XXIV городская научно-практическая конференция школьников
«Открытие юных»
Сравнение качества молока цельного, молока питьевого и молочного напитка.
Сергеева Анна,
Муниципальное образовательное учреждение «Лицей №2» г. Чебоксары, 9
Научные руководители:
,
кандидат химических наук, доцент ЧГСХА,
,
учитель химии МОУ «Лицей №2»
Чебоксары 2009 г
Оглавление.
1) Введение………………………………………………………………………………………….3
2) Основная часть…………………………………………………………………………………..4
3) Заключение………………………………………………………………………………………7
4) Библиографический список…………………………………………………………………….8
5) Приложения……………………………………………………………………………………...9
Введение
Молоко – продукт повседневного спроса. В основном в наибольших количествах используется коровье молоко, но в различных регионах страны население использует в пищу также козье, овечье, верблюжье, буйволиное и кобылье молоко. Молоко и продукты, вырабатываемые из него, обладают высокой пищевой ценностью и хорошо усваиваются организмом человека. Молоко входит в рецептуры некоторых хлебобулочных и кондитерских изделий, используется при производстве пищевых концентратов, продуктов детского и диетического питания.
Молоко содержит 87 – 89 % влаги и 11 – 13 % сухих веществ. Из них 2,8 – 6 % приходится на молочный жир; 2,8 – 3,2 % - белки; 0,04 % - небелковые азотистые соединения; 4,0 – 5,6 % - лактоза и 0,6 – 0,7 % - минеральные вещества. Кроме основных компонентов, в молоке содержатся витамины, ферменты и др. (приложение 1)
Молоко великий физиолог назвал «изумительной пищей, приготовленной самой природой, отличающейся легкой удобоваримостью и питательностью по сравнению с другими видами пищи». Человек питается молоком животных с тех пор, как приручил их. Еще в Древнем Египте молоко считалось средством для лечения некоторых болезней. Знаменитый Авиценна сказал, что молоко — наилучшая пища для пожилых, или, по его выражению, людей, «подвинутых в годах». С середины XVIII века оно входит в лечебные диеты жителей России и Западной Европы: его используют при лечении сердечных заболеваний, туберкулеза, подагры и т. д. Ныне молоко стало общепризнанным диетическим продуктом.
Исследованиями установлено, что в молоке содержится до 120 различных ингредиентов. Соотношение их зависит от вида молока. Так, наименее жирное молоко — кобылье, больше всего жира и белка содержит оленье молоко. Молоко овец и коз по калорийности и содержанию жира превосходит коровье. Данные о химическом составе некоторых видов молока представлены в таблице. (Приложение 2).
Молочный белок при расщеплении дает все аминокислоты, в том числе и незаменимые. Усвояемость его составляет 96%.
Молочный жир в значительном количестве содержит биологически ценные полиненасыщенные жирные кислоты и отличается низкой температурой плавления, что способствует его лучшему усвоению. Благодаря тонкой дисперсности он хорошо всасывается в кишечнике. Содержатся в молоке и очень ценные антисклеротические вещества — фосфатиды.
В коровьем молоке насчитывается свыше 15 витаминов и около 20 разнообразных минеральных веществ. Особое значение имеют соли кальция и фосфора. Двух стаканов молока в день достаточно, чтобы удовлетворить потребность организма в кальции. Кроме того, молоко содержит почти все микроэлементы: кобальт, медь, цинк, бром, йод, марганец, фтор, серу, молибден и пр.
Молочный сахар, или лактозу,— этот важный источник энергии,— организм человека усваивает почти полностью — на 98%. Под действием тех или иных микроорганизмов лактоза может превращаться в различные кислоты, на чем и основано приготовление многих молочных продуктов.
Помимо указанных веществ, в молоке содержатся иммунные тела и гормоны, которые защищают организм от патогенных бактерий, способствуют повышению его невосприимчивости к различным заболеваниям.
Издавна известно благотворное влияние на организм человека кисломолочных продуктов. Присутствующая в них молочная кислота задерживает развитие гнилостных организмов в кишечнике и положительно влияет на процессы пищеварения. Благодаря приятному вкусу и аромату кисломолочные продукты улучшают аппетит, стимулируя выделение желудочного и кишечного сока.
Некоторые виды молочнокислых бактерий, например ацидофильные палочки, а также молочные дрожжи выделяют антибиотики, гибельные для болезнетворных микробов. Кисломолочные продукты полезны для лечения и профилактики атеросклероза, гипертонической болезни.
Энергетическая ценность 100 г молока 58 ккал. Несмотря на такую низкую энергетическую ценность, молоко является важнейшим продуктом питания, содержащим все необходимые для организма вещества в легкоусвояемой форме.
В связи с высокой значимостью молока для жизнедеятельности человека, к его качеству предъявляются повышенные требования.
Качество молока оценивают с помощью органолептических и физико-химических методов анализа.
