Оценка загрязнения продуктов питания на примере кисло-молочной продукции региональных производителей

Звезда не активнаЗвезда не активнаЗвезда не активнаЗвезда не активнаЗвезда не активна
 
  • ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА
  •  
  • ОЦЕНКА ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ НА ПРИМЕРЕ КИСЛО-МОЛОЧНОЙ ПРОДУКЦИИ РЕГИОНАЛЬНЫХ ПРОИЗВОДИТЕЛЕЙ

 

Выполнил Двоеглазов А. В.

 

 

Содержание

Введение
Глава I. Литературный обзор
1.1. Молоко как продукт. Химический состав молока. Полезные свой-ства молока. Значение молока в питании человека
1.2. Белковый состав молока. Белковая ценность молока. Значение белков молока в питании человека
1.3. Проблемы качества кисло-молочной продукции в России фальси-фикация молока
Глава II. Проведение лабораторных исследований
4.1. Методики проведения качественных реакций на белки
4.2. Опыт №1
4.2.1. Материал исследования
4.2.2. Оборудование, материалы и реактивы
4.2.3. Ход анализа
4.2.4. Пояснения к методике
4.2.5. Результаты исследования
4.3. Опыт №2
4.3.1. Материал исследования
4.3.2. Оборудование, материалы и реактивы
4.3.3. Ход анализа
4.3.4. Пояснения к методике
4.3.5. Результаты исследования
Глава III. Заключение
Выводы
Список использованной литературы

Введение

 

Молоко и молочные продукты являются товарами первой необходимости. В последние годы отечественная молочная промышленность становится все более конкурентоспособной. Сегодня мы имеем на рынке очень широкий ассортимент молочных продуктов, выпускаемых российскими предприятиями.
На рынке молока и молочных продуктов, пользующихся стабильным спросом, находятся сотни его наименований, и многие из них активно рекламируются, поэтому соблазн подделать или увеличить объемы молока и молочной продукции путем разбавления водой всегда имеется как у реализатора, так и у производителя молочной продукции. При этом могут быть различные способы и виды фальсификации:
Ассортиментная (например, подмена одного вида молока другим).
Качественная (разбавление водой, добавление чужеродных компонентов, раскисление прокисшего молока).
Количественная (недолив, обмер) – это обман потребителя засчёт значительных отклонений параметров товара (например объёма), превышающих предельно допустимые нормы отклонений.
Информационная фальсификация молока и молочных продуктов – это обман потребителя с помощью неточной или искажённой информации о товаре. (подделка сертификата качества, таможенных документов, штрихового кода, даты выработки молока и молочных продуктов и т. д.).
Сегодня проблемы с проведением всесторонней экспертизы подлинности всех видов молока и молочной продукции, и в особенности сгущённого молока и мороженого, поступаемого на рынки России, особенно актуальны.
Исходя из всего сказанного, можно сформулировать цели и задачи нашей выпускной квалификационной работы:
Цель работы: произвести оценку загрязнения кисло-молочной продукции региональных производителей, выявить фальсификацию.
Задачи исследования:
- изучить биохимический состав молока
- изучить строение белков молока
- изучить функции белков молока
- изучить значение молока в питании человека
- рассмотреть проблемы качества кисломолочной продукции производителей
В экспериментальной части работы необходимо:
- описать аппаратуру для модельных лабораторных исследований;
- провести все необходимые измерения на предмет загрязнения молока;
- обработать полученные результаты;
- сделать так, чтобы работа была актуальной и представляла практический интерес;
- сделать выводы.

 

Глава I. Литературный обзор

 

1.1. Молоко как продукт. Химический состав молока.

 

Полезные свойства молока. Значение молока в питании человека.

Молоко́ — питательная жидкость, вырабатываемая молочными железами самок млекопитающих. Естественное предназначение молока — вскармливание детёнышей (в т.ч. у человека - Грудное вскармливание), которые ещё не способны переваривать другую пищу. В настоящее время молоко входит в состав многих продуктов, используемых человеком, а его производство стало крупной отраслью промышленности.

Zagryazneniemoloka1

Молоко — многокомпонентная полидисперсная система, в которой все составные вещества находятся в тонкодисперсном состоянии, что обеспечивает молоку жидкую консистенцию.
Технический регламент определяет молоко как продукт нормальной физиологической секреции молочных желез сельскохозяйственных животных, полученный от одного или нескольких животных в период лактации при одном и более доении, без каких-либо добавлений к этому продукту.

 

Коровье молоко

Zagryazneniemoloka2

 

Коровье молоко — материнское молоко коров — производится в больших количествах и является наиболее продаваемым видом молока животных.
В 2009 мировое товарное производство коровьего молока составило 701 млн тонн.

 

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

 

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

Сухой обезжиренный молочный остаток — показатель натуральности молока. Если он составляет менее 8 %, то считается, что молоко разбавлено водой.
Нормализация молока — доведение свойств молока, таких как жирность, содержание сухих веществ, углеводов, витаминов, минеральных веществ, до стандартных или соответствующих ТУ значений путём смешивания его с молоком, имеющим другие свойства, с помощью дозатора или сепарированием.
Молоко имеет жидкую консистенцию не из-за большого количества воды. Все вещества, составляющие молоко растворены друг в друге.


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


Макроэлементы
Основными минеральными веществами молока являются кальций, магний, калий, натрий, фосфор, хлор и сера, а также соли — фосфаты, цитраты и хлориды.
Кальций является наиболее важным макроэлементом молока. Он содержится в легкоусваеваимой форме и хорошо сбалансирован с фосфором. Содержание кальция в коровьем молоке колеблется от 100 до 140 мг%. Его количество зависит от рационов кормления, породы животного, стадии лактации и времени года. Летом содержание Са ниже, чем зимой.
Са присутствует в молоке в трех формах:
• В виде свободного или ионизированного кальция — 11 % от всего кальция (8,4÷11,6 мг%)
• В виде фосфатов и цитратов кальция — около 66 %
• Кальция, прочно связанного с казеином — около 23 %
До сих пор не выяснено, в какой форме находятся в молоке фосфаты и цитраты Са. Это могут быть фосфат Са, гидрофосфат Са, дигидроксофосфат Са и более сложные соединения. Однако известно, что большая часть этих солей находится в коллоидном состоянии и небольшая (20-30 %) — в виде истинных растворов.
Фосфор. Содержание Р колеблется от 74 до 130 мг%. Оно мало меняется в течение года, лишь незначительно снижается весной, а больше зависит от рационов кормления, породы животного и стадии лактации. Р содержится в молоке в минеральной и органической формах. Неорганические соединения представлены фосфатами кальция и других металлов, их содержание составляет около 45÷100 мг%. Органические соединения — это фосфор в составе казеина, фосфолипидов, фосфорных эфиров углеводов, ряда ферментов, нуклеиновых кислот.
Магний. Количество магния в молоке незначительно и составляет 12÷14 мг%. Mg является необходимым компонентом животного организма — он играет важную роль в развитии иммунитета новорождённого, увеличивает его устойчивость к кишечным заболеваниям, улучшает их рост и развитие, а также необходим для нормальной жизнедеятельности микрофлоры рубца, положительно влияет на продуктивность взрослых животных. Mg, вероятно, встречается в молоке в тех же химических соединениях, что и Са. Состав солей Mg аналогичен составу солей Са, но на долю солей, находящихся в истинном растворе, приходится 65÷75 % Mg.
Калий и натрий. Содержание К в молоке колеблется от 135 до 170 мг%, Na — от 30 до 77 мг%. Их количество зависит от физиологического состава животных и незначительно изменяется в течение года — к концу года повышается содержание натрия и понижается калия.
Соли калия и натрия содержатся в молоке в ионно-молекулярном состоянии в виде хорошо диссоциирующих хлоридов, фосфатов и нитратов. Они имеют большое физиологическое значение. Хлориды натрия и калия обеспечивают определённую величину осмотического давления крови и молока, что необходимо для нормальных процессов жизнедеятельности. Их фосфаты и карбонаты входят в состав буферных систем молока, поддерживающих постоянство концентрации водородных ионов в узких пределах. Кроме того, фосфаты и цитраты калия и натрия создают в молоке условия для растворения плохо растворимых в чистой воде солей кальция (и магния). Таким образом, они обеспечивают солевое равновесие, то есть определённое соотношение между ионами кальция и анионами фосфорной и лимонной кислот, способствующих растворению. От него зависит количество ионизированного кальция, который в свою очередь влияет на дисперсность мицелл казеина и их тепловую стабильность.
Содержание хлора (хлоридов) в молоке колеблется от 90 до 120 мг%. Резкое повышение концентрации хлоридов (на 25-30 %) наблюдается при заболевании животных маститом.

