Задачи урока:
- Обучающие :
- ознакомление учащихся с основами питания молочными и молочнокислыми продуктами, с зависимостью качества молочных продуктов от экологической обстановки местности;
- ознакомление учащихся с методами определения качества молока и молочнокислых продуктов.
- Развивающие :
- развитие умения и навыков учащихся проводить краткий химический анализ качества молока и молочнокислых продуктов питания.
- Воспитательные :
- показать учащимся на конкретных примерах мнения и высказывания многих специалистов о положительных и отрицательных качествах молока и его продуктов, влияние их на пищеварительную систему человека.
Межпредметная связь:
- биология + химия – белки, жиры, углеводы, витамины;
- химия – правила пользования лабораторным оборудованием и химическими реактивами;
- трудовое обучение – общая характеристика пищевых продуктов;
- кулинария – молоко и молочнокислые продукты.
Высказывания:
- «Если чрезмерное и исключительное увлечение едой есть животность, то всякое невнимание к еде есть неблагоразумие». (И. П. Павлов)
- «Изучая, экспериментируя, наблюдая, старайтесь не оставаться у поверхности фактов. Пытайтесь проникнуть в тайну их возникновения. Настойчиво ищите законы, ими управляющие». (И. П. Павлов)
Оборудование: штатив для пробирок, плакаты и картиныс изображением молока и кисломолочных продуктов.
Подписанные пробирки:
уксусная
кислота, раствор гидроксида меди, спиртовой
раствор фенолфталеина, 5 г творога, 40 мл молока,
0,1-молярный раствор едкого натра. Бюретки,
заполненные 0,1-молярным раствором едкого натра.
Водопроводная вода. Дистиллированная вода, 0,5 л
молока; 10-процентный раствор соляной кислоты.
Пробиркодержатель – 2 шт., коробок со спичками,
подставка для горючего. Сухое горючее – 1
таблетка. Химический стакан на 150-200 мл., пробирки
10 шт.
ХОД УРОКА
Вводное слово учителя. Основы рационального питания
|
Молоко – один из полноценных, универсальный
продукт питания. Академик И. П. Павлов говорил о
молоке: «Молоко – это пища, которая приготовлена
самой природой, отличается лёгкой
удобоваримостью и питательностью.
Издревна молоко являлось целебным средством.
Лекари Древнего Египта, а после их и Гиппократ
применяли для лечения многих болезней молока
ослиц. Аристотель, Плиний, Геродот утверждали,
что в Древней Греции козьим и кобыльим молоком
излечивали такое заболевание как туберкулёз
лёгких, а коровьим – малокровие. Уже с 17 века
свежее молоко стали применять в качестве
лечебно-профилактического средства почти во
всех странах Европы. Так молоко применяли при
болезнях нервной системы, желудочно-кишечного
тракта, подагры, малокровия и использовали как
противоядие. Им лечили сердечнососудистую
недостаточность, бронхит, плеврит, бронхиальную
астму, гастрит, ожирение, болезни почек и печени.
В 1880 году академик А. А. Остроумов предложил
лечить заболевания желудка и кишечника смесью
топлёного молока и овсяного отвара.
Молоко состоит от 88,1 – до 91,4% воды и 4,7 – 6,4 г %
лактозы,
которые входят в состав сложных органических
соединений. Также в цельном свежем коровьем
молоке содержатся метионин, холин, лецитин,
которые сообщают молоку липотропную т. е.
противоатеросклеротическую активность. Лецитин
обладает и антибактериальным свойством.
Энергетическая ценность молока – 58 ккал. в 100 г
продукта. При большом употреблении молока может
в определённой степени снижаться аппетит. Это
конечно нежелательно, но молочная диета
оказывает добрую услугу.
Сегодня мы проводим с вами урок ролевой игры по
химическому определению качества молока. При
проведении химического анализа соблюдайте
правила по т/б, изученные нами ранее.
|
Директор завода молочных продуктов (молкомбината):
– Дорогие друзья, коллеги! Сегодня на экстренное совещание при моём присутствии я собрал ведущих специалистов нашего предприятия для решения важного вопроса, касающегося дальнейшего пути нашей продукции, да и самого предприятия в целом. Вы знаете, что были годы, когда мы были единственными монополистами молочных продуктов на нашем городском рынке. Теперь же дело обстоит по другому. В наш город завозятся молочные продукты других предприятий нашей области и даже других регионов нашей страны. Чтобы сохранить нашу марку в будущем я хотел бы послушать мнения наших отделов по их работе в этой области и какой же продукции всё-таки выпускать в наши магазины больше с тем расчетом, чтобы она не залёживалась на прилавках. Итак, я слушаю ваши мнения.
Главный технолог: Я так думаю, что следующее слово за мной. Вы знаете, что молочная промышленность выпускает в продажу молоко разливное, в пакетах-пастеризованное, кефир, простоквашу, ряженку, а также сметану, творог, творожные сырки, сливочный напиток, различные сорта мороженого, сухое молоко, которое приготовляют из цельного или обезжиренного молока.Наш комбинат вооружён самой передовой техникой, действуют машины – автоматы, агрегаты для пастеризации, охлаждения, хранения, розлива молока. Уровень автоматизации у нас очень высок, все процессы делаются без прикосновения рук. В последнее время мы можем выпускать такой диетический, лечебный напиток как кумыс. Его мы приготовляем из кобыльего или коровьего молока (коровье молоко смешивают с молочной сывороткой и сахаром). Доброкачественный кумыс имеет белый цвет с сероватым оттенком, приятный, кислоспиртовой вкус и запах. Слабый (односуточный) кумыс содержит до 1% алкоголя, средний (двухсуточный) – 1,75%, крепкий (трёхсуточный) – 2,5%. Молоко заквашивают молочнокислыми бактериями и молочными дрожжами, благодаря чему возникает и молочнокислое и спиртовое брожение. Также мы уже запустили в производство и выпускаем отечественные йогурты с различными начинками.
Директор
молкомбината.
Мне все понятно. При такой
раскладке мы можем держать марку молочных
продуктов нашего комбината.
Безусловно, это так. Сотрудниками нашей лаборатории выяснено, что в молоке содержатся все питательные вещества, необходимые для правильного развития и жизнедеятельности человеческого организма. Жиры, белки и углеводы молока легко и почти полностью усваиваются, а наличие в этом продукте витаминов – А, С, В1, В2 , Д, Е и минеральных солей значительно повышает его пищевую ценность. Жир молока благодаря своему химическому составу и низкой температуре плавления относится к наиболее полноценным и легко усваиваемым; он находится в молоке в виде мельчайших шариков. Цельное, неснятое молоко должно содержать не менее 3,2% жира.
Главный технолог. Я хотел бы уточнить следующее. В лаборатории органической химии есть ли данные о химическом составе и калорийности различных видов молока?
Директор молкомбината. Вопрос существенный. Меня тоже заинтересовал химический состав молока и особенно калорийность, ведь много "ходит" кривотолков среди ученых и врачей-диетологов о пользе молока. А, может они правы в этом вопросе? Что вы на это скажете?
Лаборатория органической химии. На этот вопрос мы можем ответить, что интересующиеся вас материалы могут находиться в лаборатории аналитической химии, они этим занимаются. Так что, это к аналитикам, им слово.
Да, у нас есть интересующий вас материал. Мы занимаемся и определяем химический состав молока и калорийную ценность различных видов этого продукта. Секретов в этом нет. И мы можем сказать что питьевое молоко должно составлять в рационе человека 500 г в сутки. Было определено, что в его состав входят; вода, молочный сахар, белки, молочный жир, минеральные вещества, витамины, ферменты и гормоны. Витаминный состав молока очень разнообразен. Из 12 Витаминов, содержащихся в молоке, основное значение имеют такие витамины как: А, Д1, Д2,В2, каротин. За счет молока и молочных продуктов можно полностью удовлетворить потребность организма человека в витаминах: А и группы В и частично в витаминах С и Д. Наибольшее количество витамина А в летнем молоке. Вот перед вами таблица, отражающая, что по калорийности на первом месте стоит оленье молоко, затем – овечье, буйволиное. Коровье – стоит на шестом месте.
  |
   |
Химический состав и калорийность молока с/х животных:
Молоко |
В 100 г молока, в г |
Калорийност ккал в 1кг |
||||
сухие вещества |
молочныйсахар |
|||||
| ОЛЕНЬЕ ОВЕЧЬЕ БУЙВОЛИНОЕ ВЕРБЛЮЖЬЕ КОЗЬЕ КОРОВЬЕ |
63,3 |
36,7 |
10,3 |
22,5 |
2,5 |
2725 |
Лаборатория
общей химии.
Отдел лаборатории общей химии
может дополнить своих коллег-аналитиков, что из
разнообразных минеральных солей молока
наибольшее значение, имеют соли кальция и
фосфора. Соотношение этих солей в молоке
обеспечивает высокое усвоение обоих элементов.
