Коровье молоко

УДК	08

Коровье молоко (ⰿⰾⰵⰽⱁ │др.-русск. млеко│мл҇ко)

Коровье молоко

Коровье молоко — материнское молоко коров — производится в больших количествах и является наиболее продаваемым видом молока животных.

В 2009 мировое товарное производство коровьего молока составило 701 млн тонн.

Средний химический состав

• Вода — 87,4 %
• Сухие вещества — 12,6 %
  • Молочный жир — 3,5 %
  • Сухой обезжиренный молочный остаток — 9,0 %:
    • Белки — 3,2 %
      • Казеин — 2,6 %
      • Сывороточные белки — 0,6 %
    • Молочный сахар лактоза — 4,7—4,9 %
    • Минеральные вещества — 0,8 %
    • Небелковые азотистые соединения — 0,02—0,08 %
    • Витамины, пигменты, ферменты, гормоны — микроколичества
• Газы — 5—7 см³ на 100 см³ молока
  • Углекислый газ — 50—70 %
  • Азот — 20—30 %
  • Кислород — 5—10 %
  • Аммиак — следы

Сухой молочный остаток — остаток после высушивания навески молока до постоянного веса при t=102—105 °C.

Сухой обезжиренный молочный остаток — показатель натуральности молока. Если он составляет менее 8 %, то считается, что молоко разбавлено водой.

Нормализация молока — доведение свойств молока, таких как жирность, содержание сухих веществ, углеводов, витаминов, минеральных веществ, до стандартных или соответствующих ТУ значений путём смешивания его с молоком, имеющим другие свойства, с помощью дозатора или сепарированием.

Молоко имеет жидкую консистенцию не из-за большого количества воды. Все вещества, составляющие молоко растворены друг в друге.

Минеральные вещества молока

Исследование минерального состава золы молока с применением полярографии, ионометрии, атомно-адсорбционной спектрометрии и других современных методов, показало наличие в нём более 50 элементов. Они подразделяются на макро- и микроэлементы.

Макроэлементы

Основными минеральными веществами молока являются кальций, магний, калий, натрий, фосфор, хлор и сера, а также соли — фосфаты, цитраты и хлориды.

Кальций является наиболее важным макроэлементом молока. Он содержится в легкоусваеваимой форме и хорошо сбалансирован с фосфором. Содержание кальция в коровьем молоке колеблется от 100 до 140 мг%. Его количество зависит от рационов кормления, породы животного, стадии лактации и времени года. Летом содержание Са ниже, чем зимой.

Са присутствует в молоке в трех формах:

• В виде свободного или ионизированного кальция — 11 % от всего кальция (8,4—11,6 мг%)
• В виде фосфатов и цитратов кальция — около 66 %
• Кальция, прочно связанного с казеином — около 23 %

До сих пор не выяснено, в какой форме находятся в молоке фосфаты и цитраты Са. Это могут быть фосфат Са, гидрофосфат Са, дигидроксофосфат Са и более сложные соединения. Однако известно, что большая часть этих солей находится в коллоидном состоянии и небольшая (20—30 %) — в виде истинных растворов.

Фосфор. Содержание Р колеблется от 74 до 130 мг%. Оно мало меняется в течение года, лишь незначительно снижается весной, а больше зависит от рационов кормления, породы животного и стадии лактации. Р содержится в молоке в минеральной и органической формах. Неорганические соединения представлены фосфатами кальция и других металлов, их содержание составляет около 45—100 мг%. Органические соединения — это фосфор в составе казеина, фосфолипидов, фосфорных эфиров углеводов, ряда ферментов, нуклеиновых кислот.

Магний. Количество магния в молоке незначительно и составляет 12—14 мг%. Mg является необходимым компонентом животного организма — он играет важную роль в развитии иммунитета новорождённого, увеличивает его устойчивость к кишечным заболеваниям, улучшает их рост и развитие, а также необходим для нормальной жизнедеятельности микрофлоры рубца, положительно влияет на продуктивность взрослых животных. Mg, вероятно, встречается в молоке в тех же химических соединениях, что и Са. Состав солей Mg аналогичен составу солей Са, но на долю солей, находящихся в истинном растворе, приходится 65—75 % Mg.

Калий и натрий. Содержание К в молоке колеблется от 135 до 170 мг%, Na — от 30 до 77 мг%. Их количество зависит от физиологического состава животных и незначительно изменяется в течение года — к концу года повышается содержание натрия и понижается калия.

