Контрольная работа: Биохимия молока и молочных продуктов

Индикаторный метод определения дисперсности влаги основан на способности капелек влаги, находящихся на поверхности образца масла, при соприкосновении с поверхностью индикаторной бумаги, пропитанной раствором бромфеноласинего, образовывать сине-фиолетовые точки и пятна.

Кислотность масла характеризует наличие в нем молочной кислоты, кислых солей, а также свободных жирных кислот молочного жира; выражают в градусах Кеттсторфера (°К) - число миллилитров однонормального раствора щелочи, израсходованного на нейтрализацию 100 г масла. Кислотность сладкосливочного масла составляет 0,6-1,2 °К, а кислосливочного-1,5-2,5°К.

К важнейшим физическим характеристикам молочного жира относятся температура плавления, температура отвердевания, температура полного отвердевания, показатель преломления и число рефракции.

Температура плавления молочного жира - температура, при которой высокоплавкая фракция молочного жира полностью переходит в жидкое состояние; она составляет 28-36 °С.

Температура отвердевания молочного жира-температура, при которой начинают появляться первые кристаллы высокоплавкой фракции. Эта характеристика колеблется от 18 до 24 °С.

Температура полного отвердевания молочного жира - это температура, при которой кристаллизуется самая легкоплавкая фракция молочного жира.

Она колеблется от -40 °С до -36 °С.

Показатель преломления - оптическое свойство молочного жира, характеризующее его способность преломлять световую волну определенной длины. Обычно табличные показатели преломления приводятся для длины волны 589 нм, излучаемой натровой лампой. Молочный жир при температуре 40 °С имеет показатель преломления 1,453-1,462. По показателю преломления рассчитывают число рефракции, которое для молочного жира находится в пределах от 40 до 45.

Оптическая плотность служит мерой непрозрачности слоя вещества для световых лучей; она выражается десятичным логарифмом отношения потока излучения No, падающего на слой, к прошедшему через этот слой N.

Оптическая плотность молочного жира при длине волны 450 нм и температуре 50 °С составляет 0,220-0,586.

Химический состав молочного жира можно характеризовать или количественным содержанием жирных кислот (газожидкостная хроматография), или с помощью так называемых констант, или чисел. Важнейшими химическими числами молочного жира являются следующие.

Йодное число - условная величина, представляющая собой число граммов йода, присоединившегося к 100 г жира, и выраженная в процентах. Оно позволяет судить о степени ненасыщенности жирных кислот, входящих в состав жира. Йодное число в течение года изменяется от 25 до 45.

Число омыления характеризует среднюю молекулярную массу смеси свободных жирных кислот, входящих в состав глицеридов жира; определяется количеством миллиграммов едкого калия, необходимого для омыления глицеридов и нейтрализации свободных жирных кислот в 1 г жира. Число омыления молочного жира находится в пределах от 220 до 234.

Под числом Рейхерта-Мейссля понимают условную величину, выражаемую числом миллилитров децинормального раствора едкого калия, необходимого для нейтрализации растворимых в воде летучих жирных кислот, выделенных из 5 г жира; показатель характеризует содержание низкомолекулярных жирных кислот (масляной и капроновой). Молочный жир имеет данное число 20- 32, тогда как говяжий, свиной и бараний жиры - 0,1-1,2, а подсолнечное, хлопковое, кукурузное, соевое и кокосовое масло - 0-8. Указанное различие используют для определения натуральности молочного жира при подозрении на фальсификацию.

Число Поленске характеризует количество низкомолекулярных летучих нерастворимых в воде жирных кислот (каприловой и каприновой) в 5 г жира. Молочный жир имеет число Поленске 1,9-5.

Под структурой масла понимают форму, размеры, распределение и взаимосвязь элементов, из которых она слагается. Твердость, пластичность и другие механические характеристики масла определяются его структурой. С последней также тесным образом связаны консистенция, вкус, цвет и стойкость масла при хранении.

Невооруженным глазом и при небольшом увеличении можно наблюдать макроструктуру, а с помощью светового и электронного микроскопов - микро- и ульстраструктуру сливочного масла.

Дисперсность влаги, т. е. распределение в монолите масла капелек влаги по размерам, наряду с такими факторами, как качество сливок, метод выработки масла, величина массовой доли влаги, кислотность плазмы масла, содержание воздуха, количество тяжелых металлов и форма их связи с компонентами масла, оказывает влияние на устойчивость масла при хранении.

Для понимания структуры сливочного масла очень важным является представление о кристаллизационных и коагуляционных структурах, выдвинутое П. Ребиндером. По характеру связей между дисперсными частицами, мицеллами или микрокристалликами дисперсные системы подразделяются на кристаллизационные и коагуляционные.

Чисто кристаллизационные структуры образованы прочными химическими связями. Поэтому они обладают упруго- или эластично-хрупкими свойствами.

Типичные коагуляционные дисперсные системы имеют достаточно тиксотропные структуры с выраженной ползучестью (медленная непрерывная пластическая деформация под воздействием постоянной нагрузки). В таких системах структурообразующие частицы не контактируют между собой непосредственно, а отделены друг от друга тончайшими прослойками дисперсной среды.

