Молоко коров’яче І ВЕРШКИ

Хімічний склад і харчова цінність молока. Молоко – це продукт нормальної секреції молочної залози корови. Молоко є складною дисперсною системою, що містить більше сотні органічних (білки, жири, вуглеводи, ферменти, вітаміни) і неорганічних (вода, мінеральні солі, гази) речовин.

Склад молока непостійний і залежить від багатьох факторів: породи і віку корови, умов годування і утримування, рівня продуктивності і способу доїння, періоду лактації і інших чинників. Період лактації у корів триває 10-11 місяців, протягом цього часу від корів одержують доброякісне молоко.

До складу коров’ячого молока входять (таблиця 17) 85-90% води, 2,8-% - жиру, 2,7-3,8% білків, 4,4-5,1% - молочні цукор, 0,6-0,85% - мінеральні речовини, ферменти, вітаміни, гормони, пігменти, гази. Вміст сухого залишку (жир, білки, мінеральні речовини) в молоці після видалення з нього вологи коливається від 11 до 15%.

Таблиця 17 - Хімічний склад молока

З технологічної і економічної точки зору молоко можна розділити на воду і суху речовину, до складу якої входить молочний жир і сухий знежирений залишок. Найбільші коливання в хімічному складі молока відбуваються за рахунок зміни вмісту води і жиру. Вміст лактози, мінеральних речовини та білків відрізняються постійністю. Тому за вмістом цього молочного залишку можна судити про натуральність молока.

Білки молока – це високомолекулярні з'єднання, що складаються з амінокислот, зв'язаних характерним для білків пептидним зв'язком. Білки молока ділять на дві основні групи – казеїн (2,7%) і сироваткові білки – альбумін (0,4%) і глобулін (0,2%).

Казеїн в сухому вигляді – білий порошок без смаку і запаху. Казеїн являється складним білком, молекули якого мають досить великий розмір. В молоці казеїн знаходиться в колоїдному стані у вигляді розчинної кальцієвої солі. Під дією кислот, кислих солей і ферментів він згущається (коагулює) і випадає в осад. Ці властивості дозволяють виділяти казеїн із молока. Після зсідання та видалення казеїну в молочній плазмі у розчиненому вигляді залишаються сироваткові білки.

Основні сироваткові білки – альбумін і глобулін. За своєю будовою це прості білки. Альбумін відноситься до простих білків, добре розчиняється у воді. Під дією сичужного ферменту і кислот альбумін не згущається. При нагріванні до 70°С він випадає в осад. Глобулін присутній в молоці в розчиненому стані. Він також відноситься до простих білків, згущається при нагріванні в слабокислому середовищі.

Оскільки до складу всіх білків молока входять всі незамінні амінокислоти, тому вони вважаються повноцінними. Сироваткові білки з погляду фізіології харчування більш повноцінні, ніж казеїн, оскільки містять більше незамінних амінокислот і сірки.

Ступінь засвоєння білків молока складає 96-98%.

Молочний жирв чистому вигляді є складним ефіром трьохатомного спирту гліцерину і жирних кислот. До його складу входять триглицериди насичених і ненасичених кислот, вільні жирні кислоти і неомиляємі речовини (вітамінів, фосфатидів).

Молочний жир знаходиться в молоці у вигляді жирових кульок розміром від 0,5 до 10 мкм, покритих лецитиново-білковою оболонкою, яка запобігає їх злипанню та розшаровуванню молока. Тому молоко представляє собою емульсію молочного жиру в плазмі молока, яка при зниженні температури переходить в суспензію.

Властивості молочного жиру обумовлюються властивостями жирних кислот, що входять до його складу, та характеризуються низькими температурами плавлення (27-34⁰С) та застигання (17-21 ⁰С).

У складі молочного жиру переважають олеїнова та пальмітинова кислоти, а на відміну від інших жирів він містить підвищену кількість низькомолекулярних жирних кислот (масляної, капронової, каприлової, капринової).

Молочний жир малостійкий до дії високих температур навколишнього середовища, світлового проміння, водяної пари, кисню повітря, розчинів лугів і кислот. Під впливом цих чинників він гідролізується, осалюється, окислюється і гіркне. Тобто всі ці чинники сприяють прискоренню псування жирової частки молока і знижують його якість.