При включении молока в пищевой рацион повышается
усвоение солей кальция, содержащихся в других
продуктах. Легко усваивается также содержащееся
в молоке железо. Наш отдел считает и
придерживается такого мнения, что необходимо
продолжать выпуск молочной продукции нашего
комбината, увеличив и расширив его ассортимент,
не боясь конкуренции. Мы обязаны выжить и
вытеснить своих конкурентов за счет повышения
качества нашей продукции. Только качеством и
очень высоким мы можем заставить исчезнуть
иностранные названия продукции, сохранив наши
истинные русские названия молока и молочных
продуктов.
Лаборатория органической химии. Органики согласны и поддерживают мнение отдела лаборатории общей химии. Мы считаем и отстаиваем свою точку зрения на то, что молоко и молочный жир по пищевым и биологическим свойствам относится к наиболее полноценным. Молочный жир усваивается человеческим организмом на 95 %. При хранении молока жировые шарики поднимаясь, образуют слой сливок. Белки молока, организмом человека усваиваются почти полностью (до 98 %)Они содержат необходимые для человека аминокислоты. Основным углеводом молока является молочный сахар или как его еще называют по другому – лактоза. В кишечнике, где проходит процесс пищеварения, лактоза расщепляется и не вызывает интенсивного брожения. Это способствует снижению гнилостных процессов и благоприятно влияет на процесс пищеварения в целом. Всасывается лактоза довольно таки медленнее по сравнению с другими сахарами и за счет этого лактоза усваивается почти полностью – на 98 %. Я смотрю, что по-моему врач-диетолог хочет что-то дополнить.
|
Врач-диетолог. Я – врач-диетолог. На это совещание меня пригласил ваш директор, чтобы вы все, сидящие здесь, услышали мнения диетологов на ваш основной продукт – молоко. Что касается употребления молока в пищу, можно отметить, что наши предки тысячелетиями потребляли этот продукт питания. Но они отдавали предпочтение козьему молоку, так как в основном разводили коз и овец, это первое. Во вторых, даже если взять коровье молоко которое мы пьем сегодня, оно не будет походить на молоко которое пили всего лишь столетие назад: его белки, в результате тепловой обработки при процессе пастеризации, изменились. И если посмотреть на это с точки зрения эволюции, можно твердо сказать о том, что наш организм так и не может никак приспособиться к этому продукту в течение длительных тысячелетий. Оно является корнем многих заболеваний, таких как хронический насморк, мигрень, крапивница, астма, экземы, боли в суставах и других. Механизмы, участвующие в образовании пищевой непереносимости, определить очень трудно. Но можно предположить, что роль здесь играет пищеварительная система. Не полностью переваренные частицы молочных продуктов попадают в кровоток, разносятся по всему организму, вызывая различные недомогания. Мое мнение будет таким – можно конечно употреблять молоко в пищу, но в очень предельных количествах. Каких? А это должен определить сам организм – ответными реакциями на раздражение слизистой оболочки желудка и кишечника, к которым можно отнести: боли и рези в животе, его вздутие, качественная сторона стула, диареи, повышенная утомляемость. Я думаю, что к моему выступлению обязательно присоединится и представитель биохимической лаборатории.
Лаборатория биохимии. Биохимики считают, что во многих случаях непереносимость молока вызывает лактоза – форма сахара, находящаяся в молоке. Ряд людей не усваивают молочный жир, но молочные продукты пониженной жирности и обезжиренное молоко не приносят вреда организму. Поэтому, как не печально, необходимо исключить из своего рациона жирное молоко, сыр и масло. Непереносимость молока связана с недостаточным количеством фермента лактозы в кишечном соке. А уже в этом случае молочный сахар в кишечнике не расщепляется и становится токсичным для организма. В связи с этим и вызываются различные заболевания. Нужно отметить и тот факт, что для людей, которые переносят в пищеварительном отношении молоко, самое полноценное молоко это свежевыдоенное, парное. Оно обладает бактерицидностью, то есть способно задерживать и даже убивать, попадающих в молоко бактерий. Для сохранения бактерицидности парного молока, его охлаждают. При температуре 30°С бактерицидность сохраняется в течение 3 часов, при 15°С – около 8 часов, при 10°С – около 24 часов. Невзирая на то, что определенный процент людей не переносит молоко...
Директор молкомбината. А вы не могли бы сказать, сколько процентов, то есть уточнить этот процент?
Лаборатория биохимии. Определенного количества процента мы сказать не можем, так как его нет. Он меняется из года в год и на его количество в последнее время оказывает сильное влияние различные экологические факторы. Так вот, продолжая дальше, на чём я остановился, наша лаборатория считает уместным продолжать употреблять в пищу молоко и различные молочные продукты, расширяя их ассортимент.
Врач-косметолог. Мне хотелось коснуться косметологии молока.
Директор молкомбината. Пожалуйста, мы Вас слушаем очень внимательно. Я думаю, это будет интересно – косметология молока. Новое, забытое – старое, не так ли?
Врач-косметолог.
Можно сказать и так. Многие наши предки
использовали молоко, как пищу, т. е. продукт
питания, и как косметологическое средство и
лекарство. По старым рецептам молоко
использовалось при лечении ангин, отравлений и
интоксикации. Я уверен, что женщины не отказались
бы принять ванну царицы Клеопатры, которая
регулярно купалась в... молоке, тем самым
продлевала свою молодость. Но у египетской
царицы было собственное стадо и ферма коров. И
молоко поставляли ей сразу после дойки. Вот вам и
секрет молодости.
Директор молкомбината. Да, это древнейшее совершенство красоты женского пола. Приходится только восхищаться им. Врач диетолог просит слово. Пожалуйста.
Врач-диетолог. Я могу только дополнить органиков и биохимиков тем, что исключение из рациона молока и молочнокислых продуктов может вызвать дефицит кальция, витамина В и железа. Этот недостаток можно скомпенсировать, подобрав правильный рацион витаминных и минеральных добавок. Если это сделано вовремя не будет, может развиваться анемия и различные заболевания нервной системы.
Директор молкомбината. А что скажет техотдел по пастеризации и стерилизации молока?
Отдел пастеризации и стерилизации. Мы производим пастеризованное и стерилизованное молоко.
Пастеризованное молоко
получают,
нагревая сырое молоко в течение 15-20 секунд при
температуре 74-76°С. Различают такие виды молока:
цельное, повышенной жирности, пониженной
жирности, белковое, нежирное,
витаминизированное, топленое.
Цельное
– содержит молочного жира 3,2%.
Повышенной жирности
– молочного жира –
до 6%, добавляют сливки.
Белковое
– жира – до 2% – 2,5%, белка – до
5,5%, получают из смеси цельного исухого
обезжиренного молока. Продукт диетический для
людей с белковой
недостаточностью.
Нежирное молоко
– жира не более 0,05%,
получают удалением сливок.
Пониженной жирности молоко
– удаление
жира до 2,5%.
Витаминизированное
– добавляют в
цельное молоко витамин С (100 мг на 1 кг).
Топленое
– получают томлением
пастеризованного молока в закрытых емкостях в
течение 3-4 часов при температуре 95-99°С
Пастеризованное молоко относится к
скоропортящимся продуктам. Его хранят при
температуре до 6°С. При комнатной температуре
молоко хранят не более суток.
Второй сотрудник отдела пастеризации и стерилизации. Стерилизованноемолоко получают, нагревая молоко в условиях, при которых обеспечивается уничтожение не только бактерий, но и их спор. Стерилизуют молоко при повышенном давлении в течение до 10 секунд при температуре 125-145°С. Для того чтобы предотвратить отстаивания сливок и повысить усвояемость молока, перед стерилизацией, проводят гомогенизацию (размельчение жировых шариков). После стерилизации молоко охлаждают, а затем фасуют. В этом случае стерилизация может нарушаться. Поэтому проводят повторную стерилизацию. Такое молоко называется «можайским», а стерилизацию проводят в течение нескольких минут при 115-120°С. Также мы производим различную кисломолочную продукцию. Мы присоединяемся к мнению здесь выступавших за продолжения выпуска различных молочных продуктов, соблюдая все технологические нормы и правила техники безопасности при переработке молока.
Директор молкомбината. Позиция всех отделов и лаборатории мне полностью понятна. Я тоже поддерживаю мнения всех выступавших, что молоко и кисломолочные продукты играют важную роль в рационе многих людей. Только высоким качеством мы можем держать высокую марку молкомбината нашего родного города. А теперь я хочу обратиться к вам с производственной просьбой, касающейся, непосредственно вашей работы – провести мини-химический анализ только что прибывшего молока и анализ кислотности творога наших конкурентов. После работы подведем итоги ваших исследований по некоторым аспектам качества молока и творога. Итак, прошу приступить к исследованиям.
Проведение химического анализа
Определение лактозы (молочного сахара) в молоке
В коровьем молоке содержится около 4,5% лактозы. Она является изомером сахарозы, дает реакцию серебряного зеркала (также и медного). Молочный сахар менее растворим и сладок, чем свекловичный. При гидролизе молочный сахар дает две монозы – глюкозу и галактозу.
