3. Физико-химические и бактерицидные

СВОЙСТВА МОЛОКА

Биохимические свойства молока. Молоко, полученное от здоро­вых животных, характеризуется определенными биохимическими свойствами, которые зависят от его состава. Один из биохимичес­ких показателей — кислотность. Различают кислотность титруе­мую и активную. Титруемая кислотность характеризует содержа­ние в молоке всех соединений, имеющих кислые свойства, а ак­тивная кислотность — концентрацию ионов водорода (рН). Эти кислотности не связаны между собой. В процессе хранения моло­ка титруемая кислотность увеличивается, а активная кислотность остается некоторое время на прежнем уровне в связи с тем, что в молоке присутствуют буферные системы.

Титруемая кислотность. Ее выражают в условных единицах — градусах Тернера (°Т). Свежевыдоенное молоко обла­дает амфотерной реакцией, так как белок, входящий в его состав, содержит кислые и аминные группы. Под градусами Тернера по­нимают количество миллилитров 0,1 н. раствора гидроксида на­трия или калия (№ОН либо КОН), необходимого для нейтрализа­ции 100 мл молока, разбавленного вдвое дистиллированной водой в присутствии индикатора фенолфталеина.

Титруемая кислотность свежего молока равна 16...18°Т. Счи­тают, что 9...13°Т обусловливают кислые соли, 4...6 °Т — белок казеин, 1...2 °Т — диоксид углерода, растворенный в плазме.

В процессе хранения кислотность молока нарастает за счет мо­лочной кислоты, образующейся в процессе сбраживания молоч­ного сахара ферментами, выделяемыми микроорганизмами. Кис­лотность свежевыдоенного молока зависит от индивидуальных особенностей животных, породы, условий кормления, стадии лак­тации. При одинаковом рационе кислотность молока от коров различных пород разная: у ярославской — 17,7 °Т; у красной степ­ной — 16,0 °Т. Даже в молоке коров одной породы колебания кис­лотности молока могут составлять 14...27 °Т. При недостатке каль­ция в рационе, а следовательно, и в молоке кислотность повыша­ется. Вскармливание коров травами, выращенными на низменных пастбищах, увеличивает кислотность молока. В первом месяце лактации кислотность высокая — 20 °Т, к концу она понижается и на десятом месяце может составить 13...15 °Т и ниже. С возрастом коров кислотность молока снижается. При воспалении вымени (скрытая форма мастита), а также при фальсификации молока во­дой, добавлении в него соды, аммиака и т. д. кислотность понижа­ется. Кислотность как показатель свежести молока используют

32

для определения сортности и пригодности для переработки при продаже предприятиям молочной промышленности.

Активная кислотность. Под активной кислотнос­тью понимают концентрацию ионов водорода (рН). В свежем мо­локе она составляет 6,6...6,9, в среднем 6,5. Активная кислотность характеризуется значительным постоянством: при поступлении в молоко кислых или щелочных веществ она сохраняется в строго определенном диапазоне. Кормовой рацион не влияет на значе­ние рН. Только при значительном изменении химического соста­ва молока в результате заболевания животных или при накопле­нии существенного количества молочной кислоты может про­изойти сдвиг рН в ту или иную сторону.

Стабильность рН молока связана с тем, что в организме живот­ных присутствуют регулирующие механизмы, так называемые бу­ферные системы. В молоке их несколько: белковая, нитратная, фосфатная, дикарбонатная и др. От значения рН зависят рост молочнокислых микроорганизмов, процессы созревания сыра, стабильность полидисперсной системы молока, а также скорость образования веществ, обусловливающих вкус и запах молочных продуктов, термоустойчивость белков молока и активность фер­ментов.

Значения рН в молочнокислых продуктах удовлетворительного качества: питьевое молоко цельное — 6,6...6,8; сгущенное моло­ко — 6,1...6,4; закваска — 4,4...4,6; йогурт — 4,0...4,3. рН парного молока на 0,2 ниже, чем охлажденного, из-за частичного улетучи­вания диоксида углерода. При нагревании молока свыше 100 °С и добавлении воды рН увеличивается, при сгущении — снижается.

Буферная емкость молока. Буферные свойства защищают моло­ко и молочные продукты от возможного резкого изменения рН. Для молочной промышленности они важны, так как создают ус­ловия, при которых в молоке могут развиваться молочнокислые и другие бактерии, несмотря на высокую титруемую кислотность. Благодаря буферным свойствам молока казеин осаждается при по­стоянном рН (4,6), но при разной титруемой кислотности. Наи­большая буферная способность проявляется при рН 4,5...6,5; она зависит от продолжительности периода лактации, породы живот­ного и других факторов.

