До виконання лабораторних робіт студенти допускаються тільки при проходженні інструктажу та вивчення правил техніки безпеки та протипожежним правилам, перевірці освоєння правил та відповідного оформлення допуску до роботи в спеціальному журналі.
Правила техніки безпеки. Студенти несуть особисту відповідальність за недотримання вимог техніки безпеки. Далі перечисленні основні з них.
1.При виконанні лабораторних робіт потрібно суворо користуватися методичними посібниками. Будь-яке відхилення від методики чи порядку аналізу можливо тільки з дозволу викладача.
2.До виконання лабораторних робіт студенти допускаються тільки при наявності захисного одягу – халату.
3.Працюючи з хімічними реактивами, необхідно уникати попадання реактивів на руки.
4.Забороняється куштувати хімічні речовини на смак. Нюхати їх можна, тільки направляючи до себе пари або гази рухом руки, а не вдихаючи запах на повні легені.
5.Для роботи можна використовувати тільки реактиви, які знаходяться в хімічному посуді, на яких є етикетки с назвами реактивів.
6.Об’єми кислот та лугів,а також інших отруйних рідин дозволяється вимірювати тільки з допомогою мірного циліндру, автоматичної піпетка чи піпетки з гумовою грушею.
7.Забороняється нахилятися над судиною в який наливається рідина чи в якому вона нагрівається (кипить), так як бризки рідини можусь попасти в обличчя та в очі. Забороняється нагрівати рідину в герметично закритому посуді.
8.Всі роботи пов’язані з виділенням летючої речовини, випаровуванням та кип’ятінням розчину, які містять кислоту та аміак, роботи з органічними розчинниками, а також спалювання досліджених речовин виконують тільки в витяжній шафі при ввімкненій тязі та опущеним захисним екраном.
9.Забороняється працювати з легкозаймистими речовинами, які знаходяться близько до відкритих електронагрівальних пристроїв.
10.При вилученні тиглів з муфелю та перенесенні використовують спеціальні щіпці, так як температура в муфелю більше 600˚С. Тиглі ставлять для охолодження тільки на огнестійку підставку. В ексикатор тиглі направляють тільки після охолодження.
11.При переміщенні колб та хімічних стаканів с гарячими рідинами потрібно дотримуватись підвищеної безпеки.
12.Працювати слід зокрема стоячи; тільки роботи,які не зв’язані з небезпекою займання, розбризкування рідини, зриву, можна виконувати сидячи. Працюючи в лабораторії одному забороняється.
13.При роботі з електроприладами суворо дотримуватись всіх правил, які приведені при описанні прилад. Переносити чи ремонтувати обладнання, яке знаходиться під напругою, забороняється.
14.Категорично забороняється залишати діючи прибори включеними без догляду.
15.При виконанні робіт підвищеної небезпеки (можливість самозгорання, зриву,розбризкування гарячих та агресивних рідин) надівають захисний козирок з оргскла, захисні окуляри або встановлюють захисний екран.
16.При роботі з газовими горілками необхідно слідкувати,щоб згорання було повним та не було витік газу.
17.При роботі зі скляним посудом, збиранні та розбиранні приборів та їх деталей зі скла дотримуються наступних мір застереження:
скляні трубки вставляють в пробки чи в резинові трубки, попередньо змочивши їх водою, гліцерином або вазеліновим маслом;
при закритті пробкою судини, який обернений рушником, тримають за верхню частину горла як можна ближче до пробірки.
18.Залишки розчинника, концентрованих кислот та луги, а також інших їдких рідин зливають в каналізацію тільки після нейтралізації та знешкодження.
19.В випадку займання горючих рідин або інших речовин нагрівальні прибори вимикають, судина з вогненебезпечними рідинами видаляють від вогню та приймають міри по ліквідації пожару.
20.В лабораторії необхідно дотримуватися та підтримувати чистоту. По закінченні роботи вимикають електроприлади, забезпечують електрощітки на лабораторних столах, закривають газ, ретельно миють використаний посуд, прибирають робоче місце, миють руки з милом та закривають водопровідні крані.
Перша допомога при нещасних випадках. До прибуття лікаря першу допомогу постраждалому при нещасному випадку повинні надати колеги по роботі. Часто здоров’я, а іноді і життя постраждалого залежить від того, наскільки швидко та правильно була йому надана перша допомога. Кожний співробітник лабораторії та працюючий в ній студент повинен знати як практичні знання першої допомоги, так і міри зниження небезпеки чи тяжкості травми в момент нещасного випадку.
Найбільш часті травми при роботі в лабораторії – термічні та хімічні опіки шкіри рук та порізи.
При опіках необхідно дотримуватися наступних правил:
- при попаданні кислот та луги на шкіру та при невеликому опіку постраждале місце негайно промивають великою кількістю проточної водопровідної води протягом 10-30хв;
- при термічних опіках після обробки водою обпечене місце промивають розчином перманганату калію або етиловим спиртом та змазують маззю від опіків;
- при хімічних опіках кислотою обпечене місце після обробки водою промивають 5%-м розчином питної соди. При опіку лугами обпечене місце після обробки водою промивають 5%-м розчином оцтової кислоти;
- при обробці пораженого місця содою чи кислотою використовують ватний тампон, не допускаючи розтікання рідини по шкірі;
- при значній площина ураження чи при попаданні кислот та лугів в очі необхідно термінова медична допомога.