 

Микроэлементы
Микроэлементами принято считать минеральные вещества, концентрация которых невелика и измеряется в микрограммах на 1 кг продукта. К ним относятся железо, медь, цинк, марганец, кобальт, йод, молибден, фтор, алюминий, кремний, селен, олово, хром, свинец и др. В молоке они связаны с оболочками жировых шариков (Fe, Cu), казеином и сывороточными белками (I, Se, Zn, Al,), входят в состав ферментов (Fe, Mo, Mn, Zn, Se), витаминов (Co). Их количество в молоке значительно колеблется в зависимости от состава кормов, почвы, воды, состояния здоровья животного, а также условий обработки и хранения молока.
Микроэлементы обеспечивают построение и активность жизненно важных ферментов, витаминов, гормонов, без которых невозможно превращение поступающих в организм животного (человека) пищевых веществ. Также от поступления многих микроэлементов зависит жизнедеятельность микроорганизмов рубца жвачных животных, участвующих в переваривании корма и синтезе многих важных соединений (витаминов, аминокислот).
Дефицит селена вызывает у животных замедленный рост, сосудистую патологию, дегенеративные изменения поджелудочной железы и репродуктивных органов. Выяснено, что селен является важнейшим антиоксидантом — он входит в состав фермента глутатионпероксидазы, который препятствует пероксидному окислению липидов в клеточных мембранах и подавляет свободные радикалы.
Дефицит йода в среде вызывает гипофункцию щитовидной железы у животных, что отрицательно отражается на качестве молока. Ежедневное введение в рацион коров йодида калия, муки из морских водорослей улучшает функцию щитовидной железы и увеличивает содержание йода в молоке.
Дефицит цинка вызвать замедление роста и полового созревания у животных, нарушение процессов пищеварения.
Многие микроэлементы могут попадать в молоко дополнительно после дойки с оборудования, тары и воды. Количество внесённых микроэлементов может в несколько раз превышать количество натуральных. В результате появляются посторонние привкусы, понижается устойчивость при хранении, кроме того, загрязнение молока токсичными элементами и радионуклидами представляет угрозу для здоровья человека.

 

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

 

Оленье молоко

Zagryazneniemoloka3

Доение самки северного оленя норвежскими саамами (XIX век)
Эвенки ранее и до сих пор практикуют доение олених, используя молоко как в пищевых, так и в обрядовых целях.

 

Состав
Состав молока самки северного оленя:
• Массовая доля сухих веществ — 34,4 %
• жира — 19,1 %
• белка — 10,4 % (в том числе казеина — 8,8 %)
• лактозы — 3,3 %
• минеральных веществ — 1,6 %

 

Лосиное молоко

Zagryazneniemoloka4

Доение лосихи на Сумароковской лосеферме

 

В России и Скандинавии предпринимались попытки одомашнить и использовать лосей как молочное животное, однако сложность содержания делает это экономически нецелесообразным. В СССР существовало 7 лосеферм, в настоящее время существует только одна — «Сумароковская лосиная ферма» в Костромской области .
Молоко лосей сходно по вкусу с коровьим, но более жирное и менее сладкое. Используется в лечебном питании. В целях консервации замораживается.

 

Состав
• жир — более 10 %
• белок — более 8 %
• аминокислоты
o треонин
o метионин
o гистидин
o серин
o аланин
o аспарагиновая кислота

 

Применение
• лечение язвы желудка и двенадцатиперстной кишки
• лучевые поражения
• профилактика цитостатического дисбактериоза при лечении больных лимфогранулематозом
Лечебный эффект обусловлен, прежде всего, высокой лизоцимной активностью: 40-65 мкг/мл

 

Козье молоко

 

Состав
Химический состав и свойства молока коз близки к составу и свойствам коровьего. Оно отличается лишь более высоким количеством белка, жира и кальция; содержит мало каротина, поэтому имеет бледно-жёлтую окраску. В жире козьего молока содержится больше каприновой и линолевой кислот, и шарики жира мельче, что способствует лучшему его усвоению организмом человека. Аминокислотный состав его белков близок к аминокислотному составу белков женского молока, но мицеллы казеина крупнее, чем мицеллы казеина женского и коровьего молока и составляют 133 нм и выше. Казеин козьего молока содержит мало α-фракций (10-15 %), поэтому при сычужном свёртывании образует неплотный сгусток.
Козье молоко богато витамином А и ниацином, содержит немного больше железа и магния, чем коровье молоко.
Кислотность козьего молока около 17-19°Т (рН = 6,4÷6,7), плотность — 1033 кг/м³. Козье молоко менее термоустойчиво (выдерживает t = 130 °C в течение 19 минут), так как содержит больше ионизированного кальция.

 

Применение
У козьего молока щелочная реакция, вследствие чего при обострении язвы желудка или двенадцатиперстной кишки козье молоко является хорошим дополнением к лечению. Козье молоко используют для лечения желудочно-кишечных заболеваний, туберкулёза, выведения из организма тяжёлых солей металлов, очищения организма от последствий химиотерапии, для детского питания. Также следует отметить, что козье молоко обладает антиаллергенным свойством. В некоторых случаях его достаточно, чтобы снять симптомы аллергии. Кроме того, козье молоко хорошо заменяет коровье при наличии аллергии на последнее. Помогает при лечении заболеваний щитовидной железы. Сырое козье молоко менее опасно, так как козы более стойки к заболеваниям, чем коровы. Из козьего молока вырабатывают рассольные сыры, в т.ч. брынзу.

 

Кобылье молоко

 

Состав молока кобылицы значительно отличается от состава молока коровы и других животных. В нём содержится в 2 раза меньше белков, жира и минеральных веществ, почти в 1,5 раза больше лактозы, чем в коровьем. Кислотность молока низкая — около 6°Т (рН = 6,6÷7,0), плотность — 1032÷1034 кг/м³. По количеству и составу белков, а также содержанию лактозы кобылье молоко приближается к женскому. Оно относится к молоку альбуминовой группы — на долю казеина в нём приходится 50÷60 % общего количества белков. Поэтому при свёртывании кобыльего молока не образуется плотного сгустка, белок выпадает в осадок в виде нежных мелких хлопьев.
Молоко обладает высокой биологической ценностью. Его белки и жир хорошо усваиваются. Жир молока имеет низкую температуру плавления — 21÷23 °C , содержит по сравнению с жиром коровьего молока меньше низкомолекулярных, но больше насыщенных жирных кислот. Количество полинасыщенных жирных кислот в нём почти в 10 раз выше, чем в коровьем. Белки имеют хорошо сбалансированный аминокислотный состав. Кобылье молоко значительно превосходит коровье по содержанию аскорбиновой кислоты, её количество может достигать 13 мг/м³ и более. однако оно содержит меньше рибофлавина.
Кобылье молоко представляет собой белую с голубым оттенком жидкость немного терпкого вкуса. Его используют для приготовления ценного диетического и лечебного продукта — кумыса. Из перебродившего кобыльего молока, путём перегонки, изготавливают напиток под названием «Арца» (своеобразный аналог водки).

 

1.2. Белковый состав молока. Белковая ценность молока. Значение белков молока в питании человека.

 

Белковый состав молока. Биологические функции белков молока.

Общее содержание белков в молоке колеблется от 2,9 до 4%. Белки молока разнообразны по строению, физико-химическим свойствам и биологическим функциям. Они необходимы для обеспечения нормального развития теленка, а также имеют особое значение в питании людей.
В молоке содержится целая система белков, среди которых выделяют две главные группы: казеины и сывороточные белки. Белковый состав приведен в табл.1.