Соли калия и натрия содержатся в молоке в ионно-молекулярном состоянии в виде хорошо диссоциирующих хлоридов, фосфатов и нитратов. Они имеют большое физиологическое значение. Хлориды натрия и калия обеспечивают определённую величину осмотического давления крови и молока, что необходимо для нормальных процессов жизнедеятельности. Их фосфаты и карбонаты входят в состав буферных систем молока, поддерживающих постоянство концентрации водородных ионов в узких пределах. Кроме того, фосфаты и цитраты калия и натрия создают в молоке условия для растворения плохо растворимых в чистой воде солей кальция (и магния). Таким образом, они обеспечивают солевое равновесие, то есть определённое соотношение между ионами кальция и анионами фосфорной и лимонной кислот, способствующих растворению. От него зависит количество ионизированного кальция, который в свою очередь влияет на дисперсность мицелл казеина и их тепловую стабильность.

Содержание хлора (хлоридов) в молоке колеблется от 90 до 120 мг%. Резкое повышение концентрации хлоридов (на 25—30 %) наблюдается при заболевании животных маститом.

Микроэлементы

Микроэлементами принято считать минеральные вещества, концентрация которых невелика и измеряется в микрограммах на 1 кг продукта. К ним относятся железо, медь, цинк, марганец, кобальт, йод, молибден, фтор, алюминий, кремний, селен, олово, хром, свинец и др. В молоке они связаны с оболочками жировых шариков (Fe, Cu), казеином и сывороточными белками (I, Se, Zn, Al,), входят в состав ферментов (Fe, Mo, Mn, Zn, Se), витаминов (Co). Их количество в молоке значительно колеблется в зависимости от состава кормов, почвы, воды, состояния здоровья животного, а также условий обработки и хранения молока.

Микроэлементы обеспечивают построение и активность жизненно важных ферментов, витаминов, гормонов, без которых невозможно превращение поступающих в организм животного (человека) пищевых веществ. Также от поступления многих микроэлементов зависит жизнедеятельность микроорганизмов рубца жвачных животных, участвующих в переваривании корма и синтезе многих важных соединений (витаминов, аминокислот).

Дефицит селена вызывает у животных замедленный рост, сосудистую патологию, дегенеративные изменения поджелудочной железы и репродуктивных органов. Выяснено, что селен является важнейшим антиоксидантом — он входит в состав фермента глутатионпероксидазы, который препятствует пероксидному окислению липидов в клеточных мембранах и подавляет свободные радикалы.

Дефицит йода в среде вызывает гипофункцию щитовидной железы у животных, что отрицательно отражается на качестве молока. Ежедневное введение в рацион коров йодида калия, муки из морских водорослей улучшает функцию щитовидной железы и увеличивает содержание йода в молоке.

Дефицит цинка вызвать замедление роста и полового созревания у животных, нарушение процессов пищеварения.

Многие микроэлементы могут попадать в молоко дополнительно после дойки с оборудования, тары и воды. Количество внесённых микроэлементов может в несколько раз превышать количество натуральных. В результате появляются посторонние привкусы, понижается устойчивость при хранении, кроме того, загрязнение молока токсичными элементами и радионуклидами представляет угрозу для здоровья человека.

Загрязняющие вещества

• Токсичные элементы — свинец (не более 0,1 мг/кг), мышьяк (не более 0,05 мг/кг), кадмий (0,03 мг/кг), ртуть (0,005 мг/кг)
• Микотоксины — афлатоксин М1
• Антибиотики — левомицетин, тетрациклиновая группа, стрептомицин, пенициллин
• Ингибирующие вещества (моющие и дезинфицирующие средства, антибиотики, сода)
• Пестициды
• Радионуклиды — цезий-137, стронций-90
• Гормоны — эстроген и сходные. В большом количестве содержатся только в парном молоке, поэтому частое употребление парного молока в больших количествах может привести к более раннему половому созреванию у девочек и к задержке полового созревания у мальчиков. После соответствующей подготовки к реализации количество гормонов сокращается до очень низкого уровня.
• Бактерии

Нормы потребления

Институтом питания РАМН были разработаны рекомендуемые нормы потребления молочных продуктов на 1 человека в год — 392 кг (в пересчёте на молоко):

• Цельное молоко — 116 кг
• Масло сливочное — 6,1 кг
• Сметана — 6,5 кг
• Творог — 8,8 кг
• Сыр — 6,1 кг
• Мороженое — 8 кг
• Молочные консервы — 3 кг
• Обезжиренное молоко — 12,3 кг

