14.1. Склад та властивості молока

Сировиною для всіх молочних виробів є натуральний про-дукт-молоко тварин: корів, кіз, овець, верблюдів, кобилиць т. і. Але найбільше молока отримують від корів. Тому вся молочна промисловість саме і призначена для переробки коров'ячого мо­лока. Хоча свіже або парне молоко саме є найбільш цінним хар­човим продуктом, але умови його зберігання диктують техно­логічні засоби обробки для того, щоб цей продукт дійшов до спо­живача. З молока готують цілий ряд молочних продуктів-молоко пастеризоване, молоко стерилізоване, вершки, кефір, сметану, сир м'який (творог), сири тверді, вершкове масло, молоко згуще­не та сухе, та цілий ряд інших продуктів.

Заводи для виготовлення нестійких продуктів (молоко пасте­ризоване, кефір, простокваша (кисле молоко), вершки та ін.) роз­ташовані головним чином в місцях споживання (міські молочні заводи), заводи по виготовленню вершкового масла, молочних консервів, твердих сирів та ін., головним чином — в місцях ви­робництва молока.

СКЛАД МОЛОКА. Молоко утворюється в молочній залозі тварин і містить: води — (87...89)%, сухих речовин — (11...13)% в числі яких жиру — (2,8...6,0)%, білків — (2.5...4,8)%, цукру (лактоза) — (4,0...4,6)% та мінеральних речовин (солей) — (0,6...0,9)%. У молоці містяться також ферменти, вітаміни, пігменти. Моло­ко — слабо-кислий розчин (рН=6,6) і звертається під дією сичуж­ного ферменту, хлористого кальцію, пепсину та інших речовин. Температура кипіння молока 100,2 °С і замерзання — біля -0,6 °С. В'язкість, поверхневий натяг та теплоємність при 20 °С складають 1,75 Па, 43,5Н/м, 3,89Дж/(кг) відповідно.

При переробці молока вихід основного відходу — сироватки складає біля 90% від загального об'єму молока. В сироватку при переробці молока переходить до 50% сухих речовин (СР), яких во­на містить (4,2...7,5)%. Густина сироватки складає (1018... 1027) кг/м. Сироватка містить лактозу, мінеральні речовини і молочний жир. Сироватку в залежності від виготовляємого продукту нази­вають підсирною (солодкою), творожною (кислою), казеїновою.

Сироватку використовують поки що для виробництва лимон­ної кислоти (32,4 кг із 1 т сироватки), кровозамінювачів, лікарсь­ких препаратів, продуктів дитячого харчування, морозива, на-

574

поїв, молочно-білкових концентратів, сиропів тощо. Перелічені продукти готують на основі молочно-білкових концентратів, одержаних із сироватки методами мембранної технології (ультра і діафільтрація, електродіаліз). Молочно-білкові концентрати одержують в рідкому (9,0...19)% СР та сухому (95% СР) вигляді. Електролізна обробка сироватки дає змогу значно демінералізу-вати її і одержати знесолений розчин лактози, переробка якого дозволяє одержати молочний цукор підвищеної чистоти. Крім того, відокремлення солей натрію, калію, магнію та фосфору дає змогу одержати продукти — аналога жіночого молока. Непере-роблену сироватку використовують для виготовлення кормів, при виробництві деяких сортів хліба, тощо.

Вихід сироватки можна розрахувати за формулою:

де , , — концентрація сухих речовин в готовому про­дукті, молоці та сироватці відповідно.

Вмістом білків, жира, лактози, мінеральних речовин і вітамінів обумовлено харчову цінність молока. Всі складові час­тини в ньому знаходяться в легкозасвоюємній формі. Академік І.П. Павлов, вивчаючі харчову цінність молока та властивості його щодо засвоєння в порівнянні з іншими харчовими продук­тами, прийшов до висновку про те, що молоко — це їжа, виготов­лена самою природою, і відрізняється від інших харчових про­дуктів. Молоко і молочні продукти повинні складати одну трети­ну добової потреби людини в їжі. Із цих розрахунків людина що­доби повинна споживати молока і молочних продуктів в перера­хунку на молоко біля 1,5 л.

Молоко не тільки забеспечує організм білками, жирами, вуг­леводами, вітамінами, мінеральними солями, але і покращує за­своєння організмом, білків, жирів, і мінеральних речовин рослин­ного походження. Крім цього, з молоком і молочними продукта­ми в організм людини надходять мікроелементи, що необхідні для нормального обміну речовин (цинк, йод, фтор, кобальт, залізо, мідь і інші). Склад молока залежить в основному від поро­ди і віку тварини, стадії лактаційного періоду, кормління та умов утримання. В сухому залишку молока, вміст якого (11... 13)%,

575

знаходяться всі складові частини молока — білки, жир, молоч­ний цукор (лактоза), мінеральні речовини.

