Молоко как сырье для производства молочных продуктов

Введение

 

Молоко один из самых совершенных  пищевых продуктов, созданных природой. Достоинства его перед другими  продуктами общеизвестны. Доказательство этому постоянная и все растущая потребность в нем.

  Молоко представляет собой  сложную биологическую жидкость, которая образуется в молочной  железе самок млекопитающих и  обладает высокой пищевой ценностью,  иммунологическими и бактерицидными  свойствами. Оно является незаменимой  полноценной пищей для новорожденных  и высокоценным продуктом питания  человека всех возрастов.

В естественных условиях молоко из молочной железы высасывается теленком и поступает  в его организм таким, какое оно  есть в вымени. При  доении же оно  соприкасается с внешней средой и используется потребителем через  определенный промежуток времени, за который  может измениться его питательная  ценность. С внедрением в молочные хозяйства промышленной технологии увеличиваются временные и пространственные интервалы между производителем и потребителем молока.

Молоко в момент его продуцирования клетками здоровой молочной железы почти  не содержит микробов по той причине, что в нем присутствуют лизоцимы и другие бактерицидные вещества (лактеины, глобулины), обладающие, как известно, значительной бактерицидной способностью в отношении некоторых видов микрофлоры, которая проникает в вымя через сосковые каналы. Большинство из этих микроорганизмов под действием бактерицидных веществ вымени не только не размножаются, но и погибают, лишь наиболее устойчивые и при значительном их количестве сохраняются и могут размножаться в молочной железе.

Однако полученное в условиях даже образцового санитарного порядка  и соблюдения необходимых санитарных требований может всегда содержать  определенное количество микробов. Так  в 1 мл молока выдоенного даже в асептических условиях, обнаруживают до 5-6 тысяч  бактерий. Этот вид микробного обсеменения  называется секреторным. Загрязнение  молока микроорганизмами, которое происходит на всех этапах его происхождения  от момента получения, первичной  обработки, транспортировки, переработки  на заводе и доставки до потребителя  называют постсекреторным.

Молоко  и молочные продукты должны составлять 1/3 суточной потребности человека в  пище. Из этих расчетов человек должен потреблять молока и молочных продуктов  в пересчете на молоко около 1,5 л.

В настоящее  время известно свыше 200 различных  компонентов молока. В простейшем виде составные части молока можно  подразделить на истинные, т.е. компоненты, образующиеся в процессе нормального  обмена веществ при секреции молока, и неистинные, т.е. посторонние компоненты, попадающие в молоко различными путями. В свою очередь, истинные составные части молока делят на главные и второстепенные, исходя из их содержания в молоке. К главным относят воду, белок, жир, лактозу и минеральные вещества, к второстепенным - витамины, ферменты, гормоны, фосфатиды и др. Из посторонних веществ в молоке могут содержаться антибиотики, пестициды, детергенты, радионуклиды, афлатоксины, остатки дезинфицирующих веществ и т.п.

 

       

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Теоретическая  часть

1.1. Молоко как сырье для производства  молочных продуктов

1.1.1 Состав молока

 

Состав  молока зависит в основном от породы и возраста животного, стадии лактационного  периода, кормления и условий  содержания. В сухом остатке молока находятся все его составные  части — белки, жир, углеводы, минеральные  вещества и пр.

 

Белки

Приблизительно  четвертую часть общего содержания сухих веществ в коровьем молоке составляют белки. Они имеют наиболее благоприятный качественный и количественный аминокислотный состав, что обусловливает  их высокую биологическую ценность. В организме человека белки играют роль пластического материала, необходимого для построения новых клеток и  тканей, образования биологически активных веществ, ферментов и гормонов. Состав и количество основных белков, содержащихся в молоке, приведены в таблице 1 (см. Приложение).

С химической точки зрения белки - это высокомолекулярные соединения, состоящие из расположенных  в определенном порядке a-аминокислот, связанных между собой в цепочку. Основой белковых молекул являются более 20 аминокислот, 18 из которых обнаружены в молочном белке. Число возможных вариантов сочетаний аминокислотных остатков в молекуле белка практически не ограничено, что определяет и разнообразие по химическому строению и свойствам белков.

К незаменимым  аминокислотам относятся 8 из 18. Большая  часть из них (метионин, триптофан, изолейцин, фенилаланин, валин, лейцин) в белке молока содержится в количествах, значительно превышающих их содержание в белках мяса, рыбы и растительных продуктов.

Пищевая ценность молочных белков повышается благодаря связям белковых молекул  с витаминами, минеральными веществами, липидами.