Молочний жир має приємні смак і аромат, додає молочній їжі м'який і повноцінний смак, запобігає розвитку таких дефектів, як крупитчатість і водянистість, позитивно впливає на структуру і консистенцію молочних продуктів.

Молочний цукор (лактоза) за сучасною номенклатурою вуглеводів відноситься до класу олігосахаридів (дисахарид).

Лактоза відіграє важливу роль у фізіології розвитку людини, оскільки є практично єдиним вуглеводом, який отримує новонароджений із їжею. Цей дисахарид розщеплюється ферментом лактазою і є не тільки джерелом енергії, але і регулює кальцієвий обмін.

При нагріванні молока до температури вище 95°С молочний цукор реагує із білками і деякими вільними амінокислотами, в результаті утворюються меланоідини – речовини темного кольору із явно вираженим присмаком карамелізації. До цієї реакції залучається головним чином незамінна амінокислота лізин, тому біологічна цінність продуктів знижується. Реакція меланоідиноутворення протікає в пастеризованому, стерилізованому, згущеному і сухому молоці. При високих температурах нагрівання (160-180°С) відбувається карамелізація лактози і розчин придбає коричневе забарвлення.

Лактоза в порівнянні з сахарозою менш солодка і гірше розчиняється у воді. Особливість лактози – повільне всмоктування ( засвоєння) стінками шлунку і кишечнику. Потрапляючи в товстий кишечник, вона стимулює життєдіяльність бактерій, що продукують молочну кислоту, яка пригнічує розвиток гнильної мікрофлори. Засвоюваність молочного цукру складає 99%.

Мінеральні речовини (солі молока) містяться в молоці в кількості 0,7-0,8%. Велику частину складають середні і кислі солі фосфорної кислоти. Із солей органічних кислот присутні головним чином солі казеїнової і лимонної кислот. В молоці містяться макроелементи (натрій, калій, магній, кальцій) і мікроелементи (залізо, мідь, кобальт, марганець, цинк, йод і ін.). Ці хімічні елементи містяться в молоці у вигляді іонів.

Солі кальцію мають велике значення не тільки для організму людини, але і для процесів переробки молока. Наприклад, недостатня кількість солей кальцію обумовлює повільне сичужне згортання молока при виготовленні сирів, а їх надлишок – коагуляцію білків молока при стерилізації.

Вітаміни. Молоко містить всі життєво необхідні вітаміни, але деякі в недостатніх кількостях. Вміст вітамінів залежить від сезону року, породи тварин, якості кормів, умов зберігання і обробки молока.

Вітамін А– ретинол, він утворюється в слизовій оболонці кишечнику тварин із каротинів корму. У корів частина каротинів всмоктується в кишечнику без трансформації у вітамін А і потім виявляється в молоці. Добова потреба людини у вітаміні А – 1мг. В молоці міститься в середньому 0,24 мг/кг, в кефірі – 0,41мг/кг. Оскільки ретинол є жиророзчинним вітаміном, то найбільша кількість його в сметані – 5,55мг/кг, сирі – 2,5мг/кг, маслі – 4,9мг/кг. Літнє молоко містить більше цього вітаміну, ніж зимове. Зберігання молока веде до зниження вмісту вітаміну А. Цей вітамін добре витримує нагрівання до 120°С, але без доступу повітря. Руйнується під впливом кисню і світла.

Вітамін Д – кальциферол. Добова потреба людини – 25 мг, утворюється вітамін D із стеринів під впливом ультрафіолетового проміння, тому в літньому молоці його міститься значно більше, ніж в зимовому. В середньому в молоці може бути до 1,5мг/кг вітаміну Д. При переробці молока він не руйнується і разом з жиром переходить в молочні продукти.

Вітамін Е– токоферол, міститься в молоці в невеликій кількості 0,7-0,9мг/кг. Молоко корів, що отримують зелений корм, багатше токоферолами, ніж молоко корів, що вигодовуються сухим кормом. Токофероли стійкі до тривалого нагрівання, але під дією кисню окислюються. Вони є антиоксидантами, оберігають від окислювального псування жири. При зберіганні молочних продуктів токофероли руйнуються, а їх антиокислювальні властивості знижуються.

