. Денатурация молочных белков, вызванная нагреванием, действием ферментов и условиями хранения, создает ряд проблем в практике молочной промышленности, так как при этом часто снижается качество готовой продукции. Тепловой денатурации в основном подвержены сывороточные белки. Самым нестабильным при нагревании является β-лактоглобулин. При нагревании молока до 60°С β-лактоглобулин распадается на мономеры, которые при дальнейшем нагревании агрегируют за счет образования —S—S— связей: R—SH + HS—R → R—S—S—R + Н2. Тепловая денатурация β-лактоглобулина приводит к коагуляции агрегированного белка (он коагулирует почти полностью при 85–100°С). Кроме того, β-лактоглобулин образует комплексы с æ-казеином казеиновых мицелл и осаждается вместе с ними при коагуляции казеина. Этот комплекс значительно уменьшает воздействие на æ-казеин сычужного фермента и снижает термоустойчивость белков молока. Термолабильными являются также иммуноглобулины, которые денатурируют при температуре выше 70°С. Самым термоустойчивым из сывороточных белков является а-лактальбумин. Он содержит четыре дисульфидные связи (—S—S—) в отличие от β-лактоглобулина, который содержит две дисульфидные связи и одну свободную сульфгидрильную группу (SH-). Большая устойчивость α-лактальбумина к нагреванию обусловливается обратимостью денатурированного белка: после охлаждения наблюдается восстановление его нативной структуры за счет самопроизвольного повторного свертывания цепей. Этот процесс называют ренатурацией. В процессе денатурации пептидные связи сохраняются, вследствие чего первичная структура белков не изменяется. Если пептидная связь разрывается, белок распадается. Денатурация либо предшествует распаду белка, либо непосредственно связана с ним. При производстве молочных продуктов на белок воздействуют молокосвертывающие ферменты (сычужный фермент или пепсин), а также ферменты микробного происхождения. При распаде белков происходит гидролиз пептидных связей, в результате чего образуются вначале протеозы, пептоны, полипептиды, олигопептиды, затем аминокислоты и, наконец, вторичные продукты распада — аммиак, амины, сероводород. Разрыв пептидных связей и образование свободных аминокислот при гидролизе (расщеплении) полипептидов играет большую роль при созревании сыров, производстве кисломолочных продуктов и т. д. Источником биологически активных пептидов, в частности гликомакропептидов, является казеин молока. Под действием химозина они отщепляются от æ-казеина и способствуют формированию белковых сгустков высокой степени дисперсности, определяющей высокую скорость гидролиза αS- и β-казеинов. По физиологическим свойствам к гликомакропептидам близки фосфопептиды, отщепляемые от αS1-казеина в тонком отделе кишечника во время пищеварения, а также компоненты протеозопептонов, образующиеся из β-казеина. Данные фрагменты казенное устойчивы к дальнейшему протеолитическому расщеплению, образуют растворимые комплексы с кальцием и способствуют абсорбции кальция и фосфора в кишечнике. При гидролизе белков молока в желудочно-кишечном тракте могут образовываться экзоморфины или морфиноподобные (болеутоляющие) пептиды. Предполагают, что экзоморфины поступают в кровь и принимают участие в изменении общего гормонального фона организма. По мнению исследователей, β-казоморфины, являющиеся фрагментами β-казеина, в кишечнике при дальнейшем ферментативном гидролизе могут давать гексапептиды и более мелкие пептиды, обладающие свойствами иммуномодуляторов, т.е. веществ, стимулирующих развитие иммунных систем новорожденного. Они могут повышать фагоцитарную активность макрофагов и устойчивость организма к некоторым инфекциям. В последнее десятилетие ведутся исследования еще одного белка, найденного в молоке и названного ангиогенином. Белок способствует росту кровеносных сосудов, ускоряет заживление ран, ожогов. Изучением функциональной роли ангиогенина, методов выделения его из молока и молочной сыворотки занимаются ученые кафедры технологии молока и молочных продуктов Московского государственного университета прикладной биотехнологии (МГУПБ) совместно с институтом биохимии РАН им. А. Н. Баха. Итак, белки молока являются белками высокой биологической ценности как по составу аминокислот, так и по скорости переваримости в желудочно-кишечном тракте и другим важным биохимическим и физиологическим свойствам. Кроме того, пищевая ценность молочных белков повышается благодаря связям белковых молекул с липидами, витаминами и минеральными веществами.Липиды. Такое название носят жиры и жироподобные вещества, обладающие одинаковыми физико-химическими свойствами. Молочный жир представляет собой сложный комплекс, состоящий из простых липидов (триглицериды, диглицериды, мо-ноглицериды), фосфолипидов, веществ, сопутствующих жиру (стерины, каротин, жирорастворимые витамины, каротиноиды), а также свободных жирных кислот. Жиры служат энергетическим материалом, выполняют функции запасных и защитных веществ; фосфолипиды являются структурными элементами мембран клеток. Простые липиды. Содержание молочного жира в молоке колеблется от 2,8 до 5%. По химическому составу он представляет собой смесь глицеринов: три-, ди- и моноглицеридов. Основная доля приходится на триглицериды — 97%, которые подразделяют на тринасыщенные (44–48%), динасыщенно-мо-ноненасыщенные (47–52%), мононасыщенно-диненасыщенные, триненасыщенные (отсутствуют). На долю ди- и моноглицеридов приходится 1,5%. В состав молочного жира входит свыше 100 жирных кислот, основные из которых представлены в табл. 3.Таблица 3. Основные жирные кислоты молочного жира

Жирные кислоты

Название

Химическая формула

Массовая доля в молочном жире, %

Насыщенные

Масляная

С3Н7СООН

2,5–5,0

Капроновая

С5Н11СООН

1,3–2,2

Каприловая

С7Н15СООН

0,8–2,5

Каприновая

С9Н19СООН

1,8–3,8

Лауриновая

С11Н23СООН

2,0–5,0

Миристиновая

С13Н27СООН

7,0–11,0

Пальмитиновая

С15Н31СООН

25,0–35,0

Стеариновая

С17Н35СООН

5,5–10,5

Арахиновая

С19Н39СООН

0,4–1,2

Ненасыщенные с одной ненасыщенной связью

с двумя ненасыщенными связями с тремя ненасыщенными связями с четырьмя ненасыщенными связями

Миристолеиновая Пальмитолеиновая Олеиновая Линолевая

Линоленовая

Арахидоновая

С13Н25СООН С15Н29СООН С17Н33СООН С17Н31СООН

С17Н29СООН

С19Н31СООН

1,83–1,94 3,0–3,5 25,0–45,0 2,0–3,0

До 1,8

0,3–1,7

Зимой в молочном жире увеличивается количество тринасыщенных и динасыщенно-мононенасыщенных триглицеридов. Летом их содержание снижается и возрастает количество легкоплавких триглицеридов, содержащих ненасыщенные жирные кислоты. Ненасыщенные жирные кислоты более реакционноспособны, чем насыщенные, из-за чего подвержены воздействию ферментов, поэтому масло, выработанное из летнего молока, хуже хранится, быстрее подвергается порче во время хранения, чем масло из зимних молока и сливок, имеет колющуюся консистенцию. В «летнем» масле из-за полноценного состава консистенция более пластичная. Триглицериды молочного жира — гетерогенные вещества. Кислоты, входящие в состав триглицеридов, значительно влияют на их свойства. В зависимости от природы компонентов различают насыщенные и ненасыщенные триглицериды. Насыщенные жирные кислоты молочного жира определяют такие его свойства, как способность к плавлению, а следовательно, его консистенцию, вкус и запах. Температуры плавления и отвердевания служат важными физическими характеристиками для молочного жира. Температурой плавления молочного жира считают температуру, при которой он переходит в жидкое состояние. Она зависит от общего числа атомов углерода в цепи жирных кислот и от четного или нечетного их содержания. Температурой отвердевания считают температуру, при которой молочный жир отвердевает. На плавление жира влияют вид жирных кислот, распределение их в триглицеридах и полиморфные формы кристаллов жира. Триглицериды с ненасыщенными низкомолекулярными кислотами характеризуются более высокой температурой плавления, чем триглицериды с насыщенными высокомолекулярными кислотами. Температура плавления понижается по мере увеличения содержания ненасыщенных жирных кислот в триглицеридах. Разные полиморфные формы кристаллов молочного жира имеют разную температуру плавления, так как они отличаются друг от друга расположением молекул в кристаллической решетке. Насыщенные жирные кислоты с числом атомов углерода до 8 остаются при комнатной температуре жидкими. С увеличением относительной молекулярной массы жирных кислот повышается и температура их плавления. Жирные кислоты с нечетным числом атомов углерода обладают более низкой температурой плавления и кипения, чем жирные кислоты, у которых четное число атомов углерода. Чрезвычайно низкая температура плавления жирных кислот с числом атомов углерода от одного до пяти объясняется наличием водородных мостиков. С увеличением длины цепи температура плавления повышается, плотность увеличивается, диссоциация становится незначительной и сила кислоты уменьшается. В отличие от всех других жирных кислот молочного жира масляная кислота полностью растворяется в воде, а капроновая кислота — частично, поэтому их можно титровать основаниями в водном растворе. Это свойство лежит в основе метода определения числа жира — числа Рейхерта-Мейсля. Число Рейхерта-Мейсля характеризует содержание в жире растворимых в воде жирных кислот (масляной и капроновой). Молочный жир в отличие от других жиров имеет высокое число Рейхерта-Мейсля, что позволяет на практике по его величине судить о натуральности молочного жира. Молекулярный состав молочного жира характеризует число омыления. Чем больше это число, тем больше в нем содержится низкомолекулярных жирных кислот. Число омыления определяется количеством миллиграммов едкого кали, которое необходимо для омыления 1 г молочного жира. Физические и химические свойства молочного жира определяются в основном наличием ненасыщенных жирных кислот, которые характеризуются следующим:

Для ненасыщенных жирных кислот характерны два вида изомерии: изомерия положения и стереоизомерия (цис-, транс-изо-мерия). Изомерные соединения имеют одинаковый состав, но отличаются друг от друга структурой и, следовательно, физическими и химическими свойствами. Изомерия положения касается расположения двойных связей в углеродной цепи. Значение изомеров положения состоит прежде всего в образовании различных продуктов распада при окислении. В то время как в органических соединениях с простыми связями углероды свободно вращаются вокруг оси связи, в соединениях с двойными связями этого нет, что ведет к стереоизомерии.Транс-изомеры — это жирные кислоты со стабильной симметричной формой. При комнатной температуре транс-изомеры жирных кислот твердые. Содержание транс-изомеров ненасыщенных жирных кислот, например вакценовой кислоты, в молочном жире незначительно. Химические и физические свойства, а также пищевая ценность жира зависят от того, какие изомеры ненасыщенных жирных кислот присутствуют в нем. Избыточное количество транс-изомеров ненасыщенных жирных кислот приводит к различным заболеваниям (сахарному диабету, атеросклерозу и др.). В настоящее время при производстве мягкого масла молочный жир частично заменяют растительным, предварительно гидрогенизируя его для получения транс-изомеров ненасыщенных жирных кислот. Ненасыщенные жирные кислоты способны к окислению и самоокислению. Последнее начинается с отщепления атома водорода от соседней с двойной связью метиленовой группы под воздействием света и перемещения двойных связей, что в конечном итоге приводит к образованию гидропероксидов ненасыщенных жирных кислот. Они, в свою очередь, легко подвергаются распаду, что приводит к порче молочного жира. В качестве продуктов распада обнаруживаются ненасыщенные альдегиды и эпоксиды, которые обладают очень выраженным вкусом. Однако присутствие ненасыщенных жирных кислот в молочном жире очень важно, так как они необходимы организму человека, который не в состоянии синтезировать их самостоятельно. К таким незаменимым жирным кислотам относятся линолевая и арахидоновая. Для обнаружения ненасыщенных жирных кислот в молочном жире используют их способность реагировать с галогенами: йодом, хлором, бромом. Реакция присоединения галогенов служит для количественного определения двойных связей. Содержание в жире ненасыщенных жирных кислот выражается йодным числом в граммах йода, которые связываются 100 г жира. Для жирных кислот с одинаковым числом углеродных атомов, но разным количеством двойных связей (две или три) йодное число увеличивается примерно в два или три раза соответственно. На практике по йодному числу оценивают консистенцию масла и выбирают температурные режимы обработки сливок при производстве масла. Количество ненасыщенных высокомолекулярных жирных кислот характеризует число рефракции: чем выше это число, тем больше в жире этих кислот. Число рефракции характеризует способность жира преломлять луч света, проходящий через него. По этому показателю также регулируют режимы обработки сливок при производстве масла. Фосфолипиды. Особую роль в молочном жире играют фосфолипиды. Наиболее распространенные фосфолипиды молока — лецитин и кефалин. Это полноценные вещества с точки зрения физиологии питания. Фосфолипиды необходимы для построения костной и нервной тканей, а также мозгового вещества, поэтому они постоянно должны поступать в организм вместе с пищей. Фосфолипиды стабилизируют эмульсию жира в молоке, так как в виде фосфолипидно-белкового комплекса входят в состав оболочек жировых шариков (лецитин является хорошим эмульгатором). В молочных продуктах фосфолипиды могут действовать либо как прооксиданты (ускорители окисления молочного жира), либо как антиоксиданты, препятствующие окислению. В сухих молочных продуктах и масле фосфолипиды проявляют себя как антиоксиданты. При этом их защитное действие тем сильнее, чем дольше нагревание и выше температура молочного жира. Более высокие температуры повышают растворимость фосфолипидов, способствуют разрушению белкового комплекса и выделению фосфолипидов в свободном виде. В молочных продуктах фосфолипиды действуют как катализаторы окисления молочного жира и зачастую вызывают нежелательные окислительные процессы, что приводит к их порче. При гомогенизации и пастеризации молока часть фосфолипидов (5–15%) переходит из оболочек жировых шариков в водную фазу. При сепарировании молока 65–70% фосфолипидов переходит в сливки, при получении масла 55–70 фосфолипидов переходит в пахту. Содержание фосфолипидов в молоке и молочных продуктах следующее (%): молоко — 0,03–0,05; сливки — 0,149–0,18; обезжиренное молоко — 0,018–0,02; масло — 0,38, пахта — 0,15–0,21. Вещества, сопутствующие жиру. Основные вещества, объединенные этой группой, — это стерины и каротин. Стерины различаются по размеру кристаллов и температуре плавления. По этим признакам легко различить стерины животных и растительных жиров. Стерины молока представлены в основном холестерином, выполняющим в организме жизненно важные функции, например, обезвреживать ядовитые вещества крови — сапонины, которые способствуют растворению красных кровяных шариков. Поступающий вместе с пищей холестерин расходуется в зависимости от потребности организма. Если обмен веществ в клетках нарушается из-за неправильного питания в течение ряда лет, то холестерин может стать причиной развития атеросклероза. Каротин — жирорастворимый пигмент молока — обусловливает окраску молочного жира и молока. Содержание каротина и соответственно интенсивность окрашивания зависят от состава корма, времени года, породы животных. Зимой и весной содержание каротина в молоке уменьшается из-за недостаточного его содержания в кормах. Сезонные колебания цвета сливочного масла также связаны с изменением содержания каротина в кормах животных. При хранении молока и масла на свету содержание его снижается.Углеводы. К этой широко распространенной в природе группе относят вещества, выполняющие главным образом энергетическую функцию. Кроме того, они принимают участие в построении сложных органических соединений (например, гликопротеидов), выполняющих важную физиологическую роль. По строению и свойствам углеводы делят на три основные группы — моносахариды, олигосахариды и полисахариды, Основным углеводом молока является лактоза, которая относится к олигосахаридам, точнее — это дисахарид, построенный из остатков D-глюкозы и D-галактозы. Содержание ее в молоке составляет 4,5–5,0%. Кроме нее в молоке обнаружено незначительное количество других углеводов (глюкоза — 0,15 %, галактоза — 0,15, моносахариды — 0,30 %). Лактоза находится в молоке в виде истинного раствора и представлена двумя формами — α и β. Они различаются пространственным расположением гидроксильной группы у первого углеродного атома молекулы глюкозы. α-Лактоза менее растворима, чем р-лактоза. Обе формы могут переходить одна в другую, скорость перехода зависит от температуры. Чистых водных растворов этих форм не существует. В водном растворе часть α-лактозы переходит в β-лактозу, а при растворении β-лактозы часть ее переходит в α-лактозу. При 20°С в условиях динамического равновесия содержится 37,7%α-лактозы и 62,25% β-лактозы. α-Лактоза выкристаллизовывается из пересыщенных растворов лактозы при температурах ниже 93,5°С с одной молекулой гидратной воды. Именно в α-гидратной форме ее получают из молочной сыворотки при производстве молочного сахара, который находит все большее применение в фармацевтической и пищевой отраслях, в том числе при производстве детских молочных продуктов, чаще всего в смеси с лактулозой (лакто-лактулоза). Кристаллизация лактозы играет основополагающую роль при производстве сгущенных молочных продуктов. β-Лактоза образуется в твердом состоянии из растворов лактозы при температурах выше 93,5°С. На этом свойстве основаны способы получения этой формы лактозы. В тех сухих молочных продуктах, в которых удаляют влагу при температурах выше 93,5°С (распылительная сушка), всегда содержится β-лактоза. Лактоза обусловливает пищевую ценность молока и имеет большое значение в формировании свойств молока и качества молочных продуктов. Она служит исходным веществом для обеспечения жизнедеятельности молочнокислых бактерий и тем самым участвует в процессе брожения, следствием которого является низкая стойкость натурального молока при хранении. Вместе с тем этот процесс имеет важное технологическое значение при производстве кисломолочных продуктов и сыров. Лактоза влияет на свойства молочных консервов в процессе хранения, обусловливает изменение цвета и вкуса молочных продуктов при стерилизации (нагревание молока выше 100°С приводит к его легкому побурению). Это вызвано реакцией карамелизации (реакция Майара) между лактозой и белками с образованием меланоидинов — веществ темного цвета. Кроме того, при нагревании водных растворов лактозы до температуры около 100°С лактоза частично превращается в лактулозу, которая отличается от молочного сахара тем, что содержит вместо остатка глюкозы остаток фруктозы. Лактулоза хорошо растворяется в воде и имеет более сладкий вкус по сравнению с лактозой. Молочные продукты, обогащенные лактулозой, способствуют активизации жизнедеятельности бифидобактерий и подавлению вредных бактерий в кишечнике человека, стимулированию абсорбции минеральных веществ и укреплению костей, ингибируют образование вторичных желчных кислот, проявляют актиканцерогенный эффект. Особенно важным свойством лактозы для молочной промышленности является ее способность к гидролизу под действием органических кислот и ферментов. Ферментативный гидролиз под действием фермента лактазы играет большую роль при производстве кисломолочных продуктов и сыров. Ферментативный гидролиз создает предпосылки для брожения лактозы, так как сама лактоза непосредственно не подвергается сбраживанию а распадается на глюкозу и галактозу, с которыми затем и происходит ряд ферментативных реакций. В зависимости от образующихся конечных продуктов распада различают различные виды брожения, наиболее важные из которых молочнокислое, спиртовое, маслянокислое, пропионовокислое и уксуснокислое. Два последних вида брожения — это побочные виды, необходимым промежуточным продуктом для них служит молочная кислота. Маслянокислое брожение — нежелательный вид брожения; оно является причиной позднего вспучивания сыров и появления неприятных вкуса и запаха кисломолочных продуктов.Минеральные вещества. Массовая доля минеральных веществ в молоке составляет 0,7–0,8% массы сухих веществ. Они представляют собой катионы металлов и анионы неорганических и органических веществ. В зависимости от концентрации в молоке минеральные вещества делят на макроэлементы и микроэлементы. К основным макроэлементам можно отнести кальций, фосфор, калий, натрий, магний, хлор, а также фосфаты, хлориды, цитраты, сульфаты и карбонаты. В молоке преобладают фосфаты, цитраты и хлориды кальция, калия, натрия и магния. Они обусловливают пищевую ценность молока и стабилизируют коллоидное состояние белковых частиц. Ионы кальция входят в состав казеинаткальцийфосфатного комплекса молока. Адсорбируясь на поверхности, они укрепляют гидратную оболочку и тем самым повышают устойчивость казеина. Макроэлементы находятся в молоке в виде истинных и коллоидных растворов. Для обеспечения электронейтральности раствора сумма зарядов катионов равняется сумме зарядов анионов. Солевым равновесием молока обусловлено распределение составных частей его солей между истинно растворимыми, коллоидно растворимыми и связанными с белками формами. Солевое равновесие молока — это определенное соотношение между катионами кальция и магния и анионами фосфатов и цитратов. Связанные между собой диссоциационные равновесия оказывают буферное действие по отношению к ионам кальция и магния. Изменение их концентрации под влиянием какого-либо фактора сразу же влечет за собой смещение других равновесий до тех пор, пока не будет достигнуто первоначальное соотношение концентраций этих ионов. Равновесие солевой системы молока в процессе его переработки может нарушаться из-за изменений температуры, рН молока и концентрации тех или иных ионов. Самопроизвольное нарушение солевого равновесия молока под действием различных факторов вследствие нарушения технологического процесса может вызвать нежелательные реакции в молоке на различных стадиях его переработки (например, коагуляция белков при стерилизации молока). Направленное нарушение солевого равновесия молока применяют при выработке творога, сыров и некоторых других молочных продуктов. Микроэлементы молока связаны с белками и оболочками жировых шариков. К ним относятся медь, железо, цинк, кобальт, марганец, йод, свинец и некоторые другие. Микроэлементы характеризуют пищевую ценность молока, входят в состав многих ферментов, являются необходимыми для развития микроорганизмов, вносимых в молоко в составе заквасок при производстве кисломолочных продуктов. Однако содержание микроэлементов выше нормы может отрицательно сказаться на качестве молока. Некоторые микроэлементы могут быть катализаторами химических реакций, что может привести к образованию пороков качества сырья и готовых продуктов.Витамины. Представляют собой органические соединения, необходимые для нормальной жизнедеятельности живого организма, в том числе и человека. В молоке содержатся все жизненно необходимые витамины, хотя и в небольших количествах. Различают жирорастворимые и водорастворимые витамины. Первые преобладают в молочном жире (в сливках, масле, пахте), вторые — в обезжиренном молоке и молочной сыворотке. К жирорастворимым витаминам относятся ретинол (витамин А), кальциферол (витамин D), токоферол (витамин Е), филлохинон (витамин К). К водорастворимым витаминам относятся тиамин (витамин В1), рибофлавин (витамин В2), пиридоксин (витамин Вб), пантотеновая кислота (витамин Вз), цианкобаламин (витамин В12), ниацин (витамин РР), аскорбиновая кислота (витамин С), биоцин (витамин Н). Между жиро- и водорастворимыми витаминами существуют функциональные различия. Жирорастворимые витамины проявляют специфические действия при образовании тканей и клеточных группировок. Водорастворимые витамины группы В входят в состав многих ферментов. Большинство витаминов очень чувствительны к внешним воздействиям — высоким температурам, уф-излучению, действию кислот, оснований, кислорода воздуха. При производстве молочных продуктов эти особенности нужно учитывать, выбирая щадящие режимы ведения технологических процессов, чтобы избежать разрушения витаминов. Часть витаминов образуется в организме из провитаминов. Последние имеют такое же важное значение для жизнедеятельности человека, что и витамины. Провитамины —это органические соединения, которые в результате ферментативных реакций или энергетических воздействий превращаются в витамины. Например, витамин А образуется из провитамина β-каротина. Витамины молока играют важную роль в физиологии питания. Одни из них влияют на окислительно-восстановительный потенциал молока и поэтому могут действовать в качестве антиоксидантов, другие проявляют себя как пигменты. Кроме того, некоторые витамины являются стимуляторами роста микроорганизмов, что имеет важное значение при производстве кисломолочных продуктов. В молоке содержится недостаточное количество витаминов, снижающееся к тому же при переработке его в молочные продукты. Для повышения пищевой и биологической ценности молока и молочных продуктов была предложена их витаминизация. В частности, кисломолочные продукты обогащают за счет использования определенных штаммов микроорганизмов, в результате жизнедеятельности которых образуются некоторые витамины, например витамин С и витамины группы В. Кроме того, витаминизацию можно применять в технологических целях, например β-каротин и рибофлавин используют в качестве красителей, токоферол и аскорбиновую кислоту как антиоксиданты.Ферменты. Они представляют собой специфические вещества, катализирующие биохимические реакции. Под действием ферментов молекулы белков, жиров и углеводов расщепляются до простых веществ, выделяя энергию, необходимую для поддержания жизнедеятельности живого организма. В молоке от здоровых животных, получающих хороший рацион, содержится более 20 ферментов. Большая часть ферментов образуется в клетках молочной железы животного и попадает в молоко во время секреции, другая часть, вероятно, попадает в молоко из крови животного (нативные ферменты). Микроорганизмы молока в процессе своей жизнедеятельности также выделяют много ферментов (микробные ферменты), их насчитывают более 50. В технологии ферменты играют важную роль. На действии ферментов основано производство сыра и кисломолочных продуктов. Они могут приводить также к нежелательным изменениям составных частей молока и молочных продуктов при хранении, вызывая пороки качества. Наибольшее практическое значение имеют ферменты, катализирующие окислительно-восстановительные процессы (оксидоредуктазы), и ферменты, катализирующие расщепление составных частей молока: белков, жиров и углеводов (гидролитические ферменты). К оксидоредуктазам относят дегидрогеназы, оксидазы, пероксидазу и каталазу. Дегидрогеназы и оксидазы ускоряют реакции окисления веществ путем отщепления от них водорода. Пероксидаза и каталаза окисляют различные органические соединения с помощью пероксида водорода. Нативные дегидрогеназы (редуктазы) находятся в молоке в незначительном количестве. В основном они накапливаются при размножении микроорганизмов. По способности продуцировать редуктазы бактерии располагаются в таком порядке (по степени убывания): пептонизирующие белки, маслянокислые, гнилостные, кокки, молочнокислые, бактерии группы кишечной палочки. Активность редуктаз можно определить по продолжительности восстановления добавленного к молоку индикатора метиленового синего (редуктазная проба). С увеличением числа бактерий в молоке возрастает его восстанавливающая способность. На этом свойстве основано определение общего количества бактерий в молоке по редуктазной пробе. Дегидрогеназы, вырабатываемые молочнокислыми бактериями и дрожжами, играют большую роль при молочнокислом и спиртовом брожении в технологии кисломолочных продуктов. К оксидазам относят главным образом нативную ксантиноксидазу. Она окисляет различные альдегиды и пуриновые основания до соответствующих кислот. К оксидазам относят также малоизученную аскорбатоксидазу, катализирующую окисление аскорбиновой кислоты, и некоторые другие ферменты. Пероксидаза содержится в молоке в значительных количествах, попадает в него из клеток молочной железы и бактериями не выделяется. Она окисляет с помощью пероксида водорода различные полифенолы и ароматические амины. Температура инактивирова-ния пероксидазы около 80°С без выдержки, поэтому по ее присутствию можно определять эффективность пастеризации молока (проба на пероксидазу). Технологического значения пероксидаза не имеет. Каталаза — фермент, способствующий разложению пероксида водорода. В молоке находятся нативная и микробная каталазы. Повышенное количество каталазы может указывать на наличие в цельном молоке примеси молозива или маститного молока. Активность каталазы определяют для контроля молока, полученного от больных животных. К гидролитическим ферментам, или гидролазам, относят ферменты, катализирующие процессы гидролитического расщепления. Они разрывают внутримолекулярные связи, за исключением углеродных, присоединяя молекулы воды. К гидролитическим ферментам относят протеазы (протеолитические ферменты), липазы, лактазы, фосфатазы, амилазы. Протеазы катализируют расщепление белков и продуктов их распада до аминокислот, разрывая пептидные связи. В молоке содержится небольшое количество нативной протеазы. Предполагается, что желирование стерилизованного молока происходит в результате инактивации протеазы при ультравысокотемпературной обработке молока. Нативная протеаза вызывает гидролиз β-казеина с образованием γ-казеинов. Протеазы, выделяемые микрофлорой молока, участвуют в процессах созревания сыров, вызывают пороки вкуса в молоке и масле, способствуют росту микроорганизмов, так как при расщеплении белков образуются необходимые для развития микроорганизмов аминокислоты. Под действием протеаз образуются пептоны и протеозы, а также полипептиды и аминокислоты, способствующие развитию аромата в сыре. Если ферментативный гидролиз белка останавливается на стадии образования пептонов или слишком много пептонов появляется на стадии созревания, то это придает сыру горький привкус. Активность протеолитических ферментов, выделяемых разными микроорганизмами, неодинакова. Например, молочнокислые палочки выделяют более активные протеазы, чем стрептококки. При производстве сыров и некоторых кисломолочных продуктов для свертывания белков молока применяют протеолитические ферменты животного (сычужный фермент), растительного (пепсин) и микробного происхождения. Липазы катализируют гидролиз эфирных связей триглицеридов молочного жира с отщеплением свободных жирных кислот, ди- и моноглицеридов. Липазы имеют большое значение в молочной промышленности, так как могут быть причиной ярко выраженных пороков вкуса и запаха в молоке и молочных продуктах. Даже следы свободных низкомолекулярных жирных кислот придают молоку и маслу очень неприятный прогорклый вкус. В молоке присутствуют нативная и бактериальная липазы. Первая находится в молоке в двух видах: мембранная, связанная с оболочками жировых шариков, и плазменная, связанная с казеином. В свежем молоке липаза обычно не активна. Она может активизироваться в процессе хранения молока и молочных продуктов, в результате механического воздействия на молоко (встряхивания, перекачивания насосами и т.д.), замораживания молока или быстрой смены температур в процессе обработки или хранения. Высокой активностью обладают липазы микробного происхождения, выделяемые психротрофными бактериями и плесневыми грибами. Они могут вызывать прогорклый вкус молока, масла и других молочных продуктов. В некоторых сырах, созревающих при участии плесени или слизи, бактериальная липаза обуслов ливает образование специфических вкуса и аромата. Действие липазы оптимально при температуре 37°С. Нативная липаза инактивируется при температурах около 80°С, бактериальная липаза — при температурах около 90°С. Лактаза катализирует гидролиз лактозы с образованием глюкозы и галактозы, которые, в свою очередь, распадаются впоследствии на более простые соединения: кислоты, спирт, углекислый газ и др. Этот процесс является основополагающим при производстве кисломолочных продуктов и сыров. В молоке находится лактаза микробного происхождения. Действие лактазы оптимально при температуре 40°С. Фосфатазы катализируют гидролиз сложных эфиров фосфорной кислоты, образующихся в организме при обмене веществ. Они попадают в молоко из клеток молочной железы и разделяются по своему действию на щелочную (при рН около 9,0) и кислую (при рН около 4,5) фосфатазы. Щелочная фосфатаза адсорбируется на поверхности жировых шариков, кислая фосфатаза связана с альбуминовой фракцией молока. Температуры, вызывающие тепловую денатурацию щелочной фосфатазы, сопоставимы с температурами, вызывающими денатурацию белков клеток патогенной микрофлоры молока при пастеризации (63°С в течение 30 мин, 72°С в течение 15 с и 80°С без выдержки). Отсутствие щелочной фосфатазы в пастеризованном молоке служит доказательством эффективности данных режимов. Фосфатазы способны к реактивации и могут быть обнаружены в молоке через некоторое время после пастеризации. Амилаза катализирует гидролиз полисахаридов до декстринов и мальтозы. Она попадает в молоко из клеток молочной железы. Действие амилазы оптимально при рН 7,4 и температуре 37°С. Режимы пастеризации молока приводят к инактивации амилазы. Лизоцим — очень важный фермент, обнаруженный в молоке, катализирует разрушение полисахаридов клеточных стенок бактерий. Это приводит к гибели последних, и таким образом лизоцим обеспечивает бактерицидные свойства свежевыдоенного молока. Гормоны. Кроме вышеназванных составных частей в молоке содержатся гормоны — химические стимуляторы, регулирующие обмен веществ в организме. Содержание их в молоке незначительно. К наиболее значимым относят пролактин (стимулирует развитие молочных желез, образование молока), окситоцин (стимулирует отделение молока), тиротоксин (йодсодержащий гормон щитовидной железы). Газы. Находясь в молоке в растворимом состоянии, газы попадают в молоко при соприкосновении его с воздухом в процессе получения и обработки. Их количество в 1 л молока составляет около 80 мг, в том числе углекислого газа 40—56 мг, азота 16—24, кислорода 4—8 мг. В процессе хранения молока в результате развития микрофлоры количество кислорода в нем понижается. Посторонние вещества, содержащиеся в молочном сырье. Посторонними являются вещества, отрицательно влияющие на биологическую ценность и технологические свойства молока. Посторонние вещества можно подразделить на химические, радиоактивные, биологические и механические. Химические вещества. Такие вещества попадают в молоко разными путями. К ним относят антибиотики, бактериальные яды, пестициды, тяжелые металлы, нитраты, моющие и дезинфицирующие средства, мочевину. Антибиотики в молоке отрицательно влияют на здоровье человека, вызывая в некоторых случаях аллергические реакции. Они попадают в молоко вследствие лечения мастита и других заболеваний. В течение 2–5 сут после окончания лечения молоко нельзя использовать в пищу и в производстве молочных продуктов. Антибиотики могут вносить в молоко производители (фальсификация антибиотиками) для предотвращения его преждевременного скисания. Наличие антибиотиков в молоке приводит к несквашиванию молока при производстве кисломолочных продуктов и сыров, так как они подавляют действие микроорганизмов заквасочных культур. Вместе с тем в молоке в небольших количествах содержатся природные антибиотические вещества, а также вещества, выделяемые различными молочнокислыми микроорганизмами, которые угнетающе действуют на вредные микроорганизмы в молочных продуктах. Чтобы исключить вредное воздействие антибиотиков при производстве молочных продуктов, а также заквасок, подбирают устойчивые к воздействию различных антибиотиков штаммы молочнокислых микроорганизмов. На молочных предприятиях молочное сырье обязательно контролируют на наличие антибиотиков. В молоко иногда могут попадать различные токсины растительного и микробного происхождения, способные вызвать пищевые отравления. Токсины растительного происхождения могут попасть в молоко при скармливании животным ядовитых растений. Основными веществами, обусловливающими токсичность растений, являются алкалоиды (колхицин в безвременнике осеннем), гликозиды (соланины в проросшем картофеле), эфирные масла (полынь, горчица), госсипол (хлопчатниковые жмыхи) и др. Наиболее известен афлатоксин, который существует в четырех видах: Bl, B2, Gl, G2. Афлатоксины могут вызвать цирротические изменения печени человека. При поедании коровой кормов, зараженных афлатоксинами, в молоко может выделяться до 3 % потребленных афлатоксинов в виде гидроксилированных метаболитов — афлатоксинов М1 и М2. Афлатоксины термостойки, пастеризация не снижает их токсичность. Поэтому в молочном сырье, предназначенном для производства молочных продуктов, не допускается наличие афлатоксинов. Токсины микробного происхождения, например энтеротоксины, попадающие в молоко, вырабатываются коагулазоположительными стафилококками. Последние могут попасть в молоко при заболевании животного маститом, а также при недостаточном соблюдении санитарных норм персоналом, имеющим гнойные заболевания. Энтеротоксины термостойки, не разрушаются при пастеризации и могут вызвать серьезные пищевые отравления у человека. Для предотвращения попадания в молоко и молочные продукты афлатоксинов, энтеротоксинов и других видов токсинов необходимо исключать из использования недоброкачественные корма и строго соблюдать санитарно-гигиенические нормы производства молока и молочных продуктов. Пестициды — это яды химического и биологического происхождения, используемые в сельском хозяйстве для защиты культурных растений от сорняков (гербициды), насекомых (инсектициды), болезней (фунгициды). Остатки этих ядовитых веществ попадают в молоко после поедания животными кормов, их содержащих. Они представляют опасность для здоровья человека, поэтому в нашей стране установлен максимально допустимый уровень их содержания в пищевых продуктах. В молоке и молочных продуктах остаточные количества пестицидов не допускаются. Исключение составляют: гексахлоран (МДУ не более 0,05мг/кг), ГХЦГ гамма-изомер (МДУ не более 0,05мг/кг) и ДДТ (МДУ не более 0,05 мг/кг). Кроме того, запрещено использовать в сельском хозяйстве такие стойкие хлорорганические пестициды, как ДДТ и альдрин. Моющие и дезинфицирующие средства в виде остатков могут попадать в молоко в результате плохого ополаскивания оборудования после мойки и дезинфекции. Эти вещества снижают способность молока к сычужному свертыванию и ингибирующе действуют на микрофлору заквасок. Наибольшую опасность для человека, использующего в пищу молоко и молочные продукты, в которых имеются остатки моющих и дезинфицирующих средств, представляют препараты, содержащие активный хлор и четырехзамещснные соединения аммония. Особую группу токсических веществ, представляющих опасность для здоровья человека, составляют тяжелые металлы. Источниками их поступления в молоко могут быть окружающая среда, корма, вода для питья животных или используемая для восстановления сухих молочных продуктов, техногенные факторы, катастрофы и т. п. К опасным токсичным элементам в соответствии с медико-биологическими требованиями и санитарными нормами качества продовольственного сырья и пищевых продуктов относятся свинец, кадмий, мышьяк, ртуть. Радиоактивные вещества. Радиоактивные загрязнения представляют наиболее опасные элементы, попадающие в молоко и молочные продукты. Наибольший вред человеку могут нанести радионуклиды с длительным периодом полураспада: строн-ций-90 и цезий-137. Допустимые уровни загрязненности молочных продуктов данными радионуклидами составляют соответственно 25 и 10 Бк/л. Молоко, загрязненное радионуклидами выше указанных норм, перед употреблением в пищу или технологической переработкой необходимо очищать с помощью ионообменных смол. Из радиоактивно загрязненного молока можно вырабатывать сливочное и топленое масло, в которое переходит менее 1 % радионуклидов от общего их количества в молоке. Биологические вещества. Чаще всего это бактерии, плесени и дрожжи. В молоко микроорганизмы попадают из сосковых каналов вымени животного. Такое молоко, если животное здорово, условно называют асептическим. На практике получить асептическое молоко невозможно. Обычно в нем содержится 100–3000 микроорганизмов в 1 мл. Кроме того, микроорганизмы могут попасть в молоко из окружающей среды, с рук обслуживающего персонала, посуды, кожи животного, подстилки, корма и т.д., на любом этапе технологического процесса при несоблюдении санитарно-гигиенических норм производства, при транспортировании и хранении молока. От количества микроорганизмов в молоке зависят его органолептические, физические и химические свойства. Условно микроорганизмы, встречающиеся в молоке и молочных продуктах, можно разделить на три группы: патогенные, вызывающие пороки молока, молочнокислые бактерии. Микрофлора молока, вызывающая инфекционные заболевания, называется патогенной микрофлорой. Источником ее в молоке являются больные или переболевшие люди или животные, выделяющие болезнетворные микробы в окружающую среду. К патогенной микрофлоре относят возбудители пищевых отравлений, возбудители кишечных инфекционных болезней человека, возбудители зооантропонозов, возбудители мастита. Возбудителями пищевых отравлений являются сальмонеллы, палочки рода эшерихия (Escherichia), бактерии рода протеус (Proteus), CI. perfringens, Bacillus cereus, патогенные стафилококки и стрептококки, возбудитель ботулизма, токсикогенные грибы (микотоксины) и некоторые другие микроорганизмы. Чаще всего пищевые отравления микробного происхождения вызываются сальмонеллами. Они не образуют спор, но обладают высокой устойчивостью к воздействиям внешней среды. В молочных продуктах эти микроорганизмы длительно сохраняются (до 34 мес в твороге) и размножаются. Режимы пастеризации молока инактивируют сальмонеллы; оно считается безопасным в отношении содержания сальмонелл, если их первоначальное количество не превышало 3•10-12 клеток в 1 см3 молока. Кроме пищевых отравлений сальмонеллы вызывают брюшной тиф, паратифы и септицемию. Патогенные стафилококки и стрептококки вызывают гнойно-воспалительные процессы и пищевые токсикозы, хотя последние стрептококковой этиологии встречаются редко. Наиболее опасным считается золотистый стафилококк. Стафилококки — факультативные анаэробы, развивающиеся при температурах от 10 до 43°С (оптимум 35°С). Патогенные стафилококки и стрептококки разрушаются при кипячении немедленно, поэтому можно считать, что режимы пастеризации молока обезвреживают эти микроорганизмы. Тем не менее такое молоко может при употреблении вызвать пищевые отравления из-за содержания токсинов, так как продуктами жизнедеятельности патогенных стафилококков и стрептококков являются экзо- и эндотоксины. Патогенные стафилококки продуцируют пять типов экзотоксинов: летальный, вызывающий гибель животных; гемолитический, лизирующий эритроциты; лейкоцидин, разрушающий лейкоциты; некротический, вызывающий омертвение тканей; энтеротоксин, обусловливающий возникновение пищевых токсикозов. Токсины разрушаются лишь при длительном кипячении в течение 30 мин, поэтому могут находиться в пастеризованном молоке. Пищевые отравления могут быть вызваны кишечными палочками рода эшерихия (Escherichia). Они являются постоянными обитателями кишечника человека и животных и при определенных условиях приобретают патогенные свойства. Кишечные палочки, вызывающие пищевые отравления, обнаруживаются в молоке и молочных продуктах, поэтому во время технологического процесса сырье и готовый продукт контролируют на наличие бактерий группы кишечной палочки. Режимы пастеризации молока инактивируют БГКП, однако эндотоксин, который они выделяют, является термостабильным, выдерживающим нагревание до 90— 100°С. БГКП относят к санитарно-показательным микроорганизмам, по наличию которых в пищевых продуктах судят о возможном присутствии патогенных и токсичных видов микробов. Клостридии перфрингенс (CI. perfringens) также вызывают серьезные пищевые отравления. Они представляют собой спорообразующие палочки, являются анаэробами, но могут развиваться в присутствии небольшого количества кислорода. Споры более устойчивы к температурному воздействию и инактивируются при кипячении в течение 15–30 мин. Клостридии перфрингенс вырабатывают термолабильный энтеротоксин, который инактивируется при температуре 60°С за 4 мин на 90%. К числу самых тяжелых заболеваний относятся пищевые отравления, вызванные возбудителями ботулизма. Последние относятся к роду клостридии, представляющих собой спорообразующие палочки и имеющих 7 подвидов, различающихся по антигенной структуре, образуемым токсинам и другим признакам. Они являются анаэробами и размножаются в герметически закрытых банках или глубинных участках твердых пищевых продуктов. Металлические банки с зараженными молочными консервами вздуваются (бомбаж), но зачастую молочные продукты с ботулиническими токсинами внешне ничем не отличаются от доброкачественных. Возбудитель ботулизма образует два основных вида токсинов: нейротоксин и гемолизин. Эти токсины полностью инактивируются при нагревании до температуры 80°С в течение 30 мин. Однако споры возбудителя ботулизма выдерживают кипячение в течение 5–6 ч и очень устойчивы к воздействиям внешней среды. Поэтому в молочно-консервном производстве необходимо строго соблюдать режимы стерилизации поддерживать санитарно-гигиенические условия на высоком уровне, не допуская попадания этих микроорганизмов в молоко. Кроме патогенной микрофлоры в молоке и молочных продуктах содержатся микроорганизмы, вызывающие появление пороков. К этим микроорганизмам относят гнилостные бактерии, маслянокислые бактерии, энтерококки, термоустойчивые молочнокислые палочки и бактериофаги. Гнилостные бактерии являются основными возбудителями пороков в молоке и молочных продуктах. Они представлены спорообразующими аэробными и анаэробными палочками, пигментообразующими бактериями и факультативно-анаэробными бесспоровыми бактериями. К спорообразующим гнилостным аэробам относятся Вас. subtilis (сенная палочка), Вас. mesentericus (картофельная палочка), Вас. megaterium (капустная палочка), Вас. mycoides (грибовидная палочка), Вас. cereus и др. К спорообразующим гнилостным анаэробам относятся бактерии рода Clostridium. К бесспоровым пигментообразующим гнилостным микроорганизмам относятся флюоресцирующая, синегнойная палочка семейства Pseudomonadaceae и чудесная палочка семейства Enterobacteriaceae. Факультативно-анаэробные бактерии представлены Proteus vulgaris (палочка протея) и Escherichia coli (кишечная палочка). Гнилостные бактерии чаще всего являются мезофильными или психрофильными бактериями. Гнилостные микроорганизмы обладают протеолитическими свойствами: разжижают желатин, свертывают и пептонизируют молоко, выделяют аммиак, сероводород; анаэробы и бесспоровые палочки образуют, кроме того, индол (т. е. продукты глубокого распада белков молока). Спорообразующие палочки, в отличие от бесспоровых, обладают свойством ферментировать многие углеводы. Некоторые гнилостные микроорганизмы (плесени, флюоресцирующая палочка и другие бактерии рода Pseudomonas) обладают липолитическими свойствами, так как образуют фермент липазу, вызывающий распад жиров. Маслянокислые бактерии — анаэробные спорообразующие микроорганизмы, которые относятся к роду клостридий. Они развиваются в диапазоне температур от 8 до 46°С (оптимальная 35°С). В результате их жизнедеятельности происходит маслянокислое брожение лактозы до образования масляной, а также в небольших количествах уксусной, муравьиной и пропионовой кислот. Кроме того, выделяется много углекислого газа и водорода. Маслянокислые бактерии плохо развиваются в молоке, но при созревании сыров создаются благоприятные условия для их развития, что приводит к позднему вспучиванию сыров. Это проявляется «рваной» текстурой сыра, прогорклым и сладковатым вкусом. В связи с этим молоко, предназначенное для производства сыров, проверяют на наличие маслянокислых бактерий. Гнилостные процессы в молоке и молочных продуктах могут вызывать энтерококки. Они термостойки (выдерживают нагревание до 60°С в течение 30 мин), поэтому составляют значительную часть остаточной микрофлоры пастеризованного молока. Маммококки, например, выделяют фермент, сходный по действию с сычужным, что приводит к прогорканию молока и его преждевременному свертыванию. Пороки в молоке и молочных продуктах могут вызываться термоустойчивыми молочнокислыми палочками. В результате их жизнедеятельности происходит интенсивное кислотообразование, что вызывает в кисломолочных продуктах (творог, сметана, обыкновенная простокваша), при производстве которых используется мезофильная микрофлора, порок «излишне кислый вкус». Оптимальная температура развития термоустойчивых молочнокислых палочек составляет 45–55°С, они выдерживают кратковременное нагревание до 85–90°С. На качество молочных продуктов, при производстве которых используются чистые культуры микроорганизмов (кисломолочные продукты, сыры, кислосливочное масло), влияют бактериофаги, вызывающие лизис бактерий. Особенно подвержены их воздействию мезофильные молочнокислые стрептококки. При наличии фагов молочнокислое брожение замедляется либо прекращается совсем. Бактериофаги развиваются при 8–46°С, выдерживают нагревание при температуре 75°С в течение 15 с, хорошо переносят замораживание и длительное хранение при низких температурах. Для того чтобы избежать попадания бактериофагов, закваски получают в асептических условиях, часто сменяют штаммы бактерий в заквасках, используют питательные среды, тормозящие действие бактериофагов, поддерживают на высоком уровне санитарно-гигиенические условия производства не только заквасок, но и всего технологического процесса. Молочнокислые бактерии представлены в молоке в виде стрептококков и лактобактерий, не образующих спор. Молочнокислые стрептококки — это факультативные анаэробы, в большинстве своем не выдерживающие нагревания до 70°С. Диапазон температур для их развития от 10 до 40 °С (оптимальная 30°С). Исключением является термофильный стрептококк, развивающийся в широком диапазоне температур — от 20 до 50°С (оптимальная 37–40°С). Он обладает более высокой термоустойчивостью и выдерживает нагревание при 75°С в течение 15 мин. Молочнокислые палочки (лактобактерий) также являются факультативными анаэробами. Развиваются лактобактерий при 20–55°С. Термоустойчивые молочнокислые палочки выдерживают высокие температуры и могут быть обнаружены в пастеризованном молоке. Они сбраживают лактозу до молочной кислоты, причем их содержание в молоке в большом количестве может привести к преждевременному свертыванию молока, как сырого, так и во время тепловой обработки. К биологическим посторонним веществам молока относят также соматические клетки, на 90 % состоящие из лейкоцитов. Соматические клетки являются потенциальным источником таких ферментов, как каталаза, пероксидаза, липаза и протеиназа, которые могут вызвать гидролиз и окисление компонентов молока при первичной обработке и хранении. Повышение содержания соматических клеток в сыром молоке более 5•105 в 1 см3 указывает на заболевание животного. Механические вещества. К посторонним веществам, попадающим в молоко из окружающей среды, относят так называемые механические примеси: пыль, навоз, грязь, частицы белка, особенно в молоке с повышенной кислотностью и т. д. В основном загрязняется пылевыми частицами и комбикормами. А самыми крупными частицами механических примесей в молоке, по данным А. Г. Атраментова, являлись частицы силоса, сгустки молока и шерстинки животных (табл. 4). Плотность механических частиц, по разным данным, составляет от 1330 до 1920 кг/м3. Присутствие их в молоке нежелательно, так как кроме грязи молоко дополнительно обсеменяется микроорганизмами, что приводит к его порче и невозможности переработки в молочные продукты. Загрязнение молока связано с нарушением санитарных условий получения и обработки молока на ферме.