В випадку порізу рану треба обробити розчином йоду чи пероксиду водню.
При забрудненні очей твердими часточками не терти очі, не робити спроб самотужки видалити смітинка, а негайно звернутися до лікаря.
При отруєнні хімічними речовинами необхідно викликати лікаря та одночасно приступити до надання першої допомоги.
Якщо отруєння викликано вдиханням отруйних парів чи газів, необхідно винести постраждалого на свіже повітря, якщо воно відбулося в результаті попадання отруті всередину – викликати блювання та дати протиотруту, в випадку необхідності зробити штучне дихання. Штучне дихання протипоказано при отруєнні хлором.
Аналіз борошна
Загальні відомості. Борошном називають порошкоподібний продукт, отриманий шляхом розмелювання зерна злаків та інших культур. борошно використовують в хлібопекарській, макаронній, кондитерській, харчовоконцентратній промисловості, в громадському харчуванні та в побуту.
Борошномельна промисловість випускає борошно різних видів, типів та сортів.
Вид борошна визначають родом зерна: пшениця,жито,ячмінь і т.п. Основні види борошна пшенична та житня. Їх суміш пшениці та жита виробляють пшенично-житню (співвідношення пшениці та жита 70 та 30%) та житньо-пшеничну (співвідношення жита та пшениці 60 та 40%). В невеликій кількості (~2%) отримують борошно з ячменю, кукурудзи та сої. На підприємництва харчовоконцентратній промисловості виробляють борошно спеціального призначення (вівсяну, рисову, гречану та ін..).
Тип борошна залежить від його призначення. Так, пшеничне борошно виробляють трьох типів: макаронну, хлібопекарську та загального призначення. Борошно загального призначення використовують для виробництва здобних кондитерських та кулінарних виробів.
Сорт борошна – основний показник для всіх видів та типів борошна залежить від технології переробки зерна. Борошно називається сортовим, якщо при його отримання використовується тільки внутрішня частина (ендосперм) зерна. Обойне борошно отримують подрібненням всього зерна разом з оболонками та зародок. Сорт борошна залежить від її виходу, тобто кількість борошна, яка виражена в відсотках, отриманого з 100кг зерна. Чім більший вихід борошна, тим нижче його сорт.
Пшенична хлібопекарне борошно в співвідношенні з ГОСТ Р 52189 підрозділяється на 6 сортів: екстра, вищій, крупчатка, перший, другий та обойна.
Борошно пшеничне загального призначення підрозділяють на наступні підтипи: М 45-23, М 55-23, М 75-23, МК 75-23, М 100-25, М 125-20, М 145-23. Літери «М» означає, що борошно отримане з м’якої пшениці, літери «МК» - борошно крупне з м’якої пшениці. Перші цифри означають найбільший вміст золи в борошні в відсотках, помножене на 100, а друге – найменший вміст сирої клітковиною в відсотках.
Макаронне борошно, отримане з зерна твердої чи скловидної м’якої пшениці. По ГОСТ 12307 та ГОСТ 12306 відповідно буває двох сортів: крупка (вищій сорт) та полу крупка (перший сорт).
З зерна жита виробляють хлібопекарське борошно трьох сортів: сіяне, обдирне, обойне.
Борошно може бути багате на вітаміни, мінеральні речовини, хлібопекарські покращувачі та т.п. До найменування такого борошна відповідно додають слова : «вітамінізована», «збагачена мінеральними речовинами», «збагачена вітамінно-мінеральною сумішшю», «збагачена сухою клітковиною» та ін..
Згідно діючим стандартам на якість борошна окремо по сортам нормується зольність, колір, білизна, крупність помолу, вміст та якість сирої клітковини, число падіння ЧП, які визначають фізико-хімічними методами. Такі показники, як смак, запах, хруст, які визначаються органолептично, а також забруднення шкідниками, вміст металево-магнітних домішок та вологу мають для всіх сортів та видів борошна спільні норми.
Зольність борошна має велике значення при оцінці її якості та контролі технологічного процесу помолу. Золою, чи зольними речовинами, називають залишок , отриманий при повному згоранні органічних речовин, які входять до складу борошна. Органічні речовини при прокалюванні згорають, продукти згорання (вуглець, водень, азот та частково кисень) звітрювання, мінеральні речовини залишаються у вигляді нелетучих оксидів.
Зольність борошна – основний показник сорту. Це пов’язано з тим, що вміст мінеральних речовин в окремих анатомічних частинах зерна неоднакова. Найбільш висока зольність оболонок та алейронового слою, декілька менше в зародку та сама нижча в ендоспермі. Чим нижчий сорт борошна, тим більше в ньому перефірійних частинок, які мають високу зольність, тим вища зольність борошна. Борошно вищого сорту, яке представляє собою чистий ендосперм, має не високу зольність.
Стандарт передбачає, що борошно кожного сорту повинно мати зольність не вище встановленого рівня.
Вміст металевомагнітних домішок на 1кг борошна допускається не більше 3 мг. Величина окремих його частинок в невеликому лінійному вимірі не повинна перевищувати 0,3 мм, а маса окремих крупинок домішок – 0,4 мг.
Зараженість та забруднення шкідниками хлібних запасів не допускається.
