Контрольная работа: Минеральные вещества молока. Солевое равновесие молока. Продукты брожения

Минеральные вещества молока. Солевое равновесие молока. Продукты брожения

Содержание

Минеральные вещества молока. Солевое равновесие молока

Окислительно-восстановительный потенциал молока

Биохимические изменения составных частей молока при тепловой обработке

Продукты молочнокислого и спиртового брожения (простокваша; кефир, кумыс, ацидофильные кисломолочные напитки, сметана, творог)

Изменение составных частей сыра (лактозы, белков, жиров)

Биохимические и химические изменения в масле в процессе хранении

Физико-химические процессы, протекающие при выработке сгущенного стерилизованного молока

Хрящевая ткань

Определение жира в сыре

Список литературы

Минеральные вещества молока. Солевое равновесие молока

Минеральные, или зольные, вещества встречаются в организмах в различных количествах. В зависимости от содержания их разделяют на макроэлементы (Са, Р, Mg, Na, К, CI, S) и микроэлементы (Fe, Cu, Zn, I и др.).

Минеральные вещества выполняют разнообразные функции. Они обеспечивают построение костной ткани (Са, Р, Mg), создают осмотическое давление и буферные системы крови (Na, К), входят в состав некоторых гормонов (I, Zn, Cu), ферментов и витаминов (Fe, Co) и т. д.

В золе молока, содержание которой составляет 0,7-0,8%, обнаружены следующие элементы: Са, Mg, P, Na, К, CI, S, Fe, Cu, Co, I, F, Mn, Zn и др. (рис. 1). В молоке данные элементы содержатся в виде катионов и анионов, в прочном соединении с органическими веществами (в составе белков, ферментов, нуклеиновых кислот) и др.

Макроэлементы. Среднее содержание наиболее важных макроэлементов в молоке (в мг%) следующее: кальций-120, фосфор-95, калий-140, натрий -50, магний-12, хлор-100.

Большое значение для человека, особенно в детском возрасте, имеют соли кальция, поступающие из молока и молочных продуктов.

Кальций находится в молоке в легко усвояемой и хорошо сбалансированной с фосфором форме. Соли кальция имеют огромное значение для процессов переработки молока. Например, недостаточное количество солей (ионов) кальция обусловливает медленное сычужное свертывание молока (в сыроделии считается нормальным содержание 125-130 мг% кальция в молоке), а их избыток вызывает коагуляцию белков молока при стерилизации.

Содержание кальция в молоке колеблется от 100 до 140 мг%. Около 22% всего количества кальция прочно связано с казеином (от его содержания зависят размер казеиновых мицелл и их устойчивость), остальные 78% составляют фосфаты и цитраты. Большая часть этих солей (в основном фосфаты кальция) содержится в коллоидном состоянии (в виде агрегатов молекул) и небольшая часть (около 30%)-в виде истинного раствора.

Рис. 1. Минеральные вещества молока

Соли калия и натрия содержатся в ионно-молекулярном состоянии в виде хорошо диссоциирующих хлоридов, фосфатов и цитратов. Содержание калия в молоке колеблется от 113 до 170 мг%, натрия-от 30 до 77 мг%. Соли калия и натрия имеют большое физиологическое значение. Они создают нормальное осмотическое давление крови и молока и обусловливают их буферную емкость. Кроме того, фосфаты и цитраты калия и натрия обеспечивают так называемое солевое равновесие молока, т. е. определенное соотношение между катионами кальция (и магния) и анионами фосфатов и цитратов. Иначе говоря, фосфаты и цитраты калия и натрия регулируют в молоке количество ионизированного кальция, влияющего на размеры и стабильность казеиновых мицелл.

Содержание хлоридов в нормальном молоке колеблется от 80 до 110 мг%. При заболевании животных маститом их количество в молоке резко повышается до 120-165 мг% и выше.

Микроэлементы. К ним относят медь, железо, цинк, кобальт, марганец, йод, фтор, селен, свинец и некоторые другие элементы.