4. Механические загрязнения молока

Примеси

Содержание, %

Размеры частиц

Комбикорма

46±4,5

130×160 мкм

Пылевидные частицы

47 ±4,4

100×150 мкм

Силос

5+1,4

10×0,1 мм

Шерсть животного

1±0,6

1000×5000 мкм

Сгустки белков молока

1 ± 0,5

500×1000 мкм

1.2.2. Свойства молочного сырья Свойства молока характеризуются определенными физико-химическими, органолептическими и технологическими показателями. Они могут меняться под влиянием различных факторов (стадии лактации, болезни животных, условий содержания и кормления и т. д.), а также при фальсификации молока. Поэтому их определение позволяет оценить натуральность, качество молока и пригодность его к переработке в различные молочные продукты.Физико-химические свойства молока. Они обусловливаются составом и свойствами компонентов, содержащихся в нем, следующими показателями: кислотностью, плотностью, вязкостью, окислительно-восстановительным потенциалом и др. На плотность, кислотность и окислительно-восстановительный потенциал влияют концентрация и степень дисперсности частиц. Составные части молока, присутствующие в эмульгированном и коллоидном состояниях, определяют вязкость и поверхностное натяжение, а находящиеся в виде молекулярной и ионной дисперсии обусловливают осмотическое давление, температуру замерзания и электропроводность. Изменения физико-химических показателей молока и причины этих изменений приведены ниже.

Изменение показателя

Возможная причина изменения

Уменьшение плотности

Разбавление молока (уменьшение содержа- ния сухих веществ)

Понижение рН

Микробиологическое загрязнение молока (увеличение количества молочнокислых микроорганизмов)

Понижение окислительно- восстановительного потенциала

Микробиологическое загрязнение молока (активизация восстановительно действующих микроорганизмов)

Повышение электропроводности

Нарушение секреции вымени (повышенное содержание хлоридов)

Незначительное повышение температуры замерзания

Разбавление молока водой (пониженное содержание истинно растворимых составных частей)

Кислотность молока. Кислотность молока обусловливается главным образом наличием в нем кислых солей и белков и характеризуется титруемой и активной кислотностью.Титруемую кислотность выражают в градусах Тернера. Под градусами Тернера понимают количество миллилитров 0,1 н. раствора щелочи, которое расходуется на нейтрализацию 100 мл молока. Титруемая кислотность свежевыдоенного молока в среднем составляет 16–18°Т. Титруемая кислотность молока у отдельных животных может изменяться в довольно широких пределах. Она зависит от рационов кормления, породы, возраста, индивидуальных особенностей животного, лактационного периода и т. д. В первые дни после отела кислотность молока (молозива) очень высокая (до 50°Т) за счет большого содержания белков и солей. По мере установления нормального химического состава молока кислотность снижается. Стародойное молоко (полученное в конце лактации) имеет низкую кислотность (до 10°Т). Молоко от коров, болеющих маститом, имеет также низкую титруемую кислотность. В значительной степени титруемая кислотность молока зависит от рационов кормления. Повышение кислотности молока от этого фактора может наблюдаться до 23–26°Т. Свежее натуральное молоко с повышенной естественной кислотностью пригодно для производства кисломолочных продуктов и сыра (оно подлежит приемке на основании стойловой пробы). При хранении сырого молока кислотность повышается, что вызывает нежелательные изменения компонентов молока, например снижение устойчивости белков при нагревании. Поэтому титруемая кислотность является одним из критериев оценки качества молока при приемке на молочном заводе.Активная кислотность, или водородный показатель (рН) выражается концентрацией водородных ионов. Водородный показатель — отрицательный десятичный логарифм концентрации ионов водорода, находящихся в растворе. Водородный показатель свежего натурального молока, определяемый потенциометрическим методом с использованием рН-метра, в среднем равен 6,6–6,7. Изменение рН происходит из-за изменения концентрации отдельных составных частей молока или вследствие сдвига фазового равновесия. Величина его изменяется при разбавлении (повышается) или концентрировании (понижается) молока, при термической обработке (незначительное снижение). Наиболее сильно влияют на изменения рН молока процессы обмена веществ молочнокислых бактерий. В производственных условиях измерение рН необходимо проводить в тех случаях, когда концентрация водородных ионов оказывает решающее влияние на качество и выход молочных продуктов. От величины рН зависят многие производственные показатели: коллоидное состояние белков молока и стабильность полидисперсной системы молока; условия развития полезной и вредной микрофлоры и ее влияние на процессы сквашивания и созревания; состояние равновесия между ионным и коллоидным фосфатом кальция и обусловленная этим термоустойчивость белковых веществ; активность дативных и бактериальных ферментов; скорость образования типичных компонентов вкуса и запаха отдельных молочных продуктов; очищающе-дезинфицирующая способность моющих и дезинфицирующих средств. Таким образом, показатель рН служит для молока показателем качества и фактором управления технологическими процессами. Изменения активной и титруемой кислотности не совпадают. При хранении сырого молока активная кислотность изменяется медленнее, чем титруемая. Такое несовпадение объясняется буферными свойствами молока. Благодаря содержанию гидрофосфатов, белков, цитратов и диоксида углерода молоко действует как комплексный буфер. Он защищает молоко и молочные продукты от возможного резкого изменения рН, которое может повлиять на них неблагоприятным образом. При производстве кефира, например, при титруемой кислотности 80°Т рН имеет небольшую величину — 4,76. Это дает возможность для развития молочнокислых бактерий. Количество кислоты или щелочи, которое необходимо добавить к 100 мл молока, чтобы изменить рН на единицу, называется буферной емкостью молока. Плотность молока. Представляет собой массу молока в единице объема при 20°С (кг/м3), определяемую ареометрическим методом. Плотность зависит от температуры молока и его составных частей. Из-за непостоянства состава молока она колеблется в пределах от 1026 до 1032 кг/м3. Плотность молока изменяется в течение лактационного периода и под влиянием других факторов. В первые дни после отела (молозиво) плотность достигает 1400 кг/м3. Плотность молока от больных животных ниже плотности нормального молока. При добавлении к молоку воды плотность его уменьшается (10% добавленной воды снижает плотность в среднем на 3 кг/м3). Подснятие сливок или разбавление обезжиренным молоком вызывает повышение плотности. Вязкость молока. Это свойство жидкости оказывать сопротивление при перемещении одной ее части относительно другой. На вязкость молока влияют наличие эмульгированных и коллоидно-растворимых частиц, концентрация жира, величина жировых шариков и распределение их по размерам, наличие агломератов жировых шариков, содержание казеина и его состояние (гидратация, величина мицелл), состояние сывороточных белков, обработка молока после доения, нагревание молока, время лактации и т. д. Содержание лактозы и ионов, а также сывороточных белков незначительно влияет на вязкость молока в нативном состоянии. В среднем вязкость молока при 20°С равна 1,8 мПа•с, вязкость молозива достигает 25 мПа•с. При нагревании вязкость повышается в том случае, если температура превышает точку коагуляции сывороточных белков. Это свойство используют в производстве сгущенного молока. Самое сильное влияние на вязкость молока оказывает молочный жир. Увеличение общей поверхности жировых шариков и адсорбция мицелл казеина на этой поверхности при образовании адсорбционной оболочки жировых шариков в процессе гомогенизации приводит к повышению вязкости гомогенизированного молока. Гомогенизация охлажденных сливок может привести к формированию пудингообразной консистенции продукта. С увеличением массовой доли сухих веществ в молочных продуктах вязкость также повышается. Вязкость влияет на физико-химические процессы в производстве молока и молочных продуктов. Высокая вязкость отрицательно сказывается на скорости разделения молока и отделении сгустка в творожных сепараторах, сепараторах-молокоочистителях, сливкоотделителях и бактериофугах. От изменений вязкости зависит кристаллизация лактозы при производстве концентратов молочной сыворотки. При повышении вязкости замедляется диффузия молекул лактозы в зародыши кристаллов. Отрицательно сказывается высокая вязкость при выработке сметаны и других высокожирных продуктов. Например, при опорожнении резервуаров для сливок или сметаны на их стенках остается большое количество продукта вследствие его адгезии, что ведет к сверхнормативным потерям в производстве. Показатель вязкости имеет важное значение при производстве кисломолочных продуктов. Вязкость жидких кисломолочных продуктов зависит от напряжения и скорости сдвига (для неньютоновских жидкостей). Жидкие кисломолочные продукты относятся к аномально вязким (псевдопластичным) жидкостям. Структура продукта определяет его консистенцию. Измерение реологических свойств жидкости кисломолочных продуктов значительно дополняет характеристику их структуры и консистенции. Для этого определяют структурную вязкость продукта с неразрушенной, разрушенной и восстановленной структурами, условную и пластическую вязкость. Для производства высококачественных кисломолочных продуктов необходимо на стадии окончания сквашивания определять условную вязкость сгустка — по времени истечения сгустка (в секундах) при температуре 20°С из специальной пипетки вместимостью 100 см3. Вязкость жидких кисломолочных продуктов зависит от температуры, массовой доли жира и кислотности. Так, при производстве кефира резервуарным способом повышение температуры созревания с 8–14 до 14–20°С приводит к снижению условной вязкости соответственно на 1,5 и 1,0 с на каждые 3°С. При увеличении массовой доли жира на 1% условная вязкость увеличивается на 10 с, при кислотности сгустка 100–105°Т она достигает максимальной величины, а затем снижается. Однако в технологии сгущенного молока, сметаны и некоторых других продуктов вязкость иногда искусственно увеличивают, добавляя специальные стабилизаторы. Это связано и с потребительскими свойствами продуктов. Поверхностное натяжение молока. На границе соприкосновения с воздухом поверхностное натяжение является следствием существования внутреннего давления — силы, втягивающей молекулы внутрь жидкости и направленной перпендикулярно к поверхности. Поверхностное натяжение молока (около 44•10-3 Н/м) ниже, чем воды (72,7•10-3 Н/м), так как в молоке присутствуют вещества (поверхностно-активные), снижающие поверхностное натяжение. К ним относят белки плазмы молока, белки оболочек жировых шариков, фосфолипиды, жирные кислоты. Поверхностное натяжение молока зависит от многих факторов, в том числе оно понижается с повышением температуры и при прогоркании молока, так как при липолизе образуются поверхностно-активные вещества в виде жирных кислот, ди- и моноглицеридов. От поверхностного натяжения зависит пенообразование молока при механической обработке, растворении сухого молока и т. д. Все факторы, снижающие поверхностное натяжение, уменьшают пенообразование, и наоборот. Это играет большую роль в технологии многих молочных продуктов и влияет на их качество. Температура замерзания молока. Величина довольно постоянная, в среднем равна –0,54°С (при колебаниях от –0,53 до –0,55°С). Это свойство молока зависит от количества растворенных частиц, а не от их вида или структуры. Оно обусловливается только истинно растворимыми составными частями молока: лактозой и солями, причем последние содержатся в молоке примерно в постоянной концентрации. Для поддержания осмотического давления при нарушении секреции вымени требуется, чтобы повышенная концентрация ионов компенсировалась пониженным содержанием лактозы. На зависимости температуры замерзания от концентрации истинно растворимых составных частей молока основано определение фальсификации молока водой. Температура замерзания молока, разбавленного водой, повышается. Химический состав и физико-химические свойства натурального молока могут изменяться преднамеренно (фальсифицироваться) сдатчиками молока. Для производства молочных продуктов наиболее нежелательным является разбавление молока водой, добавление нейтрализующих (соды, аммиака) и консервирующих (формальдегида, пероксида водорода) веществ. При разбавлении молока водой снижаются кислотность, плотность, массовая доля сухих веществ, в том числе жиров, белков, СОМО. Молоко плохо свертывается сычужным ферментом, снижается выход молочных продуктов, увеличиваются потери. При подозрении на фальсификацию водой натуральность молока можно установить косвенным путем по плотности или температуре замерзания (табл. 5). Считают, что плотность молока понижается примерно на 3 кг/м3 на каждые 10% добавленной воды. 5. Температура замерзания молока в зависимости от степени разбавления водой