Для обнаружения молочного сахара необходимо взять 20 мл молока, затем приливают столько же воды и несколько капель уксусной кислоты для свертывания молока. При выделении казеина, его отфильтровывают. К 10 мл фильтрата приливают аммиачный раствор нитрата серебра (5 мл нитрата серебра + 2-3 капли нашатырного спирта) и нагревают – реакция серебряного зеркала –выделяется металлическое серебро. Можно заменить нитрат серебра на свежеприготовленный раствор гидроксида меди (5 мл раствора сульфата меди + 1-2 мл раствора едкого натра). Тогда также как и в первом случае, к 10 мл фильтрата приливают немного гидроксида меди и нагревают – реакция медного зеркала – красно-желтая окраска.
Определение кислотности молока
В химический стакан наливают 10 мл исследуемого молока, 20 мл дистиллированной воды и 5 капель 2-процентного спиртового раствора фенолфталеина. Затем смесь хорошо взбалтывают и из бюретки по каплям приливают 0,1-молярного раствора едкого натра до заметно розового окрашивания. Затраченное число миллилитров раствора едкого натра умножают на 10. Получают кислотность молока в условных градусах Тернера. Свежее молоко имеет 16-18 градусов кислотности по Тернеру. Если кислотность выше 20 градусов, то молоко начинает скисать. Предельная кислотность молока – 20 градусов по Тернеру.
Определение кислотности творога
В химический стакан на 150-200 мл помещают 5 г творога и приливают 50 мл воды, нагретой до 30-40°С. Творог тщательно перемешивают стеклянной палочкой. Затем приливают 5 капель спиртового раствора фенолфталеина и из бюретки приливают 0,5-молярного раствора едкого натра до образования неисчезающей розовой окраски. Количество миллилитров прилитой щелочи умножают на 20. Таким образом определяют кислотность творога в градусах по Тернеру. Кислотность высшего сорта творога не более 200 градусов. Кислотность первого сорта творога не более 220 градусов. Кислотность второго сорта творога не более 240 градусов.
Первую часть опыта проводят за 2-3 часа до урока. Казеин – один из белков молока, он выделяется в виде творожистого осадка. Для опыта берут 0,5 л молока. После длительного стояния молока, с его поверхности верхней части снимают сливки. Сливки – это часть жира молока. Затем приливают 10 мл 10-процентного раствора соляной кислоты и оставляют жидкость стоять в течение 2,5 часов. Образовавшийся казеин отжимают через полотняную ткань. Чтобы удалить полностью следы кислоты, белок неоднократно промывают водой.
Опыт на уроке
Для удаления следов жира в казеине, к нему приливают 25 мл воды и нагревают в течение 10 минут. Затем воду сливают, отжимают казеин через полотно и при температуре 60°С сушат в сушильном шкафу. После охлаждения, казеин взвешивают.
Главный технолог. Прошу все отделы сообщить о том, как проходят химические исследования.
Все отделы сообщают о выполненном химическом исследовании.
Директор молкомбината.
Приятно
слышать об окончании своих химических
исследований. И каковы результаты ваших работ?
Кто выскажется?
Лаборатория органической химии.
Мы
проводили исследование о содержании лактозы, т.е.
молочного сахара в молоке. Определение показало
положительную реакцию на содержание лактозы в
молоке.
Директор молкомбината. Благодарю за сообщение. Кто следующий?
Лаборатория аналитической химии. Наша лаборатория проводила определение кислотности молока. Мы определили, что в исследуемой пробе молока содержится 18 градусов кислотности по Тернеру. Это обозначает, что молоко свежее.
Директор молкомбината. Сообщение хорошее, а как насчет кислотности исследуемого творога? Я жду.
Лаборатория общей химии. Мы определили, кислотность творога равна 210 градусов. Творог первого сорта.
Директор молкомбината. Жалко конечно, что первый сорт. Хотелось высшего, но ничего не поделаешь, первый так первый. Пусть будет так. Благодарю всех за работу. Совещание окончено.
Заключительное слово учителя. Итак, дорогие ребята, мы провели урок по химическому определению качества молока. Вы научились определять лактозу в молоке, кислотность молока и творога, содержанке казеина в молоке. Прошу вас в краткой форме охарактеризовать ход химического анализа.
Учащиеся рассказывают о ходе проведения своих исследований.
Подводя итог нашего урока, в заключении я могу
сказать о молоке следующее. Мнение о молоке и его
пользе четко разделились: за и против. Многие
ученые и врачи считают молоко вредным, но в тоже
время и полезным. Нельзя провести границу между
вредными и целебными свойствами молока. Да, одним
людям оно вредит, другим помогает. Как и все
лекарства, так и продукты питания: одни хорошо
усваиваются, другие плохо или вообще не
усваиваются. Каждый организм реагирует
по-разному. На страницах многих изданий велась
полемика о свойствах молока. Но конкретно
сказать за или против нельзя. Каждый остается при
своем мнении. В трудные годы жизни многие только
и выжили благодаря этому продукту питания, имея
свое домашнее хозяйство. Так что полностью
исключать из своего питания молоко, я считаю
преждевременным, а ограничить его в своем
питании можно. Каждый продукт питания в большом
количестве – это яд замедленного действия, а
используя его в меру – это стимулятор жизненного
пространства. Вы сами сегодня убедились –
сколько витаминов и ценных для жизни элементов и
веществ содержится в молоке. А по поводу
экологической оценке можно отметить, что нет
сейчас ни одного продукта питания идеально
экологически чистым. Это неоспоримый фактор, это
можно всегда доказать точнейшими
химико-аналитическими исследованиями.
Если вы чувствуете и считаете, что молоко вам
приносит пользу и укрепляет ваш организм, да
пейте его на здоровье, столько, сколько считаете
возможным выпить его. И пусть оно придает вам
силу, здоровья, бодрость и энергию на весь ваш
рабочий день, и всю вашу жизнь! Пейте молоко и
меньше обращайте внимание на все!
В отличие от других видов молока, материнское
молоко содержит 7 % углеводов (лактоза), лактазу –
фермент, переваривающий лактозу, 4 % жира, липазу
– фермент расщепления жиров, полиненасыщенные
жирные кислоты, незаменимые аминокислоты,
витамины «С», «В», «К», «D», воду – 87 %, белковый
гормон – адипонектин, казеин – бета,
лактальбумин, макроэлементы – кальций, фосфор,
соли натрия, микроэлементы – железо и т.п.
Простым белком протеином является а –
лактоглобулин, цистин, таурин, тироксин,
антибактериальные протеины – лактоферин,
лизозим.
Лошадь одомашнена около 6000 лет назад, ослица – 5000
лет назад, буйволы – не позднее 3000 лет до н.э.,
корова – около 6000 лет назад, коза, верблюд, овца –
около 3500 – 7000 лет назад.
Этапы и перспективы развития химии и физики молока. Роль отечественных ученых в развитии химии и физики молока. Химия, физика (и биохимия) молока как наука была создана в 20…30 годы XX в. профессором Г. С. Иниховым и профессором Я. С. Зайковским и продолжена другими учеными (П. Ф. Дьяченко, А. И. Овчинниковым, А. П. Белоусоаым, И. И. Климовским и др.)
Георгий Сергеевич Инихов (1886-1969 гг.).
Профессор Г. С. Инихов почти 60 лет жизни посвятил становлению отечественной школы химии и биохимии молока и молочных продуктов.
Г. С. Инихов в 1910 г, закончил физико – математический факультет Петербургского университета. Еще со студенческих времен он связал свою судьбу с молочной промышленностью - его дипломная работа на тему «Химический состав и свойства молока ярославских коров» была удостоена дипломом 1 степени.
По окончании университета Георгий Сергеевич уехал в город Курган - крупный маслодельный центр Западной Сибири, где стал заведовать молоч – но-испытатсльной лабораторией.
Здесь он изучал физико-химические числа молочного жира и влияние на них различных факторов, разработал методику контроля со – держания влаги в масле.
В 1916 г. он был приглашен в Вологодский молочно-хозяйствен – ный институт’ на должность заведующего опытной биохимической станцией, вскоре его избрали профессором кафедры «Биохимия мо лока и молочных продуктов», а затем - в 1924 г. (по 1930 г.) - ректором института.
В 1917 г, Г. С. Инихов разработал способ выработки сычужного фермента, который до этого ввозили из-за границы, позже по его плану в Москве был построен сычужный завод. Он много времени посвятил изучению механизма действия сычужного фермента на казеин молока и влиянию на его активность температуры, солей кальция, кислотности молока и других факторов. К этому времени Георгий Сергеевич становится известным специалистом в области биохимии молока и молочных продуктов.
В 1922-1924 гг. им были написаны и изданы первые в мире учебники «Химия молока и молочных продуктов» (для вузов) и «Анализ молока и молочных продуктов». 13 1934 г. им была издана «Биохимия молока» для пищевых вузов и в 1956 г. - для вузов молочной промышленности «Биохимия молока и молочных продуктов» для техникумов была им издана в 1935 г. (и переиздана в 1951, 1962 и в 1970 г.). Совместно с Н. Г1. Брио он Написал справочное руководство «Методы анализа молока и молочных продуктов». По его учебникам тогда обучались тысячи студентов всей страны и по ним училось не одно поколение специалистов молочной промышленности.