 

Таблица 1 Белковый состав молока

Zagryazneniemoloka5

 

К первой основной группе относится казеин, содержащий 4 фракции и их фрагменты. Вторая группа представлена сывороточными белками - в-лактоглобулином, б-лактоглобулином, иммуноглобулинами и альбумином сыворотки крови. Кроме того, в нее входят лактоферрин и некоторые другие, так называемые минорные, белки. К третьей группе относятся белки оболочек жировых шариков, составляющие всего около 1% всех белков молока.
Основная часть белков молока (78-85%) представлена казеинами (казеином). Благодаря использованию современных методов биохимического анализа белков, в том числе электрофореза в различных средах, стал известен состав компонентов (фракций) казеина, а также генетические варианты главных компонентов.
Компонентами сывороточных белков являются в-лактоглобулин и б-лактоглобулин, а также альбумин сыворотки крови, иммуноглобулины, протеозо-пептоны и лактоферрин.
К белкам молока следует отнести ферменты, некоторые гормоны (пролактин и др.) и белки оболочек жировых шариков. Казеины являются пищевыми белками. Они максимально расщепляются пищеварительными протеиназами в нативном состоянии, в то время как обычно глобулярные белки приобретают эту способность только после денатурации. Казеины обладают свойством свертываться в желудке новорожденного с образованием сгустков высокой степени дисперсности. Кроме того, они являются источником кальция и фосфора, а также целого ряда физиологических активных пептидов. Так, при частичном гидролизе казеина под действием химозина в желудке освобождаются гликомакропептиды, регулирующие процесс пищеварения (уровень желудочной секреции). Физиологическая активность присуща и растворимым фосфопептидам, образующимся при гидролизе казеина.
Не менее важными биологическими функциями обладают сывороточные белки. Иммуноглобулины выполняют защитную функцию, являясь носителями пассивного иммунитета, лактоферрин и другой белок - лизоцим, относящийся к ферментам молока, обладают антибактериальными свойствами. Лактоферрин и в-лактоглобулин выполняют транспортную роль - переносят в кишечник новорожденного железо, витамины и другие важные соединения.
Сывороточный белок б-лактоглобулин имеет специфическую функцию: он необходим для процесса синтеза лактозы.

 

Казеин

Среднее количество его в молоке составляет 81% от общего содержания белков в молоке. Химически чистый казеин - белое аморфное вещество без запаха и вкуса - практически не растворяется в воде. Казеин, получаемый в промышленности, имеет желтоватый оттенок вследствие наличия в нем некоторых веществ, попадающих в него из молока (например, жира), и изменения белка при сушке. Высушенный казеин гигроскопичен и хранить его нужно в закрытой таре в сухом помещении. В молекулу казеина входит углерод, азот, водород, кислород, сера и фосфор. Фосфор находится в виде фосфорной кислоты, образующей эфирную связь с оксиаминокислотами (серином и треонином) казеиновой молекулы. На этом основании многие рассматривают казеин как сложный белок.
Молекулярный век казеина около 30000.
Казеин, как и все белки - сложное соединение аминокислот, в которых имеются свободные аминные (основные) и кислотные группы. Таким образом, казеин - амфотерный электролит, способный диссоциировать как кислота и как основание в зависимости от реакции среды. При щелочной реакции раствора казеин заряжается отрицательно, вследствие чего он способен реагировать с кислотами:
R - СH - NH2 + HCl => R - CH - NH3Cl
COOH NH3OH
Наоборот, в кислом растворе казеин приобретает способность реагировать со щелочами, т.е. катионами, при этом он заряжается отрицательно:
R - СH - NH2 + NaOH => R - CH - NH3OH
COOH COONa
Следовательно, казеин может образовывать соли и с основаниями, и с кислотами.
Вследствие того, что количество карбоксильных групп больше, чем аминных, реакция казеина кислая; для нейтрализации его в растворе нейтральных солей при индикаторе фенолфталеине требуется около 8,1 мл 0,1 н. раствора щелочи на 1 г казеина.
В кислотах как минеральных, так и органических (уксусная, муравьиная и т.д.) казеин растворяется. Растворы казеина - это вязкие коллоидные трудно фильтрующиеся жидкости. Из соединений казеина наибольший интерес представляют соли щелочных и щелочноземельных металлов.
Соли казеина со щелочными и щелочноземельными металлами называют казеинатами. Соли казеина со щелочными металлами, растворяясь в воде, образуют прозрачные или слегка опалесцирующие (рассеивающие свет) жидкости.
В молоке казеин находится в форме кислых солей - кальциевых казеинатов.
Наличие у казеина аминогруппы NH2 (дающие с водой гидроксильные ионы NH2 + HOH = NH3+ + OH-) обусловливает образование с кислотами двойных растворимых солей:
H2SO4 + NH2 - R - COOH => H2SO4 * NH2 - R - COOH
Присутствие аминогруппы в молекуле белка вызывает реакцию казеина с формалином - образование метиленового белка, причем в слабокислой среде реакция проходит по уравнению:
R - NH2 + CH2O + H2N - R => R - NH - CH2 - NH - R + H2O
в слабощелочной:
R - NH2 + CH2O => R - N = CH2 + H2O
Такая реакция наблюдается при консервировании молока формалином. Образование метиленового казеина вследствие разрушения в нем аминных групп, обладающих щелочной реакцией, вызывает увеличение кислотности молока.

 

Альбумин

В молоке альбумина не много - около 0,4%. Количество его повышается в молозиве, где оно достигает в первый день после отела иногда 2%, а затем в молозивные период равно 0,5 - 0,8%. Значительно больше, чем в коровьем молоке, содержится альбумина в молоке ослиц, кобылиц.
Молочный альбумин (лактоальбумин) в противоположность казеину растворим в воде, но выпадает из раствора при нагревании его до 70-800С. Такой выпавший альбумин вновь в воде не растворяется, так как при нагревании происходит изменение в строении белковой молекулы альбумина - денатурация его. Когда пастеризуют или просто нагревают молоко, то на стенках аппарата, посуды, в которых проводят нагревание, образуется осадок - молочный камень, который состоит в основном из выпавшего альбумина. В кислых растворах при нагревании альбумин выделяется хлопьями.
В нейтральных жидкостях (например, в некислой молочной сыворотке) альбумин может быть высален насыщенным раствором сернокислого аммония, сернокислым натрием, танином и рядом других веществ.
Молекулярный вес альбумина близок к молекулярному весу казеина. При действии сычужного фермента альбумин не свертывается. В молекуле альбумина фосфора нет, поэтому он относится к простым белкам.
Растворимость альбумина в молоке и то, что он не коагулирует в изоэлектрической точке, объясняется тем, что молекулы и частички альбумина сильно гидротированы.
Такие молекулы и частички белка при большой гидратированности могут находиться в растворе, несмотря на уменьшение их электрического заряда или даже при полном отсутствии его. Гидратация понижает поверхностную энергию коллоидной частицы. Вокруг коллоидной части белка группируются молекулы воды, причем первый слой боле плотно соединен с коллоидной частицей. Связь последующих слоев воды с коллоидной частицей постепенно ослабевает.
При недостаточной гидратации частиц белка водный слой становится слабым и частицы их при потере электрического заряда стремятся соединиться, укрупняясь и коагулируя.
Частицы альбумина гидратированы в большей степени, чем казеина, поэтому в изоэлектрической точке они не коагулируют, хотя устойчивость их вследствие нейтрализации электрических зарядов уменьшается. Спирт, отнимая от белков, в частности от альбумина, воду, нарушает его устойчивость в растворе, и альбумин выпадает в осадок. Реакция альбумина кислая, по величине близкая к казеину. В химическом отношении он также аналогичен казеину, образует соединения как со щелочами, так и с кислотами.

 

Молочный глобулин

Это третий белок молока, количество его еще меньше, чем альбумина, - всего около 0,2%.
Между глобулинами молока различают собственно молочные глобулины - 0,15% и имунные глобулины - 0,05%.
Выделить глобулины можно при полном насыщении молочной сыворотки сернокислым магнием, осадок глобулина надо отфильтровать и диализом освободить от минеральных солей.
Глобулин, выделяемый в чистом виде из молока, представляет собой порошок, растворимый в воде, содержащей соли.
В молоке глобулин находится в растворенном состоянии. При нагревании раствора, имеющего слабокислую реакцию, до 750С глобулин выпадает в осадок. Обычно осаждение его при пастеризации происходит вместе с альбумином молока.
По пространственному расположению полипептидных цепей белки молока относятся к глобулярным белкам. Изучение их вторичной и третичной структуры показало, что казеин в отличие от обычных глобулярных белков почти не содержит б-спиралей; б-лактальбумин и в-лактоглобулин содержат большее количество спирализованных участков. Казеин, вероятно, промежуточное положение между компактной структурой глобулы и структурой беспорядочного клубка, которая обычно наблюдается при денатурации глобулярных белков. Такая структура обеспечивает хорошую расщепляемость казеина протеолитическими ферментами при переваривании в нативном (природном) состоянии без предварительной денатурации.