Степень разбавления молока водой, %

Температура замерзания молока, °С

Степень разбавления молока водой, %

Температура замерзания молока, °С

0

–0,540

7

–0,502

1

–0,534

8

–0,497

2

–0,529

9

–0,491

3

–0,524

10

–0,486

4

–0,518

15

–0,459

5

–0,513

20

–0,432

6

–0,508

25

–0,405

Фальсификацию молока нейтрализующими веществами осуществляют для снижения кислотности молока, особенно в летнее время. Такое молоко имеет мыльный привкус, быстро портится из-за гнилостной микрофлоры, беспрепятственно развивающейся в молоке при отсутствии молочнокислой, и становится непригодным для переработки в молочные продукты. Наличие нейтрализующих веществ определяют при приемке молока на заводе при подозрении на их присутствие. Кроме названных выше физико-химических свойств молоко обладает электропроводностью, теплопроводностью, температуропроводностью, удельной теплоемкостью. Некоторые физико-химические показатели молочного сырья представлены в табл. 6. 6. Физико-химические показатели молочного сырья

Показатель

Цельное молоко

Сливки

Обезжиренное молоко

Пахта

Молочная сыворотка

Плотность при 20°С, кг/м3

1027-1033

933-1025

1030-1034

1030-1033

1021-1024

Вязкость при 20°С, мПа•с

1,6–2,1

9,0

1,71-1,75

1,65-1,70

1,55-1,66

Поверхностное натяжение при 20°С, Н/м

0,0424–0,051

0,0494

Удельная теплоемкость при 0–40°С, Дж/(кг•К)

3778–4020

3360

3880-3956

3936

4800

Кислотность, °Т

16–20

14-16

16-20

20

Подсырная 10–25; творожная 50–85; казеиновая 50–120

Органолептические свойства. Молоко характеризуется определенными органолептическими, сенсорными (от лат. Sensus — чувство, ощущение) свойствами: внешним видом, текстурой (консистенцией, структурой и смазывающими свойствами), цветом, вкусом, запахом и ароматом. Эти свойства выявляются благодаря зрительным, осязательным, обонятельным, вкусовым и слуховым ощущениям человека. Органолептический анализ — это качественная и количественная оценка ответной реакции органов чувств человека на свойства продукта. Качественную оценку выражают словесным описанием, а количественную — численно и графически. Органолептические свойства наряду с химическим составом и пищевой ценностью определяют выбор продукта потребителем. Органолептические свойства сырых молока и сливок обусловлены зоотехническими и ветеринарными факторами, химическим составом, условиями получения, первичной обработки, хранения и транспортирования. Молоко, полученное от здоровых животных, содержащихся на полноценных рационах и при соблюдении зоогигиенических правил, имеет приятный сладковатый вкус и легкий специфический запах. По внешнему виду молоко от здоровых коров имеет белый цвет с легким желтоватым оттенком, интенсивность которого зависит от количества жира и каротина. Консистенция молока — однородная, без хлопьев и сгустков. На вкус, запах и аромат сырого молока влияют такие факторы, как состояние здоровья животных, стадия лактации (молозиво и стародойное молоко имеют солоноватый и горьковато-солоноватый привкусы), рационы кормления, продолжительность и условия хранения молока и т. д. Резкие изменения содержания вкусовых и ароматобразующих компонентов, физико-химических свойств и состава молока приводят к возникновению различных пороков вкуса и запаха, которые могут перейти при переработке такого сырья в готовые молочные продукты.Технологические свойства. К основным технологическим свойствам молока относят термоустойчивость и сычужную свертываемость.Термоустойчивость — способность молока выдерживать нагревание при высоких температурах без видимой коагуляции белков. Основными показателями устойчивости белковых молекул в растворе являются поверхностный заряд и степень гидрофильности частиц. Следовательно, факторы, уменьшающие отрицательный заряд казеиновых мицелл и степень их гидратации, будут снижать термоустойчивость молока. К ним относят количественные и качественные изменения химического состава молока, и в первую очередь фракционного состава казеина, степень денатурации сывороточных белков, солевой состав и рН молока. Колебания состава молока зависят от времени года, стадии лактации, породы коровы, рационов кормления и т. д. На термоустойчивость молока влияет также содержание ионов кальция и магния. При повышении содержания ионов кальция в молоке происходит их присоединение к казеинкальцийфосфатному комплексу. В результате уменьшается отрицательный заряд ка зеиновых частиц, они агрегируют и коагулируют (выпадают в осадок) при нагревании. Свежее молоко кислотностью 16—18 °Т (рН 6,6—6,7) выдерживает высокотемпературную обработку без видимой коагуляции белков. Повышение кислотности приводит к снижению термоустойчивости, так как в результате уменьшается заряд белковых частиц и часть коллоидных солей кальция переходит в растворимое состояние. Это приводит к агрегации казеиновых частиц и их коагуляции при нагревании. Термоустойчивость молока контролируют при производстве стерилизованных продуктов, молочных консервов, продуктов детского питания.Сычужная свертываемость — способность молока свертываться под действием сычужного фермента с образованием довольно плотного сгустка. На сычужную свертываемость молока влияют в первую очередь содержание казеина и ионов кальция: чем выше их содержание, тем быстрее свертывается молоко и плотнее образующийся белковый сгусток. Содержание казеина и ионов кальция, а также кислотность молока учитывают при оценке сыропригодности молока.

1.2.3. Влияние зоотехнических и ветеринарных факторов на состав и свойства молочного сырья

На химический состав, физико-химические, органолептические и технологические свойства молочного сырья значительно влияют зоотехнические (порода и возраст животного, период лактации, состояние здоровья, индивидуальные особенности) и ветеринарные (корма, условия кормления и содержания, медикаменты, используемые для лечения животных, время года и т.д.) факторы.Зоотехнические факторы. Для каждой породы коров характерен свой обмен веществ, от которого зависит синтез компонентов молока. Молоко коров разных пород различается по массовой доле жира и размерам жировых шариков, по массовой доле белка, фракционному составу казеина и размерам казеиновых мицелл. Особое значение для технологии продуктов, в частности белковых, имеет соотношение массовых долей жира и белка в молоке, которое выражается в количестве граммов белка, приходящемся на 100 г жира. Чем больше в молоке жира, белка, лактозы и пигментов, тем более выраженный цвет и полный вкус оно имеет при высокой дисперсности белка и жира. Технологические свойства также зависят от породы и несколько изменяются с возрастом животных. Коровы среднего возраста (шесть лактации) продуцируют молоко с лучшими органолептическими показателями. При повышении числа лактации в молоке возрастает общее содержание летучих и непредельных жирных кислот. В таком молоке наиболее вероятно окисление липидов и, как следствие, ухудшение органолептических свойств при хранении. Состав и свойства молока изменяются во время лактации. Различают три стадии лактации коров: молозивную (продолжается, по разным данным, от 5 до 10, а иногда до 15 сут после отела), нормального молока (285–277 сут) и стародойного молока (7–15 сут после запуска коровы). Резкое изменение физиологического состояния животного сопровождается образованием секрета, который заметно отличается от нормального молока по составу и свойствам, поэтому молозиво и стародойное молоко принято называть анормальным молоком. Для молозива характерно высокое содержание белков (до 15%), особенно альбуминов и глобулинов, количество которых постепенно снижается и приблизительно на четвертый день лактации достигает величины, обычной для нормального молока. Молозиво по консистенции более густое, чем нормальное молоко, желто-бурого цвета с солоноватым вкусом и специфическим запахом. По сравнению с нормальным молоком оно содержит больше каротина, витаминов (А, В1, В2 и др.), ферментов (каталазы, пероксидазы), а также иммуноглобулинов и лейкоцитов. Кроме белковых веществ молозиво имеет повышенное содержание минеральных веществ, высокую кислотность (выше 40 °С) и плотность, в связи с чем оно не выдерживает режимов тепловой обработки (свертывается при нагревании), плохо свертывается сычужным ферментом и не подлежит приемке на молочных заводах. Только через 6–8 дней после отела, когда молоко приобретает нормальные состав и свойства, его можно использовать для производства молочных продуктов. В течение лактационного периода, который продолжается в среднем около 300 дней, состав и свойства молока изменяются незначительно. Массовая доля жира в первую половину лактации немного снижается, затем снова возрастает. То же происходит с содержанием белка, лактозы и минеральных веществ, но в меньшей степени. От стадии лактации зависит количество лактонов, играющих важную роль в создании вкуса и запаха молока после тепловой обработки. По данным В. П. Шидловской, количество δ-оксикислот и β-кетокислот (предшественники β-лактонов и метилкетонов) уменьшается в начале и увеличивается в конце лактации. В молоке, полученном в начале лактации (2 мес), быстро окисляются липиды, что связано с большим содержанием меди (катализирует липолиз), 35 % которой связано с жировой фазой. За 10–15 дней перед запуском свойства и состав молока опять отклоняются от нормы. Оно приобретает солоновато-горьковатый вкус, массовая доля жира повышается до 9 %, жировые шарики становятся мелкими, массовая доля белков и минеральных веществ несколько увеличивается, а кислотность снижается до значений 5–6°Т. Такое молоко называют стародойным и не принимают в переработку на молочных заводах. На состав молока и его синтез в молочной железе влияют все факторы, обеспечивающие нормальное кормление животных: недокорм, виды и состав кормов и т. п. При недокорме на 30% по сравнению с нормой массовая доля сухих веществ в молоке снижается на 0,7–0,9%, в том числе жира на 0,4, белка на 0,3%. Эти факторы, в свою очередь, влияют на технологические свойства молока. Особое значение имеют правильный подбор кормов по кормовой ценности, условия стойлового содержания и доения коров. Несоблюдение санитарно-гигиенических норм содержания и кормления животных в 54 случаях из 100 приводит к изменениям органолептических показателей и приобретению несвойственных для сырого молока запаха и вкуса (%): кормовые — 25,3; скотного двора — 9,0; нечистые — 6,0; окисленные — 3,1; затхлые — 3,0; липолизные, прогорклые — 2,1; горький вкус — 1,3; наличие соды, аммиака, лекарств, химикатов, нефтепродуктов — 2,6. Интенсивность изменений состава и свойств молока зависит от вида и количества кормов, промежутков между кормлением и доением, наличия и химического состава ароматических и вкусовых веществ в кормах. Использование в кормлении животных большого количества льняных и подсолнечных жмыхов приводит к повышению массовой доли жира в молоке и увеличению содержания ненасыщенных жирных кислот. Жир при этом приобретает мягкую, мажущуюся консистенцию, имеет пониженную точку плавления и нестоек при хранении. Наличие в рационах животных в больших объемах кормовой свеклы, картофеля, соломы способствует повышению количества насыщенных жирных кислот в молочном жире, а сам жир имеет твердую, крошливую консистенцию. При использовании силоса и других кормов, бедных солями кальция, ухудшается такой показатель молока, как сычужная свертываемость. Быстрее всего от вида кормов изменяются органолептические показатели молока и вырабатываемых из него молочных продуктов. Грубые и сочные корма, а также сорняки чаще, чем другие корма, вызывают изменения вкуса и запаха молока. Считают, что в молоке с кормовыми пороками может содержаться до 22 химических соединений, основными из которых являются метилсульфид, ацетон, бутанон, этанол, пропанол, изопропанол, этаналь и этилацетат. Наиболее распространены силосные запах и вкус молока. Нежелательные запах и вкус силоса возникают при его неправильном брожении и обусловлены присутствием эфиров, спиртов, альдегидов и кетонов. На степень выраженности силосных запаха и вкуса молока влияют содержание влаги в силосе, его доброкачественность, вентиляция на скотном дворе в момент скармливания. Так как они проявляются быстрее при прямом контакте молока с силосом, нежелательно хранить молоко в одном помещении с силосом. Кроме вышеперечисленных факторов на состав и свойства молока влияет время года. Весной и в начале лета в молоке уменьшается массовая доля сухих веществ, в том числе казеина, свободных аминокислот (валина, лейцина, фенилаланина и др.), уменьшается размер казеиновых мицелл, повышается кислотность. Весной снижается также массовая доля жира, в том числе свободных жирных кислот (до 84,8мг/100г жира), витаминов (биотина, РР, группы В и др.), макро- и микроэлементов (Са, Mn, Co, Fe и др.). Эти изменения приводят к ухудшению органолептических и технологических показателей, а также снижению качества и выхода молочных продуктов, вырабатываемых из «весеннего» молока. Осенью и зимой в молоке содержится наибольшее количество белков и жиров, повышается кислотность, появляются более выраженные кормовые пороки вкуса и запаха. Все это в совокупности объясняется особенностью кормовых рационов в разное время года, лактационным периодом, условиями содержания коров и т. д.Ветеринарные факторы. Состояние здоровья животных значительно влияет на качество молока. При заболевании животных и использовании для их лечения медикаментов могут резко измениться химический состав и свойства молока. При мастите, ящуре, эндометрите, гастроэнтерите и некоторых других заболеваниях значительно увеличивается содержание соматических клеток (от 300–500 тыс. до 1 млн и более в 1 см3). Особенно распространено заболевание коров маститом. Это воспаление тканей молочной железы, которое сопровождается снижением секреции молока и изменением его состава и свойств. В частности, массовая доля жира снижается до 2,2%, лактозы — до 3,6%, массовая доля белка повышается до 6,0% за счет увеличения содержания сывороточных белков, а доля казеина заметно уменьшается, причем количество γ-казеина увеличивается; плотность снижается до 1025 кг/м3, кислотность — до 5–13%. При этом консистенция молока становится водянистой, часто хлопьевидной, слизисто-творожистой, иногда пенящейся. Наблюдаются следы крови и гноя. Молоко имеет неприятный запах, слабосолено-горький, прогорклый вкус. Маститное молоко плохо свертывается сычужным ферментом, сгусток получается дряблый, слабо отделяющий сыворотку. Молочнокислые бактерии в таком молоке развиваются медленно, производство качественных кисломолочных продуктов и сыра из него невозможно. На примесь маститного молока в сборном показывает количество соматических клеток (выше 500 тыс. в 1 см3), такое молоко не допускается для производства сыра и кисломолочных продуктов. Наиболее частые причины мастита — инфекция, нарушение правил доения и ухода за выменем и доильными аппаратами. Клиническую форму мастита с ярко выраженными изменениями состава и свойств молока легко распознать. Труднее определить наличие маститного молока в сборном при субклинических (скрытых) формах мастита. Для этого при приемке молока на молочном заводе определяют количество соматических клеток. Для лечения того или иного заболевания животных применяют медикаменты, в том числе и антибиотики. Неправильная дозировка препаратов, а также несоблюдение сроков сдачи на заводы молока от подвергавшихся лечению коров приводят к попаданию антибиотиков в молоко и, следовательно, к изменению его органолептических и технологических свойств.

