Биохимические свойства молока

4. БИОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МОЛОКА

4.1 Сухое вещество

Содержание сухого вещества, также влаги и сухого обезжиренного осадка (СОМО) в молоке определяют методом высушивания и расчетным путем (по формулам). Используют в основном термогравиметрический метод, который основан на взвешивании продукта до и после высушивания (выпаривания).

Массовой доли влаги определяют по формуле:

,

где, m1 – масса пробы до высушивания, г; m2 – масса пробы после высушивания, г; В – массовая доля влаги, %

Массовую долю сухого вещества определяют по формуле:

С = 100 – В,

где, С – массовая доля сухого вещества, %.

Для высушивания используют сушильные шкафы, инфракрасное излучение (ИК) и СВЧ.

4.1.1 Определение массовой доли сухого вещества в молоке и кисломолочных продуктах ускоренным методом

Метод основан на высушивании пробы продукта в сушильном шкафу при температуре 1050 С до постоянной массы.

Ход анализа. В бюксу на дно укладывают два кружка марли, высушивают с открытой крышкой при 1050 С в течение 20-30 мин., охлаждают в эксикаторе 20-30 мин, затем взвешивают. Пипеткой вносят 3 см3 исследуемого продукта и взвешивают. Затем бюксу с молоком ставят в сушильный шкаф при 1050 С на 60 мин, после чего охлаждают в эксикаторе и взвешивают. Высушивание и взвешивание повторяют через 20-30 мин до постоянной массы (разница между массами двух последовательных взвешиваний не более 0,001 г)

Массовая доля сухого вещества (С) рассчитывается по формуле:

,

где m0 – масса бюксы с марлей, г; m – масса бюксы с марлей и пробой до высушивания, г; m1 – масса бюкса с марлей и пробой после высушивания.

Содержание сухого вещества (С) в молоке и сухого обезжиренного молочного остатка (СОМО) можно определить расчетным способом по уравнениям регрессии:

или

где Ж – содержание жира в пробе, %; D – плотность молока, 0 А.

4.2 Определение жира в молоке и молочных продуктах

В настоящее время для определение жира в молоке и молочных продуктах наиболее широко используют два аналитических метода: кислотный и гравиметрический.

Сущность кислотного метода состоит в том, что под действием серной кислоты казеинкальцийфосфатный комплекс молока переходит в растворимое соединение казеина с серной кислотой. При добавлении изоамилового спирта понижается поверхностное натяжение жировых шариков, оболочка жировых шариков разрушается. Последующее нагревание и центрофугирование способствуют выделению жировой части пробы.

Гравиметрический метод основан на его экстракции органическими растворителями и последующем определении количества жира в экстракте. Для экстракции используют растворители с низкой температурой кипения.

4.2.1 Кислотный метод определения жира

Анализ выполняют в жиромерах, которые бывают трех типов: молочный, сливочный и для обезжиренных продуктов.

Ход анализа. В молочный жиромер (типов 1-6 или 1-7), стараясь не смачивать стенок горловины, наливают дозатором 10 см3 серной кислоты (р= 1,81-1,82 г/см3 ) и осторожно, не допуская смешивания жидкостей, приливают 10,77 см3 молока, приложив кончик пипетки к горловине жиромера под углом. Уровень молока в пипетке устанавливают по нижнему уровню мениска. Дозатором добавляют в жиромер 1 см3 изоамилового спирта (r= 0,8108-0,8112 г/см3 ). Уровень смеси в жиромере должен быть на 1-2 мм ниже основания горловины жиромера. Если этот уровень более 2 мм, то можно добавить несколько капель дистиллированной воды. Жиромеры закрывают сухими пробками, которые предварительно натирают мелом, энергично встряхивают до полного растворения белковых веществ, а затем несколько раз переворачивают для получения однородной жидкости.

При использовании центрифуги с подогревом, жиромеры помещают в стакан центрифуги, градуировочной частью от центра и центрифугируют в течение 5 мин с последующей выдержкой в водяной бане при температуре 650 С в течение 5 мин. После этого жиромер вынимают из бани и быстро проводят отсчет, держа его вертикально на уровне глаз. Движением пробки устанавливают нижнюю границу столбика жира на нулевом или целом делении шкалы жиромера. Граница раздела жира и кислоты должна быть резкой, столбик жира прозрачным. При наличии «кольца» буроватого или темно-желтого, различных примесей в столбике жира или размытой нижней границы, измерение проводят повторно.