В 1930 г. Г. С. Инихов возглавляет научную работу Всесоюзного научно-исследовательского института молочной промышленности и продолжает вести активную педагогическую деятельность - заведует кафедрой и читает курс «Биохимия молока» в Московском институте инженеров молочной промышленности. С 1941 по 1952 г Г. С. Инихов заведует кафедрой органической химии и химии молока в Московском технологическом институте мясной и молочной промышленности, где до 1965 г. продолжает читать курс «Биохимия молока», Г. С. Инихов участвовал во многих съездах и конференциях молочной промышленности, был членом Национального комитета СССР по молочному делу, атакже ученых советов ряда институтов.
Януш Станиславович Зайковский (1887-1952 гг.). Профессор Я. С. Зайковский - крупный ученый и талантливый педагог, 40 лет жизни отдал служению молочной промышленности и сельскому хозяйству.
Я. С. Зайковский в 1912 г. окончил химико-технологический факультет Львовского политехнического института и поступил на работу в Агрономическую академию ассистентом кафедры обшей химии. В 1914 г ему была присуждена ученая степеньдоктора химических наук
Свою научно-исследовательскую дея тельность он начал в 1918 г. на опытной биохимической станции Вологодского мол очно-хозяйственного института. Здесь же в 1921 г. он избирается профессором кафедры аналитической химии. Всю свою творческую энергию он направляет на исследование ха рактера влияния химозина (сычужного фермента) на белки молока.
В 1924 г. Я. С. Зайковский перешел на работу п Ленинградский сельскохозяйственный институт. В Детско-Сельской зоотехнической опытной станции им изучается минеральный обмен в организме сельскохозяйственных животных.
В 1925 г. он был утвержден профессором неорганической химии Омского института сельского хозяйства и лесоводства. Организованная им зоотехническая лаборатория проводила о1ромную работу по изучению кормов и их влиянию на состав молока. В 1930 г. она реорганизуется в кафедру биохимии и химии молока, которую он возглавлял до последних дней жизни.
За сорок лет научной деятельности в области биохимии и химии молока Я. С. Зайковский опубликовал шестьдесят работ, имеющих важное научное и практическое значение. Большое внимание он уделял изучению сосгава и свойств казеина молока, разработал собственную теорию (теорию «пены») образования масла, изучил механизм кислотной и сычужной коагуляции казеина при производстве сыров, атакже занимался основами производства молочных консервов. Кроме того, им был разработан ряд новых методов исследования молока.
Я. С. Зайковский
Широкую известность получил трудЯ. С. Зайковского - «Химия и физика молока и молочных продуктов», который он переиздавал два раза (в 1938 и 1950 г.). В основу книги он положил материал лекций, которые читал в течение ряда лет студентам факультета молочной промышленности Омского сельскохозяйственного института (ныне Омский государственный аграрный университет).
Павел Федорович Дьяченко (1905-1995 гг.) много лет работал во ВНИМИ, затем в Московском технологическом институте мясной и молочной промышленности (в настоящее время МГУПБ),
За свою долгую жизнь П. Ф. Дьяченко многое сделал в области химии белков молока («Исследование белков молока», 1959 п; «Теория фосфоамидазного действия сычужного фермента», 1961 г.; «Исследование состава казеинаткальцийфосфатного комплекса молока», 1968 г. и др.). Им разработана технология получения казеинатов, термокальциевого ко преципитата и других белковых продуктов, методика определения буферной емкости молока и др. Он один из авторов учебника для вузов «Технология, молока и молочных продуктов», 1974 г.
Андрей Игнатьевич Овчинников (1907-196У гг.) сначала работал в Ленинградском институте инженеров молочной промышленности, затем в Ленинградском институте холодильной промышленности (ныне СПбГУПиПТ). Им написано более 20 научных статей («К вол – росу отермической коагуляции казеина», «Упрошенный метод определении кальция в молоке», «Влияние кальция на консистенцию сыра» и др.).
Александр Павлович Белоусов (1900-1989 гг.) плодотворно работал как в области сыроделия, так и маслоделия.
Вершиной его творчества следует считать написание им фундаментальной монографии «Физико-химические процессы в производстве масла сбиванием сливок» (1984 г.), Ириней Иванович Климовский {1903-1996 гг). Всю свою любовь и творческую активность отдал сыроделию. Широко известна его монография «Биохимические и микробиологические основы производства сыра» (1966 г.).
Большой вклад в развитие химии и физики молока внесли А. И. Чеботарев (1904-1991 гг.), 3. X. Диланян (1903-1994 гг.), Д. А. П>аников(1902-1965 гг.)и Н. Н. Липатов(1923-1994гг)идрутие ученые.
В настоящее время огромную иаучно-исследовательсхую работу в области химии и физики молока ведут коллективы сотрудников многочисленных вузов (городов Москвы, Санкт-Петербурга, Вологды, Ставрополя, Омска и др.).
Пищевая ценность молока и молочных продуктов.
Их роль в питании человека. Среди огромного количества продуктов животного и растительного происхождения наиболее ценными в пищевом отношении являются молоко и молочные продукты. «Между сортами человеческой еды, - писал великий ученый Иван Петрович Павлов, - в исключительном положении находится молоко… Как изумительно выделяется из ряда других сортов пища, приготовленная самой природой»
Высокая пищевая ценность молока заключается в том. что оно содержит все необходимые для человека питательные вещества {белки, липиды, углеводы, минеральные вещества, витамины и пр.) в хорошо сбалансированных соотношениях и в легкоперевариваемой форме.
Как известно, важная роль в питании человека принадлежит животным белкам. Именно с дефицитом полноценных животных белков связано снижение показателей здоровья населения многих стран - его физического и умственного развития, сопротивляемости отрицательным воздействиям, трудоспособности, продолжительности жизни и т. д.
По содержанию незаменимых аминокислот и пере варивае мости протеазами в желудочно-кишечном тракте белки молока относятся к белкам высокой биологической ценности. Вместе с тем пищевая ценность казеина несколько ограничена дефицитом серосодержащей аминокислоты цистина (аминокислотный скор метионина в сумме с цистином немного ниже 100%). Однако в сывороточных белках баланс дефицитных серосодержащих и других незаменимых аминокислот лучше, чем в казеине, следовательно, и выше их пищевая ценность. Поэтому добавление молочных белков в виде белковых концентратов к растительным белкам, содержащим недостаточное количество лизина и триптофана, улучшает их аминокислотный состав.
Необходимо отметить, что белки молока обладают рядом важных функциональных свойств, позволяющих использовать их концентраты и качестве ценных компонентов разнообразных комбинированных пищевых продуктов. К ним следует отнести их высокую водо – связывающую способность, вязкость, гелеобразование, эмульгирование, гтен ообразо в а н и е и ряддругих.
К функциональным молочным белкам относятся кислотный ка зеин, натриевые, калиевые и цитратные казелнаты, конрсишштаты, сывороточно-белковые концентраты. Все они широко используются в мясо-молочной, хлебопекарной и других отраслях пищевой промышленности в качестве белковых добавок и стабилизаторов структуры (производство плавлепых сыров, сметаны, йогурта, детских молочных продуктов, пудингов, кремов, хлеба, макоронных и мясных изделий). Все это позволяет повысить качество и биологическую ценность традиционных продуктов и создать принципиально новые виды пищевых продуктов.
Вместе с тем при дефиците животных белков сейчас стали широко применять соевые белковые продукты. Комбинированные мол очно-белковые продукты с ипользованием соевой основы (кефир, творог, творожные пасты, различные десерты и др.) рекомендуют для питания диабетикам, больным анемией, туберкулезом, язвой желудка и другими заболеваниями.
В последние годы появляется все больше данных, свидетельствующих о том, что казеин молока является источником целого ряда биологически активных пептидов. К ним относятся гдикомакропеп – тиды, отщепляемые от к-казеина под действием химозина и фосфо – пептиды, получаемые из 3-й казеина во время пищеварения. Они способствуют формированию белковых сгустков высокой степени дисперсности, а также проявляют антигастринную активность, то есть способность угнетать желудочную секрецию (или оказывают противоположный физиологический аффект). Кроме того, по предположению акад. А. М. Уголева и ряда зарубежных исследователей, они могут обладать болеутоляющим, успокаивающим действием.
Определенную ценность в питании человека представляют молочный жир и другие липиды молока. Как известно, биологическая цен – ностьжиров определяется содержанием полиненасыщенных жирных кислот, точкой плавления, леревариваемостью, количеством витаминов А, О, Е (а также трансизомеров ненасыщенных жирных кислот). По сравнению с животными жирами молочный жир лучше усваивается в организме человека, так как имеет низкую температуру плавления (28…3СГС) и находится в тонкодиспергироваипом виде, его коэффициент перевариваем ости составляет 97. ..99 >7%. По сравнению с растительными жирами он содержит сравнительно мало незаменимых жирных кислот. Вместе с тем присутствие в молочном жире дефицитной арахидоновой кислоты, жирных кислот с короткой цепью, а также значительных количеств фосфолипидов, витаминов А, О повышает его пищевую ценность.