1.3. Требования к качеству заготовляемого молока Молоко, поступающее на переработку (заготовляемое), должно отвечать определенным требованиям, позволяющим использовать его как сырье для молочной промышленности. Основными показателями, определяющими пригодность молока к переработке, являются химический состав, присущий нормальному молоку, физико-химические (содержание соматических клеток и механических примесей, кислотность, плотность, температура), микробиологические (общая бактериальная обсемененность), технологические (термоустойчивость, сычужная свертываемость) и органолептические показатели. Считается, что чем выше общая бактериальная обсемененность молока, тем больше вероятность присутствия в нем патогенных микроорганизмов и тем выше количество остаточной микрофлоры в молоке после тепловой обработки. В свежевыдоенном молоке всегда содержится определенное количество микроорганизмов. Они попадают в него из выводных протоков молочной цистерны. Бактериальная обсемененность сырого молока зависит от соблюдения санитарных правил при получении, обработке, хранении и транспортировании молока на завод. Свежевыдоенное молоко, полученное в хороших санитарных условиях, содержит, по разным данным, от 5 до 300 тыс. бактерий в 1 см3. Заметное изменение физико-химических свойств молока может вызвать увеличение числа микроорганизмов до 5 —100 млн в 1 см3, причем свертывание молока может наступить при содержании бактерий от 1 до 5 млн в 1 см3. Поэтому рекомендуется максимально допустимым количеством микроорганизмов в заготовляемом молоке считать 1 млн в 1 см3. В мировой практике принято считать заготовляемое молоко хорошего качества при содержании бактерий до 500 тыс. в 1 см3, удовлетворительного — до 4 млн в 1 см3 и плохого — свыше 4 млн в 1 см3. По механической чистоте в мировой практике сырое молоко оценивается следующим образом: допустимое содержание механических примесей в молоке высокого качества не более 0,5 мг в 1 см3, среднего — не более 2,5 и низкого — более 2,5 мг в 1 см3. В нашей стране определение содержания механических примесей проводят визуально (сравнение с эталоном ватного фильтра после фильтрования молока). Содержание соматических клеток более 500 тыс. в 1 см3 указывает на примесь маститного, стародойного молока, молозива или молока от коров с другими нарушениями в организме. Из органолептических показателей важна консистенция: сырого молока — однородная нетягучая, слегка вязкая, без осадка жидкость; сливок, полученных из такого молока, — однородная вязкая, слегка тягучая, без осадка жидкость. Если в молоке (сливках) появляется отстой жира, степень уплотнения которого зависит от его свежести, консистенция будет неоднородной. У свежего молока (сливок) отстоявшийся жир рыхлый, четкого разделения слоев у сливок и молока нет. При взбалтывании молока (сливок) жир снова равномерно распределяется и консистенция становится однородной. Вкус и запах сырого свежего молока (сливок) специфические, приятные, вкус слегка сладковато-солоноватый. Цвет молока белый со слегка желтоватым оттенком (у сливок — выраженный желтый оттенок), который зависит от количества пигментов, жира, казеина и степени их дисперсности. Титруемая кислотность свежего молока колеблется от 16 до 18°Т, активная кислотность свежего молока имеет значения рН от 6,3 до 6,9. Повышенная кислотность косвенно может показывать на высокую бактериальную и механическую загрязненность молока, нарушения режимов и условий первичной обработки, транспортировки и хранения сырого молока. Свежевыдоенное молоко имеет температуру организма животного, т. е. около 38°С, затем она снижается до 25–30°С. При этих температурах хорошо сохраняются первоначальное состояние полидисперсной системы молока и его свойства. Но одновременно хорошо развивается микрофлора. Поэтому молоко не позднее чем через 2 ч после доения необходимо профильтровать, охладить до температуры (4±2) °С и доставить на завод охлажденным в течение 24 ч. При сдаче на предприятия молочной промышленности температура молока должна быть не выше 8°С. Допускается вывоз неохлажденного молока в течение 1 ч после дойки. Требования к качеству заготовляемого молока при приемке его на молочном заводе приведены в ГОСТ 52054–2003 «Молоко натуральное коровье — сырье». Согласно ГОСТу молоко должно быть получено от здоровых животных в хозяйствах, благополучных по инфекционным заболеваниям. Молоко, полученное от коров в первые 7 дней после отела и в последние 5 дней перед запуском, приемке на пищевые цели не подлежит. Базисная общероссийская норма массовой доли жира молока составляет 3,4 %, белка — 3 %. Молоко не должно содержать ингибирующих и нейтрализующих веществ (антибиотиков, аммиака, соды, пероксида водорода и др.). Содержание токсичных элементов, мышьяка, афлатоксина Ml, остаточных количеств пестицидов и радионуклидов должно соответствовать действующим санитарным нормам. При сдаче-приемке на заводе молоко должно быть натуральным, свежим, белого или слегка кремового цвета, без осадка и хлопьев. Плотность молока не ниже 1027 кг/м3. В соответствии с ГОСТом сырое молоко подразделяют на четыре сорта: высший, первый, второй и несортовое (табл. 7).7. Характеристика сырого молока по сортам

Показатель

Норма для молока

высшего сорта

первого сорта

второго сорта

несортового

Запах и вкус

Свойственные молоку, без посторонних запахов и привкусов

Выраженные кормовые привкус и запах

Допускается слабо выраженный кормовой запах и привкус в зимне-весенний период

Консистенция

Однородная жидкость без осадка и хлопьев. Замораживание не допускается

Наличие хлопьев белка, механических примесей

Цвет

От белого до светло-кремового

Кремовый, от светло-серого до серого

Плотность, кг/м3, не менее

1028

1027

1027

Менее 1026,9

Температура замерзания, °С

Не выше -0,520

Выше -0,520

Кислотность, °Т

16-18

16-18

16-20,99

Менее 15,99 или более 21,00

Степень чистоты по эталону, не ниже группы

1

1

2

3

КМАФАнМ, тыс/см3

До 300

От 300 до 500

От 500 до 4000

Содержание соматических клеток, тыс/см3

500

1000

1000

К качеству молока, предназначенного для производства детских и диетических молочных продуктов, предъявляют повышенные требования. Такое молоко должно отвечать требованиям высшего сорта и по термоустойчивости быть не ниже 2-й группы в соответствии с ГОСТ 25228. ГОСТом допускается принимать вторым сортом молоко, имеющее плотность 1026 кг/м3, кислотность 15°Т и от 19 до 21°Т на основании контрольной (стойловой) пробы, если органолептические показатели, степень чистоты, бактериальная обсемененность и содержание соматических клеток соответствуют требованиям стандарта. Срок действия стойловой пробы не превышает 14 сут. В соответствии с ГОСТ 52054 — 2003 не подлежит приемке на пищевые цели сырое молоко, а также несортовое молоко, подвергнутое тепловой обработке, из хозяйств, неблагополучных по инфекционным заболеваниям, не отвечающее требованиям этого стандарта. При подозрении на тепловую обработку молоко контролируют на наличие фосфатазы. В ГОСТе определены правила приемки молока на молочном заводе и периодичность контрольных испытаний. В каждой партии молока исследуют органолептические показатели, температуру, плотность, кислотность, массовую долю жира и группу чистоты. Не реже одного раза в декаду исследуют массовую долю белка, бактериальную обсемененность (КМАФАнМ — количество мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов), количество соматических клеток и наличие ингибирующих веществ. Термоустойчивость определяют в каждой партии молока, предназначенного для производства детских продуктов, и стерилизованного молока. При получении неудовлетворительных результатов анализов хотя бы по одному показателю по нему проводят повторный анализ удвоенного объема пробы, взятой из той же партии молока. Результаты повторного анализа являются окончательными и распространяются на всю партию. Нейтрализующие вещества исследуют при подозрении на их наличие. Содержание тяжелых металлов, мышьяка, афлатоксина Ml, остаточных количеств пестицидов определяют в соответствии с порядком, утвержденным Минсельхозом России по согласованию с Минздравом России. В настоящее время эти показатели регламентируются Инструкцией по порядку и периодичности контроля за содержанием микробиологических и химических загрязнителей в молоке и молочных продуктах на предприятиях молочной промышленности, согласованной с Госсанэпиднадзором России и утвержденной Минсельхозом России.

1.4. Санитарно-гигиенические условия получения молока на фермах Санитарно-гигиенические условия получения молока, а именно условия содержания коров на фермах, сбор и первичная обработка, хранение и транспортирование молока на молочный завод, во многом определяют качество заготовляемого молока. Условия содержания коров (кормление животных и уход за ними) значительно влияют на такие показатели качества молока, как бактериальная и механическая загрязненность и органолептические показатели. Важное значение для получения доброкачественного молока имеет состав воздуха коровника. Зачастую в нем присутствуют углекислый газ, аммиак, сероводород, взвешенные пылевые частицы и в большом количестве микрофлора. Причинами этого может являться повышенная концентрация и плотность размещения животных, ограничение их пастбищного содержания, а также несовершенные конструктивные решения прифермских молочных, способы транспортирования туда молока из коровника и оборудование для хранения молока на прифермской молочной. Для сбора и первичной обработки молока на фермах оборудуют: молокосливные, прифермские молочные и молочные блоки. Недостаток их в том, что чаще всего они сблокированы с коровником и соединяются с ним с помощью коридоров и тамбуров. При соблюдении ветеринарно-санитарных правил к воздушной среде помещений для содержания животных, при правильно работающей вентиляции и системе навозоудаления происходит достаточный воздухообмен и поддерживается оптимальный состав воздуха. Это позволяет получать молоко с хорошими санитарными и органолептическими показателями. Нарушение правил из-за неправильной эксплуатации системы вентиляции и других механизмов или из-за недобросовестного отношения работников ферм к своим обязанностям ведет к ухудшению качества получаемого молока. При доении молоко собирают в переносные ведра или в молокопровод. В том случае, когда молоко собирают в переносные ведра и затем сливают во фляги, оно длительное время находится в коровнике. В результате оно может впитывать запахи коровника и загрязняться, причем степень загрязнения зависит от санитарных показателей помещения, тары для приемки молока во время доения и хранения, рук и одежды обслуживающего персонала и продолжительности контакта молока с воздухом. При доении со сбором в молокопровод молоко имеет лучшие органолептические показатели. При сборе в молокопровод 90 % молока имеет чистые вкус и запах, а при сборе в переносные ведра — только 54 % «летнего» и 17 % «зимнего» молока. Но эти показатели могут ухудшаться в зависимости от условий дальнейшего хранения молока до переработки. Так, при увеличении протяженности молокопровода и количества выдаиваемых коров, неудовлетворительной мойке доильной аппаратуры санитарные показатели молока ухудшаются. Для получения молока требуемого качества необходимо тщательно обрабатывать вымя коровы перед доением; доить коров в доильных помещениях, а не в помещении коровника; сокращать продолжительность доения; отдавать предпочтение доению со сбором в молокопровод, причем использовать доильные аппараты, конструкция которых обеспечивает простоту ухода и высокое гигиеническое состояние. Большое внимание должно уделяться личной гигиене и здоровью обслуживающего персонала фермы, соблюдению чистоты рук, тела и одежды. Фермы должны быть благополучны по инфекционным заболеваниям, соответствовать п. 4 Ветеринарно-санитарных правил для предприятий (комплексов), иметь санпропускник, изолятор, ветеринарный пункт и карантинное отделение. Молочная должна быть оборудована в соответствии с Методическими рекомендациями по применению технологических линий для обработки молока, а именно: иметь весы, охладители, очистители (фильтровальные установки), емкости, шланги, насосы. Кроме того, в ней должны быть лаборатория, моечная для доильных установок и посуды, системы канализации, водоснабжения (в том числе с подведением горячей воды), ванны, стеллажи. Покрытие на полу должно быть твердым, стены окрашены масляной краской или выложены плиткой для удобства санитарной обработки. Два раза в год следует проводить диспансеризацию коров и аттестацию ферм.

1.5. Бактерицидная фаза молока и способы ее продления.Бактерицидная фаза — это время, в течение которого микроорганизмы, попадающие в свежевыдоенное молоко, не развиваются в нем и даже частично отмирают. В течение бактерицидной фазы молоко обладает бактерицидными свойствами. Бактерицидные свойства молока обусловлены наличием в нем антибактериальных веществ (лизоцимов, лейкоцитов, нормальных антител, некоторых ферментов и др.), количество которых зависит от индивидуальных особенностей и физиологического состояния животного, а также лактационного периода (молозиво обладает наиболее высокой антибактериальной активностью). Лизоцимы — это вещества белковой природы, обладающие бактерицидным и бактериостатическим действием по отношению ко многим видам бактерий. В молоке коров находятся четыре группы лизоцимов: лизоцим М (молока), лизоцим В (вымени), лизоцим О (основной), лизоцим Т (термостабильный). Они поступают в молоко из крови или вырабатываются молочной железой и инактивируются (кроме термостабильного) при пастеризации молока. Наибольшей бактерицидной активностью обладает лизоцим М. Он губительно действует на некоторые патогенные микроорганизмы. Если в молоке содержится много микроорганизмов, лизоцимы быстро расходуются и утрачивают свои антибактериальные свойства; отсутствие лизоцима М в свежевыдоенном молоке свидетельствует о болезни молочной железы. Лейкоциты — это клеточные элементы крови, которые в небольшом количестве содержатся в молоке и выполняют защитную антибактериальную функцию, поглощая и растворяя живые и убитые микроорганизмы. При воспалении молочной железы количество лейкоцитов в молоке возрастает в сотни раз, и по этому признаку диагностируют ранние формы мастита. Лейкоциты так же, как лизоцимы и антитела, уничтожаются при пастеризации молока. Продолжительность бактерицидной фазы молока зависит от температуры хранения и первоначального количества микрофлоры. При хранении свежевыдоенного молока неохлажденным бактерицидная фаза продолжается 1–2 ч в зависимости от его первоначального обсеменения. По окончании бактерицидной фазы в молоке при температуре хранения выше 10°С начинается быстрое размножение микрофлоры, которое ведет к повышению титруемой кислотности, накоплению бактериальных токсинов, не уничтожающихся при пастеризации молока, появлению ферментов бактериального происхождения, вызывающих пороки молока, и т. д. В увеличении продолжительности бактерицидной фазы заинтересованы как производители, так и переработчики молока, так как от этого зависят его качество и качество вырабатываемых из него продуктов. Снижая температуру хранения молока, можно продлить бактерицидную фазу молока на достаточно длительное время при условии низкой первоначальной бактериальной обсемененности. Температура хранения молока, °С 37 30 25 10 5 0 Продолжительность бактерицидной фазы, ч 2 3 6 24 36 48 Большое количество первоначальной микрофлоры в свежевыдоенном молоке сокращает бактерицидную фазу. Поэтому для увеличения ее продолжительности необходимо улучшать санитарно-гигиенические условия производства молока на ферме, очищать и охлаждать молоко непосредственно после доения.

Шалыгина А. М., Калинина Л. В. Общая технология молока и молочных продуктов. — М.: КолосС, 2004. — с: ил. (Учебник и учеб. пособия для студентов высш. учеб. заведений).

produkt.by

Молоко как сырьё для производства сыров

Решающим фактором в производстве сыров являются химический состав, физические свойства и микробиологические показатели перерабатываемого молока. Эти факторы определяют сыропригодность молока, т.е. его способность к свертыванию, образованию сгустка надлежащей плотности, а также способность к брожению и созданию среды, необходимой для развития и деятельности полезных микроорганизмов и прежде всего молочнокислых бактерий.

Сыропригодность зависит не только от состава и свойств молока, но и от особенностей биотехнологии сыров, для производства которых оно используется. Так, в производстве твердых сыров обсемененность спорами маслянокислых бактерий и сычужная свертываемость являются важнейшими показателями сыропригодности молока, а в производстве кисломолочных сыров они не играют определяющей роли. Поэтому, говоря о сыропригодности молока, подразумевают молоко, которое предназначено для выработки твердых сычужных сыров. Следует отметить, что уровень развития производства, современные технологии, новейшее оборудование позволяют перерабатывать на твердые сычужные сыры молоко практически любого качества. Однако при получении элитных сыров, сыров с ярко выраженными видовыми особенностями необходимо в качестве сырья применять молоко нормального состава.

Молоко нормального состава – это свежевыдоенное молоко от здоровых коров, полученное при полноценном кормлении не ранее чем через семь дней после отела и не позднее чем за десять дней до начала сухостойного периода. Состав и свойства «нормального» сборного молока варьируют в зависимости от породы коров, стадии лактации, сезона, кормления и других факторов. Одной из основных задач в сыроделии является сохранение состава и свойств нормального молока на пути от коровы до сыродельной ванны.

Анормальное молоко – это молоко, содержащее неприсущие нормальному молоку вещества, попадающие в него из организма коровы или после выхода из вымени, а также молоко с измененным составом и свойствами в результате болезни или плохого кормления животных.

В настоящее время в нашей стране начинает свое развитие направление производства сыров из козьего и овечьего молока. В связи с этим появилась необходимость установить требования для молока-сырья козьего и овечьего.

Кроме того, действующий ныне ГОСТ Р 52054-2003 на молоко – сырье натуральное коровье не предусматривает требований, предъявляемых к молоку в сыроделии. С учетом вышесказанного в ГНУ ВНИИМС (Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт маслоделия и сыроделия) разработаны технические условия на молоко-сырье для сыроделия (ТУ 9811-153-04610209-2004).

Данные технические условия распространяются на молоко – сырье (коровье, козье, овечье) для сыроделия и предназначены для предприятий, изготовляющих любой вид сыра. Согласно этому документу [10]:

1. Молоко должно быть получено от здоровых животных, принадлежащих к стаду, благополучному по инфекционным заболеваниям, что должно быть подтверждено соответствующими документами в установленном порядке.

2. Молоко не должно содержать ингибирующих веществ, быть замороженным, подвергнутым термической обработке, полученным от животных в первые 7 суток после отела и последние 10 суток перед запуском.

3. По органолептическим показателям молоко должно соответствовать требованиям, указанным в таблице 3.

Таблица 3 Органолептические показатели молока-сырья для сыроделия

Наименование показателя Содержание характеристики для молока
(характеристика) Коровьего Козьего Овечьего
Консистенция Однородная жидкость без осадка и хлопьев
Вкус и запах Чистый, без посторонних привкусов и запахов, не свойственных свежему натуральному коровьему молоку Специфический, свойственный козьему молоку, без посторонних привкусов и запахов Специфический, свойственный овечьему молоку, без посторонних привкусов и запахов
Цвет От белого до слабо—желтого Белый, с сероватым оттенком

4. По физико-химическим показателям молоко должно соответствовать нормам, указанным в таблице 4.

Таблица 4

Физико-химические показатели молока-сырья для сыроделия

Наименование показателя Значение показателя для молока
Коровьего Козьего Овечьего
Кислотность, оТ От 16,0 до 19,0 От 17,0 до 28,0 От 20,0 до 28,0
Плотность, кг/м3, не менее 1027,0* 1028,0 1032,0
Группа чистоты 1
Массовая доля белка, %, не менее 2.8 3.0 5.0
Массовая доля жира, %,

 

не менее

3.1 3.0 4.0

* Взамен определения плотности коровьего молока может использоваться показатель температуры замерзания коровьего молока, значение которого не должно превышать минус 0,520 оС.

5. По микробиологическим показателям молоко должно соответствовать требованиям, указанным в таблице 5.

Таблица 5

Микробиологические показатели молока-сырья для сыроделия

Наименование показателя Значение показателя
Уровень бактериальной обсемененности по редуктазной пробе, класс 1.2
Количество мезофильных аэробных и факультативно анаэробных микроорганизмов, КОЕ/см3, не более 1 · 106
Количество соматических клеток в 1 см3, не более 5 · 105
Сычужно-бродильная проба, класс l, ll
Количество спор мезофильных анаэробных лактатсбраживающих бактерий, н.в.ч. в 1 см3, не более:
– для сыров с низкой температурой второго нагревания 13
– для сыров с высокой температурой второго нагревания 2.5

6. Содержание патогенных микроорганизмов, в том числе сальмонелл, токсичных элементов, микотоксинов, антибиотиков, радионуклидов, пестицидов, в молоке должно соответствовать требованиям СанПиН 2.3.2.1078.

