Фізичні та хімічні властивості молока і методи їх дослідження

Фізичні та хімічні властивості молока і методи їх дослідження

КУРСОВА РОБОТА

«Фізичні та хімічні властивості молока і методи їх дослідження»

Вступ

Молочна промисловість - одна з найважливіших галузей сільського господарства. Вона забезпечує населення високобілковими і живильними продуктами харчування. Молочна промисловість України має значний виробничий потенціал, який, однак, використовується дуже нераціонально. Для розширення цієї галузі необхідно мати високий рівень економіки країни і сільського господарства в цілому, а також високий попит на молоко і продукти його переробки.

Молоко - повноцінний і корисний продукт харчування. Воно містить всі необхідні для життя живильні речовини, потрібні для розвитку організму. Природне призначення молока в природі полягає в забезпеченні живленням молодого організму після народження. Молоко є незамінним джерелом найважливіших фізіологічно активних речовин, необхідних для нормальної життєдіяльності людини.

З точки зору фізіології харчування цінність молока як продукту пояснюється його універсальним складом. Молоко вміщує більше основних поживних речовин, ніж будь-який інший харчовий продукт. Воно являється важливим джерелом для задоволення потреб організму в кальції, фосфорі і рибофлавіні. Крім того, в нього входить повноцінний білок, особливо багатий на амінокислоти.

Молоко має різні призначення, а саме:

як продукт харчування для населення;

як засіб для вигодовування молодняку і корму в тваринництві;

як джерело отримання окремих компонентів молока, які служать сировиною для фармакології та інших галузей промисловості.

Молоко відвіку використовується як лікувальний засіб від багатьох хвороб: при лікуванні серця, нирок і інших органів. По науково обґрунтованим нормам молоко і молочні продукти повинні складати одну третину харчового раціону.

Включення молочних продуктів в будь-який харчовий раціон підвищує його повноцінність, істотно змінює якість їжі, сприяє кращому засвоєнню інших компонентів раціону. Молоко сприятливо діє на секрецію травних залоз. Воно засвоюється при мінімальній їх напрузі. При цьому енергії вимагається в 3-4 рази менше, ніж для засвоєння, наприклад, хлібу.

Крім того, молоко є сировиною для виробництва харчових продуктів. З молока виробляють кисломолочні продукти, такі як кефір, сметану, ряжанку, морозиво, кисломолочний сир, різні солодкі сирки та сиркову масу.

1. Споживні властивості та хімічний склад питного молока

Споживні властивості молока

Питне молоко характеризується високими споживними властивостями, які визначаються його хімічним складом, засвоюваністю, енергетичною цінністю, органолептичними показниками, використанням. Вміст білків і цукрів у питному молоці такий як в свіжовидоєному. Кількість жирів в окремих видах питного молока нормується стандартами. Жири питного молока засвоюються краще, ніж свіжовидоєного. Це пояснюється їх дрібнодисперсним станом. Енергетична цінність молока невисока. Вона залежить, насамперед, від вмісту жиру і коливається від 30 до 80 ккал/100 г. Біологічна цінність питного молока визначається вмістом повноцінних білків, полі ненасичених жирних кислот, фосфатидів, мінеральних речовин, вітамінів. Молоко забезпечує потребу організму людини у жиророзчинних вітамінах на 20-30%, у вітамінах  і  - на 70%, у вітаміні  - майже на 100%. Всі речовини у молоці знаходяться в оптимальному співвідношенні. Молоко характеризується високими органолептичними властивостями: ніжним і приємним смаком, привабливим білим кольором з жовтуватим відтінком. Воно необхідне для функціонування багатьох органів людини, насамперед печінки. Використовують молоко в їжу безпосередньо для приготування перших, других і третіх страв, у хлібопекарській, кондитерській та інших галузях харчової промисловості.

На формування споживних властивостей питного молока впливає якість молока як сировини, вид і якість наповнювачів, технологія виготовлення. З молока, яке має низьку якість, практично неможливо виготовити питне молоко з високими споживними властивостями. Технологія виготовлення питного молока включає такі операції: приймання, нормалізацію, гомогенізацію, термічну обробку, охолодження, розливання та маркування. Кожна з цих операцій впливає на формування споживних властивостей питного молока. Від очистки молока залежить такий його показник як чистота. Молоко за цим показником поділяється на три групи: першу, другу і третю. У молоці першої групи чистоти на фільтрі відсутні частинки механічних домішок, другої - є окремі частинки домішок, третій - помітний осад частинок.

Для нормалізації питного молока, метою якої є доведення його до норми за вмістом жиру, білків, вітаміну С, використовують незбиране і знежирене сухе молоко, вершки, маслянку тощо. При гомогенізації подрібнюють (диспергують) великі жирові кульки на дрібні. Жир у вигляді дрібних кульок не відшаровується і краще засвоюється організмом людини, бо він має відносно більшу поверхню у порівнянні з великими кульками. Термічна обробка молока проводиться з метою знищення мікроорганізмів, насамперед патогенних. Молоко, термічно оброблене, не так швидко прокисає і є безпечним у харчуванні. При виготовленні питного молока використовують такі способи термічної обробки як пастеризацію, стерилізацію, пряження. При пастеризації молоко підігрівають до температури 65-90° С, а при стерилізації - до 140-150° С. При пастеризації гине 99,9% вегетативних форм мікроорганізмів. При стерилізації гинуть не тільки вегетативні форми мікроорганізмів, але і їх спори. Строк зберігання молока при цьому значно збільшується. Стерилізація приводить до більш глибоких змін у молоці, ніж пастеризація. Стерилізоване молоко набуває кремуватого відтінку і характерного смаку та запаху. У стерилізованому молоці частково руйнується оболонка жирових кульок, що може бути причиною відшарування жиру. Пряжене молоко виготовляють за схемою виготовлення пастеризованого молока. При цьому змінюється тільки режим теплової обробки. Молоко підігрівають до температури 95-99° С у відкритих ємкостях і витримують при цій температурі 3-4 год. При цьому гинуть вегетативні форми мікроорганізмів і частково їх спори. Органолептичні і фізико-хімічні показники пряженого молока змінюються у більшій мірі, ніж при пастеризації і стерилізації.

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

Хімічний склад коров'ячого молока

У харчуванні людей в основному використовується коров’яче молоко. Його хімічний склад може суттєво коливатись залежно від породи тварини, стадії лактації, віку, умов годування й утримування, стану здоров’я, пори року та інших факторів. Молоко містить від 83 до 89% води. тобто сухий залишок становить 11…17%. Загальний хімічний склад молока наведено в табл. 1.

Таблиця 1

Молоко утворюється в молочній залозі із тих поживних речовин, які приносяться з потоком крові. Для утворення 1 л молока через вим’я корови має пройти 500 л крові. Деякі складові молока не переходять у молоко безпосередньо із крові, деякі синтезуються в молочній залозі із речовин, властивих крові.