Структура масла должна быть промежуточного коагуляционно кристаллизационного типа с преобладанием коагуляционных элементов и при обязательном наличии кристаллизационных. При отсутствии в структуре масла коагуляционных связей оно теряет пластичность и становится излишне твердым, крошливым.

Структура оказывает большое влияние на восприятие вкуса сливочного масла. Чем лучше диспергированы его компоненты (жир, влага), тем выраженное вкус масла.

Цвет масла определяется периодом года, дисперностью влаги и равномерностью распределения соли. Наиболее характерные пороки масла, связанные с его окраской: белое и бледноватое, пестрое или полосатое.

106.Физико-химические процессы, протекающие при выработке сухих молочных продуктов

Сухие молочные продукты обладают высокой пищевой ценностью, хорошо сохраняются в обычных условиях. Их широко используют для питания взрослых и детей, а также в других отраслях пищевой промышленности (хлебопекарная, кондитерская и др.). Сухие заменители цельного молока (ЗЦМ) успешно используют для выпойки молодняка сельскохозяйственных животных, что позволяет решить проблему недостатка молока на заводах в зимний период, а также снизить риск падежа телят.

Производство сухих молочных продуктов и ЗЦМ основано на удалении из молока в процессе сушки влаги (до содержания 4-7%). При таком содержании влаги подавляется развитие микроорганизмов.

Качество свежевыработанных сухих молочных продуктов и ЗЦМ (растворимость, консистенция, цвет, вкус) зависит от состава и свойств исходного молока (молочной смеси), а также физико-химических изменений белков, жиров, углеводов, солей во время пастеризации, сгущения, гомогенизации и сушки. В процессе хранения возможны дальнейшие физико-химические изменения составных частей молока, в результате которых меняются растворимость, цвет, вкус, биологическая ценность продуктов. Стойкость сухих молочных продуктов и ЗЦМ при хранении определяется, в первую очередь, содержанием в них влаги, свободного жира, а также условиями хранения (герметичность упаковки, температура и влажность окружающего воздуха и т. д.).

При выработке сухих молочных продуктов пастеризация должна обеспечивать инактивацию липазы при возможно минимальном тепловом воздействии на белки и соли молока. Температуру пастеризации необходимо устанавливать в зависимости от метода сушки, так как в процессе сушки молоко подвергается дополнительному тепловому воздействию.

При пленочном способе сушки температура вальцов достигает 106- 128°С, поэтому пастеризацию молока и молочной смеси ЗЦМ следует проводить при 75- 77°С. При распылительной сушке, проводимой в более мягких условиях, рекомендуется в целях полной инактивации липазы температуру пастеризации цельного или обезжиренного молока повысить до 90-95 и 85-87°С (при выработке ЗЦМ - до 85-90°С). Дальнейшее повышение температуры способствует денатурации сывороточных белков и выпадению фосфата кальция, что вызывает понижение растворимости сухих молочных продуктов.

Степень сгущения цельного и обезжиренного молока и режим сгущения влияют на качество готового продукта. От степени сгущения зависит вязкость направляемого на сушку молока или молочной смеси. Ее устанавливают, исходя из состава смеси и способа сушки.

При выработке сухого цельного молока распылительным способом молоко сгущают до концентрации сухих веществ 43-48%. При производстве ЗЦМ степень сгущения обезжиренного молока снижают до содержания сухих веществ 40-43%, учитывая дальнейшее его увеличение в смеси после внесения в молоко жировых и других компонентов (животных и гидрогенизированных жиров, соевой муки, эмульгаторов, витаминного премикса, минеральных веществ, антибиотика цинкбацитроцина и др.).

Режим сгущения влияет на вязкость молока и дисперсность жира: с увеличением температуры и продолжительности сгущения повышается вязкость и уменьшается дисперсность жира. Наличие в сгущенном молоке значительного количества крупных жировых шариков (диаметром более 8 мкм) приводит к появлению в процессе последующей сушки свободного жира. Свободный жир ухудшает смачиваемость сухого порошка и снижает скорость его растворения. При хранении продукт слеживается и приобретает салистый привкус. Приготовленное из него восстановленное молоко имеет на поверхности жировые капли.

Для уменьшения количества свободного жира перед сушкой необходимо гомогенизировать сгущенное молоко.

При производстве сухих ЗЦМ гомогенизация должна также обеспечивать эмульгирование смеси после внесения в молоко жировых компонентов.

Низкая температура гомогенизации (ниже 50°С) способствует повышению вязкости смеси и не обеспечивает качественное ее эмульгирование. Высокие температура (выше 55-60°С) и давление (более 15 МПа) вызывают, наряду с диспергированием, укрупнение жировых шариков и необратимые физико-химические изменения белков, что приводит к снижению стабильности жировой эмульсии и растворимости готового продукта.

Оптимальные режимы гомогенизации: при производстве сухого молока - температура 55-60°С, давление 10-15 МПа, при получении ЗЦМ - температура 50-55°С, давление 10-15 МПа.