Органолептичне оцінювання якості борошна. Колір борошна залежить від його виходу (чим більше оболонок попадає в борошно, тим вона темніша) та природніх особливостей зерна (вміст пігментів, склад мінеральних речовин, скловидність ендосперму). Колір визначають чи органолептично, чи з допомогою коліромірів.
Запах повинен бути властивим нормальному борошну без сторонніх запахів, не затхлий, без плісняви. Смак – без сторонніх присмаків, не кислий, не гіркий. Причинами сторонніх запахів та смаків борошна можуть бути продукти розпаду білків, жирів, вуглеводів, які утворюються при зберіганні; продукти життєдіяльність мікроорганізмів (плісняви та бактерій); наявність в борошні небажаних домішок – головні, донника, полині та ін. При жуванні не повинно бути хрусту. Хруст свідчить про погану очистку зерна від мінеральних домішок перед помолом.
При оцінці якості пшеничного борошна велике значення має також ряд показників, які характеризують його хлібопекарські якості: сила, цукроутворююча здатність, автолітична активність.
Оцінка якості борошна по фізико-хімічним показникам. Методами фізико-хімічного аналізу в борошні визначають вологу, кислотність, силу, вміст та якість клітковини.
Визначення масової частки вологи. Вологість борошна характеризується його енергетичну цінність, так як чим більше води міститься в борошні, тим менше в ній корисних сухих речовин. Від вологості залежить також і стійкість при зберіганні, транспортабельність та придатність к подальшій переробці. Підвищення вологості активізує в борошні процеси, які підвищують кислотність, які також викликають його порчу. Вологе борошно має знижену сипучість, злежувальність, що суттєво впливає на точність дозування.
Крім того, вміст вологи в борошні впливає на техніко-економічні показники підприємств: підвищення вологості борошна на 1% призводить до зменшення виходу хліба на 1,5…2%.
Вологість борошна визначають методами висушування навіски при температурі 130˚С в електричних сушильних шафах СЕШ на протязі 40хв чи в вологомірі Чижової (ВЧ) чи ПІВІ при температурі 160˚С на протязі 5хв.
Техніка визначення вологості в сушильній шафі СЕШ. Заздалегідь висушену та зважену металеву бюксу беруть навіску борошна масою 5г. Бюкси з навісками поміщають в сушильну шафу, нагріту до температури 140…145˚С, кришку з бюксою повинні бути відкритими та положенні під дно. Температура при цьому швидко падає (нижче 130˚С). На протязі 10…15хв температуру в шафі приводять до 130˚С та при цій температурі продовжують висушувати на протязі 40хв. Потім бюксу достають, закривають кришками, охолоджують в ексикаторі на протязі 15…20хв та зважують.
Згідно з вимогами стандарту вологості хлібопекарського борошна не повинна перевищувати 15%.
Техніка визначення вологості на приладі ПІВІ. Цей метод використовують для швидкого визначення вологості при внутрішньовиробничому контролі.
Пакетики, приготовленні з газетної паперу 20х14 чи 16х16, попередньо висушують на приладі при температурі 160˚С на протязі 3хв, а потім поміщають в ексикатор. Одночасно можна висушувати до шести пакетиків. Пакетики зважують безпосередньо після їх висушування та охолодження та потім зберігають в ексикаторі не більше 2годин.
Перед визначенням в попередньо висушеному та зваженому пакетику беруть навіску борошна масою 5г, розподіляючи його рівномірно по всій площі пакетику. Пакетик закривають, поміщають між пластинами приладу, нагрітого до 160˚С та висушують на протязі 5хв. Висушені пакетики з борошном переносять в ексикатор для охолодження на 1…2хв, потім зважують та розраховують вологість борошна.
Визначення кислотності. Кислотність – важливий показник якості борошна, який свідчить про його свіжість.
Кислотність обумовлена присутністю білків,які мають кислотну реакцію, наявністю вільних жирних кислот та різних сполук фосфорної кислоти. Крім того, в борошні в невеликих кількостях містяться такі органічні кислоти, як яблучна, оцетна, молочна та ін..
При зберіганні борошна кислотність його підвищується, що пов’язано в першу чергу з гідролітичними процесами, які проходять з високомолекулярними сполуками борошна. Так жири, які містяться в борошні, розпадаються під дією ферменту ліпази на вільні жирні кислоти та гліцерин, під дією протеолітичних ферментів проходить гідроліз білку з утворенням амінокислот, а при розпаді фосфатидів утворюються кислі фосфати. Зберігання борошна при підвищеній температурі та вологості призводить до прискорення цих процесів через ріст активності ферментів борошна. Крім того, несприятливі умови зберігання борошна активізують життєдіяльність бактерій. За рахунок чого в борошні підвищується кількість органічних кислот.
Борошно, отримане з пророслого,морозобійного , самозігрівшогося зерна, має більш високу кислотність.
Таким чином, борошно з високою кислотністю зберігалось чи тривалий час, чи в несприятливих умовах, чи була отримана із зерна з пониженими хлібопекарними властивостями. Таке борошно повинно ретельно контролюватися по органолептичним показникам,особливо по смаку.
Розрізняють титровану (загальну) та активну кислотність (рН). Титрована кислотність характеризується загальною кількістю вільних кислот та кислих солей. Її прийнято виражати в градусах (град). Під градусом кислотності розуміють об’єм 1н. розчину гідроксиду натрію, який потрібно для нейтралізації кислот та кислих солей, які містяться в 100г борошна.
