автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.04, диссертация на тему:Исследование влияния состава и свойств молочного сырья на качество молочной продукции

005012209

На правах рукописи

Юрова Елена Анатольевна

Исследование влияния состава и свойств молочного сырья на качество молочной продукции

Специальность 05.18.04- технология мясных, молочных, рыбных продуктов и холодильных производств

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва, 2012 г

005012209

Официальные оппоненты:

Ведущая организация

Работа выполнена в лаборатории технохимического контроля государственного научного учреждения Всероссийский научно-исследовательский институт молочной промышленности (ГНУ ВНИМИ Россельхозакадемии)

Научный руководитель: доктор технических наук,

профессор, Академик РАСХН Харитонов Владимир Дмитриевич доктор сельско-хозяйственных наук, профессор

Шувариков Анатолий Семенович кандидат технических наук, доцент Дыдыкин Андрей Сергеевич Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт маслоделия и сыроделия (ГНУ ВНИИМС Россельхозакадемии).

Защита состоится 2012г ь//часов на заседании диссертационного

Совета Д.020.62.01 при Государственном научном учреждении Всероссийский научно-исследовательский институт мясной промышленности им. В.М. Горбатова (ГНУ ВНИИМП им. В.М. Горбатова Россельхозакадемии) по адресу: 109316, Москва, ул. Талалихина, д. 26.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГНУ ВНИИМП Россельхозакадемии.

Автореферат разослан »

2012г

Отзыв на автореферат в двух экземплярах направлять по адресу: 109316, Москва, ул. Талалихина, д. 26.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук, старший научный сотрудник

А. Н.Захаров

1. Общая характеристика работы

Актуальпость работы. Необходимость обеспечения продовольственной безопасности страны выдвигает в число первоочередных задач развитие конкурентоспособного производства отечественных продуктов питания, в том числе молочных. Для решения данной задачи большое значение приобретает обеспечение предприятий высококачественным молочным сырьем, позволяющим регулировать технологический процесс и вырабатывать продукт гарантированного качества. Поэтому исследования, связанные с изучением состава и свойств молочного сырья, методов его контроля актуальны и требуют постоянного изучения и совершенствования.

Изменение законодательной базы и введение в действие закона № 88-ФЗ от 12.06.2008 г, №163-Ф3 от 22.07.2010г «Технический регламент на молоко и молочную продукцию» привело к ужесточению требований к молочному сырью и производственному контролю предприятий, увеличению количества измеряемых параметров и расширению понятия молочное сырье (молоко сырое обезжиренное, сырые сливки, концентрированное молоко).

Требуется подчеркнуть, что в настоящее время участились случаи фальсификации молочного сырья различными компонентами и химическими соединениями. Это обстоятельство приводит к поступлению фальсифицированного сырья в технологический процесс и как следствие к снижению экономической эффективности производства, уменьшению выхода продукции и появлению пороков в готовой молочной продукции.

Качеству молочного сырья всегда уделялось большое внимание, над изучением состава и свойств молока, разработкой способов его переработки работали многие исследователи: Барабанщиков Н.В., Богданов В.М., Брио Н.П.. Гудков A.B., Горбатова К.К., Давидов Р.Б., Дьяченко П.Ф., Инихов Г.С., Королева Н.С., Липатов H.H. и многие другие. В настоящее время эти исследования продолжены и расширены Бурыкиной ИМ., Ганиной В.И., Гавриловым Г.Б., Гавриловой Н.Б., Зобковой З.С., Остроумовым Л.А., Семенихиной В.Ф., Свириденко Г.М., Пономаревым А.Н., Радаевой И.А., Раманаускас Р.И., Твердохлеб Г.В., Харитоновым В.Д., Храмцовым А.Г., Anderson G, Baumgartner M., Carlstrom G., Carolan T., Donovan A., Ftock M., Hemander J., Lefier D., Melendez P., Oltner R., Suarer W.T., Paradkar M., Pecorari M., Williams R.PW., Winter P. и многими другими.

Для эффективного регулирования технологического процесса производства, осуществления производственного ко1ггроля на предприятиях молочной промышленности и выявления фальсификации молочного сырья необходимо разработать современные высокоэффективные методы контроля, все эти обстоятельства обуславливают необходимость и актуальность проведения научных исследований в данном направлении.

Цель работы и задачи исследований. Целью настоящей диссертационной работы является исследование влияния состава и свойств молочного сырья на качество молочной продукции.

Для достижения поставленной цели определены и последовательно реализованы следующие задачи:

- Систематизировать и научно обосновать идентификационные параметры оценки молочного сырья с учетом новой нормативно-правовой базы и современных требований производства;

- Исследовать влияние фальсификации молочного сырья на его состав, свойства и качество молочной продукции;

- Провести комплексную оценку белкового и липидного состава молочного сырья и молочной продукции: исследовать влияние показателей качества и безопасности, технологических режимов переработки и состава готового продукта на изменение белкового и липидного состава молочного сырья и молочной продукции;

- Разработать методику комплексной оценки белкового состава молочного сырья с определением «истинного» белка молока;

- Разработать алгоритм оценки качества молочного сырья с учетом его состава и свойств и провести его апробацию в условиях промышленного производства;

- Разработать методики измерений (МИ) небелкового азота, мочевины, массовой доли молочного жира и массовой доли COMO в молочном сырье и молочной продукции и осуществить их метрологическую аттестацию с последующей стандартизацией методик измерений.

Научная новизна На основе изучения состава и свойств молочного сырья, предложены научно - обоснованные критерии его оценки по показателям качества, безопасности и идентификационным признакам.

Определены зависимости содержания общего азота, небелковых азотистых соединений и мочевины в молочном сырье и белкового состава молочной продукции.

Для идентификации белкового состава молочного сырья предложено понятие «истинный» белок и разработана методика комплексной оценки белкового состава молочного сырья с определением этого показателя.

Полученный массив экспериментальных данных по содержанию бензойной кислоты и ее солей в молочном сырье и молочной продукции позволяет оценить диапазоны содержания данных соединений в различных видах молочного сырья и молочной продукции.

Определены диапазоны колебаний содержания «эссенциальных» (незаменимых) жирных кислот жировой фазы молочного сырья и обобщенного критерия (RL), учитывающего биологическую ценность состава жировой фазы молочного сырья и молочной продукции.

Практическая значимость работы Разработан алгоритм оценки качества и безопасности молочного сырья, необходимый для осуществления приемочных испытаний молочного сырья на предприятиях перерабатывающей промышленности.

Изучено влияние фальсификации молочного сырья на его качество и состав, а также на качество молочной продукции, что позволило определить комплекс показателей необходимых для идентификации молочного сырья и производства молочной продукции с заданными свойствами в соответствие с требованиям Федерального законодательства.

Проведена апробация разработанного алгоритма оценки качества и безопасности молочного сырья на молокоперерабатывающем предприятии (филиал «Молочный комбинат «Юрьев -Польский» ЗАО «Холдинговая компания «Ополье», Владимирская обл., г.Юрьев - Польский).

Разработаны современные высокоэффективные методы анализа, позволяющие перерабатывающим предприятиям осуществлять приемку молочного сырья и вести производственный контроль и учет, а также повышать эффективность переработки.

Стандартизованы методики измерений (МИ) небелкового азота и мочевины в молочном сырье и молочных продуктах на территории РФ.

Разработаны государственные стандарты методик измерений небелкового азота, мочевины, массовой доли молочного жира и массовой доли COMO в молочном сырье и молочных продуктах.

Апробация работы Основные положения и результата исследований доложены и представлены на следующих мероприятиях: на международном симпозиуме, проводимом Международной молочной Федерацией и Международной организацией по стандартизации «Аналитическая неделя 2009», г. Сочи 2009г; Всероссийской научно-практической конференции «Новое в технике и технологии производства молочных продуктов», г. Адлер 2009г; на Международных научно-практических конференциях «Молочная индустрия» г. Москва, 2009, 2010гг.; на Научно- практической конференции молодых ученых, посвященной 170-летию Верещагина, г.Вологда 2009 г; на Международной научно- практической конференции «Инновационные технологии и оборудование в молочной промышленности», г.Воронеж 2010 г; на

научно- практической конференции «Принципы пищевой комбинаторики - основа моделирования поликомпонентных пищевых продуктов» г.Углич 2010г.

Публикации По основным материалам исследований опубликовано 28 печатных работ, 14 из которых — в изданиях, рекомендованном ВАК, одна работа в международном журнале «Journal of near infrared spectroscopy».

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, литературного обзора, методической и экспериментачьной части, обсуждения результатов, выводов, списка использованных литературных источников и приложений.

Работа изложена на 196 страницах, содержит 4 схемы, 28 рисунков, 39 таблиц, 4 приложения, список литературы включает 176 наименований, в том числе 46 работ зарубежных авторов.

Содержание диссертационной работы

Во введении обосновывается актуальность темы диссертационной работы, определена научная новизна и практическая значимость работы, сформулированы цели и задачи исследований.

В первой главе приведен аналитический обзор научной, технической и патентной литературы. Рассмотрены теоретические положения и практические аспекты оценки молочного сырья по показателям качества и безопасности, а также определению идентификационных признаков. Приведены сведения о современных требованиях нормативно- технической базы и Федерального Законодательства к контролю молочного сырья по показателям качества и безопасности. Рассмотрены существующие методы контроля молочного сырья и молочной продукции, включающие в себя стандартизованные методы контроля, прописи методик, методические рекомендации, методики выполнения измерений (МВИ), внесенные в отраслевой реестр и методы анализа Международной молочной федерации (1DF) и Всемирной организации по стандартизации (ISO).