Технологические свойства молока. К технологическим свой­ствам относятся термоустойчивость и сычужная свертываемость.

Т ермоустойчивость — важное технологическое свой­ство молока, от которого зависит его пригодность к высокотемпе­ратурной обработке и для производства детского питания.

Обусловливают термоустойчивость кислотность и солевой ба­ланс молока. Она понижается при попадании в молоко большого

33

количества микроорганизмов и повышении кислотности в резуль­тате накопления молочной кислоты. В свежем молоке зависимос­ти между термоустойчивостью и кислотностью не существует. Термоустойчивость может зависеть от условий кормления и со­держания животных. Высокая чувствительность молока к нагрева­нию зависит не от бактериальной обсемененности, кислотности и содержания белка, а от избыточного содержания катионов, точ­нее, от равновесия между содержанием катионов и анионов, нару­шение которого приводит к коагуляции белка.

Молоко, полученное от больных животных, нестойко при на­гревании, которое может привести к коагуляции сывороточных белков. Избыток сывороточных белков оседает на стенках тепло­вой установки.

Сычужная свертываемость. С помощью сычуж­ной пробы, по продолжительности коагуляции белков и плотнос­ти сгустка определяют пригодность молока для производства сыра. На продолжительность свертывания молока влияет рН; при снижении этого показателя сгусток получается более плотным, что объясняется повышением активности сычужного фермента. Лучшая коагуляция белков происходит при концентрации хлори­да кальция в молоке 0,142 %.

На скорость свертывания влияет несколько факторов: количе­ство жировых шариков, содержание казеина, здоровье животных. При высоком содержании казеина повышается плотность молока и коагуляция белков происходит быстрее; образовавшийся сгусток получается более плотным.

В молоке от больных животных, а также при большом количе­стве в нем жировых шариков сгусток получается менее плотным.

Физические свойства молока. По физическим свойствам моло­ка, которые зависят от соотношения в нем составных частей, су­дят о его натуральности. Показатели плотности и температуры замерзания используют для определения качества молока. Кроме указанных параметров к физическим свойствам молока относят­ся: плотность, вязкость, поверхностное натяжение, температура кипения, электропроводность и осмотическое давление. Впер­вые в нормативный документ ГОСТ Р 52054—2003 «Молоко на­туральное коровье — сырье» внесен показатель «температура за­мерзания».

Плотность — масса молока при температуре 20 °С, заклю­ченного в единице объема. Определяют плотность с помощью ареометра при 20 °С и выражают в килограммах на кубический метр (кг/м³) либо в градусах ареометра или лактоденсиметра (°А). Плотность цельного молока в нашей стране колеблется от 1027 до

34

1033 кг/м³, в среднем 1030 кг/м³. Можно определять плотность при температуре от 15 до 25 °С с поправкой, равной 0,2 °А. Если температура выше 20 °С, то поправку прибавляют; если ниже — отнимают.

При расчетах по формулам плотность молока выражают в гра­дусах ареометра, под которыми подразумевают третий и четвер­тый знаки значения плотности, выраженной в килограммах на ку­бический метр. Например, если плотность молока 1028 кг/м³, то в градусах ареометра это будет 28 °А.

Плотность только что выдоенного молока ниже плотности ох­лажденного. Это связано с изменением физического состояния жира (в неохлажденном молоке он жидкий) и присутствием диок­сида углерода, который улетучивается после доения, поэтому плотность молока измеряют не сразу, а спустя 2 ч.

Плотность молока выше плотности воды (1000 кг/м³), посколь­ку в нем помимо воды содержатся другие компоненты плотностью свыше 1000 кг/м³ — соли, лактоза и белки. Лишь у одного компо­нента молока плотность ниже 1000 кг/м³ — у молочного жира. Та­ким образом, плотность молока зависит от соотношения в нем компонентов высокой и низкой плотности (кг/м³): вода — 1000; соли — 2858; лактоза — 1610; белок — 1391; лимонная кислота — 1611; молочный жир — 922; сухое вещество (СВ) — 1373; сухой обезжиренный молочный остаток (СОМО) — 1610.

По плотности молока можно косвенно судить о его химиче­ском составе и натуральности. Так, если удалить из молока жир, плотность повысится, поэтому плотность обезжиренного молока выше плотности цельного молока. Если к молоку добавить воду, то плотность понизится и будет ниже 1027 кг/м³. Считают, что 10% добавленной воды снижают плотность молока на 3 кг/м³ (3 °А). Плотность молока резко изменяется не только при фальси­фикации, но и по другим причинам. Так, плотность молозива мо­жет достигать 1050 кг/м³, так как в нем больше белков.