При сушке в результате физико-химических процессов изменяются первоначальные свойства молока: денатурируют сывороточные белки, выпадает фосфат кальция, выделяется из жировых шариков свободный жир. Эти изменения приводят к частичному снижению растворимости продукта. Во время сушки наблюдается также разрушение ферментов и части витаминов.

При распылении сгущенного молока в сушильной камере желательно получить однородные по размеру капли. Неравномерно распыленное молоко может содержать недосушенные комочки слипшихся частиц, что снижает растворимость порошка.

Способ распыления влияет на размер частиц, количество в продукте свободного жира и заключенного внутри него частиц воздуха. Данные показатели определяют скорость растворения порошка и окисления молочного жира при хранении сухих молочных продуктов.

Основные физико-химические показатели сухих молочных продуктов - содержание влаги, растворимость, относительная скорость растворения, смачиваемость, объемная масса - обусловливаются технологическими режимами производства.

Растворимость продукта, а также смачиваемость и скорость растворения зависят от размеров, формы, внутренней структуры частиц, количества свободного жира на их поверхности, содержания в порошке воздуха и т. д.

.Биохимические различия в составе и функциях светлых и темных мышечных волокон.

Мышечное волокно большая клетка диаметром 10-100 мкм и длиной в несколько сантиметров. Она состоит из оболочки, цитоплазмы, ядра, митохондрий и других внутриклеточных включений. В отличие от других клеток, мышечное волокно имеет много ядер. Кроме того, в мышечном волокне есть тонкие нити - миофибриллы, которые играют основную роль при сокращении и свойственны только мышечным волокнам.

Исчерченность мышечного волокна обусловлена тем, что каждая миофибрилла состоит из светлых и темных участков-дисков (рис. 1).

Рис. 1. Строение миофибриллы:

а, в - электронная микрофотография миомера; б, г - схемы его строения; а, б - миофибрилла в состоянии расслебления; в, г - в состоянии сокращения. На рисунке изображены изотропный диск (А-диск), по обе стороны которого расположены по половине изотропных дисков (1/2 I-диска)

Посредине каждого светлого диска имеется темная плоская Z-мембрана, которая проходит через все миофибриллы мышечного волокна, разделяя его на саркомеры. Каждый саркомер состоит из расположенных параллельно миомеров - участков миофибрилл, ограниченных двумя Z-мембранами. Каждый миомер состоит из темного диска А и двух половинок дисков I по обе стороны от него. Посредине диска Арасположена светлая полоска H. С помощью электронного микроскопа установлено, что миофибрилла построена из еще более тонких нитей - протофибрилл. Различают два вида протофибрилл: толстые - около 10 нм - и тонкие - 5 нм, Толстые протофибриллы состоят из белкамиозина, тонкие - из белка актина. Диск I содержит лишь тонкие актиновые протофибриллы, H-полоска - только миозиновые нити. Темные части диска А по обе стороны от H-полоски состоят из обоих типов протофибрилл.

Механизм сокращения. Актин и миозин называют сократительными белками, но сами они не способны сокращаться. Сокращается только актомиозиновый комплекс за счет того, что нити миозина глубже заходят между нитями актина. Чем сильнее волокно или мышца растянуты, тем шире диск I и H-полоска и тем уже темные части диска А. Наоборот при сокращении темные участки диска А удлиняются, а диск I и H-полоска укорачиваются, длина диска А остается постоянной. Для сокращения мышцы и выполнения определенной работы необходима энергия. В мышцах используется химическая энергия питательных веществ, преимущественно глюкозы, Но химическая энергия глюкозы не идет непосредственно на выполнение механической работы. Эта энергия вследствие ряда биохимических, превращений, которые получили название гликолиза, накапливается в химических связях аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ). Сокращение миофибриллы, т. е. скольжение нитей миозина между актиновыми нитями, совершается за счет энергии, выделяемой при гидролизе АТФ. Ферментом, расщепляющим АТФ, является сам актомиозиновый комплекс, АТФазная активность которого проявляется только в присутствии ионов Са. Нервный импульс вызывает выброс Са из пузырьков саркоплазматической сети в пространство вокруг протофибрилл.

Во время сокращения мышцы не вся химическая энергия превращается в механическую - часть ее выделяется в виде тепла и расходуется на согревание организма. Поэтому, когда человек работает физически, ему становится жарко. Коэффициент полезного действия мышц составляет 20-40 % (большинство технических аппаратов, превращающих химическую энергию горючего в механическую работу, имеют значительно меньший КПД).

.Техника определения жира в твороге

Определение жира в твороге проводится по ГОСТ 5867-90 «Молоко и молочные продукты. Методы определения жира».

Аппаратура, материалы и реактивы

Жиромеры (бутирометры) стеклянные исполнения 1-6, 1-7, 1-40, 2-0,5, 2-1,0 по ГОСТ 23094 <http://docs.cntd.ru/document/1200023958> или ТУ 25-2024.019.

Пробки резиновые для жиромеров по ТУ 38-105-1058.

Пипетки 2-1-5, 3-1-5, 6-1-10, 7-1-10 и 2-1-10, 77 по ГОСТ 29169 <http://docs.cntd.ru/document/1200024085>.

Груша резиновая.