На основании обобщения полученной информации сделано заключение о недостаточности сведений и экспериментальных данных о влиянии состава молочного сырья и его возможной фальсификации на качество молочной продукции.

Во второй главе рассмотрена организация выполнения работы. Представлены данные о методологии исследований, применяемых методах измерений и математической обработки полученных результатов. Структурная схема исследований представлена на рис 1.

В качестве объектов исследований было выбрано молочное сырье: молоко сырое, сливки сырые, молоко обезжиренное сырое и молочная продукция, выработанная из данного молочного сырья: молоко питьевое пастеризованное и молоко питьевое ультрапастеризованное, творог и творожный продукт одной жирности, сметана и сметанный продукт одной жирности.

Пробы молочного сырья и выработанной молочной продукции для исследований отбирали в условиях перерабатывающего предприятия специально выбранного для выполнения работ (ЗАО «Дмитровский молочный завод»).

Исследования проведены на базе лаборатории техно- химического контроля ГНУ ВНИМИ Россельхозакадемии.

В качестве методов исследований применялись как стандартизованные методы контроля, так и метрологически аттестованные методики измерений (МИ) и методики, разработанные и модифицированные в ходе выполнения работ.

Определение общего азота, массовой доли белка и небелковых азотистых соединений проводили по методу Кьельдаля ГОСТ Р 53951-2010; измерение массовой доли жира - кислотным методом Гербера (ГОСТ 5867-90) и методом Вейбулла Бернтропа; измерение массовой доли влаги и сухих веществ - гравиметрическим методом (высушиванием до постоянной массы при t=(102±2)°C); для измерения температуры замерзания использовали криоскопический метод по ГОСТ 30562-97 (ИСО 5764-87) с применением криоскопа термоэлектрического КМТ-1М;

титруемую кислотность - по ГОСТ 3624-92; активную кислотность (pH) - по ГОСТ 26781-85 с применением потенциометра фирмы HANNA; плотность-по ГОСТ 3625-84.

1. Процент добавленной воды, % 12. Жирно-кислотный состав

2. Содержание соды, % 13. Обобщенный критерий биологической ценности (И!)

3. Консервирующие вещества (бензойная кислота и ее 14. Активная кислотность рН Плотность, кг/м3

соли) 15.

4. Содержание мочевины, мг/% 16. Титруемая кислотность, °Т

5. Термообработка, °С 17. Термоустончивостъ по алкогольной пробе

6. Содержание жиров немолочпого происхождения 18. Сычужная свертываемость, мин

7. Общий азот, % 19. Массовая доля СОМО,%

8. Небелковый азот, % 20. Температура замерзания, вС и Осмотическое

9. Массовая доля «истинного» белка, % давление, МЛа

10. Массовая доля белка, %

11. Массовая доля жира, %

Рис. 1 Структурная схема исследований

Содержание массовой доли COMO в молочном сырье и молочной продукции получали расчетным путем после измерения массовых долей жира и сухих веществ. Содержание мочевины определяли по разработанный в ходе исследований методике, основанный на реакции с диацстилмонооксимом с применением системы Ольвекс Диагностикум, исследование жировой фазы осуществляли методом газовой хроматографии с использованием хроматографа «Кристаллюкс4000М», снабженного пламенно-ионизационным детектором и кварцевой капиллярной колонкой SP - 2560 ( 100м) с неподвижной фазой FFAP и температурой колонки 140°С; хроматограммы регистрировали и обрабатывали с использованием специализированной программы обработки спектров, пробоподготовку - по ГОСТ Р 53750, содержание бензойной кислоты и ее солей - методом высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) по ГОСТ Р 53752 - 2009 на хроматографе фирмы «Gilson» с применением изократического насоса, спектрофотометрического и УФ- детекторов, обращено -фазовой колонки C¡¡ (RP).

Проверку приемлемости результатов измерений, полученных в условиях повторяемости (в 3-х повторностях п = 3), проводили с учетом требований ГОСТ Р ИСО 5725.1 -6.

Для обработки статистических данных полученных в ходе метрологической аттестации методик измерений (МИ) применяли ГОСТ Р 8.563-2009, а также при оценке отдельных результатов исследований регрессионный анализ с использованием компьютерного пакета Statistika 6.0.

В третьей главе обобщены и систематизированы идентификационные параметры оценки молочного сырья с учетом требований законодательной базы Федерального закона №88-ФЗ от 12.06.2008 г «Технический регламент на молоко и молочную продукцию» с Изменением от 22.07.2010г ШбЗ-ФЗ и нормативной документации на производство молочной продукции.

В таблице 1 приведены идентификационные параметры молочного сырья, которые позволяют наиболее полно оценить его качество и безопасность, а также состав и свойства. Основными идентификационными параметрами молочного сырья является белковый и липидный состав, как наиболее важные составные части молока с точки зрения биологической ценности и технологического процесса производства.

Таблица 1

Идентификационные параметры молочного сыры

Массовая доля Массовая доля Температура Массовая доля Кислотность, °Т

жира, % общего белка, % замерзания, 'С сухих Активная

Массовая доля Содержание Процент обезжиренных кислотность, рН

молочного жира, % небелкового добавленной веществ молока Содержание

Жирно- кислотный азота,% воды,% СОМО,% нейтрализующих и

состав жировой Массовая доля Массовая доля консервирующих

фазы «истинного» лактозы,% веществ

белка, %

Содержание

мочевины, мг%

Наиболее важными критериями оценки качества и безопасности молочного сырья является оценка его подлинности, поэтому при выполнении работы были проведены исследования по определению влияния фальсификации молочного сырья на его состав и биологическую ценность.

Для целей идентификации в молочном сырье определяли параметры, отраженные в таблице 1. Как дополнительные параметры в молочном сырье измеряли содержание нейтрализующих (сода, аммиак, перекись водорода), консервирующих (фосфаты, цитраты и т.д.) и ингибирующих веществ, а также использовали молочное сырье без антибиотиков.

Для подтверждения влияния фальсификации на состав и свойства молочного сырья провели экспериментальные исследования, которые заключались в подборе молочного сырья, его температурной обработке и внесении различных добавок, влияющих на стабилизацию кислотности нейтрализующими веществами, консервирование молока солями стабилизаторами, увеличение сухих веществ и плотности применением сухих молочных продуктов (молочной сыворотки). В ходе выполнения работ примен»"и сухую подсырпую сыворотку массовой долей сухих веществ 97,6%, соду (бикарбонат № 100мг%), цитраты На в количестве 25мг%, дистиллированную воду в концентрации 5% и температурную обработку до 60°С в течение 2 мин.

В таблице 2 приведены полученные результаты исследований физико-химических показателей молока сырого в контроле и молока с различными видами фальсификации. При анализе результатов было выявлено, что наибольшим изменениям подверглась температура замерзания молока. Колебания данного параметра отмечены в широком диапазоне (от минус 0,526°С в молоке (контроль) до минус 0,484°С в молоке подвергнутом нагреванию), а внесение в молоко любых компонентов, даже тех, что содержатся в молоке естественным образом (цитраты) приводило к изменению температуры замерзания на 0,034°С, что очень значительно для данного показателя.

Таблица 2

Влияние фальсификации на физико-химические показатели молока сырья_

Наименование Наименование показателей

образцов Массовая Массовая Массовая Кислот- Активная Темпера- Плот-

доля доля доля ность, °Т кислот- тура ность,

жира, % белка, % COMO, ность, рН замерза- кг/м'

% ния,

минус"С

Молоко сырое 3,80 3,16 8,31 18,6 6,62 0,526 1028,2

(контроль) ±0,6 ±0,20 ±0,30 ±2,0 ±0,10 ±0,009 ± 1,30

Молоко + сыворотка 3,70 3,19 8,74 17,0 6,36 0,562 1029,

м.д.сухих веществ % ±0,5 ±0,15 ±0,43 ±2,8 ±0,15 ±0,050 ± 1,60

97,6 (2,5 г па 100 см'

молока)

Молоко + 3,65 2,99 8,03 17,5 6,70 0,508 1027,5

добавленная вода ±0,3 ±0,22 ±0,32 ±2,6 ±0,20 ±0,034 ± 1,0

(5%)

Молоко +сода 3,75 3,13 8,24 16,8 6,88 0,499 1028,3

(бикарбонат № ±0,8 ±0,13 ±0,26 ±1,8 ±0,34 ±0,056 ± 1,10

100мг%)

Молоко + цитраты 3,75 3,18 8,28 16,4 6,4 0,492 1028,0

№(25 мг%) ±0,4 ±0,14 ±0,20 ±1,6 ±0,30 ±0,022 ± 1,20

Молоко + нагрев до 3,75 3,17 8,30 18,0 6,59 0,539 1028,1

60°С в течение 2 ±0,3 ±0,15 ±0,35 ±1,5 ±0,13 ±0,030 ± 1,40

мин

Требуется подчеркнуть, что нормируемые в настоящее время физико-химические показатели молочного сырья (массовая доля жира, массовая доля белка, кислотность, плотность) в ходе выполнения эксперимента оставались неизменными и даже в отдельных случаях улучшались (снижалась кислотность, увеличивалась плотность).

Влияние нейтрализующих веществ (соды), добавленной воды, массовой доли лактозы, массовой доли молочной кислоты на температуру замерзания проведено и на сыром обезжиренном молоке и сырых сливках, полученные результаты исследований представлены на рисунках 1-4.