 

Аминокислотный состав белков

Белки молока содержат почти все аминокислоты, обычно встречающиеся в белках. Аминокислоты белков относятся к б-аминокислотам L-формы и имеют общую формулу:
R - CH - COOH
NH2
В состав белков молока входят как циклические, так и ациклические аминокислоты - нейтральные, кислые и основные, причем преобладают кислые (табл.2). Количество отдельных групп аминокислот в белках, определяемое породой, индивидуальными особенностями животных, стадией лактации, сезоном и другими факторами, обусловливает их физико-химические свойства. Основные белки молока по сравнению с глобулярными белками других пищевых продуктов содержат сравнительно много лейцина, изолейцина, лизина, глютаминовой кислоты, а казеин - также серина и пролина, но мало цистеина.
По содержанию и соотношению незаменимых аминокислот белки молока относятся к биологическим полноценным белкам.

 

Таблица 2 Содержание аминокислот в белках молока

 Zagryazneniemoloka6

 

Значение белков молока в питании человека

Молоко один из самых совершеннейших пищевых продуктов, созданных природой. Оно представляет собой сложную биологическую жидкость, которая образуется в молочной железе самок млекопитающих и обладает высокой пищевой ценностью, иммунологическими и бактерицидными свойствами. Молоко является незаменимой полноценной пищей для новорожденных и высокоценным продуктом питания для человека всех возрастов. Молоко и молочных продукты широко применяются для лечения и профилактики различных болезней человека (ЖКТ, печени, легких).
Молоко содержит все необходимые для питания человека вещества - белки, жиры, углеводы. Кроме того, в нем содержатся многие ферменты, витамины, минеральные вещества и многие другие важные для питания элементы. Соотношение в рационе белка, жира и углеводов должно находится в соотношении 1:1:4. Состав молока по этим показателям наиболее близок к необходимому и составляет 1:1:1,5. Питательная ценность молока определяется содержанием белка и жира, молочного сахара, органическими кислотами, витаминами, ферментами и рядом других компонентов. Энергетическая ценность 200 мл молока составляет 630 Дж и покрывает дневную потребность в:
• белке на 18%,
• кальции на 36%,
• йоде на 35%,
• рибофлавине и витамине D, и фосфоре на 24%,
• В12 на 20%, В6 на 10%,
• магния и понтотеновой кислоты на 8%,
• цинка и витамина А на 6%,
• меди, тиамина и витамина С на 4%,
• биотина, витамина Е на 2%.
Особую ценность представляют белки молока - наиболее важные в биологическом отношении органические вещества. Образующиеся в результате расщепления белков аминокислоты идут на построение клеток организма, ферментов, защитных тел, гормонов и т.д. По содержанию незаменимых аминокислот (лизин, триптофан, метионин, фенилаланин, лейцин, изолейцин, треонин, валин) белки молока относятся к белкам высокой биологической ценности.
Особенно богаты незаменимыми аминокислотами сывороточные белки молока - они содержат больше по сравнению с казеином лизина, триптофана и некоторых других аминокислот. Содержание многих незаменимых аминокислот в них значительно выше не только по сравнению с белками растительных продуктов, но и по сравнению с некоторыми белками мяса и рыбы. Поэтому использование белков молока в хлебопекарной, кондитерской и мясной промышленности повышает биологическую ценность пищевых продуктов. Кроме того, казеин и сывороточные белки молока обладают рядом важных функциональных свойств (водосвязывающая, эмульгирующая, пенообразующая и др.), позволяющих использовать их концентраты в качестве белковых компонентов разнообразных продуктов.
Одним из важных качеств белков молока является то, что они содержатся в растворенном состоянии, легко атакуются и перевариваются протеолитическими ферментами пищеварительного тракта. Степень усвояемости молока составляет 96-98%.
Повышается энергетическая ценность продуктов и улучшается их усвояемость при добавлении к ним молока. Белки молока почти не оставляют вредных продуктов распада и оказывают благоприятное влияние на пищеварение.
На жизнедеятельности организма отрицательно сказывается дефицит белка молока. При этом отмечается нарушение азотистого баланса в связи с превалированием распада белка над его синтезом. Организм, испытывая недостаток белка, начинает питаться собственными тканями.
Чтобы этого избежать, необходимо постоянно вводить в организм достаточное количество белка с пищей.
Суточная потребность в белке зависит от пола, возраста, образа жизни человека. Основным источником биологически полноценного белка является животная пища.
Молочный белок содержит все жизненно необходимые аминокислоты, поэтому он так важен для потребностей растущего организма, для быстрого воссоздания клеток у больных и выздоравливающих. При смешанном питании белок молока повышает полноценность белков злаковых, обогащая аминокислотный состав принимаемой пищи. Например, при употреблении хлеба с сыром или гречневой каши с молоком сравнительно невысокая питательная ценность растительных белков значительно повышается. Видовая специфичность белков молока ближе к тканевым белкам человеческого организма, что также улучшает его усвоение. Взаимное обогащение белков происходит не только при одновременном приеме их с пищей, но также и в том случае, когда они потребляются в разное время дня. Поэтому в целях сбалансированного полноценного питания следует по возможности ежедневно употреблять молоко.
В альбумине молока содержится большое количество триптофана, который совместно с лизином и никотиновой кислотой необходим для роста и развития костной и мышечной ткани. Триптофан также совместно с никотиновой кислотой предупреждает авитаминоз -- пеллагру.
Глобулин молока, как известно, является носителем иммунных тел и источником антибиотических особенностей питьевого молока, особенно молозива. Лизин совместно с аргинином необходим для сперматогенеза. Валин -- для нормальной деятельности нервной системы и пищеварения. При недостатке в пище лейцина и изолейцина приостанавливается рост, развивается малокровие и появляется ряд нервных расстройств.
Казеин молока, благодаря наличию метионина и холина, предупреждает жировую инфильтрацию печени.
При сокращении поступления белка с пищей либо при увеличении его потребления при тяжелой физической работе или в результате болезни возникает белковая недостаточность.
Дефицит белка в питании уменьшает устойчивость организма к инфекциям, так как снижается уровень образования антител, нарушается синтез других защитных факторов -- лизоцима и интерферона, обостряется течение воспалительных процессов.
Недостаток белка в организме неблагоприятно отражается на деятельности сердечно-сосудистой, дыхательной и других систем, а также снижает аппетит, в связи с чем уменьшается приток белка с пищей -- возникает порочный: круг. Избыточное белковое питание также неблагоприятно отражается на организме. Как известно, лишний белок в организме не откладывается и в таком случае увеличивается белковая нагрузка на печень и почки (печень участвует в обмене белка, а почки выводят продукты обмена белков). Усиленное белковое питание приводит к перевозбуждению нервной системы, что постепенно приводит к неврозам. Вследствие нарушения белкового обмена возникают гиповитаминозы А и В6, снижается толерантность к умственным и физическим нагрузкам, создаются предпосылки для возникновения гипертонической болезни, ишемической болезни сердца, атеросклероза и аутогенсибилизация организма (образуются антитела к собственным тканям). При наличии повышенного количества белков в пище нарушается процесс пищеварения. При этом вначале отмечается увеличение, а затем торможение секреции желудочного сока, что ухудшает усвоение пищи. Исходя из вышеизложенного, мы можем отметить, что дефицит белка и его избыток для здоровья вредны.
Связь молекулы молочного белка с фосфатами, кальцием, липидами и витаминами повышает биологическую ценность пищи.

 

Использование белков молока в пищевой промышленности.