В молоке микроэлементы связаны с белками и оболочками жировых шариков. Их содержание зависит от рационов кормления, стадии лактации, состояния здоровья животных.

Микроэлементы влияют на пищевую ценность и качество молока и молочных продуктов. Следует отметить, что коровье молоко при высокой пищевой ценности содержит мало железа и меди, поэтому при производстве сухих молочных продуктов детского питания в молочную основу добавляют глицерофосфат железа, сульфат меди и другие соли.

Микроэлементы могут попадать в молоко дополнительно после дойки (из воды, оборудования, тары и т. д.). Тогда они отрицательно влияют на качество молочных продуктов. Так, повышенное содержание меди и железа приводит к появлению в молоке окисленного привкуса, ускоряет процессы прогоркания и осаливания масла. Увеличенное количество в молоке свинца, кадмия, ртути может представлять угрозу для здоровья человека [Шейфель].

Окислительно-восстановительный потенциал молока

Окислительно-восстановительный (О-В) потенциал молока характеризует способность его составных частей отдавать или присоединять электроны (атомы Н).

Окислительно-восстановительную систему молока образуют аскорбиновая кислота, токоферолы, рибофлавин, цистеин, оксидоредуктазы, кислород и т.д.

Окислительно-восстановительный потенциал определяют потенциометрическим методом, его обозначают буквой Е и выражают (В, м или В).

Молоко содержит ряд химических соединений, способных легко окисляться и восстанавливаться. Окислительно-восстановительную систему молока образуют аскорбиновая кислота, токоферолы, рибофлавин, цистеин, оксидоредуктазы, кислород и другие легко восстанавливающиеся и окисляющиеся вещества. От окислительно-восстановительного потенциала зависят развитие в молоке, заквасках, сырной массе молочнокислых бактерий и протекание биохимических процессов (распад белков, аминокислот, жира, накопление ароматического вещества диацетила и др.).

При тепловой обработке молока развитие микроорганизмов происходит изменение в молоке соотношение восстановителей и окислителей. От окислительно-восстановительного потенциала зависят развитие в молоке, заквасках, сырной массе, молочно-кислых бактерий и протекание биохимических процессах (распад белка, аминокислот, жира). Повышение окислительно-восстановительного потенциала, т.е. усиление окислительных свойств молока способствует металлы (Cu, Fe и аэрация) [Лекции «Биохимия молока и молочных продуктов»].

Биохимические изменения составных частей молока при тепловой обработке

Термическая обработка молока производится для полного уничтожения патогенных микроорганизмов и по возможности более полного устранения непатогенной микрофлоры, снижающей качество молока и молочных продуктов.

Пастеризация молока - способ тепловой обработки при температуре ниже 100⁰С. Обычно применяют следующие режимы пастеризации:

·        при температуре 63-65⁰С в течение 30 минут;

·        при температуре 72-76⁰С в течение 20-30 секунд;

·        при температуре 85-95⁰С в течение нескольких секунд (мгновенная пастеризация).

При пастеризации молока погибают от 98 до 99,9% вегетативных клеток. Эффективность пастеризации считается удовлетворительной, если остаточная микрофлора составляет не более 0,1% от первоначального количества микроорганизмов в молоке, а бактерии группы кишечной палочки отсутствуют в 10 см³ молока после пастеризации. Общее количество бактерий в 1 см³ молока, отобранного после секции охлаждения пастеризатора, не должно превышать 10 тыс. Эффективность пастеризации молока контролируют вне зависимости от качества готового продукта не реже 1 раза в декаду.

Остаточная микрофлора пастеризованного молока представлена спорами бактерий родов Bacillus и Clostridium и вегетативными клетками термоустойчивых молочнокислых бактерий, энтерококками и микрококками.

Стерилизация молока - способ термической обработки молока при температуре выше 100⁰С с целью уничтожения вегетативных клеток и большинства спор бактерий. Стерилизованное молоко должно отвечать требованиям промышленной стерильности, т.е. в нем не должно содержаться патогенных и токсигенных микроорганизмов, а также микроорганизмов - возбудителей порчи. Поэтому готовят стерилизованное молоко из сырья высокого качества, в котором содержание спор бактерий не должно превышать 100 КОЕ в 1 см³ сырого молока. В стерилизованном молоке допускается наличие небольшого количества спор бактерий, которые не размножаются и не вызывают изменений в продукте на протяжении всего срока хранения.