Білки молока. Найціннішою складовою частиною молока є білки. За амінокислотним складом білки молока - повноцінні, тобто містять усі необхідні для людини амінокислоти. Усі білки молока легко засвоюються організмом людини. Вони складаються головним чином із казеїну, альбуміну та глобуліну.

Головний білок молока - казеїн. Його вміст у коров’ячому молоці становить майже 2,7%, тобто на його частку припадає майже 80% загального вмісту білків молока. Він належить до складних білків - фосфопротеїдів, які містять фосфор у вигляді фосфорної кислоти. Остання в молекулі казеїну утворює складний ефір з оксіамінокислотами (серином і треоніном). У молоці казеїн міститься у вигляді кальцієвої солі (казеїнату кальцію) у трьох формах: α-, β-, γ-, які відрізняються вмістом фосфору та кальцію, а також відношенням до сичужного ферменту. α - та β - форми казеїну під впливом сичужного ферменту коагулюють, а γ-казеїн не утворює згустку. Коагуляція казеїну відбувається також під впливом кислот. При цьому кислота від казеїнату кальцію відщеплює кальцій, а казеїн, позбавлений кальцію, погано розчиняється у воді і випадає в осадок:

казеїнат кальцію молочна кислота казеїн молочнокислий кальцій

Казеїн, отриманий кислотним способом, відрізняється від сичужного значно меншим вмістом кальцію. На його властивості утворювати згусток під впливом кислот ґрунтується виробництво всіх молочних продуктів: напоїв, сметани, кисломолочного сиру.

Альбумін і глобулін, які відповідно становлять майже 0,6 і 0,1% складу молока, належать до простих білків, не коагулюють під впливом кислот і сичужного ферменту, зате утворюють осадок під час нагрівання молока вище 75 ºС. У виробництві сиру вони залишаються у сироватці, тому їх часто називають сироватковими білками.

Альбумін зумовлює засвоєння молока новонародженими дітьми. За характером білків розрізняють молоко казеїнове (парнокопитних - коров’яче, козяче, овече) і альбумінове (однокопитних - кобиляче, оленяче, осляче). Материнське молоко належить до альбумінового. Вміст казеїну в казеїновому молоці - не менше 75%, в альбуміновому - 50…65%. За біологічними властивостями альбумінове молоко цінніше за казеїнове. Це зумовлено особливостями амінокислотного складу і кращим засвоєнням. Біологічна повноцінність альбуміну пов’язана з високим умістом у його складі найбільш дефіцитної амінокислоти - триптофану (до 7%) і значним вмістом (понад 6%) сірковмісної амінокислоти - цистину. Остання належить до природних радіопротекторів, які блокують дію не лише радіонуклідів, а й інших токсинів. Краще засвоєння альбумінового молока зумовлене утворенням ніжного згустку під впливом шлункового соку, якому притаманна кисла реакція, а чим ніжніший згусток, тим швидше він перетравлюється.

Глобулін, не зважаючи на його дуже незначний вміст у молоці, відіграє надзвичайно важливу роль - він є носієм імунних властивостей молока, входить до складу імунних тіл і надає бактерицидних властивостей свіжовидоєному молоку.

Молочний жир. Ліпіди містяться в молоці у вигляді жиру з розчиненими у ньому фосфатидами, стеринами, пігментами, жиророзчинними вітамінами. Жир рівномірно розподілений у водній частині молока у вигляді емульсії з діаметром жирових кульок від 0,5 до 10 мкм. Кожна жирова кулька оточена білково-лецитиновою оболонкою, яка перешкоджає змиванню окремих крапельок жиру. У білково-лецитиновій оболонці сконцентровані всі біологічно активні речовини. У 1 мг молока міститься 4 млрд. жирових кульок. Молочний жир добре засвоюється організмом людини. Це пов’язано з низькою температурою його плавлення (25…30 ºС). У шлунковому тракті він швидко переходить у рідкий стан, і організм не витрачає зусиль на його плавлення та емульгування.

Низька температура плавлення молочного жиру пов’язана з особливостями його жиро кислотного складу. Зокрема, містить близько 20 різноманітних жирних кислот, у тому числі низькомолекулярні насичені жирні (леткі) кислоти - масляну, капронову, каприлову, капронову, вміст яких становить близько 8%. З ними пов’язана низька температура плавлення молочного жиру, м’яка консистенція масла та його специфічний смак.

Завдяки легкому засвоєнню і високому вмісту біологічно активних речовин молочний жир вважається найціннішим із усіх харчових жирів.

До біологічно активних речовин молочного жиру належать фосфатиди: лецитин, вміст якого у молоці сягає 0,1%, і кефалін (0,05%). Лецитин входить до складу клітинних мембран усіх живих організмів. Під час гідролізу він утворює дві молекули жирних кислот: фосфорну кислоту і азотисту основу - холін. Останній відіграє важливу роль у регулюванні жирового обміну та обміну холестерину. Із холіну може утворитися триметиламін, який у разі тривалого зберігання масла може надати йому неприємного рибного присмаку.

Кефалін бере участь у процесах зсідання крові, і від лецитину відрізняється тим, що під час його гідролізу виділяється не холін, а коламін.

Фосфатиди забезпечують стійкість жирової емульсії в молоці.

Із стеринів молока найважливіший - холестерин, що є життєво необхідним. Він входить до складу багатьох високоорганізованих тканин і гормонів організму.

Вуглеводи молока. Із вуглеводів до складу молока входить молочний цукор - лактоза. Вміст лактози у коров’ячому молоці - 4-5%. Лактоза - редукуючий дисахарид, який під час гідролізу дає молекулу глюкози та молекулу галактози.

Молочний цукор приблизно у 5 разів менш солодкий за сахарозу, однак поживна цінність цих дисахаридів однакова. В організмі людини лактоза всмоктується повільніше за інші цукри, тому доходить до товстих кишок, де використовується молочнокислими бактеріями, які перетворюють її в молочну кислоту. Остання гальмує шкідливі гнійні процеси і нормалізує кишкову мікрофлору.

Лактоза міститься в молоці в α- і β-формах: β-форма має меншу розчинність, ніж α-форма. Обидві форми можуть переходити одна в одну. З підвищенням температури розчинність лактози зростає. Довготривале нагрівання молока при 100 ºС викликає реакцію альдегідних груп лактози з аміногрупами амінокислот. У решті утворюються меланоїдини, які надають молоку брунатного забарвлення. Це спостерігається під час виготовлення топленого молока і ряжанки. При вищих температурах, поряд з меланоїдиноутворенням, відбувається карамелізація лактози, забарвлення стає більш інтенсивним. Слід пам’ятати, що серед усіх цукрів лактоза карамелізується найшвидше.

Мінеральні речовини молока. Молоко - важливе джерело низки мінеральних речовин, особливо кальцію і фосфору, які необхідні для побудови кісткової тканини. При цьому кальцій та фосфор у молоці перебувають у легкозасвоюваній формі і добре збалансованих співвідношеннях.