После обработки результатов эксперимента получено уравнение регрессии, описывающее характер изменений температуры замерзания в зависимости от следующих влияющих факторов:

от массовой доли молочной кислоты (рис. 2): доя молока сырого - у=3,036х2+1,422х-0,667 (Я2 =0,999); для обезжиренного молока - у=4,44бх2-1,118х-0,459 (112=0,985); для сливок -у=3,443х2-0,462х-0,514 (Л2 =0,988), где у - температура замерзания и х - массовая доля молочной кислоты, %;

от массовой доли лактозы (рис. 3): для молока сырого - у=0,331х2+0,280х-0,538 (Я2 =0,979); для обезжиренного молока - у= -0,065х2+0,275х-0,520 (Я2=0,960); для сливок -

у=1,093х2+0,014х-0,498(К2 =0,991), где у - температура замерзания и х - массовая доля лактозы, %;

от содержания соды (рис.4): для молока сырого - у=3,036х2+1,422х-0,667 (Л2 =0,999); дня обезжиренного молока - у=4,446х2- ¡,118х-0,459 (Я2=0,985); для сливок - у=3,443х2-0,462х-0,514 (И2 =0,988), где у - температура замерзания их- содержание соды, %;

от количества добавленной воды (рис.5): для молока сырого - у= -0,0004х2+0,0081х-0,5318 (Я2 =0,999); для обезжиренного молока - у=-0,5х2+0,005х-0,519 (1Г=0,991); для сливок -у —х2+0,009х-0,509 (Я2 =0,999), где у - температура замерзания их- количество добавленной воды, %.

По установленным зависимостям наибольшее влияние на температуру замерзания оказывают процент добавленной воды и содержание массовой доли лактозы, менее выражено влияние нейтрализующих веществ (соды) и массовой доли молочной кислоты. В разных видах молочного сырья уравнения регрессии однотипны, но в молоке сыром наиболее выражено влияние массовой доли молочной кислоты и массовой доли лактозы, в обезжиренном молоке -массовой доли лактозы и соды, в сливках - добавленной воды и молочной кислоты. Полученные результаты обусловлены составом молочного сырья, а именно содержанием массовых долей жира, лактозы и солей.

Необходимо подчеркнуть, что в ходе эксперимента были получены данные о том, что одним из наиболее эффективных способов выявления фальсификации молочного сырья и идентификационным параметром является температура замерзания.

( »нелсто^ьуе «о6езжире**«емолоко *сливкисырые[

Рис. 2. Зависимость температуры замерзания молока сырого, молока обезжиренного и сырых сливок от массовой доли молочной кислоты 9

0 0 Массовая доля соды,1

[ ♦ можжяддрое »обсзааренцое молоко аслнаки сырые [

Рис. 3. Зависимость температуры замерзания молока сырого, молока обезжиренного и сливок сырых от массовой доли лактозы

| »молоко-сырее »обезжиренноемалой *сливкисмрые [

Рис.4. Зависимость температуры замерзания молока сырого, молока обезжиренного и сырых сливок от содержания соды

| »молоко-сырое «обезжиренноемолоке *сливк»сырые [

Рис 5. Зависимость температуры замерзания молока сырого, молока обезжиренного и сливок сырых от количества добавленной воды

В связи с тем, что температура замерзания молока тесно взаимодействует с такой величиной как осмотическое давление или осмоляльность, то параллельно с температурой замерзания молока фиксировалось и осмотическое давление молочного сырья, что позволило отметить сезонные колебания этого показателя. Осмоляльность определяли по следующей формуле: 9 = Т зам * 537,4477.

На диаграмме (рисунок 6) видно, что осмотическое давление или осмоляльность изменяется по сезонам года, в весенний период выражено снижение данного параметра и наблюдается возрастание в летний и осенний периоды. В зимний период времени наблюдались средние значения осмотического давления молока, что вероятнее всего связано с изменением солевого состава молока и рационов кормления животных.

Рис. 6. Изменение осмоляльности, ммоль/кгН20 в молоке сырого по сезонам года

Исследование белкового состава молочного сырья осуществляли измерением общего азота, небелковых азотистых соединений и мочевины. В молочной продукции также определяли содержание общего азота и небелковых азотистых соединений, после чего проводили расчет массовой доли белка.

В связи с выявленным фактором влияния на белковый состав молока небелковых азотистых веществ (НБАВ) был разработан способ расчета «истинного» белка молока. При обработке массива статистических данных по измерению в молочном сырье общего азота, небелкового азота и дальнейшего расчета массовой доли белка была разработана формула определения массовой доли «истинного» белка (ИБ) молока:

ИБ = (ОА - НБАВ) *6,38.

Во всех пробах молочного сырья определяли мочевину, так как мочевина (карбамид) является основным соединением в составе небелковых азотистых веществ (НБАВ) молока - от 40 до 60%. Было отмечено, что содержание мочевины в молочном сырье оказывает влияние на его технологические свойства, вызывает снижение кислотности, увеличение продолжительности сычужного свертывания и повышение термоустойчивости. Также было выявлено, что при увеличении количества мочевины в молочном сырье повышалось содержание НБАВ и снижалось содержание «истинного» белка.

Мачшша

з»;

йшесгйй <нш1

Йебешшые «зогнегш: ьицте'Ш {Ш)ЛЩ

Рис. 7. Состав общего азота в белковой фракции молочного сырья при норме (а) и при фальсификации (б)

На рисунке 7 отмечено, что увеличение содержания мочевины в молочном сырье сразу способствовало снижению содержания «истинного» белка на 20%, а при увеличении в молочном сырье содержания НБАВ приводило к снижению «истинного» белка до 25% и более от общего содержания белка.

Размах вариации содержания общего азота в молоке сыром составил 0,15% (min=0,43% и тах=0,58%), мочевины - 40 мг% (min= 8,0мг% и тах= 48мг%), НБАВ - 0,18% (min=0,153% и тах=0,332). Размах вариации содержания общего азота в молоке обезжиренном составил 0,17% (rain=0,44% и тах=0,61%), мочевины - 21 мг% (min= 12,0мг% и гаах= 33мг%), НБАВ -0,18% (шт=0,159% и тах=0,336). Размах вариации содержания общего азота в сливках составил 0,11% (min=0,25% и тах=0,33%), мочевины - 2 мг% (min= 7,9мг% и тах= 9,9мг%), НБАВ - 0,025% (min=0,070% и тах=0,095%). Данные различия объясняются составом молочного сырья, а именно содержанием белка (в сливках белок значительно ниже молока).

В таблицах 3,4 и 5 приведены результаты исследований белкового состава молочного сырья по сезонам года. Наибольшие изменения по сезонам года были выражены по содержанию НБАВ, наблюдаемый диапазон колебаний составил от 0,152% до 0,332% в молоке сыром, от 0,161% до 0,354% в обезжиренном молоке и от 0,070% до 0,113% в сливках при том, что содержание общего азота оставалось практически на одном уровне. Полученные

результаты необходимо учитывать при производстве кисломолочной продуктов, творога, творожных продуктов и другой молочной продукции, подвергаемой сквашиванию

Таблица 3

Белковый состав сырого молока __

Наименование образцов Общий азот, % Массовая доля белка, % Массовая доля «истинного» белка, % Массовая доля небелкового азота, % Содержание мочевины, мг%

Молоко сырое (зима) 0,56*0,03 3,54*0,15 3,28*0,12 0,293*0,015 38,8*3,6

Молоко сырое (весна) 0,49*0,03 ЗД5±0,25 2,97*0,07 0,153*0,019 21,5*2,0

Молоко сырое (лето) 0,52*0,03 3,35±0,19 3,1Ы!,16 0,211 ±0,022 29,7±1,8

Молоко сырое (осень) 0,50*0,03 3,21*0,23 3,02±0,16 0,172*0,017 31,9±2,5

Таблица 4

Белковый состав сырого обезжиренного молока__

Наименование образцов Общий азот, % Массовая доля белка, % Массовая доля «истинного» белка, % Массовая доля небелкового азота, % Содержание мочевины, мг%

Молоко обезжиренное сырое (зима) 0,50*0,05 3,19±0,21 3,03±0,20 0,161*0,017 22,9*1,8

Молоко обезжиренное сырое (весна)) 0,51*0,06 3,25*0,16 3,09*0,16 0,163*0,019 23,5*2,4

Молоко обезжиренное сырое (лето) 0,56*0,04 3,57±0,19 3,34*0,12 0,228*0,034 26,0*3,0

Молоко обезжиренное сырое (осень] 0,57*0,06 3,64*0,15 3,41*0,07 0,232*0,028 29,9*2,9

Таблица 5

Белковый состав сырых сливок __

Наименование образцов Общий азот, % Массовая доля белка. % Массовая доля «истинного» белка, % Массовая доля небелкового азота, % Содержание мочевины, мг%

Сливки сырые (зима) 0,25*0,05 1,60*0,26 1,52*0,12 0,070*0,019 7,9*1,0

Сливки сырые (весна) 0,28*0,04 1,79*0,24 1,72*0,15 0,073*0,015 8,5*1,5

Сливки сырые (лето) 0,33*0,03 2,11*0,18 2,02*0,09 0,089*0,015 9,0*2,0

Сливки сырые (осень) 0,36*0,07 2,30*0,27 2,20*0,10 0,095*0,017 9,9*2,6

В ходе накопления статистического материала при мониторинге молочного сырья по содержанию мочевины было отмечено, что концентрация мочевины в молочном сырье варьируется в широком диапазоне не только от сезона года (рис.8), но от времени удоя (утренний или вечерний) и от рационов кормления, наблюдались также и региональные отличия. В молоке обезжиренном и тем более в сливках наблюдалось значительное снижение содержания мочевины (на 15-20%), вероятнее всего наблюдалось влияние технологических процессов (сепарирования, нагревания и т.д.)

