- •Учебники и учебные пособия для студентов высших учебных заведений
- •Г. В. Чебакова, и. А. Данилова товароведение, технология и экспертиза пищевых продуктов животного происхождения
- •Москва «КолосС» 2011
- •Оглавление
- •Технология и гигиена первичной переработки мяса кроликов и
- •Предисловие
- •I. Молоко и молочные продукты
- •1.1. Пищевая ценность и химический состав
- •Лактоза Гексоза
- •Лактоза Гексоза
- •. 1.2. Химический состав молока животных различных видов
- •Физико-химические и бактерицидные
- •1.4. Питьевое молоко
- •Молоко коровье сырое (гост р 52054—2003)
- •Экспертиза пастеризованных, стерилизованных молока и сливок
- •Требования, предъявляемые к пастеризованному и стерилизованному молоку. Физико-химические показатели
- •Физико-химические и органолептические показатели сливок Химический состав
- •Пороки молока и причины их возникновения
- •Пороки стерилизованных молока и сливок технологического происхождения
- •Пороки микробиологического происхождения
- •2. Кисломолочные продукты
- •Общая характеристика
- •Бактериальные закваски и их производство
- •2.3. Технология кисломолочных напитков
- •2.4. Сметана
- •2.4.1.Общая технология сметаны
- •2.4.2. Экспертиза сметаны
- •2.1. Пороки сметаны
- •2.5. Творог и творожные изделия
- •2.5.1. Технология творога
- •2.5.2. Творожные изделия
- •2.2. Химический состав и энергетическая ценность творожных изделий
- •Витамины
- •Экспертиза творога и творожных изделий
- •Органолептические показатели творога и творожных изделий
- •2.5.4. Пороки творога
- •2.4.Допустимые уровни содержания ксенобиотиков в молоке, сливках и кисломолочных продуктах
- •2.6. Масло из коровьего молока
- •2.6.1. Классификация масла
- •2.5. Виды и характеристики сливочного масла
- •Химический состав сливочного масла, %
- •2.6.2. Технология сливочного масла
- •2.7.Требования, предъявляемые к сливкам
- •2.6.3. Экспертиза сливочного масла
- •2.8. Микробиологические показатели коровьего масла
- •2.6.4. Пороки масла из коровьего молока
- •2.7.Сыры
- •2.7.1. Классификация сыров
- •2.9. Химический состав и
- •2.7.2. Технология производства сыра с низкой температурой второго нагревания
- •2.7.3. Экспертиза сыров
- •3.Молочные консервы
- •Общая характеристика
- •Технология сгущенного молока с сахаром
- •3.2.1. Экспертиза качества и дефекты сгущенного молока
- •3.2.2. Пороки сгущенного молока
- •3.3. Сухое молоко
- •3.3.1. Технология сухих молочных продуктов
- •3.3.2. Экспертиза качества сухих молочных консервов
- •3.2. Физические показатели сухого цельного молока
- •3.3.3. Пороки сухого молока
- •II. Мясо и мясные продукты
- •4. Убойные животные
- •4.1. Транспортирование животных
- •Подготовка животных к транспортированию
- •Транспортирование скота и птицы
- •4.2. Технология первичной переработки убойных животных
- •Р ис. 5. Образцы ветеринарных клейм для клеймения мяса и мясопродуктов (субпродуктов):
- •4.3. Морфологический и химический состав мяса. Товароведение
- •4.4. Физико-химические свойства мяса
- •4.1. Некоторые отличительные признаки мяса овцы и собаки
- •4.2. Некоторые отличительные признаки мяса кролика и кошки
- •4.6. Изменения в мясе после убоя
- •4.7. Изменения в мясе при неправильном хранении
- •4.8. Экспертиза мяса по степени свежести и безопасности
- •4.9. Способы консервирования мяса
- •4.9.1. Обработка мяса холодом
- •Потери массы мяса разных видов при охлаждении, %
- •4.4. Параметры хранения мяса и субпродуктов
- •4.5. Потери массы мяса при остывании, охлаждении и замораживании, %
- •4.9.2.Обработка мяса и мясных продуктов тепловым воздействием
