Реферат Физические свойства молока
Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2015-10-28Поможем написать учебную работу
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
от 25%
Подписываем
договор
Содержание.
Введение.
1. 1.История развития молока.
2. 2.Физические свойства молока.
2.1 Плотность.
2.2 Вязкость и поверхностное натяжение.
2.3 Осмотическое давление и температура замерзания.
2.4 Электропроводность и теплофизические свойства.
2.5 Коэффициент преломления. Число рефракций.
3.Опыты.
З Заключение.
С Список использованной литературы.
Введение.
Молоко представляет собой биологическую жидкость сложного химического состава, выделяемую молочной железой самок млекопитающих. Оно служит полноценной и незаменимой пищей для новорожденных животных, а также необходимым продуктом питания для человека любого возраста. Молоко содержит все необходимые для жизнедеятельности организма питательные вещества.
Благодаря воздействию человека на организм сельскохозяйственных животных многих видов от них стали получать молока больше, чем требуется для вскармливания детёныша, молоко начали использовать в питании населения и для производства молочных продуктов. Молоко используют в кондитерской и хлебопекарной промышленности, а так же как источник для получения отдельных его компонентов, применяемых фармацевтической, авиационной (казеиновый клей) и других отраслях промышленности.
Возрастающее значение молока как полноценного продукта питания и промышленного сырья привело к увеличению спроса на него. По этому производство молока—одна из важнейших отраслей сельского хозяйства. Во многих странах молоко составляет значительную долю в сельскохозяйственном валовом продукте.
1.История развития молочного дела.
На молоко, как на ценный продукт питания, еще в отдаленные времена обратили внимание. Людей привлекало то, что наряду с высокой питательной ценностью молоку присущи диетические и лечебно-профилактические свойства. Производство молока и улучшение его качества людей интересовало еще до нашей эры. Так, Варрон (римский писатель) в первом веке до нашей эры в книге «Сельское хозяйство» поместил сведения о том, как получить молоко хорошего качества. В литературных источниках 11 в. Уже упоминается о молочных продуктах.
В России молочным скотоводством занимались с давних времен, но молочный помысел развивался в основном в направлении производства масла. В 1575г. в списках «Торговой книги» для русского купечества масло уже числилось как товар для экспорта. До 1870г. товарное молочное животноводство в России было сконцентрировано в помещичьих хозяйствах. Молоко перерабатывали на топленое масло и сыр. В крестьянских хозяйствах скотоводство находилось на низком уровне и доля товарной невысокого качества продукции его в виде масла, творога, сметаны была незначительной.
Строительство железных дорог в России во второй половине девятнадцатого века улучшило условия для перевозки скоропортящихся молочных продуктов на рынки крупных городов - Москвы, Петербурга и других, возник и большой спрос населения на эти продукты. Что способствовало развитию их производства. В центральных районах России начали строить маслодельные и сыродельные заводы.
В годы первой мировой, а затем гражданской войны животноводству был нанесен значительный ущерб и производство молочных продуктов резко сократилось. Неограниченные возможности для развития животноводческой отрасли открылись после Великой Октябрьской революции. Начали возводиться сотни механизированных маслозаводов, создается государственная молочная промышленность, представляющая сейчас крупную отрасль народного хозяйства.
Развитие молочного дела в нашей стране связано с именами многих крупных общественных деятелей и ученых.
2.Физические свойства молока.
Молоко обладает определенными физическими свойствами, которые обусловлены присутствием в нем и взаимодействием его составных частей. Показатели физических свойств молока в последнее время во все большей мере используются для оценки его качества. Следовательно, они представляют большой интерес не только для специалистов молочной промышленности, но и для зооинженеров и других работников молочных ферм. Физические свойства являются отражением взаимосвязей между изменениями количественного и энергетического характера компонентов и дают представление о молоке через измеряемые величины. По изменению физических свойств можно судить о качестве сырого молока и последствиях воздействия на него определённых факторов. Согласно национальным стандартам различных стран, некоторые физические свойства используются как показатели качества молока и молочных продуктов. С введением техники автоматического измерения, управления и регулирования процессов физические показатели молока приобретают еще большее практическое значение. Особо в этом отношении следует подчеркнуть измеряемые прямым путем электрические величины. Физические свойства перерабатываемого молока и получаемых из него молочных продуктов необходимо знать для создания и эксплуатации современных устройств и оборудования с оптимальной производительностью при одновременном строгом контроле за свойствами сырья.