БІЛКИ МОЛОКА уявляють собою складні органічні сполу­ки, які включають в себе різні амінокіслоти. В молоці білки зна­ходяться в колоїдному стані і можуть бути відокремленні в вигля­ді осадку, згустку. Всього в молоці нараховують біля 16 різних білкових речовин, з яких головними є казеїн (декілька фракцій — біля 80% загальної кількості білків), білки сироватки (альбуміни, глобуліни — біля 16%), низькомолекулярні білки (протеази, пеп­тони, поліпептиди, захисні речовини, тощо), білки оболонок, жи­рових кульок і ферментів.

КАЗЕЇН присутній в молоці в вигляді казеїнаткальцію фос­фатного комплексу і є сумішшю декількох фракцій, в тому числі альфа (а), бета ф), гама (у). Кожна фракція відрізняється одна від одної за складом та властивостями.

Під дією кислот або сичужного ферменту казеїн осідає. Цю властивість казеїну використовують при виробництві різних мо­лочних продуктів (кисломолочний сир (творог), сир, рідкі кисло­молочні продукти та ін.). При нагріванні до 90 °С та навіть при кип'ятінні молока казеїн практично не змінюється. Під дією про­теолітичних ферментів, наприклад в сироварінні, казеїн, як інші білки, розщеплюється на складові частини.

Альбумін присутній в молоці в основному у вигляді альфа лактоальбуміну. Він розчинюється в воді та не осаджується кис­лотою та сичужним ферментом. При нагріванні до (70...75) °С альбумін випадає в осадок.

Глобулін — знаходиться в молоці в основному в виді беталак-тоглобуліну. Він також розчинюється у воді і осаджується кисло­тою та сичужним ферментом. При нагріванні підкисленого роз­чину до 80 °С глобулін випадає в осадок.

Низькомолекулярні білки присутні в молоці в незначній кількості у вигляді протеаз, пептонів, поліпептидів, захисних ре­човин та антитіл.

Білки оболонок жирових кульок складають 0,1 г на 100 г жиру. Вони не звертаються при нагріванні.

Молочний жир являє собою складний ефір гліцерину та різних жирових кислот (більше 60%). Жир в молоці знаходиться у ви­гляді дрібненьких жирових кульок розміром (2...5) мк. В 1 мл мо­лока міститься біля 4 млрд. жирових кульок. Білкова оболонка, яка оточує жирові кульки, стабілізує їх, тому в молоці вони не зли-

576

паються. У свіжевидоєнному молоці молочний жир знаходиться в рідкому стані, в охолодженому — в твердому. Молочний жир лег­ко піддається дії ферменту ліпази, променів світла, розчинів кис­лот і лугів. Всі зміни молочного жиру можна згрупувати таким чином: гідроліз (розщеплення на гліцерин та жирні кислоти), окислення (ненасичених жирних кислот), згіркнення з утворенням легких (масляної, капронової га інш.) жирних кислот.

В молочному жирі в розчиненому вигляді містяться також фо­сфатиди, стерини, пігменти та вітаміни.

Молочний цукор (лактоза) — СНО складається із глюкози та галактози. В молоці вона знаходиться у двох формах, альфа і бе­та в визначеному співвідношенні. Обидві форми можуть переходи­ти одна в одну. Розчинність лактози у воді залежить в першу чергу від температури і з її підвищенням розчинність теж підвищується.

Лактоза відіграє велику роль в технологічних процесах вироб­ництва ряду молочних продуктів. У процесі життєдіяльності мікроорганізмів проходить зброджування молочного цукру до молочної кислоти, яка переводить молоко з рідкого стану в геле-подібний з властивим кисломолочним смаком і запахом.Утворен-ня згустку пов'язано з порушенням колоїдного стану молока. Ця властивість використовується у виробництві кисломолочних про­дуктів і деяких видів сирів. Молочна кислота утворюється при збродженні молочного цукру, гальмує ріст гнилістних бактерій.

Нагрівання до температури кипіння і довгочасне витримуван­ня молока при цій температурі викликає його побуріння. Це про­ходить в результаті взаємодії лактози з білками молока та утво­рення меланоідінових сполук. Цими властивостями користують­ся при виготовленні топленого молока і рідких дієтичних молоч­них продуктів з особливим присмаком (ряжанка тощо).

Мінеральні речовини (солі) в молоці містяться у незначній кіль­кості, але відіграють виключну роль в виробництві молочних про­дуктів. В молоці містяться солі органічних та неорганічних кислот (кальцію, калію та фосфору, магнію). Мідь, марганець, кобальт, йод, цинк, залізо, та інші мікроелементи (більше 15) молока відігра­ють визначну роль в життєдіяльності організму. Солі молока, які знаходяться в розчиненому стані, впливають на термостабільність молока при виробленні стерилізованого молока, дії сичужного ферменту в сироварінні, згущенні молока з цукром та інших.

Вітаміни. Молоко є важливим джерелом вітамінів. В ньому при­сутні жиророзчинні вітаміни А, групи Д, Е і водорозчинні вітаміни

yjim 577

групи В, РР, С та ін. Вміст їх в молоці і молочних продуктах змінюється в залежності від періоду лактації, кормового раціону тварин, засобів теплової обробки молока і умов його зберігання.