- •Посол мяса
- •4.9.4. Копчение мяса и мясопродуктов
- •4.9.5. Сублимационная сушка
- •4.9.6. Ультрафиолетовое, ионизирующее, инфракрасное облучение
- •5. Мясо птицы
- •5.1. Классификация мяса кур
- •5.2. Морфологический и химический состав мяса птицы
- •5.1. Содержание основных химических компонентов в 100 г съедобной части мяса птицы и его калорийность
- •5.2. Минеральный состав мяса птицы, мг
- •5.3. Технология переработки птицы и продукции птицеводства
- •5.4. Товароведческая экспертиза мяса птицы
- •5.5. Полуфабрикаты и колбасные изделия из мяса птицы
- •6. Технология и гигиена первичной переработки мяса кроликов и нутрий
- •6.1. Подготовка к убою. Убой, технология и гигиена первичной переработки мяса кроликов и нутрий
- •6.2. Морфологический и химический состав мяса кроликов и нутрий
- •6.1. Химический состав (%) и энергетическая ценность мяса нутрий и кроликов
- •7. Животные жиры
- •7.1. Характеристика животных жиров
- •7.2. Технология пищевых топленых жиров
- •7.3. Требования, предъявляемые к животным топленым жирам, и их ассортимент
- •8. Субпродукты
- •8.1. Химический состав и классификация субпродуктов
- •8.2. Обработка субпродуктов
- •8.3. Требования, предъявляемые к качеству субпродуктов убойных животных
- •Упаковывание и маркирование субпродуктов
- •8.5. Приемка, транспортирование и хранение субпродуктов
- •9. Производство колбасных изделий и других продуктов из мяса животных разных видов
- •9.1. Сырье и материалы для колбасного производства
- •9.2. Технология колбасных изделий
- •9.2.1. Технология полукопченых колбас
- •9.2.2. Технология варено-копченых колбас
- •9.2.3. Технология сырокопченых колбас
- •Упаковывание, маркирование, транспортирование и хранение колбасных изделий
- •9.5. Экспертиза колбасных изделий и требования, предъявляемые к их качеству
- •9.1. Химический состав некоторых видов вареных колбас
- •9.2. Химический состав колбасных изделий
- •9.3. Содержание токсичных элементов (допустимые уровни) в колбасных изделиях,
- •9.6. Технология получения цельномышечных мясопродуктов
- •10. Мясные полуфабрикаты
- •Классификация мясных полуфабрикатов
- •10.2. Экспертиза качества мясных полуфабрикатов
- •10.1. Отбор проб для определения органолептических и физико-химических показателей мясных полуфабрикатов
- •10.2. Микробиологические показатели мясных полуфабрикатов и мяса птицы механической обвалки
- •11. Мясные консервы
- •11.1. Классификация мясных (мясосодержащих) консервов
- •11.2. Технология мясных консервов
- •11.3. Экспертиза мясных консервов
- •III. Яйца пищевые куриные, перепелиные, цесариные, утиные, гусиные
- •12. Общая характеристика
- •12.1. Химический состав яиц разных видов птицы, %
- •13. Классификация товарных яиц. Пороки. Методы исследования качества пищевых яиц
- •13.1. Категории яиц
- •13.2. Общее количество отобранных из партии яиц
I. Молоко и молочные продукты
МОЛОКО
1.1. Пищевая ценность и химический состав
Молоко — биологическая жидкость, образующаяся в молочной железе млекопитающих и предназначенная для вскармливания новорожденного детеныша. Это — полноценный и полезный продукт питания, содержащий все необходимые элементы для построения организма. В его состав входят свыше 200 различных компонентов: 20 глицеридов жирных кислот, более 20 аминокислот, 30 макро- и микроэлементов, 23 витамина, 4 сахара и т. д. Состав молока различных млекопитающих зависит от условий окружающей среды, в которых происходит рост молодого организма, и может изменяться в результате заболеваний животных, микробиологических и других происходящих в нем процессов.