Солі кальцію містяться в молоці в розчиненому, колоїдному та зв’язаному з казеїном стані. Оскільки фракції казеїну відрізняються вмістом у них кальцію, останній значною мірою визначає структуру молекули казеїну і розмір частин білка. Одно- і двозаміщені солі кальцію добре засвоюються організмом, трикальційфосфат - важче. Надмір солей кальцію і магнію буває причиною зсідання молока під час теплової обробки.

Фосфор у молоці міститься в неорганічних солях і в органічних сполуках - у зв’язаному з казеїном стані і в складі білковолецитинових оболонок жирових кульок.

У молоці міститься 0,14 - 0,20% лимонної кислоти. Вона разом із фосфорною кислотою підтримує стабільність сольової рівноваги молока, зберігає колоїдний стан складових молока під час випаровування, висушування та нагрівання.

Окрім катіонів, у молоці знайдено майже 80 хімічних елементів: марганець, мідь, кобальт, йод, цинк, олово, ванадій, срібло, нікель та інші мікроелементи, які мають важливе фізіологічне значення.

Вітаміни молока. Цінність молока як харчового продукту, поряд із нутрієнтами та мінеральними речовинами, зумовлена наявністю у його складі низки жиро- і водорозчинних вітамінів: А, Е, Д і , РР, С. Молоко - важливе джерело вітамінів. Під час споживання 0,5 л молока добова потреба людини у вказаних вітамінах (за винятком вітаміну С) задовольняється на 20…40% (потреба людини у більшості вітамінів становить 1…2 мг на добу). Вміст вітамінів у молоці залежить від різних факторів і може коливатись у значних межах. Улітку в молоці значно вищий вміст усіх жиророзчинних вітамінів. Це зумовлено високим вмістом каротину в зелених кормах, із якого синтезується вітамін А. Вміст вітаміну Д у молоці залежить від сонячного опромінення тварин, оскільки він утворюється із стеринів під впливом ультрафіолетових променів.

Вміст вітаміну С у молоці порівняно з добовою потребою людини (100 мг), є невисоким (6…24 мг/кг). Він не залежить від вмісту цього вітаміну в кормах, а зумовлений індивідуальними особливостями тварин, які самі його синтезують, причому взимку більше, ніж улітку.

2. Класифікація та асортимент питного молока

Залежно від теплової обробки товарний асортимент молока поділяється на молоко пастеризоване і молоко стерилізоване.

Пастеризоване молоко буває кількох видів: молоко пастеризоване різної жирності (1,5; 2,5; 3,2; 6,0%) і знежирене; топлене; білкове; вітамінізоване; «шкільне»; збагачене різними наповнювачами (молоко солодове; молоко з какао; молоко з кавою; молоко для коктейлів).

Пастеризоване молоко різної жирності може виготовлятися способом нормалізації натурального молока, а також способом відновлення сухого молока. Нормалізація молока проводиться до його пастеризації та гомогенізації способом змішування жирного молока з вершками або зі знежиреним молоком. Знежирене молоко і вершки отримують сепаруванням молока за допомогою спеціального обладнання - сепараторів. Сепарування - це процес розподілу молока під дією відцентрової сили на вершки (жирову фазу молока) і знежирене молоко (плазму молока).

Пастеризоване молоко випускається таких видів: знежирене, із вмістом жиру 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 3,2; 3,5; 6,0%.

Молоко підвищеної жирності відрізняється від інших видів пастеризованого молока лише підвищеною жирністю, а отже, підвищеною калорійністю. Його можна рекомендувати тим, хто потребує харчування підвищеної калорійності. Для вживання як питного перевагу слід віддати звичайному пастеризованому молоку із вмістом жиру 3,2 або 2,5%, оскільки в ньому співвідношення білкових речовин і жирів більш сприятливе, ніж у молоці підвищеної жирності.

Молоко пряжене - це молоко, яке піддається спеціальній тепловій обробці - томлінню - протягом кількох годин при температурі, близькій до кипіння (95…98° С). Така теплова обробка спричиняє часткову карамелізацію молочного цукру. Пряжене молоко виготовляють із вмістом жиру 1,0; 4,0 і 6,0%, а також знежирене.

Молоко білкове - це молоко, збагачене молочним білком завдяки розчиненню у звичайному молоці сухого знежиреного молока. Виготовляється із вмістом жиру 2,5% і напівзнежирене із вмістом жиру 1,0%.

Молоко з вітаміном С - це пастеризоване молоко, збагачене аскорбіновою кислотою, яку додають у молоко після його теплової обробки із розрахунку вмісту його в готовому продукті не менше як 10 мг у 100 г. молока. Випускається знежирене, а також із вмістом жиру 1,5; 2,5 і 3,5%.

Шкільне молоко - це молоко, яке, поряд з аскорбіновою кислотою, збагачене β-каротином, дефіцит котрого для молодого організму особливо небезпечний.

Молоко солодове - пастеризоване молоко з добавкою солодового екстракту. Останній - це уварений під вакуумом до концентрації сухих речовин 70%-ний водний екстракт із пророслих зерен ячменю.

Молоко з какао - пастеризоване молоко з доданням 2,5% какао і 125 сахарози (цукру). Виготовляють із вмістом жиру 1,0 і 3,2%.

Молоко з кавою відрізняється від молока з какао тим, що замість какао додають 2% кави (у вигляді екстракту), а кількість цукру зменшують до 7%. Виготовляють із вмістом жиру 1,0 і 3,2%.

Молоко для коктейлів виготовляють із знежиреного молока, із додаванням 8% цукру, і піноутворювача - метилцелюлози марки МЦ-100 (1%).

Для фасування усіх видів пастеризованого молока використовують скляні пляшки (широкогорлі), паперові пакети з полімерним покриттям (тетра-пак, тетра-брик, пюр-пак) і поліетиленові мішки ємністю 0,25, 0,5 і 1 л, а також полімерну тару ємністю від 5 до 25 л і металеві фляги по 25 і 38 л. Для розливу молока використовують також молочні цистерни ємністю 800…1000 л. Пляшки закупорюють кольоровими металевими кришечками із фольги. На кришечці, паперовому чи поліетиленовому пакеті наносять витисканням або стійкою фарбою такі означення: назву підприємства і товарний знак, назву продукту, об’єм у літрах (на пакетах), число або день кінцевого терміну реалізації з урахуванням часу повного завершення технологічного процесу, включаючи охолодження продукту до температури не вище 8° С.

Термін реалізації (окрім високої пастеризації та пряженого) пастеризованого молока - 36 год. при температурі 4±2° С; молока високої пастеризації (88±2° С) та пряженого - не більше ніж 72 год.

Стерилізоване молоко надходить у реалізацію тільки розлитим, у герметично закупорених пляшках або тришарових (поліетилен-фольга-папір) пакетах. Герметичне закупорювання захищає стерилізоване молоко від повторного забруднення мікроорганізмами, тому його можна використовувати без додаткового переварювання.