Определение жира в кисломолочных напитках, сметане, твороге, сливках проводят согласно требований, приведенных в таблице 11 , а также некоторых дополнительных условий:

- при определении жира в сливках, сметане, твороге, творожных изделиях, сыре жиромеры с исследуемой смесью подогревают перед центрифугированием в водяной бане при T= 65-73 0 С при частом встряхивании до полного растворения белка;

- при определении жира в сливках, сметане, сыре уровень смеси в жиромере устанавливают на 4-6 мм, ниже основания горловины жиромера;

- при исследований продуктов из гомогенизированного молока увеличивается число центрифугированний до 3.

Таблица 11. Условия проведения исследований по определению жира различных продуктов

Продукт	Тип жиромера	Объем, масса пробы	Объем воды, см3	Объем серной к-ты, см3	Плотность H2SO4 г/см3	Число центрофугирований	Порядок заполнения жиромера
Молоко негомогенизированное	1-6; 1-7	10,77 см3 11 г	-	10	1,81-1,82	1	Кислота – продукт – спирт
Молоко гомогенизированное	1-6; 1-7	10,77 см3 11г	-	10	1,81-1,82	3	Кислота-продукт-спирт
Кисломолочные напитки из негомогенизированного молока	1-6; 1-7	11г	-	10	1,81-1,82	1	Продукт-кислота-спирт
Сливки, сметана, творог с массовой долей жира не более 40%	1-40	5 г	5	10	1,81-1,82	1	Продукт-вода-кислота-спирт
Сливки, сметана с массовой долей жира более 40%	1-40	2,5 г	7,5	10	1,81-1,82	1	Продукт-вода-кислота-спирт
Сыры, натуральные и плавленые	1-6; 1-7	1,5 г	-	19	1,50-1,55	1	10 мл кислоты-продукт-9млкислоты-спирт
Молоко нежирное и пахта	0,5-2; 1-2	см3	-	20	1,81-1,82	3	Кислота-продукт-спирт

4.3 Определение массовой доли белка и его фракций

Для определения белка существуют следующие методы: колориметрический, рефрактометрический, формольного титрования и метод Къельдаля (арбитражный)

4.3.1 Определение белка методом Къельдаля

Сущность метода. Метод основан на том, что органические вещества молока при нагревании с концентрированной серной кислотой окисляются до воды, диоксида углерода, а азот аминокислот образует аммиак, который с серной кислотой дает сульфат аммония. Последний при реакции с крепкой щелочью образует аммиак, который улавливается раствором борной кислоты. Объем выделившегося аммиака устанавливают при титровании с 0,1 М раствором серной кислоты. Содержание белка рассчитывают, умножая количество азота на коэффициент 6,38.

Ход анализа. В бюксу помещают 5 см3 молока, взвешивают, а затем переносят его в термостойкую пробирку. По разнице между массой бюксы с молоком и пустой бюксы находят массу молока. В пробирку с молоком помещают селеновый катализатор (» 0,3 г) приливают по стенке 20 см3 концентрированной серной кислоты. Для равномерного кипения в колбу помещают стеклянные бусинки или пемзу. Колбу помещают в блок для озоления. Вначале озоления ведут при температуре 200-2400 С, а затем постепенно ее поднимают до 370-3800 С. Озоление проводят до тех пор, пока раствор не станет прозрачным. После охлаждения раствор из пробирки количественно переносят в отгонную колбу аппарата для отгонки аммиака. В коническую колбу приливают 20 см3 борной кислоты, добавляют 2-3 капли индикатора Таширо и ставят колбы таким образом, чтобы кончик трубки холодильника был опущен в колбу. В отгонную колбу приливают 1-2 капли 1% спиртового раствора фенолфталеина и медленно приливают 60% раствора щелочи до щелочной реакции. Закрывают кран воронки отгонной колбы и открывают зажим на линии подачи пара. Отгонку проводят до нейтральной реакции жидкости, вытекающей из трубки холодильника. Дистиллят титруют раствором серной кислоты до перехода зеленой краски раствора в фиолетовую.

Массовую долю белка в молоке (%) рассчитывают по формуле:

,

где 0,0014 – количество азота, эквивалентное 1 см3 раствора серной кислоты концентрацией 0,1 моль/дм3 ,г; V-объем раствора серной кислоты, израсходованный на титрование дистиллята см3; m-масса молока, взятая на анализ, г; 6,38-коэффициент перечета массовой доли общего азота на массовую долю белка; 100-коэффициент пересчета в проценты.