Потребление основных продуктов питания по Российской Федерации (на душу населения в год; килограммов)

Показатель	1990	1991	1992	1993	1994	1995	1996	1997	1998	1999	2000	2001	2002	2003	2004	2005	2006	2007	2008
Молоко и молочные продукты в пересчёте на молоко	387	347	282	294	281	254	233	230	220	214	215	219	227	231	233	235	239	242	243

Для поддержания нормального функционирования организма в рацион взрослого человека должно входить 25 % молока и молочных продуктов; для детского и подросткового — 50 % ; для детей до 6 месяцев − 100 (материнского, а не коровьего молока) %.

Период лактации

Период лактации — это процесс образования и выделения молока из молочной железы. В среднем у коров он длится 305 дней. В нём различают 3 стадии:

• Молозивный — около 7—10 дней после отела
• Период получения нормального молока — 280 дней
• Период получения стародойного молока — 7—14 дней перед окончанием лактации

Молозиво и стародойное молоко считают анормальным молоком, так как резкое изменение физиологического состояния животного в начале и в конце стадии лактации сопровождается образованием секрета, состав, физико-химические, органолептические и технологические свойства которого значительно отличаются от этих же показателей нормального молока.

Показатель	Молоко	Молозиво	Стародойное молоко
Массовая доля сухих веществ	12,5 %	↑ 25—30 %	↑ 16—17 %
Массовая доля жира	3,5 %	↑ 5,4 %	↑ 6,7 %
Массовая доля белка	3,2 %	↑ 15,2 % (за счёт сывороточных белков)	↑ 5,3 %
Массовая доля лактозы	4,8 %	↓ 3,3 %	↓ 3,7 %
Мин. вещества (соли)	0,8 %	1,2 %	0,8 %
Витамины	Микроколичества	↑
Ферменты	Микроколичества	↑ липаза	↑ липаза
Органолептические показатели	Цвет — светло-жёлтый или белый, вкус — чистый, слегка сладковатый, свойственный молоку	Цвет — желто-бурый, вкус — горький, солоноватый, густая консистенция	Цвет — жёлтый, вкус — горький, густая консистенция
Вязкость	0,025 Па с |
Титруемая кислотность	15,99—20,99°Т	53°T	14—16°T

Химические свойства молока

• Кислотность
• Буферность
• Окислительно-восстановительный потенциал

Кислотность — показатель свежести молока, один из основных критериев оценки его качества. В молоке определяют титруемую и активную кислотность.

Активная кислотность определяется концентрацией свободных ионов водорода и выражается водородным показателем — отрицательный логарифм концентрации свободных ионов водорода, находящихся в растворе, выражается в единицах рН.

В свежем молоке рН = 6,68,то есть молоко имеет слабо-кислую среду. Активная кислотность определяется потенциометрическим методом на рН-метре.

Молоко имеет слабо-кислую среду, так как в нём присутствуют соли (фосфорнокислых и лимоннокислых), белки и углекислый газ.

Титруемая кислотность измеряется в градусах Тернера (°Т). В соответствии с ГОСТ 3624 титруемая кислотность показывает количество кубических сантиметров децинормального (0,1 N) раствора щёлочи, пошедших на нейтрализацию 100 см³ молока или 100 г продукта с двойным объёмом дистиллированной воды в присутствии индикатора фенолфталеина. Момент окончания титрования — это появление слабо-розового окрашивания, которое не исчезает в течение 1 минуты. Титруемая кислотность свежевыдоенного молока = 16—18°Т, допустимое значение для нормального молока 15,99—20,99°Т .

В западных странах используют другие единицы измерения титруемой кислотности:

• градусы Соксклета-Хенкеля (°SH)- Германия, Чехия, Польша, Словакия. При определении этой кислотности используют щёлочь 0,25N.
• градусы Дорника (°D)- Голландия, используют щёлочь 0,09N.
• в процентах молочной кислоты (% молочной кислоты) — США, Куба.

1°SH = 2,25°D = 2,5°T = 0,0225 % молочной кислоты

Буферность

Буферные системы обладают способностью поддерживать постоянный рН среды при добавлении кислот и щелочей. Они состоят из слабой кислоты и её соли, образованной сильным основанием, или из смеси двух кислых солей слабой кислоты. Чем выше в молоке буферных свойств, тем больше потребуется кислоты или щёлочи для изменения его рН. Количество кислоты, которое необходимо добавить к 100 см³ молока, чтобы изменить его рН на единицу, называется буферной ёмкостью молока.