Стерилізоване молоко виготовляється із вмістом жиру 1,5; 2,5; 3,2 і 3,5%. Воно може мати присмак перевареного молока. Кислотність його має бути не вищою 20º Т, густина - не нижчою 1,027 г./см³. Термін зберігання стерилізованого молока в пакетах - від 10 до 20 діб, залежно від режиму стерилізації та виду пакета. Температура зберігання не має суттєвого значення і може коливатися в межах від 1 до 10° С. Стерилізоване молоко особливо зручне у літній період і для реалізації його в торговельній мережі, в якій відсутні холодильники.

Окрім стерилізованого й пастеризованого, в продажу може бути також сире молоко, яке, минаючи заводи, постачається без теплової обробки окремими господарствами на ринки. Таке молоко реалізується на розлив, і перед вживанням його необхідно обов’язково переварити.

. Фізико-хімічні властивості молока

молоко питний якість

Властивості молока як єдиної фізико - хімічної системи обумовлюються властивостями компонентів, що містяться в ньому. Отже, будь - які зміни у вмісті чи стані складових частин молока мають супроводжуватися змінами його фізико - хімічних властивостей.

Складові частини молока по різному впливають на фізико - хімічні властивості молока. Так, наприклад, від кількості білків в найбільшій степені залежать в’язкість та кислотність молока, але майже не залежить його електропровідність. Мінеральні речовини молока сильно впливають на його кислотність, електропровідність, але не змінюють в’язкості і т. ін.

Головними фізико - хімічними властивостями молока є кислотність, густина, осмотичний тиск, температура замерзання та електропровідність.

Кислотність молока виражають в одиницях титрованої кислотності (в градусах Тернера) і величиною рН при 20° С.

Титрована кислотність є критерієм оцінки якості молока при його заготівлі. У молоці та молочних продуктах (крім вершкового масла) вона виражається в умовних одиницях - градусах Тернера (° Т). Градуси Тернера - це кількість мілілітрів 0,1н розчину лугу, яка необхідна для нейтралізації 100 мл молока.

Кислотність свіжовидоєного молока становить 16…18°Т. Така кислотність зумовлена кислотними солями - дигідрофосфатами та дигідроцитратами (близько 9…13°Т), білками - казеїном та сироватковими білками (4…6°Т), вуглекислим газом, кислотами (молочною, лимоновою, аскорбіновою, вільними жирними) та іншими компонентами молока (у сумі близько 1…3°Т).

Кислотність молока змінюється у доволі значних межах залежно від обміну речовин в організмі тварин, який визначається кормовим раціоном, породою, віком, фізіологічним станом, індивідуальними особливостями тварин і таке інше. Особливо змінюється кислотність молока протягом лактаційного періоду і при захворюваннях тварин. У перші дні після отелення кислотність молока є підвищеною завдяки високому вмісту білків та солей. Потім (через 40…60 днів) вона знижується до фізіологічного рівня, а перед кінцем лактації суттєво спадає. При захворюваннях тварин кислотність молока, як правило, спадає, особливо це відчутно при захворюванні на мастит.

При зберіганні сирого молока титрована кислотність зростає відповідно із розвитком у ньому молочнокислих бактерій, які перетворюють лактозу в молочну кислоту. Підвищення кислотності спричиняє небажані зміни властивостей молока, зокрема знижує стійкість білків молока до нагрівання. Тому молоко з кислотністю 21°Т приймають як несортове.

У Німеччині, Чехії, Словаччині та інших країнах титровану кислотність виражають не у градусах Тернера, а у градусах Сокслета - Хенкеля (°SH). Її визначають титруванням молока 0,25н розчином лугу. Тому 1°SH = 2,5°Т.

Активна кислотність молока - рН - зумовлена дисоціацією кислот та кислих солей. Вона виражається від’ємним логарифмом концентрації іонів і в середньому становить 6,5 (відповідає слабокислій реакції). Величина рН молока є відносно стійкою завдяки буферній ємності, що утворюється білками та солями. При розвитку в молоці молочнокислих бактерій суттєво зростає титрована кислотність і дуже незначно змінюється рН. Це пояснюється тим, що з кислотами чи лугами, які введені у молоко, спочатку взаємодіють амінні та кислотні групи білка та фосфати. Зміна рН спостерігається тільки при повній нейтралізації амінних та кислотних груп, тобто тоді, коли зникають буферні властивості молока. Буферну ємність молока визначають кількістю лугу або кислоти, яка необхідна для зміщення рН на одну одиницю. Буферні властивості молока створюють умови для розвитку молочнокислих бактерій при відносно високій кислотності. Так, у свіжому сирі кислотність може бути понад 200°Т, а рН не спадає нижче за 5.

Густина (або об’ємна маса) - це відношення маси молока при температурі 20°С до маси того ж об’єму води при температурі 4°С. Таким чином, густина молока показує, наскільки молоко важче за воду і коливається в межах 1,027…1,032 г./см³.

Густина молока визначається аерометричним методом і виражається у гс/м³, кг/м³ або в градусах аерометра. Вона залежить від вмісту жиру та всіх сухих речовин молока. Густина молочного жиру менше, ніж води, а тому при збільшенні вмісту жиру в молоці його густина зменшується. Зі збільшенням вмісту білків, лактози, мінеральних речовин густина молока збільшується, а при розбавленні його водою - зменшується. Протягом лактаційного періоду густина молока змінюється відповідно до змін його складу.

Осмотичний тиск і температура замерзання. Осмотичний тиск молока залежить від наявності солей та молочного цукру. Вміст жиру та білкових речовин значення не має. Осмотичний тиск молока - Росм - є близький за величиною до осмотичного тиску крові тварин і в середньому дорівнює 0,66МПа. У зв’язку з постійним осмотичним тиском молока існує зворотна залежність між вмістом молочного цукру і солей в ньому. Збільшення вмісту цукру в молоці супроводжується зниженням в ньому вмісту мінеральних солей.

Температура замерзання молока пов’язана з осмотичним тиском і знаходиться в межах від -0,54… -0,58°С. Чим більше молекул цукру та іонів солей в молоці, тим вищим є осмотичний тиск і нижчою температура замерзання молока.

Електропровідність молока прямо залежить від солевого складу. Розведення молока водою знижує його електропровідність, а додавання соди (для пониження кислотності) різко її підвищує. Тому за електропровідністю, яка в середньому дорівнює 46х10-4Ом, можна визначити натуральність молока.

. Фізичні методи дослідження молока

Гравіметричний метод визначення жиру

1. Підготовка до аналізу:

.1. Пробу молока доводять до 20±2°С, інтенсивно перемішують, щоб диспергувати жир. При цьому пробу сильно не струшують, щоб не викликати спінювання молока або збивання молочного жиру.

У випадку складності диспергування жиру пробу при обережному перемішуванні повільно нагрівають до 40±2°С, інтенсивно перемішують, а потім швидко охолоджують до 20±2°С.

2. Проведення аналізу.

2.1. Колбу для перегонки разом з матеріалом, що полегшує кипіння (скляні кульки чи шматочки карборунду), висушують в сушильній шафі при 102±2°С або у вакуумній сушильній шафі при 70-75°С і тиску 6,66ПА протягом 0,5-1 години, охолоджують в ексикаторі до 20±2°С і зважують з похибкою не більше ±0,0001г.

