Учебно-методический комплекс дисциплины «Биотехнология производства молочных продуктов» для специальности «5В070100»-«биотехнология» Учебно-методические материалы (стр. 2 )

5Какую роль выполняет биотехнология в формировании качества молочной  продукции

  Рекомендуемая литература

  1, , и др. Технология молока и молочных  продуктов –М.: Агропромиздат,1991,-463с.

  2 и др. Микробиологические основы молочного  производства. – М.: Агропромиздат.1987.- 400с.

  Лекция № 2 Заготовляемое молоко

  Содержание лекционного  материала: 

1Свойства молока

2Требования к заготовляемому молоку

Физические свойства молока

Основные физические свойства молока характеризуются его плотностью, вязкостью, поверхностными явлениями оптическими свойствами, осмотическим давлением теплоемкостью, теплопроводностью,  электропроводностью, температуры кипения и замерзания.

Плотность. Плотность – это отношение массы молока при температуре 20 градусов Цельсия к массе  воды в том же объеме при температуре 4 градуса Цельсия. Плотность молока зависит от плотности его составляющих (в кг/м3): молочный жир – 922,5; молочный сахар –1610,3; белки –1390,8; соли 2857,5; СОМО – 1610,5. С увеличением содержания белков, углеводов и солей плотность молока повышается, а с увеличением количества  жира – снижается.

Вязкость. Под вязкостью, или внутренним трением, понимают свойство жидкости оказывать сопротивление при перемещении одной его части относительно другой (динамическая вязкость). За единицу измерения вязкости применяется паскаль-секунда (Па х  с). Нормальной величиной  динамической

вязкости молока является 1,8 х 10 -3 Па х с  с колебаниями от 1,2 до 2,5 х 10 –3 Па  с при температуре 20о С.

Вязкость обусловливается присутствием в нем сухих веществ и зависит от физико-химических свойств молока лактационного периода и состояния животного продолжительности хранения молока кислотности степени механического воздействия на него и других факторов. Изменение коллоидного состояния белков молока в первую очередь  изменяет величину вязкости. При слиянии жировых шариков увеличивается, а при раздроблении их уменьшается вязкость молока. С повышением температуры молока до 40-45оС  его вязкость снижается. При дальнейшем повышении температуры молока, начиная с 65оС, вязкость молока увеличивается в результате необратимой денатурации сывороточных белков.

Поверхностные явления. Эти явления характеризуются стремлением жидкости сократить свой поверхностный слой и придать ей форму шара. Они объясняются присутствием в молоке казеина и сывороточных белков, которые снижают энергию поверхностного натяжения. Единицей измерения поверхностного  натяжения  является  ньютон  на  метр  (Н/м). Поверхностное натяжение молока значительно меньше, чем воды и равняется  43.6 х10 -3 Н/м при 20оС. Поверхностное натяжение  молока непостоянно и зависит от таких факторов как химических состав молока  продолжительность хранения перед измерением и температура. Образование пены на поверхности молока связано с поверхностными явлениями.

Оптические свойства молока. Они проявляются в способности молока к лучепреломлению благодаря тому, что составные части молока находятся в непосредственной близости друг от друга и способны к рассеиванию света. Молоко имеет желтовато-белый цвет. Интенсивность желтоватой окраски молока обусловлена наличием жира в нем. На оптических свойствах основан метод определения концентрации молочного сахара в молоке содержания сухих веществ по сахарозе и др.

Осмотическое давление. Осмотическое давление - показатель состояния раствора зависящий от количества в нем частиц растворенного вещества. Оно обусловливается практически всеми составными частями молока кроме жира. Белки, находящиеся в коллоидном состоянии незначительно повышают осмотическое давление. При увеличении содержания молочного сахара и солей осмотическое давление повышаются значительно. Осмотическое давление и связанная с ним точка замерзания молока – величины относительно постоянные. Их изменение – показатель качества молока.  Осмотическое давление и точка замерзания меняются при фальсификации молока, повышении его кислотности, изменении химического состава в зависимости от времени лактации и других причин. Величину осмотического давления измеряют в паскалях (Па).

Тепловые свойства молока.  Они характеризуются теплопроводностью теплоемкостью и температуропроводностью.

  Теплопроводность зависит от состава молока, содержания сухих веществ и температуры. В первую очередь на нее влияют содержание жира в молоке и его физическое состояние: при низких положительных температурах (1-4оС) теплопроводность ниже, чем при повышенных (20-30оС). Поэтому сливки особенно жирные остывают медленнее, чем  цельное  и обезжиренное молоко. Единицей измерения теплопроводности молока является  Вт/(м хК).

Теплоемкость –количество тепла расходуемого на нагревание жидкости или твердого тела. Теплоемкость молока зависит от содержания в нем сухих веществ и состояния жира. С увеличением  содержания сухих веществ она  снижается. Если жир в молоке находится в виде эмульсии, то теплоемкость также снижается, поскольку при этом не затрачивается теплота на переход его из твердого состояния  в  жидкое.

