Качественный и количественный химический анализ молока

Молоко – это питательная жидкость, которая вырабатывается самками млекопитающих. В состав молока входит большое количество полезных веществ, таких как белки, жиры, углеводы (лактоза), минеральные вещества. В связи с этим, для человека данный продукт является необходимым и полезным [1].

Главная цель использования молока – вскармливание своего потомства. В современном мире производство молока стало крупной промышленной индустрией.

Молоко и молочные продукты уникальны по своему составу, вкусны, полезны и являются незаменимыми компонентами в рационе питания человека на протяжении всей его жизни. Издревле люди научились сохранять натуральные свойства молока и получать из него массу разнообразных продуктов.

Одной из основных операций, направленных на сохранение качества и продления срока годности молока и молочных продуктов является пастеризация – тепловая обработка при температуре ниже точки кипения.

Цель пастеризации – уничтожение патогенной и посторонней микрофлоры, за счет чего достигается повышение стойкости молока и молочных продуктов при хранении. Использование сыроварни позволит проводить нагрев и охлаждение молока, поддерживать необходимую температуру на протяжении заданного времени.

Для пастеризации используют свежее сырье различной жирности: молоко цельное, нормализованное по массовой доле жира или сухих веществ, а также обезжиренное молоко и сливки.

Молоко обладает определенными химическими, физическими, технологическими, антибактериальными и органолептическими свойствами.

Химические свойства молока характеризуются активной кислотностью, титруемой кислотностью и окислительно-восстановительным потенциалом. Величина активной кислотности (pH) характеризует концентрацию свободных водородных ионов в молоке. Величина (pH) цельного молока составляет в среднем 6,7 и существенно зависит от температуры.

Активная кислотность молока изменяется значительно медленнее, чем титруемая, следовательно, она не характеризует свежесть молока. Между активной и титруемой кислотностью нет прямой взаимосвязи. Молоко является буферной системой, сохраняющий определенный уровень (pH) при добавлении небольших количеств кислоты или щёлочи.

Наибольшее сильное воздействие на (pH) молока оказывает жизнедеятельность присутствующих в молоке молочнокислых бактерий. Плотность молока зависит от плотности его компонентов и изменяется от 1015 до 1033 кг/м³. Белки, минеральные вещества, углеводы повышают, а жир понижает плотность молока

Содержание белка в молоке примерно около 4%. В его состав входит 80% казеина, 10% альбумина и 10% глобулина. Данные цифры изменяются и зависят от различных факторов, таких как состояние животного, время лактации и многих других. Казеин способен к коагуляции, что зависит от действия молочной кислоты. Альбумин также находится в молоке в растворенном состоянии и будет выпадать в осадок при большой температуре. Только для альбумина свойственно содержание такой аминокислоты, как триптофан, которая составляет около 7%, ни один белок её не содержит. Глобулин находится в молоке в растворенном состоянии. Он так же начинает свёртывание при большой температуре свыше 70 градусов, в кислой среде. По химическому составу альбумин похож с глобулином. Данные белки являются носителем иммунных свойств.

Лактоза может находиться только в молоке. Она не очень сладкая, нежели свекловичная. Является одним из важнейших источников питания молочнокислых бактерий, которые могут сбраживать глюкозу до образования кислот.

Также в молоке присутствуют витамины A, D, Е, С, В12, РР, К [1]. Они являются катализаторами и участвуют в обмене веществ, их содержание зависит от породы животного, условиях хранения и качества корма. Молочные ферменты могут образовываться в железе животного. Главное значение имеют такие ферменты молока, как лактаза, фосфатаза, липаза, протеаза, амилаза.

Качество молока определяется согласно ГОСТу. Молоко, которое прибыло на предприятие должно соответствовать всем нормам. Оно должно быть свежим, чистым, без посторонних привкусов и запахов, плотностью не менее 1,037 гр/см3 и должно представлять однородную жидкость.

Цель данной работы – освоить методы качественного и количественного анализа молока.

Для выполнения работы были взяты различные образцы молока, реализуемые в торговых сетях г. Орла (рис.1).

1           2                 3

Рисунок 1 – Образцы молока, взятые для исследования

Определялись следующие показатели: кислотность, содержание белка, углеводов (крахмала и лактозы), наличие или отсутствие консервантов.

Методы и результаты исследования . Кислотность молока связана с химическим составом молока, который включает органические кислоты, их кислые соли, а также белки, в состав которых входят дикарбоновые аминокислоты. Кислотность свежевыдоенного молока составляет (16-18⁰Т). При хранении протекают процессы молочнокислого брожения, что вызывает увеличение кислотности молока. Таким образом, кислотность молока является показателем его свежести. Кислотность молока и молочных продуктов выражают в условных градусах Тернера.

При титровании и пересчете кислотность первого образца составила 200Т, второго – 230Т, третьего – 240Т, что несколько превышает требования ГОСТ [2]. Очевидно, это связано с неправильными условиями хранения.

При помощи универсального индикатора определяли кислотность образцов. рН образцов находилась в пределах 6-7, что соответствует нормальным показателям кислотности молока.

При добавлении к молоку формалина происходит разрушение третичной структуры белка, и среда становится более кислотной. Методом титрования определяют количество щелочи, необходимое для нейтрализации ионов водорода и затем рассчитывают содержание белка в молоке с использованием эмпирического коэффициента 1,92 (рис. 2).

Рисунок 2 – Содержание белка в образцах молока

• ■ содержание белков в образцах молока

В результате проведенного анализа выявлено, что содержание белка в целом соответствует данным на упаковке.

Одним из основных белков молока является казеин. Нарушение его структуры происходит под действием молочнокислых бактерий, вызывающих изменение pH либо при добавлении раствора кислот. После осаждения 1 мл 3 %-ного раствора уксусной кислоты образцов молока разбавленных водой в соотношении 1:2 выпавший осадок (казеиноген) отфильтровывают и растворяют на фильтре 1 % - ным раствором гидроксида натрия. В образце 2 наблюдалось максимальное оседание казеиновой фракции, в образце 3 нарушение структуры белка проявилось в минимальной степени, что    связано    с    технологическими     особенностями     приготовления ультрапастеризованного молока.

В фильтрате было определено содержание лактозы. С увеличением содержания лактозы наблюдается изменение окраски: сперва голубой, а потом появляется желтый, а в конце выпадает красный осадок (рис. 3).

• ■1 ■ и III

1            2             3

Рисунок 3 – Определение содержания лактозы в образцах молока

Наибольшей интенсивностью отличалась окраска образца 2, наименьшей – образца 3.

Крахмал является природным растительным полисахаридом, его подмешивают для придания молоку более густой консистенции после разбавления водой. Качественной реакцией на крахмал является добавление раствора Люголя. Появление синей окраски указывает на присутствие крахмала. Ни в одном из образцов крахмала не было обнаружено (рис. 4).

1                 2                   3

Рисунок 4 – Качественное определение крахмала в образцах молока

Пероксид водорода используется в молочной промышленности как консервант. Его определение основано на взаимодействии водорода с йодидом калия, в результате которого выделяется йод, дающий с крахмальным раствором иодида калия синее окрашивание [3, 4].

Появление синего окрашивания свидетельствует о присутствии в молоке пероксида водорода (рис. 5).

В образце 1 и 2 не обнаружено пероксида водорода, в образце 3 пероксид присутствует.

Таким образом, был определен качественный и количественный состав образцов молока. В основном они соответствовали требованиям, предъявляемым к молоку.

В заключении хотелось бы отметить, что в молоке содержится большое количество белков, жиров, ферментов и витаминов, так необходимых человеку для поддержания здоровья.