Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение
средняя общеобразовательная школа №1
Научно - исследовательская работа по теме:
«Влияние условий хранения
на качество творога 18% жирности»
Выполнил : ,
ученик 11Б класса.
Руководитель: Автангилян Бармен Николаевич, руководитель департамента исследований и разработок;
, учитель химии ;
г. Узловая, 2014 год
Содержание:
I. Введение ...........................................................................................1
I.1. Цель ...............................................................................................1
I.2. Задачи ............................................................................................1
II. Основная часть ................................................................................1
II.1. Технология производства творога ..............................................1
II.2. Химические анализы ....................................................................2
II.3. Результаты исследования ...........................................................6
III. Заключение .....................................................................................7
IV. Приложение ....................................................................................8
IV.1. Технология производства творога.............................................8
IV.2. Метод определения влаги и сухого вещества.........................10
IV.3. Определение кислотности методом титрования.....................12
V. Список литературы.........................................................................15
I. Введение
Тему своего исследования я выбрал не случайно. После поездки на УМК в ноябре 2013 года у меня было очень много эмоций. Нас провели по цехам производства творога, в микробиологическую лабораторию. Но меня интересовал другой вопрос - химическая лаборатория: какая она, какую работу выполняет, какие делает анализы, какие использует химические вещества? Чтобы ответить на все эти вопросы мне захотелось провести небольшие исследования молочного продукта - творог.
I.1.Цель: выявление условий хранения на качество творога 18% жирности.
I.2.Задачи: 1.изучить технологию производства творог;
2.ознакомиться с оборудованием химической лаборатории, областями его использования;
3.научиться определять содержание жира кислотным способом;
4.научиться определять кислотность творога методом титрования;
5.научиться определять влагу и сухое вещество в твороге с помощью прибора Чижовой;
6-научиться пользоваться рН-метром с помощью которого определяют кислотность среды и температуру творога.
II. Основная часть
II.1. Прежде чем проводить исследование, я познакомился с технологическим процессом производства творога непосредственно в экспериментальном цехе, где его получают.(см. приложение№1)

Моё исследование продолжалось в течении месяца в химической лаборатории. Сначала меня познакомили с правилами по технике безопасности во время выполнения работы, так как это связано с химическими веществами, а затем с оборудованием и реактивами, которые мне потребуются для исследования.
1
II.2. Для того, чтобы сохранить быстро портящийся продукт творог, необходимо выяснить при каких условиях его лучше всего хранить. Основными характеристиками качества творога является жирность, кислотность, содержание влаги и сухого вещества в нём.
Теперь я знаю с помощью каких приборов и реактивов можно определить эти показатели. Для проведения опытов мне пришлось изучить методы определения, используя ресурсы интернета, информацию из специальных журналов. Расскажу подробно о том, как определял содержание жира в твороге кислотным способом:
1)взял навеску творога в 5 граммов



2)поместил навеску в жиромер, добавил 10 см3, 10см3 серной кислоты (1.82-1.83г/см3) и изоамилового спирта 5 см3
2




3)затем поместил жиромер в водяную баню (65-70 градусов) на 5 минут, для полного растворения навески

4)затем поместил жиромер в центрифугу на 5 минут, для отделения жира от составных частей творога
3

Последние две манипуляции повторяются несколько раз для полного отделения жира. Анализирую результаты двух последних измерений, нахожу среднее арифмитическое, что является окончательным результатом жирности творога.
Для определения влаги и сухого вещества в твороге я использовал прибор Чижовой и аналитические весы. Подробное описание методики этого исследования смотрите в приложении №2.
4


Для определения кислотности творога методом титрования я использовал приборы для титрования (заполненный 0,1Н раствором NaOH), весы, фенолфталеин. По количеству затраченной щёлочи определял кислотность. В основе этого исследования лежит химическая реакция нейтрализации. Подробное описание этого метода смотрите в приложении №3

Для определения рН-среды творога использовал рН-метр, который одновременно показывает температуру, при которой идёт исследование.
5

II.3. Результаты, которые я получил в процессе исследования.