 

Жир

В молоке жир присутствует в виде эмульсии или суспензии в молочной плазме. Диаметр жировых шариков колеблется от 0,1 до 20 мкм, средний размер 3-4 мкм. Число жировых шариков в 1 мл молока составляет около 15 млрд. Каплю жира окружает тонкая оболочка (5-10 нм), имеющая  довольно сложный состав.

Молочный  жир представляет собой смесь  три-, ди- и моноглицеридов, жирных кислот, стеринов, каратиноидов, жирорастворимых витаминов (A, D, Е и К) и других сопутствующих веществ в весьма незначительных количествах. В состав оболочек жировых шариков входят фосфолипиды, липопротеины, протеины, цереброзиды, ферменты, витамины (каротин, витамин А:-) и др. В оболочке также обнаружены следы металлов (Мо, Fe, Cu, Zn, Ca, Mg, Se, K, Na) и вода в связанном состоянии. Состав и толщина оболочек жировых шариков не являются постоянными, поскольку между плазмой молока и оболочкой происходит обмен веществ.

Триглицериды, составляющие основу молочного жира, - это эфиры трехатомного спирта глицерина и жирных кислот. Последние составляют 90% молочного жира. Среди них есть насыщенные и ненасыщенные, с одной или несколькими двойными связями, четным или нечетным, малым (4) и большим (18 и выше) числом атомов углерода в цепи. В таблице 2 (см. Приложения) приведены основные жирные кислоты молочного жира и их содержание в нем.

 

Свойства  молочного жира зависят от химического  состава, структуры и расположения в молекуле триглицеридов жирных кислот, входящих в него. В свою очередь, содержание отдельных жирных кислот в молочном жире в большей степени зависит от времени года, кормов и условий содержания животных.

Наиболее  значимыми из физических свойств  с точки зрения практической применимости являются способность молочного  жира к плавлению и кристаллизации, оптические свойства, тепло - физические свойства. Температура плавления  молочного жира колеблется от 28 дп 40 °С, плотность (при 20 °С) - 930-933 кг/м³, число рефракции 40-46, показатель преломления (при 40 °С) 1,453.

Из химических свойств наиболее важные - способность  жира к окислению, гидролизу, осаливанию и прогорканию, поскольку они определяют качество молочного жира и молочных продуктов при их производстве и хранении.

Пищевая ценность молочного жира обусловлена  своеобразным сочетанием различных  жирных кислот (линолевой, линоленовой, арахидоновой), играющих большую роль в процессах обмена веществ. Первые две относятся к числу незаменимых, поскольку они не синтезируются в организме.

Холестерин  молочного жира также необходим  как предшественник некоторых гормонов. Кроме того, он участвует в процессах  кроветворения. Фосфолипиды, входящие в состав жировой фракции молока, участвуют в синтезе белка, составляют основную массу липидов мозга, а также обусловливают эмульсионное состояние молочного жира. Липиды молока - носители жирорастворимых витаминов A, D, E и К, которых мало в других жирах.

Высокая дисперсность, наличие оболочки и  электрического заряда обеспечивают частицам молочного жира проникновение в  организм человека в нативной форме, без предварительного расщепления липолитическими ферментами. Усвояемость молочного жира очень высока и составляет 98%, чему способствует также его низкая температура плавления.

 

 

Углеводы

В молоке углеводы представлены в основном лактозой (90%) - углеводом, характерным только для молока, свободной глюкозой и  галактозой. Лактоза - дисахарид, присутствует в молоке в виде молекулярной дисперсии. Содержание лактозы в молоке составляет 3,6-5,5 %. Она присутствует практически  во всех молочных продуктах, участвует  в формировании их свойств, обусловливает  пищевую и энергетическую ценность молока. В организме человека под  действием лактазы и микроорганизмов желудочно-кишечного тракта лактоза распадается до молочной кислоты, создавая среду, препятствующую развитию гнилостных микроорганизмов.

Лактоза играет большую роль в технологических  процессах производства ряда молочных продуктов. Как было сказано выше, лактоза сбраживается до молочной кислоты, которая переводит молоко из жидкого  состояния в гелеобразное со свойственным кисломолочным вкусом и запахом. Образование сгустка связано с нарушением коллоидного состояния молока. Это свойство используется в производстве кисломолочных продуктов и некоторых видов сыров.

Нагревание  до температуры кипения и длительное выдерживание молока при этой температуре  вызывают его побурение. Это происходит в результате взаимодействия лактозы  с белками молока и образования  меланоидиновых соединений. Этим свойством молочного сахара пользуются при приготовлении топленого молока и жидких диетических молочных продуктов с особым привкусом (ряженка).