Зависимость содержания мочевины от сезона года

весна лета

Сезон года

Рис. 8 Зависимость содержания мочевины от сезона года

Путем обработки нелинейной зависимости с помощью программы "БШйвйка 6.0" получены пространственная поверхность и графики линий равного отклика (рис 9а-9в), отражающие зависимость массовой доли белка от изменения массовой доли небелкового азота и содержания мочевины.

Из рисунков 9а-9в видно, что увеличение содержания мочевины приводит к увеличению небелковых азотистых соединений и общего белка в молочном сырье, при этом снижается биологическую ценность молочного сырья за счет снижения «истинного» белка. Полученные зависимости свидетельствуют, что высокое содержание мочевины приводит к увеличению в молоке аммиака (гидролиз мочевины ферментом молока - уреазой), что способствует увеличению содержания НБАВ и снижению "истинного" белка молока.

В ходе выполнения работы оценивались следующие свойства молочного сырья: кислотность (титруемая, активная), плотность, осмотическое давление и температура замерзания, термоустойчивость и сычужная свертываемость. Результаты проведенных исследований приведены в таблице 6, а в таблице 7 данные по оценке качества готового продукта, выработанного из молочного сырья, подвергнутого испытаниям. Исследованиям подвергались следующие молочные продукты: творог массовой долей жира 18%; творожный продукт массовой долей жира 18,0%; молоко питьевое пастеризованное 3,2%; молоко питьевое ультрапастеризованное 3,2%; сметана массовой долей жира 15,0% и сметанный продукт массовой долей жира 15,0%. Оценивали молочную продукцию по физико-химическим показателям, приведенным в нормативной документации на продукт.

Ха^тр и'ччх'шв ».^ччив ттлкяиимртЛЯ^тмнЪтхттрстнмя.та'иппякт»«*«»''« 4JJ.MII.« ,ИЯТ &1ИЯ <*«) II ЫмлшЯ ДОИ )1,чЧ:В1*Ч»0 »ТОН (%)

Смч««, ■ .V* шт.»и»Г»ЯТ.МП*г<ЯМ№>", 1 ЗМГГуШЭ М'луг

Хцмтермеч^и»« иашгесы^ч > ¡но..»:™ от ботЩ^м ш:«««ли щ^ишлитй

.■■с»« ним - щпмшмтой' -юнихап-штгг

Хао»т« м»ивв««1« и&ивнчи Щг,%) о актах в тимсимести от имев««

Нош бел« (V) и в»щ«с(1 лоли «ебот»о»ото мота (Ч)

Рис. 9 Характер изменения содержания мочевины в молоке сыром (а), молоке обезжиренном

(б) и в сливках (в)

В продукте, выработанном из молока сырья с низким содержанием «истинного» белка (менее 2,2%) и высоким содержанием мочевины (более 35мг%), изменялись потребительские свойства (изменялась структура, консистенция и цвет), а также показатели качества в готовом продукте: снижалось содержание массовой доли белка и массовой доли сухих веществ, изменялась титруемая и активная кислотность.

Результаты исследований подтвердили, что изменение цвета питьевого молока наблюдалось наиболее выражено в продукте, выработанном из молочного сырья с повышенным содержанием мочевины и фальсифицированном нейтрализующими веществами. Вероятнее всего происходит взаимодействие (с различной интенсивностью в зависимости от температуры и выдержки) производного соединения мочевины - цианата с остатками цистеинила в Р-ЛГ с образованием Б-карбомил-Ь-цистеина, а также и с Е-аминогруппами остатков лизина в казеине с образованием гомоцитруллина.

Наименование показателей Наименование исследуемых образцов

Молоко сырое, сезоны года Молоко обезжиренное сирое, сезоны года Сливки сырые, сезоны года

3 в л о 3 в л о 3 в л 0

Титруемая кислотность, 17,4± 1.8 17,Ot 1,5 18,0± 2,2 18,4± 1,9 16, Ott 1,8 17,7± 2Д 18,6± 1,7 18,Ott 2,0 17,2 ± 1,5 18,6± 2,0 19,0± 1,7 18,3± 1,4

Активная кислотность, РН 6,64± 0,18 6,5б± 0,20 б,50± 0,32 б,60± 0,20 6,69± 0,12 6,60± 0,18 6,55± 0,26 6,70± 0,16 6,53± 0,15 6,46± 0,28 6,40± 0,20 6,49± 0,24

Плотность, кг/м' 1028 ±1,30 1027 ±1,30 1028 ±1,30 1028 ±1,30 1029 ±1,30 1028 ±1,30 1029 ±1,30 1030 ±1,30 1024 ±1,60 1023 ±1,70 1022 ±1,50 1024 ±1,30

Осмотичсск ое давление, МПа 0,67± 0,08 0,6б± 0,08 0,65± 0,08 0,б4± 0,08 0,66± 0,08 0,64± 0,08 0,64± 0,08 0,63± 0,06 0,62± 0,08 0,63± 0,08 0,64± 0,08 0,64± 0,08

Температура замерзания, минус"С 0,518 ± 0,006 0,522 ± 0,008 0,528 ± 0,009 0,525 ± 0,007 0,510 ± 0,010 0,508 ± 0,008 0,516 ± 0,009 0,513 ± 0,009 0,506 ± 0,011 0,510 ± 0,008 0,517 ± 0,007 0,518 ± 0,009

Термоустойчивость* по алкогольной пробе группа/" т/72 Ш/72 IV/70 11/75 Ц/75 111/72 111/72 1/80 111/72 IV/70 V/68 IV/70

Сычужная свертываемо сть, мин. 25,0 ±4,0 22,0 ±2,7 20,0 ±2,3 16,0 ±2,0 18,0 ±2,8 31,0 ±2,6 25,0 ±2,0 23,0 ±2,5 24,0 ±3,3 19,0 ±2,0 26,0 ±3,6 19,0 ±2,5

* - наблюдались отклонения по термоустойчивости в пределах 2 трупп/"

Свойства молочного сырья оценивали и по сезонам года (таблица 6). Наблюдались изменения плотности, титруемой и активной кислотности, но наиболее выражены сезонные изменения температуры замерзания, осмотического давления и термоустойчивости во всех видах молочного сырья.

Таблица 7

Наименование образцов Кислотность, °Т Активная кислотность, pH Массовая доля жира, % Массовая доля белка, % Массовая доля COMO, %

Молоко питьевое пастеризованное м.д.ж. 3,2% 18,0±2,0 6,50±0,12 ЗД±0,20 3,03±0,18 8,32±0,55

Молоко питьевое ультра- пастеризованное м.д.ж. 3,2% 17,5±2,0 6,55±0,24 3,2±0,20 2,94±0,21 8,17±0,30

Творог м.д.ж. 18,0% 179,04:4,8 4,32±0Д8 18,0±0,50 14,15±1,5 16,91±1,50

Творожный продукт м.д.ж. 18,0% 134,0±3,6 4,48±0,35 18,8±1,0 10,36±2,0 15,34±1,50

Сметана м.д.ж. 15,0% 80,0±2,6 5,08±0Д6 15,0±0,50 2,07±0,33 7,42±0,60

Сметанный продукт м.д.ж. 15,0% 72,0±3,0 5,65±0,43 16,0±1,0 1,70±0,40 7,10±0,55

При исследовании молочного сырья и молочных продуктов по содержанию бензойной кислоты и ее солей было выявлено, что бензойная кислота и ее соли всегда содержатся в молочном сырье, только в разных количествах (рис. 10 и 11). Было выявлено, что максимальное количество содержания бензойной кислоты и ее солей в молоке сыром и молоке обезжиренном наблюдалось в весенне-летний период и минимальное - поздней осенью. Меньшее содержание бензойной кислоты и ее солей наблюдалось в сливках, что обусловлено высоким содержанием жира и распределением бензойной кислоты и ее солей в белковой фазе молочного сырья.

сЫ—г-1—-1-1-1-| I I I-

0 2 4 < I 19 12 14 II 18 20

Рис. 11 Хроматограмма молока сырого обезжиренного

В ходе эксперимента были проведены исследования состава жировой фазы молочного сырья и молочной продукции. Свойство молочного жира зависит в первую очередь от строения и состава жирных кислот, данное свойство применяется и для идентификации молочной продукции, что послужило дополнительным фактором измерения жирно-кислотного состава молочного сырья и молочной продукции.

В связи с тем, что важнейшее значение для организма человека имеют такие полиненасыщенные жирные кислоты как линолевая (2 двойные связи), линоленовая (3 двойные связи) и арахвдоновая (4 двойные связи), особое внимание уделяли содержанию данных жирных кислот в молочном сырье и выработанных продуктах.

В таблицах 8 и 9 приведены количественные значения содержания жирных кислот в молочном сырье и молочной продукции, значения коэффициентов веса, рассчитанные по содержанию жирной кислоты с точки зрения пищевой ценности. Расчет проводился по 6

наиболее распространенным жирным кислотам /миристиновой, пальмитиновой, стеариновой, олеиновой, линолевой и линоленовой/, по данным жирным кислотам рассчитан обобщенный критерий ИЬ («рациональный липидный»).

Оценка обобщенного критерия производилась по формуле: т

¡=1

где ЯЬ -значение обобщенного критерия пищевой ценности для б-го жирно-кислотного состава;

а; -коэффициент веса для ¡-й жирной кислоты;

х,! - содержание ¡-й жирной кислоты для б-го варианта жирно-кислотного состава; х," - нормирующее значение для 1-й жирной кислоты; ш- количество жирных кислот

По обобщенному критерию ИЬ оценивалось молочное сырье и выработанная молочная продукция. Согласно рекомендациям института питания РАМН диапазон критерия ЛЬ должен находиться от 0,9 до 1,1 это полноценный жирно-кислотный состав жировой фазы продукта. По данному критерию молочное сырье по показателям качества соответствующее требованиям нормативной документации и не фальсифицированное, имело значения критерия и! от 0,92 до 0,99 (таблица 8). В молочной продукции, выработанной из молочного сырья с полноценным жирно-кислотным составом, значения критерия ЯЬ находились в диапазоне от 0,90 до 1,04 (таблица 9).