Целью данной работы является: определить различие в составах молока цельного, восстановленного и молочного напитка с помощью различных методов.
Для выполнения этой работы нами были определены следующие задачи:
- ознакомиться с основными методами оценки качества молока
- освоить метод определения плотности жидких веществ пикнометрическим и ареометрическим методами
- применить на практике метод кислотно-основного титрования для определения титруемой кислотности молока
- научиться определять в молоке массовую долю лактозы
- сравнить качества молока цельного, молока восстановленного и молочного напитка по основным показателям
Объектами исследования служили молоко цельное, молоко восстановленное и молочный напиток. Для исследования молочных продуктов в работе использованы методы:
1) органолептический метод – для определения внешнего вида, вкуса и запаха;
2) пикнометрический метод - для определения плотности;
3) ареометрический метод – для определения плотности;
4) определение кислотности молока по фенолфталеину;
5) рНметрия – для определения pH сред;
6) рефрактометрический метод – для определения лактозы;
Методы исследования.
1. Работа в лаборатории, проведение опытов.
2. Работа в библиотеке, сбор и отбор материалов.
3. Интернет – ресурсы; использование поисковой системы в пространстве Интернет и ознакомление
Актуальность темы. Ранее такая работа не проводилась. Эта работа позволяет …………
Основная часть
В работе использовалось следующее оборудование: пикнометр, аналитические весы; ареометр, колбы конические вместимостью см3, пипетка вместимостью 5 см3 пипетки вместимостью 10 и 20 см3, бюретка насм3, бюретка для раствора фенолфталеина, весы лабораторные рычажные 4-го класса точности, химические стаканы вместимостью см3, фарфоровая ступка вместимостью см3, мерные цилиндры на 50 и 100 см3, стеклянная палочка, толстостенная пробирка с пробкой;, водяная баня, термометр, стеклянная трубка, вата, рефрактометр типа ИРФ-22, фильтровальная бумага, рНметр «мультитест – ИПЛ-211».
Реактивы: молоко цельное, молоко питьевое, молочный напиток, 0,1 н. раствор гидроксида натрия (приготовленный из стандарт - титра), 1%-ный спиртовой раствор фенолфталеина, эталон окраски, 4%-ный раствор хлорида кальция, этиловый спирт. Для анализа использовалась дистиллированная вода.
Для определения плотности исследуемых образцов использовали пикнометрический и ареометрический методы.
Плотность – такое свойство молока, которое делает возможным сравнение массы определяемого объема различных веществ или массы данного вещества при различных условиях. Определяют её как массу, деленную на единицу объема.
В пикнометрическом методе взвешивали чистый сухой пикнометр и наполняли по очереди молоком цельным, молоком питьевым и молочным напитком, не допуская засасывания воздуха. Затем легким нажимом вставляли капиллярную пробку до обозначенного меткой положения, термостатируя прибор в течение 20 минут при 20°С. Выступающую через капилляр жидкость протирали чистой не волокнистой фильтровальной бумагой, насухо вытирали пикнометр куском льняной ткани и оставляли на весах на 20 минут, а затем взвешивали. После взвешивания выливали из пикнометра жидкость, тщательно промывали дистиллированной водой и повторно взвешивали его, наполненным водой. Удельный вес рассчитывали по формуле:
масса пикнометра с исследуемой жидкостью
― масса пустого пикнометра
τL°C = масса пикнометра с водой
― масса пустого пикнометра
Повторность опытов была трехкратной. Для расчетов были взяты средние показатели. Результаты опытов заносились в таблицу (Приложение 4).
Для проверки этих данных мы использовали ареометрический метод:
Ареометр состоит из стеклянной полой трубки с более плотной нижней частью (металлическими шариками) и стеклянного поплавка, который в верхней части имеет тонкую стеклянную трубку с делением. Металлические шарики нужны для того, чтобы ареометр погружался в жидкость ровно до шкалы, показывающей плотность исследуемой жидкости. Вследствие адгезии на шкале ареометра образуется плотный ободок молока (молочного напитка), высота которого зависит от поверхностного натяжения данной жидкости. Плотность отсчитали по верхнему краю ободка.
Молоко является хорошей питательной средой для развития различной микрофлоры, в том числе бактерий, вызывающих брожение, в результате их жизнедеятельности в молоке накапливаются вещества, повышающие кислотность. Одним из важнейших показателей качества молока является его кислотность, так как она характеризует свежесть молока и в значительной степени его чистоту. Кислотность молока выражается в градусах Тёрнера (°Т). Градусы Тернера показывают количество кубических сантиметров 0,1 н. (0,1 моль/дм3) раствора гидроксида натрия, необходимое для нейтрализации 100 см3 разбавленного в два раза водой молока.
Для определения кислотности образцов мы использовали определение кислотности по фенолфталеину.