Вода. Молоко состоит на 85...89 % из воды, которая принимает участие в различных реакциях, протекающих в организме животных: гидролизе, окислении и т.д. Основным источником ее служит кровь, и только часть образуется в процессе синтеза триглицеридов, при этом выделяются три молекулы воды.
Вода в молоке находится в свободном и связанном состоянии. Свободной воды значительно больше (83...86 %), чем связанной (3,0...3,5 %). Она принимает участие в биохимических реакциях и представляет собой раствор различных органических и неорганических веществ. В свободной воде растворяются молочный сахар, водорастворимые витамины, минеральные вещества, кислоты и т. п. Ее легко можно удалить при сгущении, высушивании молока. Свободная вода замерзает при 0 °С.
Связанная вода (адсорбционно-связанная вода) удерживается около поверхности коллоидных частиц (белков, фосфолипидов, полисахаридов) молекулярными силами. Гидратация белковых молекул обусловлена присутствием на их поверхности полимерных групп (гидрофильных центров). К ним относятся карбоксильные, гидроксильные, аминные и другие группы. В результате вокруг частиц образуются плотные гидратные (водные) оболочки, препятствующие их соединению (агрегированию). Связанная вода по своим свойствам отличается от свободной воды молока. Она
9
замерзает при температуре ниже О °С, не растворяет сахар, соли и другие вещества, при высушивании трудно удаляется.
Особая форма связанной воды — химически связанная вода. Это вода кристаллогидратов и кристаллизованная. Она связана с кристаллами молочного сахара С12Н22О11Н2О (лактозой).
Сухие вещества. Сухих веществ (СВ) в молоке содержится в среднем 12,5%, их получают в результате высушивания молока при Ю2...105°С. В состав сухих веществ входят все компоненты молока, кроме воды. Питательная ценность молока определяется содержанием в нем сухого вещества. Расход сырья на 1 кг готовой продукции при переработке молока на творог, сыр, консервы и т. д. также зависит от количества сухого вещества.
Продуктивность и племенное качество животных оценивают не только по содержанию жира в молоке и удою, но и по содержанию в нем сухих веществ.
Белки молока. Белок — самый ценный компонент молока. В нем содержатся разнообразные белки, различающиеся по строению, свойствам и играющие строго определенную роль. Массовая доля белков в молоке 2,1...5 %.
С химической точки зрения белки — это высокомолекулярные соединения, входящие в состав всех живых структур клеток, тканей и организма в целом. Белки — это строительный энергетический материал, выполняющий различные функции: транспортную, защитную, регуляторную. Построены они по одному принципу и состоят из четырех основных элементов: углерода, кислорода, водорода и азота. Все белки содержат незначительное количество серы, а некоторые — железо, кальций, фосфор, цинк и др. Структурными блоками белков служат остатки аминокислот, расположенных в определенном порядке и связанных между собой в цепочку. Белковая молекула состоит из более чем 20 аминокислот.
В состав кислот входят аминная (NH2) и карбоксильная (СООН) группы. Аминная группа находится в а-положении по отношению к карбоксиду. Аминокислоты могут содержать равное число карбоксильных и аминных групп (серин, аланин, цистеин, глицин, фенилаланин и т. д.) — они нейтральны, а есть аминокислоты, содержащие две карбоксильные группы (глутаминовая кислота) или две аминогруппы (лизин); их водные растворы показывают соответственно кислую или щелочную реакцию.
Белок представляет собой длинную цепь различных аминокислотных остатков. Соединение аминокислот в белковый полимер происходит следующим образом: аминогруппа одной аминокислоты вступает в реакцию с карбоксильной группой другой аминокислоты, при этом выделяются молекулы воды и образуется пептидная связь — СО—NH—.