В последнее десятилетие в России стало развиваться производство молочных продуктов с комбинированным или смешанным жировым составом (сливочного масла, сметаны, мороженого, сгущен – ного молока, творога, плавленого сыра и др.), дли получения которых используются растительные жиры. Однако качество и безопасность молочных продуктов с комбинированной жировой фазой, изготовленных в нашей стране или ввозимых из-за рубежа не всегда гарантированы. К сожалению, производители в целях экономии выбирают дешевые растительные масла (пальмовое, рапсовое и др.) или заменители молочного жира с высоким содержанием трансизомеров жирных кислот. Поэтому столь необходима разработка точных методов контроля фальсификации молочного жира и определения массовой доли немолочных жиров в продуктах со смешанным жировым составом.
Пишевую ценность молока наряду с белками и молочным жиром обусловливает лактоза. Один из компонентов лактозы - глюкоза является источником синтеза резервного углевода организма новорожденного - гликогена, а другой компонент - галактоза - необходим для образования гангликозидов мозга. Необходимо отметить ценные свойства лактозы - способность улучшать всасывание кальция кишечником человека. И, наконец, весьма важна огромная физиологическая роль щелочного производного лактозы - лактулозы, признанной в мире основным пребиотиком, используемым для функционального питания.
Как известно, продукты функционального питания предназначены для восстановления нормальной микрофлоры человека, состоящей из бифидобактерий и лактобактерий. которая способна противостоять заселению кишечника патогенными микроорганизмами. Именно нарушение нормальной микрофлоры кишечника, или дис- бактериоз, сопровождаемый выработкой гнилосгными микроорганизмами токсичных соединений (фенола, индола, скатола и др.), приводит к различным заболеваниям и снижению продолжительности жизни человека. Следовательно, использование лактулозы для обогащения молочных продуктов, предназначенных для питания не только детей, но и взрослых поможет решить проблему улучшения здоровья населения нашей страны.
Пищевая ценность молока и молочных продуктов в значительной степени заключается в высоком содержании в них кмьция (в молоке оно составляет 120 мт%, твороге - 150, в твердых сырах - 850…1100 т%>).
Кальций является важным компонентом костной ткани и зубов человека, составляющим около 99% всего поступающего кальция. Остальное его количество находится в составе клеточных и тканевых жидкостей, которое необходимо для свертывания крови, механизма мышечных сокращений, работы ферментов и т. д. При недостаточном поступлении кальция в организм человека у детей разрушаются зубы и наступает рахит, у взрослых - остеопороз {деминерализация костной ткани).
В коровьем молоке кальций хорошо сбалансирован с фосфором, их соотношение составляет 1:1… 1,3:1 (втворогеис^ре- 1:1,5…1:2). Для взрослых институт питания РАМН рекомендует их соотношение в пище равное 1:1,5, для детей - 2,3:1.
Как правило, поступающий с пищей кальций почти нерастворим в воде и плохо всасывается тонким кишечником. Исключение составляет кальций в составе молока и молочных продуктов, так как на процессы его абсорбции и усвоения положительно влияет лактоза, а также содержание его в составе фосфопептидоа, образующихся при про – теолитическом расщеплении казеина. Таким образом, главная часть кальпия (около 75%) в диете покрывается именно за счет молока, творога и сыров.
Вместе с тем молоко сравнительно бедно магнием и микроэлементами - железом, иодом, селеном (иногда - цинком), что может привести к нарушению работы сердечных мышц, анемии, физической и умственной отсталости детей, а также к сердечно-сосудистым заболеваниям и иммунодефициту. В настоящее время делаются попытки вносить в молоко кальций (до уровня 150… 180 мг%), а также железо, иод и селен.
Молоко и молочные продукты являются источником поступления в организм многих витаминов. Так, 50…70% потребности человека в рибофлавине и 20…70% в цианкобаламине удовлетворяется за счет молока и кисломолочных продуктов, а сливочное масло и сыры являются основным поставщиком витаминов А и О.
Таким образом, пищевая ценность молока бесспорна и оно должно являться незаменимым продуктом питания человека во все периоды его жизни. Весьма велика роль в питании и различных молочных продуктов - кисломолочных напи тков (простокваши, йогурта, кефира и др.), творога, сметаны, сыров, масла и пр.
Физиологические нормы потребления молока и молочных продуктов (в пересчете на молоко), рекомендуемые Институтом питания РАМН, составляют 1090 г в сутки и 392 кг в год.
По данным Департамента пищевой и перерабатывающей промышленности Минседьхоза РФ, фактическое потребление молока и молочных продуктов за последние годы резко снизилось. Так, если в 1990 г. оно составляло 386 кг в год, то в 1999 г. - 206 кг или около 53% к рекомендуемой норме. В 2000…2002 гг. производство молока надушу населения несколько выросло и составило 222…228 кг. По прогнозам Министерства сельского хозяйства России в 2005 г. оно должно составить 270.,.310 кг, в 2010 г. – 343…386 кг.
Рассмотрены химический состав, свойства молока, синтез его составных частей в клетках молочной железы, биохимические и физико-химические изменения молока при хранении и обработке. Описаны процессы, происходящие при производстве кисломолочных продуктов, сыра, масла, спредов, молочных консервов, детских продуктов и продуктов из вторичного молочного сырья.
Учебник, состоящий из теоретической части и практикума, предназначен для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению 260200.62 «Продукты питания животного происхождения» (профиль подготовки - «Технология молока и молочных продуктов»).
СОСТАВНЫЕ ЧАСТИ МОЛОКА.
Молоко представляет собой биологическую жидкость, которая образуется в молочной железе млекопитающих и предназначена для вскармливания новорожденного. Химический состав молока животных непостоянен. Он изменяется в течение лактации, а также под влиянием различных факторов: рационов кормления, состояния здоровья, содержания, породы, возраста животных и пр. Средний состав коровьего молока представлен на рис. 2.
Химический состав молока не только определяет его пищевую и биологическую ценность, но и влияет на технологическую переработку, выход и качество готовой продукции. Предприятия молочной промышленности контролируют в перерабатываемом молоке содержание сухих веществ, СОМО, жира, белков, иногда лактозы и некоторые показатели его физико-химических и технологических свойств.