Существует 3 способа стерилизации молока:

·        пастеризация при 75⁰С ® стерилизация при 135-140⁰С в потоке ® охлаждение до 70⁰С ® розлив в стерильные бутылки ® стерилизация при 116-120⁰С;

·        стерилизация в потоке при 140⁰С ® охлаждение ® асептический розлив в стерильные пакеты;

·        пастеризация при 80⁰С ® стерилизация в потоке при 140⁰С ® асептический розлив в стерильные пакеты.

Наиболее современным и распространенным способом производства стерилизованного молока является способ однократной стерилизации молока в потоке с последующим розливом [Еремина].

Белки молока при нагревании остаются в растворе и лишь небольшая их часть в виде хлопьев оседает на поверхности нагревательных аппаратов. Денатурация сывороточных белков начинается при сравнительно низких температурах нагревания молока (62°С). Степень денатурации белков (со снижением их растворимости) зависит от температуры и продолжительности ее воздействия на молоко. Из сывороточных белков наиболее чувствительны к нагреванию иммуноглобулины, сывороточный альбумин и β-лактоглобулин. α-Лактальбумин-термостабильный белок. Он полностью теряет растворимость при нагревании молока до 96°С и выдерживании при этой температуре в течение 30 мин. Вследствие тепловой денатурации сывороточных белков и освобождения сульфгидрильных групп молоко приобретает специфический вкус «кипяченого молока» или привкус пастеризации.

Казеин, по сравнению с сывороточными белками, более термоустойчив. Он не коагулирует при нагревании свежего молока до 130-150°С.

Соли молока. При тепловой обработке молока нарушается соотношение форм солей кальция в плазме молока. В процессе нагревания гидрофосфат кальция, находящийся в виде истинного раствора, переходит в плохо растворимый фосфат кальция:

СаНРО₄ → Са₃(РО₄)₂ + Н₃РО₄

Молочный сахар лактоза. Стерилизация молока также вызывает распад лактозы с образованием углекислого газа и кислот-муравьиной, молочной, уксусной и др. При этом кислотность молока увеличивается на 2-3°Т.

Молочный жир - наиболее устойчивый к тепловому воздействию компонент молока. При пастеризации глицериды молочного жира химически почти не изменяются.

При стерилизации молока происходит денатурация оболочечных белков и разрушение части оболочек жировых шариков, в результате некоторые жировые шарики сливаются и наблюдается вытапливание жира.

Витамины и ферменты. Тепловая обработка молока вызывает в той или степени снижение содержания витаминов, причем потери жирорастворимых витаминов меньше потерь водорастворимых [Шейфель].

Продукты молочнокислого и спиртового брожения (простокваша; кефир, кумыс, ацидофильные кисломолочные напитки, сметана, творог)

Кисломолочный продукт - молочный или молочный составной продукт, изготовляемый сквашиванием молока и/или молочных продуктов и/или их смесей с немолочными компонентами, которые вводятся не с целью замены составных частей молока, с использованием заквасочных микроорганизмов, приводящим к снижению рН и коагуляции белка, содержащий живые заквасочные микроорганизмы (ГОСТ Р 52738).

Простокваша: кисломолочный продукт, изготовляемый с использованием заквасочных микроорганизмов лактококков и/или термофильных молочно-кислых стрептококков, при этом общее содержание заквасочных микроорганизмов в готовом продукте в конце срока годности составляет не менее 10⁷ КОЕ в 1 г продукта.

В зависимости от используемого молочного сырья простокваша может вырабатываться:

·   из натурального молока;

·   из нормализованного молока;

·   из восстановленного молока;

·   из рекомбинированного молока;

·   из их смесей.