.2. Перше екстрагування.

2.2.1. Пробу молока інтенсивно перемішують перегортанням бутилки 3 - 4 рази і одразу беруть наважку масою 10 - 11г з похибкою не більше ±0,0001г в колбу для екстрагування.

Додають 1,5 мл 25%-го розчину аміаку та інтенсивно перемішують, доливають 10 мл етилового спирту та обережно змішують рідини, не закриваючи колбу.

Додають 25 мл діетилового ефіру, закривають колбу та інтенсивно струшують, перегортаючи її протягом 1 хвилини. При необхідності охолоджують колбу під проточною водою.

Обережно виймають пробку і додають 25 мл петролейного ефіру, попередньо ополоснувши пробку та горлишко колби так, щоб розчинник потрапив всередину. Закривають колбу, струшують, перегортаючи її протягом 30 секунд, і залишають в спокої до того часу, поки верхній шар рідини не стане прозорим та чітко не відділиться від водного шару.

.2.2. Виймають пробку, ополіскують її та горличко колби змішаним розчинником, зливаючи його всередину колби, і обережно переливають по можливості більшу частину ефірного шару декантацією в колбу для перегонки.

Для полегшення декантації в колбу для екстрагування можна додати дистильовану воду з метою підняття поверхні розділу між двома шарами.

2.2.3. Ополіскують внутрішню та зовнішню частини горличка колби для екстрагування змішаним розчинником, зливаючи його в колбу для перегонки.

.3. Друге екстрагування.

.3.1. Друге екстрагування проводять у відповідності до пункту 2.2, використовуючи 15 мл діетилового та 15 мл петролейного ефірів.

.4. Третє екстрагування.

.4.1. Третє екстрагування проводять по пункту 2.2.1 та 2.2.2, використовуючи 15 мл діетилового та 15 мл петролейного ефірів.

.4.2. При аналізі знежиреного молока третє екстрагування не проводять.

.5. Визначення маси екстрагованого жиру.

.5.1. З колби для перегонки інтенсивно видаляють випаровуванням та перегонкою якомога більше розчинників та етилового спирту.

.5.2. При зникненні запаху розчинників нагрівають колбу в горизонтальному положенні в сушильній шафі при 102±2°С або у вакуумній сушильній шафі при 70-75°С та тиску 6,66Па протягом 1 години. Колбу вміщують в ексикатор для охолодження до 20±2°С і зважують з похибкою не більше ±0,0001г.

Наступні зважування колби виконують після висушування при тих самих режимах протягом 30-60 хвилин до тих пір, поки різниця в масі між послідовними зважуваннями не буде більшою за 0,0001г.

Якщо при одному зі зважувань після висушування буде спостерігатися збільшення маси, то для розрахунків приймають результати попереднього зважування.

Різниця між масами колб з жиром по пункту 2.5.2 та без жиру по 2.1, доведеними до сталої маси, являються масою екстрагованого жиру.

.5.3. Для встановлення факту, що вся екстрагована речовина є жиром, в колбу для перегонки додають 15-25 мл петролейного ефіру, обережно нагрівають та збовтують до повного розчинення екстрагованої речовини.

.5.4. При неповному розчиненні екстрагованої речовини з колби для перегонки повністю екстрагують жир шляхом кількох промивок петролейним ефіром і три рази ополіскують зовнішню частину горличка колби розчинником.

Далі чинять аналогічно пункту 2.5.2.

Різниця між масами колб з жиром за пунктом 3.5.2 та кінцевою після екстрагування жиру петролейним ефіром, доведеними до сталої маси, являється масою екстрагованого жиру.

.6. Одночасно з визначенням жиру в молоці проводять контрольний дослід з 10 мл дистильованої води, використовуючи ті самі реактиви.

Контрольний дослід проводиться за пунктами 2.1, 2.2.1, 2.2.2, 2.2.3, 2.3.1, 2.5.1, 2.5.2.

3. Обробка результатів.

3.1. Масову частку жиру в пробі (Х) у відсотках обчислюють за формулою:

Х=[(m1-m2) - (m3-m4)/m]*100

Де m - маса проби, г;

m1 - маса колби з жиром, висушена до постійної маси, г;

m2 - маса колби без жиру, висушена до постійної маси, г;

m3 - маса колби в контрольному досліді після аналізу, г;

m4 - маса колби в контрольному досліді до аналізу.г.

За кінцевий результат досліду приймають середнє арифметичне результатів двох паралельних визначень, допустимі розходження між якими не повинні перевищувати 0,03%.

Метод визначення точки замерзання

Точка замерзання молока - це виражена в градусах Цельсія різниця між точкою замерзання бідистильованої води і точкою замерзання молока, визначена встановленим методом.

Точка замерзання молока визначається ручним кріоскопом. При визначенні точки замерзання молока застосовується принцип переохолодження. В молоко, яке знаходиться у стані переохолодження на 1 - 1,1º С нижче передбаченої точки замерзання, вводять кристалики льоду і після зупинки ртутного стовпчика відлічують показники.

Точка замерзання молока обумовлена числом дійсно розчинених складових частин молока (молочного цукру і мінеральних солей), зміст яких у молоці коливається несуттєво. При додаванні води концентрація водорозчинних речовин знижується, в результаті чого змінюється і точка замерзання молока.

1. Підготовка до аналізу:

1.1. Приготування льодосоляної суміші температурою мінус 4º С.

Змішують 1,5 кг льоду, 1 дм³ води і біля 100 г. кухонної солі до отримання температури суміші мінус 4º С.

.2. Приготування градуйованих розчинів

.2.1. Хлористий натрій перед виготовленням градуювальник розчинів висушують при температурі 300º С протягом 1 години або при 130º С протягом 24 годин та охолоджують до кімнатної температури в ексикаторі.

.2.2. Розчиняють 0,6892 г. хлористого натрію в 100 г. бідистильованої води або 0,6861 г. хлористого натрію вносять в мірну колбу ємкістю 100 см³ і об'єм доводять до відмітки бідистильованою водою температурою 20ºС. Теоретична точка замерзання розчину мінус 0,422ºС.

.2.3. Розчиняють 1,0206 г. хлористого натрію в 100 г. бідистильованої води або 1,0152 г. хлористого натрію вносять в мірну колбу ємкістю 100 см³ і доводять до відмітки бідистильованою водою температурою 20ºС. Теоретична точка замерзання розчину мінус 0,621ºС.

.2.4. Градуйовані розчини зберігають в герметично закритих поліетиленових пляшках, заповнених до краю, при температурі 5 - 8 ºС не більше 2 місяців. Перед вживанням градуйований розчин перемішують обережним перевертанням і обертанням пляшки. Порцію градуйованого розчину вливають прямо в пробірку.

.3. Підготовка проби молока

Точка замерзання молока повинна визначатися не раніше ніж через 3 години після доїння при кислотності молока не вище 19 - 20 ºТ. В консервованих пробах молока точку замерзання не визначають.