ОГЛАВЛЕНИЕ
ОТ АВТОРОВ
ВВЕДЕНИЕ
Раздел I. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
Глава 1. СОСТАВНЫЕ ЧАСТИ МОЛОКА
Вода
Сухой и сухой обезжиренный остаток молока
Белки
Казеин
Сывороточные белки и белки оболочек жировых шариков молока
Липиды
Молочный жир
Фосфолипиды, стеролы и другие липиды
Углеводы
Лактоза (молочный сахар)
Другие углеводы
Минеральные вещества
Макроэлементы
Микроэлементы
Ферменты
Оксидоредуктазы
Гидролитические и другие ферменты молока
Витамины
Жирорастворимые витамины
Водорастворимые витамины
Гормоны
Газы
Посторонние химические вещества i
Антибиотики
Пестициды, моющие и дезинфицирующие вещества
Токсичные элементы и радионуклиды
Растительные, бактериальные яды и микотоксины
Нитраты, нитриты, нитрозамины и другие вещества
Глава 2. ОБРАЗОВАНИЕ И СОСТОЯНИЕ В МОЛОКЕ СОСТАВНЫХ ЧАСТЕЙ
Биосинтез составных частей молока
Состояние составных частей молока
Казеин
Молочный жир
Соли кальция
Глава 3. СОСТАВ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ МОЛОКА РАЗЛИЧНЫХ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ЖИВОТНЫХ
Глава 4. ОРГАНОЛЕПТИЧЕСКИЕ, ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МОЛОКА
Органолептические свойства
Физико-химические свойства
Кислотность
Окислительно-восстановительный потенциал
Плотность
Вязкость и поверхностное натяжение
Осмотическое давление и температура замерзания
Электропроводность
Теплофизические характеристики
Показатель преломления
Технологические свойства
Глава 5. ИЗМЕНЕНИЯ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА И СВОЙСТВ МОЛОКА ПОД ВЛИЯНИЕМ РАЗЛИЧНЫХ ФАКТОРОВ
Зоотехнические факторы
Стадия лактации
Порода скота
Состояние здоровья животных
Рацион кормления
Сезон года
Фальсификация молока
Глава 6. БИОХИМИЧЕСКИЕ И ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ МОЛОКА ПРИ ЕГО ХРАНЕНИИ И ОБРАБОТКЕ
Холодильная обработка молока
Охлаждение
Замораживание
Механическая обработка молока
Центробежная очистка и сепарирование
Перекачивание и перемешивание
Мембранные методы обработки
Гомогенизация
Изменение составных частей молока при тепловой обработке
Белки
Соли
Молочный сахар
Молочный жир
Витамины и ферменты
Пороки молока
Глава 7. БИОХИМИЧЕСКИЕ И ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ КИСЛОМОЛОЧНЫХ ПРОДУКТОВ И МОРОЖЕНОГО
Биохимические и физико-химические процессы
при производстве кисломолочных продуктов
Брожение молочного сахара
Коагуляция казеина и гелеобразование
Влияние состава молока, бактериальных заквасок и других факторов на брожение лактозы и коагуляцию казеина
Биохимические основы производства отдельных видов
кисломолочных продуктов
Кисломолочные напитки
Йогурт
Сметана
Творог
Пороки кисломолочных продуктов
Физико-химические процессы при выработке мороженого
Глава 8. БИОХИМИЧЕСКИЕ И ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ СЫРА
Сычужное и другие виды свертывания молока
Состав и свойства молока
Режим пастеризации
Состав и активность бактериальных заквасок, концентратов и сычужного фермента
Биохимические и физико-химические процессы при обработке сгустка и сырной массы
Обработка сгустка
Формование и прессование сыра
Посолка сыра
Биохимические и физико-химические процессы при созревании сыров
Изменение составных частей сыра
Изменение содержания влаги и минеральных веществ
Формирование структуры, консистенции и рисунка сыра
Образование вкусовых и ароматических веществ сыра
Особенности созревания отдельных видов сыра
Полутвердые сыры
Мягкие и рассольные сыры
Физико-химические процессы при производстве плавленых сыров
Пороки сыров
Глава 9. БИОХИМИЧЕСКИЕ И ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ И ХРАНЕНИИ МАСЛА И СПРЕДОВ
Производство масла методом сбивания сливок
Производство масла методом преобразования высокожирных сливок
Влияние режимов подготовки сливок на процессы маслообразования
Пастеризация сливок
Охлаждение сливок
Сквашивание сливок
Производство спредов
Структура масла сливочного и спредов
Изменения масла и спредов в процессе хранения
Гидролитическая порча жира
Окислительная порча жира
Факторы, влияющие на стойкость масла и спредов при хранении
Пороки масла и спредов
Глава 10. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ МОЛОЧНЫХ КОНСЕРВОВ И ЗЦМ
Сгущенное молоко с сахаром
Состав и свойства молока
Пастеризация и сгущение молочной смеси
Охлаждение сгущенного молока с сахаром
Сгущенное стерилизованное молоко
Термоустойчивость исходного молока
Особенности пастеризации, сгущениями стерилизации молока
Сухие молочные продукты и ЗЦМ
Особенности пастеризации, сгущения и гомогенизации молока
Сушка молока
Пороки молочных консервов
Глава 11. БИОХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОИЗВОДСТВА ПРОДУКТОВ ДЕТСКОГО ПИТАНИЯ
Состав и свойства женского молока
Методы приближения молочных смесей к женскому молоку
Физиологические и биохимические основы производства сухих и жидких детских молочных продуктов
Глава 12. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ПРОДУКТОВ ИЗ ВТОРИЧНОГО МОЛОЧНОГО СЫРЬЯ
Молочно-белковые концентраты
Казеин
Казеинат натрия
Казецит и копреципитаты
Концентраты сывороточных и других белков
Молочный сахар и его производные
Молочный сахар
Лактулоза, лактитол
Раздел II. ПРАКТИКУМ
ПРАВИЛА БЕЗОПАСНОЙ РАБОТЫ В ЛАБОРАТОРИИ
ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ К ГЛАВАМ 1-3
Правила отбора проб заготовляемого молока и подготовка их к анализу
Определение в молоке массовой доли жира
Кислотный метод Гербера
Методы с использованием полуавтоматических и автоматических приборов
Определение в молоке массовой доли белков
Метод формольного титрования
Рефрактометрический метод
Колориметрический метод
Метод Кьельдаля
Автоматические методы определения массовой доли белка
Определение в молоке массовой доли лактозы
Определение в молоке массовой доли кальция
Определение в молоке массовой доли аскорбиновой кислоты.
Определение в молоке сухого вещества
Расчет энергетической ценности молока
ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ К ГЛАВАМ 4-5
Определение органолептических свойств молока
Определение кислотности молока
Определение титруемой кислотности
Определение предельной кислотности
Определение водородного показателя (pH)
Определение плотности молока
Контроль натуральности молока
Определение в молоке воды
Определение в молоке нейтрализующих и консервирующих веществ
Определение в молоке наличия антибиотиков
Определение примеси маститного молока по числу соматических клеток
ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ К ГЛАВЕ 6
Определение эффективности пастеризации молока
Определение эффективности гомогенизации молока (упрощенный метод)
Метод отстаивания жира
Метод центрифугирования
ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ К ГЛАВЕ 7
Отбор проб кисломолочных продуктов и мороженого и подготовка их к анализу
Определение в кисломолочных продуктах и мороженом массовой доли жира
Определение кислотности кисломолочных продуктов и мороженого
Определение вязкости кефира
Определение в твороге массовой доли влаги
Контроль творога и сметаны на пастеризацию исходного сырья
ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ К ГЛАВЕ 8
Определение сыропригодности молока
Сычужная проба
Сычужно-бродильная проба
Контроль состава и свойств сыра
Определение степени зрелости сыра по М.И. Шиловичу
Изучение микроструктуры сыра
ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ К ГЛАВЕ 9
Контроль сливок
Контроль состава и свойств масла
Определение консистенции, структуры и фальсификации масла
ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ К ГЛАВЕ 10
Определение термоустойчивости молока
Контроль состава и свойств молочных консервов и ЗЦМ
Определение в молочных консервах массовой доли жира
Определение кислотности молочных консервов
Определение в молочных консервах и ЗЦМ массовой доли влаги
Определение в молочных консервах массовой доли сахарозы
Определение индекса растворимости сухих молочных консервов
Определение фальсификации сухого молока
ПРИЛОЖЕНИЯ
СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ.
Бесплатно скачать электронную книгу в удобном формате, смотреть и читать:
Скачать книгу Химия и физика молока и молочных продуктов, Горбатова К.К., Гунькова П.И., 2012 - fileskachat.com, быстрое и бесплатное скачивание.
Скачать pdf
Ниже можно купить эту книгу по лучшей цене со скидкой с доставкой по всей России.
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
КЕМЕРОВСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
Т.А.ОСТРОУМОВА
ХИМИЯ И ФИЗИКА МОЛОКА
животного происхождения в качестве учебного пособия
для студентов высших учебных заведений, обучающихся
по направлению 655900 – Технология сырья и продуктов
животного происхождения по специальности
271100 – Технология молока и молочных продуктов
Кемерово 2004
УДК: 637.1.
Печатается по решению Редакционно-издательского совета Кемеровского технологического института пищевой промышленности
Рецензенты: Заведующий кафедрой технологии продуктов питания Алтайского государственного технического университета им. И. И. Ползунова, д-р.техн.наук, профессор М. П. Щетинин
Директор ГНУ Сибирский научно-исследовательский институт сыроделия СО РАСХН,
д-р.техн.наук. А. А. Майоров
Остроумова Т. А.
Химия и физика молока: Учебное пособие. -
Кемеровский технологический институт пищевой
промышленности. - Кемерово, 2004.- 196 с.
ISBN 5-89289-250-6
Представлена характеристика компонентов молока, их структура, состав, особенности биосинтеза, физико-химические, химические, органолептические и технологические свойства. Изложены вопросы равновесных отношений между различными фазами молока как единой полидисперсной системы. Проведен анализ изменений составных компонентов в процессах получения , хранения, транспортирования, обработки молока и выработки молочных продуктов.
Предназначено для студентов специальности 271100 – Технология молока и молочных продуктов.
Ил.- 12, табл.- 3, библ.назв.- 12
ISBN-5-89289-250-6 © Кемеровский технологический
институт пищевой промышленности
О Г Л А В Л Е Н И Е
Введение…………………………………………………. 6
Тема 1. Роль отечественных ученых в развитии науки
«Химия и физика молока»…………………….. 7
Тема 2. Современное состояние молочной промышлен-
ности, основные направления развития техно-
логии молочных продуктов и задачи исследова-
ний в области химии и физики молока………… 10
Тема 3. Роль молока и молочных продуктов в питании
человека. Экономические аспекты рациональ-
ного использования молока в производстве
молочных продуктов……………………………. 12
Тема 4. Общая характеристика химического состава
молока……………………………………………. 15
4.1. Общая характеристика составных компо-
нентов молока………………………………. 15
4.2. Сравнительная оценка состава молока ко-
ров с молоком других сельскохозяйствен-
ных животных и с женским молоком……… 21
4.3. Влияние зоотехнических факторов на сос-
тав и свойства молока………………………. 26
Тема 5. Белки молока…………………………………….. 34
5.1. Современная номенклатура белков молока.