Состав творога сразу после его получения:
число | кислотность | рН, t*C | жирность | влага | Сухое вещество | Основные отметки |
2.02.2014 | 150 | 4.59 | 19% | 64,2% | 35,8% | Консистенция:рассыпчатый; |
Полностью соответствует требованиям ГОСТа.
Изменение состава и свойств творога при дальнейшем хранении при комнатной температуре:
число | кислотность | рН, t*C | жирность | влага | Сухое вещество | Основные отметки |
3.04.2014 | 151 | 4.50; 20,4*С | 19% | 63,8% | 36,2% | Никаких изменений по сравнению с 2.02.2014 |
4.04.2014 | 164 | 4.45; 18,4*С | 19% | 64% | 36% | Вкус немного кислее чем 3.02.2014 |
5.02.2014 | 170 | 4.42; 21,7*С | 20,5% | 61,2% | 38,8% | Кислее чем 4.02.2014 |
6.02.2014 | 172 | 4,40; 20,1*С | 21% | 61,2% | 38,8% | Неизменный с 5.02.2014 |
7.02.2014 | 175 | 4,37; 20,1*С | 21% | 61,2% | 38,8% | Неизмененный с 6.02.2014 |
14.02.2014 | 182 | 4,35; 20,1*С | 21,5% | 62,6% | 37,4% | Вкус горький |
6
Изменение состава и свойств творога, хранящегося при t4*С+-2*С(согласно нормативной документации):
число | кислотность | рН, t*C | жирность | влага | Сухое вещество | Основные отметки |
13.02.2014 | 155 | 4.57; 5*С | 19% | 64,2% | 35,8% | Показатели неизменны |
22.02.2014 | 158 | 4,52; 5,2*С | 19% | 64,2% | 35,8% | Показатели неизменны |
III. Заключение
Сравнивая результаты проведённого исследования я сделал вывод, что качество творога зависит от температуры и продолжительности хранения.
При хранении в комнатных условиях с увеличением продолжительности хранения, качество творога резко ухудшается: повышается кислотность(за счёт химических процессов, протекающих под действием кислорода воздуха), уменьшается влага(за счёт интенсивного испарения воды при данной t*), появляется горький вкус(за счёт окисления органических веществ, продукты окисления которых имеют специфический горьки вкус).
Исходя из вышеизложенного, я рекомендую использовать продукцию нашего УМК (под брендом "Лукоморье") и хранить её согласно тем выводам, к которым я пришёл в результате исследования.
Эта исследовательская работа, проведённая в условиях производства, подтвердила правильность в выборе мною профессии - буду технологом производства продукции животного происхождения. Кроме того, я хочу вернуться специалистом на наш молокозавод, так как это перспективное предприятие, в планах которого дальнейшее технологическое совершенствование, позволяющее осуществить карьерный рост, В перспективе - открытие научной лаборатории, целью которой будет проведение научных исследований в области новых веществ, улучщающих вкусовые качества и пользу продукции.
Я рекомендую ребятам, стоящим перед выбором профессии, использовать научную базу нашего УМК и продолжить исследования продукции выпускаемого этим предприятием.
7
IV. Приложение
IV.1. Технология производства творога
При изготовлении творога используют как первичное сырье (молоко коровье не ниже второго сорта и кислотностью не более 21%), так и продукты переработки (обезжиренное молоко, получаемое путем сепарирования молока), а также специальные продукты (закваска для творога на чистых культурных молочнокислых стрептококках, кальций хлористый или кальций хлористый 2-водный). В качестве вспомогательного продукта применяют питьевую воду. Технологический процесс производится кисломолочным способом.
Технология производства творога проходит по следующим этапам:
1. Приемка сырья и оценка его качества.
2. Подогрев и сепарирование молока.
Эта стадия проходит в пластинчатой пастеризационно - охладительной установке, где молоко нагревается до температуры 37- 40°С, а затем направляют в сепаратор сливкоотделитель. Все это происходит по правилам сепарирования.
3. Составление смеси нормализованного молока.
При выработке творога с МДЖ 18,9% и 5% молоко нормализуют с целью установления правильного соотношения между МДЖ и белка в нормализованной смеси, обеспечивающего стандартного по МДЖ и влаге продукта.
4. Пастеризация и охлаждение нормализованного или обезжиренного молока.
