Биохимические свойства молока.
Молоко представляет собой секрет молочной железы млекопитающих животных, появляющийся в молочной железе млекопитающих после родов.
Молоко содержит все питательные вещества, необходимые для нормального роста и развития человека.
Питательные вещества молока усваиваются организмом на 95%, оно способствует усвоению питательных веществ других продуктов.
При переработке молока получают высокопитательные, с превосходными вкусовыми качествами продукты: масло, сыры, кисломолочные продукты, такие, как сметана, творог, кефир, простокваша, ацидофильное молоко.
В состав молока входят вода, жиры, белки, молочный сахар, витамины, ферменты, иммунные тела.
Молочный жир — одна из важнейших составных частей молока. В молоке он находится в виде мельчайших шариков (их можно видеть лишь при помощи микроскопа), диаметр которых в среднем равняется 2—5 микронам. В одной капле молока насчитывается до 200 тыс. жировых шариков.
| Молоко, оставленное в спокойном состоянии, в течение 12 — 16 часов дает на своей поверхности отстой — сливки. Чем крупнее жировые шарики, тем больше получается сливок, так как более крупные жировые шарики легче отделяются от других составных частей молока. Молочный жир по своим вкусовым качествам и питательности ценится очень высоко, и содержание его в молоке коров является основной оценкой при определении племенной ценности молочных коров.
Белки молока состоят из казеина, альбумина и глобулина. В молоке их содержится в среднем 3, 3%, из которых 2, 7% приходится на долю казеина. Альбумина в молоке 0, 5%, глобулина 0, 1%.
Казеин имеет большое значение в молочной промышленности. На его способности свертываться основано изготовление сыров, простокваши, творога и других кисломолочных продуктов. Казеин используется в авиационной, текстильной, бумажной и других отраслях промышленности.
Альбумин и глобулин имеют важное значение для питания новорожденных телят, так как очень легко усваиваются организмом. Глобулин, кроме того, связан с наличием так называемых иммунных тел, предохраняющих организм от заболеваний.
Молочный сахар легко усваивается организмом новорожденных животных, что способствует их быстрому росту и развитию. Под действием молочнокислых бактерий молочный сахар подвергается брожению, в результате чего образуется молочная кислота. Под действием молочной кислоты молоко скисает. На этом свойстве молока основано приготовление кисломолочных продуктов.
Молочный сахар используется и в качестве сырья для приготовления некоторых лечебных препаратов (пенициллина и др.).
Минеральные вещества, содержащиеся в молоке, состоят из соединений кальция, фосфора, магния, железа, алюминия и других элементов. Преобладают в этом составе соли кальция и фосфора.
Минеральные соли молока используются для построения костяка молодых животных. Они входят в состав крови и участвуют в обмене веществ.
Из микроэлементов в молоке обнаружены; кобальт, марганец, йод, медь, цинк и др.
Витамины — все известные в настоящее время и необходимые для нормальной жизнедеятельности животного организма имеются и молоке. Количество их зависит от уровня кормления и условий содержания коров.
Ферменты. Это белковые вещества, вырабатываемые тканями животного и микрофлорой молока. Ферменты ускоряют обмен веществ в организме, имеют большое практическое значение, например при мастите вымени в молоке резко повышается количество каталазы, в загрязненном молоке увеличивается содержание редуктазы.
Молоко обладает некоторой кислотностью, которую принято выражать в градусах Тернера (Т). Градусы кислотности показывают число миллилитров 0, 1 нормальной щелочи, необходимых для нейтрализации 100мл молока при индикаторе фенолфталеине. Нормальной кислотностью молока считают в среднем 16—18°.
Молозиво. Молоко первых 5—10 дней после отела коровы называется молозивом. По физическим свойствам, химическому составу и физиологическому действию на организм новорожденного теленка оно резко отличается от молока. Молозиво заметно гуще молока, обладает большей вязкостью. Оно имеет желтоватый цвет, солоноватый вкус и своеобразный запах. Желтый цвет молозива объясняется высоким содержанием каротина в молочном жире. При нагревании молозиво свертывается. В первый день после отела коровы в молозиве содержится почти в 2 раза больше сухих веществ, чем в молоке, белка больше в 5—7 раз, особенно альбумина и глобулина, минеральных солей в 1, 5 раза, витамина А в 15 — 20 раз больше. В молозиве много витамина В12. Витамина С в молозиве содержится значительно меньше, чем в молоке. Молочного сахара тоже сравнительно мало.
Состав молозива постепенно изменяется, и к 10-му дню после отела оно превращается в нормальное молоко.
Молозиво — незаменимая пища для новорожденного теленка, так как оно высокопитательно и легко усваивается молодым организмом. Оно послабляюще действует на кишечник теленка, освобождая его от первородного кала. Кроме того, молозиво обладает защитными свойствами — в нем содержится много иммунных тел и антитоксинов. Для выработки молочных продуктов молозиво непригодно.