10
Аминокислоты, соединяясь в разных комбинациях, образуют длинные полипептидные цепи с группами R в виде ответвлений. Последовательность полипептидной цепи аминокислотных остатков специфична для каждого белка. Молекулы белка обладают определенной гибкостью. В воде гидрофобные участки контактируют друг с другом, а гидрофильные — с водой и молекулой. Изгибаясь, молекула сворачивается таким образом, что все гидрофобные боковые цепи оказываются внутри глобулы, а гидрофильные — на ее поверхности, ближе к воде.
Первичная структура — вытянутая нить, вторичная — спираль, третичная — глобула, при объединении глобул в одно целое образуется четвертичная структура. В протеидах (сложных белках) в отличие от протеинов (простых белков) помимо белковой части существует еще и дополнительный компонент небелковой природы (остатки фосфорной кислоты в фосфопротеидах, жиры, углеводы и т. п.), влияющий на свойства белка. В воде белок образует устойчивый коллоидный раствор.
В молоке содержится более 20 различных белков, но основные — казеин и сывороточные белки: альбумин, глобулин и др. Питательная ценность сывороточных белков выше, чем казеина.
Казеин — основной белок молока, его содержание колеблется от 2 до 4,5 %. В молоке казеин присутствует в виде коллоидных частиц (мицелл).
Строение казеина. На поверхности мицелл находятся заряженные группы (отрицательный знак) и гидратная оболочка, в связи с этим они не склеиваются и не коагулируют при приближении друг к другу. Частицы казеина в свежем молоке достаточно устойчивы. Как и другие животные белки, казеин содержит свободные аминогруппы (NН2) и карбоксильные группы (СООН): первых — 83, вторых—144, поэтому он обладает кислотными свойствами и имеет изоэлектрическую точку при рН 4,6...4,7. Кроме того, казеин содержит — ОН группы фосфорной кислоты, будучи не простым, а сложным белком — фосфопротеидом. В молоке казеин соединен с кальциевыми солями и образует казеинаткальцийфос- фатный комплекс, который в свежевыдоенном молоке образует мицеллы, способные связывать значительное количество воды. Формула казеина:
(
СООН)4
NH2 R
(СОО)2 Са
Казеин, выделенный из молока, состоит из следующих фракций: а, Ь, с, п. Они различаются по физико-химическим свойствам, чувствительности к ионам кальция и растворимости. Так,
11
- и Ь-казеин чувствительны к ионам кальция и под их действием выпадают в осадок, нестабильны и располагаются внутри мицелл; с-казеин нечувствителен к ионам кальция и располагается на поверхности. Под действием сычужного фермента осаждаются все три фракции казеина; четвертая фракция — n-казеин — не входит в состав мицелл и под действием сычужного фермента не осаждается, поэтому при производстве творога и сыра сычужным способом он теряется с сывороткой.
Свойства казеина. Выделенный из молока и обработанный спиртом казеин представляет собой аморфный порошок белого цвета без вкуса и запаха, плотностью 1,2... 1,3 г/см3. Он хорошо растворяется в некоторых растворах солей, хуже — в воде; в эфире и в спирте нерастворим совсем.
Благодаря казеину цвет молока тоже белый. Казеин при нагревании не выпадает в осадок, но коагулирует под действием сычужного фермента, кислот и солей. Эти его свойства используют при производстве кисломолочных продуктов и сыра. Концентрация казеина и размер его частиц определяют скорость осаждения и прочность белковых сгустков. От размера частиц зависит термоустойчивость молока: чем они крупнее, тем оно менее термоустойчиво. Гидрофильные свойства казеина, т. е. его способность связывать и удерживать влагу, определяют качество получаемых кислотных и сычужных сгустков, а также консистенцию готовых кисломолочных продуктов и сыра. Характер взаимодействия казеина с водой зависит от его аминокислотного состава, реакции среды и концентрации в ней солей.