Нормализованное или обезжиренное молоко пастеризуют на пастеризационно - охладительных установках при температуре 78- 80 °С с выдержкой 15 - 20 с. Затем молоко охлаждают до температуры заквашивания.
1. Заквашивание и сквашивание молока.
Молоко заквашивают закваской, приготовленной на культурных лизофильных молочнокислых стрептококках. При ускоренном способе сквашивания приобретают симбиотическую закваску, приготовленную на культурных лизофильных и термофильных стрептококках. Закваску готовят согласно действующей технологической инструкции по приобретению и применению заквасок для кисломолочных продуктов, утвержденной в установленном порядке. После внесения закваски молоко тщательно перемешивают. В случаях получения дряблого, недостаточного сгустка применяют хлористый кальций. Закваску и раствор хлористого кальция вносят при непрерывном перемешивании молока. Перемешивание молока после заквашивания продолжают от 10-15 мин., затем молоко оставляют в покое до образования сгустка требуемой кислотности. Продолжительность сквашивания молока активной бактериальной закваской составляет 8-12 часов с момента внесения закваски, при ускоренном способе 5-7 часов.
2. Разрезание сгустка, отделение сыворотки, разлив сгустки.
Готовый сгусток разрезают и оставляют в покое на 30-60мин. для выделении сыворотки. В случаях получения сгустка с плохим отделением сыворотки, производят нагрев его до температуры сыворотки. Для равномерного применения сгустка верхние слои его осторожно перемещают от одной стенки ванны к другой, благодаря чему нижние нагретые слои сгустка постепенно поднимаются вверх, а верхние непрогретые отпускают вниз.
Выделяющуюся сыворотку выпускают из ванны сифоном или через штуцер и собирают в отдельную емкость. Сгусток нагретый выдерживают 20 – 40 мин, затем охлаждают не менее чем на 10°С путем пуска в межстенное пространство холодной воды. Сгусток сливают на серпянку, натянутую на пресс-тележку.
3. Самопрессование и прессование сгустка.
Серпянку завязывают. Продолжительность самопрессования творога в пресс-тележке продолжается не менее 1 часа. Затем на серпянку помещают металлическую пластину, на которой через специальную раму передается давление от винта пресса. Прессование продолжают до достижения творогом массовой доли влаги, обусловленной действующей технической документацией на этот продукт, но не более 4 часов. Допускается отпрессовка творога в холодной камере в течение не более10 часов. Для ускорения отделения сыворотки серпянку со сгустком периодически встряхивают.
8
4. Охлаждение творога.
В холодильной камере до температуре 12-15°С и направляют на упаковывание и маркировку. Упаковка производится в пластиковый стакан по 0,4кг, маркировка наносится на крышку, в полиэтиленовый пакет по 0,5кг и по 1кг, маркировка на самоклеящейся этикетке и в пластиковое ведро с полиэтиленовым вкладышем 15кг. После этого технологический процесс считается завершенным. Хранят при температуре 4-6°С не более 36 часов с момента окончания технологического процесса, в том числе на предприятии-изготовителе не более 18 часов
9
IV. 2.УСКОРЕННЫЕ МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЛАГИ И СУХОГО ВЕЩЕСТВА В ТВОРОГЕ
5.1. Определение влаги на приборе Чижовой
5.1.1. Аппаратура, материалы, реактивы:
весы лабораторные 4-го класса точности, цена поверочного деления не более 0,05 г по;
прибор Чижовой;
бумага газетная по ГОСТ 6445-74;
пергамент по ГОСТ 1341-97;
эксикатор по ГОСТ 23932-90 и ГОСТ 25336-82.
Допускается применять другие средства измерений, удовлетворяющие по метрологическим характеристикам требованиям настоящего стандарта, прошедшие государственные испытания и метрологическую аттестацию в органах Госстандарта.
(Измененная редакция, Изм. N 3).
5.1.2. Подготовка к анализу
Для определения массовой доли влаги в продукте пакеты (одно - или двухслойные) из газетной бумаги, размером 150
150 мм, складывают по диагонали, загибают углы и края примерно на 15 мм.