К физическим свойствам молока относятся плотность, вязкость, поверхностное натяжение, точки замерзания и кипения, электропроводность, удельная теплоемкость, окислительно-восстановительный потенциал, число рефракции.
2.1 Плотность.
По ГОСТ 3625—71,плотность – это масса при 20оС, заключенная в единице объема(г/см³). Показатель плотности используется для пересчета молока, выраженного в килограммах, в литры и наоборот, для установления натуральности молока, расчета по формулам количества сухого вещества и сухого обезжиренного остатка и других компонентов молока при использовании специальных коэффициентов.
Плотность, или объемная масса, молока при 20°С колеблется от 1027 до 1032 кг/м3. Средняя величина плотности заготовляемого в РФ молока низкая и составляет 1028,5 кг/м3(или 28,5 градусов ареометра). Плотность молока зависит от температуры (понижается с ее повышением) и химического состава (понижается при увеличении содержания жира и повышается при увеличении количества белков, лактозы и солей).
Плотность молока, определенная сразу же после доения, ниже плотности, измеренной через несколько часов, на 0,8-1,5 кг/м3. Это объясняется улетучиванием части газов и повышением плотности жира и белков (за счет изменения коэффициентов температурного расширения) при постепенном понижении температуры молока. Поэтому плотность закупаемого молока следует определять не ранее чем через 2 ч после дойки.
Величина плотности молока меняется в течение лактационного периода, вследствие болезней, а также под влиянием кормовых рационов, породы и других факторов. Значительно отличаются от нормального молока по плотности молозиво и молоко, полученное от больных маститом животных, что объясняется резким изменением содержания в них белков, лактозы и других составных частей.
Определяют плотность различными методами, технометрическими, ареометрическими и гидростатическими весами. На плотность молока влияют все его составные части — их плотность, которые имеют следующую плотность:
г/см3
вода — 0,9998; белок — 1,4511; жир — 0,931;
лактоза — 1,545; соли — 3,000.
Плотность молока изменяется от содержания сухих веществ и жира. Сухие вещества повышают плотность, жир понижают. На плотность оказывают влияние гидратация белков и степень отвердевания жира. Последнее зависит от температуры, способа обработки и частично от механических воздействий. С повышением температуры плотность молока уменьшается. Это объясняется, прежде всего изменением плотности воды — главной составной части молока. В диапазоне температур от 5 до 40оС плотность свежего обезжиренного молока в пересчете на плотность воды с повышением температуры снижается сильнее. Такое отклонение не наблюдается в опытах с 5%-ным раствором лактозы.
Поэтому снижение плотности молока можно объяснить изменением гидратации белков. В диапазоне температур от 20 до 35оС можно наблюдать особенно сильное падение плотности сливок. Оно обусловлено фазовым переходом «твердый-жидкий» — в молочном жире.
Коэффициент расширения молочного жира значительно выше, чем воды. По этой причине плотность сырого молока при колебаниях температуры изменяется сильнее, чем плотность обезжиренного молока. Эти изменения тем больше, чем выше содержание жира.
Между плотностью, содержанием жира и сухого обезжиренного остатка существует прямая связь. Так как содержание жира определяют традиционным методом, а плотность измеряют быстро ареометром, то можно быстро и просто рассчитать содержание сухих веществ в молоке без трудоемкого и длительного определения сухих веществ путем сушки при 105оС. Для чего используют формулы пересчета:
С=4,9Ж+А + 0,5; СОМО=Ж+А+ 0,76,
где С — массовая доля сухих веществ, %
СОМО — массовая доля сухого обезжиренного молочного остатка, %; Ж — массовая доля жира, %; А — плотность в градусах ареометра, (оА); 4.9, 4, 5; 0.5; 0.76 — постоянные коэффициенты.
Плотность отдельных молочных продуктов как и плотность молока зависит от состава. Плотность обезжиренного молока выше, чем сырого. С увеличением жира плотность сливок снижается. Устанавливать плотность твердых и пастообразных молочных продуктов труднее, чем жидких. У сухого молока различают фактическую плотность и насыпной вес. Для контроля фактической плотности используют специальные приборы. Плотность сливочного масла, как и сухого молока, зависит не только от количества влаги и сухого обезжиренного остатка, но и от содержания воздуха. Последний определяют флотационным методом. Это позволяет определить содержание воздуха в масле по его плотности. Метод этот приближенный, но на практике этого достаточно.