Физические свойства молока. В производственных условиях практическое значение имеют физические свойства молока: цвет, запах, плотность, температура кипения и замерзания.
Нормальное коровье молоко — однородная жидкость белого цвета с желтоватым оттенком, слегка сладковатая на вкус. Парное молоко имеет специфический запах. Остывшее нормальное молоко не должно иметь никакого запаха.
Плотность цельного молока характеризуется отношением веса его при температуре 20° к весу равного объема дистиллированной воды температуры 4°. Плотность молока колеблется от 1, 027 до 1, 032; средняя плотность 1, 030. Обезжиренное молоко имеет плотность 1, 033 — 1, 035. Для определения плотности молока имеется прибор, называемый ареометром. Определение плотности молока имеет значение для расчета содержания сухих веществ в нем, позволяет установить качество молока.
Температура кипения молока 100, 2 (С), температура замерзания минус 0, 55—0, 57 (С).
Микроорганизмы молока. Большая часть технологических процессов по переработке молока основана на жизнедеятельности молочнокислых бактерий. К нормальной микрофлоре молока относятся:
1) бактерии, вызывающие молочнокислое брожение;
2) гнилостные бактерии, которые неустойчивы в кислой среде и обычно подавляются жизнедеятельностью молочнокислых бактерий;
3) газообразующие бактерии, развитие которых в молоке вызывает появление неприятного запаха и привкуса.
Кроме того, в молоко могут попасть болезнетворные микробы, вызывающие заболевания человека брюшным тифом, дизентерией, туберкулезом, бруцеллезом. Заразиться человек может через молоко от больных животных. В процессе обработки молока, особенно при ручном доении, фильтровании, переливании из одной посуды в другую, охлаждении и перевозке, в молоко легко могут попасть микробы, в том числе и болезнетворные.
Чем больше микробов попадает в молоко, тем быстрее оно портится.
Чтобы предотвратить возможность распространения заболеваний через молоко и снабжать население доброкачественной продукцией, разработаны санитарные и ветеринарные правила для молочнотоварных и племенных ферм, санитарные правила для молочных маслодельных и сыродельных заводов. Разработаны также стандарты на цельное молоко, молочнокислые продукты, масло и сыры. Эти правила в обязательном порядке должны выполняться организациями и лицами, работающими в молочном производстве. В молочном деле очень большое значение имеют различные виды брожения, в результате которого молоко и молочные продукты приобретают новые свойства.
Брожения желательного типа вызывают молочнокислые, пропионовокислые микробы, молочные дрожжи и кефирные грибки.
Молочнокислое брожение протекает при участии молочнокислых бактерий — болгарской, ацидофильной и сырной молочнокислой палочек или молочнокислых стрептококков. Для развития и жизнедеятельности каждого вида микробов требуется определенная температура: для молочнокислых палочек 25—45 (С), для молочнокислых стрептококков 30—38 (С). При благоприятной температуре молочнокислые бактерии молока сбраживают сахар, образуя значительное количество молочной кислоты, которая повышает кислотность молока. На этом свойстве молока основано приготовление молочнокислых продуктов: ацидофилина, простокваши, творога, сметаны, кисломолочных сыров.
Пропионовокислое брожение вызывается пропионовокислыми бактериями и имеет место при созревании сыров. Оно заключается в действии ферментов пропионовокислых бактерий на молочный сахар, в результате чего образуются углекислый газ, вода, пропионовая и уксусная кислоты.
Спиртовое брожение в молоке протекает вместе с молочнокислым и используется при производстве кефира, кумыса и др. При этом на молочный сахар действуют ферменты специальных молочных дрожжей.
Маслянокислое брожение вызывают спорообразующие маслянокислые бактерии. Они разлагают молочный сахар на масляную кислоту, углекислый газ и водород. Эти микробы уничтожаются лишь при кипячении молока в течение 30 минут. Маслянокислое брожение редко возникает в сыром молоке, но часто в пастеризованном и кипяченом молоке, молочных консервах, а также в сыре, что вызывает его вспучивание. Продукты, подвергнутые маслянокислому брожению, имеют острый неприятный вкус и резкий неприятный запах.
Для производства каждого вида молочных продуктов требуется прежде всего получить чистое молоко. Для этого его кипятят или пастеризуют, затем охлаждают до нужной температуры, в зависимости от того, какой вид брожения требуется. В виде закваски в молоко вносят чистую культуру микробов, нужных для данного производства. Культуры бактерий готовят в специальных лабораториях, выделяя их из молока или из других молочных продуктов.
При производстве различных молочных продуктов используются различные чистые культуры.
Изменение состава молока под влиянием различных факторов.
Состав молока изменяется под влиянием условий кормления и содержания скота, зависит от породы, периода лактации и возраста животного, от моциона и техники доения.
Правильное кормление коров — одно из главных условий получения высоких удоев, доброкачественного молока.