Определенное содержание жира и белка (в основном казеина) имеет значение для выхода сыра, так как в производстве сыров используется именно этот белок, переходящий в сыр в виде параказеинаткальцийфосфатного комплекса. Сывороточные белки захватываются сычужным сгустком в незначительном количестве. Содержание казеина в молоке влияет на структурно-механические свойства сычужного сгустка. Для сыроделия большое значение имеет отношение содержания в молоке казеина к жиру, так как от этого показателя зависит жирность сыра.

Молоко должно иметь высокую биологическую ценность. Биологическая полноценность характеризует молоко как среду для развития молочнокислых бактерий. Она обусловлена наличием в молоке витаминов, азотистых веществ, аминокислот, пептидов, ферментов (т.е. питательных и стимулирующих развитие микроорганизмов веществ), а также бактериофагов, антибиотиков, бактерицидных веществ, пестицидов, остатков моющих и дезинфицирующих веществ (т.е. посторонних веществ, задерживающих развитие микроорганизмов).

Для сыроделия важен и качественный состав первичной микрофлоры, особенно газообразующей (кишечной палочки и маслянокислых бактерий), содержание которой в молоке вызывает образование пороков в сыре при его созревании:

— раннее вспучивание вызывается кишечной палочкой;

— позднее вспучивание – маслянокислыми бактериями, которые особенно опасны, так как их споры не погибают при пастеризации.

Бактериальную обсемененность молока в сыроделии определяют редуктазной, бродильной и сычужно-бродильной пробами.

По результатам бродильной пробы, проводимой при температуре 38-40 оС, судят о характере сгустка, полученного при самопроизвольном скисании молока. Молочнокислые бактерии через 12 и 24 часа образуют ровный плотный сгусток. Хлопьевидный вспученный сгусток с выделением мутной сыворотки свидетельствует о наличии в молоке посторонней газообразующей (в основном кишечной палочки) микрофлоры.

Наличие в молоке маслянокислых бактерий оценивают аналогично, только молоко перед проведением пробы пастеризуют при температуре 93-95 оС в течение 30-40 минут и охлаждают до температуры 35-40 оС, выдерживают в термостате не менее 36-ти часов. Споровые маслянокислые бактерии переносят высокую температуру и образовывают рваный сгусток со значительным выделением сыворотки.

Сычужно-бродильная проба проводится следующим образом.

В широкие стерильные пробирки наливают 30 см3 молока, вносят 1 см3 0,5 %-го раствора сычужного фермента, хорошо перемешивают и ставят в термостат на 12 часов при температуре (38±1) оС. По истечении указанного времени пробирки вынимают из термостата, оценивают качество сгустка и относят его к одному из трех классов согласно таблице 6.

Таблица 6

Оценка молока по сычужно-бродильной пробе

Класс Оценка качества молока Характеристика сгустка
1 Хорошее

 

 

Сгусток с гладкой поверхностью, упругий на ощупь, без глазков на продольном разрезе, плавает в прозрачной сыворотке, которая не тянется и не горькая на вкус

 

Сгусток мягкий на ощупь, с единичными глазками (1-10), разорван, но не вспучен.

2 Удовлетворительное Сгусток с многочисленными глазками, губчатый, мягкий на ощупь, вспучен, всплыл кверху или вместо сгустка образуется хлопьевидная масса
3 Плохое

Для образования качественного сгустка молоко должно содержать достаточное количество микроэлементов. В молоке содержатся соли калия, кальция, натрия, магния, неорганических и органических кислот. Преобладают фосфорнокислые (фосфаты), лимоннокислые (цитраты) и хлористые (хлориды) соли, которые находятся в молоке в виде ионно-молекулярных и коллоидных растворов.

Особое значение для сыроделия имеет содержание в молоке кальция и фосфора, которые необходимы для получения сгустка нормальной плотности.

Массовая доля кальция в молоке колеблется от 110 до 140 мг/100 г. Около 22 % всего кальция прочно связаны с казеином. Остальные 78 % входят в состав фосфорнокислых и лимоннокислых солей кальция. Наибольшее значение в практике сыроделия имеют фосфаты кальция, часть которых находится в состоянии истинного раствора, часть – в виде коллоидного состояния. Соотношение этих двух форм фосфора и кальция играет важную роль в стабилизации коллоидных белковых частиц молока. Между ними устанавливается равновесие, нарушение которого приводит к образованию дряблого со слабоотделяющейся сывороткой сгустка и потере большого количества казеина с сывороткой, а значит, и к снижению выхода сыра.

Все перечисленные выше факторы оказывают влияние на способность молока образовывать плотный сгусток под действием сычужного фермента. На практике такую способность молока проверяют по сычужной пробе, которая проводится следующим образом: 10 см3 молока смешивают с 2 см3 1 %-го раствора сычужного фермента и помещают в термостат при температуре 35 оС и отмечают продолжительность образования сгустка. В зависимости от продолжительности свертывания молоко относят к одному из трех типов:

I тип – продолжительность свертывания менее 15-ти минут, свертываемость молока хорошая.

Из молока этого типа образуется быстроуплотняющийся сгусток, выделяющий излишнее количество сыворотки, сыр из такого молока получается с грубой консистенцией. Такое молоко обычно не используют в сыроделии, а при необходимости его применения следует снизить температуры свертывания и второго нагревания, провести постановку более крупного зерна.

II тип – продолжительность свертывания от 16-ти до 40 минут, свертываемость молока нормальная. Такое молоко является лучшим для производства сыров.

III тип – продолжительность свертывания более 40 минут (или молоко не свернулось), свертываемость молока плохая. Из такого молока получается дряблый, плохо отделяющий сыворотку сгусток. При необходимости использования в сыроделии такого молока нужно увеличить дозу бактериальной закваски, хлористого кальция, установить более высокую температуру свертывания, осуществить постановку мелкого зерна.

При этом следует помнить, что варьирование режимами и дозами реагентов должно проходить в пределах, допустимых технологическим регламентом.

В заключение можно отметить, что сыропригодность – это широкое комплексное понятие и характеризуется нормальным микробиологическим и физико-химическим состоянием свежего молока, полученного от здоровых животных в условиях их правильного кормления и строгого соблюдения санитарно-гигиенических правил.

http://сыроделие.рф

ptica-ru.ru

Молоко как сырье для производства сыров

Поиск Лекций

Решающим фактором в производстве сыров являются химический состав, физические свойства и микробиологические показатели перерабатываемого молока. Эти факторы определяют сыропригодность молока, т.е. его способность к свертыванию, образованию сгустка надлежащей плотности, а также способность к брожению и созданию среды, необходимой для развития и деятельности полезных микроорганизмов и прежде всего молочнокислых бактерий.

Сыропригодность зависит не только от состава и свойств молока, но и от особенностей биотехнологии сыров, для производства которых оно используется. Так, в производстве твердых сыров обсемененность спорами маслянокислых бактерий и сычужная свертываемость являются важнейшими показателями сыропригодности молока, а в производстве кисломолочных сыров они не играют определяющей роли. Поэтому, говоря о сыропригодности молока, подразумевают молоко, которое предназначено для выработки твердых сычужных сыров. Следует отметить, что уровень развития производства, современные технологии, новейшее оборудование позволяют перерабатывать на твердые сычужные сыры молоко практически любого качества. Однако при получении элитных сыров, сыров с ярко выраженными видовыми особенностями необходимо в качестве сырья применять молоко нормального состава.

Молоко нормального состава – это свежевыдоенное молоко от здоровых коров, полученное при полноценном кормлении не ранее чем через семь дней после отела и не позднее чем за десять дней до начала сухостойного периода. Состав и свойства «нормального» сборного молока варьируют в зависимости от породы коров, стадии лактации, сезона, кормления и других факторов. Одной из основных задач в сыроделии является сохранение состава и свойств нормального молока на пути от коровы до сыродельной ванны.

Анормальное молоко – это молоко, содержащее неприсущие нормальному молоку вещества, попадающие в него из организма коровы или после выхода из вымени, а также молоко с измененным составом и свойствами в результате болезни или плохого кормления животных.

В настоящее время в нашей стране начинает свое развитие направление производства сыров из козьего и овечьего молока. В связи с этим появилась необходимость установить требования для молока-сырья козьего и овечьего.

Кроме того, действующий ныне ГОСТ Р 52054-2003 на молоко – сырье натуральное коровье не предусматривает требований, предъявляемых к молоку в сыроделии. С учетом вышесказанного в ГНУ ВНИИМС (Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт маслоделия и сыроделия) разработаны технические условия на молоко-сырье для сыроделия (ТУ 9811-153-04610209-2004).

Данные технические условия распространяются на молоко – сырье (коровье, козье, овечье) для сыроделия и предназначены для предприятий, изготовляющих любой вид сыра. Согласно этому документу [10]:

1. Молоко должно быть получено от здоровых животных, принадлежащих к стаду, благополучному по инфекционным заболеваниям, что должно быть подтверждено соответствующими документами в установленном порядке.

2. Молоко не должно содержать ингибирующих веществ, быть замороженным, подвергнутым термической обработке, полученным от животных в первые 7 суток после отела и последние 10 суток перед запуском.

3. По органолептическим показателям молоко должно соответствовать требованиям, указанным в таблице 3.

Таблица 3

 

Органолептические показатели молока-сырья для сыроделия

 

Наименование показателя (характеристика) Содержание характеристики для молока
Коровьего Козьего Овечьего
Консистенция Однородная жидкость без осадка и хлопьев
Вкус и запах Чистый, без посторонних привкусов и запахов, не свойственных свежему натуральному коровьему молоку Специфический, свойственный козьему молоку, без посторонних привкусов и запахов Специфический, свойственный овечьему молоку, без посторонних привкусов и запахов
Цвет От белого до слабо-желтого Белый, с сероватым оттенком

 

4. По физико-химическим показателям молоко должно соответствовать нормам, указанным в таблице 4.

Таблица 4

 

Физико-химические показатели молока-сырья для сыроделия

 

Наименование показателя Значение показателя для молока
Коровьего Козьего Овечьего
Кислотность, оТ От 16,0 до 19,0 От 17,0 до 28,0 От 20,0 до 28,0
Плотность, кг/м3, не менее 1027,0* 1028,0 1032,0
Группа чистоты l
Массовая доля белка, %, не менее   2,8   3,0   5,0
Массовая доля жира, %, не менее   3,1   3,0   4,0

___________________

* Взамен определения плотности коровьего молока может использоваться показатель температуры замерзания коровьего молока, значение которого не должно превышать минус 0,520 оС.

 

5. По микробиологическим показателям молоко должно соответствовать требованиям, указанным в таблице 5.

 

Таблица 5

 

Микробиологические показатели молока-сырья для сыроделия

 

Наименование показателя Значение показателя
Уровень бактериальной обсемененности по редуктазной пробе, класс l, ll
Количество мезофильных аэробных и факультативно анаэробных микроорганизмов, КОЕ/см3, не более 1 ·106
Количество соматических клеток в 1 см3, не более 5 ·105
Сычужно-бродильная проба, класс l, ll
Количество спор мезофильных анаэробных лактатсбраживающих бактерий, н.в.ч. в 1 см3, не более: – для сыров с низкой температурой второго нагревания – для сыров с высокой температурой второго нагревания     2,5

 

6. Содержание патогенных микроорганизмов, в том числе сальмонелл, токсичных элементов, микотоксинов, антибиотиков, радионуклидов, пестицидов, в молоке должно соответствовать требованиям СанПиН 2.3.2.1078.

Определенное содержание жира и белка (в основном казеина) имеет значение для выхода сыра, так как в производстве сыров используется именно этот белок, переходящий в сыр в виде параказеинаткальцийфосфатного комплекса. Сывороточные белки захватываются сычужным сгустком в незначительном количестве. Содержание казеина в молоке влияет на структурно-механические свойства сычужного сгустка. Для сыроделия большое значение имеет отношение содержания в молоке казеина к жиру, так как от этого показателя зависит жирность сыра.

Молоко должно иметь высокую биологическую ценность. Биологическая полноценность характеризует молоко как среду для развития молочнокислых бактерий. Она обусловлена наличием в молоке витаминов, азотистых веществ, аминокислот, пептидов, ферментов (т.е. питательных и стимулирующих развитие микроорганизмов веществ), а также бактериофагов, антибиотиков, бактерицидных веществ, пестицидов, остатков моющих и дезинфицирующих веществ (т.е. посторонних веществ, задерживающих развитие микроорганизмов).

Для сыроделия важен и качественный состав первичной микрофлоры, особенно газообразующей (кишечной палочки и маслянокислых бактерий), содержание которой в молоке вызывает образование пороков в сыре при его созревании:

– раннее вспучивание вызывается кишечной палочкой;

– позднее вспучивание – маслянокислыми бактериями, которые особенно опасны, так как их споры не погибают при пастеризации.

Бактериальную обсемененность молока в сыроделии определяют редуктазной, бродильной и сычужно-бродильной пробами.

По результатам бродильной пробы, проводимой при температуре 38-40 оС, судят о характере сгустка, полученного при самопроизвольном скисании молока. Молочнокислые бактерии через 12 и 24 часа образуют ровный плотный сгусток. Хлопьевидный вспученный сгусток с выделением мутной сыворотки свидетельствует о наличии в молоке посторонней газообразующей (в основном кишечной палочки) микрофлоры.

Наличие в молоке маслянокислых бактерий оценивают аналогично, только молоко перед проведением пробы пастеризуют при температуре 93-95 оС в течение 30-40 минут и охлаждают до температуры 35-40 оС, выдерживают в термостате не менее 36-ти часов. Споровые маслянокислые бактерии переносят высокую температуру и образовывают рваный сгусток со значительным выделением сыворотки.

Сычужно-бродильная проба проводится следующим образом.

В широкие стерильные пробирки наливают 30 см3 молока, вносят 1 см3 0,5 %-го раствора сычужного фермента, хорошо перемешивают и ставят в термостат на 12 часов при температуре (38±1) оС. По истечении указанного времени пробирки вынимают из термостата, оценивают качество сгустка и относят его к одному из трех классов согласно таблице 6.

 

Таблица 6

 

Оценка молока по сычужно-бродильной пробе

 

Класс Оценка качества молока Характеристика сгустка
l   ll   lll Хорошее   Удовлетворительное   Плохое Сгусток с гладкой поверхностью, упругий на ощупь, без глазков на продольном разрезе, плавает в прозрачной сыворотке, которая не тянется и не горькая на вкус Сгусток мягкий на ощупь, с единичными глазками (1-10), разорван, но не вспучен. Сгусток с многочисленными глазками, губчатый, мягкий на ощупь, вспучен, всплыл кверху или вместо сгустка образуется хлопьевидная масса

 

Для образования качественного сгустка молоко должно содержать достаточное количество микроэлементов. В молоке содержатся соли калия, кальция, натрия, магния, неорганических и органических кислот. Преобладают фосфорнокислые (фосфаты), лимоннокислые (цитраты) и хлористые (хлориды) соли, которые находятся в молоке в виде ионно-молекулярных и коллоидных растворов.

Особое значение для сыроделия имеет содержание в молоке кальция и фосфора, которые необходимы для получения сгустка нормальной плотности.

Массовая доля кальция в молоке колеблется от 110 до 140 мг/100 г. Около 22 % всего кальция прочно связаны с казеином. Остальные 78 % входят в состав фосфорнокислых и лимоннокислых солей кальция. Наибольшее значение в практике сыроделия имеют фосфаты кальция, часть которых находится в состоянии истинного раствора, часть – в виде коллоидного состояния. Соотношение этих двух форм фосфора и кальция играет важную роль в стабилизации коллоидных белковых частиц молока. Между ними устанавливается равновесие, нарушение которого приводит к образованию дряблого со слабоотделяющейся сывороткой сгустка и потере большого количества казеина с сывороткой, а значит, и к снижению выхода сыра.

Все перечисленные выше факторы оказывают влияние на способность молока образовывать плотный сгусток под действием сычужного фермента. На практике такую способность молока проверяют по сычужной пробе, которая проводится следующим образом: 10 см3 молока смешивают с 2 см3 1 %-го раствора сычужного фермента и помещают в термостат при температуре 35 оС и отмечают продолжительность образования сгустка. В зависимости от продолжительности свертывания молоко относят к одному из трех типов:

I тип – продолжительность свертывания менее 15-ти минут, свертываемость молока хорошая.

Из молока этого типа образуется быстроуплотняющийся сгусток, выделяющий излишнее количество сыворотки, сыр из такого молока получается с грубой консистенцией. Такое молоко обычно не используют в сыроделии, а при необходимости его применения следует снизить температуры свертывания и второго нагревания, провести постановку более крупного зерна.

II тип – продолжительность свертывания от 16-ти до 40 минут, свертываемость молока нормальная. Такое молоко является лучшим для производства сыров.

III тип – продолжительность свертывания более 40 минут (или молоко не свернулось), свертываемость молока плохая. Из такого молока получается дряблый, плохо отделяющий сыворотку сгусток. При необходимости использования в сыроделии такого молока нужно увеличить дозу бактериальной закваски, хлористого кальция, установить более высокую температуру свертывания, осуществить постановку мелкого зерна.

При этом следует помнить, что варьирование режимами и дозами реагентов должно проходить в пределах, допустимых технологическим регламентом.

В заключение можно отметить, что сыропригодность – это широкое комплексное понятие и характеризуется нормальным микробиологическим и физико-химическим состоянием свежего молока, полученного от здоровых животных в условиях их правильного кормления и строгого соблюдения санитарно-гигиенических правил.

 

Возможные пороки сырья,



poisk-ru.ru

1.4 Сырье для производства молока питьевого

Основным сырьем для производства молока пастеризованного является молоко сырое коровье, которое не всегда имеет постоянный химический состав. Сезонным изменениям в наибольшей степени подвергается жир, в меньшей степени белок, содержание других составных частей практически постоянно. Молоко должно соответствовать требованиям ГОСТа по вкусу, цвету, консистенции и качественным показателям, определенным инструментальными методами. К таким показателям относятся кислотность, плотность, механическая загрязненность и бактериальная обсемененность. По ним молоко делится на сорта: I, II и несортовое.

Не подлежит приемке и переработке молозиво и стародойное молоко, молоко с антибиотиками, пестицидами, нефтепродуктами, с неудаляемыми пороками вкуса и запаха, фальсифицированное, консервированное, нейтрализованное.

Подснятие и разбавление молока обезжиренным молоком и водой определяют по изменению плотности и содержания жира. При снятии части сливок (разбавлении обезжиренным молоком) плотность молока несколько увеличивается, при разбавлении – снижается. Более точно разбавление молока водой определяют по изменению температуры замерзания. Для температуры молока средняя температура замерзания равна -0,53ºС. Разбавление водой повышает температуру замерзания.

Наряду с общими требованиями, включенными в ГОСТ, в отдельных отраслях молочной промышленности молоко должно удовлетворять дополнительным требованиям. Например, в производстве стерилизованного молока оно должно быть термоустойчивым, в сыроделии свертываться под действием сычужного фермента.

Упаковочные средства для молочных продуктов должны обладать высокой механической прочностью, стойкостью к старению, жесткостью или эластичностью, способностью к сварке, необходимой для формирования герметичных соединений. Естественно, что эстетическое оформление упаковки должно привлекать покупателя и соответствовать требованиям ГОСТ Р 51074.