5.1.3. Проведение анализа
При определении массовой доли влаги в сыре, твороге и творожных изделиях пакет вкладывают в листок пергамента, несколько большего размера, чем пакет, не загибая краев. Готовые пакеты высушивают в приборе в течение 3 мин при той же температуре, при которой должен высушиваться исследуемый продукт, после чего их охлаждают и хранят в эксикаторе.
Подготовленный пакет взвешивают с погрешностью не более 0,01 г, взвешивают в него 5 г исследуемого продукта с погрешностью не более 0,01 г, который распределяют равномерно по всей внутренней поверхности пакета.
10
Пакет с навеской закрывают, помещают в прибор между плитами, нагретыми до требуемой температуры, и выдерживают указанное в таблице время.
Таблица 1
Наименование продукта | Масса пробы, г | Температура нагревания нижней плиты прибора, °С | Время выдержки, мин |
Творог и творожные изделия, паста | 5 | 150-152 | 5 |
Сыр после прессования | 5 | 160-162 | 6 |
Сыр зрелый | 5 | 150-155 | 7 |
Сыр плавленый | 5 | 160-162 | 8 |
Одновременно можно высушивать два пакета. При высушивании продуктов с относительно высокой влажностью, таких как творог и творожные изделия, в начале сушки во избежание разрыва пакета верхнюю плиту прибора приподнимают и поддерживают в таком положении до прекращения обильного выделения паров, которое обычно длится 30-50 с. Затем плиту опускают и продолжают высушивание в течение времени, установленного для данного продукта.
Пакеты с высушенными пробами охлаждают в эксикаторе 3-5 мин и взвешивают.
5.1.4. Обработка результатов
Массовую долю влаги в продукте W, %, вычисляют по формуле
,
где m - масса пакета с навеской до высушивания, г;
m1 - масса пакета с навеской после высушивания, г;
5 - навеска продукта, г.
Расхождение между параллельными определениями должно быть не более 0,5%. За окончательный результат принимают среднеарифметическое значение двух параллельных определений.
Массовую долю сухого вещества в продукте C, вычисляют по формуле
,
где W - массовая доля влаги, %.
11
IV. 3.АНАЛИТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СВОЙСТВ
МОЛОЧНЫХ ПРОДУКТОВ ОПРЕДЕЛЕНИЕ КИСЛОТНОСТИ ТИТРУЕМАЯ КИСЛОТНОСТЬ
Метод основан на нейтрализации кислот, содержащихся в продукте, раствором гидроксида натрия в присутствии индикатора фенолфталеина. Титруемую кислотность выражают в градусах Тернера (°Т) или для масла в градусах Кеттстофера (°К).
Один градус Тернера (°Т) соответствует объему (см3) водного раствора гидроксида натрия концентрацией 0,1 моль/дм3, необходимый для нейтрализации 100 г (100 см3) исследуемого продукта.
Один градус Кеттстофера (°К) соответствует объему (см3) водного раствора гидроксида натрия концентрацией 0,1 моль/дм3, необходимый для нейтрализации 5 г сливочного масла или его жировой фазы, умноженный на 2.
При определении титруемой кислотности молока, сливок и кисломолочных напитков в колбу вместимостью 100 или 250 см3 отмеривают 20 см3 дистиллированной воды (40 см3 для молока с наполнителями), 10 см3 анализируемого продукта и 3 капли фенолфталеина. При анализе сливок и кисломолочных напитков переносят остатки продукта из пипетки в колбу путем промывания пипетки полученной смесью 3—4 раза. Смесь тщательно перемешивают и титруют раствором гидроксида натрия до появления слабо-розового окрашивания, соответствующего контрольному эталону окраски, не исчезающего в течение 1 мин. Для молока с наполнителями с целью более точного установления конца титрования рядом с титруемой пробой ставят контрольную колбу.
В неокрашенном мороженом и сметане кислотность определяют следующим образом: в колбу вместимостью 100 или 250 см3 отвешивают 5 г продукта, добавляют 30 см3 воды и 3 капли фенолфталеина. Смесь тщательно перемешивают и титруют, как пробу молока.