.4. Підготовка і експлуатація метастатичного термометра типу ТЛ-1

Метастатичний термометр вставляють в пробірку і за допомогою манжета фіксують на відстані 13 - 15 мм від кінця термометра до дна пробірки. Нульову точку термометра налаштовують переливанням ртуті із запасного резервуара в основний, занурюючи нижній основний резервуар в пробірку з бідистильованою водою температурою 0 ºС і керуючись інструкцією, доданою до метастатичного термометра. Меніск стовпчика ртуті при 0 ºС повинен знаходитись в середній частині шкали, в межах від 2 до 4. Нульова точка термометра визначається щоденно на початку і в кінці роботи по точці замерзання бідистильованої кип'яченої і охолодженої води. Термометр рекомендується тримати в вертикальному положенні, зануреним в пробірку з дистильованою водою, температура якої 0 - 10 ºС, а перед роботою необхідно витримувати не менш, ніж 1 годину в льоді, що таїть. Мити термометр треба в пробірці з дистильованою водою, температура якої від 0 до 2 ºС. Під час перенесення термометра в наступну пробу ртутний стовпчик не повинен підніматися вище позначок, а на мішалці і термометрі не повинно бути кристаликів льоду.

.5. Градуювання метастатичного термометра типу ТЛ-1

Для градуювання термометрів застосовують розчини хлористого натрію з теоретичними точками замерзання мінус 0,422 і мінус 0,621 ºС і в відповідності з методикою проведення аналізу визначають їх точки замерзання  і , які використовуються для розрахунку значення точки замерзання молока по формулі (1). Термометр градуюють один раз в п'ять - шість місяців для даної нульової точки термометра.

2. Проведення аналізу

2.1. Підготовлену пробу молока, градуйовані розчини хлористого натрію або бідистильовану воду наливають в пробірку до позначки і охолоджують в посудину первинного охолодження до 1 - 1,5 ºС. Пробірку з пробою та вставленим вертикально метастатичним термометром поміщають в охолоджену посудину з постійно підтриманою під час досліду температурою мінус 4 ºС. Протягом всього часу визначення слід помішувати пробу переміщенням мішалки вгору - вниз зі швидкістю одне переміщення в секунду. Горизонтальна петля мішалки не повинна підніматися вище проби. При падінні ртутного стовпчика термометра на 1 - 1,1 ºС нижче передбачуваної точки замерзання в пробірку з пробою через отвір вводяться кришталики льоду, після чого помішування зупиняють на 4 - 5 с. Коли стовпчик ртуті почне підніматися, продовжують помішування проби протягом 25 с, а після цього - на 60 с зупиняють. Через 90 с після введення кришталиків льоду, коли стовпчик ртуті зазвичай зупиняється, пробу тричі помішують, потім трохи постукують по термометру біля точки зупинки стовпчика ртуті, після чого з допомогою лупи відраховують показники на шкалі. При цьому око наглядача повинно знаходитися на рівні горизонталі, що торкається до меніску стовпчика ртуті так, щоб штрих шкали в точці відліку був видний прямолінійно. Після першого відліку всі операції (помішування, постукування та відлік) повторюють ще два рази через 20 с кожну. Показники на метастатичному термометрі рахують за допомогою лупи з точністю до 0,001 ºС. Різниця в показниках другого і третього відліків не повинна перебільшувати 0,003 ºС.

За результат показника термометра приймають середнє арифметичне результатів другого і третього відліків.

Різниця між показниками на метастатичному термометрі точок замерзання бідистильованої води та градуйованих розчинів (або молока) складає точку замерзання проби.

3. Обробка результатів

3.1. За результат аналізу приймають середнє арифметичне результатів двох паралельних визначень, допустимі розходження між якими не повинні перевищувати 0,005 ºС. Якщо розходження перевищують визначені, то аналіз потрібно повторити.

.2. Уточнене значення точки замерзання молока (Т) в градусах Цельсія рахують по формулі

 (1)

де  - встановлена точка замерзання молока, ºС;

 - встановлена точка замерзання розчину хлористого натрію з теоретичною точкою замерзання мінус 0,422 ºС, ºС;

 - встановлена точка замерзання розчину хлористого натрію з теоретичною точкою замерзання, мінус 0,621 ºС, ºС.

.3. Масову частку доданої в молоко води (Х) у відсотках рахують по формулі

, (2)

де Т - уточнене значення точки замерзання досліджуваного молока, ºС;

- значення точки замерзання натурального молока або точка замерзання порівнюваної проби, ºС.

В середньому точка замерзання молока збільшується від додавання в нього 1% води на 0,005 ºС.

Метод визначення густини ареометром

. Підготовка до досліду:

1.1. Густину коров’ячого молока заготовленого, пастеризованого (цільного, білкового, вітамінізованого, обезжиреного) і стерилізованого визначають при 20±5 ºС.

.2. Густину коров’ячого молока з підвищеним вмістом жиру, напоїв з наповнювачами, вершків, пахти, сироватки; молока, консервованого розчину формаліну або двохромокислим калієм, а також молока інших видів тварин визначають при 20±2 ºС.

.3. Густина заготовленого молока повинна визначатися не раніше, ніж через 2 години після доїння.

.4. Густину кисломолочних продуктів визначають в підготовленій суміші до квашення при 20±2 ºС.

.5. Перед дослідженням консервовані середні проби і проби з шаром вершків, що відстоявся, нагрівають до 30-40 ºС, перемішують та охолоджують до 20±2 ºС.

.6. У арбітражних випадках при визначенні густини пробу слід нагрівати до 40 ºС, витримати при цій температурі 5 хвилин, після чого довести до температури 20±2 ºС.

2. Проведення аналізу:

2.1. Пробу в кількості 0,25 або 0,5 л перед визначенням ретельно перемішують і обережно, щоб уникнути утворення піни, підливають по стінці в сухий циліндр, який у цей момент слід тримати в злегка похилому положенні.

.2. Перед відліком густини циліндр встановлюють на рівній горизонтальній поверхні в такому положенні до джерела світла, яке робить виразно видимими як шкалу густини, так і шкалу термометра.

.3. Сухий і чистий ареометр повільно занурюють в молоко або молочні продукти, після чого залишають у вільно плаваючому стані. Ареометр не повинен бути біля стінок циліндра.

.4. При масових аналізах допускається обполіскування циліндра молоком, призначеним для чергового визначення густини молока.

.5. При безперервних масових аналізах молока допускається застосовувати наступний прийом: при визначенні густини чергового зразка торкаються нижнім кінцем ареометра, витягуваного з молока до внутрішньої поверхні циліндра і швидко після стікання з ареометра основної частини молока занурюють його в інший циліндр з новим зразком молока, не допускаючи засихання молока на поверхні ареометра.

.6. Відлік свідчень температури і густини проводять не раніше чим через 1 хвилину після встановлення ареометра в нерухомому положенні.

.7. При відліку густини око повинне знаходитися на рівні меніска. Якщо лінія меніска збігається з одним з штрихів шкали, то відзначають свідчення, відповідне цьому штриху.