При осаждении белков кислотой, сычужным ферментом, после механической и тепловой обработки гидрофильные свойства казеина меняются в результате изменения структуры белковых частиц и перераспределения на их поверхности гидрофобных и гидрофильных групп. На гидрофильные свойства казеина большое влияние оказывают сывороточные белки молока, так как в процессе тепловой обработки они взаимодействуют с его частицами. Сывороточные белки активнее связывают воду, чем казеин; при этом повышаются его гидрофильные свойства. Эти свойства учитывают при выборе режимов пастеризации молока. Под действием кислот, сычужного фермента, хлорида кальция казеин выпадает в осадок, а коллоидный раствор белка превращается в сгусток, или гель; частицы белка соединяются друг с другом в цепочки и образуют пространственные сетки.
Сывороточные белки (альбумин и глобулин). Их в молоке содержится значительно меньше, чем казеина (0,2...0,7 %), т. е. 15...22 % массы всех белков. Альбумин и глобулин содержат больше серы, чем казеин, они растворимы в воде и не свертываются под действием кислот и сычужного фермента, но
12
выпадают в осадок при нагревании, а вместе с солями образуют «молочный камень».
Альбумин и глобулин имеют огромное значение для новорожденного животного. Иммуноглобулины, переходящие из крови животного в молоко, представляют собой антитела, нейтрализующие чужеродные клетки, т. е. выполняют защитную роль в организме. Особенно много этих белков в молозиве. Так, содержание альбумина может достигать 10... 12%, глобулина — до 8... 15 %.
Сывороточные белки содержатся в молоке в виде мелких по сравнению с казеином частиц, на поверхности которых имеется суммарный отрицательный заряд. Частицы окружены прочной гидратной оболочкой, поэтому они не свертываются даже в изоэлектрической точке. При нагревании молока до 70...75°С альбумин выпадает в осадок, а глобулин осаждается нагреванием до 80 °С. Нагреванием молока до 90...95 °С можно выделить из сыворотки альбумины и глобулины. Сывороточные белки можно выделить путем совместной тепловой, кальциевой или кислотной обработки. Полученную белковую массу используют при производстве белковых продуктов, плавленых сыров, продуктов детского и диетического питания. Белок оболочки составляет около 70 % ее массы. Этот сложный белок представляет собой смесь белка и фосфолипидов. В жировых шариках оболочки белка содержится жироподобное вещество— лецитин. В отличие от других белков молока в сывороточных белках меньше азота, нет фосфора, кальция, магния.
Молочный жир. Представляет собой соединение сложных эфиров глицерина и жирных кислот. Глицерин, входящий в состав триглицеридов, является трехатомным спиртом.
Жирные кислоты содержат карбоксильную группу (СООН) и радикал, на конце которого находятся метильная группа (СН3) и неодинаковое число углеродных атомов (от 0 до 24), образующих углеродные цепочки разной длины. Углерод может присутствовать в виде насыщенных метиленовых (—СН2—) соединений — в этом случае жирные кислоты будут насыщенными (предельными) — или ненасыщенных этиленовых соединений (—СН=) — кислоты будут ненасыщенными (непредельными).
Массовая доля жира в молоке в среднем составляет 3,8 %. Жир синтезируется из кормов, составной частью которых являются протеины, углеводы и жиры. Эти вещества, попадая в желудочно-кишечный тракт животного, претерпевают сложные изменения. В желудках жвачных животных (в рубце) при брожении образуются уксусная кислота и другие летучие жирные кислоты (пропионовая, масляная и др.), которые являются предшественниками жира: чем больше образуется уксусной кислоты, тем жирнее молоко. Если увеличивается количество пропионовой
13
кислоты, то содержание жира снижается, а повышается количество белка в молоке. Перечисленные летучие жирные кислоты всасываются сначала в лимфу, затем в кровь, которая переносит их в молочную железу, где происходит синтез жира. Источником молочного жира может быть также нейтральный жир крови, образующийся в печени.