Для предотвращения порчи молочных продуктов, упаковочные материалы должны обладать барьерностью, т. е. газо- , паро- , водо-, ароматонепроницаемостью. Они должны быть влагопрочными и жиро-стойкими. Материалы должны обладать эксплуатационной надежностью, не расслаиваться, не деформироваться.

Молоко обладает способностью сорбировать тяжелые металлы и большинство органических соединений, в том числе и вредные. Поэтому все без исключения упаковочные, укупорочные материалы и потребительская тара должны быть инертны по отношению к продукту и при контакте с ним не выделять вредных для здоровья человека компонентов. Во всех упаковочных системах, за исключением обычного стекла, используются полимерные материалы, лаки, наполнители, красители, растворители и другие компоненты, которые при определенных условиях могут мигрировать в молочный продукт. Для того, чтобы исключить возможность попадания этих веществ в расфасованный продукт, существуют санитарные правила и нормы, утвержденные Минздравом, так называемые «Допустимые количества миграции» (ДКМ). Ни из одного материала не должны выделяться вещества в количествах, превышающих их ДКМ. То есть вся упаковочная продукция как отечественного, так и импортного производства должна обладать высокими санитарно-гигиеническими показателями и подлежит обязательной гигиенической сертификации в органах Госсанэпиднадзора России и периодическому санитарному контролю.

На сегодняшний день разработан и освоен промышленный выпуск значительного ассортимента упаковочных материалов, укупорочных средств и потребительской тары из сырьевых компонентов российского производства для молочных продуктов различной консистенции, функционального назначения, сроков хранения и реализации.

Основной тенденцией является создание упаковочных материалов, обладающих улучшенным прогнозируемым комплексом санитарно-гигиенических свойств и повышенным уровнем барьерности, позволяющим увеличить сроки хранения раcфасованных продуктов. Будущее при этом принадлежит комбинированным и многослойным материалам, технология производства которых предусматривает использование гигиенически «чистых» полимеров и компонентов, современных технологических приемов.

studfiles.net

МОЛОКО КАК СЫРЬЕ ДЛЯ МОЛОЧНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К КАЧЕСТВУ МОЛОКА

ТЕХНОЛОГИЯ МОЛОКА И МОЛОЧНЫХ ПРОДУКТОВ

Пищевая и биологическая ценность молока. Все компонен­ты молока имеют существенное значение в физиологии питания человека. Белки — наиболее биологически ценный компонент, так как образующиеся при их расщеплении аминокислоты яв­ляются материалом построения клеток организма, ферментов, гормонов, антител при возникновении явлений иммунитета и др. Из всех животных белков белки молока являются самыми полноценными. Казеин, альбумин и глобулин содержат все не­заменимые аминокислоты. Белки молока обладают липотроп - ными свойствами, регулируя жировой обмен, повышают сба­лансированность пищи и усвоение других белков. Обладая ам­фотерними свойствами, молочный белок защищает организм от ядовитых веществ. При отравлении организма тяжелыми ме­таллами казеин вступает с ними в реакцию, образуя нераство­римые соли, которые выводятся из организма. Суточная потреб­ность человека в аминокислотах полностью обеспечивается при потреблении 28,4 г белков молока или 14,5 г белков молочной сыворотки.

Молочный жир, обладая наиболее сложным жирнокислот - ным составом, легкой усвояемостью и ценными пищевыми свой­ствами, является источником энергии для биохимических про­цессов в организме. Физиологическая ценность молочного жира обусловлена содержанием жирорастворимых витаминов (А, Е, D) и незаменимых полиненасыщенных жирных кислот (линоле - вой, линоленовой, арахидоновой). Сопутствующие молочному жиру липоиды (фосфатиды, цереброзиды, стерины, воски) игра­ют важную роль в клеточном обмене веществ, интенсивности всасывания жиров, в образовании гормонов коры надпочечни­ков. Приятный вкус молочного жира облагораживает вкус мо­лочных продуктов, обусловливает гомогенность и пластичность их структуры и консистенции.

Молочный сахар (лактоза) является источником энергии для биохимических процессов в организме, способствует усвое- нию кальция, фосфора, магния, бария. Обладая меньшей рас­творимостью, чем сахароза, вызывает меньшее раздражение пищеварительного тракта, а вследствие замедленного гидроли­за достигает тонкого кишечника, где используется молочнокис­лой микрофлорой и создается благоприятная кислая среда. Обладая в 5 раз менее сладким вкусом, чем сахароза, лактоза не снижает аппетита.

Минеральные вещества молока играют значительную роль в пластических процессах формирования новых клеток тканей, ферментов, витаминов, гормонов, а также в минеральном об­мене веществ организма. Так, фосфат кальция необходим для формирования костей; кальций —для регулирования кровяного давления, уменьшения риска заболевания некоторыми разно­видностями рака; йод участвует в синтезе гормона щитовид­ной железы — тироксина; хлориды натрия и калия, фосфаты участвуют в построении элементов крови и протоплазмы; се­ра — в синтезе почти всех белков, ряда витаминов, гормонов и других биологически активных веществ и т. д.

Биологическая ценность молока дополняется наличием поч­ти всего комплекса известных и необходимых для организма человека витаминов, содержание которых изменяется в зави­симости от рациона кормления животных; как правило, повы­шено в летний период при содержании скота на зеленых паст­бищах.

1 л молока удовлетворяет суточную потребность взрослого человека в животном жире, кальции, фосфоре; на 53% — в жи­вотном белке; на 35% — биологически активных незаменимых жирных кислотах и в витаминах А, С, тиамине; на 12,6% — в. фосфолипидах и на 26%—в энергии. Энергетическая цен­ность молока составляет 2720-103 Дж/кг.

Наличие всех компонентов в оптимальном сочетании и лег - коперевариваемой форме делает молоко исключительно цен­ным, незаменимым продуктом для диетического и лечебного питания, особенно при желудочно-кишечных заболеваниях, бо­лезни сердца и кровеносных сосудов, печени, почек, сахарном диабете, ожирении, острых гастритах. Оно должно ежедневно потребляться как часть сбалансированной диеты для поддержа­ния тонуса и как фактор увеличения продолжительности жиз­ни.

Исключительное значение молоко имеет в питании детей, особенно в первый период их жизни. В оболочечном белке жи­ровых шариков содержится значительное количество фосфоли - пидов, аргинина и треонина — аминокислот, нормализующих процессы роста и развития организма. Молоко является основ­ным источником легкоусвояемых фосфора и кальция для по­строения костнрх тканей.

Биологическая ценность молока дополняется тем, что оно способствует созданию кислой среды в кишечном тракте и по­давлению развития гнилостной микрофлоры. Поэтому молоко и молочные продукты также широко используются как лечебное средство при интоксикации организма ядовитыми продуктами гнилостной микрофлоры.

Суточная норма потребления молока для взрослого челове­ка— 0,5 л, для ребенка — 1 л.

В пищу и для переработки используют молоко коровье, козье, овечье, кобылье, верблюжье, оленье, яков, хайнаков, зе­бу. Рассмотрение всех вопросов курса технологии молока и мо­лочных продуктов относится к коровьему молоку.

Требования к заготовляемому молоку. К молоку как сырью для производства высококачественных молочных продуктов со­гласно ГОСТ 13264—70 предъявляют требования по физико - химическим, органолептическим и санитарно-ветеринарным по­казателям. Молоко должно быть натуральным, получено от здо­ровых коров, иметь чистый, приятный, сладковатый вкус и за­пах, свойственный свежему молоку; цвет от белого до светло - кремового, без каких-либо цветных пятен и оттенков; консистен­ция однородная, без сгустков белка и комочков жира, без осад­ка, плотностью не ниже 1027 кг/м3. Не подлежит приемке мо­лозиво в первые 7 дней после отела и стародойное молоко за 10—15 дней перед запуском коровы. Не допускается в молоке резко выраженных кормовых привкусов, особенно лука, чесно­ка, полыни, которые не исчезают и во время технологической обработки. Нельзя принимать на завод молоко со стойким за­пахом химикатов и нефтепродуктов, с добавлением нейтрализу­ющих веществ; с остаточным содержанием химических средств защиты растений и животных, а также антибиотиков; с про­горклым, затхлым привкусом, тягучей консистенции, что свиде­тельствует о наличии в больших количествах гнилостной и по­сторонней микрофлоры.

Соответствие молока стандарту по физико-химическим по­казателям устанавливают анализом на содержание массовой доли жира, титруемой кислотности, плотности и, при необходи­мости, СОМО (по массовой доле жира и плотности). Расчеты за сданное молоко проводятся по базисной жирности и содер­жанию белка соответствующим средним нормам для данного сырьевого района. При приемке проводят также контроль мо­лока на санитарно-микробиологическое состояние проверкой 1 раз в декаду на механическую загрязненность, редуктазной или резазуриновой пробами на бактериальную обсемененность. Резазуриновая проба позволяет быстрее определить этот пока­затель, но в промышленных условиях пользуются в основном редуктазной пробой.

В процессе получения и переработки молока главное – сохранить его качество. И сделать это можно только одним способом – используя танки-охладители . В вопросе сохранения молока недопустимы компромиссы. Сортность полученного …

В нашей стране выпускается широкий ассортимент молока, различающегося по тепловой обработке, по химическому соста­ву, с внесением или без внесения наполнителей. Основным ви­дом является цельное молоко с массовой долей жира не …

При производстве всех видов сухих молочных продуктов уда­ление свободной воды осуществляется в две ступени — сгуще­нием и сушкой предварительно сгущенного продукта. Сгущение выпариванием осуществляется до такой общей массовой доли сухих …

msd.com.ua

Сырье для молочной промышленности

СПРАВОЧНО >> Общая технология молока и  молочных продуктов >> Глава 1. Сырье для молочной промышленности (1.1-1.5)

Глава 1. Сырье для молочной промышленности (1.1-1.5)

1.1. Виды молочного  сырья 

Сырьем для  производства молочных продуктов являются цельное натуральное коровье  молоко, сливки, вторичное молочное белково-углеводное сырье.

Цельное молоко — это основной вид молочного  сырья для производства молочных продуктов. Высокая пищевая ценность молока обусловлена оптимальным  содержанием в нем белков, жиров, углеводов, минеральных веществ  и витаминов. Соотношение и форма, в которой компоненты присутствуют в молоке, способствуют их хорошей  переваримости и усвояемости. В  настоящее время известно более 200 различных компонентов молока.

Главные из них  — вода, белки, жиры, углеводы, минеральные  вещества, второстепенные — витамины, ферменты, гормоны, фосфатиды и т. д. Кроме того, в молоке могут быть обнаружены посторонние вещества (антибиотики, тяжелые металлы, радионуклиды, афлатоксины  и др.), попавшие туда различными путями.

Наряду с цельным  молоком в качестве молочного  сырья для производства молочных продуктов используют сливки, полученные сепарированием цельного молока, обезжиренное молоко, пахту и молочную сыворотку.

При сепарировании  или нормализации в потоке цельного молока в качестве основного (при  сепарировании) или побочного (при  нормализации в потоке) продукта получают сливки с разной массовой долей жира. Большая часть молочного жира концентрируется в сливках. Но не это придает им основную биологическую  ценность. В сливки переходят белково-лецитиновые  комплексы, а также биологически активные компоненты молочного жира — незаменимые полиненасыщенные жирные кислоты, такие, как линолевая, линоленовая, арахидоновая, которые  способствуют нормализации холестеринового  обмена и тем самым предупреждению развития атеросклероза у человека.

Сливки используют в качестве ценного молочного  сырья при производстве высокожирных молочных продуктов (питьевых сливок, сметаны, масла и др.).

При сепарировании  цельного молока кроме сливок получают обезжиренное молоко, в которое переходят  основная часть белковых веществ, лактоза, минеральные вещества и часть  биологически активных веществ молока, кроме жирорастворимых витаминов.

Массовая доля сухих веществ в обезжиренном молоке составляет около 9%. Молочный жир  представлен лишь 0,05% в основном в виде мелких жировых шариков, попавших в плазму молока при сепарировании. Обезжиренное молоко рекомендуется  использовать в качестве сырья для  производства диетических пищевых  молочных продуктов и кормовых целей.

Пахта образуется при выработке всех видов коровьего  масла из сливок. Особая ценность пахты  заключается в том, что в нее  из сливок переходят липотропные  вещества: фосфатиды и лецитин, участвующие в нормализации жирового и холестеринового обменов в организме. Пахта содержит полноценные молочные белки, лактозу, минеральные вещества и биологически активные вещества.

Содержание молочного  жира (0,5%) в пахте ниже, чем в  цельном молоке, но выше, чем в  обезжиренном. Пахта, так же как и  обезжиренное молоко, является ценным сырьем при производстве молочных продуктов. Кроме того, ее используют для нормализации молочного сырья по массовой доле жира при производстве многих молочных продуктов. Молочная сыворотка —  побочный продукт, получаемый при производстве сыра, творога и казеина.

В зависимости  от способа производства она имеет  некоторые различия в составе, однако в среднем в ней содержится около половины сухих веществ  цельного молока. Это позволяет применять  молочную сыворотку для получения  сывороточных белков и молочного  сахара — продуктов, используемых в  пищевом, молочном, косметическом и  других производствах. Есть и другие способы применения молочной сыворотки, в том числе непосредственно  для выработки из нее напитков.

Молочное сырье  имеет качественную характеристику, обусловленную составом, свойствами, пищевой, биологической и энергетической ценностью.

1.2. Характеристика молочного  сырья Энергетическая ценность молочного сырья обусловлена входящими в его состав компонентами (жирами, белками, углеводами и минеральными веществами). Энергетическую ценность Е (кДж) в расчете на 1000 г молочного сырья можно рассчитать по следующей формуле: Е=(39Ж+ 17,2Б+ 16,7У) 10, где Ж — массовая доля жира;  Б — массовая доля белка;  У — массовая доля углеводов;  39; 17,2; 16,7 —энергетическая ценность 1 г соответственно жира, белка, углеводов;  10 — коэффициент пересчета на 1000 г молочного сырья. Усредненная энергетическая ценность молочного сырья (кДж): цельное молоко —2805, обезжиренное молоко — 1440, пахта — 1599, молочная сыворотка — 1013.

1.2.1. Состав молочного  сырья Химический состав молочного сырья (усредненные данные) представлены в табл. 1. Таблица 1. Химический состав молочного сырья, %

Компоненты Цельное молоко Сливки* Обезжиренное  молоко Пахта Молочная  сыворотка
           
Вода 87,5 59,7 91,25 90,9 94,2
           
           
           
           

*Массовая доля  жира 35% Вода. В молоке содержится 85–89% воды. Вода выполняет различные функции и играет важную роль в биохимических процессах, происходящих при производстве молочных продуктов. Вода обладает свойством образовывать упорядоченную тетраэдрическую структуру. В такой структуре каждая молекула воды окружена четырьмя другими молекулами воды. Образование упорядоченной структуры объясняется поляризованностью молекулы воды — каждый из двух атомов водорода молекулы обладает частичным положительным зарядом, а атом кислорода несет частичный отрицательный заряд. Следовательно, молекула воды представляет собой электрический диполь. Дипольные молекулы воды могут ориентироваться и связываться как друг с другом, так и с другими молекулами. Большая часть воды в молоке (83,5–84%) находится в свободном состоянии (свободная вода) и может принимать участие в химических реакциях. Такая вода представляет собой раствор различных органических и неорганических веществ (углеводов, солей и т.д.). Ее можно удалить из молока при сгущении или сушке.  Меньшая часть воды (3–3,5 %) находится в связанном состоянии (адсорбционно-связанная вода). Она удерживается силами межмолекулярного притяжения около поверхности коллоидных частиц (белков, фосфолипидов, полисахаридов). Гидратация белковых молекул обусловлена наличием на их поверхности полярных групп (гидрофильных центров). К последним относят карбоксильные, аминные, гидроксильные и другие группы. При адсорбировании диполи воды располагаются несколькими слоями вокруг гидрофильных центров белковой молекулы. Первый слой (ориентированные неподвижные молекулы воды, прочно связанные с белком) называют гидратной, или водной, оболочкой. От свойств гидратных оболочек зависит стабильность белковых частиц и жировых шариков молока. Последующие слои молекул воды связаны с белком менее прочными связями. По количеству адсорбционно-связанной воды обычно судят о гидрофильности белков, под которой понимают способность связывать воду первого и последующего слоев. Адсорбционно-связанная вода по своим свойствам заметно отличается от свободной воды. Она не замерзает при низких температурах (ниже –40°С), не растворяет лактозу, соли и т.д., ее нельзя удалить при сгущении и сушке. Особая форма связанной воды — химически связанная вода. Это так называемая кристаллизационная вода. В молоке она связана с кристаллами молочного сахара. Белки. В процессах обмена и построения веществ, присущих живому организму, главенствующее положение занимают белки. Как составная часть живой клетки белки являются основой всех живых организмов и выполняют множество функций: структурную, транспортную, защитную, каталитическую, гормональную и др. В коровьем молоке белки составляют приблизительно четвертую часть общего содержания сухих веществ молока (в среднем 3,2 %). В состав молока входят три группы белков: казеин — около 80 % всех белков молока; сывороточные белки — около 20 % белковых веществ молока; белки оболочек жировых шариков — около 1 % всех белков молока. Основные фракции белков молока приведены в табл. 2. Таблица 2. Состав и содержание белков в коровьем молоке

 Белки Содержание 6 молоке
г/кг % общего содержания белков
Казенны, всего 26,0 79,5
В том  числе:    
αS1-казеин 10,0 30,6
αS2-казеин 2,6 8,0
β-казеин 10,1 30,8
æ-казеин 3,3 10,1
Сывороточные  белки, всего 6,3 19,3
В том  числе:    
α-лактоальбумин 1,2 3,7
β-лактоглобулин 3,2 9,8
альбумин  сыворотки крови 0,4 1,2
иммуноглобулины 0,7 2,1
протеозопептоны 0,8 2,4
Белки оболочек жировых шариков 0,4 1,2
Общее содержание белка 32,7 100.0