Стандартом передбачено визначення титрованої кислотності по бовтушці (по воднево-мучній суспензії). Крім того, існують методи визначення кислотності титруванням водневого екстракту (витяжки), спиртового екстракту, воднево-спиртового екстракту з борошну.
При визначенні кислотності по бовтушці відтитровують всі кислореагуючи з’єднання, але результат одержуємо декілька завишенням внаслідок адсорбційній здібності крохмалю та білку зв’язувати деяку кількість гідроксиду натрію. Визначення кислотності по водневому екстракту дає занижені результати, так як жирні нерозчинні в воді кислоти залишаються на фільтрі та не беруть участь в реакції нейтралізації. При екстрагуванні борошна спиртом в екстракт не переходять в фосфати. Найбільш точні результати про зміст кисло реагуючих з’єднаньнадає метод титрування воднево-спиртового екстракту.
Техніка визначення титрованої кислотності по воднево-мучній суспензії (бовтушці). З проби, яка випробовується беруть навіску борошна масою 5г з погрішністю не більше ±0,01г, переносять її в суху конічну колбу місткістю 100…150см3
та доливають 50см3
дистильованої води. Те що міститься в колбі перемішують до зникнення грудочок борошна та додають три краплі 1% розчину фенолфталеїну, а в бовтушці з житнього борошна – 5капель індикатора. Потім бовтушку титрують 0,1н.розчиномгідроксиду натрію до появи ясно рожевого окраски, яка не зникає при спокійному стоянні колби на протязі 20…30с.
Кислотність борошна Х (град) розраховують по формулі:
X=×100,
де V – об’єм 0,1н. розчину гідроксиду натрію, яке пішло на титрування, см3
;
m – маса навіски борошно,г;
K – поправочний коефіцієнт до 0,1н.розчину гідроксиду натрію.
Розрахунок проводять з точністю до другого десятинного знаку з послідуючим округленням першого десятинного знаку.
За кінечний результат випробувань приймають середнє арифметичне значення результатів двох паралельних визначень, допустиме розходження між якими не повинно перевищувати для борошна 0,2град.
Показник титрованої кислотності по бовтушці не повинен перевищувати для пшеничного борошна вищого, першого та другого сортів 3,0; 3,5; 4,5град відповідно; для житньої сіяної, обдирної та обойної – 4,0; 5,0; 5,5град відповідно.
Техніка визначення титрованої кислотності по водневому екстракту (воднева витяжка). Навіску борошна масою 25г зважують з погрішністю не більше ±0,01г та поміщають в конічну колбу чи банку місткістю 300…500см3
, доливають та залишають на 2години для дифузії екстрактних речовин. Потім фільтрують в суху колбу, повертаючи перші порції фільтрату на фільтр. З отриманого фільтрату відбирають піпеткою 25см3
в конічну колбу місткістю 100см3
, додають три-чотири краплі 1% розчину фенолфталеїну та титрують 0,1н.розчином гідроксиду натрію чи калію. Розраховують кислотність по середньому арифметичному двох значень.
Маса борошна, в співвідношенні 25 см3
фільтрату( ) г
Поправочний коефіцієнт к 0,1 н. розчину NaOH (K)
Кислотність борошна(X=×100) град
З а к л ю ч е н н я. Звірити результати, отримані двома методами.
Визначення сили борошна.
При оцінці хлібопекарних властивостей пшеничного борошна значиме місце уділяється комплексу її властивостей, об’єднанних загальним розумінням «сили борошна». Під силою борошна розуміють здібність її відтворювати тісто, які володіють після замісу та в ході бродіння та розстійки визначеними реологічними властивостями. По цьому показнику пшеничне борошно ділиться на три групи: сильна, середня та слабка.
Сильною рахується таке борошно, котре при замісу тіста нормальній консистенції поглинати відносно велику кількість води. Тісто з такого борошна дуже стійко зберігає свої реологічні властивості (нормальну консистенцію еластичність, сухість на дотик) в процесі замісу та послідовного бродіння. Сильне борошно, як правило, має високу газостриманої властивістю. Сформовані шматки тіста при розстійки та випічки добре зберігають свою форму та мало розтікаються. За цього подовий хліб з сильного борошна при достатньої її газоутворювальній здібністю добре розрихлене, має великий об’єм та мало розтікається. Черезмірно сильне борошно із за малої здібності до розтягування та низької газоутримаючій здібності дає малорозпливний хліб, низького об’єму.
Слабким борошном є - таке борошно котре при замісу тіста нормальної консистенції поглинає відносно мало води. Тісто з такого борошна в процесі
замісу та бродіння швидко погіршує свої реологічні властивості, яка при кінці бродіння становляться рідкими по консистенції, мало еластичними, липкими та мажущимися. При розстійці та випічці подових виробів куски тіста швидко та сильно розпливаються. Газостримуюча здатність при цьому понижена, за цього хліб з слабкого борошна утворюється зменшеного об’єму.
Середня по силі борошна по описаним властивості займає проміжкове положення між сильним та слабким борошном.
Таким чином, під силою бор
Сила борошна в основному обумовлена білково-протеиназним комплексом, на неї оказує вплив також вміст, СОСТОЯНИЕ та властивості крохмалю, амілаз, пентозанів, ліпідів та ін.