В коническую колбу вместимостью см3 отбирали пипеткой 10 см3 молока цельного, прибавили 20 см3 дистиллированной воды и 3 капли фенолфталеина. Смесь тщательно перемешивали и титровали 0,1 н. раствором гидроксида натрия до слабо-розового окрашивания, не исчезающего в течение 1 мин. Конец титрования устанавливали с помощью эталона окраски молока.
Титруемую кислотность молока в градусах Тернера подсчитали, умножая на 10 объем щелочи; пошедший на нейтрализацию 10 см3 исследуемого образца. Повторность опыта была трехкратная. Для расчетов были взяты средние показатели. Затем провели аналогичные опыты с молоком питьевым и молочным напитком.
Результаты сравнения титруемой кислотности заносили в таблицу (Приложение 5).
Так как титруемая кислотность не всегда может дать правильное представление о качестве молока, мы определяли водородный показатель (pH) – концентрацию в молоке активных ионов водорода с помощью pHметра – «Мультитест – ИПЛ - 211». Для этого в стеклянный стакан объемом 100 см3 отбирали исследуемый образец с помощью бюретки на 50 см3 и помещали на подставку, поместив электроды в молоко.
Данные исследований были занесены в таблицу (Приложение 6)
Энергетическая ценность молока определяется содержанием лактозы. Для определения массовой доли лактозы в исследуемых образцах мы использовали рефрактометрический метод. Им определяют массовую долю лактозы в свежем молоке кислотностью не выше 20 °Т.
Метод основан на способности сыворотки (полученной из молока осаждением белков) преломлять проходящий через нее свет в зависимости от концентрации лактозы. Показатель преломления молочной сыворотки устанавливают по углу отклонения светового лучи слоем сыворотки, заключенной между призмами рефрактометра.
B толстостенную пробирку отмеряли 5 см3 исследуемого молока и добавляли 5 капель 4%-ного раствора хлорида кальция. Пробирку плотно закрывали резиновой пробкой и для полного осаждения белков ставили её в кипящую водяную баню. Через 10 мин. пробирку вынимали из бани и охлаждали до 19 – 20 С, опуская в холодную воду. Затем брали стеклянную трубку с ватным тампоном в нижней части и набирали сыворотку (слегка мутноватою жидкость светло – желтого цвета), фильтруя её через вату в стеклянный стакан.
Содержание лактозы в сыворотке определяли при помощи рефрактометра. В течение 10 – 15 мин. через призмы рефрактометра пропускали воду с температурой 17,5 °С. Далее откидывали верхнюю призму, на поверхность нижней призмы быстро наносили несколько капель молочной сыворотки и верхнюю призму опускали. Наблюдая в окуляр, движением специальной рукоятки вверх и вниз совмещали границу между темной и светлой частями поля зрения с пунктирной линией (указателем). Показатель преломления молочной сыворотки отсчитывали по левой шкале с точностью до 0,0001.
Повторность опытов была трехкратной.
Результаты средних значений показателей преломления исследуемых образцов (молоко цельное, молоко питьевое, молочный напиток) были занесены в таблицу ( Приложение 7)
Массовую долю лактозы определяли помощью справочных данных (Зависимость массовой доли лактозы от показателя преломления молочной сыворотки) (Приложение 8).
Результаты сравнения массовой доли лактозы занесены в таблицу. (Приложение 9)
Заключение.
Таким образом, в ходе проделанной работы нами были исследованы образцы цельного, восстановленного молока, молочного напитка.
Показатель | Молоко цельное | Молоко восстановленное | Молочный напиток |
Плотность | 1028,08 кг/м3 | 1283,68 кг/м3 | 1020,00 кг/м3 |
Титруемая кислотность | 23 °Т | 15 °Т | 18 °Т |
Лактоза | 4 % |
Выводы: таким образом, в ходе проделанных работ:
Мы ознакомились с основными методами оценки качества молока. Освоили метод определения плотности жидких веществ пикнометрическим и ареометрическим методами. Применили на практике метод кислотно-основного титрования для определения титруемой кислотности молока. Научились определять массовую доля лактозы в молоке. В результате проведенных исследований сравнили качества молока цельного, молока восстановленного, молочного напитка по основным показателям.В итоге были получены следующие результаты:
Цельное молоко имеет титруемую кислотность выше предельно допустимого значения на 20 %. Восстановленное молоко имеет очень высокое значение плотности, что говорит о низком содержании жира и разбавлении.
Библиографический список
. Биохимия молока и молочных продуктов. – 3-е издание. – Санкт – П.: ГИОРД 2001 г. , , Методы исследования молока и молочных продуктов. – М.: «Колос» 2000 г. , , . Введение в технологию продуктов питания. Лабораторный практикум. М., Колосс, 2005 г. . Технохимический контроль на предприятиях молочной промышленности. М., Агрономиздат, 1990 г. . Физико – химические и биохимические основы молочных продуктов. Санкт – Петербург ГИОРД, 2003 г.