Кислотность окрашенного мороженого определяют так: отвешивают в колбу вместимостью 250 см3 5 г мороженого, добавляют 80 см3 дистиллированной воды и 3 капли фенолфталеина. Смесь тщательно перемешивают и титруют, как пробу молока. Для определения конца титрования окрашенного мороженого колбу с титруемой смесью ставят на белый лист бумаги и рядом помещают колбу со смесью: 5 г образца мороженого и 80 см3 воды.
При определении кислотности творога или творожных изделий в фарфоровую ступку вносят 5 г продукта, тщательно перемешива
ют и растирают пестиком. Затем прибавляют небольшими порциями 50 см3 воды, нагретой до температуры 35—40 °С и 3 капли фенолфталеина. Смесь перемешивают и титруют, как пробу молока.
Для определения кислотности сливочного масла в колбе вместимостью 50 и 100 см3 отвешивают 5 г сливочного масла, нагревают колбу в водяной бане или сушильном шкафу при температуре 50 + 5 °С до расплавления масла, вносят 20 см3 нейтрализованной смеси спирта с эфиром, 3 капли фенолфталеина и титруют, как пробу молока.
Для определения кислотности жировой фазы сливочного масла в колбе вместимостью 50 или 100 см3 взвешивают 5 г жира, подготовленного следующим образом. В сухой чистый стакан вместимостью 250 см3 отвешивают около 150 г исследуемого масла. Стакан помещают в водяную баню или сушильный шкаф при температуре 50 + 5 °С и выдерживают до полного расплавления и разделения масла на жир и плазму. После чего вынимают из водяной бани (сушильного шкафа) и осторожно сливают верхний слой жира, фильтруя его через бумажный фильтр в колбу вместимостью 250 см3. Анализ проводят, как указано выше.
Для определения кислотности плазмы сливочного масла в плоскодонную колбу вместимостью 100 см3 приливают 20 см3 дистиллированной воды и 10 см3 плазмы, подготовленной следующим образом.
12
Оставшуюся в стакане после слива жира плазму переносят в жиромер, который плотно закрывают пробкой, помещают в центрифугу и центрифугируют 5 мин с частотой вращения 1000 об/мин. Затем жиромер помещают в стакан с холодной водой градуированной частью вверх и выдерживают до застывания молочного жира, отделившегося от плазмы в процессе центрифугирования. Свободную от жира плазму осторожно выливают в сухой чистый стакан вместимостью 100 см3 и тщательно перемешивают стеклянной палочкой.
Смесью плазмы и дистиллированной воды 3—4 раза промывают пипетку, затем прибавляют 3 капли фенолфталеина и титруют, как пробу молока.
Кислотность в градусах Тернера (°Т) находят умножением объема (см3) раствора гидроксида натрия, затраченного на нейтрализацию кислот, содержащихся в определенном объеме продукта, на следующие коэффициенты:
10 — для молока, молока с наполнителями, сливок, простокваши, ацидофильного молока, кефира, кумыса, других кисломолочных продуктов, а также плазмы сливочного масла;
20 — для мороженого, сметаны, творога и творожных изделий.
Кислотность сливочного масла и его жировой фазы в градусах Кеттстофера (°К) находят умножением на два объема раствора гидроксида натрия, затраченного на нейтрализацию кислот, содержащихся в 5 г продукта.
Допускаемая погрешность результата анализа при принятой доверительной вероятности Р = 0,95 составляет:
+ 1,9 °Т — для молока, молока с наполнителями, сливок, простокваши, ацидофильного молока, кефира, кумыса, других кисломолочных продуктов и мороженого;
+ 2,3 °Т — для сметаны;
± 3,6 Т — для творога и творожных изделий;
+ 0,1 °К — для масла сливочного и его жировой фазы;
+ 0,5 °Т — для плазмы сливочного масла.
Расхождение между двумя параллельными определениями не должно превышать:
2,6 °Т — для молока, молока с наполнителями, сливок, простокваши, ацидофильного молока, кефира, кумыса, других кисломолочных продуктов и мороженого;
3.2 °Т — для сметаны;
5,0 °Т — для творога и творожных изделий;
0,1 "К — для сливочного масла и его жировой фазы;
0,6 °Т — для плазмы сливочного масла.