Вітамін В₁– тіамін, добова потреба в ньому 2мг. Вміст його у молоці біля 0,5мг/кг. В кисломолочних продуктах вміст тіаміну збільшується за рахунок його синтезу деякими расами молочнокислих бактерій. При тепловій обробці молока (пастеризація і сушка) вітамін руйнується незначно.

Вітамін В₂– рибофлавін. Добова потреба 2 мг. В молоці міститься 1,5-2мг/кг. Пастеризація молока майже не знижує вміст вітаміну. В кисломолочних продуктах вміст вітаміну зростає. В сирі міститься від 2,3 до 6,8 мг/кг.

Вітамін В₁₂– добова потреба - біля 1мг. В молоці міститься біля 7,5мг/кг, тому молоко вважається багатим джерелом цього вітаміну. Даний вітамін відрізняється стійкістю при нагріванні молока до 120°С.

Вітамін В₆–пиридоксин, знаходиться в молоці у вільному та зв'язаному із білками молока стані, стимулює розвиток молочнокислого стрептокока, відрізняється стійкістю при нагріванні. Вміст в молоці – 0,2-1,7мкг.

Вітамін РР–нікотинова кислота. Добова потреба – 150мг. В молоці міститься 1,5мг/кг. Вітамін РР в молоці стійкий, не руйнується при окисленні, під дією світла і лугів. В кисломолочних продуктах його дещо менше , оскільки молочнокислі бактерії споживають нікотинову кислоту.

Вітамін С–аскорбінова кислота. Молоко і молочні продукти містять недостатню кількість вітаміну С. Добова потреба – 75-100мг. В свіжо видоєному молоці вміст вітаміну С досягає 10-25 мг/кг, але при зберіганні молока його кількість швидко знижується. Пастеризація молока руйнує вітамін С та знижує його вміст на 30%. Сквашування молока молочнокислими бактеріями підвищує його вміст.

Ферментимолока утворюються в молочній залозі тварини або виділяються мікроорганізмами. Важливу роль грають такі ферменти молока, як лактаза, фосфатаза, редуктаза, пероксидаза, ліпаза, протеаза, амілаза.

Ферменти молока можуть грати як позитивну, так і негативну роль. Їх активність залежить від температури, величини рН, концентрації сухих речовин молока і інших чинників.

Імунні тіла (антитіла),мають бактерицидні властивості. Вони утворюються в організмі тварини, на нетривалий час пригнічують розвиток мікроорганізмів. Час, протягом якого виявляються бактерицидні властивості молока, називається бактерицидною фазою. Тривалість її залежить від температури молока і складає при 30°С – 3ч., при 5°С – більше доби.

Пігменти–мають двояку природу: тваринного і рослинного походження. Пігменти рослинного походження потрапляють в молоко із кормів (каротин, хлорофіл). Пігмент рибофлавін надає жовтий колір молоку і зеленувато-жовтий – сироватці.

Гази містяться в молоці в невеликій кількості – 50-80мл в 1л, у тому числі 50-70% вуглекислоти, 10% - кисню і 30% азоту. При тепловій обробці молока частина газів випаровується.

Вода– основна складова частина молока. Кількість її визначає фізичний стан продукту, фізико-хімічні і біохімічні процеси в ньому. Від активності води, її енергії зв'язку залежить інтенсивність біохімічних і мікробіологічних процесів, а також збереження молочних продуктів.

Властивості молока. Молоко є складною полідисперсною системою. Складові частини молока тісно взаємозв'язані. Властивості молока обумовлені властивостями компонентів, що містяться в ньому, тому будь-які зміни вмісту і стану складових частин молока викликають зміни його властивостей.

Фізичні властивостімолока характеризуються густиною, поверхневим натягненням, осмотичним тиском, точкою замерзання, в'язкістю і ін.

Густина молока – це співвідношення маси молока при температурі 20°С до маси того ж об'єму води при температурі 4°С. Густина молока залежить від вмісту в ньому складових частин молока. Показник густини коров'ячого молока знаходиться у межах 1,027-1,032г/см.куб. При додаванні води до молока в кількості 10% густина зменшується на 0,003 одиниць. Фальсифікацію молока водою можна визначити за густиною, якщо додано 15% води.