Характеристика фракций казеина и сыво-
роточных белков……………………………. 35
5.2. Структура белков…………………………… 45
5.3. Состав белков: элементарный и аминокис-
лотный……………………………………….. 53
5.4. Физико-химические свойства белков……… 55
5.5. Химические свойства белков………………. 62
5.6. Биосинтез белков в молочной железе……… 64
Тема 6. Липиды молока ………………………………….. 66
6.1. Значение липидов. Классификация………… 67
6.2. Глицеридный состав молочного жира……… 69
6.3. Жирнокислотный состав молочного жира…. 72
6.4. Физико-химические свойства молочного
жира…………………………………………… 76
6.5. Химические свойства молочного жира……… 79
6.6. Фосфолипиды, стерины и другие липиды…… 82
6.7. Биосинтез липидов…………………………….. 84
Тема 7. Углеводы молока……………………………………. 90
7.1. Общая характеристика углеводов молока. Зна-
чение лактозы…………………………………… 90
7.2. Структура лактозы, ее изомерные формы и
физические свойства……………………………. 91
7.3. Химические свойства лактозы…………………. 95
7.4. Биосинтез лактозы………………………………. 97
Тема 8. Минеральные вещества молока……………………… 98
8.1. Общая характеристика минеральных веществ.
Солевой состав молока………………………….. 98
8.2. Солевое равновесие молока. Факторы, влияю-
щие на солевое равновесие……………………… 100
8.3. Роль макро- и микроэлементов в молоке и мо-
лочных продуктах………………………………… 103
Тема 9. Биологически активные и другие вещества молока… 106
9.1. Витамины молока и их биологическая роль……. 107
9.2. Характеристика ферментов молока. Использо-
вание свойств ферментов в оценке качества
молока……………………………………………… 111
9.3. Гормоны и газы…………………………………… 118
Тема 10. Молоко как полидисперсная система………………. 120
10.1. Общая характеристика дисперсных систем…… 120
10.2. Молоко как коллоидная система………………. 122
10.2.1. Структура мицелл казеина, обусловливаю-
щая коллоидное состояние золя…………….. 122
10.2.2. Условия дестабилизации коллоидного сос-
тояния золя и формирование геля при раз-
личных способах коагуляции…………… … 126
10.2.3. Совместное осаждение казеина и сывороточ-
ных белков при термокальциевом и термо-
кислотном способах коагуляции…………….. 130
10.3. Молоко как эмульсия жира в плазме…………… 131
10.3.1. Факторы агрегативной устойчивости жиро-
вой эмульсии…………………………………… 131
10.3.2. Факторы нарушения устойчивости жировой
эмульсии……………………………………….. 136
10.4. Молоко как истинный раствор…………………. 140
Тема 11. Физико-химические, органолептические и техноло-
гические свойства молока…………………………… 143
11.1. Плотность ………………………………………. 145
11.2. Титруемая кислотность………………………… 146
11.3. Активная кислотность и буферные свойства… 147
11.4. Окислительно-восстановительный потенциал.. 151
11.5. Вязкость и поверхностное натяжение………… 152
11.6. Осмотическое давление и температура замер-
зания…………………………………………….. 154
11.7. Электропроводность и теплофизические
свойства…………………………………………. 155
11.8. Органолептические свойства………………….. 156
11.9. Технологические свойства…………………….. 158
Тема 12. Физико-химические изменения молока при его
хранении и обработке………………………………. 162
12.1. Изменения при хранении в условиях низких
температур и транспортировке………………. 164
12.2. Изменения при механических воздействиях… 166
12.3. Изменения при тепловой обработке………….. 168
Тема 13. Физико-химические и биохимические изменения
составных частей молока в процессе его перера-
ботки и при хранении молочных продуктов………. 174
13.1. Изменения составных компонентов молока
при сгущении и сушке………………………… 175
13.2. Биохимические изменения составных ком-
понентов молока при его переработке………. 178
13.2.1. Брожение молочного сахара. Виды броже-
ния……………………………………………… 178
13.2.2. Роль продуктов брожения в формировании
вкуса, аромата и консистенции молочных
продуктов………………………………………. 186
13.2.3. Протеолиз и формирование органолепти-
ческих показателей…………………………… 189
13.2.4. Изменения липидных компонентов………… 191
Библиографический список……………………………………. 195
В В Е Д Е Н И Е
«Химия и физика молока» является дисциплиной специального цикла, формирующего профессиональные знания инженера-технолога молочной промышленности. Наряду с другими эта дисциплина обеспечивает теоретическую базу для изучения технологии молока и молочных продуктов.
Цель настоящего курса – освоение основ химии и физики молока в объеме, необходимом для решения производственных задач отрасли и в исследовательской деятельности.
Основными задачами курса являются приобретение теоретических знаний, практических умений и навыков для дальнейшего использования их в профессиональной деятельности : в проведении анализа состава и свойств молока, выборе направлений их улучшения и корректировки, выборе и обосновании технологических параметров обработки и переработки молока, обосновании экономической целесообразности использования молока на производство тех или иных молочных продуктов.
В результате изучения дисциплины Вы должны знать и уметь:
химический состав, физико-химические и органолептические свойства молока;
характеристику компонентов молока, их структуру, состав, физико-химические свойства, обусловливающие питательную, биологическую ценность и технологические свойства молока как сырья для молочной промышленности;
способы корректировки состава молока, необходимые в производственных условиях ;
влияние различных факторов: зоотехнических и технологических на состав и свойства молока;
роль молока и его отдельных компонентов в обеспечении рационального питания человека;
равновесные отношения между различными фазами молока как единой полидисперсной системы;
физико-химические изменения молока при его хранении и обработке;
физико-химические процессы при производстве различных групп молочных продуктов;
теоретические основы методов исследования состава и свойств молока;
применять теоретические знания в конкретных производственных ситуациях;
проводить исследования состава и свойств молока;
теоретически обосновывать выбор технологических параметров обработки и переработки молока.
Тема 1. РОЛЬ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ УЧЕНЫХ В РАЗВИТИИ НАУКИ «ХИМИЯ И ФИЗИКА МОЛОКА»
Становление науки «Химия и физика молока» непосредственно связано с организацией сначала кустарного, а затем промышленного производства молочных продуктов.
Организация промышленного производства молочных продуктов диктовала необходимость развития теоретических знаний в области состава и свойств молока, научных объяснений и обоснований технологических процессов, а также подготовки профессиональных кадров.
ВВЕДЕНИЕ
Преломляю хлеб. Тянусь к солонке.
Трапезу, Господь, благослови!
Сколько в молоке живого сока,
Сколько к жизни истиной любви!
Молоко – продукт повседневного спроса. Молоко и его производные употребляют в пищу люди всех возрастов, национальностей. Авторы проекта решили выяснить, насколько же полезны молочные продукты, предлагаемые российскими производителями.
ЦЕЛЬ:
определить состав и качество различных видов молока
ЗАДАЧИ:
* Экспериментальным путем определить состав молока;
* Доказать наличие в молоке полезных веществ необходимых для человека;
* Изучить потребность в употреблении молока среди обучающихся начальной школы;
* Составить рекомендации по употреблению молока и молочных продуктов.
ГЛАВА 1. БИОЛОГИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ МОЛОКА
1.1 Биологическая ценность
Молоко представляет собой биологическую жидкость сложного химического состава. Оно служит полноценной пищей для новорождённых, а также необходимым продуктом питания для человека в любом возрасте. Молоко – высококалорийный продукт. Древние философы называли его “источником здоровья”, “соком, жизни”, “белой кровью”. Великий русский физиолог И. П. Павлов сказал, что “молоко – самая лёгкая пища при слабых и больных желудках и при массе других тяжёлых заболеваний” /1, с. 18/.
С давних времён молоко используется и как лечебное средство от многих болезней: при лечении сердца, почек и других органов. Помогает лечить отравления солями тяжёлых металлов, кислотами и щелочами, йодом и бромом.
Какая хозяйка не употребляет молоко? Даже если никто из ваших домашних его не пьёт, то уж сыр, творог или сметану вы едите наверняка!
Кроме того, молоко требуется добавлять во многие блюда. Так, молочные каши гораздо вкуснее, чем сваренные на воде. А ведь с давних времён молочным продук–там приписывались поистине сверхъестественные свойства!
В сказках молоко нередко служит средством обретения “вечной молодости”. Для этого нужно искупаться в молоке. Так же отмечено, что женщина, которая умывает лицо молоком, будет долго выглядеть молодой и привлекательной. Если принимать молочные ванны, ваша кожа станет мягкой и бархатистой, а тело нальётся силой и бодростью. Этим пользовалась царица Египта, Клеопатра /7/.
Молочная сыворотка (пахта) входит в состав некоторых кремов, но полезнее применять ее в натуральном виде. Ежедневно протирать ею лицо и шею. После этой процедуры посмотрите на себя в зеркало и скажите: “Я прекрасна”!