Таблица 8

Наименование показателя Жирные кислоты

Коэффициент веса С 14:0 С160 Си.о Сц;| С)вг

0,02 0,25 0,03 0,50 0,10 0,10

Молоко сырое (хранение не более 6 ч, Н6±2)°С) 11,38 ±0,56 28,44 ±1,70 12,25 ±0,35 24,19 ±0,55 3,43 ±0,35 0,80 ±0,14 0,99± 0,02

Молоко сырое (хранение не более 12 ч Н6±2)°С) 11,53 ±0,50 28,42± 1,80 12,33± 0,40 24,00± 0,80 3,26± 0,48 0,70± 0,23 0,99± 0,03

Молоко сырое (хранение не более 24 ч 1=(б±2)°С) 11,68± 0,45 28,40± 1,76 12,3 9± 0,48 24,05± 0,90 3,05± 0,56 0,66± 0,28 0,99± 0,04

Молоко сырое (хранение не более 36 ч Н6±2)°С) 11,70± 0,60 28,46± 2,0 12,55± 0,50 23,90± 1,10 2,90± 0,60 0,58± 0,30 0,99± 0,06

Молоко сырое обезжиренное(хранение не более 8 ч Н6±2)°С) 10,51± 0,35 28,18± 0,80 12,52± 0,30 26,31± 1,20 3,29± 0,12 0,52± 0,20 0,92± 0,03

Молоко сырое обезжиренное(хранение не более 14 ч Н6±2)°С) 10,55± 0,30 28,19± 0,66 12,57± 0,34 26,23± 1,60 3,27± 0,15 0,50± 0,22 0,90± 0,04

Молоко сырое обезжиренное(хранение не более 24 ч Н6±2)°С) 10,59± 0,30 28,18± 0,70 12,58± 0,36 26,30± 1,75 3,20± 0,18 0,52± 0,24 0,91± 0,04

Молоко сырое обезжиренное(хранение не более 36 ч Н6±2)°С) 10,58± 0,38 28,22± 0,64 12,63± 0,40 26,3 3± 1,80 3,17± 0,20 0,52± 0,24 0,92± 0,05

Сливки сырые (хранение неболее6чН4±2)°С) 10,85± 0,65 29,34± 1,10 12,23± 0,35 26,48± 1,0 2,66± 0,20 0,54± 0,25 0,96± 0,03

Сливки сырые (хранение не более 16 ч И4±2)°С) 10,88± 0,80 29,33± 1,30 12,37± 0,60 26,40± 1,10 2,63± 0,25 0,53± 0,25 0,95± 0,04

Сливки сырые (хранение не более 24 ч Н4±2)°С) 10,95± 0,89 29,3 8± 1,38 12,46± 0,76 26,26± 1,20 2,60± 0,26 0,52± 0,28 0,94± 0,05

Сливки сырые (хранение не более 48 ч Н4±2)°С) 10,99± 0,93 29,39± 1,42 12,58± 1,0 26,11± 1,46 2,54± 0,28 0,50± 0,40 0,94± 0,06

Наименование показателя Жирные кислоты

Сно Сип С^.о С181 Сиг Сц:3 Ы.

Коэффициент веса а, 0,02 0,25 0,03 0,50 0,10 0,10

Молоко питьевое пастеризованное м.д.ж. 3,2% (свежевыработанное) 11,24* 0,34 28,15± 1,20 10,88± 0,56 26,81± 0,70 3,56* 0,33 0,68* 0,23 1,02* 0,26

Молоко питьевое пастеризованное м.д.ж. 3,2% {хранение 72 ч ИШ)°С) 11,26* 0,33 28,17* 1,10 10,87* 0,58 26,81* 0,83 3,50* 0,30 0,64* 0,22 1,03* 0,28

Молоко питьевое пастеризованное м.д.ж. 3,2% (хранение 10 суток 1-(6±2)°С) 11,26* 0,38 28,21* 1,17 10,84* 0,55 26,81* 1,10 3,44* 0,40 0,60* 0,25 1,04* 0,33

Молоко питьевое ультрапастеризовашюе м.д.ж. 3,2% (хранение 72 часа И20±4)°С) 10,29* 0,42 30,06± 1,23 12,72* 0,63 26,44* 0,74 3,72* 0,42 0,60* 0,30 0,96* 0,24

Молоко питьевое ультрапастеризованное м.д.ж. 3,2% (хранение 30 суток И20±4)'С) 10,33± 0,37 30,11* 1,34 12,82* 0,67 26,44* 0,82 3,56* 0,46 0,56* 0,36 0,95* 0,36

Молоко питьевое ультрапастеризованное м.д.ж. 3,2% (хранение 6 месяцев 10,38± 0,40 30,56± 1,37 12,95± 0,60 26,44* 0,86 3,32* 0,50 0,48* 0,28 0,97* 0,40

Творогм.д.ж. 18% (свежевыработанный) 9,10± 0,56 31,52± 1,20 12,44± 0,43 27,31* 0,63 2,85* 0,33 0,60* 0,20 0,90* 0,16

Творог м.д.ж. 18% (хранение 72 часа Г={6±2 )°С) 9,14* 0,58 31,52* 1,45 12,44* 0,48 27,31* 0,66 2,85* 0,36 0,60* 0,25 0,90* 0,22

Творогм.д.ж. 18% (хранение 10 суток Н6*2)°С) 9,19* 0,65 31,52* 1,36 12,44± 0,53 27,31* 0,68 2,85* 0,36 0,60* 0,28 0,90* 0,24

Творожный продукт м.д.ж. 18%(свсжевыработанный) 7,66± 0,80 34,32* 2,45 9,02* 0,89 24,39* 0,94 2,87* 0,42 0,76* 0,33 0,95* 0,36

Творожный продукт м.д.ж. 18% (хранение 10 суток ^бЙ^С) 7,69* 0,95 34,32* 2,50 9,02* 0,93 24,39* 0,99 2,87* 0,50 0,76* 0,37 0,95* 0,40

Творожный продукт м.д.ж.18%(хранение 10 суток Н6±2УС) 7,77± 1,20 34,32± 2,64 9,02* 0,98 24,39* 0,98 2,87* 0,51 0,76* 0,40 0,95* 0,42

Сметана м.д.ж. 20% (свежевыработанкая) 10,29* 0,34 30,06± 1,32 12,72* 0,57 26,44* 0,67 2,21* 0,45 0,40* 0,18 0,97* 0,30

Сметана м.д.ж. 20% (хранение 10 суток Нб±2)°С) 10,33± 0,42 30,0б± 1,26 12,72* 0,69 26,44* 0,72 2,21* 0,47 0,40* 0,20 0,97* 0,32

Сметана м.д.ж. 20% (хранение 30 суток Нб±2)"С) 10,38± 0,44 30,06± 1,31 12,72* 0,81 26,44* 0,76 2,21* 0,46 0,40* 0,20 0,97* 0,36

Сметанный продукт м.д.ж.20%(свежевыработанный) 7,781 0,69 31,14± 2,31 10,47* 1,12 31,53* 0,85 6,64* 0,80 0,54* 0,34 0,82* 0,30

Сметанный продукт м.д.ж.20%(хранение 10 суток Н6±2)°С) 7,84± 0,89 31,14* 2,44 10,47± 1,23 31,53* 0,88 6,64* 0,86 0,54* 0,33 0,79* 0,34

Сметанный продукт м.д.ж.20% (хранение 30 суток 1=(6±2)0С) 7,90* 0,95 31,14* 2,09 10,47* 1,31 31,53* 0,93 6,64* 1,0 0,54* 0,36 0,76* 0,37

Содержание жирных кислот и значение критерия RL в жировой фазе молочного сырья и молочной продукции определялось также в процессе хранения. Учитывались условия и время хранения по нормативной документации на данный вид продукта.

В процессе исследований были выявлены изменения диапазонов содержания жирных кислот при фальсификации молочного сырья, в процессе технологической переработки и при хранении. Наблюдалось значительное снижение в первую очередь содержания линолевой и линоленовой кислот практически во всех исследованных образцах в процессе хранения, также отмечено значительное снижение содержания линолевой и линоленовой кислот при нарастании в продукте кислотности. Наименьшие значения критерия RL были отмечены в сметанном продукте и в процессе хранения молочной продукции.

При проведении исследований были выявлено влияние фальсификации молочного сырья на жирно-кислотный состав жировой фазы. Отмечалось значительное снижение содержания «незаменимых» жирных кислот линолевой и линоленовой, особенно в продуктах подвергнутых сквашиванию и повышенное содержание стеариновой и пальмитиновой кислот, особенно в молочном сырье после хранения, что приводило к значительному изменению значений критерия RL в сторону уменьшения и соответственно снижению биологической ценности молочного сырья. Молочная продукция, выработанная из дапного сырья, также имела измененный жирно-кислотный состав с увеличенным содержанием стеариновой и пальмитиновой кислот.

Отмечены значительные изменения соотношение жирных кислот в жировой фазе молочного сырья по сезонам года. Изменения наблюдались главным образом на средне- и высокомолекулярных жирных кислотах (С12 - Cjg), увеличивалась доля средне- и высокомолекулярных насыщенных жирных кислот с 54,0 - 58,0% до 58,0 - 63,0% и уменьшалась доля ненасыщенных с 33,0-35,8 до 22,8 - 30,5%. Низкомолекулярные насыщенные жирные кислоты изменялись в пределах с 4,5 - 6,7 до 5,6 - 7,8%.