Поверхневе натягнення молока в середньому в 1,5 рази нижче за поверхневе натягнення води, що пояснюється наявністю в молоці поверхнево-активних речовин (білки плазми молока, білки оболонок жирових кульок, фосфатиди, жирні кислоти). Білкові речовини знижують поверхневе натягнення і сприяють утворенню піни.

В'язкість молока майже в 2 рази більше в'язкості води і при 20°С складає (1,67-2,18) ·10‾³ Па·с для різних видів молока.

Осмотичний тиск молоко досить близько до осмотичного тиску крові людини і складає 0,74Мпа. Осмотичний тиск молока сприятливо для розвитку мікроорганізмів. Воно тісно пов'язано із температурою замерзання молока (кріоскопічною температурою). Температура замерзання, як і осмотичний тиск, молока у здорових корів практично не змінюється. Тому по кріоскопічній температурі можна достовірно судити про фальсифікацію (розбавлення водою) молока.

Хімічні властивостіхарактеризуються титрованою і активною кислотністю.

Титрована кислотність є найважливішим показником свіжості молока. Вона показує концентрацію складових частин молока, що мають кислотний характер, і виражається в градусах Тернера (°Т) і для свіжовидоєного молока складає 16-18°Т. При зберіганні молока кислотність підвищується, оскільки при розвитку мікроорганізмів, зброджується молочний цукор із утворенням молочної кислоти. При цьому знижується стійкість білків при нагріванні.

Активна кислотність або водневий показник рН – визначається концентрацією водневих іонів, один з важливих показників якості молока. Для свіжовидоєного молока рН знаходиться в межах 6,4-6,7, тобто молоко має слабокислу реакцію.

Бактерицидні властивості. В свіжовидоєному молоці кількість мікроорганізмів протягом певного періоду, званого бактерицидною фазою, не збільшується, а іноді і зменшується. Бактерицидна фаза тим довша, чим швидше охолоджено молоко після доїння до низької температури 3-5°С і нижче його засіянність мікроорганізмами. При цьому молоко зберігається в свіжому вигляді більш тривалий період (24 ч і більш). При нагріванні до температури 60°С, молоко втрачає бактерицидні властивості.

Приймання і обробка молока на заводі. Технологічна схема виготовлення всіх видів молока складається із таких операцій: приймання і оцінка якості сировини, нормалізація і очищення, гомогенізація, термічна обробка, охолодження, розлив, маркування і зберігання. Кожна з цих операцій впливає на формування споживних властивостей питного молока.

Приймання і оцінка якості. Молоко, що надходить до молокозаводів підлягає контролю: перевіряють органолептичні показники, вміст жиру, ступінь свіжість за даними титрованої кислотності, ступінь чистоти, температуру. За даними контролю молоко підрозділяють на ґатунки. До 1-го ґатунку відносять молоко з кислотністю не вище 16-18°Т, за ступенем чистоти не нижче 1 класу, з температурою не вище 10°С; до 2-го ґатунку – з кислотністю не вище 20°С, за чистотою не нижче 2-го класу, температура не враховується. Не підлягає прийманню молоко у перші і останні сім діб лактації, з присмаками і запахами нафтопродуктів, хімікатів, цибулі, часнику, від хворих тварин без спеціального дозволу.

Очищення і нормалізація молока. Від очищення молока залежить такий показник як чистота. Молоко за цим показником поділяється на три групи: першу, другу і третю. У молоці першої групи чистоти на фільтрі відсутні частинки механічних домішок, другої – є окремі частинки домішок, третьої – помітний осад частинок. Застосовують ще і бактофугірування, яке дозволяє одночасно з механічними домішками видалить із молока і більшу частину мікроорганізмів.

Після очищення молоко нормалізують. Мета нормалізації питного молока - доведення до норми вмісту у ньому жиру, білків, вітаміну С. Для цього використовують незбиране і знежирене сухе молоко, вершки.

Гомогенізація. Під час гомогенізації подрібнюють великі жирові та білкові кульки на дрібні. Жир у вигляді дрібних кульок не відшаровується і краще засвоюється організмом людини, тому що він має відносно більшу поверхню у порівнянні з великими кульками.