При получении молока от животных, больных маститом, плот­ность понижается до 1024... 1025 кг/м³, что связано с уменьшени­ем содержания в нем сухих веществ, особенно лактозы. Значение плотности используют для расчета содержания сухих веществ с помощью формулы

СВ = + 0,5

(СВ — сухое веще­ство, %; П — плотность, °А) для перевода литров в килограммы и наоборот, но в этом случае плотность измеряют в граммах на ку­бический сантиметр.

Вязкость — сопротивление, которое испытывает движу­щееся в жидкости тело. Оно зависит от густоты и вязкости жид-

35

кости. О вязкости жидкости можно судить по продолжительнос­ти ее вытекания из отверстия. Измеряют вязкость (динамичес­кую) с помощью вискозиметра и выражают в паскаль-секундах (Па • с). В молоке единицей измерения вязкости служит сантипуаз (10~³ Па • с). Она зависит от содержания в молоке наиболее круп­ных компонентов — белков, жиров, а также их частиц и от степе­ни их агрегирования.

При 20 °С вязкость молока колеблется от 1,3 • 10~³ до 2,2 • 10~³ Па • с, среднее значение 1,8- 10~³Па*с. Вязкость молока повышается с увеличением содержания в нем сухих веществ, например, при го­могенизации, а также при сквашивании и хранении. Вязкость ха­рактеризует консистенцию продукта и служит показателем пра­вильности проведения технологических процессов.

Поверхностное натяжение возникает в жидко­стях на поверхности раздела фаз, на границе жидкость—воздух (молоко—воздух, молочная плазма—жир и т. п.) и объясняется тем, что внутри жидкости любая молекула окружена себе подоб­ными молекулами, т. е. испытывает одинаковое по всем направле­ниям притяжение. Молекулы поверхностного слоя испытывают большее притяжение со стороны внутренних слоев жидкости, чем со стороны молекул воздуха. Они как бы втягиваются внутрь жид­кости, поэтому находятся в определенном напряжении и при вза­имодействии образуют своеобразную «пленку». Прочная пленка существует на поверхности воды.

Поверхностное натяжение измеряется в ньютонах на кубичес­кий метр (Н/м³); для воды оно составляет 72,7 • 10^-3 Н/м³, для мо­лока — 50 • 10^_3 Н/м³ (диапазон 45...60 • 10~³ Н/м³).

В молоке содержатся поверхностно-активные вещества (белки, фосфолипиды, жирные кислоты и т.д.), поэтому его поверхност­ное натяжение меньше поверхностного натяжения воды. В обра­зовании пленки на поверхности свежевыдоенного молока прини­мают участие молекулы белка.

Осмотическое давление молока — величина срав­нительно постоянная и в среднем составляет 0,66 МПа. В его под­держании принимают участие лактоза и минеральные соли (в ос­новном №С1 и КС1). При заболевании животных маститом в мо­локе повышается содержание хлоридов и понижается содержание лактозы.

Температуры кипения и замерзания колеб­лются в незначительных пределах и изменяются при значитель­ном нарушении химического состава в начале и в конце лактаци­онного периода и при заболевании животных. Натуральное мо­локо кипит при 100,2... 100,5 °С. Температура замерзания молока

36

ниже температуры замерзания воды и зависит от концентрации веществ, присутствующих в нем. Она составляет -0,54 °С и колеб­лется от —0,525 до —0,565 °С. Молозиво замерзает при температуре от —0,570 до —0,580 °С. В начале лактационного периода молоко замерзает при -0,564 °С, на шестом месяце — при -0,566 °С, а в конце — при —0,570 °С.

При разбавлении молока водой температура замерзания повы­шается пропорционально количеству добавленной жидкости.

Электропроводность молока в основном определяется содержанием в нем ионов, а последнее зависит от количества солей и ионогенных веществ. На электропроводность молока влияют лакта­ционный период и физиологическое состояние животных. Элект­ропроводность молока составляет 39,37  10^-4...51,29  10⁴ Ом • см^-1, а в конце лактации она достигает 65 • 10^-4 Ом  см^-1. У заболевших животных содержание солей в молоке повышается, электропро­водность увеличивается и достигает 130 • 10^-4 Ом  см^-1, а при до­бавлении воды понижается. Электропроводность молока при 18 °С составляет 43,91 • 10^-4 Ом  см^-1 и снижается при добавлении воды. Молоко — хороший проводник электрического тока.