Электропроводность. Она зависит от солевого состава и для нормального молока величина постоянная. При заболевании животного и, особенно при мастите и туберкулезе вымени электропроводность молока резко увеличивается. Молоко в начале  лактации имеет минимальную электропроводность в конце – наивысшую. 

  Химические свойства молока

  Химические свойства молока характеризуются активной и титруемой кислотностью.

Титруемая  или общая кислотность обусловлена наличием в  свежем молоке газов белковых веществ и солей органических и неорганических кислот. Единицей измерения титруемой  кислотности  принят градус Тернера, соответствующий  1мл 0.1 н раствора щелочи пошедшей на нейтрализацию кислоты в присутствии индикатора фенолфталеина. Титруемая кислотность свежевыдоенного молока составляет 16-18оТ. Составные части молока следующим образом участвуют в образовании кислотности молока белки 4-5,  соли молока  10-11 и газы 2-3оТ. 

Активная кислотность – это концентрация ионов водорода. Она обозначается водородным показателем. Концентрация водородного показателя имеет отрицательный знак. Вместо числа концентрации водородных ионов с отрицательным знаком берут логарифм этого числа с обратным знаком, который называют показателем водородных ионов и обозначают символом рН. Свежее сборное молоко имеет рН 6.51- 6.75 и представляет собой относительно стабильную величину благодаря буферности создаваемой белками и солями молока. Буферность – свойство биологической жидкости противодействовать изменению рН при добавлении к ним кислот или щелочей. Активная кислотность молока изменяется значительно медленнее, чем титруемая. Следовательно, она не характеризует свежесть молока. Свежее молоко с повышенной титруемой кислотностью может иметь  малую активную кислотность и наоборот.

Бактерицидные свойства молока

Бактерицидные свойства  характеризуются способностью  бактерицидных веществ молока белковой природы уничтожать микроорганизмы, находящиеся в нем. Такими свойствами обладает свежевыдоенное молоко. Период, в течение которого в свежевыдоенном молоке не развиваются микроорганизмы, называется бактерицидным – бактерицидная фаза молока. При снижении  температуры парного молока  продолжительность бактерицидной фазы повышается. При нагревании его до 70оС бактерицидные свойства молока пропадают.

  Требования к заготовляемому молоку

  К молоку, как сырью для производства высококачественных продуктов согласно ГОСТ 13264-70, предъявляются 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 молока от белого до светло-кремового без каких–либо цветных пятен и оттенков. Консистенция  однородная, без сгустков белка и комочков жира, без осадка.

По физико–химическим показателям, заготовляемое молоко должно иметь кислотность от 16 до 21о Т, степень чистоты не ниже 3 группы, бактериальную обсемененность по редуктазной пробе не ниже 3 класса.

  Источниками загрязнения молока являются  животное и его окружение, доильное оборудование, цистерны, молокопроводы и т. д.Микробы, попавшие через сосковый канал и размножившиеся в сосковой  цистерне в период между дойками, сдаиваются главным образом с первыми порциями молока. Молоко, получаемое в обход соскового канала стерильно.

Микробы проникают в вымя через отверстие соска, посредством инфекции от ран после внешнего поражения кожи вымени или соска. Кроме того, причиной заражения молока может быть  гематогенная (возникающая в крови) инфекция и  инфекция лимфатических путей.

Микрофлору вымени составляют преимущественно микрококки, стафилококки, стрептококки, коринебактерии. Молоко при прохождении соскового канала смешивается позднее с имеющейся в вымени микрофлорой, в результате чего количество микробов молока достигает 100-1000 на 1 мл.

Во время доения количество микробов в выдоенном молоке снижается. По мере доения концентрация микробов, равная 10 тыс. на  1мл молока в первых струях молока быстро снижается и в конечных порциях составляет до 50 бактерий в 1мл.

При содержании животных на современных молочных фермах  коров доят с помощью доильных станков или карусельных доильных установок. Поскольку молоко в настоящее время получают и хранят преимущественно в замкнутых системах, сырое молоко загрязняется  реже, чем при ручном доении.

Содержание микробов в воздухе в течение одного дня сильно меняется. Особенно высокая концентрация микробов наблюдается в воздухе после укладки подстилки или раздачи корма коровам, причем речь идет, преимущественно  об аэробных  спорообразователях. Молочная ферма представляет собой богатый источник заражения сырого молока псевдомонадами и аэромоданами. Особенно это относится к воздуху ферм, плохо вымытым доильным установкам и резервуарам для хранения сырого молока. К загрязнению маслянокислыми  и другими бактериями может привести  нарушения в кормлении  коров и низкая гигиена содержания животных.