Термічна обробка молока. При термічній обробці молока знищується вегетативна форма бактерій, у тому числі патогенна. Молоко – це поживне середовище для розвитку бактеріальних процесів. Термічна обробка молочної сировина являється обов’язковою технологічною операцією.

Термічну обробку молока залежно від температури підрозділяють на пастеризацію і стерилізацію.

Пастеризація – теплова обробка молока при температурі не вище 100°С, нижче за точку його кипіння. Мета пастеризації – зробити молоко безпечним для споживання в мікробіологічному відношенні, додати молоку визначені смак і запах. Пастеризація молока у поєднанні з охолоджуванням і асептичним розливом, виключає вторинне обсіменіння мікроорганізмами, запобігає псуванню продукту при зберіганні.

В даний час на молочних підприємствах застосовують декілька видів пастеризації, які ґрунтуються на співвідношенні температури обробки та часу витримки. Чим нижча температурна обробка, тим довша витримка молока. Таким чином, розрізняють пастеризацію короткочасну при температурі 75°С з витримкою 15-20с і моментальну в потоці – при температурі понад 85°С без витримки.

Стерилізація – теплова обробка молока при температурі вище 100°С. При стерилізації повністю знищуються всі види вегетативних та спороутворюючих мікроорганізмів, а також частково їх спори, інактивуються ферменти. Строк зберігання такого молока значно збільшується. Стерилізація приводить до більш глибоких змін у молоці, ніж пастеризація. Стерилізоване молоко набуває кремового відтінку і характерного смаку та запаху. У стерилізованому молоці частково руйнується оболонка жирових кульок, що може бути причиною відшарування жиру.

В молочній промисловості застосовують наступні види стерилізації: стерилізація в тарі при температурі 115-120°С з витримкою 30 і 20 мін.; стерилізація в потоці при температурі в межах 140°С з витримкою 2с.

Охолоджування молока проводять після термічної обробки до температури +1+2°С з метою уникнення небажаних процесів, розливають і маркують. Тара повинна бути чистою, фляги добре луджені.

Класифікація і асортимент молока. Сировиною для виробництва молока служать натуральне молоко, знежирене молоко, сухе незбиране молоко, сухе знежирене молоко, вершки. На підприємства масового харчування молоко поступає пастеризованим або стерилізованим. Розширяється виробництво знежиреного молока, молочної сироватки для більш повного використання всіх складних речовин молока. З метою підвищення харчової цінності в молоці з низьким вмістом жиру збільшують вміст білкових речовин шляхом додавання сухого незбираного або знежиреного молока. Для розширення асортименту молока, отримання різноманітних смакових особливостей і збільшення енергетичної цінності в якості харчових домішок використовують цукор, плодово-ягідні сиропи, каву, какао та ін. Біологічну цінність молока збільшують шляхом додавання вітамінів.

Питне молоко класифікують за способом термічної обробки, вмістом жиру і добавок, вмістом біологічно активних речовин, призначенням, за видом споживчої тари (рисунок 4)

Рисунок 4 – Класифікація молока

За ступенем натуральности: незбиране натуральне, відновлене.

За вмістом жиру: знежирене (не більше 0,5%); 1,5%; 2,5%; 3,2%; 3,5%; високожирне – 4% та 6%.

За вмістом біологічно активних речовин: звичайне, вітамінізоване (збагачене вітаміном С чи комплексом вітамінів С і Д), білкове (з підвищеним вмістом молочних білків).

За наявністю добавок: без добавок, з кавою, шоколадне, медове, фруктове (з плодово-ягідними соками чи шматочками свіжих плодів).

За видом споживчої тари: в транспортній тарі – фляги, цистерни, бідони; у споживчій тарі - в плівці (мішечки), в пляшках (скляних чи полімерних), в комбінованій упаковці («Тетра-пак», «Тетра-Брик» та ін.).

За видом термічної обробки молоко поділяють на пастеризоване і стерилізоване.

Пастеризоване молоковиготовляють з таким вмістом жиру, %: 6,0; 4,0; 3,5; 3,2; 2,5; 2,0; 1,5; 1,0 і знежирене. Таке молоко отримують нормалізацією незбираного молока або відновленого, яке виготовляють повністю або частково із сухого молока розпилювальної сушки. Пастеризоване молоко виготовляють в асортименті: білкове, пряжене, вітамінізоване.