Окислительно-восстановительный потенциал — это способность составных веществ молока присоединять или терять электроны. Молоко содержит химические соединения, способные легко окисляться и восстанавливаться: витамин С, витамин Е, витамин В, аминокислоту цистеин, кислород, ферменты. Окислительно-восстановительный потенциал молока обозначается Е и равен 0,25÷0,35 В. Е определяют потенциометрическим методом. Факторы, влияющие на изменение Е:

• Нагревание молока уменьшает Е
• Наличие металлов резко повышает Е
• Наличие микроорганизмов повышает Е

Окислительно-восстановительный потенциал молока служит косвенным методом определения бактериальной обсеменённости молока.

Бактерицидные свойства молока

В молоке после дойки содержатся микроорганизмы, количество которых в течение 2 часов не только не увеличивается, но и понижается. Способность молока подавлять действие микроорганизмов называется бактерицидными свойствами, а период времени, в течение которого в молоке проявляются бактерицидные свойства называется бактерицидной фазой.

Бактерицидные свойства молока обусловлены наличием в нём ферментов (лизоцим, пероксидаза), иммуноглобулинов, лейкоцитов.

Бактерицидная фаза зависит от:

• бактериальной обсеменённости, которая зависит от соблюдения санитарно-гигиенических условий
• температуры молока (чем выше, тем короче б. фаза)

Если молоко после дойки сразу очистить и охладить до 4 °C, то продолжительность бактерицидной фазы составит 24 часа, если до 0 °C — до 48 часов.

Физические свойства молока

• Плотность
• Вязкость
• Поверхностное натяжение
• Осмотическое давление и t замерзания
• Электропроводность

Плотность — масса молока при t=20 °C, заключённая в единице объёма. Плотность является одним из важнейших показателей натуральности молока. Измеряется в г/см³, кг/м³ и в градусах Ареометра (°А) — условная единица, которая соответствует сотым и тысячным долям плотности, выраженной в г/см³ и кг/м³.

Плотность натурального молока не должна быть ниже 1,027г/см³ =1027кг/м³=27°А . Плотность сырого молока не должна быть менее 28°А, для сортового не менее 27°А. Если плотность ниже 27°А, то можно подозревать, что молоко разбавлено водой: добавление к молоку 10 % воды снижает плотность на 3°А .

Плотность молока является функцией его состава, то есть зависит от содержания жира. Плотность обезжиренного молока выше, чем средняя, плотность сливок ниже, чем средняя плотность молока. Основной метод определения плотности — ареометрический.

Вязкость — свойство жидкости оказывать сопротивление при перемещении одной части относительно другой. Вязкость измеряют в Па с, в среднем при t = 20 °C вязкость равна 0,0018 Па с. Вязкость зависит от массовой доли сухих веществ, а наибольшее влияние оказывают белки, жиры, а также их агрегатные состояния.

Основные факторы, влияющие на вязкость молока:

• Массовая доля жира и степень его диспергирования: чем больше жира и меньше размеры жировых шариков, тем выше показания вязкости. Вязкость гомогенезированного молока выше, чем негомогенезированного, так как увеличивается суммарная поверхность жировой фазы.
• Массовая доля сухих веществ в молоке: чем больше, тем вязкость больше.
• Температурная обработка: повышение t молока до 55 °C приводит к снижению вязкости за счёт более равномерного распределения составных веществ молока и расплавления тугоплавких триглицеридов, входящих в состав молочного жира. Дальнейшее повышение t приводит к увеличению вязкости, так как происходит денатурация сывороточных белков и осаждение их на мицеллах казеина.
• Агрегатное состояние казеина : оно может направленно изменяться при технологической обработке молока в процессе приготовления некоторых кисломолочных продуктов (творог, кефир), вязкость при этом увеличивается.

Вязкость определяется на вискозиметрах Оствальда, Гепплера и ротационном.

Поверхностное натяжение выражается силой, действующей на единицу длины границы раздела двух фаз воздух — молоко. Поверхностное натяжение измеряется в Н/м и составляет для воды 0,0727 Н/м, для молока 0,05 Н/м. Более низкое поверхностное натяжение молока объясняется наличием в нём поверхностно активных веществ (ПАВ) в виде белков плазмы молока, оболочек жировых шариков, фосфолипидов и жирных кислот.