Степень чистой утилизации молочных белков в организме  человека составляет 75%. Основа белковых молекул — аминокислоты, соединенные между собой пептидными связями. Известно более 20 аминокислот, 18 из них обнаружены в молочном белке, в том числе 8 незаменимых, т. е. не синтезируемых в организме человека. Большая часть из них (метионин, триптофан, изолейцин, фенилаланин, валин, лейцин) в белке молока содержится в количествах, значительно превышающих их содержание в белках мяса, рыбы и растительных продуктов. В белках молока содержатся углерод, кислород, водород, азот, фосфор и сера. Однако определяющими для характеристики белков являются азот, сера и фосфор. Казеины. Основной белок молока по количеству и технологическому значению — казеин. Его содержание в молоке колеблется от 2,3 до 2,9 %. Казеин представляет собой комплекс более 30 фракций, основными из которых являются αS1-(38 %), αS2-(10%), β-(39 %) и æ-(13%) казеины. Индекс Sозначает, что эта фракция казеина осаждается под действием ионов кальция, цифры 1 и 2 показывают, что существуют еще более мелкие, второстепенные фракции. Фракции казеина имеют массу от 19 000 до 25 000, различный аминокислотный состав, генетически изменчивые варианты, различающиеся одним или двумя аминокислотными остатками в полипептидной цепи, а также отношением к ионам кальция и сычужному ферменту. Кроме того, в молоке содержатся производные, или фрагменты, главных фракций казеина, образующиеся в результате расщепления последних под действием протеолитических ферментов молока. Например, фрагментом (β-казеина является γ-казеин. Нормальное свежее молоко содержит около 3% γ-казеинов, но их количество может достигать 10% и более при заболевании животных маститом, в конце лактации, в процессе длительного хранения молока при 2 — 4°С и т. д. При значительном содержании γ-казеинов в молоке ухудшаются его технологические свойства, в частности, молоко не свертывается сычужным ферментом, что не позволяет использовать его в производстве творога и сыра. Все фракции казеина — фосфопротеиды, т. е. содержат остатки фосфорной кислоты, присоединенные к серину моноэфирной связью. Этим определяется их чувствительность к ионам кальция. αS2-Казеин содержит 11 остатков серинфосфата, αS1-казеин—8, (β-казеин — 5 и æ-казеин — 1. Наиболее чувствительны к ионам кальция первые три фракции казеина. В их присутствии они образуют кальциевые мостики, агрегируют и выпадают в осадок. æ-Казеин является фосфогликопротеидом, не чувствителен к ионам кальция, поэтому, располагаясь на поверхности мицеллы казеина, выполняет защитную функцию по отношению к αS2- и β-казеинам. æ-Казеин содержит углеводы и чувствителен к сычужному ферменту, под действием которого распадается на гидрофобный пара-æ-казеин (выпадающий в осадок) и гидрофильный гликомакропептид (остающийся в растворе и отделяющийся вместе с сывороткой). По определению Кинселлы, казенны — это группы гетерогенных фосфопротеидов, самоассоциирующихся в мицеллы в присутствии кальция, цитратов и фосфатов. Главными белковыми компонентами казеиновых мицелл являются αS1-, αS2-, β- и æ-казеины, основными минеральными компонентами — кальций и фосфор. В небольших количествах мицеллы содержат цитрат, магний, калий и натрий. Углеводная часть казеиновых мицелл представлена сиаловой кислотой, галактозой и галактозамином. Кальций и фосфор в казеиновых мицеллах содержатся в двух формах: неорганический кальций входит в состав коллоидного фосфата и цитрата кальция, органический кальций присоединен к фосфатным и карбоксильным группам казеина. Ионы кальция взаимодействуют с остатками фосфорной кислоты, соединяясь с одной или двумя ее гидроксильными (ОН-) группами; кроме того, они присоединяются к карбоксильным группам (СОО-) казеина. Во втором случае кальций имеет свободную связь и может образовывать кальциевый мостик между расположенными друг против друга серинфосфатными группами двух молекул казеина: 2R—COOH + Са2+ → 2R—COOCa+ + 2Н+; 2R—COOH + Са2+ → R—COO—Ca—ООС—R + 2Н+. Такой кальций играет определенную роль при образовании казеиновых мицелл и называется структурообразующим, так как объединяет две молекулы казеина. Кальциевые мостики способствуют агрегации коллоидных частиц казеина при сычужной и кальциевой коагуляции. Фосфор коллоидного фосфата кальция, так же как и кальций, считают неорганическим фосфором, а фосфор, входящий в состав казеина, —органическим фосфором. Соединять молекулы казеина между собой наподобие кальциевых мостиков может и неорганический фосфор в виде коллоидного фосфата кальция, который наряду с ионами кальция может присоединяться к серинфосфатным группам молекул казеина. Комплекс органического кальция с казеином называется казеинатом кальция, а комплекс казеината кальция с коллоидным фосфатом кальция — казеинаткальцийфосфатным комплексом (ККФК).  Мицеллы ККФК представляют собой почти сферические, рыхлые, пористые, сильно гидратированные частицы со средним диаметром около 100 нм (1 нм = 10-9м). Они состоят из субмицелл, соединенных друг с другом с помощью коллоидного фосфата кальция, гидрофобных и электростатических взаимодействий, водородных и других связей. Сами субмицеллы состоят из молекул казеината кальция. Субмицеллы объединяются в результате гидрофобных и электростатических взаимодействий таким образом, что на поверхности образовавшейся мицеллы располагается æ-казеин, гидрофобные N-концевые участки которого направлены к ядру, а гидрофильные С-концевые участки с углеводами — в окружающую среду. Внутри казеиновой мицеллы концентрируются чувствительные к ионам кальция αS1-, αS2- и β- казеины. Последние являются дифильными соединениями, т. е. в одной и той же молекуле содержат строго ограниченные полярные (гидрофильные) и неполярные (гидрофобные) участки. Согласно расчетам Немети и Шераги гидрофобные взаимодействия усиливаются при повышении температуры до 60°С, а затем начинают ослабевать. При температуре ниже 5°С гидрофобные взаимодействия будут минимальными. Взаимодействие разноименно заряженных групп под действием электростатических сил обычно не играет существенной роли в стабилизации белковых мономеров и полимеров. В водных растворах ионизированные группы окружены диполями воды и взаимодействие между ними ослаблено. Однако одновременное притяжение многих ионизированных групп при взаимодействии участков белковых субъединиц, усиленных гидрофобным окружением, может создавать довольно сильную электростатическую стабилизацию белков или способствовать их агрегированию. Особый интерес представляют электростатические взаимодействия между фосфатными и карбоксильными группами фракций казеина и катионом Са2+. Играющий роль мостику при соединении двух фосфатных групп казеина кальций способствует снижению его отрицательного заряда. При этом появляется возможность для гидрофобного взаимодействия субмицелл, что способствует их агрегации. Водородные и дисульфидные связи присутствуют в субмицеллах в незначительных количествах и не влияют на стабилизацию субмицелл. Поэтому можно сделать вывод, что главную роль в формировании и стабилизации субмицелл и мицелл казеина играют гидрофобные взаимодействия, определенное значение имеют также и электростатические взаимодействия. Сывороточные белки. Наряду с казеином в молоке содержатся так называемые сывороточные белки, т. е. белки, остающиеся в сыворотке после осаждения казеина в изоэлектрической точке. Они составляют около 20% всех белков молока. К ним относятся β-лактоглобулин (52%), α-лактальбумин (23%), иммуноглобулины (16%), альбумин сыворотки крови (8%), лактоферрин и другие минорные белки (1%). Сывороточные белки содержат больше незаменимых аминокислот, чем казеин, поэтому с точки зрения физиологии питания их следует считать наиболее полноценными. В сывороточных белках серы больше, чем в казеине. Технологическое значение имеет сера, образующая свободные сульфгидрильные группы. Наличие серы в сывороточных белках обусловлено присутствием серосодержащих аминокислот — метионина, цистина, цистеина. Они влияют на изменения белков в процессе переработки, например на денатурацию и органолептические показатели при тепловой обработке. Сывороточные белки характеризуются равномерным распределением полярных и неполярных аминокислот вдоль полипептидной цепи, низким содержанием пролина, поэтому имеют компактную глобулярную конформацию со значительной спирализацией цепей и средним диаметром от 15 до 50 нм. Из-за малого размера их количество в молоке превышает число казеиновых мицелл приблизительно в 1500 раз. Свойства белков. При производстве кисломолочных продуктов и сыров используют способность белков к коагуляции и денатурации. Белки молока в водных растворах находятся в виде коллоидных частиц, размеры которых колеблются от 1 до 200 нм. Устойчивость коллоидных систем обусловлена наличием на поверхности частиц электрического заряда и гидратной оболочки. Изменение электрического заряда и нарушение гидратной оболочки приводят к осаждению (коагуляции) частиц. Глобулярные белки, к которым принадлежит и казеин, за счет преобладания в них остатков кислых аминокислот приобретают в растворах избыток отрицательных зарядов. При определенных условиях (нагревании молока, увеличении концентрации ионов водорода и кальция вследствие введения кислот и хлорида кальция) отрицательный заряд казеина можно снизить. Величина рН, при которой наблюдается равенство положительных и отрицательных зарядов, называется изоэлектрической точкой. У казеина изоэлектрическая точка находится в пределах рН 4,6–4,7. При этом значении рН белковые частицы теряют способность передвигаться в электрическом поле. Гидратация казеина в таких условиях проявляется слабо, и наблюдается самая низкая его стабильность. Силы электрического отталкивания между белковыми молекулами в этой точке минимальные. Это приводит к тому, что белки в изоэлектрической точке агрегируют (укрупняются) и коагулируют (выпадают в осадок). При коагуляции происходит обратимое осаждение белков, т. е. при определенных условиях их снова можно перевести в нативное состояние. Свойство казеина осаждаться в изоэлектрической точке используют при производстве всех кисломолочных продуктов и сыров. Денатурация белков молока может быть вызвана воздействием высоких температур; давлением и напряжением сдвига; ультрафиолетовым или ионизирующим излучениями; действием ферментов, органических растворителей (спирт, ацетон), химических веществ, реагирующих с функциональными группами на поверхности белка, и другими факторами. Денатурация — это изменение структуры белка по сравнению с его нативным состоянием. Результат денатурации — развертывание третичной и вторичной структур и высвобождение расположенных внутри них функциональных групп. Разрыв гидрофобных связей, поддерживающих третичную и вторичную структуры белков, ведет к развертыванию нативной специфической структуры молекул белков и образованию произвольной конфигурации. Связи, ранее поддерживающие структуру, высвобождаются и могут по-новому ориентироваться. Функциональные группы, которые первоначально размещались внутри глобул белков, а теперь также участвуют в формировании связей, вступают во взаимодействие с другими молекулами белка. При этом белок теряет растворимость, агрегирует и коагулирует. Денатурация молочных белков, вызванная нагреванием, действием ферментов и условиями хранения, создает ряд проблем в практике молочной промышленности, так как при этом часто снижается качество готовой продукции. Тепловой денатурации в основном подвержены сывороточные белки. Самым нестабильным при нагревании является β-лактоглобулин. При нагревании молока до 60°С β-лактоглобулин распадается на мономеры, которые при дальнейшем нагревании агрегируют за счет образования —S—S— связей: R—SH + HS—R → R—S—S—R + Н2. Тепловая денатурация β-лактоглобулина приводит к коагуляции агрегированного белка (он коагулирует почти полностью при 85–100°С). Кроме того, β-лактоглобулин образует комплексы с æ-казеином казеиновых мицелл и осаждается вместе с ними при коагуляции казеина. Этот комплекс значительно уменьшает воздействие на æ-казеин сычужного фермента и снижает термоустойчивость белков молока. Термолабильными являются также иммуноглобулины, которые денатурируют при температуре выше 70°С. Самым термоустойчивым из сывороточных белков является а-лактальбумин. Он содержит четыре дисульфидные связи (—S—S—) в отличие от β-лактоглобулина, который содержит две дисульфидные связи и одну свободную сульфгидрильную группу (SH-). Большая устойчивость α-лактальбумина к нагреванию обусловливается обратимостью денатурированного белка: после охлаждения наблюдается восстановление его нативной структуры за счет самопроизвольного повторного свертывания цепей. Этот процесс называют ренатурацией. В процессе денатурации пептидные связи сохраняются, вследствие чего первичная структура белков не изменяется. Если пептидная связь разрывается, белок распадается. Денатурация либо предшествует распаду белка, либо непосредственно связана с ним. При производстве молочных продуктов на белок воздействуют молокосвертывающие ферменты (сычужный фермент или пепсин), а также ферменты микробного происхождения. При распаде белков происходит гидролиз пептидных связей, в результате чего образуются вначале протеозы, пептоны, полипептиды, олигопептиды, затем аминокислоты и, наконец, вторичные продукты распада — аммиак, амины, сероводород. Разрыв пептидных связей и образование свободных аминокислот при гидролизе (расщеплении) полипептидов играет большую роль при созревании сыров, производстве кисломолочных продуктов и т. д. Источником биологически активных пептидов, в частности гликомакропептидов, является казеин молока. Под действием химозина они отщепляются от æ-казеина и способствуют формированию белковых сгустков высокой степени дисперсности, определяющей высокую скорость гидролиза αS- и β-казеинов. По физиологическим свойствам к гликомакропептидам близки фосфопептиды, отщепляемые от αS1-казеина в тонком отделе кишечника во время пищеварения, а также компоненты протеозопептонов, образующиеся из β-казеина. Данные фрагменты казенное устойчивы к дальнейшему протеолитическому расщеплению, образуют растворимые комплексы с кальцием и способствуют абсорбции кальция и фосфора в кишечнике. При гидролизе белков молока в желудочно-кишечном тракте могут образовываться экзоморфины или морфиноподобные (болеутоляющие) пептиды. Предполагают, что экзоморфины поступают в кровь и принимают участие в изменении общего гормонального фона организма. По мнению исследователей, β-казоморфины, являющиеся фрагментами β-казеина, в кишечнике при дальнейшем ферментативном гидролизе могут давать гексапептиды и более мелкие пептиды, обладающие свойствами иммуномодуляторов, т.е. веществ, стимулирующих развитие иммунных систем новорожденного. Они могут повышать фагоцитарную активность макрофагов и устойчивость организма к некоторым инфекциям. В последнее десятилетие ведутся исследования еще одного белка, найденного в молоке и названного ангиогенином. Белок способствует росту кровеносных сосудов, ускоряет заживление ран, ожогов. Изучением функциональной роли ангиогенина, методов выделения его из молока и молочной сыворотки занимаются ученые кафедры технологии молока и молочных продуктов Московского государственного университета прикладной биотехнологии (МГУПБ) совместно с институтом биохимии РАН им. А. Н. Баха. Итак, белки молока являются белками высокой биологической ценности как по составу аминокислот, так и по скорости переваримости в желудочно-кишечном тракте и другим важным биохимическим и физиологическим свойствам. Кроме того, пищевая ценность молочных белков повышается благодаря связям белковых молекул с липидами, витаминами и минеральными веществами. Липиды. Такое название носят жиры и жироподобные вещества, обладающие одинаковыми физико-химическими свойствами. Молочный жир представляет собой сложный комплекс, состоящий из простых липидов (триглицериды, диглицериды, мо-ноглицериды), фосфолипидов, веществ, сопутствующих жиру (стерины, каротин, жирорастворимые витамины, каротиноиды), а также свободных жирных кислот. Жиры служат энергетическим материалом, выполняют функции запасных и защитных веществ; фосфолипиды являются структурными элементами мембран клеток. Простые липиды. Содержание молочного жира в молоке колеблется от 2,8 до 5%. По химическому составу он представляет собой смесь глицеринов: три-, ди- и моноглицеридов. Основная доля приходится на триглицериды — 97%, которые подразделяют на тринасыщенные (44–48%), динасыщенно-мо-ноненасыщенные (47–52%), мононасыщенно-диненасыщенные, триненасыщенные (отсутствуют). На долю ди- и моноглицеридов приходится 1,5%. В состав молочного жира входит свыше 100 жирных кислот, основные из которых представлены в табл. 3. Таблица 3. Основные жирные кислоты молочного жира

 Жирные кислоты Название Химическая  формула Массовая доля в молочном жире, %
Насыщенные Масляная С3Н7СООН 2,5–5,0
Капроновая С5Н11СООН 1,3–2,2  
Каприловая С7Н15СООН 0,8–2,5  
Каприновая С9Н19СООН 1,8–3,8  
Лауриновая С11Н23СООН 2,0–5,0  
Миристиновая С13Н27СООН 7,0–11,0  
Пальмитиновая С15Н31СООН 25,0–35,0  
Стеариновая С17Н35СООН 5,5–10,5  
Арахиновая С19Н39СООН 0,4–1,2  
Ненасыщенные с одной ненасыщенной связью

с двумя ненасыщенными  связями  с тремя ненасыщенными связями  с четырьмя ненасыщенными связями

 Миристолеиновая Пальмитолеиновая  Олеиновая Линолевая

Линоленовая

Арахидоновая

 С13Н25СООН С15Н29СООН С17Н33СООН С17Н31СООН

С17Н29СООН

С19Н31СООН

 1,83–1,94  3,0–3,5 25,0–45,0 2,0–3,0

До 1,8

0,3–1,7

Зимой в молочном жире увеличивается количество тринасыщенных  и динасыщенно-мононенасыщенных триглицеридов. Летом их содержание снижается и  возрастает количество легкоплавких триглицеридов, содержащих ненасыщенные жирные кислоты. Ненасыщенные жирные кислоты более реакционноспособны, чем насыщенные, из-за чего подвержены воздействию ферментов, поэтому масло, выработанное из летнего молока, хуже хранится, быстрее подвергается порче во время хранения, чем масло из зимних молока и сливок, имеет колющуюся консистенцию. В «летнем» масле из-за полноценного состава консистенция более пластичная. Триглицериды молочного жира — гетерогенные вещества. Кислоты, входящие в состав триглицеридов, значительно влияют на их свойства. В зависимости от природы компонентов различают насыщенные и ненасыщенные триглицериды. Насыщенные жирные кислоты молочного жира определяют такие его свойства, как способность к плавлению, а следовательно, его консистенцию, вкус и запах. Температуры плавления и отвердевания служат важными физическими характеристиками для молочного жира. Температурой плавления молочного жира считают температуру, при которой он переходит в жидкое состояние. Она зависит от общего числа атомов углерода в цепи жирных кислот и от четного или нечетного их содержания. Температурой отвердевания считают температуру, при которой молочный жир отвердевает. На плавление жира влияют вид жирных кислот, распределение их в триглицеридах и полиморфные формы кристаллов жира. Триглицериды с ненасыщенными низкомолекулярными кислотами характеризуются более высокой температурой плавления, чем триглицериды с насыщенными высокомолекулярными кислотами. Температура плавления понижается по мере увеличения содержания ненасыщенных жирных кислот в триглицеридах. Разные полиморфные формы кристаллов молочного жира имеют разную температуру плавления, так как они отличаются друг от друга расположением молекул в кристаллической решетке. Насыщенные жирные кислоты с числом атомов углерода до 8 остаются при комнатной температуре жидкими. С увеличением относительной молекулярной массы жирных кислот повышается и температура их плавления. Жирные кислоты с нечетным числом атомов углерода обладают более низкой температурой плавления и кипения, чем жирные кислоты, у которых четное число атомов углерода. Чрезвычайно низкая температура плавления жирных кислот с числом атомов углерода от одного до пяти объясняется наличием водородных мостиков. С увеличением длины цепи температура плавления повышается, плотность увеличивается, диссоциация становится незначительной и сила кислоты уменьшается. В отличие от всех других жирных кислот молочного жира масляная кислота полностью растворяется в воде, а капроновая кислота — частично, поэтому их можно титровать основаниями в водном растворе. Это свойство лежит в основе метода определения числа жира — числа Рейхерта-Мейсля. Число Рейхерта-Мейсля характеризует содержание в жире растворимых в воде жирных кислот (масляной и капроновой). Молочный жир в отличие от других жиров имеет высокое число Рейхерта-Мейсля, что позволяет на практике по его величине судить о натуральности молочного жира. Молекулярный состав молочного жира характеризует число омыления. Чем больше это число, тем больше в нем содержится низкомолекулярных жирных кислот. Число омыления определяется количеством миллиграммов едкого кали, которое необходимо для омыления 1 г молочного жира. Физические и химические свойства молочного жира определяются в основном наличием ненасыщенных жирных кислот, которые характеризуются следующим:

stud24.ru


Смотрите также