Відновлене молоко – це пастеризоване молоко із необхідним вмістом жиру, що виробляється повністю або частково із молочних консервів. Відновлене молоко — молоко із вмістом жиру 3,5, 3,2 і 2,5%, що виробляється повністю або частково з сухого коров'ячого молока розпилювальної сушки. Для отримання відновленого молока сухе цільне молоко розпилювальної сушки змішують з підігрітою водою, перемішують. В отриману емульсію із вмістом жиру 20% додають води до жирності 3,2%, фільтрують, охолоджують і витримують 3-4 ч при температурі не вище 6°С для більш повного розчинення основних компонентів і набухання білків. Далі нормалізоване молоко пастеризують, гомогенізують, охолоджують і розливають.

Знежирене молоко– це знежирена частина молока, одержана сепарацією і містить не більше 0,05% жиру.

Пастеризоване молоко підвищеної жирності готують із незбираного молока шляхом додавання вершків до вмісту жиру 4 або 6%. Це молоко повинне обов'язково піддаватися гомогенізації з метою уповільнення відстою молочного жиру.

Вітамінізоване молоко виробляють двох видів: із вітаміном С і комплексом вітамінів А, Д2 і С для дітей дошкільного віку. Вміст вітаміну С повинен бути не менше 10 мг на 100 мл молока. Молоко з вітаміном С випускають з вмістом жиру 1,5%, 2,5%, 3,2% і знежирене.

Білкове молоко характеризується низьким вмістом жиру і підвищеною кількістю сухого знежиреного залишку (від 10,5 до 11,0%). Білкове молоко відрізняється підвищеною кислотністю (до 25° Т) за рахунок високого вмісту сухого знежиреного залишку. Білкове молоко випускають 1% і 2,5% жирності.

Пряжене молоко – нормалізоване молоко із вмістом жиру 4 або 6%, піддане гомогенізації, пастеризоване при температурі не нижче 95°С із витримкою 3-4 години. Тривалу витримку молока при температурах, близьких до 100°С, називають пряженням.

В процесі пряження молоко перемішують, гомогенізують, охолоджують і розливають. Готовий продукт має характерні смак і запах, кремовий колір. Харчова цінність топленого молока нижче, ніж пастеризованого, через денатурацію білків, руйнування вітамінів, утворення меланоідинів і переходу кальцію в важкий розчинний стан.

Молоко із какао і кавою виробляють в невеликій кількості, оскільки для його виробництва необхідна імпортна сировина: какао-порошок, кава і дорогий агар.

Стерилізоване молоко – молоко, піддане гомогенізації і високотемпературній термічній обробці – при температурах вище 100 °С. Основні відмінності стерилізованого молока від пастеризованого — висока стійкість при кімнатній температурі і характерні смакові особливості. Виробляють стерилізоване молоко в пляшках і пакетах. Застосовують два способи стерилізації: одностадійний і двостадійний. Спосіб одностадійної стерилізації дозволяє краще, ніж двохстадійний, зберегти органолептичні показники молока і його біологічну цінність.

Стерилізоване молоко Можайське випускають у пляшках, вміст жиру 3,2%, зберігається до 2-х місяців.

Молоко стерилізоване пароконтактним способом і паковане у паперові пакети (тетра-пак) або картонні короби (тетра-брік) за своїми властивостями близьке до пастеризованого. Виготовляють із вмістом жиру 3,5%. 3,2%. 1,5%, 1,0% згідно з використаним пакуванням.

Молоко стерилізоване з наповнювачами – з кавою, какао, фруктово-ягідними добавками – виготовляють із вмістом жиру 3,2% і 1,0%.

Гарантійний термін зберігання стерилізованого молока в пакетах від 10 діб до 4 місяців при температурі 20°С.

Іонітне молоко одержують шляхом видалення з нього кальцію і заміщення його еквівалентною кількістю калію або натрію при обробці молока в іонообмінниках. Таке молоко при згортанні набуває дрібної пластівцевої консистенції, тому легко і швидко засвоюється організмом дитини. Іонітне молоко збагачене вітамінами і стерилізоване в скляній тарі місткістю 200 мл. Рекомендовано для дитячого харчування.