Вирішальний вплив на силу борошна оказує зміст та якість клітковини.
Під клітковиною розуміють гідративний білковий студень, отриманий при відмиванні його водою з пшеничного тіста.
Склад клітковини сильно коливається та залежить як від сортових та природніх властивостей пшениці, з якої отримане борошно, так і від техніки отримання клітковини: інтенсивність та тривалість відмивання клітковини, складу, температури води та ін..
В середньому клітковина складається з наступних компонентів (% на СВ): білкові речовини – 80…85, жир – 2…4, мінеральні солі – 1…2, клітковина – 1…2, вуглеводи (крім клітковини) – 7…9. Крім того, в склад клітковини входять ферменти борошна, вітаміни та ін. Основну частину клітковини складають білки (в основному дві фракції – гліадин та глютенин).
Вміст сирої клітковини в борошні різних сортів регламентується стандартом.
Фізичні властивості клітковини – її еластичність, розтяженість – змінюються в широких межах та в залежності від впливу багатьох факторів. Перш за все ці властивості є спадковими сортовими особливостями пшениці. На властивості клітковини оказують вплив ґрунтово-кліматичні, погодні та агротехнічні умови проростання, а також підвищенні температури при зберігання (в результаті самозігріву) чи штучній сушці зерна.
Техніка визначення вмісту сирої клітковини. Навіску борошна масою25г, яка була взята на технічних вагах з точністю до ±0,01г, поміщають в фарфорову ступку, додають 13см3
водопровідної води температурою (18±2) ˚С та замішують шпателем до однорідної консистенції. Прилипнуті до шпателя часточки знімають ножем та приєднують до куску тіста. По закінченні замісу отримане тісто добре проминають руками, скатують в вигляді шару, кладуть до чашки, прикривають склом (щоб позбутися затвердівання) та залишають на 20хв в спокій при температурі (18±2)˚С. Потім опускають тісто в тазик з 1…2л води температурою (18±2)˚С та розминаючи його пальцями, відмивають крохмаль та оболонки.
Відмивну воду міняють 3…4рази по мірі накопичення в ній крохмалю та оболонок, проціджуючи через густе сито для уловлювання частинок клітковини, які з’єднуються до більшої маси. Коли більше частина крохмалю буде відмита та клітковина, спочатку м’яка та рветься, стає більш зв’язаною та пругою, розминання та промивання можна робити енергійній до тих пір, коли промивна вода не перестане бути мутною.
Для встановлення повноти відмивання клітковини застосовують наступні способи: а)до каплі води, вижатої з відмитої клітковини, додають каплю розчину йоду – відсутність синього кольору показує на повноту видалення крохмалю; б)в чисту воду, налиту в добре вимитий стакан, вижимають з клітковини дві-три каплі промивної води – відсутність помутніння показує на повноту видалення крохмалю.
Відмиту клітковину добре віджимають руками, доки вона не почне прилипати до них, зважують з точністю до 0,01г. Отриману кількість клітковини виражають в відсотках до борошна.
Норма допустимого відхилення при контрольних та арбітражних визначеннях кількості клітковини ±2%.
Аналіз молока
Загальні відомості. Молоко та продукти, які виготовляються з нього, мають високу харчову цінність та добре засвоюються організмом людини. Молоко використовують при виробництві хлібобулочних, кондитерських виробів, харчових концентратів, продуктів дитячого харчування. Молоко містить 87…89% води, 11…13% сухих речовин. З них 2,8…6% приходиться на азотні з’єднання (в тому числі вільні амінокислоти), 4,7…5% - лактоза, 0,6…0,7% мінеральних речовин. Крім перерахованих основних компонентів в молоці містяться вітаміни, ферменти та ін.
Більша частина води в молоці знаходиться в вільному стані. Вільна вода є розчинником для всіх водорозчинних речовин, які містяться в молоці, - молочного цукру, мінеральних речовин, водорозчинних вітамінів, органічних кислот. Зв’язана вода входить до складу різних гідрофільних колоїдів молока: білку, фосфоліпідів.
Молочний жир складає перевагу з тригліцеридів. В ньому міститься також фосфоліпіди (лецетин, кефалін), вільні жирні кислоти, стерини (холестерин), жиророзчинні вітаміни (А,D) та β–каротин.
Властивості молочного жиру визначається складом та структурою, які входять до складу жирних кислот. Це в основному насищенні жирні кислоти – пальмітинова, стеаринова, міристинова. З ненасичених жирних кислот в незначних кількостях входять олеїнова (мононенасичена), лінолева, ліноленова та арахідонова (поліненасичені) кислоти. В молочному жирі міститься в невеликій кількості вільні жирні кислоти. При зберіганні молока може відбуватися гідроліз жиру під дією ліпаз, кількість вільних жирних кислот збільшується за рахунок появи масляної, капронової та інших кислот, в результаті чого молоко набуває смак прогірклості та якість його знижується. Молочний жир міститься в молоці в вигляді стійкої жирової емульсії, яка навіть не руйнується навіть при технологічній обробці молока (нагрівання, охолоджування, механічний вплив). Стійкість емульсії придає білково-лецитинова оболонка, яка оточує кожен жировий шарик та перешкоджає їх злипанню та виділенню молочного жиру. Молочний жир добре засвоюється організмом людини, так як має низьку температуру плавлення (23…33˚С) та знаходиться в тонкодиспергірованому стані. Білки молока можна поділити на дві групи: казеїн (80% загальної кількості білку) та сироваткові білки (20% загальної кількості білку). Казеїн в молоці знаходиться в вигляді складного комплексу з солями кальцію та фосфорної кислоти. Важлива властивість казеїну – здібність до коагуляції, при якій відбувається руйнування його колоїдного стану. При виробленні молочних продуктів коагуляцію казеїну здійснюють за допомогою кислот, сичужного ферменту та хлориду кальцію.