Плотность молока изменяется при фальсификации — понижается при добавлении воды (каждые 10% добавленной воды вызывают уменьшение плотности в среднем на 3 кг/м3) и повышается при подснятии сливок или разбавлении обезжиренным молоком. Поэтому по величине плотности косвенно судят о натуральности молока при подозрении на фальсификацию. Однако молоко, не удовлетворяющее требованиям ГОСТа по плотности, например молоко, имеющее плотность ниже 1027 кг/м3, но цельность которого подтверждена стойловой пробой, принимается как сортовое.
Плотность других молочных продуктов, как и плотность молока, зависит от химического состава. Например, плотность (в кг/м3) сыворотки (творожной, подсырной и казеиновой) равна, соответственно 1019-1026, 1018-1027 и 1020-1025, обезжиренного молока — 1032-1035, пахты—1031-1033.
2.2 Вязкость и поверхностное натяжение.
Сопротивление, которое испытывают и оказывают частицы молока при перемещении их относительно друг друга, называется вязкостью. Единицей измерения вязкости молока служит сантипуаза.
Вязкость, или внутреннее трение, нормального молока при 20°С в среднем составляет 1,8 · 103 Па · с с колебаниями от 1,3 · 10 ̄3 до 2,2 · 10-3 Па · с. Она зависит главным образом от содержания белков и жира, дисперсности мицелл казеина и шариков жира, степени их гидратации и агрегирования. Сывороточные белки и лактоза незначительно влияют на вязкость молока.
В процессе хранения и обработки молока (перекачивание, гомогенизация, пастеризация и т.д.) вязкость молока повышается. Это объясняется увеличением степени диспергирования жира, укрупнением белковых частиц, адсорбцией белков на поверхности шариков жира и т.д.
Практический интерес представляет вязкость сильноструктурированных молочных продуктов — сметаны, кисломолочных напитков и пр. Вязкость этих продуктов, обусловленная образованием внутренних структур, отличается от истинной вязкости ньютоновских жидкостей (к которым можно условно отнести цельное молоко). При течении неньютоновских жидкостей вязкость зависит от напряжения сдвига и градиента скорости. Для них введено понятие «эффективная вязкость», которое характеризует равновесное состояние между процессами восстановления и разрушения структуры в установившемся потоке. Эффективная вязкость простокваши, ацидофилина и сметаны 30%-й жирности составляет 445,1791 и 305 Па · с · 10-3, соответственно.
Поверхностное натяжение молока (сила, действующая вдоль поверхности жидкости, определяется сталагмометром) ниже поверхностного натяжения воды (72,7 • 10-3 Н/м) и при 20°С равно около 44 • 10-3 Н/м. Более низкое по сравнению с водой значение поверхностного натяжения объясняется наличием в молоке поверхностно-активных веществ (ПАВ) — фосфолипидов, белков, жирных кислот и т.д. Поверхностное натяжение молока зависит от его температуры, химического состава, состояния белков, жира, активности липазы, продолжительности хранения, режимов технологической обработки и т.д. Так, поверхностное натяжение снижается при нагревании молока и особенно сильно при его липолизе, так как в результате гидролиза жира образуются ПАВ — жирные кислоты, ди- и моноацилглицерины, понижающие величину поверхностной энергии.
Натяжение в молоке возникает также на границе раздела других фаз — жир—плазма и воздух—плазма, способствуя образованию гидратных оболочек шариков жира и пены. Пенообразование имеет большое значение для некоторых процессов переработки молока, например для процесса маслообразования, фризерования смеси при производстве мороженого и др. Вместе с тем пенообразование при получении, транспортировке, перекачивании, сепарировании и сгущении молока отрицательно влияет на качество получаемых молочных продуктов, так как способствует дестабилизации жировой эмульсии, липолизу и окислению свободного жира.
2.3 Осмотическое давление и температура замерзания.
Осмотическое давление молока близко по величине к осмотическому давлению крови животного и в среднем составляет 0,66 МПа. Температура замерзания нормального молока в среднем равна -0,54°С.