Відлік густини проводять по верхньому краю меніска з точністю до 0,0005, тобто до половини ділення в ареометрі та цілого ділення в ареометрі. Відлік густини в ареометрі проводять до цілого ділення. Відлік температури - з точністю до 0,5º С.

3. Приведення показів ареометра до 20º С.

3.1. Якщо молоко під час визначення мало температуру вище чи нижче 20º С, результати відліку повинні бути приведені до 20º С по таблиці, доданої нижче.

.2. В таблиці густина молока виражена в градусах ареометра, які є дробовою частиною густини, збільшеною в тисячу разів.

.3. При використанні таблиці дані відліку переводять у градуси, для чого у лівій колонці знаходять величину густини в градусах, а у верхівці таблиці - температуру, при якій зроблений відлік. На перехресті отримують густину молока при 20º С.

Наприклад. Температура молока 18º С, густина 1,0305 г./см³. За таблицею значенню 30,5 при температурі 18º С відповідає густина 30,0 град. ареометра або d=1,030 г./см³.

Таблиця перерахунку густини для коров’ячого молока

. Хімічні методи дослідження молока

Визначення загального білка методом К’єльдаля

. Підготовка досліду:

1.1. Приготування розчину натрію гідроокису

г. гідроокису розчиняють у 1000 мл дистильованої води.

В разі вживання як каталізатор червоного окису ртуті в розчин гідроокису натрію додають сульфід натрію і готують його таким чином: 500 г. гідроокису натрію і 12 г. сульфіду натрію () розчиняють в 1000 мл дистильованої води.

.2. Приготування подвійного індикатора.

г метилового червоного та 1 г метиленового блакитного розчиняють у 1000 мл 96%-го етилового спирту.

2. Проведення аналізу:

2.1. У колбу К’єльдаля поміщають послідовно декілька скляних намистин або шматочків фарфору, близько 10 г. сірчанокислого калію, 0,5 г окислу ртуті або 0,04 г. сірчанокислої міді. У бюксу з кришкою відміряють 5 мл молока, кришку закривають і зважують з точністю до 1 міліграма. Порожню бюксу знов зважують і по різниці між масою бюкси з молоком і масою порожньої бюкси встановлюють масу узятого молока. У колбу додають 20 мл сірчаної кислоти, вливаючи обережно по стінках колби, змиваючи з них краплі молока. Колбу закривають грушоподібною скляною пробкою і обережно круговими рухами перемішують вміст колби.

Колбу ставлять на нагрівальний прилад в похилому положенні під кутом 45º і обережно нагрівають.

Продовжують нагрівання колби до тих пір, поки не припиниться піноутворення і вміст колби не стане рідким.

Потім спалювання продовжують при інтенсивнішому нагріванні. Ступінь нагрівання вважають достатнім, коли кипляча кислота конденсується в середині горловини К’єльдаля.

Час від часу вміст колби перемішують, змиваючи частки, що обвуглилися, із стінок колби. Нагрівання продовжують до тих пір, поки рідина не стане досконало прозорою і практично безбарвною (при вживанні як каталізатор окислу ртуті) або злегка голубуватою (при вживанні як каталізатор сірчанокислої міді).

Після освітлювання розчину нагрівання продовжують протягом 1,5 години, після чого колбі дають остигнути до кімнатної температури. Додають 150 мл дистильованої води, і декілька шматочків свіжо прожареної пемзи, перемішують і знову охолоджують.

У конічну колбу відміряють 50 мл розчину борної кислоти, додають 4 краплі індикатора і перемішують. Конічну колбу сполучають з холодильником за допомогою алонжу і гумової пробки так, щоб кінець алонжа був нижчий за поверхню розчину борної кислоти в конічній колбі. Колбу К’єльдаля сполучають з холодильником за допомогою краплеуловлювача, що проходить через одну пробку з ділильною воронкою. Градуйованим циліндром відміряють 80 мл розчину гідроокису натрію (при вживанні як каталізатор червоного окислу ртуті використовують розчин гідроокису натрію сульфід натрію, що містить) і через ділильну (або краплинну) воронку вносять його до колби К’єльдаля. Відразу ж після виливання розчину закривають кран ділильної воронки для уникнення втрати аміаку, що утворюється.

Зміст колби К’єльдаля обережно змішують коловими обертами і нагрівають до кипіння. При цьому необхідно уникати ціноутворення.

Продовжують перегонку до тих пір, поки рідина не почне скипати поштовхами. При цьому регулюють ступінь нагріву так, щоб час дистиляції був менше 20 хвилин. Переконатися в повноті перегонки аміаку можна шляхом додаткової перегонки в нову порцію борної кислоти (20 мл) протягом 5 хвилин. Забарвлення розчину борної кислоти повинне залишатися без зміни. При перегонці не допускають нагрівання розчину борної кислоти в конічній колбі. Дуже сильне охолоджування (нижче +10° С) також небажано, оскільки воно може викликати перекидання рідини з конічної колби в колбу К’єльдаля.

Перед закінченням перегонки опускають конічну колбу так, щоб кінець алонжу опинився над поверхнею розчину борної кислоти, і продовжують перегонку протягом 1-2 хвилин.

Зупиняють нагрівання та від'єднують алонж. В конічну колбу змивають зовнішню і внутрішню поверхні алонжу невеликою кількістю дистильованої води.

Титрують дистилят 0,1 н. розчином соляної кислоти до переходу зеленого кольору в фіолетовий.

Паралельно проводять контрольний аналіз так же, як і основний, використовуючи 5 мл дистильованої води замість молока. Контрольний аналіз проводиться в кожній серії визначень кількості білка та при кожній зміні реактивів.

3. Обробка результатів

3.1. Масову частку загального білка (Х) в відсотках вираховують з точністю до третього десяткового знаку по формулі

де 1,4 - кількість азоту, еквівалентне 1 мл 0,1н. розчину соляної кислоти, мг;

,1 - нормальність розчину соляної кислоти;

К - коефіцієнт поправки розчину соляної кислоти;

 - об’єм 0,1 н. соляної кислоти, витраченої на титрування дистиляту в основному аналізі, мл;

 - об’єм 0,1 н. соляної кислоти, витраченої на титрування дистиляту в контрольному аналізі, мл;

,38 - коефіцієнт для переходу масової частки загального азоту на масову частку загального білка;

m - маса молока, взятого на аналіз, г.

За кінцевий результат випробування приймають середнє арифметичне результатів двох паралельних визначень, розбіжність, що допускається, між якими не повинно перевищувати 0,03%.

Метод визначення аміаку

. Підготовка досліду:

1.1. Зміст аміаку в молоці визначають не раніше, ніж через 2 години після закінчення доїння.

В стакан відміряють циліндром 20±2 мл молока і нагрівають протягом 2-3 хвилин на водяній бані при температурі 40-45° С.

В підігріте молоко вносять 1 мл 10%-ної оцтової кислоти.

Для осадження казеїну суміш залишають у спокої на 10 хвилин.

2. Проведення досліду.

2.1. Піпеткою (з ватою на нижньому кінці для запобігання попадання казеїну) відбирають 2 мл відстояної сироватки та переносять в пробірку.