Сезонные изменения наиболее проявлялись на содержании основных жирных кислот -капроновой, каприловой, миристиновой, пальмитиновой, олеиновой, стеариновой и линолевой. Результаты исследований подтвердили, что наибольшее количество в молочном жире содержится пальмитиновой кислоты, летом ее количество уменьшалось (24-29%), зимой увеличивалось (28-34%). Сезонное содержание олеиновой кислоты изменялось несколько меньше: летом от 24,% до 31% и зимой от 20% до 27%.

В четвертой главе представлен алгоритм оценки качества молочного сырья (рис.12), разработанный на основе полученных в ходе исследований данных контроля молочного сырья по показателям качества, безопасности и идентификационных признакам.

Данный алгоритм позволяет принимать управленческие решения по использованию молочного сырья на перерабатывающем предприятии с учетом требований производственного контроля предприятия и оценке его качества и безопасности, а также вести контроль и учет.

При апробации данного алгоритма в условиях промышленного предприятия были учтены особенности условий поставки молочного сырья на данном перерабатывающем предприятии (условия договора поставки, время, условия транспортирования и хранения молочного сырья) и применяемые методы контроля. Это позволило усовершенствовать входной контроль предприятия, определить необходимые для контроля параметры оценки молочного сырья, ввести в обязательный контроль предприятия определение «истинного» белка и содержание мочевины. Идентификацию молочного сырья осуществлять по температуре замерзания, что позволило создать условия для исключения попадания в производственный процесс фальсифицированного сырья и тем самым увеличить эффективность переработки.

В пятой главе приведены результаты метрологической аттестации разработанных методик измерений (МИ) небелкового азота, мочевины, массовой доли молочного жира и массовой доли COMO в молоке и молочных продуктах.

Метрологические характеристики методик измерений (МИ) небелкового азота, мочевины, массовой доли молочного жира и массовой доли COMO приведены в таблице 10.

Рис.12 Алгоритм оценки качества молочного сырья

Наименование показателей; Диапазоны измерений Метрологические характеристики методики

Сходимость результатов измерения, не более Воспроизводимость результатов измерения, не более Предел допускаемой абсолютной погрешности измерения, ± (Д), % Р - 0,95

Содержание мочевины, мг%

0-9,9 0,10 0,20 0,10

10,0-49,9 0,30 0,80 0,30

50,0-100,0 3,00 5,00 2,0

Содержание небелкового азота (НБА), %

0-5,0 0,16 0,32 0,20

Массовая доля СОМО,%

0,5 - 99,0 0,3 1,6 1,2

Массовая доля молочного жира, %

От 10,0 до 100,0 3,3 7,0 5,0

ВЫВОДЫ

1. На основе современных подходов, теоретических обобщений и экспериментальных исследований научно обосновано, что основными идентификационными параметрами молочного сырья, позволяющими вырабатывать продукт гарантированного качества, являются: температура замерзания, "истинный" белок и содержание мочевины.

2. Проведены исследования влияния фальсификации молочного сырья на его состав и показатели качества и безопасности. Выявлено влияние фальсификации на белковый и жировой состав молочного сырья и выработанной молочной продукции. Увеличение содержания мочевины в молочном сырье способствовало снижению содержания «истинного» белка на 20%, а в готовой молочной продукции к снижению массовой доли белка на 25%. Увеличение содержания НБАВ приводило к снижению «истинного» белка на 25%, а в готовой молочной продукции к снижению массовой доли белка на 30% и более.

3.Получены зависимости температуры замерзания молочного сырья от добавленной воды, массовой доли лактозы, молочной кислоты и солей, что позволило применять температуру замерзания для идентификации молочного сырья.

4. Набран большой массив статистических данных по диапазону значений температуры замерзания для сливок и обезжиренного молока. Рассчитаны уравнения регрессии температуры замерзания в разных видах молочного сырья. Получены зависимости составных частей молочного сырья от сезона года, от влияния составных частей молочного сырья и идентификационных признаков, что позволяет применять данный параметр в качестве идентификационного для всех видов молочного сырья.

5. Выявлено влияние мочевины на изменение химического состава молочного сырья и ряда его технологических свойств, в связи с превалирующим ее содержанием в составе небелковых азотистых веществ молока. Отмечены сезонные колебания содержания мочевины в молочном сырье. Уровень содержания мочевины, присутствующей в молоке, может служить индикатором качества молочного сырья, оценки белкового состава молочного сырья, а также эффективности усвоения кормов животными.

6. Разработан способ расчета «истинного» белка молока и методика его определения, которая основана на измерении в молочном сырье общего азота, небелкового азота и дальнейшего расчета массовой доли «истинного» белка (ИБ): ИБ = (OA - НБАВ) *6,38.

7. Исследован жирно-кислотный состав молочного сырья и молочной продукции с последующим определением его биологической ценности. Получены значения критерия RL, коэффициентов весомости, рассчитанные по содержанию 6 жирных кислот с точки зрения пищевой ценности, количество "эссенциальных" жирных кислот для молочного сырья и молочной продукции.

8. Выявлена зависимость содержания жирных кислот, их количественного и качественного состава, сочетания и размещения в триглицеридах на фракционный состав и физико-химические свойства молочного жира выработанной молочной продукции. Отмечено снижение критерия RL и коэффициентов весомости на 25% при использовании в производстве молочной продукции несбалансированных по составу жиров немолочного происхождения.

9. Разработан алгоритм оценки качества молочного сырья с учетом его состава и свойств и проведена апробация алгоритма оценки качества молочного сырья в условиях перерабатывающего предприятия (филиал «Молочный комбинат «Юрьев - Польский» ЗАО «Холдинговая компания «Ополье», Владимирская обл., г.Юрьев - Польский);

10. Разработаны методики измерений (МИ) небелкового азота, мочевины, массовой доли молочного жира и массовой доли COMO в молочном сырье и молочных продуктах, проведена метрологическая аттестация МИ.

11. Разработаны государственные стандарты:

«Молоко и молочные продукты. Метод определения содержания мочевины.»

«Молоко и молочные продукты. Метод определения содержания небелкового азота».

«Молоко и продукция молочная. Методы определения массовой доли сухого обезжиренного молочного остатка (COMO)»

«Молоко и молочные продукты. Метод определения массовой доли молочного жира».

По материалам диссертации опубликованы следующие работы:

• Юрова Е.А. Методы определения массовой доли белка. / Юрова Е.А. // Молочная промышленность. -2004.-№6.-с.28-29;

• Юрова Е.А. Характеристика методов определения белка в молоке ЛОрова Е.А.// Переработка молока,- 2004.-№8.-с. 18-19

• Юрова Е.А. Методы определения массовой доли белка в молоке сырье /Юрова Е.А.// Научно-практическая конференция: сб.ст. -Углич., 2004.-С.278-283

• Юрова Е.А. Температура замерзания молока. / Юрова Е.А., Кирсанов В.И. // Молочная промышленность.-2005.-№2.-с.30-31;

• Юрова Е.А. Влияние ультрафиолета на состав и свойства молока. / Черных Е.А., Юрова Е.А. //Молочнаяпромышленность.-2006.-№12.-с.42-44;

• Юрова Е.А. Методы идентификации молочных продуктов // Интеграция фундаментальных и прикладных исследований - оценка развития современных аграрно-пищевых технологий. Сборник материалов научно-практической конференции: сб.ст. - Углич, 2007.-С.377-379

• Юрова Е.А. Сравнительный анализ сыропригодиости молока / Юрова Е.А. // Переработка молока. -2007.-№3.-с.46-49;

• Юрова Е.А. Влияние физико-химических показателей на осмотическое давление молока и молочных продуктов / Юрова Е.А., Чигасов А.И. И Конференция - конкурс научно-инновационных работ молодых ученых и специалистов «Отделения хранения и переработки ссльско-хозяйственной продукции» Россельхозакадемии. - Москва, 20Ö8.-C.139-143;

• Юрова Е.А. Методы определения нейтрализующих веществ в молоке / Юрова Е.А. // Молочная река - №2.-2008.с.34-36;

• Юрова Е.А. Calibration models for multi - component quantitative analyses of dairy with the use of two different types of portable near infrared spectrometer / Юрова Е.А. Калинин A.B.,

Крашенинников В В., Кривцун В.И., Денисович Е.Ю. //Journal of near infrared spectroscopy. 200S, 16, C343-348

• Юрова Б.А. Методы определения общей бактериальной обсемененности молока-сырья / Юрова Е.А. // Совершенствование технологий производства продуктов питания в свете Гос. Программы развития сельского хозяйства на - 2008-2012гг. Материалы научно-практической конференции: сб. ст.- Москва, 2008.-С.142-145;

• Юрова Е.А. Входной контроль молока-сырья / Юрова Е.А. И Переработка молока.-2009,-№8.-с.12-14;

• Юрова Е.А. Методы контроля молока и продуктов его переработки /Юрова Е.А.// Молочная Промышленность -2009.-№1.-с.7-9;

• Юрова Е.А. Контроль показателей качества молока и продуктов его переработки (на примере определения массовой доли белка в твороге и творожных изделиях)/Юрова Е.А., Кобзева Т.В. // Молочная Промышленность -2009.-№1 .-с.39-41;

• Юрова Е.А. Методы определения осмотического давления ЛОрова Е.А., Денисович ЕЮ., Чигасов А.И. //Молочная Промышленность -2009.-№1.-с.52-53;