Осмотическое давление молока (и понижение температуры замерзания по сравнению с водой) обусловливается главным образом высокодисперсными веществами: лактозой (на молочный сахар приходится около 50-60% всей величины давления) и ионами солей — преимущественно хлоридами и фосфатами калия и натрия. Белковые вещества и коллоидные соли незначительно влияют на осмотическое давление молока, жир практически не влияет.
Осмотическое давление обычно рассчитывают по температуре замерзания молока. Согласно законам Рауля и Вант-Гоффа:
где ∆t
— понижение температуры замерзания исследуемого раствора, °С; 2,269 — осмотическое давление 1 моля вещества в
Pосм = 0,54 • 2,269/1,86 = 0,66 МПа.
Осмотическое давление молока, как и других физиологических жидкостей организма животного, поддерживается на постоянном уровне (его колебания незначительны и составляют 0,64...0,70 МПа). Поэтому повышение в молоке содержания хлоридов, влияющих на осмотическое давление молока, происходит после снижения в результате изменения физиологического состояния животного (особенно перед концом лактации или при его заболевании) количества другого важного компонента — лактозы.
Температура замерзания молока также довольно постоянная величина и колеблется в узких пределах — от —0,505 до -0,575°С. Она зависит от химического состава молока, поэтому может меняться в течение лактационного периода, при заболевании животных, а также при разбавлении молока водой, добавлении к нему соды и при повышении кислотности. По данным Г. С. Инихова, температура замерзания молока понижается в начале лактации (—0,564°С), повышается в ее середине (—0,55°С) и снова заметно снижается к концу (—0,580С).
Внесение в молоко 1% воды повышает среднюю температуру замерзания молока (—0,54°С) немногим более чем на 0,006°С (табл. 1).
Принцип измерения температуры замерзания молока лежит в основе криоскопического метода контроля натурального молока.
Таблица 1. Влияние степени разбавления молока водой на температуру замерзания
| Степень разбавления | Температура | Степень разбавления | Температура |
| молока водой, % | замерзания молока, *С | молока водой, % | замерзания молока, "С |
| 0 | -0,540 | 7 | -0,502 |
| 1 | -0,534 | 8 | -0,497 |
| 2 | -0,529 | 9 | -0,491 |
| 3 | -0,524 | 10 | -0,486 |
| 4 | -0,518 | 15 | -0,459 |
| 5 | -0,513 | 20 | -0,432 |
| 6 | -0,508 | 25 | -0,405 |
2.4 Электропроводность и теплофизические свойства.
Удельная электропроводность молока в среднем составляет 46 • 10-2 См/м с колебаниями от 40 • 10-2 до 60 • 10-2 См/м. Ее обусловливают главным образом ионы — Cl-, Na+, K+, Н+, Са2+ и др. Электрически заряженный казеин, сывороточные белки и шарики жира в силу больших размеров передвигаются медленно и несколько тормозят подвижность ионов, то есть практически уменьшают электропроводность молока.
Величина электропроводности молока зависит от лактационного периода, породы животных и других факторов. Молоко, полученное от животных больных маститом и в конце лактации, имеет повышенную электропроводность, равную 1,3 и 0,65 См/м, соответственно. Следовательно, по изменению удельной электропроводности молока можно выявить животных с воспалением молочной железы.
Электропроводность повышается при нарастании кислотности молока и снижается при разбавлении его водой. Концентрирование молока вследствие повышения вязкости и усиления межионных взаимодействий приводит к снижению электропроводности.
Теплофизические свойства молока необходимо знать для расчетов затрат теплоты или холода на нагревание или охлаждение молока и молочных продуктов. Наиболее важными из них являются удельная теплоемкость, теплопроводность и коэффициент температуропроводности, которые связаны между собой соотношением
где а — коэффициент температуропроводности, м2/с; λ — теплопроводность, Вт/(м • К); с — удельная теплоемкость, Дж/(кг • К); р — плотность продукта, кг/м3.
Теплофизические свойства молока и молочных продуктов зависят от температуры, содержания сухих веществ, влаги, жира, кислотности, дисперсности жира и т.д.
Удельная теплоемкость цельного молока, как и удельная теплоемкость воды и обезжиренного молока, в интервале температур 273-333°К (О-6О°С) изменяется незначительно. В указанном интервале температур приближенно ее можно считать величиной постоянной, равной 3900 Дж/(кг • К), или 3,9 кДж/(кг • К).