 

Минеральные вещества

Молоко  служит постоянным источником поступления  в организм минеральных веществ, наибольшее значение из которых имеют  Ca, P, K, Na, Mg, S, Cl. Больше половины всех минеральных веществ составляют соли кальция и фосфора. Оптимальными в пище считаются следующие соотношения макроэлементов: Са:Р как 1:(1,3-1,5); Са:Mg как 1:(0,5-0,75). Оптимальное соотношение кальция и фосфора в коровьем молоке повышает его пищевую ценность.

Кальций в молоке находится в растворимом  состоянии и на 75% связан с казеином в виде казеинаткальцийфосфатного комплекса (ККФК), что делает его практически полностью усвояемым.

Фосфор  входит в состав белка всех клеток организма, частично связан с АТФ (аденозинтрифосфорной кислотой), является компонентом нервной  ткани и клеток мозга.

Микроэлементы молока (Fe, Cu, Mn, Zn, Co и др.) имеют большое значение для нормального обмена веществ в организме, синтезе витаминов, ферментов, гормонов.

 

Помимо  основных веществ молоко также содержит водо- и жирораст-воримые витамины, ферменты, гормоны, простогландины и другие биохимически активные вещества.

 

Витамины 

Молоко  является важнейшим источником витаминов. В нем присутствуют жирорастворимые  витамины А, группы D, E и водорастворимые — группы B, PP, C микрофлора др. содержание их в молоке и молочных продуктах изменяется в зависимости от периода лактации, кормового рациона животных, способов тепловой обработки молока и условий его хранения. В ряде случаев производят искусственную витаминизацию продуктов.

 

 

 

Ферменты 

Это химические вещества белковой природы, ускоряющие процессы обмена веществ в живом  организме. В сыром молоке находятся  следующие ферменты: липаза, пероксидаза, каталаза, фосфатаза, редуктаза и пр. ферменты играют большую роль в процессе обработки молока и переработки его на молочные продукты.

Липаза — расщепляет жир до глицерина и жирных кислот. В молоко попадает из молочной железы или образуется в результате жизнедеятельности ряда микроорганизмов. При пастеризации молока липаза разрушается. В процессе хранения пастеризованного молока даже при низких температурах в течении 24-30 часов активность фермента увеличивается. Наличие фермента в масле, сыре, сухом цельном молоке вызывает их быструю порчу.

Пироксидаза — ускоряет окислительные процессы. В молоко попадает из молочной железы. Фермент разрушается при пастеризации. На этом ее свойстве основана проба на пастеризацию молока.

Каталаза — ускоряет разрушение перекиси водорода (Н₂О₂). Активность фермента повышается в молоке животных, больных маститом. Проба на каталазу позволяет выявить это заболевание.

Фосфатаза — катализирует распад эфиров до фосфорной кислоты. В молоко попадает из молочной железы. Тепловая обработка молока (свыше 75 ^оС) полностью инактивирует фосфатазу. На этом свойстве фермента основана проба на пастеризацию молока.

Редуктаза — восстановительный фермент, способный обеспечивать метиленовую синь, добавленную в молоко (редуктазная проба). Это свойство фермента используют для определения общего количества микроорганизмов в молоке, поскольку бактерии в процессе своей жизнедеятельности выделяют большое количество редуктазы.

 

 

 

1.1.2 Свойства молока

 

Молоко  обладает определенными свойствами, суть которых рассмотрена ниже.

 

Физические свойства.  Характеризуются органолептическими показателями молока (цвет, консистенция, вкус, запах), плотностью, вязкостью, осмотическим давлением, точка замерзания и др. При экспертизе молока особое значение  имеют органолептические показатели и плотность. Другие физические свойства используют редко.

Цельное свежее молоко – однородная жидкость белого или желтовато-белого цвета, с приятным слегка сладковатым  вкусом и специфическим запахом. При обезжиривании цвет становится голубовато-белым, ухудшается вкус. Снижение содержания белков ведет к появлению  водянистого привкуса. Старо дойное молоко имеет специфический солоноватый  привкус.

Плотность – величина, показывающая, на сколько масса молока при температуре 20 ºC больше массы дистиллированной воды при температуре   4 ºC. Обусловливается она совокупностью показателей плотности составных частей молока, г/см³: вода – 1, жир – 0,92, лактоза – 1,6, белки – 1,3, соли – 2,8. При изменении соотношения компонентов молока меняется и его плотность. Колеблется она в пределах от 1,027 до 1,033 г/см³. Для объективной оценки следует периодически измерять плотность натурального молока. С увеличением содержания жира в молоке плотность снижается, напротив, при повышении количества сухих обезжиренных веществ – повышается.