Массовая доля жира в молоке зависит от породы, продуктивности, возраста и рациона кормления животного. В парном молоке жир присутствует в жидком состоянии и образует эмульсию в водной части. В холодном молоке жир твердый и находится в виде суспензии. Жир в молоке имеет форму шариков (рис. 1) с прочной упругой оболочкой, поэтому они не склеиваются. Диаметр шарика 3...4 мкм (размеры колеблются от 0,1 до 10 мкм, в отдельных случаях — до 20 мкм). В 1 мл молока содержится от 1 до 12 млрд,.в среднем от 3 до 5 млрд жировых шариков. Содержание жировых шариков в молоке меняется в течение лактационного периода: в начале лактации они более крупные и их меньше, а к концу лактации — наоборот. Жировые шарики незначительного размера всплывают быстрее, так как они слипаются в комочки.
Физическая стабильность шариков жира в молоке и молочных продуктах зависит в основном от состава и свойств их оболочек. Оболочка жирового шарика состоит из двух слоев: внешний — рыхлый (диффузный), легко десорбирует при технологической обработке молока; внутренний — тонкий, плотно прилегающий к кристаллическому слою высокоплавких триглицеридов жировой глобулы (рис. 1).
В состав оболочного вещества входят белки, фосфолипиды, стерины, Ь-каротин, витамины А, D, Е, минеральные вещества Сu, Fе, Мo, Мg, Sе, Na, К и др.
Внутренний слой включает лецитин и в незначительном количестве кефалин, сфингомиелин. Фосфолипиды — хорошие эмульгаторы, их молекула состоит из двух частей: липофильной, сходной с жиром, и гидрофильной — присоединяет гидратную воду.
Белковые компоненты оболочки включают две фракции: растворимую в воде и плохо растворимую в воде. Водорастворимая белковая фракция содержит гликопротеид с высоким содержанием углеводов и ферменты: фосфотазу, холинэстеразу, ксантиноксидазу и др. Плохо растворимая в воде фракция содержит 14 % азота, аргинина больше, чем в молоке, и меньше лейцина, валина, лизина, аскорбиновой и глютаминовой кислот. В ее состав входят также в значительном количестве гликопротеиды, содержащие гексозы, гексозамины и сиаловую кислоту. Внешний слой оболочки жирового шарика состоит из фосфатидов, оболочного белка и гидратной воды. Состав и структура оболочек жировых шариков изменяются после охлаждения, хранения и гомогенизации молока и сливок.
Белковая оболочка шариков разрушается также при механическом и химическом воздействии. При этом жир выделяется из оболочки и образует сплошную массу. Эти свойства используют при производстве сливочного масла и при определении жирности молока.
В результате технологической обработки молока в первую очередь изменяется внешний слой оболочки из-за неровной, шероховатой, рыхлой поверхности и довольно большой толщины после перемешивания, встряхивания и хранения. Оболочки шариков жира становятся более гладкими и тонкими в результате десорбции липопротеидных мицелл из оболочек в плазму. Одновременно с десорбцией мицелл происходит сорбция белков и других компонентов плазмы молока на поверхности мембраны шариков жира. Эти два явления — десорбция и сорбция — вызывают изменение состава и поверхностных свойств оболочек, что приводит к снижению их прочности и частичному разрыву.
Уже в процессе тепловой обработки молока происходит частичная денатурация мембранных белков, что способствует дальнейшему снижению прочности оболочек шариков жира. Они могут разрушиться довольно быстро и в результате специального механического воздействия: при производстве масла, а также под действием концентрированных кислот, щелочей, амилового спирта.
Стабильность жировой эмульсии в первую очередь обусловлена возникновением на поверхности капелек жира электрического заряда благодаря содержанию на поверхности оболочки жирового шарика полярных групп — фосфолипидов, СООН, NН2 (рис. 2). Таким образом, на поверхности образуется суммарный отрицательный заряд (изоэлектрическая точка при рН 4,5). К отрицательно заряженным группам присоединяются катион кальция, магния и др. В результате образуется второй электрический слой, силы отталкивания которого превышают силы притяжения, поэтому расслоения эмульсии не происходит. Кроме того, жировую эмульсию дополнительно стабилизирует гидратная оболочка, которая образуется вокруг полярных групп мембранных компонентов.