• Юрова Е.А. Контроль молока сырья по показателям качества и безопасности на предприятиях молокоперерабатывающей промышленности / Юрова Е.А. // ВНИМИ. Наука -производству: Инф.бюл. -М., 2010-№1.-с.7-13;

• Юрова Е.А. Методология оценки молока - сырья по показателям качества и безопасности с применением высокоэффективных методов анализа / Юрова Е.А .// Принципы пищевой комбинаторики - основа моделирования поликомпонентных пищевых продуктов. Материалы научно-практической конференции: сб.ст. -Углич., 2010.-С.317-319;

• Юрова Е.А. Методы контроля молока-сырья по показателям качества и безопасности: принципы и подходы / Юрова Е.А.// Молочная Промышленность -2010.-№2.-с.5-8;

• Юрова Е.А. Практика применения современных высокоэффективных методов для осуществления контроля качества на предприятиях перерабатывающей промышленности /Юрова Е.А.// Молочная река.-2010.-№1 .-с. 12-16;

• Юрова Е.А. Хроматографические методы анализа /Юрова Е.А.//Молочная Промышленность -2010.-№2.-с. 16-18;

• Юрова Е.А. Антиоксиданты молока и их роль в оценке его качества /Юрова Е.А., Шидповская В.П// Молочная промышленность-2010.-№2-с.24-27;

• Юрова Е.А. Контроль показателей безопасности молочной продукции / Юрова Е.А., Кобзева Т.В., Полякова О.С.// Молочная промышленность-2011 .-№5.-С.20-22;

• Юрова Е.А. Стандартизация методов контроля молока и молочной продукции / Юрова Е.А. II Молочная промышленность-2011.-№2-с.32-35;

• Юрова Е.А. Современные инструментальные методы контроля молочного сырья /Юрова Е.А., Кобзева Т.В. //Молочная промышленность.-2011.-№2-с. 36-38,

• Юрова Е.А. Современные высокоэффективные методы контроля молочной продукции / Юрова Е.А., Кобзева Т.В. // Пищевая промышленность -2011.-№4.-с.38-40;

• Юрова Е.А. «Способ определения наличия жиров немолочного происхождения в молочном жире» /Юрова Е.А., Денисович Е.Ю.// Патент на изобретение № 2279071 Зарегистрирован в Государственном реестре изобретений Российской Федерации 27 июня 2006г. Бюл. №18

• Юрова Е.А. Современные высокоэффективные методы выявления фальсификации молочной продукции. / Юрова Е.А.// «Экологическая, продовольственная и медицинская безопасность человечества» Материалы Первого Международного конгресса: сб. ст. - Москва, 2011.-с. 185-187;

• Юрова Е.А. К вопросу о содержании мочевины в молоке и методах ее определения. /Юрова Е.А., Шидповская В.П.// Молочная промышленность. - 2012 - №1 - с.

Отпечатано в типографии ООО "Франтера" Подписано к печати 22.02.2012г. Формат 60x84/16. Бумага "Офсетная №1" 80г/м2. Печать трафаретная. Усл.печ.л. 1,50. Тираж 100. Заказ 492.

WWW.FRANTERA.COM

61 12-5/1715

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт молочной промышленности (ГНУ ВНИМИ Россельхозакадемии)

на правах рукописи

ЮРОВА ЕЛЕНА АНАТОЛЬЕВНА

«Исследование влияния состава и свойств молочного сырья на

качество молочной продукции»

Специальность - 05.18.04- «Технология мясных, молочных и рыбных продуктов и холодильных производств»

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель:

Доктор технических наук,

Академик РАСХН

Харитонов Владимир Дмитриевич

Москва 2012 г

СОДЕРЖАНИЕ

Введение __4

Глава 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ__9

1.1. Характеристика состава и свойств молочного сырья 9

1.2. Жировой состав молочного сырья__22

1.3. Белковый состав молочного сырья__28

1.4. Контроль показателей качества молочного сырья и

молочной продукции__36

1.5. Идентификация молочного сырья и молочной

продукции_________41

1.6. Методы контроля молочного сырья и молочной

продукции__47

Глава 2. МЕТОДОЛОГИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ 57

2.1. Организация экспериментальных работ__57

2.2. Объекты исследований__59

2.3. Методы исследований__60

2.3.1. Стандартные и общепринятые методы анализа__60

2.3.2. Методы определения физико-химических свойств

молочного сырья и молочной продукции__62

2.3.3. Хроматографические методы исследования__68

2.3.4. Методы статистической обработки экспериментальных

данных__

Глава 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ_

3.1. Определение идентификационных параметров оценки молочного сырья________

3.2. Изучение влияние фальсификации на состав и свойства молочного сырья_

3.3. Исследование белкового состава молочного сырья и молочной продукции.__

76 76 81 99

3.4. Разработка методики определения истинного белка (ИБ)__109

3.5. Исследование жирового состава и биологической ценности молочного сырья и молочной продукции__112

3.6. Изучение физико-химических свойств молочного сырья__126

3.7. Определение бензойной кислоты и ее солей в молочном

сырье и молочной продукции __131

Глава 4. РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМА ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА И

БЕЗОПАСНОСТИ МОЛОЧНОГО СЫРЬЯ__139

4.1 .Разработка алгоритма оценки показателей качества и

безопасности молочного сырья__139

4.2. Апробация алгоритма оценки качества и безопасности

молочного сырья в условиях перерабатывающего предприятия__142

Глава 5. РАЗРАБОТКА МЕТОДИК ИЗМЕРЕНИЙ (МИ)__143

5.1. Молоко и молочные продукты. Метод определения

содержания небелкового азота__146

5.2. Молоко и молочные продукты. Метод определения

содержания мочевины_____154

5.3. Молоко и молочная продукция. Определение массовой доли молочного жира методом фотоколориметрирования__160

5.4. Молоко и продукция молочная. Методы определения

массовой доли сухого обезжиренного молочного остатка (COMO) 167

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ__170

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ__173

ПРИЛОЖЕНИЯ__190

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность_работы. Необходимость обеспечения

продовольственной безопасности страны выдвигает в число первоочередных задач развитие конкурентоспособного производства отечественных продуктов питания, в том числе молочных. Для решения данной задачи большое значение приобретает обеспечение предприятий высококачественным молочным сырьем, позволяющим регулировать технологический процесс и вырабатывать продукт гарантированного качества.

Изменение законодательной базы и введение в действие закона № 88-ФЗ от 12.06.2008 г, №163-Ф3 от 22.07.20Юг «Технический регламент на молоко и молочную продукцию» привело к ужесточению требований к молочному сырью и производственному контролю предприятий, увеличению количества измеряемых параметров и расширению понятия молочное сырье (молоко сырое обезжиренное, сырые сливки, концентрированное молоко).

Требуется подчеркнуть, что в настоящее время участились случаи фальсификации молочного сырья различными компонентами и химическими соединениями. Это обстоятельство приводит к поступлению фальсифицированного сырья в технологический процесс и как следствие к снижению экономической эффективности производства, уменьшению выхода продукции и появлению пороков в готовой молочной продукции.

Для эффективного регулирования технологического процесса производства, осуществления производственного контроля на предприятиях молочной промышленности и выявления фальсификации молочного сырья необходимо разработать современные высокоэффективные методы контроля, все эти обстоятельства обуславливают необходимость и актуальность проведения научных исследований в данном направлении.

Научная новизна На основе изучения состава и свойств молочного сырья, предложены научно - обоснованные критерии его оценки по показателям качества, безопасности и идентификационным признакам.

Определены зависимости содержания общего азота, небелковых азотистых соединений и мочевины в молочном сырье и белкового состава молочной продукции.

Для идентификации белкового состава молочного сырья предложено понятие «истинный» белок и разработана методика комплексной оценки белкового состава молочного сырья с определением этого показателя.

Полученный массив экспериментальных данных по содержанию бензойной кислоты и ее солей в молочном сырье и молочной продукции позволяет оценить диапазоны содержания данных соединений в различных видах молочного сырья и молочной продукции.

Определены диапазоны колебаний содержания «эссенциальных» (незаменимых) жирных кислот жировой фазы молочного сырья и обобщенного критерия (ЯЬ), учитывающего биологическую ценность состава жировой фазы молочного сырья и молочной продукции.

Практическая значимость работы Разработан алгоритм оценки качества и безопасности молочного сырья, необходимый для осуществления приемочных испытаний молочного сырья на предприятиях перерабатывающей промышленности.

Изучено влияние фальсификации молочного сырья на его качество и состав, а также на качество молочной продукции, что позволило определить комплекс показателей необходимых для идентификации молочного сырья и производства молочной продукции с заданными свойствами в соответствие с требованиями Федерального законодательства.

Проведена апробация разработанного алгоритма оценки качества и безопасности молочного сырья на молокоперерабатывающем предприятии (филиал «Молочный комбинат «Юрьев - Польский» ЗАО «Холдинговая компания «Ополье», Владимирская обл., г.Юрьев - Польский).

Разработаны современные высокоэффективные методы анализа, позволяющие перерабатывающим предприятиям осуществлять приемку молочного сырья и вести производственный контроль и учет, а также повышать эффективность переработки.

Стандартизованы методики измерений (МИ) небелкового азота и мочевины в молочном сырье и молочных продуктах на территории РФ.

Разработаны государственные стандарты методик измерений небелкового азота, мочевины, массовой доли молочного жира и массовой доли COMO в молочном сырье и молочных продуктах.

Цель работы и задачи исследований. Целью настоящей диссертационной работы является исследование влияния состава и свойств молочного сырья на качество молочной продукции.