В настоящее время современный рынок пищевых продуктов в основном расширяется за счет появления продуктов функциональной направленности. Под функциональными подразумеваются продукты, предназначенные для систематического употребления в составе пищевых рационов всеми возрастными группами здорового населения, снижающие риск развития заболеваний, связанных с питанием, сохраняющие и улучшающие здоровье за счет наличия в них физиологически функциональных пищевых ингредиентов.
В качестве функциональных ингредиентов на основании априорной информации в производстве комбинированных продуктов используют подсластители для диабетического питания, сывороточные и соевые белки, флавоноиды, минеральные вещества (йод, кальций), пищевые волокна, поливитаминные премиксы, пребиотики, пробиотики и др.
Среди многообразия пищевых добавок в последнее время особое внимание уделяется белковым препаратам. Это связано с нехваткой пищевого белка, приводящей к возникновению дистрофии, нарушению функций кишечника, распаду белковых тканей и др. Эта тенденция, по прогнозам Института питания РАМН, вероятно сохранится. Один из способов устранения дефицита белка в питании населения - использование сывороточных белков в часто потребляемых продуктах, например, кисломолочных напитках.
К сывороточным белкам относятся следующие фракции глобулярных белков молока: б-лактальбумин, влактоглобулин, иммуноглобулин, альбумин сыворотки крови, протеозопептоны, лактоферрин. Все фракции выполняют в организме человека важные биологические функции.
Аминокислотный состав сывороточных белков наиболее близок к аминокислотному составу мышечной ткани человека, а по содержанию незаменимых аминокислот и аминокислот с разветвленной цепью (валина, лейцина и изолейцина) превосходят все остальные белки животного и растительного происхождения.
Сывороточные белки стимулируют иммунную систему, повышают уровень инсулиноподобного фактора роста, понижают содержание холестерина сильнее, чем казеин и соевый белок. Кроме того, сывороточные белки имеют низкий гликемический показатель, что позволяет оптимизировать выделение инсулина, регулируя уровень глюкозы в крови и тем самым предотвращая возникновение диабета второго типа.
В настоящее время для выделения сывороточных белков применяют мембранные методы. Так, использование ультрафильтрации позволяет получить из молочной сыворотки уникальные их концентраты (КСБ - УФ) в нативной форме с различным содержанием белка (от 35 до 80%).
Выделенные концентраты сывороточных белков хорошо растворяются в воде в широком диапазоне рН. Это позволяет использовать их в производстве кисломолочных напитков различной кислотности.
Среди нутриентов, определяющих пищевую ценность продукта, особую физиологическую функцию выполняют белки, являясь регуляторами азотистого баланса организма. Качество белка определяется его аминокислотным составом, в первую очередь содержанием и соотношением незаменимых аминокислот.
В НИИ детского питания разрабатывается ассортимент молочных продуктов с фруктовыми, ягодными и овощными наполнителями для детей дошкольного и школьного возраста, а также подростков. Сырьевая основа продуктов - коровье молоко. В рецептуре продуктов помимо наполнителей входят растворимые пищевые волокан, сывороточный белок, высокометаксилирванный пектин, мальтодекстрин, ксантановая камедь, натуральный ароматизатор, комплекс микронутриентов, состоящий из витаминов С,А и минеральных веществ. Сывороточный белок используется в виде концентрата сывороточного белка. Содержание белка в концентрате - 51%.

 

1.3. Проблемы качества кисло-молочной продукции в России.

фальсификация молока.

 

Система обеспечения качества молочной продукции

В последние годы отечественная молочная промышленность становится все более конкурентоспособной. Сегодня мы имеем на рынке очень широкий ассортимент молочных продуктов, выпускаемых российскими предприятиями.
Стремление России к интеграции в мировое сообщество, а также развитие рыночных отношений внутри страны приведет к еще большему росту товарообмена, а значит, перед предприятиями стоит важная задача - адаптироваться к условиям и правилам "игры" на международном рынке. И качество выпускаемой продукции при этом является важным инструментом в борьбе за рынки сбыта.
Сегодня вопросы организации и сертификации системы управления качеством волнуют многих специалистов. Нельзя сказать, что это совершенно новое для нас понятие. Многие элементы этой системы давно и плодотворно работают на наших предприятиях. Создание же целостной системы требует тщательной подготовки, постоянного внимания руководства, обучения персонала системному подходу, и очень часто технического перевооружения предприятия.
Под управлением качеством продукции понимают постоянный, планомерный, целеустремленный процесс воздействия на всех уровнях на факторы и условия, обеспечивающий создание продукции оптимального качества и полноценное ее использование.
Остановимся на факторах, под влиянием которых формируется качество продуктов молочной промышленности. Систему обеспечения качества и безопасности молочной продукции условно можно разделить на пять частей:
— Good Hygiene Practice (Ghp),
— Good Manufacturing Practice (GMP),
— Chain control (CC),
— Quality control (QC),
— Hazard Analysis by Critical Control Points (HACCP).


Рассмотрим подробнее каждую из составляющих.

GHP - хорошая гигиеническая практика. Одна из главнейших составляющих успеха - высокая санитарная культура производства. Получение высококачественных молочных продуктов может быть достигнуто только при четкой организации противоэпидемических и гигиенических мероприятий.
Это и состояние производственных и складских помещений завода, водоснабжение, канализация, холодоснабжение, санитарное состояние и оборудование бытовых помещений, соблюдение персоналом правил личной гигиены, организация лабораторного контроля, обеспечение производства необходимыми моющими и дезинфицирующими средствами, наличие раковин для мытья рук, графики уборки помещений, дератизация и дезинсекция. Сюда же входит и контроль за условиями труда (освещение, вентиляция помещений, заземление оборудования) и многое другое. Эффективность этой работы определяется тем, насколько полно соблюдены санитарно-гигиенические режимы и правила личной гигиены.
Основная цель - исключить попадание в готовую продукцию любых нежелательных посторонних включений - начиная от штукатурки со своевременно не отремонтированных стен и потолков; насекомых, грызунов и прочих разносчиков возможного загрязнения; кусочков лака для ногтей при нарушении правил личной гигиены; до посторонних микроорганизмов от использования некачественной воды или неудовлетворительной уборки бытовых помещений. Решается эта задача с помощью грамотно организованного внутризаводского контроля. Важное значение при этом имеет санитарно-гигиеническое воспитание персонала, привитие необходимых гигиенических навыков.


GМР - хорошая производственная практика. В первую очередь это четкая организация производственных процессов, соблюдение технологических регламентов, параметров мойки и дезинфекции оборудования, но не только.
Соблюдение производственной дисциплины достигается не только порядком действий каждого работника, регламентированным должностными инструкциями или инструкциями на рабочих местах. Личная ответственность работающих, строгий контроль со стороны руководителя предприятия и начальников подразделений - залог выпуска продукции гарантированного качества. Необходимыми составляющими этого процесса являются производственные учебы, повышение квалификации специалистов, аттестация рабочих мест.
Все производственные процессы должны быть максимально прозрачными, чтобы по информации на этикетке каждой партии готовой продукции можно было установить все исходные данные (а это значит - ведение всей технической и технологической документации должно всегда находится под строгим контролем). Таким образом, создается "Система обратного отсчета", которая позволяет в любое время для любой партии продукции проанализировать все факторы, повлиявшие на качество готового продукта, идентифицировать точки нежелательного воздействия и провести корректирующие действия.
Все производственные и вспомогательные процессы должны быть четко выполнены и проконтролированы, согласно инструкциям, регламентам и другим документам, конкретизирующим каждый процесс. Другими словами, все, что записано в регламентирующих документах, должно быть выполнено. И наоборот, все, что выполнено, должно быть записано в соответствующих журналах, графиках и т.п. А, кроме того, все эти действия должны быть проконтролированы.
Например, вымыт танк - сделана отметка в журнале, внесена закваска - появилась соответствующая запись в паспорте продукта и т.д. СС - цепочка контроля (отслеживание пути прохождения от сырья и основных компонентов до готовой продукции (от поставщика до потребителя)). Чаще всего на предприятии входной контроль сырья сводится к контролю отдельных образцов (или, например, к контролю по отдельным показателям), а полученный результат распространяется на всю партию. А как показывает практика, не всегда качество всей партии продукции соответствует анализируемому контрольному образцу. Или, кратность исследования показателей безопасности многих ингредиентов - 1 раз в квартал, тогда как, через производство проходит гораздо большее количество партий этих товаров. Очень часто продолжительность испытаний не может повлиять на судьбу партии продукции, которая уже реализована. Поэтому важной составляющей входного контроля является последовательная и постоянная работа с поставщиками, которая позволяет спрогнозировать качество поступающего на предприятие сырья, и своевременно принять меры к предотвращению поступления не качественного.
На наших предприятиях есть хорошие примеры того, как надо работать с поставщиками молока. Многие предприятия молочной промышленности плодотворно сотрудничают с товаропроизводителями молока. В основе их взаимоотношений лежит планомерная работа по оказанию методической и практической помощи в вопросах получения и обеспечения качества сырого молока на молочно-товарных фермах и комплексах. Это может быть помощь в приобретении современного доильного оборудования или оборудования для охлаждения молока, обеспечение моющими и дезинфицирующими средствами, обучение специалистов хозяйства, организация лабораторного контроля и т.п.
Форма может быть любая, но как говорилось выше, все мероприятия обязательно должны быть зафиксированы, например, в виде контрольных актов о посещении, проведении каких-либо мероприятий. Можно разработать систему оценок в баллах, выставляемых по итогам посещения молочно-товарных ферм и комплексов. Основными точками контроля при этом могут быть условия содержания скота, рационы кормления, применяемые лекарственные средства, организация процесса доения, охлаждения и хранения сырого молока, мойка доильного и технологического оборудования и др. Это способствует не только получению качественного сырья, но и помогает техническому росту и развитию хозяйства-поставщика. И это только малая часть работы, которая может проводиться в целях улучшения качества закупаемого молока. По такой же схеме должна проводится работа со всеми поставщиками ингредиентов, упаковочных материалов. Организовав работу, таким образом, Вы всегда будете иметь сырье гарантированного качества. Главное преимущество системы последовательного входного контроля состоит в постоянном контроле над ситуацией.
Под не менее постоянным контролем должны находится и предприятия, осуществляющие оптовую закупку Вашей продукции, а также условия и режимы транспортировки и хранения готовой продукции на складах и в торговых точках. Особенно важным является этот процесс сейчас, когда просматривается общая тенденция к увеличению сроков годности реализуемой продукции. Ярким примером могут служить взаимоотношения некоторых предприятий по производству мороженого с розничными торговым точкам, которым предоставляются в аренду морозильники для хранения продукции.
Таким образом, создается система обеспечения качества от поставщика сырья до потребителя готовой продукции. В этой цепочке (поставщик сырья - предприятие переработки - оптовая и розничная продажа готовой продукции) должны действовать общие принципы и правила, которые принимаются и поддерживаются всеми звеньями (не только руководителями, но и сотрудниками предприятий и фирм). Только так можно гарантировать конечному потребителю качество молочных продуктов, выпускаемых Вашим предприятием.