Рационы коров должны содержать необходимое количество углеводов, протеина, витаминов, минеральных веществ и микроэлементов. С увеличением содержания протеина увеличивается удой и повышается жирность молока. Некоторые корма повышают содержание жира в молоке, а другие, наоборот, значительно снижают его. Например, при скармливании коровам силоса в полноценных рационах в молоке увеличивается содержание сухих веществ — белка, жира. Особенно увеличивается содержание каротина. Капустный лист повышает удои, но снижает содержание жира в молоке. Скармливание коровам сахарной свеклы, содержащей легкоусвояемые углеводы, способствует повышению в молоке содержания жира и белка. Такие корма, как барда, пивная дробина и кислый жом, при больших дозах этих кормов ухудшают качество масла, полученного при переработке молока.
При разнообразных рационах, содержащих большое количество сочных кормов, обычно получают молоко лучшего качества. Молочные продукты, масло и сыры, вырабатываемые из такого молока, получаются высококачественными и дольше хранятся.
Отрицательное действие на величину удоев и качество молока оказывают корма плохо сохраняемые, заплесневелые, мороженые, подъеденные грызунами и т. д. Корма со специфическим запахом и вкусом (турнепс, полынь, лук и др.) придают этот запах молоку и маслу.
Условия содержания оказывают большое влияние на продуктивность коров и качество молока. Животных надо содержать в чистых, светлых, хорошо вентилируемых помещениях, следить за чистотой их кожи и вымени.
Период лактации оказывает существенное влияние на состав молока. Первые 5—10 дней после отела корова дает молозиво, резко отличающееся по своим свойствам от нормального молока. В течение лактации величина удоя и химический состав молока несколько изменяются. Первые два месяца лактации удои коров заметно повышаются, а содержание жира и белка в молоке понижается. На величину удоев и состав молока влияет стельность коров. Примерно с 4—5-го месяца лактации удои постепенно начинают снижаться, а содержание жира и белка в молоке увеличиваться. За 10—15 дней до запуска коровы содержание жира в молоке увеличивается до 6, 5—7%, белка — до 4, 6, минеральных веществ — до 0, 9%, количество молочного сахара уменьшается до 3, 4%. Молоко имеет неприятный солоновато-горьковатый привкус и повышенную тягучесть (вязкость). Такое молоко смешивать с нормальным и сдавать запрещается. Его можно использовать в свиноводстве для выпойки поросят.
Обычно удои коров повышаются до 6—7-го отела, а затем начинают медленно снижаться. Содержание жира в молоке повышается до 5—6-го отела, до 8—9-й лактации остается на одном уровне, а затем с каждым последующим отелом постепенно снижается.
Моцион положительно влияет на молочную продуктивность коров и содержание жира в молоке. Прогулки необходимы животным во все времена года. Свежий воздух и движение благотворно влияют на организм. Животные поедают большее количество кормов, что способствует увеличению удоев, а движение усиливает обмен веществ в организме.
| Организация промышленного производства молочных продуктов диктовала необходимость развития теоретических знаний в области состава и свойств молока, научных объяснений и обоснований технологических процессов, а также подготовки профессиональных кадров.
Несмотря на то, что развитие отечественной молочной промышленности происходит в достаточно своеобразных и неблагоприятных условиях в настоящее время определились и начали реализовываться следующие тенденции технологического и технического плана:
– повышение качества молока – сырья за счет повышения культуры его производства, своевременного охлаждения, использования технических способов снижения в нем бактерий;
– формирование ассортимента молочных продуктов с учетом региональных и национальных традиций и научно-обоснованных требований адекватного питания различных категорий населения;
– совершенствование технологий и улучшение качества традиционных продуктов повышенной стойкости в хранении;
– разработка технологий, направленных на рациональное использование молока – сырья и вторичных ресурсов, образующихся в ходе технологических процессов (обезжиренное молоко, молочная сыворотка, пахта);
– разработка технологий и оборудования для производства новых видов молочных продуктов сложного сырьевого состава с использованием компонентов немолочного происхождения;
– внедрение технологий кисломолочных продуктов с про- и преобиотическими свойствами, а также обогащенных витаминами, биологически активными добавками;
– расширение ассортимента продуктов лечебно-профилактического и функционального назначения.
| Реализация этих направлений в практике производства молочных продуктов предполагает и качественно новый уровень исследований в области химии и физики молока.
Основными задачами исследований в области химии и физики молока должны явиться:
– разработка научно-обоснованных критериев создания новых видов молочных продуктов;
– разработка теоретических основ фракционирования компонентов молока (жиров, белков, углеводов) и получение на их основе продуктов различного функционального назначения, в том числе с лечебными и профилактическими свойствами);
– исследования и анализ взаимодействия различных компонентов немолочного происхождения, вносимых в молоко, пахту, обезжиренное молоко или молочную сыворотку, при производстве комбинированных и модифицированных продуктов;
– разработка эффективных методов контроля молока и молочных продуктов.
|