За окончательный результат анализа принимают среднее арифметическое значение результатов двух параллельных определений, округляя результат до второго десятичного знака. При большем расхождении испытание повторяют с четырьмя параллельными определениями. При этом расхождение между средним арифметическим значением результатов четырех определений и любым значением из четырех результатов определения не должно превышать:
1,8 °Т — для молока, молока с наполнителями, сливок, простокваши, ацидофильного молока, кефира, кумыса, других кисломолочных продуктов и мороженого;
2.3 °Т — для сметаны;
3,6 "Т — для творога и творожных изделий;
0,1 °К — для сливочного масла и его жировой фазы;
0,5 °Т — для плазмы сливочного масла.
При большем расхождении приготовляют заново все реактивы, проводят государственную проверку используемых приборов и повторяют испытание с четырьмя параллельными определениями. В этом случае при наличии расхождения больше вышеуказанных значений выполнение данной работы поручают оператору более высокой квалификации.
13
ПРЕДЕЛЬНАЯ КИСЛОТНОСТЬ
Анализ основан на нейтрализации кислот, содержащихся в продукте, избыточным количеством гидроксида натрия в присутствии индикатора фенолфталеина. При этом избыток щелочи и интенсивность окраски в полученной смеси обратно пропорциональны кислотности молока.
Выполнение работы. Для определения предельной кислотности готовят рабочие растворы: в мерную колбу вместимостью 1000 см3 отмеривают необходимый объем 0,1 М раствора гидрок-
сида натрия, добавляют 10 см3 фенолфталеина и дистиллированную воду до метки.
Объем раствора гидрок - 80 85 90 95 100 105 110
сида натрия, см3
Кислотность, °Т 16 17 18 19 20 21 22
В несколько пробирок вносят по 10 см3 приготовленного раствора гидроксида натрия и 5 см3 молока. Содержимое пробирки перемешивают, перевертывая. Если содержимое пробирки обесцвечивается, то кислотность данной пробы молока будет выше соответствующего данному раствору градуса.
Приготовление контрольных эталонов окраски.
а) для молока и сливок — в колбу вместимостью 100 или 250 см3 отмеривают 10 см3 молока или сливок, 20 см3 дистиллированной воды и 1 см3 раствора сульфата кобальта. Смесь тщательно перемешивают. Срок хранения эталона не более 8 ч при комнатной температуре;
б) для смеси этилового спирта и диэтилового эфира — к 10 см3 спирта добавляют 10 см3 диэтилового эфира и 1 см* раствора сульфата кобальта. Смесь тщательно перемешивают;
в) для сливочного масла, его жировой фазы — к 5 г расплавленного масла добавляют 20 см3 нейтрализованной смеси спирта и эфира и 1 см3 раствора сульфата кобальта. Смесь перемешивают;
г) для плазмы сливочного масла — к 10 см3 плазмы добавляют 20 см3 воды. Полученной смесью 3—4 раза промывают пипетку и добавляют 1 см3 раствора сульфата кобальта. Смесь перемешивают.
Смесь этилового спирта и диэтилового эфира готовят непосредственно перед измерением кислотности сливочного масла или его жировой фазы следующим образом. В колбу вместимостью 50 см3 приливают по 10 см3 спирта и эфира, 3 капли фенолфталеина и нейтрализуют смесь раствором щелочи до появления слабо-розового окрашивания, не исчезающего в течение 1 мин и соответствующего контрольному эталону окраски.
14
V. Список литературы
Технология производства творога - http://www. talen. ru/proizvodstvo-tvoroga. html
УСКОРЕННЫЕ МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЛАГИ И СУХОГО ВЕЩЕСТВА В ТВОРОГЕ - http://docs. cntd. ru/document/gost-3626-73
АНАЛИТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СВОЙСТВ МОЛОЧНЫХ ПРОДУКТОВ ОПРЕДЕЛЕНИЕ КИСЛОТНОСТИ ТИТРУЕМАЯ КИСЛОТНОСТЬ - http:///books/krus_g. n._i_dr.-metody_issledovaniya_moloka_i_molochnyh_produktov_-_glava12_analiticheskiemetody_opredeleniya_svoistv_moloka_imolochnyh_produktov_opredelenie_kislotnosti_titruemayakislotnost
15


