Физико-химические свойства молочного жира

Из физико-химических свойств практический интерес представляют способность молочного жира к плавлению и кристаллизации.

На плавление молочного жира оказывают влияние три фактора:

- вид кислотных компонентов в триацилглицеринах;

- распределение жирных кислот в триацилглицеринах;

- полиморфные формы кристаллов жира.

Триацилглицерины с ненасыщенными и низкомолекулярными жирными кислотами характеризуются более низкой температурой плавления, чем триацилглицерины с насыщенными высокомолекулярными кислотами.

Диапазон температур плавления триацилглицеринов очень широк: от 65^оС для трипальмитина до 5^оС для триолеина.

Говорить о температуре плавления молочного жира в строгом смысле этого слова нельзя, так как в отличие от чистых химических соединений он не имеет четко выраженной температуры плавления (часть триацилглицеринов в молочном жире присутствует в жидком виде).

При плавлении молочного жира протекают два процесса: плавление твердых триацилглицеринов и растворение твердых триацилглицеринов в жидкой жировой фазе. В свежевыдоенном молоке молочный жир представляет собой относительно гомогенную систему и образует с плазмой молока эмульсию. При охлаждении молока молочный жир становится перенасыщенным по отношению к некоторым триацилглицеринам, имеющим высокую температуру плавления, которые образуют твердую фазу – кристаллы. Первые отвердевшие триацилглицерины появляются при температуре от 19 до 25^оС, а полное отвердевание произойдет при минус 40^оС. При любой температуре в интервале между 25^оС и минус 40^оС молочный жир представляет собой систему из жидкой и твердой фаз.

Триацилглицерины в твердом состоянии образуют кристаллы, которые могут иметь различную форму и перходить из одной формы в другую. Это явление называется полиморфией и обусловлено исключительно полиморфизмом жирных кислот, входящих в состав ацилглицеринов.

Полиформизм – способность вещества образовывать несколько кристалических модификаций, отличающихся параметрами кристаллической структуры и, соответственно этому, физическими свойствами, например температурой плавления и плотностью. Образование той или иной полимерной модификации зависит от внешних факторов, в первую очередь от температуры и давления. Триацилглицерины молочного жира в зависимости от условий отвердевания способны образовывать четыре полиморфные модификации (формы): нестабильную γ-форму, неустойчивую α-форму, сравнительно устойчивую β’-форму и наиболее стабильную β-форму. Они различаются характером построения кристаллической решетки, удельным объемом, конфигурацией и величиной кристаллов, температурами плавления. Метастабильные формы γ, α и β’ обладают способностью превращаться из одной формы в другую только в направлении от менее стабильной к более стабильной, то есть γ→α→β’→β.

При кристаллизации группы триацилглицеринов образуют смешанные кристаллы, состоящие из родственных по химической природе и физическим свойствам ацилглицеринов, например SSP и PPP; SOO и SOS; SSS и SOS (S-стеариновая, Р-пальмитиновая , О-олеиновая кислоты, входящие в состав троиацилглицеринов). Кристаллизация – это экзотермический процесс, при котором освобождается теплота кристаллизации. В молочном жире процесс начинается с образования зародышей кристаллов, а затем происходит рост кристаллов. В процессе технологической обработки молоко или сливки подвергаются различным температурным воздействиям, что ведет к повторяющимся частичным процессам кристаллизации и плавлению молочного жира. Направленное регулирование технологических режимов обработки сливок позволяет обеспечить определенное соотношение полиморфных форм кристаллов в жировой фазе, образование смешанных кристаллов, снижение связи белковых оболочек жировых шариков с прилегающим к ним жиром и тем самым снижение устойчивости жировой эмульсии. Именно эти факторы играют определяющую роль при выделении из сливок жировой фазы и получении масляного зерна в производстве сливочного масла требуемой структуры и консистенции методом сбивания.

Как уже отмечалось, физико-химические свойства молочного жира определяются свойствами, количественным соотношением и распределением жирных кислот в составе триацилглицеринов. Для их характеристики служат так называемые константы или числа.

Йодное число – характеризует содержание ненасыщенных триацилглицеринов в молочном жире. Определение его основано на реакции присоединения галогена по месту расщепления двойных связей в молекулах жирных кислот и выражается в граммах йода, присоединившегося к 100 г жира (йодное число молочного жира – от 25 до 46). Используют как показатель консистенции молочного жира и для выбора температурных режимов обработки сливок.

Число рефракции – показатель, соответствующий величине преломления лучей света в молочном жире. Зависит от содержания ненасыщенных триацилглицеринов и определяется с помощью рефрактометра (от 39 до 46).

Число омыления выражается количеством миллиграммов гидроксида калия, необходимым для омыления триацилглицеринов и нейтрализации СЖК, входящих в состав 1 г жира (для молочного жира составляет от 220 до 234, что значительно выше по сравнению с другими животными и растительными жирами). Высокое число омыления молочного жира является следствием повышенного содержания в нем низкомолекулярных кислот.

Число Рейхерта-Мейссля – характеизует наличие в жире летучих жирных кислот, растворимых в воде (масляной и капроновой). Определяется путем оттитровывания гидроксидом натрия отогнанных из 5 г жира летучих жирных кислот; для молочного жира составляет от 20 до 35, что значительно выше этого показателя для других жиров животного и растительного происхождения. По величине этого числа можно судить о соотношении жировых компонентов в молочных продуктах с комбинированной жировой фазой.

Число Поленске - характеризует наличие в жире летучих жирных кислот, нерастворимых в воде ( каприловой и каприновой, частично лауриновой). Определяется по количеству гидроксида натрия, израсходованного на нейтрализацию этих кислот, отогнанных из 5 г жира. Для молочного жира составляет от 1,9 до 5,0, что несколько выше по сравнению с другими животными жирами и растительными маслами, за исключением кокосового и пальмоядрового.