1. Плотность

Плотность это величина, определяемая для однородного вещества его массой в единице объема, выражается в кг/м³ ( по международной системе единиц).

Плотность молока, как сложной биологической системы зависит от содержания сухих веществ молока и от соотношения основных компонентов, так как каждый из них имеет определенную величину плотности. При 20^оС плотность воды составляет 1000, белков – 1391, жира – 921, лактозы – 1610, минеральных солей – 2857 кг/м³. Плотность молока в среднем составляет 1029-1030 кг/м³, пределы колебаний – от 1027 до 1032 кг/м³.

Плотность молока, определяемая сразу же после доения, ниже плотности, измеренной через несколько часов на 0,8-1,5 кг/м³, что объясняется частичным отвердеванием триацилглицеринов, улетучиванием части газов, увеличением плотности белков при охлаждении молока. Поэтому плотность молока – сырья определяется не ранее, чем через два часа после доения.

В молоке плотность определяют ареометром (лактоденсиметром), который градуирован в г/см³. В некоторых расчетах, где используется величина этого показателя, плотность выражают в градусах ареометра (А^о). За градус ареометра принимают две последние цифры показаний (например, 1029 кг/м³ соответствует 29^оА).

Плотность молока, как и другие его физико-химические свойства зависит от породной принадлежности животного, его физиологического состояния, рационов кормления, стадии лактации и др. (см. тему 4).

При фальсификации молока, например, при добавлении воды, плотность молока понижается (каждые 10% добавленной воды снижают этот показатель в среднем на 3 кг/м³. При разбавлении обезжиренным молоком плотность молока несколько повышается, так как плотность обезжиренного молока выше и составляет от 1033 до 1035 кг/м³. Поэтому величина плотности молока служит косвенным показателем натуральности молока и в некоторой степени полноценности его химического состава относительно содержания основных компонентов.

2. Титруемая кислотность

Титруемая кислотность – это показатель, обусловленный содержанием в молоке компонентов кислотного характера: органических кислот, как в диссоциированном, так и в недоссоциированном виде, кислых солей, белков, растворенного в воде углекислого газа и некоторых других соединений.

В России титруемую кислотность молока и молочных продуктов, кроме сливочного масла, выражают в условных единицах – градусах Тернера (^оТ). Под градусами Тернера понимают объем (см³) раствора гидроксида натрия (калия) с концентрацией 0,1 моль/дм³, необходимого для нейтрализации кислых соединений в 100 см³ (100 г) молока (или продукта), разбавленного в два раза водой, в присутствии индикатора фенолфталеина.

Механизм определения титруемой кислотности следующий.

Содержащаяся в молоке молочная кислота является слабой кислотой и диссоциирует незначительно. При добавлении гидроксильных ионов (титрование щелочью) ионы водорода связываются в недиссоциированную воду. Для сохранения условий равновесия распадаются другие молекулы молочной кислоты и вновь образовавшиеся ионы водорода опять связываются добавлением ОН-ионов. Этот процесс продолжается до тех пор, пока не диссоциируют все присутствующие в молоке молекулы кислоты. Таким образом, при титровании раствором гидроокиси натра связывается все количество содержащейся в молоке кислоты.

При титровании молока щелочью наряду с молочной кислотой нейтрализуются гидрофосфаты, гидроцитраты и кислотные группы казеина, а также другие органические кислоты, присутствующие в молоке. Таким образом, при титровании молока гидроксидом натрия в молоке нарушается динамическое равновесие между недиссоциированными молекулами (АН) и ионами (А^-, Н⁺): АН ↔ А^- + Н⁺. Добавляемые при титровании гидроксильные ионы (ОН^-) связывают ионы водорода в слабодиссоциированные молекулы воды: Н⁺ + ОН^- →Н²О.

В результате удаления из раствора ионов водорода диссоциионное равновесие сдвигается вправо – в сторону распада молекул на ионы. То есть, по мере добавления гидроксида натрия все молекулы кислых соединений постепенно распадаются на ионы, при этом ионы водорода нейтрализуются гидроксилами. Кислотность свежего молока составляет 16-18^оТ. Она обусловлена наличием в молоке кислых солей: гидро- и дигидрофосфатов, дигидроцитратов – около 9-13^оТ, белков – около 4-6^оТ; углекислоты, молочной кислоты, лимонной, аскорбиновой, СЖК – около 3^оТ. Повышение титруемой кислотности при хранении молока обусловлено развитием в нем микроорганизмов, сбраживающих продукты гидролиза лактозы (моносахара) с образованием молочной кислоты. Повышение кислотности вызывает нежелательные явления, например снижение устойчивости белков к нагреванию. Поэтому показатель – титруемая кислотность – служит для определения свежести молока.

Титруемая кислотность молозива на 5-6 ^оТ выше, чем кислотность нормального молока за счет значительного повышения содержания в нем сывороточных белков. Стародойное молоко и молоко от больных животных имеет кислотность на несколько градусов ниже (на 5-8^оТ) по сравнению с нормальным, в основном за счет повышенного содержания основных солей – хлоридов.

Кроме названных факторов – состояние здоровья и стадия лактации – на титруемую кислотность молока влияют породная принадлежность, рационы кормления и др.

Так, например, при недостатке солей кальция в кормах нарушается минеральный обмен в организме коров, следствием чего является повышение титруемой кислотности молока до 23-25^оТ.

По величине титруемой кислотности контролируют все технологические процессы производства молочных продуктов, основой которых является молочнокислое брожение: кисломолочные напитки, сметана, кисломолочные белковые продукты. Кроме этого, титруемая кислотность многих продуктов (пастеризованного и стерилизованного молока, сливок, различных напитков как свежих, так и кисломолочных, творога и др.) является одним из критериев соответствия их требованиям, регламентированным нормативными документами.