1.2 Химический состав молока
Установлено, что молоко содержит свыше ста ценнейших компонентов, многие из которых природа не повторила ни в одном из других продуктов. В него входят все необходимые для жизнедеятельности организма вещества: белки, жиры, углеводы, минеральные соли, витамины. Эти компоненты молока хорошо сбалансированы, благодаря чему легко и полностью усваиваются. Усвояемость молока и молочных продуктов колеблется от 95 до 98%. Молоко также способствует усвоению других пищевых продуктов.
Молоко состоит из воды (в среднем 87,5%) и сухого вещества (12,5%) /1, с. 218/.
В состав натурального молока входит 25 наименований жирных кислот, 20 аминокислот, более 30 макро– и микроэлементов и много других биологически активных веществ. Особое значение молока состоит в том, что оно даёт человеку полноценный белок животного происхождения, биологическая ценность которого значительно превышает ценность белка говядины, свинины и яиц. По количеству незаменимых аминокислот, которые не образуются в организме человека, а должны поступать с пищей, коровье молоко превосходит другие продукты питания.
Корма оказывают влияние на качество молока, сливок, на консистенцию молочного жира. Так, зеленыe подножные корма придают кремовато – жёлтый цвет молоку, сливкам, маслу. Кормовая капуста, силос, морковь и травяная мука способствуют сохранению цвета молока и в зимний период.
Hекоторые корма (брюква, турнепс, кочанная и кормовая капуста, ботва, сахарная свекла и силос) могут придавать молоку неприятный вкус и запах, особенно при скармливании их в больших количествах.
Витаминов в молоке около тридцати. В снабжении организма витаминами особенно важную роль играют именно молочные продукты. Наиболее важные из них:
витамин А (ретинол), В (тиамин), Вг (рибофлавин), С (аскорбиновая кислота), Д (кальциферол), Е (токоферол), Н (биотин), РР (никотиновая кислота)
/2, с. 56/.
ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2.1 Исследование качества молока по данным на упаковке
Не все молочные продукты имеют одинаковый состав и являются одинаково полезными для здоровья. Для начала мы определили состав молочных продуктов, исходя из данных на упаковке.
Цель:
определить качество молочных продуктов в бытовых условиях.
Задачи:
– На основе данных на упаковке выявить наличие вредных для здоровья веществ;
– Определить состав молочных продуктов;
– составить памятку покупателю.
Предположение:
не все молочные продукты имеют одинаковый состав и являются одинаково полезными для здоровья.
МОЛОКО бывает:
* НОРМАЛИЗОВАННОЕ;
* ВОССТАНОВЛЕННОЕ;
* ГОМОГЕНИЗИРОВАННОЕ;
* ПАСТЕРИЗОВАННОЕ;
* ПИТЬЕВОЕ.
Нормализованное – то есть разбавленное, доведённое до определённого процента жирности.
Восстановленное – восстановлено путём соединения порошка и воды.
Гомогенизированное – в состав молока добавлены растительные жиры
Пастеризованное – обеззараженное путём кратковременного нагревания
В итоге на основании данных на упаковке продукта определили лучшее и худшее по качеству молоко.
Лучшее качество
Худшее качество
2.2 Определение органолептических показателей качества молока
Для проведения экспериментальной части работы мы купили в магазине молоко с различным процентным содержанием белка и жира, а также взяли молоко, которое пьют дети нашей школы.
Молоко для эксперимента:
Определение внешнего вида молока.
Для определения внешнего вида молока мы налили его в химический стакан до середины объёма. Внимательно рассмотрели молоко и отметили, что в нем отсутствуют различные загрязнители и примеси, а также отметили, его однородность.
Определение цвета молока.
Мы налили в стакан 50-60 мл молока. Поднесли к стакану белый лист бумаги и сравнили образцы. Мы увидели, что молоко во всех стаканах имеет разные оттенки белого цвета (данные в таблице).
Определение консистенции молока.
Для определения консистенции молока налили его в пробирку до середины объё-ма. Закрыли пробирку и слегка встряхнули её, чтобы намокли стенки. Дали молоку стечь и в течение 1-2 минут и затем определили, что стенки пробирок покрылись молоком неоднородно.
Определение запаха молока.
Налили в пробирку молока чуть больше половины её объёма, закрыли пробкой. Затем энергично взболтали и понюхали молоко.
Запах определяли многократными короткими вдыханиями.
Мы определили, что в каждой пробирке молоко имеет разный запах.
Определение вкуса молока.
Мы налили в стакан 10-20 мл молока. Затем брали глоток молока в рот, и держали его некоторое время. После каждой пробы молока мы полоскали рот водой и между отдельными определениями делали небольшие перерывы. Тем самым мы определили, что молоко имеет вкус от сладковатого до безвкусного.
2.3 Определение физико-химических показателей молока
2.3.1 Определение рН среды молока.
Вещества, содержащие в молоке, имеют амфотерную природу, т.е. проявляют свойства и кислот и оснований, поэтому индикатор не должен менять свой цвет.
Но опыт показывает, что универсальный индикатор при опускании его в молоко, изменяет цвет на бледно-зеленый. Это говорит о том, что данное молоко имеет слабо - щелочную среду. Таким образом мы узнали, что в молоко добавляют соду, для того чтобы оно дальше не скисало, а именно сода (NaHCO 3) и дает молоку слабо – щелочную среду. Соду добавляют в молоко как консервант.
2.3.2. Определение наличия молочной кислоты.
Все знают, что прокисшее молоко имеет кислый вкус. Можно ли это подтвердить и химическим путем? Мы надвое суток оставили молоко в тепле. В нем появился осадок (простокваша), а универсальный индикатор изменил цвет на красный, что говорит о наличие в молоке молочной кислоты (СН3-СН-СООН)/ОН
2.3.3. Определение наличия белка.
Белок определяют с помощью цветных реакций:
КСАНТОПРОТЕИНОВОЙ: при добавлении к белку концентрированной азотной кислоты и нагревании образуется желтый осадок.
БИУРЕТОВОЙ: добавлением к белку (молоку) выпадает осадок Сu(ОН) 2 – синего цвета, появляется фиолетовое окрашивание.
2.3.4 Определение наличия углеводов.
В молоке млекопитающих содержится лактоза (молочный сахар), который является дисахаридом и состоит из молекулы глюкозы и галактозы.
СН 22 О 11 + Н 2 О = С 6 Н 12 О 6 + С 6 Н 12 О 3
В молоке 4 – 6 % лактозы. Она обладает слабо выраженной сладостью.
Для доказательства наличия углеводов в молоке, мы нагревали его вместе с Сu(OH) 2 – осадком голубого цвета и получили осадок красного цвета, что и является подтверждением наличия глюкозы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
1. Научились определять химические свойства молока.
2. Изучили полезные свойства молочных продуктов.
3. Составили практические рекомендации по потреблению данного продукта и его производных.
На основании исследования данных на упаковке продукта определили, что лучшим из приобретённых нами образцов было молоко «Молочное изобилие» Энгельсского молокозавода, а худшим образцом – снежок «Молочное изобилие» того же производителя.
На основании определения органолептических показателей качества молока изучения физико – химических показателей определили, что лучшим образцом является молоко «Кошкинское».
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Горбатов. Биохимия молока и молочных продуктов, - М. : Легкая промыш-ленность, 1984г.,344с
2. ГОСТ 23454 – 79. Молоко. Метод определения ингибирующих веществ, М. : изд – во стандартов, 1989. – С.374 – 380.
3. Практикум по биологическим основам сельского хозяйства: Уч. Пособие для студентов биол. Спец. Пед. Ин – тов / И.М. Ващенко, К.Н. Ланге, М.П. Меркулов, Под.ред. И.М.Ващенко, - М.: просвещение, 1982 – С.359 – 370
4. «Качество молочных продуктов» Н.В.Барабанщиков (Изд. «Колос»,1980);
5. «Молочно – кислые продукты » В.П. Кугенев (Москва, Изд. Университета дружбы народов)
6. Энциклопедия для детей. Дополнительный том. Личная безопасность.- М., Аванта+, 2001 – 448 с., илл.
7. материалы журнала «Вокруг света»
8. www.vokrugsveta.ru,
9. www.prodpit.ru,
10. www.parents.ru/nutrition.html
11. Химия. 10: учеб. для общеобразоват. учреждений/ Х46 О.С. Габриелян, Ф.Н.Маскаев, С.Ю.Пономарев, В.И. Теренин - 4-е изд., стереотип.- М. Дрофа, 2003
12. Химия. 11: учеб. для общеобразоват. учреждений/ Х46 О.С. Габриелян, Г.Г. Лысова -4-е изд., стереотип.- М. Дрофа, 2004
РАБОТУ ВЫПОЛНИЛИ
обучающиеся 8г класса
Ляхов Иван, Полинский Артём, Торгашова Дарья
Муниципальное общеобразовательное учреждение
«Средняя общеобразовательная школа № 33»
города Энгельса Саратовской области
РУКОВОДИТЕЛИ
учитель биологии Гранкина Людмила Васильевна,
учитель географии Соленкова Наталья Николаевна,
учитель биологии Чермашенцева Анжела Сергеевна