Бактерицидные свойства молока. Они заключаются в способно­сти свеженадоенного молока препятствовать развитию в нем мик­роорганизмов. Пока в молоке сохраняются эти свойства, попав­шие в него микроорганизмы не развиваются. Продолжительность сохранения молоком бактерицидных свойств называют бактери­цидной фазой, которая зависит от нескольких факторов.

Молозиво обладает сильными бактерицидными свойствами, которые предохраняют новорожденных телят от заболеваний. Природа бактерицидных веществ молока полностью еще не изу­чена. Есть предположение, что основными бактерицидными ве­ществами молока являются антитела: лактанин, агглютинин, лецитин, лейкоциты и др. Бактерицидные вещества связаны с им­мунными свойствами. Молоко, полученное в одно и то же время, но в разных санитарных условиях, обладает разной бактерицид­ной фазой. При соблюдении санитарных правил молоко сохраня­ется свежим в 2 раза дольше, чем когда эти правила нарушаются. Нагревание до 70 °С приводит к почти полному разрушению бак­терицидных веществ, а в кипяченом и стерилизованном молоке они вообще отсутствуют. Бактерицидная фаза зависит от степени загрязнения молока микроорганизмами, которые попадают в него во время доения и после; от степени охлаждения молока: чем ниже температура, тем дольше действуют бактерицидные вещества (при охлаждении молока до 13 °С и ниже бактерицидная фаза составля­ет 36 ч); от микробной обсемененности молока, а следовательно,

37

от соблюдения санитарных правил; от скорости охлаждения молока после доения: чем быстрее охлаждают молоко после получения, тем длиннее бактерицидная фаза. Охлаждать молоко следует не позднее 2 ч после доения и фильтрации. Позже кислотность моло­ка начинает повышаться.

Органолептические свойства молока. Молоко, полученное от здоровых животных и свежевыдоенное, характеризуется опреде­ленными органолептическими свойствами: внешним видом, цве­том, консистенцией, вкусом и запахом. По внешнему виду и кон­систенции молоко представляет собой однородную жидкость без осадка и хлопьев.

Консистенция связана с содержанием в молоке взаимодей­ствующих микроструктурных образований: эмульсии шариков жира, коллоидной системы белковых частиц и истинных раство­ров минеральных веществ, лактозы и других водорастворимых соединений. Ее определяют переливанием молока из одного сосу­да в другой.

Цвет молока от белого до слабокремового. У сырого молока он непостоянен и связан со временем года: в летне-осенний период кремовый цвет выражен сильнее, в зимний — слабее. Такой цвет придает молоку каротин, который присутствует в жире. Определя­ют цвет в сосудах из бесцветного стекла в проходящих лучах днев­ного света.

Вкус сырого молока специфический, приятный, слабосладко- вато-солоноватый. Характерные вкус и запах сырого молока обус­ловлены химическим составом (углеводы, белки, липиды, мине­ральные вещества, диоксид углерода, летучие вещества).

Парное молоко характеризуется более выраженными запахом и вкусом, чем охлажденное.

Жир придает молоку нежный и приятный вкус, белковые ве­щества обеспечивают полноту вкусового ощущения, углеводы — сладость, хлорид натрия — слабую солоноватость. Одни из основ­ных веществ, участвующих в формировании вкуса и аромата мо­лока, — летучие карбоновые основания.

Для определения вкуса берут в рот глоток молока комнатной температуры, доводят его до корня языка, т. е. ополаскивают рото­вую полость, затем молоко удаляют. Вкус молока рекомендуется определять после кипячения.

Запах молока должен быть специфический, свойственный это­му продукту. Его определяют, когда переливают из доильного вед­ра в молокомер или во время открывания емкости, в которой при­везено молоко.

Свойства компонентов молока довольно легко могут изменять­ся в результате протекания различных биохимических процессов с

38

образованием соединений с неприятными вкусом и запахом. Вы­раженные в разной степени изменения органолептических свойств называются пороками молока, которые по внешним при­знакам подразделяют на пороки цвета, консистенции, вкуса, запа­ха, и технологических свойств.

Для предотвращения появления пороков молока необходимо прежде всего соблюдать санитарно-гигиенический режим его по­лучения, хранения и транспортирования. Необходимо также кон­тролировать качество кормов, условия их хранения и кормовые рационы. Нельзя использовать заплесневелые, замороженные и загрязненные корма, а также хранить молоко в помещениях с не­приятным запахом, на свету, в неоловянированной таре.