Реактивы: 1) 0,1 М/дм3 раствор серной кислоты готовят из фиксанала; 2) селеновый катализатор: растирают в фарфоровой ступке и смешивают 100г сернокислого калия, 10гсернокислой меди и 2г селена; 3) 2%-ный раствор борной кислоты; 4) смешанный индикатор (индинатор Таширо) 50 см3 раствора метиленового голубого смешивают со 100 см3 раствора метиленового красного; 5) 1% спиртовой раствор фенолфталеина: 1г индикатора растворяют в 100 см3 96%-ного этилового спирта; 6) 60%-ный раствор щелочи NaOH: 600г реактива растворяют в фарфоровой кружке в небольшом количестве воды и после охлаждения объем доводят до 1 дм3 .

4.3.2 Определения белка методом формольного титрования

Метод основан на нейтрализации карбоксильных групп моноаминокарбоновых кислот белков раствором гидроксида натрия. Объем гидроксида натрия, затраченный на нейтрализацию, пропорционален массовой доле белка в молоке.

Ход анализа. В колбу отмеривают пипеткой 20 см3 молока, 0,25 мл 2%-ного раствора фенолфталеина и титруют 0,1 М раствором гидроксида натрия до появления слабо-розовой окраски, соответствующей контрольному эталону. Затем, вносят 4 см3 нейтрализованного (свежеприготовленного) 36-40%-ного формалина и вторично титруют до такой же интенсивности окраски, как и при первом титровании. Делают не менее двух параллельных определений. Расхождение между ними не должно превышать 0,05 см3 щелочи.

Массовую долю белка (%) вычисляют по формуле: % белка = 0,959 . а,

где а – количество 0,1 М раствора щелочи, израсходованное на титровании в присутствии формалина, см3; 0,959 – коэффициент пересчета.

Для перевода количества раствора гидроксида натрия в проценты белка можно использоваться таблицей 12.

Таблица 12. Зависимость доли белков от объема раствора щелоча, затраченного на титрование проб молока согласно Инструкции по технохимическому контролю на предприятиях молочной промышленности

Раствор 0,1 н. р-ра NaOH, см 3	Массовая доля белков в молоке, %	Раствор 0,1 н. р-ра NaOH, см 3	Массовая доля белков в молоке, %
2,45	2,35	3,15	3,03
2,50	2,40	3,20	3,07
2,55	2,44	3,25	3,12
2,60	2,49	3,30	3,16
2,65	2,54	3,35	3,21
2,70	2,59	3,40	3,25
2,75	2,64	3,45	3,31
2,80	2,69	3,50	3,35
2,85	2,73	3,55	3,40
2,90	2,78	3,60	3,45
2,95	2,83	3,65	3,50
3,00	2,88	3,70	3,55
3,05	2,93	3,75	3,60
3,10	2,98	3,80	3,65

Реактивы: 1) 0,1 М раствора щелочи – 4,0г NaOH растворяют в 1000 см3 дистиллированной воды; 2) Нейтрализованный формалин – концентрированный формалин нейтрализуют 1М раствором щелочи в присутствии 0,25 мл 2% спиртового раствора фенолфталеина до слабо-розовой окраски; 3) Контрольный эталон окраски – к 20 см3 молока добавляют 0,5 см3 2,5%-ного раствора сернокислого кобальта.

4.3.3 Определение общего белка и казеина методом формольного титрования

Ход анализа. В колбу отмеривают пипеткой 10 см3 молока, добавляют 10 капель 1%-ного спиртового раствора фенолфталеина и титруют 0,1 М раствором щелочи до слабо-розового окрашивания, не исчезающего при взбалтывании. Затем вносят 2 см3 нейтрализованного формалина и повторно титруют раствором щелочи до появления слабо-розового окрашивания, не исчезающего в течение 1 мин.

Массовую долю (х) белка и казеина (%) рассчитывают по формуле:

Х = а. 1,94 (белок) или а. 1,51 (казеин),

где а – количество 0,1 М раствора щелочи, израсходованное на титрование в присутствии формалина, см3; 1,94 и 1,51 – коэффициенты пересчета.

4.3.4 Расчетный метод определения белка:

Бм = 0,075 Жм + 0,098 d + 0,085,

где Жм – массовая доля жира в молоке, % ; D – плотность молока, 0 А.

4.4.3 Расчетный способ определения лактозы

Л = %СОМО. 0,52, где

СОМО – сухой обезжиренный молочный осадок, %