Продукт в зависимости от массовой доли жира подразделяют на:

·   обезжиренный (0,1%);

·   нежирный (0,3;0,5; 1,0);

·   маложирный (1,2; 1,5; 2,0; 2,5);

·   классический (2,7; 3,0; 3,2; 3,5; 4,0; 4,5);

·   жирный (4,7; 5,0; 5,5; 6,0; 6,5; 7,0);

·   высокожирный (7,2; 7,5; 8,0; 8,5; 9,0; 9,5).

Кефир - кисломолочный продукт смешанного молочнокислого и спиртового брожения, изготовляемый с использованием закваски, приготовленной на кефирных грибках, без добавления чистых культур молочнокислых микроорганизмов и дрожжей, при этом содержание молочнокислых микроорганизмов в готовом продукте в конце срока годности составляет не менее 10⁷ КОЕ в 1 г продукта, а дрожжей не менее 10⁴ КОЕ в 1 г продукта (ГОСТ Р 52738).

Кефир - наиболее распространенный в нашей стране кисломолочный напиток. Популярность его обусловлена приятным вкусом и диетическими свойствами, на которые более 100 лет назад обратили внимание врачи. Этот напиток пришел к нам из северной Осетии, где он был известен очень давно. Однако горцы тщательно оберегали секрет напитка от посторонних, т.к. кефирные зерна (грибки) считались священным даром Магомета. Действительное происхождение кефирных грибков остается неизвестным, хотя строение их и состав микрофлоры достаточно изучены. Грибки - различные по форме и величине белковые образования, быстро размножающиеся в молоке. Представляют собой стойкий симбиоз гетероферментативной микрофлоры мезофильных молочнокислых и ароматобразующих стрептококков, мезофильных и термофильных молочнокислых палочек, уксуснокислых бактерий и молочных дрожжей. Кефир - единственный кисломолочный напиток, вырабатываемый в промышленности на естественной симбиотической закваске. Вместо грибковой закваски можно применять закваску на чистых культурах молочнокислых стрептококков, молочнокислых палочек, дрожжей, уксуснокислых бактерий. В результате развития гетероферментативных бактерий, которые, кроме молочной кислоты, продуцируют большое количество летучих кислот, спирт, диоксид углерода, кефир имеет специфический вкус и запах. Микрофлора кефирной закваски сравнительно нетребовательна к качеству молока. При производстве кефира очень важно получить хорошую закваску из сухих кефирных грибков. Процесс оживления грибков и получения закваски заключается в следующем. Сухие кефирные грибки выдерживают для набухания в свежекипяченой и охлажденной воде в течение 1-2 суток, при этом меняют воду 2-4 раза. Затем набухшие кефирные грибки переносят в теплое обезжиренное молоко, которое ежедневно заменяют новым. Оживление кефирных грибков в молоке продолжается до тех пор, пока они, вследствие начавшегося газообразования и набухания, не начнут всплывать на поверхность молока. Затем грибки промывают в сите с водой и заливают молоком из расчета 1 часть грибков на 10 частей молока. Молоко с грибками выдерживают при температуре 18-20 °С в течение 12-16 часов, взбалтывают его за это время 3-4 раза. Полученную закваску процеживают через сито, а собранные на сите зерна снова заливают молоком для приготовления новой порции закваски. Закваска должна иметь густую консистенцию, приятный вкус и запах, слегка пениться.

Кумыс: кисломолочный продукт смешанного молочнокислого и спиртового брожения, изготовляемый сквашиванием кобыльего молока заквасочными микроорганизмами болгарской и ацидофильной молочнокислых палочек и дрожжей, при этом содержание молочнокислых микроорганизмов в готовом продукте в конце срока годности составляет не менее 10⁷ КОЕ в 1 г продукта, а дрожжей не менее 10⁵ КОЕ в 1 г продукта.

Ацидофильные напитки обладают наиболее высокими профилактическими и лечебными свойствами. Для их производства применяют закваски, приготовленные целиком или частично на чистых культурах ацидофильной палочки. Их вырабатывают как резервуарным, так и термостатным способами.