В ту ж саму пробірку приладом для відмірювання розчинів або піпеткою з гумовою грушею додають 1 мл реактиву Несслера та зміст одразу перемішують, спостерігаючи при цьому протягом не більш як 1 хвилини зміну забарвлення суміші.

3. Обробка результатів

3.1. Поява лимонно-жовтого забарвлення суміші вказує на присутність аміаку, характерного для молока.

Поява рожевого забарвлення різної інтенсивності вказує на присутність аміаку вище його природного змісту.

6. Власні дослідження

Визначення коефіцієнта поверхневого натягу рідини методом відриву кільця з використанням універсального комп’ютерного вимірювального приладу

Поверхневий натяг входить до групи явищ, які об’єднуються терміном поверхневі явища. До поверхневих явищ включають поверхневий натяг, явища змочування та капілярні явища.

Рідини, як і гази, не володіють пружністю форми. Рідина, налита у посудину, набуває форми посудини у тій її частині, що контактує з посудиною. Верхня межа рідини встановлюється горизонтально.

Молекули у поверхневому шарі мають додаткову потенціальну енергію, а поверхневий шар у цілому володіє додатковою енергією, яка є складовою частиною до внутрішньої енергії рідини.

Коефіцієнт поверхневого натягу чисельно дорівнює силі поверхневого натягу, що діє на одиницю довжини контуру, який обмежує поверхню.

Для визначення коефіцієнта поверхневого натягу рідини використовують установку, основним елементом якої є універсальний комп’ютерний вимірювальний прилад з підвішеним гаком, завдяки якому безпосередньо вимірюється сила відриву кільця від поверхні рідини.

Отже,

Формула для визначення коефіцієнта поверхневого натягу набуде вигляду

де g=9.8 м/c², π=3,14.

Для проведення досліду взяли свіже молоко 4 типів: молоко свіже; молоко кип’ячене; молоко кип’ячене протягом 20 хвилин; молоко кип’ячене протягом 40 хвилин.

Виконання роботи:

. П’ять разів виміряли внутрішній d1 та зовнішній d2 діаметри кільця. Результати записали в таблицю 1.

. Проградуювали шкалу електронних терезів універсального комп’ютерного вимірювального приладу згідно з рекомендаціями щодо експлуатації приладу. Перевірили нуль терезів. П’ять разів виміряли масу кільця m. Результати записали у таблицю.

. Горизонтально закріпили кільце на терезах. Підставили посудину з досліджуваною рідиною (молоком) так, щоб кільце торкнулося рідини. Обережно опускали посудину з молоком до моменту відриву (не кидаючи, щоб не додати динамічної сили), п’ять разів виміряли силу відриву. Отримані результати записуємо у таблицю.

. Перед кожним визначенням сили відриву програму на вимірювання слід запускати наново.

. Розрахуємо значення α, використовуючи середні значення d1 та d2, m - маса сухого кільця, m1 - маса кільця після відриву від поверхні рідини за формулою

Отримані дані заносимо до таблиці.

Таблиця 1

Перший дослід провели зі свіжим молоком (рис. 1). Підставивши значення у формулу, отримали

.

Другий дослід провели з кип’яченим молоком (рис. 2). Підставивши отримані результати у формулу, отримали

.

Третій дослід виконали з молоком, що кип’ятилося протягом 20 хвилин (рис. 3).

Отримали такий результат:

Виконавши останній дослід з молоком, що кип’ятилося протягом 40 хвилин (рис. 4), отримали такий результат:

.

Висновок: коефіцієнт поверхневого натягу у першому досліді становить 0,036Н/м, у другому - 0,073Н/м, у третьому - 0,11Н/м, у четвертому - 0,183Н/м. З останнього досліду видно, що молоко, кип’ячене протягом 40 хвилин, має найбільший коефіцієнт поверхневого натягу. Це обумовлено тим, що коли молоко кип’ятиться, то з нього випаровується вода і воно стає жирнішим, тому в 4-му досліді і більший коефіцієнт поверхневого натягу.

Висновки

Велике значення молока як повноцінного продукту харчування та промислової сировини призвело до збільшення попиту на нього. Тому виробництво молока - одна з найбільш важливих галузей сільського господарства. В багатьох країнах молоко складає значну частку в сільськогосподарському валовому продукті.

Із суспільним розвитком людства значення молока розширилося від харчування новонароджених до продукту харчування людей. Цінність молока пояснюється його універсальним складом, високою енергетичною цінністю, добре збалансованим співвідношенням компонентів і легкозасвоюваною їх формою.

Державні стандарти визначають фізико-хімічні властивості молока, які впливають на відбір молока в якості сировини для харчової та інших галузей промисловості. Знання про кількість складових молока постійно розширюється. Це можна пояснити ціле направленістю наукових досліджень і використанням сучасних наукових досліджень, які дозволяють знайти і кількісно визначити навіть ті складові молока, які ледь в ньому присутні.

Молоко - єдиний продукт харчування в перші місяці життя людини. Виключно важливе значення воно має і в живленні дорослої людини. Для старих людей та хворих молоко є незамінною їжею. Встановлено, що цей продукт містить понад 100 коштовних компонентів.

В Україні створена розгалужена сітка молокопереробних підприємств, які постачають населенню міст, промислових центрів та сільській місцевості питне молоко, кисломолочні продукти (кефір, сметану, ряжанку, йогурти, солодкі сирки, кисломолочні сири, морозиво та ін.).

Молоко та молочні продукти дійсно є унікальною їжею, яку людина використовує і яка приносить їй велику користь з перших до останніх днів життя. Це їжа щоденна, повсюдна, це їжа для всіх. І ми повинні повною мірою використовувати її харчову цінність, її поживні властивості для збереження і зміцнення свого здоров’я. На нашому столі мають постійно бути молоко і молочні продукти, якщо ми бажаємо собі і близьким людям доброго здоров’я і довголіття.

Список використаної літератури

1. Рудавська Г.Б., Тищенко Є. В. Молочні та яєчні товари: Підручник. / - К.: Книга, 2004. - 392 с.

. Сирохман І. В., Задорожний І. М., Пономарьов П.Х. Товарознавство продовольчих товарів. Підручник. - Київ: Лібра, 2002. - 368 с.

. Кугенев П.В. Молоко и молочные продукты. - М.: Россельхозиздат, 1981. 96 с.

. Шепелев А.Ф., Кожухова О.И. Товароведение и экспертиза молока и молочных продуктов: учебное пособие. - Ростов н/Д: издательский центр «Март», 2001. - 128 с.

. Козлов В.М. Усім про молоко. - К.: Урожай, 1990. - 272 с.

. ГОСТ 23327-78 - метод визначення загального білка методом К’єльдаля.

. ГОСТ 3625-71 - метод визначення густини ареометром.

. ГОСТ 22760-77 - гравіметричний метод визначення жиру

. ГОСТ 25101-82 - метод визначення точки замерзання.

. ГОСТ 24066-80 - метод визначення аміаку.