Основну частину сироваткові складають β-лактоглобуліни, α-лактоглобуліни та імуноглобуліни, які містяться в молоці в тонкодіспергірованому стані. Казеїни сироваткові білки,які дещо відрізняються по амінокислотному складу. Так, в казеїні більше,чим сироваткових білках, глутамінова кислота,в той час як в сироваткових білках значно більше міститься такої важливої амінокислоти, як цистин. Сироваткові білки не осаджуються ні сичужним ферментом, ні кислотою. Тривале нагрівання молока при 75˚С викликає зсідання α-альбуміна. Завдяки значному вмісту незамінних амінокислот білки молока є повноцінними. Особливо багаті незамінними амінокислотами сироваткових білків, в яких таких дефіцитних амінокислот,як лізин,триптофан,метіонін та треонін, найбільш високе. Білки молока мають високе засвоєння (95…96%). Не білкові азотні з’єднання, в тому числі вільні амінокислоти,які містяться в молоці в незначних кількостях.
Лактоза – основний вуглевод молока. Вона позитивно впливає на організм людини: допомагає засвоєнню кальцію та фосфору з їжі ,покращує вміст мікрофлори кишечнику завдяки тому, що утворюються при бродінні лактози молочна кислота подавляє розвиток гнилісних бактерій. Крім того, її компонент галактоза необхідна для будування нервових та мозкових тканин людини.
Лактоза підвергається бродінню після попереднього розщеплення β-галактозидаза на складові її моносахарида: глюкозу та галактозу.
При нагріванні молока до температури 95˚С та вище може відбувається зміна його кольору, обумовлене реакцією меланоідиноутворювання, які проходять між лактозою та амінокислотами. Найбільш активно ця реакція проходить при стерилізації, згущенні та сушці молока.
Мінеральні речовини представлені в молоці кальцієм, натрієм, калієм, фосфором та хлором. Вміст кальцію в молоці складає в середньому 120мг%. Кальцій має велике значення в технології переробки молока. Наприклад, низький вміст кальцію сповільнює сичужне зсідання казеїну при виробництві сиру та кисломолочного сиру, а його надлишок викликає зсідання білку молока при тепловій обробці. Кальцій та фосфор знаходиться в молоці в легкозасвоювальній та добре збалансованій формі. З мікроелементів молоко містить йони міді, цинку, марганцю,йоду, кобальту та ін. Їх кількість залежить від РАЦИОН кормління, стадії лактації, стану здоров’я тварин і т.д. В молоці мікроелементи пов’язані з білками та оболонками жирових кульок.
Ферменти молока підрозділяють на істинні, чи нативні, які утворюються в клітинах молочної заложи чи переходять в молоко крові тварини та ферменти мікроорганізмів. Найбільш важливими в технології переробки молока є представники оксиредуктаз – редуктаза, пероксидаза, каталаза та гідролаз – ліпаза, фосфатаза, β-галактозидаза.
Редуктаза накопичується в молоці по мірі обсіменіння мікроорганізмами, тому редуктазна проба служить показником загальної бактеріальної обсіменіння молока. Пероксидаза є нативним ферментом. Цей фермент характеризується термостабільністю та інактивується при температурі біля 80˚С.
Каталаза окислює пероксид водню з утворенням молекулярного кисню. По кількості виділеного кисню роблять висновок про вміст каталази каталази отриманому від здорових тварин, каталази замало, а молоці хворих тварин активність каталази зростає.
Молоко містить ліпазу: нативну та мікробну. Нативна ліпаза зв’язана з казеїном та оболонками жирових кульок та не володіє високою активністю, тоді як мікробна дуже активна та може викликати прогірклий смак молока та молочник продуктів. Деякі плісняві ліпази обумовлюють утворення смаку та аромату сирів (рокфор, камамбер та ін.)
Фосфатаза є нативним ферментом молока. Висока чутливість ферменту до температури покладена в основу контролю ефективності пастеризації молока та молочних продуктів (ГОСТ 3623).
Лактаза (β-галактозидаза) виділяється молочними бактеріями та деякими дріжджами. Вона каталізує розщеплення лактози на глюкозу та галактозу.
В молоці містяться також нативні та бактеріальні протеази. Мікрофлора сирого молока виділяє активні протеази, котрі можуть визвати різні пороки молока та молочних продуктів.
