11.1 Физико-химические свойства молока

Титруемая кислотность. Титруемая кислотность выражается в условных единицах – градусах Тернера (°Т). Под градусами Тернера понимают количество кубических сантиметров 0,1 н. раствора гидроксида натрия, которое расходуется на нейтрализацию (титрование) 100 см³ молока, разбавленного вдвое водой. Кислотность свежевыдоенного молока, в среднем, составляет 16-18 °Т. Титруемая кислотность молока обусловлена наличием некоторых анионов фосфорной и лимонной кислот), белков (казеин и сывороточные белки) и диоксида углерода. Белки дают 4-5 °Т, дигидрофосфаты и дигидроцитраты - около 1°Т, СО₂ и другие составные части молока – 1-2 °Т.

Кислотность молока у отдельных животных может изменяться в довольно широких пределах. Она зависит от рационов кормления, породы, возраста, индивидуальных особенностей животного и т. д. Особенно сильно меняется кислотность молока в течение лактационного периода и при заболеваниях животных. В первые дни после отёла кислотность молока (молозива) очень высока за счёт большого содержания белков и солей. Затем, по мере установления нормального химического состава молока, кислотность снижается. Стародойное молоко имеет низкую кислотность.

Свежее натуральное молоко с повышенной естественной кис­лотностью (от 19 до 21 °Т) пригодно для производства кисломолочных продуктов и сыра. При хранении сырого молока кислотность повышается по мере развития в нем микроорганизмов, сбраживающих молочный сахар с образованием молочной кислоты.

Активная кислотность. Активная кислотность выражается концентрацией водородных ионов, или водородным показателем (рН). Водородный показатель свежего молока колеблется в пределах 6,55-6,75. Активная кислотность не совпадает с титруемой. При хранении сырого молока титруемая кислотность изменяется значительно быстрее, чем активная. Несовпадение активной и титруемой кислотности объясняется буферностью молока, которая обусловлена содержанием в нем белков и смеси фосфатов и цитратов. Буферные свойства белков молока объясняются наличием аминных и карбоксильных групп. Буферные свойства фосфатов проявляются во взаимном переходе гидрофосфатов в дигидрофосфаты и обратно. Буферные свойства составных частей молока играют большую роль в жизнедеятельности организмов при изготовлении кисломолочных продуктов и сыра. Так, рН кефира при титруемой кислотности 80 °Т имеет величину равную 4,76. Аналогично, в сыре при высокой титруемой кислотности рН составляет лишь 5,3-5,5, что объясняется буферными свойствами белков сырной массы. При такой активной кислотности в сыре и кисломолочных продуктах возможно развитие молочнокислых бактерий.

Окислительно-восстановительный потенциал. Окислительно-восстановительный потенциал молока характеризует способность его составных частей отдавать или присоединять электроны (атомы водорода).

Молоко содержит ряд химических соединений, способных легко окисляться и восстанавливаться. Окислительно-восстановительную систему молока образуют аскорбиновая кислота, токоферолы, рибофлавин, цистеин, оксидоредуктазы, кислород и другие легко восстанавливающиеся и окисляющиеся вещества. От окислительно-восстановительного потенциала зависят развитие в молоке, заквасках, сырной массе молочнокислых бактерий и протекание биохимических процессов (распад белков, аминокислот, жира, накопление ароматического вещества диацетила и др.).

Плотность молока. Плотность молока – это масса молока при 20 °С, заключенная в единице объема (кг/м³). Ее определяют ареометрическим методом.

Плотность молока зависит от температуры и содержания в нем со­ставных частей, которые имеют следующую плотность (кг/м³): молочный жир — 922, белки — 1391, молочный сахар —1610, соли — 2857.

Так как химический состав молока непостоянен, то и плотность его колеблется в довольно широких пределах – от 1027 до 1032 кг/м³.

Плотность молока, определенная сразу же после доения, ниже плотности, измеренной через несколько часов, на 0,8-1,5 кг/м³. Поэтому ее следует контролировать через 2 ч после дойки.

Плотность молока изменяется в течение лактационного периода и под влиянием различных факторов (болезней, породы животного и др.). В первые дни после отела молоко (молозиво) характеризуется высоким содержанием белков, вследствие чего плотность его достигает 1400 кг/м³. Плотность молока, полученного от больных животных, ниже, чем плотность молока здоровых животных. Это объясняется значительными изменениями составных частей молока.

По плотности молока судят о его натуральности. При добавлении к молоку воды плотность его уменьшается (10 % добавленной воды снижает плотность в среднем на 3 кг/м³).

Вязкость. Под вязкостью, или внутренним трением, понимают свойство жидкости оказывать сопротивление при перемещении одной части ее относительно другой.

В среднем, вязкость молока при 20 °С равна 1,8*10-3 Пас с колебаниями от 1,3*10-3 до 2,2*10-3Па с. Вязкость молока зависит от содержания белков, жира и их агрегатного состояния. В результате охлаждения, хранения, перекачивания, гомогенизации и тепловой обработки вязкость молока изменяется.

Поверхностное натяжение. Поверхностное натяжение молока при 20 °С, в среднем, равно 44*10-3 Н/м. Более низкое поверхностное натяжение молока, по сравнению с поверхностным натяжением воды, объясняется наличием в молоке веществ, снижающих поверхностное натяжение,  поверхностно-активных веществ (ПАВ). К ним относятся белки плазмы молока, белки оболочек жировых шариков, фосфолипиды, жирные кислоты.

Поверхностное натяжение молока непостоянно и зависит от температуры, химического состава, режима технологической обработки, продолжительности хранения молока, содержания в нем кислорода, состояния белков, молочного жира, активности липазы и других факторов. Поверхностное натяжение понижается с увеличением температуры молока и при его прогоркании.

Осмотическое давление и температура замерзания. Осмотическое давление молока нормального химического состава величина сравнительно постоянная и, в среднем, равна 0,66 МПа. Оно обусловливается, в основном, высокодисперсными веществами – молочным сахаром и солями (хлоридами, фосфатами натрия и калия). Белки незначительно влияют на осмотическое давление молока, жир вообще не влияет.

Осмотическое давление обычно рассчитывают по температуре замерзания молока, так как между ними имеется определенная связь. Температура замерзания молока, в среднем, равна – 0,540 °С (с колебаниями от – 0,505 до – 0,575 °С). Температура замерзания молока, как и осмотическое давление, – величина довольно постоянная. Она изменяется при разбавлении молока водой, добавлении к нему соды, повышении кислотности, изменении химического состава молока при заболевании животного.

При разбавлении молока водой температура замерзания повышается, поэтому по температуре замерзания определяют натуральность молока (криоскопический метод).