15
Вторым фактором устойчивости жировой эмульсии является образование на границе раздела фаз структурно-механического барьера, обусловленного тем, что оболочки жировых шариков обладают повышенной вязкостью, механической прочностью и упругостью, т. е. свойствами, которые препятствуют слиянию шариков. Таким образом, для обеспечения устойчивости жировой эмульсии молока и сливок в процессе выработки молочных продуктов необходимо стремиться сохранить неповрежденными оболочки шариков жира и не снижать степень их гидратации. Для этого необходимо сократить до минимума механические воздействия на дисперсную фазу молока при транспортировании, хранении и обработке, избегать его вспенивания, правильно проводить тепловую обработку, так как длительная выдержка при высоких температурах может вызвать значительную денатурацию структурных белков оболочки и нарушение ее целостности.
Дополнительное диспергирование жира путем гомогенизации стабилизирует жировую эмульсию. Если при выработке одних молочных продуктов перед инженером-технологом стоит задача предотвратить агрегирование и паолесценцию шариков жира, то при получении масла, наоборот, необходимо разрушить (деэмульгировать) стабильную жировую эмульсию и выделить из нее дисперсную фазу.
Молочный жир отличается от других видов жиров тем, что легче переваривается и усваивается. В нем содержится более 147 жирных кислот. Жиры животного и растительного происхождения содержат 5...7 низкомолекулярных жирных кислот с числом углеродных атомов от 4 до 14.
Молочный жир обладает приятным вкусом и ароматом, но под влиянием света, высокой температуры, кислорода, ферментов, растворов щелочей и кислот он может приобрести неприятный запах, прогорклый вкус, привкус сала. Такие изменения происходят при гидролизе, окислении и прогоркании жира.
Гидролиз жира — процесс действия воды на триглицериды при повышенной температуре, в результате которого триглицериды расщепляются на глицерин и жирные кислоты. При гидролизе повышается кислотность жира. Происхождение и способ получения молочного жира могут влиять на скорость гидролиза. Если молочный жир получают вытапливанием при 65 °С, то гидролиз протекает быстрее, чем при 85 °С. Гидролиз протекает медленнее при пониженной температуре (4 °С) и в герметичной упаковке.
Окисление жира происходит под действием солнечных лучей, повышенной температуры или катализаторов, в результате чего по месту двойных связей присоединяются водород и кислород. В процессе окисления молочного жира в результате обесцвечивания каротиноидов обесцвечивается и жир, а также изменяются запах и вкус. Окисление жира возникает в результате перехода жидких не-
16
насыщенных кислот в твердые насыщенные. Прогоркание жира приводит к появлению в молочном жире горького вкуса и специфического запаха, обусловленных образованием пероксида, альдегидов и т. д. Процесс прогоркания происходит под воздействием ферментов, кислорода, тяжелых металлов, микроорганизмов.
Все перечисленные изменения, происходящие в жире, сложно разграничить, так как они протекают совместно и сопровождаются побочными процессами, поэтому в производственных условиях определяют физико-химические константы жира, которые зависят от его количественного и качественного состава. К ним относятся кислотное число, число Рейхерта—Мейссля, йодное число (число Гюбля), число омыления (Кеттсторфера), температура застывания и кипения.
Углеводы. В молоке они представлены лактозой — молочным сахаром — и состоят из углерода, водорода и кислорода. Лактоза относится к дисахаридам (С12Н22O11) и включает остатки двух простых сахаров — галактозы и глюкозы. Средняя массовая доля лактозы 4,7 %.
Углеводы необходимы для обмена веществ, работы сердца, печени, почек; входят в состав ферментов.
Лактоза образуется в железистой ткани молочной железы путем соединения галактозы, глюкозы и молекулы воды. Молочный сахар содержится только в молоке. Чистая лактоза — белый кристаллический порошок, в 5...6 раз менее сладкий, чем сахар (сахароза). Лактоза хуже растворяется в воде, чем сахароза.
В молоке лактоза присутствует в двух формах: а и Ь, которые различаются физическими и химическими свойствами и могут переходить одна в другую со скоростью, которая зависит от температуры. В перенасыщенном растворе лактоза образует кристаллы более или менее правильной формы.