QC - контроль качества. Каждое предприятие самостоятельно строит свою производственную деятельность, а значит должно иметь собственный пакет документов, регламентирующих производственную деятельность и призванных обеспечить качество и безопасность выпускаемой продукции. В основе этих документов должны лежать требования государственных нормативных актов.
Это потребует разработки большого количество инструкций, регламентов и других документов, конкретизирующих деятельность каждого работника, на каждом производственном участке. Инструкция должна включать описание полных и подробных действий по каждому производственному процессу, каждому продукту. Например, в какой точке, каким способом, какой параметр контролировать, с какой периодичностью отбирать пробы, каким методом их анализировать, кто исполнитель, как оформить результат, кому сообщить о результате, какие меры приняты в случае отклонения текущих параметров от заданных.
Конечно, порой существует многократная повторяемость отдельных параметров в записях, но это позволяет лучше проанализировать и оценить работу технологических и вспомогательных цехов, производственной лаборатории, отдела технического контроля и других служб. Это повышает ответственность каждого исполнителя. Контроль качества сырья и готовой продукции на предприятии осуществляется в соответствии с Производственной программой лабораторного контроля, согласованной с центром Госсанэпиднадзора. В программе определены показатели безопасности сырья, вспомогательных материалов, готовой продукции, периодичность и методы их контроля. Условия контроля иногда могут быть более жесткими, чем рекомендованные государственными нормативными документами. Например, многие предприятия, имеющие баклаборатории, осуществляют микробиологический контроль каждой партии выпускаемой продукции, хотя по требованиям СанПиНа периодичность исследований менее жесткая. Или, например, ряд предприятий уже перешел на приемку молока в соответствии с требованиями ГОСТ 13264-88, хотя внедрение этого документа пока приостановлено.
Постоянное совершенствование методов контроля - залог выпуска качественной молочной продукции. Расширение направлений лабораторного контроля тесно связано с материальной базой производственной лаборатории и квалификацией кадров. Поэтому необходимо полнее использовать возможности аккредитованных лабораторий центров сертификации, Госсанэпиднадзора и других ведомств. Контроль качества не должен ограничиваться существующими возможностями, поскольку необходима полная информация обо всех параметрах продукта.


НАССР - анализ рисков и контроль в критических точках Существенной частью этой общей системы менеджмента качества является система ХАССП. Сущность этой системы заключается в выявлении опасных факторов, влияющих на безопасность производимой продукции. Внедрение данной системы дает возможность предприятию эффективно использовать все технические ресурсы для обеспечения безопасности выпускаемой продукции, начиная от закупки сырья и заканчивая продажей готовой продукции.
Вначале собирается исходная информация, необходимая для разработки системы контроля и анализа опасных факторов в каждой точке производства и реализации любого продукта. Собранная информация позволяет проанализировать вероятные опасные факторы, проранжировать их по приоритетам и ресурсам, идентифицировать точки эффективного управления, сформировать перечень корректирующих воздействий.
Надлежащим образом проведенное изучение критических контрольных точек при анализе опасного фактора позволяет установить причины, непосредственно влияющие на безопасность продукта. Важным моментом в процессе внедрения системы управления качеством является регистрация и документирование (трассировка процессов), которые используются для подтверждения своевременности действий, предпринятых для обеспечения необходимых мер по сведению к минимуму риска наступления нежелательного события.
В соответствии с этой системой в производственном цикле определяются контрольные точки, то есть такие, где имеется высокая вероятность возникновения потенциально серьезной опасности. Например, соблюдение режимов пастеризации молока (контроль температуры и давления). Известно, что отмирание микроорганизмов под воздействием высоких температур протекает в логарифмическом порядке, т.е. количество и вид микроорганизмов, определяющих бактериальную осемененность, в начале процесса пастеризации определяет конечное число бактериального загрязнения продукта.
Если в исходном материале много спорообразующих микроорганизмов, то обычный режим пастеризации будет недостаточен (при недостаточной пастеризации существует опасность выживания, например, клостридий). Чем выше была первичная обсемененность молока, тем больше вероятность появления пороков в готовом продукте. Поэтому, процесс пастеризации - это критическая контрольная точка технологического процесса производства любого молочного продукта.
Предпосылкой успешного производства является соблюдение всех технологических режимов и регламентов. В работе важна система, а не единичные мероприятия.
Необходимым элементом поддержания системы качества являются внутренние аудиторские проверки. Это может быть и независимый отдел технического контроля и санитарная комиссия, которые по определенному графику проводят обследование всех подразделений предприятия, отслеживая состояние на текущий момент, требуя устранения выявленных недостатков.
Система управления качеством охватывает не только конкретные производственные процессы и помещения. В нее входит все, что имеет прямое или косвенное отношение к изготавливаемому продукту. Стабильность системы управления качеством обеспечивается "человеческим фактором" и поддерживается системой управления кадрами. Это потребует изменения отношения к своим обязанностям всего коллектива, каждого работника - от рабочего до высококвалифицированного специалиста.
Контроль за качеством и безопасностью молочных продуктов должен осуществляться на постоянной основе, обеспечивая безопасность их потребления для жизни и здоровья людей и предотвращая экономический ущерб, наносимый употреблением некачественной продукции.