Для достижения поставленной цели определены и последовательно реализованы следующие задачи:

- Систематизировать и научно обосновать идентификационные параметры оценки молочного сырья с учетом новой нормативно-правовой базы и современных требований производства;

- Исследовать влияние фальсификации молочного сырья на его состав, свойства и качество молочной продукции;

- Провести комплексную оценку белкового и липидного состава молочного сырья и молочной продукции: исследовать влияние показателей качества и безопасности, технологических режимов переработки и состава готового продукта на изменение белкового и липидного состава молочного

сырья и молочной продукции;

- Разработать методику комплексной оценки белкового состава молочного сырья с определением «истинного» белка молока;

- Разработать алгоритм оценки качества молочного сырья с учетом его состава и свойств и провести его апробацию в условиях промышленного производства;

- Разработать методики измерений (МИ) небелкового азота, мочевины, массовой доли молочного жира и массовой доли COMO в молочном сырье и молочной продукции и осуществить их метрологическую аттестацию с последующей стандартизацией методик измерений.

Список сокращений, приведенных в работе.

ТР - технический регламент

COMO - сухой обезжиренный молочный остаток

ЖК - жирные кислоты

НЖК - насыщенные жирные кислоты

МНЖК - мононенасыщенные жирные кислоты

ПНЖК - полиненасыщенные жирные кислоты

ГХ - газовая хроматография

РГХ - реакционная газовая хроматография

ВЭЖХ - высокоэффективная жидкостная хроматография

ПДК - предельно допустимая концентрация

МИ - методики измерений

ИБ - истинный белок

ОА - общий азот

НБАВ - небелковые азотистые вещества ДАМ - диацетилмоноксим

Глава 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1.Характеристика состава и свойств молочного сырья

Молоко является сложной коллоидной полидисперсной системой, в его состав входит до 200 различных химических веществ. Все компоненты молока взаимосвязаны друг с другом и составляют стабильную систему, находящуюся в равновесии [17, 112]. Любые изменения в содержании и состоянии компонентов молока под воздействием тепла и холода, механических, химических факторов, рН и др., могут нарушать равновесие системы и вызвать частичную или полную потерю ее компонентов и изменение свойств.

Наибольший удельный вес в молоке приходится на воду (83 - 89%), сухие вещества, включающие белки, липиды, углеводы, минеральные вещества и т.д., составляют от 11 до 17%, в том числе на сухой обезжиренный молочный остаток (COMO) приходится 8-9% [16, 110].

В наибольшей степени в молоке изменяется содержание жира, затем белковый состав, а потом уже лактоза [108]. Наименьшие колебания наблюдаются в минеральном составе молока. В таблице 1.1. приведен химический состав молока.

Таблица 1.1.

Химический состав молока

Белки: Липиды: Углеводы:

-2.8-3.4% -Небелковые азотистые соединения - 0.024- 0.035% - Казеин - 2,1 - 2,8 % - Сывороточные белки - 0.4 - 0.7%: - лактоглобулин 0.2 - 0.4% - лактоальбумин 0.1- 0.2% - Альбумин сыворотки крови 0.04% - иммуноглобулины 0.06 % - протеозо — пептонная фракция 0.01% - лактоферрин - 1 мг/кг 3.3-5.0% состав жирных кислот: насыщенные жирные к-ты 65.0% ненасыщенные 35.0%, фосфолипиды - 0.03% холестерин-0.01 % 4.5 - 4.7% - лактоза 4.5 - 4.7 - глюкоза 0.02% - галактоза 0.02% - олигосахариды следы

Кроме истинно природных компонентов молоко может содержать различные контаминанты (посторонние вещества): антибиотики, попадающие из крови проходивших лечение животных; пестициды, применяемые для борьбы с сорняками, насекомыми, грызунами (многие пестициды используются комплексно, что может приводить к превышению ПДК в продукте); микотоксины - вторичные метаболиты микроскопических плесневых грибов, обладающих выраженными токсическими свойствами; вещества, загрязняющие окружающую среду (следы тяжелых металлов, отработанных дымовых газов и т.д.); радиоактивные изотопы. Основными источниками загрязнения молока посторонними веществами являются следующие факторы [92, 109]: окружающая среда (атмосферный воздух, почва, водоемы), корм (применение неразрешенных кормовых добавок /консервантов, стимуляторов роста и т.д./, применение разрешенных кормовых добавок в повышенных дозах), условия содержания животных и другие зоотехнические факторы.

Полноценное молоко может быть получено только от здоровых животных. У больных коров нарушается их нормальное физиологическое состояние, что сопровождается изменением состава молока - уменьшается содержание жира, лактозы, сухих веществ. В таблице 1.2 приведены значения основных показателей состава молока у здоровых и больных коров.

В молоке больных животных наблюдается повышение величины рН, при значительном снижении титруемой кислотности (до 5°Т), изменяется белковый состав молока, резко возрастает содержание сывороточных белков за счет альбумина сыворотки крови и иммуноглобулинов при увеличении содержание общего белка молока и снижении содержания

казеиновой фракции.

Отдельными авторами [16, 71] отмечается возрастание содержания

хлористого натрия в молоке больных коров и резкого снижения содержания лактозы. Изменяется соотношение микро - макроэлементного состава,

например, Ca и Р (содержание Ca увеличивается на 7,0-23,0%, а Р -снижается на 15,0%), при этом соотношение Са/Р - 120/80 не сохраняется.

Таблица 1.2

Состав молока здоровых и больных коров

Наименование показателей Молоко здоровых коров Молоко больных коров

Массовая доля сухих веществ, % 12,0 - 14,0 10,0-10,5

Массовая доля белка, % в том числе Казеиновая фракция, % Сывороточные белки, % 3,0-3,2 2,6 0,6 3,5 2,0 1,5

Массовая доля жира, % 3,6 3,0

Массовая доля лактозы % 4,8 3,2

Количество соматических 3 клеток в 1 см До 500 тыс. 6 Более 1*10

Величина рН 6,6 - 6,8 7,0

Титруемая кислотность, °Т 16,0-18,0 5,0-13,0

Вязкость, Па* с 1,8*10 Ниже 1,3*10

На качество и безопасность молока оказывают влияние различные факторы, в том числе первичная обработка, включающая в себя - сбор, транспортирование, учет, очистку, охлаждение и хранение [16, 71]. Для осуществления контроля на каждой стадии первичной обработки молока применяют основные характеристики физико-химических показателей.

Кислотность молока является одним из основных критериев оценки его свежести. Различают титруемую и активную кислотность. Титруемая кислотность выражается в условных градусах Тернера (°Т), под которым понимают количество миллилитров 0,1 н раствора щелочи (КаОН или КОН), необходимое для нейтрализации 100 мл молока в присутствии фенолфталеина в качестве индикатора [17, 112].

Кислотность свежевыдоенного молока находится в пределах 16-18°Т, что обусловлено кислотным характером белков (казеина в частности), растворенного в молоке С02, лимонной кислоты, фосфорнокислых и лимоннокислых солей [16]. На белки приходится 4-5 °Т, на кислые соли -около 11°Т, на диоксид углерода и другие титруемые химические вещества

- около 1-2°Т.

Кислый характер молока обусловлен содержанием ионов водорода (активная кислотность рН), которые образуются при диссоциации содержащихся в молоке кислот и кислых солей. Молоко в среднем имеет рН 6.7, колебания составляют 6.6 - 6.8. Величина рН из-за очень незначительного повышения концентрации свободных водородных ионов почти совсем не изменяется, что позволяет применять данный параметр в качестве оценки качества молочного сырья.

По данным авторов [3, 86] молоко, полученное от коров с заболеваниями вымени, характеризуются значениями рН более 6,8, в то время когда у здоровых животных значения рН находились в пределах 6,55

- 6,75. При рН 5,70 молоко сворачивается при нагревании, а при рН 5,30 -5,50 свертывается при комнатной температуре [86].

Осмотическое давление молока, образующегося в молочной железе и соприкасающегося с другими жидкостями в организме животного (кровью, лимфой, желчью), должно быть близким к осмотическому давлению жидкостей организма. В противном случае будет происходить обмен между соприкасающимися жидкостями, и состав молока в зависимости от времени его пребывания в организме и других условий изменится.

По литературным данным [110] осмотическое давление молока обусловливается числом находящихся в нем молекул и ионов, поэтому зависит от содержания компонентов, образующих истинные растворы, главным образом молочного сахара (на него приходится 50% от общей величины давления) и солей, преимущественно хлоридов. Белковые вещества и коллоидные соли на осмотическое давление молока оказывают

ничтожное влияние, а жир - практически не влияет. Джексон и Ротзер [112] установили обратно пропорциональную зависимость между количеством молочного сахара и золы в молоке, обусловливающую постоянство величины осмотического давления.

У здоровых коров осмотическое давление молока в среднем составляет 0,65 - 0,66 МПа и является величиной постоянной. При изменении физиологического состояния животного нарушается осмотическое давление жидкостей в организме (крови, лимфе и т.д.), что приводит к изменению осмотического давления молока.

Осмотическое давление принято рассчитывать по температуре замерзания молока по закону Рауля и Вант-Гоффа:

Р =Агх 2.269 -=-К, (1.1)

осм '

где Аг - понижение температуры замерзания раствора, °С;

2,269 - осмотическое давление 1 моля вещества в 1 л раствора, МПа;

К - криоскопическая постоянная растворителя, для воды равна 1,86.

Криоскопическая постоянная отражает снижение температуры замерзания, которое вызывает 1 моль растворенного вещества в 1 кг воды.

Количество моль п соответствует отношению массы к массе молы

п=™ (1.2)

М

Если поставить это значение п в вышеприведенное уравнение и соотнести с любым количеством воды, получим

_ ш т/. 1000 п ..

АТ = — хКх--(1.3)

к М

Зная величину снижения температуры замерзания, м