Кристаллическую лактозу получают из молочной сыворотки. Кристаллизация лактозы происходит также при выработке сгущенного молока с сахаром.
При нагревании молока до температуры выше 5 °С в нем происходит реакция между лактозой и белками или некоторыми свободными аминокислотами. В результате образуются меланоидины — вещества темного цвета, с выраженными запахом и вкусом. При нагревании до 110... 130 °С лактоза теряет кристаллизационную воду, а при нагревании до 185 °С происходит ее карамелизация. Разложение молочного сахара в растворах начинается при температуре выше 100 °С, при этом образуются молочная и муравьиная кислоты.
Под действием фермента лактазы, выделяемой молочнокислыми и другими бактериями, лактоза расщепляется на простые сахара. Процесс распада лактозы под действием микроорганизмов называется брожением. До стадии образования пировиноградной
17
кислоты (С3Н402) все типы брожения идут одинаково. Дальнейшее превращение кислоты проходит в разных направлениях. В результате образуются различные продукты: кислоты (молочная, уксусная, пропионовая, масляная и др.); спирты (этиловый, бутиловый и др.); углекислый газ и т. д.
Различают следующие виды брожения: молочнокислое, спиртовое, пропионово-кислое, маслянокислое.
Молочнокислое брожение вызывается молочнокислыми бактериями (стрептококками и палочками). В процессе брожения пировиноградная кислота восстанавливается в молочную кислоту. Из одной молекулы сахара образуется четыре молекулы молочной кислоты:
С12Н22О11
+ Н2О
2С6Н12О6
—> 4С2Н6О3
Лактоза Гексоза Молочная кислота
После накопления определенного количества молочной кислоты в процессе сбраживания молочнокислые бактерии погибают. Для палочек предел накопления молочной кислоты выше, чем для кокковых форм. Образовавшаяся в процессе брожения молочная кислота имеет большое значение для коагуляции казеина в производстве большинства кисломолочных продуктов — она придает продукту кислый вкус. Выход молочной кислоты зависит от вида молочнокислых бактерий, входящих в состав закваски.
Наряду с молочной кислотой при молочнокислом брожении образуются летучие кислоты (муравьиная, пропионовая, уксусная и др.), спирты, уксусный альдегид, ацетон, ацетоин, диацетил, углекислый газ и др. Многие из них придают готовому продукту специфические кисломолочные вкус и запах. Для улучшения этих свойств кроме молочнокислых бактерий используют и ароматобразующие микроорганизмы, которые из пировиноградной кислоты образуют ароматические вещества — ацетоин, уксусный альдегид, диацетил. Для накопления диацетила необходимо присутствие лимонной кислоты, которую добавляют в молоко, что улучшает вкус и аромат продукта. При производстве кисломолочных продуктов используют разные комбинации молочнокислых бактерий, а также вкусовые и ароматические вещества.
Спиртовое брожение вызывают дрожжи, содержащиеся в бактериальных заквасках (кефирные грибки). Под действием этих заквасок пировиноградная кислота расщепляется до уксусного альдегида и диоксида углерода. Уксусный альдегид затем восстанавливается в этиловый спирт. В результате из одной молекулы лактозы образуется по четыре молекулы спирта и диоксида углерода:
С12Н22О11 +Н20 = 2С6Н1206
Лактоза Гексоза
18
2 С6Н 12 О6 4СО2 + 4С2Н6О
Гексоза Этиловый спирт
Образующиеся продукты, в которых накапливается 0,2...3 % спирта, придают кисломолочным продуктам (кефир, кумыс, айран) острый освежающий вкус.
Пропионово-кислое брожение происходит в созревающих сырах под действием ферментов, которые выделяются пропионово-кислыми бактериями. Это брожение начинается после образования молочной кислоты в присутствии молочнокислых бактерий. К продуктам пропионово-кислого брожения относятся пропионовая и уксусная кислоты, диоксид углерода, вода:
3С12H22O11+ ЗН2O —> 6С6Н12О6