 

Идентификация и фальсификация молока и молочных продуктов

За последние годы ассортимент и производство молока и молочных напитков и особенно мороженого в России значительно увеличились. На рынке молока и молочных продуктов, пользующихся стабильным спросом, находятся сотни его наименований, и многие из них активно рекламируются, поэтому соблазн подделать или увеличить объемы молока и молочной продукции путем разбавления водой всегда имеется как у реализатора, так и у производителя молочной продукции.
Сегодня проблемы с проведением всесторонней экспертизы подлинности всех видов молока и молочных напитков, ,ч в особенности сгущенного молока и мороженого, поступаемого на рынки России, особенно актуальны.
При проведении экспертизы подлинности молока и молочных продуктов могут достигаться следующие цели исследования:
♦ идентификация вида молока и молочных продуктов;
♦ способы фальсификации и методы их выявления.
При проведении экспертизы подлинности с целью идентификации вида молока и молочных продуктов эксперт должен определить для себя круг решаемых при этом задач и методов, которыми он располагает. Рассмотрим круг задач, которые может решить эксперт для достижения данной цели.
Молоко представляет собой слегка вязкую жидкость (матово-белого цвета или с желтоватым оттенком и специфическим запахом), образующуюся в процессе лактации теплокровных млекопитающих животных.
Человек для своего питания использует молоко непосредственно как продукт питания или как сырье для переработки на сливки, кисломолочные продукты, мороженое, молочные консервы, коровье масло (сливочное и топленое), сыры.
Молоко, предназначенное для питания тех или иных детенышей и детей, имеет различные идентификационные признаки (цвет, химический состав, соотношение основных компонентов, присутствие бифидоактивных сахаров и кальция) (см. табл. 27).
Натуральное (цельное) молоко — это сырое или пастеризованное молоко, в котором количество и соотношение основных компонентов искусственно не изменялись.
Нормализованным называют молоко, в котором содержание жира нормализовано и доведено до 3,2, 2,5, 3,5% и т.п.
Восстановленное молоко получают путем восстановления водой сухого коровьего молока частично или полностью и нормализованное по жиру.
Топленое молоко вырабатывают из смеси молока и сливок, подвергая смесь высокотемпературной обработке (при 90°С в течение 3 ч) и нормализации до 4,5 или 6,0% жира.
Витаминизированное нормализованное молоко получают введением аскорбиновой кислоты (витамина С) или ее солей после его нормализации и пастеризации.
Белковое молоко изготавливают путем дополнительного введения сухого обезжиренного молока и нормализации его и по жиру (1%, 2,5%), и по сухому обезжиренному остатку (соответственно 11% и 10,5%).
Нежирное молоко вырабатывают путем сепарирования (отделения) сливок, и поэтому оно содержит всего 0,5% жира. Это молоко отличается появлением синеватого оттенка.

Zagryazneniemoloka7

Сливки получают в результате отделения жировой части молока путем сепарирования и могут быть 8, 10, 15, 20% жирности, направляемые для питания населения, и 35, 62, 73, 78%, используемые для выработки сливочного масла.
Молоко (сливки) цельное, сгущенное с сахаром изготавливают путем выпаривания части воды в вакуум-выпарных установках различного типа и доведения содержания воды до 26%, может быть с наполнителями — какао, кофе.
Молоко (сливки) сгущенное стерилизованное вырабатывают путем сгущения при температуре более 100°С в открытых выпарных установках до содержания воды 25,5%
Молоко сухое получают путем полного выпаривания воды из молока на пленочных или распылительных сушилках. При последнем способе оно может быть дополнительно обработано на инстантайзерах, в результате чего способно быстро растворяться.
Молоко сухое для детей грудного возраста изготавливают из коровьего молока путем удаления большей части белка казеина, кальция, жира и введения бифидоактивных полисахаридов (мальц-экстракт, декстрин-мальтозная патока и т.п. или отвар из различных круп), растительных масел, витаминов и зольных элементов.
Мороженое вырабатывают на молочной или плодово-ягодной основе или любительское путем взбивания и одновременного замораживания смеси (до —5°С) различного рецептурного состава и вторичного домораживания при температуре -30°С (закаливание). Идентификационные признаки отдельных видов мороженого приведены в табл. 28.

Zagryazneniemoloka8

Экспертиза подлинности может проводиться и с целью установления способа фальсификации молока и молочных продуктов.

 

При этом могут быть следующие способы и виды фальсификации.

Ассортиментная фальсификация может быть сделана следующими способами: подмена одного вида молока другим; подмена цельного молока нормализованным или даже обезжиренным; подмена одного вида молочного мороженого другим; подмена одного вида сгущенных продуктов другим.
Подмена одного молока другим очень часто бывает при продаже козьего молока. Поскольку козье молоко более приближенное к женскому по содержанию бифидоактивных сахаров, то оно реализуется и по более высокой цене. Вместо козьего молока зачастую продают коровье, которое практически близко по органолептическим показателям (вкусу, цвету, запаху) к козьему.
Происходит и подмена натурального (цельного) молока нормализованным. Поскольку в натуральном молоке содержание жира может достигать 4,5 и даже 6,0%, то подмена его нормализованным 2,5%-м молоком дает солидный доход фальсификатору. И молоко продал, и сливки себе еще остались Отличить нормализованное молоко можно только по содержанию жира и более грубо по цвету, а точнее, по желтому оттенку молока.
Очень часто происходит подмена сгущенного молока с сахаром, концентрированным или сгущенным стерилизацией молока. Ведь если в сгущенке с сахаром содержится всего 26% воды и 74% сахара и компонентов молока, то в сгущенном стерилизацией молоке содержится 73% воды и только 27% полезных для организма компонентов. И естественно, производителям выгодно вырабатывать сгущенное стерилизованное молоко и реализовывать его под видом "Сгущенки с сахаром", которая так нравится многим потребителям.
Поскольку в летний период мороженое пользуется повышенным спросом — фальсификаторы тут же вместо сливочного мороженого "подсовывают" нам молочное, ну а более оборотистые могут "втюрить" его и вместо пломбира.
Но еще более распространенная фальсификация заполонила наш рынок — это ароматическое мороженое, в котором и молока-то нет. Все сделано на ароматизаторах красителях и стабилизаторах. И вот вместо пломбира вам подают кусок льда белого цвета взбитого с воздухом.


Качественная фальсификация молока и молочных продуктов осуществляется следующими способами: разбавление водой; пониженное содержание жира; добавление чужеродных компонентов; раскисление прокисшего молока нарушение рецептурного состава в мороженом, сухих детских молочных смесях; несоответствие искусственных смесей женскому молоку.
Ни один пищевой продукт не фальсифицируется в таких размерах, как молоко.
Чаще всего молоко разбавляют водой. По этому поводу немец Шмидт-Мильгийм сказал, что если возможно было бы собрать все количество воды, употребляемой для разбавления молока, то образовался бы маленький океан, но океан настолько значительный, что флоты всего мира могли бы совершать по этому океану увеселительные прогулки. Д. В. Каншин приводит такие данные: в 1882 г. в Париже 30% проданного молока было разбавлено водой. Ну, а у нас в России трудно встретить нефальсифицированное молоко.