2.5 Коэффициент преломления. Число рефракций.
Этот показатель определяют с помощью рефрактометров (Цейсса—Вольни, Аббе и др.) при постоянной температуре (17,5 ºС). Коэффициент преломления выражают или в показателях шкалы рефрактометра или величиной преломления, представляющей собой отношение синуса угла падения к синусу угла преломления луча света, проходящего через среду. Измерение основано на том, что величина угла преломления зависит от разности между плотностями сред, через которые он проходит. Коэффициент преломления молока колеблется от 1,3470 до 1,3615. Данному коэффициенту преломления соответствует число рефракций – 37,5 – 41,2. Величина коэффициента преломления находится в прямой зависимости от концентрации растворенных в молоке веществ. Коэффициент рефракции используется для определения натуральности молока, молочного жира, содержания молочного сахара в молоке.
3. Опыты.
Определение жирности молока (химический метод Гербера ГОСТ 5867-69).
В чистый жиромер, стараясь не смочить горлышко, отмеривают 10 мл серной кислоты и осторожно по стенке сливают 10,77 мл молока, добавляют 1 мл изоамилового спирта, затем жиромер обертывают салфеткой, плотно закрывают сухой резиновой пробкой, встряхивают до полного растворения белковых веществ, после этого ставят пробкой вниз в водяную баню (t 65 ºС± 2 ºС) на 5 мин, затем жиромеры вынимают из бани, вставляют в патроны центрифуги вниз пробками, располагая их симметрично, и центрифугируют (частота вращения 1000 об/мин) в течение 5 мин. После центрифуги жиромеры снова помещают в водяную баню на 5 мин. Вынув жиромеры из бани, быстро ведут отсчет жира, для чего осторожным движением пробки вверх-вниз устанавливают нижнюю границу столбика жира на целом делении шкалы и от него отсчитывают число делений до нижней точки мениска столбика жира. При отсчете жиромер держат вертикально, граница жира должна находится на уровне глаз. Объем 10 малых делений шкалы жиромера соответствует 1% жира в молоке. Отсчет жира производят с точностью до 1-го маленького деления шкалы. Расхождение между параллельными определениями не должно превышать 0,1% жира.
Определение кислотности молока (ГОСТ 3624-67).
Берем чистую пробирку и добавляем 10 мл молока, по стенке пробирки сливают молоко, затем добавляют 3 капли 0,1% фенолфталеина, после чего титруют щелочью 1%-ной. По шкале смотрим какое количество щелочи ушло на изменение окраса молока. Окрас молока мы сравниваем с эталоном, который изготавливается: 20 мл дистиллированной воды, 10 мл молока и 1 мл реактива кобальт сернокислый 2,5% -ный; после показания результата высчитываем с поправкой 2º. Например, у нас ушло щелочи 20 делений и -2 получаем 18, следовательно, молоко 1-го сорта.
Определение плотности молока (ГОСТ 3625-71).
Берем чистый цилиндр 250 мл-вый , споласкиваем его проверяемым молоком, затем наливаем 250 мл молока и опускаем ареометр. После чего смотрим: верхняя шкала прибора показывает температуру молока, а нижняя его плотность. Например, ареометр показывает t 17 ºС и плотность 28, мы смотрим по таблице на пересечении температуры и плотности мы увидим показания плотности. При температуре 20ºС показывается самая точная плотность молока.
Заключение.
Молоко содержит все питательные вещества, необходимые для поддержания жизни и развития организма.
Высокая питательная ценность молока обусловлена не только содержанием в нем белковых веществ, жира, углеводов, минеральных солей и благоприятным их соотношением, но и специфическим составом указанных компонентов. Фактически нет другого пищевого продукта, который по питательной ценности равен молоку. Соответственно, чем лучше физические свойства молока, тем оно качественней и полезней.
Список использованной литературы.
1. Барабанщиков Н.В «Молочное дело», М., «Колос»,1983 г.
2. Вессер Р. «Технология получения и переработки молока». М., «Колос»1971г.
3. Дьяченко П.Ф «Технология молока и молочных продуктов», изд. «Пищевая промышленность», 1974 г.
4. Инихов Г.С «Биохимия молока и молочных продуктов». М., «Пищевая промышленность»,1970 г.