Поверхностное натяжение зависит от:

• t среды
• химического состава молока
• режимов технологической обработки
• продолжительности хранения молока
• содержания кислорода
• агрегатного состояния белков и жира
• активности фермента липаза

В прямой зависимости от поверхностного натяжения находится пенообразование молока.

Осмос — односторонняя диффузия растворителя в раствор. Сила, обуславливающая осмос, отнесённая к единице поверхности полупроницаемой мембраны — осмотическое давление. Осмотическое давление молока нормального состава — относительно постоянная величина = 0,66 МПа. Оно обусловлено содержанием в молоке минеральных солей и лактозы. Чем выше осмотическое давление, тем меньше вероятность развития микроорганизмов в молочных продуктах. Этот принцип используется в технологии консервов, а также в производстве, где используется сироп (сахар).

Осмотическое давление рассчитывают по t замерзания молока, так как t замерзания тоже зависит от массовой доли лактозы и минеральных веществ. t замерзания — постоянная величина, в среднем составляет - 0,555 °C (по ГОСТ 52054 не выше — 0,520 °C). Разбавление молока водой приводит к повышению t замерзания. По её величине судят о натуральности молока. t замерзания определяют криоскопическим методом.

Электропроводность молока — величина, обратная электрическому сопротивлению. Она характеризуется способностью раствора проводить электричество, электропроводность измеряют Сименс/м. Молоко — плохой проводник электричества, но электропроводность может увеличиваться в маститном молоке за счёт изменения состава минеральных веществ. Электропроводность обусловлена наличием в молоке ионов водорода, калия, натрия, кальция, магния и хлора. Для молока = 0,46 Сименс/м.

Органолептические свойства молока

Свежее сырое молоко характеризуется определёнными органолептическими или сенсорными показателями: внешним видом, консистенцией, цветом, вкусом и запахом. В соответствии с ГОСТ 13264- 88 закупаемое молоко должно быть однородной жидкостью без осадка и хлопьев, от белого до слабо-кремового цвета, без посторонних, несвойственных ему привкусов и запахов.

Белый цвет и непрозрачность молока обуславливают рассеивающие свет коллоидные частицы белков и шарики жира, кремовый оттенок — растворенный в жире каротин, приятный, сладковато-солоноватый вкус — лактоза, хлориды, жирные кислоты, а также жир и белки. Жир придаёт молоку некоторую нежность, лактоза — сладость, хлориды — солоноватость, белки и некоторые соли — полноту вкуса.

К числу ароматических и вкусовых веществ сырого молока можно отнести небольшое количество диметилсульфида (<0,01 мг%) и метилсульфида (<0,001 мг%), ацетона (<2 мг%), диацетила (<0,1 мг%), свободных жирных кислот(до 10 мг%), в том числе летучих жирных кислот(до 5 мг%), а также незначительное количество ацетальдегида и других монокарбонильных соединений, карбоновых кислот (пировиноградной и молочной), аминосоединений (свободных аминокислот, пептидов, аминов, аммиака).

Повышение содержания в молоке хлоридов, вышеперечисленных и некоторых других летучих веществ приводит, как правило, к изменению нормального вкуса и запаха молока и возникновению пороков. Причины и сроки их возникновения разнообразны. Так, ряд пороков вкуса и запаха может появиться в молоке перед доением. К ним относятся пороки, вызванные изменением химического состава молока при нарушении физиологических процессов в организме животного и поступлением в молочную железу с кровью веществ корма, обладающих специфическим вкусом и запахом. Например, ярко выраженные привкусы (горький, солёный) имеют молозиво, стародойное молоко и молоко, полученное от животных, больных маститом, кетозом и другими заболеваниями.

Другие пороки вкуса и запаха могут появиться в молоке после доения — при нарушении правил хранения, транспортировки и первичной обработки молока. Прогорклый, окисленный, мыльный и другие привкусы и посторонние запахи молока вызываются липолизом и окислением жира. Разнообразные пороки обуславливаются адсорбцией запахов плохо вымытой тары, невентилируемого помещения, смазочных масел, бензина и т. д., также загрязнением молока моющими и дезинфицирующими средствами, лекарствами, пестицидами.

Таким образом, на вкус и запах сырого молока влияют многочисленные факторы — состояние здоровья, порода и условия содержания животных. рацион кормления, стадия лактации, продолжительность и условия хранения молока, режимы первичной обработки.

См. также

• Га / го
• Негатив
• Позитив
• Радуга
• Снег
• Старославянская азбука
• Ком
• Русские фонемы