Вітаміни в молоці представлені досить широко. Вміст вітамінів коливається в залежності від пори року, стадії лактації, кормового раціону, породи та індивідуальних особливостей тварин. З водорозчинних вітамів в молоці міститься тіамін (В1
), рибофлавін (В2
), ніацин (РР), піридоксин (В6
), цианкобаланін (В12
), аскорбінова кислота (С), біотин(Н). Вміст вітамінів В1
, В2
,РР,С в молоці відносно завжди та практично не залежить від виду корму, так як ці вітаміни синтезуються мікрофлорою рубців та кишечнику тварини. З жиророзчинних вітамінів в молоці присутні ретинол(А), кальциферол(D), токоферол(Е), з них невеликий дефіцит в молоці вище, чим взимку. Колір молока та молочного жиру обумовлена наявністю в ньому пігменту жовтогарячого кольору – каротину. Вміст каротину в молоці залежить від складу корму, пори року та породи тварини. Жовто-зелений колір молочної сироватки пояснюється наявністю в ньому рибофлавіну.
Все молоко, яке поступило на переробку та торгівельну мережу для безпосереднього споживання, проходить пастеризацію чи стерилізацією. Середню пробу молока для аналізу відбирають в відповідності до ГОСТ26809.
Оцінку якості молока проводять органолептично та методами фізико-хімічного аналізу.
Органолептична оцінка якості молока. Зовнішній вигляд, колір, наявність чи відсутність видимих домішок визначають на основі огляду зразку молока.
При визначенні зовнішнього вигляду молока звертають увагу на однорідність консистенції та відсутність осаду. Однорідність консистенції установлюють при перемішуванні молока, а наявність осаду – огляду дна тари. При визначенні кольору, смаку та запаху молоко наливають в стакан та роздивляються при розсіяному світлі,звертаючи увагу на відсутність сторонніх відтінків. Смак молока визначають лише в тому разі, якщо продукт не має стороннього кольору. Не можна куштувати молоко від хворих тварин.
Оцінка якості молока по фізико-хімічним показникам. Методами фізико-хімічного аналізу в молоці визначають, кислотність, густина, масову частку вологи, сухих речовин та жиру. Масова частка білку, лактози та мінеральних речовин стандартами не нормується. Але по вмісту цих компонентів можна судити більш повніше про харчову цінність молока.
Визначення густина. Під густина розуміють масу речовини в одиниці об’єму. В відповідності до вимог ГОСТ 3625 густину молока визначають за допомогою ареометру та виражають в кілограмах на 1метр кубічний (кг/м3
).
Для проведення аналізу використовують спеціальні ареометри типу АМТ з термометром та поділкою 1кг/м3
. Може бути використаний ареометр АМ з поділкою 0,5кг/м3
. Стандартом допускається визначення густини пікнометричним методом при проведенні научних та експериментальних досліджень.
Молоко – багатокомпонентна рідина, тому його густина буде залежати від співвідношення основних складових речовин: жиру, білку, лактози, мінеральних солей. Густина є середньозваженою величиною густина окремих компонентів молока. По густині можна судити про склад молока та контролювати його натуральність. Густина цільного молока знаходиться в межах 1027…1032кг/м3
.
Якщо з молока видалити частину жиру – легкого компоненту молока, то густина підвищиться. Тому густина знежиреного молока вища густини цільного молока. Підвищення густини допустимих норм стандарту при низькій жирності молока говорить про те, що воно фальсифіковане:знаття вершків чи додавання знежиреного молока. Якщо до молока додати воду, то його густина знижується. Встановлено. Що кожні 10%доданої до молока води знижують його густину на 3кг/м3
.
Техніка визначення. Пробу молока об’ємом 0,25 чи 0,5дм3
ретельно перемішують та обережно, щоб уникнути утворення піни, переливають по стінці в сухий циліндр,тримаючи його злегка в нахиленому стані. Циліндр встановлюють на рівній горизонтальній поверхні та вимірюють температуру проби. Підрахунок показників температури проводять не раніше чім через 2…4хв після опускання термометру в пробу. Сухий та чистий ареометр опускають повільно в досліджену пробу,погружаючи його до тих пір, доки до припустимої відмітки шкали ареометру не залишиться 3…4мм, потім залишають його вільноплавуючим. Ареометр не повинен доторкатися до стінок циліндра. Перший відлік показань густини проводять через 3хв після встановлення ареометру в нерухомому положенні. Потім ареометр обережно піднімають на висоту до рівня баласту в ньому та знову опускають, залишаючи його вільноплавуючим. Після встановлення ареометру в нерухомому положенні проводять другий відлік показників густини. При відліку показників густини око повинен находитися на рівні меніску. Показники відраховують по верхньому краю меніску.
Відлік показників по ареометрам АМ та АМТ проводять до половини ціни найменшого ділення шкали. Розходження між повторними визначеннями густини не повинно перевищувати 0,5 кг/м3
.
Ареометр градуірованний при температурі 20 ˚С. Якщо заміри приводять при температурі вище чи нижче 20 ˚С, то необхідно внести поправку к знайденому значенню густини в відповідній таблиці 6, тобто привести величину щільності к температурі 20 ˚С.
Визначення кислотності. Кислотність молока виявляється одним з важливих показників його якості, характеризуючи наявність в ньому кислих солей, в першу чергу дегідрофосфатів натрію та калію, вільних органічних кислот (молочної, лимонної), частково білків (казеїну у формі аніону), продуктів розщеплення деяких з’єднань, наприклад ліпідів, та розчиненої в молоці вуглекислоти.