Ферменти — це хімічні речовини білкової природи, які при­скорюють процес обміну речовин у живому організмі. В сирому молоці знаходяться такі ферменти: ліпаза, пероксидаза, каталаза, фосфотаза, редуктаза. Ферменти відіграють велику роль у про­цесі обробки молока і переробки його на молочні продукти.

Ліпаза — фермент, який розщепляє жир до гліцерину та жир­них кислот. В молоко вона попадає з молочної залози або утво­рюється в процесі життєдіяльності ряду мікробів. При пастеризації молока ліпаза руйнується. В процесі зберігання пастеризованого молока навіть при низьких температурах протягом (24.. .30) годин збільшується активність ферментів. Наявність фермента в маслі, сирі, сухому незбираному молоці визиває їх швидке псування.

Пероксидаза — фермент, який прискорює окислювальні про­цеси. В молоко вона потрапляє з молочної залози. При пастери­зації молока пероксидаза руйнується. На цій властивості і засно­вана проба на пастеризацію молока.

Каталаза — фермент, який прискорює розклад перекису водню. Активність цього ферменту підвищується в молоці тварин, хворих маститом. Проба на каталазу дозволяє виявити цю хворобу.

Фосфотаза — фермент, який каталізує розпад ефірів до фос­форної кислоти. В молоко вона потрапляє теж з молочної залози. Теплова обробка молока повністю інактивує фосфотазу. На цій її властивості засновано пробу на пастеризацію молока.

Редуктаза — відновлюючий фермент, здатний знебарвлювати метиленову синьку, добавлену в молоко. Ця властивість фермен­та використовується для визначення загальної кількості мікроор­ганізмів в молоці, оскільки бактерії в процесі своєї життєдіяль­ності виділяють велику кількість редуктази. Підвищення швид­кості знебарвлення метиленової синьки знаходиться в прямій за­лежності від кількості мікроорганізмів в молоці.

Властивості молока. Кислотність обумовлена наявністю в мо­лоці білків, фосфорнокислих солей, молочної і лимонної кислот. Визначають активну і загальну кислотність.

Активна (істинна) кислотність виражається величиною рН, яка у свіжого (парного) незбираного натурального молока ко­ров'ячого дорівнює рН = (6,7...6,64). Ця відносна стабільна вели­чина, що обумовлена буферністю молока.

578

Загальна (титруєма) кислотність обумовлена наявністю в свіжім молоці газів, білкових речовин та солей органічних та не­органічних кислот. Загальну кислотність визначають титруван­ням молота лугом у присутності індикатора (Імл розчину лугу, який пішов на нейтралізацію кислоти, відповідає одному градусу кислотності за Тернером). Титруєма кислотність свіжевидоїного незбираного молока відповідає (16... 18)є Т.

Складові частини молока впливають на кислотність свіжеви­доїного коров'ячого молока. Білки обумовлюють (4...5) °Т, од-нозамінні фосфорнокислі та лимонні солї — (10... 11) °Т, молоч­на, лимонна кислоти та гази — (2...3) °Т. Кислотність свіжого молока залежить від умов відгодівлі скотини: кислі трави підви­щують кислотність. Молоко підвищеної кислотності (24...25) °Т звертається при нагріванні до (ЗО...95) °С та не може бути вико­ристане у виробництві.

Оскільки складові частини молока знаходяться в ньому в різному фізичному стані, що ці особливості використовують при його переробці: сепарування, фільтрування, тощо.

Фізичні властивості молока впливають на вибір ступенів нагрівання, охолодження, заморожування, сквашування.

Густина молока залежить від густини його складових частин. Зі збільшенням вмісту білків, вуглеводів та солей, густина молока підвищується. В'язкість молока обумовлена присутністю в ньому сухих речовин. Зміна колоїдного стану у першу чергу змінює ве­личину в'язкості молока. Теплові властивості молока також зале­жать від вмісту в ньому сухих речовин та фізичного стану жиру.

Бактерицидні властивості. Свіжевидоєне (парне) молоко міс­тить бактерицидні речовини білкової природи та має бактерицидні властивості. Живі клітини (мікроорганізми), потрапляючи у таке молоко, не тільки не розмножуються, але навіть поступово гинуть в ньому. Період, протягом якого у свіжовидоєному молоці не роз­виваються мікроорганізми, називається бактерицидним. Довгочас­ність бактерицидної фази молока залежить від санітарно — гігіє­нічних умов одержання молока та температури його зберігання.

При підвищенні температури парного молока довгочасність бактерицидної фази різко знижується, а при нагріванні його до 70 °С бактерицидні властивості молока зникають. Миттєво профільтроване охолоджене молоко (до 1...3) °С може зберігати-і ся практично без зміни його хімічних та фізичних властивостей До 48 годин з моменту доїння.

579