Молоко внаслідок різноманітності свого хімічного складу виявляється добрим поживним середовищем для розвитку різноманітної мікрофлори, у тому числі бактерій, викликаючих молочнокисле та маслянокисле бродіння, плеснових грибів, дріжджів. В результаті їхньої життєдіяльності в молоці накопичуються кислореагуючі речовини, підвищується титруєма кислотність. Таким чином, величина титруємої кислотністю характеризує свіжість молока та в значимій ступені його чистоту. Кислотність молока виражається в градусах Тернера, означаємих кількість см3
0,1н. розчину гідроксиду натрію, необхідна для нейтралізації кислореагуючих речовин, вмістимих в 100 см3
молока.
Кислотність молока визначають по ГОСТ 3624
Техніка визначення. Попередньо готують еталон окраски, до якої необхідно титрувати випробуваний зразок. Для цього у конічну колбу місткістю 150…200 см3
виміряють піпеткою 10 см3
молока, прибавляють 20 см3
дисцільованої води та 1см3
2,5%-го розчину сульфату кобальту. Свіжий еталон при виробничому контролі готують 1 раз в зміну. Для збільшення термінів його зберігання можна додати одну краплину формаліну.
Для проведення основного опиту в конічну колбу місткістю 150…200 см3
відміряють піпеткою 10 см3
добре перемішаного молока, доливають 20 см3
дисцільованої води, три краплі 1% спиртового розчину фенолфталеїну, старанно перемішують та титрують 0,1 н. розчином гідроксиду натрію до появи слобо-рожевої окраски, відповідного контрольному еталону, не зникаючого у ході однієї хвилини.
Розходження між паралельними визначеннями не повинно перевищувати 4˚Т.
Дозволяємо проводити титрування без додатку води тоді від отриманих даних (при будь якому градусі кислотності) віднімають 2˚Т.
Кислотність молока можна висловлювати в грамах молочної кислоти множенням значення кислотності (˚Т) на коефіцієнт 0,009, так як 0,009 – кількість молочної кислоти (г), відповідно 1см3
0,1 н. розчину гідроксиду натрію.
Титруєма кислотність свіжовидоєного молока складає 16…18 ˚Т.
Визначення масової частки білку. Масова частка білку в молоці та молочних продуктах – важливий показник якості, визначаємий їхню харчову та біологічну цінність. Від кількості білка в продукті в значній мірі залежить вихід таких молочних продуктів, як сири. В наш час для визначення масової часки білку в молоці та молочних продуктах найбільш розповсюджений метод формульного титрування та рефрактометричний метод. Для проведення державних випробувань приладів та при розробці пришвидшених методах визначення масової частки білку використовують метод Кельдаля (ГОСТ 23327).
Техніка визначення масової частки білку в молоці рефрактометричним методом. Метод оснований на встановленні різниці показників переломлення досліджує мого молока та сироватки, отриманої після осадження білків розчином хлориду кальцію при кип’ятінні. Піпеткою відбирають 5 см3
молоку, переносять його в пробірку та добавляють п’ять – шість крапель розчину 4% розчину хлориду кальцію. Пробірку поміщають в баню з кип’ячу воду на 10 хв. Потім вміст пробірки фільтрують через складчастий фільтр. Температуру фільтру доводять до 20˚С. На рефрактомірі ІРФ любій модифікації визначають показник переломлення отриманого прозорого фільтрату (виворотки) та показник переломленого вихідного молока також при 20˚С. Масову частку білка в молоці, α (%) розраховують по емрічній формулі
де - показник переломлення молока; – показник переломлення фільтрату; 0,002045 – коефіцієнт, дозволяємий висловити отриману різницю показників переломлення молока та сироватки в % від загального білку.
Визначення масової частки лактози. Згідно ГОСТ 8764 лактозу в молоці та молочних продуктів визначають хімічними (йодометрично та перганатометрично) чифізичними (полярі метрично та рефрактометрично)методами. Рефрактометричний метод найбільш простий, але по точності він уступає хімічним методам визначення. В ньому використовують показник переломлення фільтрату, отриманого при осадженні білку молока розчином хлориду кальцію при рефрактометричному визначенні білку в молоці. В цьому випадку масову частку лактози знаходяться в залежності від величини показнику переломлення фільтру.
Визначення масової частки сухих речовин. В відношенні з ГОСТ 3626 масову частку сухих речовин в молоці визначають висушуванням навіски до постійної маси чи прискореним методом. Масову частку сухих речовин в молоці (С,%) можливо визначити також розрахунковим шляхом як функцію густини та кількості жиру в молоці. Для цієї цілі використовують модифіковану формулу Фаррингтона
С=(4,9Ж+
D
)/4+0,5
Де 4,9 – постійний коефіцієнт; Ж – масова частка жиру в молоці,%, D – густина молока, градуси ареометра (якщо від густини молока, яка виражена в кг/м3
, відкиньте дві перші цифри,слідуючи дві обозначають градуси ареометра; наприклад, при густині 1027кг/м3
D=27); 0,5-поправка до густини молока.
Визначення масової частки вологи. Масову частку вологи в молоці знаходять як різницю 100-С(%), де С – масова частка сухих речовин в молоці. Орієнтировочно масову частку сухих знежирених речовин в молоці сухого знежиреного залишку) СЗМЗ(%) розраховують по формулі
СОМО=(
D
+2)/4+0,225Ж,
Де D – густина молока, град. ареометра; Ж – масова частина жиру в молоці,%.