Имеются следующие способы выявления этой фальсификации.
1. Смешайте молоко и спирт в соотношении 1:2. Смесь некоторое время взбалтывайте и быстро вылейте на блюдце. Если молоко не разбавлено, то не позже, чем через 5—7 секунд в жидкости появятся хлопья. Если же хлопья появятся через больший промежуток времени, то молоко разбавлено водой. И чем больше в молоке воды, тем больше времени требуется для появления хлопьев.
2. Молоко с примесью воды дает у стенок посуды на границе широкое синее кольцо, на ногте не образует выпуклой капли, она расплывается, и если в нем есть еще и твердые примеси (мука, мел, поташ и др.), то на ногте остается осадок.
3. Определять уровень разбавленности молока водой можно с помощью ареометра — прибора для определения плотности жидкости. Чем выше всплывает ареометр в молоке, тем больше в нем воды. Этот способ введен и в действующий стандарт.
Снижение содержания молочного жира. Самая обыкновенная и "невинная" подделка заключается в продаже снятого молока как цельного. Снятое молоко имеет синеватый оттенок, водянистость, капля его оставляет на ногте почти незаметный водянистый след. Такое молоко почти безвкусно, и его легко можно узнать. В настоящее время молоко вместо 2,5% жирности имеет 2,2—2,3%. Также же образом идет подснятие жира и в мороженом, сливках и многих других молочных продуктах.
Порой некоторые недобросовестные производители, восстанавливая молоко, допускают серьезные нарушения: так, например, готовое сухое обезжиренное молоко "зажирняют" не молочным жиром, а дезодорированными растительными жирами. А вместе с молочным жиром молоко таким образом теряет важные жирорастворимые витамины. Отличить на вкус такое молоко от натурального практически невозможно, поскольку для этого требуется специальное лабораторное исследование.
Добавление чужеродных добавок. Кроме воды в молоко подмешивают крахмал, мел, мыло, соду, известь, борную или салициловую кислоты и даже гипс.
Чтобы выявить присутствие этих примесей в молоке, надо процедить часть молока через бумажный фильтр и прибавить несколько капель какой-нибудь кислоты, например, уксусной, лимонной. Поддельное молоко в отличие от нефальсифицированного начнет пузыриться от выделения углекислоты.
Все это делается для фальсификации или для предохранения от быстрого скисания. В действительности применение этих добавок не предохраняет молоко от скисания. И, что самое главное, часто приводит к пищевым отравлениям. Для определения химических примесей можно воспользоваться лакмусовой бумажкой. Если молоко не разбавлено, то синяя лакмусовая бумажка краснеет, а красная — синеет.
Примесь соды в молоке и молочных продуктах определяют путем добавления к 3—5 мл исследуемого молока или молочного продукта такого же количества 0,2%-го спиртового раствора розоловой кислоты. При наличии соды содержимое в пробирке окрашивается в розово-красный цвет, а при отсутствии — в оранжевый.
При отсутствии розоловой кислоты берут 3—5 капель раствора фенолрота (0,1 мл фенолрота, 20 мл 96%-го этилового спирта и 80 мл дистиллированной воды) или 5 капель 0,04%-го спиртового раствора бромтимолблау.
Без примеси соды молоко с фенолротом окрашивается в оранжевый или
♦ красно-оранжевый цвет, а продукт, содержащий соду, принимает яркокрасный цвет;
♦ алый или пунцовый цвет. Реактив фенолрот по сравнению с розоловой кислотой более экономичен и стоек при хранении. *
При добавлении бромтимолблау продукт с содой окрашивается в темнозеленый, зелено-синий или синий цвет, без соды — в желтый или салатный цвет.
Если в молоко добавлена кислота (борная или салициловая), то синяя лакмусовая бумажка покраснеет, а красная не изменит своего цвета.
Некоторые фальсификаторы в прокисшее молоко добавляют сахар, чтобы не чувствовался кислый вкус.
Крахмал и муку подмешивают для придания молоку, сливкам и сметане большей густоты. Выявляется это просто: ближе ко дну посуды молоко густое, а кроме того, нельзя скрыть мучной или крахмальный вкус такого молока.
Если осадок этого молока вскипятить, то получится обыкновенный клейстер. Одновременно подмешанное молоко синеет от примеси нескольких капель настойки йода, в то время как чистое молоко от подобной реакции желтеет.
Кстати, существует понятие "восстановленное молоко", когда сухое молоко превращают обратно в жидкое при помощи воды, а затем такое молоко либо разливают по пакетам, либо используют для производства продуктов. Так вот, обезжиренное сухое молоко, восстановив, нередко "зажирняют" растительными жирами, при этом в подавляющем большинстве случаев на этикетке молочных продуктов не указывается, что в них содержатся растительные жиры и что они приготовлены из восстановленного сухого обезжиренного молока.
Из-за нехватки и соответственно дороговизны натурального высококачественного сырья, привычки конкурировать ценой, а не качеством технологи постоянно придумывают различную экономичную рецептуру. К примеру, на сгущенку есть ГОСТ, предусматривающий использование исключительно цельного (сырого) молока и сахара. Но если изучить этикетки на банках разных производителей, то у большинства в составе будут значиться и сухое молоко, и восстановленное, даже масло, и почти всегда растительные жиры. Сегодня "правильную" сгущенку некоторые фабрики делают преимущественно в период, когда есть сырое молоко. В остальное же время, присвоив сгущенке название типа "Сгущенное молоко особое", многие работают по собственным ТУ.
Таким образом, жертвой "легальных фальсификаторов" стало любимое всеми сгущенное молоко. На продающемся сейчас в традиционных сине-голубых банках, так хорошо знакомых с детства, вместо названия "Сгущенное молоко" написано "Молоко сгущенное Особое-1", "Особое-2", "Новинка", "Специальное", "Продукт "Сгущенка" и др. В банках, не отличающихся друг от друга по этикеткам, на самом деле содержится не "сгущенка", а сладкий майонез, Ведь на оборотной стороне у них приведен состав, приводящий в ужас простого покупателя: "сливки сухие растительные", растительное масло, соевый белок, ароматизаторы, эмульгаторы, загустители. Все эти так называемые "сгущенки" ни к молоку, ни к сливкам, ни к настоящему сгущенному молоку, как выясняется, не имеют никакого отношения. Это просто эмульсия воды, растительного масла со стабилизаторами, эмульгаторами, загустителями.
Так что, покупая "сгущенку" — будьте столь же внимательны и осторожны, как и при покупке сливочного масла, и обязательно прочитывайте мелкий шрифт на этикетке, хотя он и написан так, чтобы многие его не смогли прочитать.
Например, "Сливки сгущенные с сахаром "Славянские" выработаны из сухого обезжиренного молока с добавлением сахара и растительного масла" — гласит этикетка на продукции ОАО "Глубокский молочноконсервный комбинат" из Белоруссии. Далее указано содержание жира 19%, в том числе сухих веществ молока не менее 35,5%. На законный вопрос о происхождении этого жира в сливках из обезжиренного молока этикетка уверенно отвечает — так вот из этого самого растительного масла. Производители "сгущенок" в последние годы вообще увлеклись созданием так называемых "комбинированных продуктов", в которые помимо дорогого молочного жира добавлены дешевые расти тельные масла. Глубокский комбинат пошел дальше всех и обошелся вовсе без молочного жира.
О фальсификации мороженого можно судить по внешнему виду. Если оно неравномерной окраски — явно хранилось дольше нормы (такая окраска может быть лишь у мороженого с ягодами и орехами, а также у "мраморного", получившего свое название из-за внешнего вида).
Ни в коем случае нельзя есть хлопьевидное мороженое песчанистой консистенции с ощутимыми на вкус комочками жира. Насторожитесь, если мороженое хрустит во рту льдинками, а при подтаивании выделяет мутную воду. Значит оно было перекристаллизовано во время хранения. И еще. Качественный продукт в отличие от фальсифициронанного медленно охлаждает рот и тает.
Для питания грудных детей многими фирмами разработаны различные сухие детские молочные смеси, которые в принципе должны быть приближены к составу женского молока. Однако, не зная до конца особенностей состава женского молока, многие детские молочные смеси вызывают у детей различные аллергические заболевания, повышенную массу тела и многие другие нарушения. Поэтому при выборе детских молочных смесей для питания своего ребенка отдавайте предпочтение больше отечественным разработкам, так как они более учитывают особенности питания российских детей. В них не вводят пальмоядровое масло.
Количественная фальсификация молока и молочных продуктов (недолив, обмер) — это обман потребителя за счет значительных отклонений параметров товара (объема), превышающих предельно допустимые нормы отклонений. Например, объем молока при продаже на розлив меньше, чем заказывает и оплачивает покупатель. Выявить такую фальсификацию достаточно просто, измерив предварительно объем поверенными измерительными мерами объема. Иногда разливают молоко в бутылки меньшего объема, выполненные из толстостенного стекла.
Информационная фальсификация молока и молочных продуктов — это обман потребителя с помощью неточной или искаженной информации о товаре.
Этот вид фальсификации осуществляется путем искажения информации в товарно-сопроводительных документах, маркировке и рекламе. Например, мороженое, расфасованное в непрозрачную упаковку из алюминиевой фольги, очень сложно оценить по органолептическим показателям: цвету, консистенции.
При фальсификации информации о молоке и молочных продуктах довольно часто искажаются или указываются неточно следующие данные:
♦ наименование товара;
♦ фирма-изготовитель товара;
♦ количество товара;
♦ вводимые пищевые добавки.
К информационной фальсификации относится также подделка сертификата качества, таможенных документом, штрихового кода, даты выработки молока и молочных продуктов и др. Выявляется такая фальсификация проведением специальной экспертизы, которая позволяет выявить:
♦ каким способом изготовлены печатные документы;
♦ имеются ли подчистки, исправления в документе;
♦ является ли штриховой код на товаре поддельным соответствует ли содержащаяся в нем информация заявленному товару и его производителю и др.

 

Тепловая и вакуумная обработка молока и молочных продуктов
Назначение и виды тепловой обработки

 

 Свежевыдоенное молоко имеет температуру тела животного — около 37 °C, которая затем снижается до температуры помещения, то есть около 20-25 °C. Этот диапазон температур оптимален для развития микроорганизмов, находящихся в сыром молоке. Для сохранения качества молока необходимо предотвратить размножение микроорганизмов. Этого можно достичь тепловой обработкой молока, при которой в условиях повышенной температуры уменьшается количество микроорганизмов или происходит их полное уничтожение (термизация, пастеризация, стерилизация), либо снижением температуры (охлаждение и замораживание). Цель тепловой обработки — исключение передачи через молоко инфекционных заболеваний и повышение стойкости молока при хранении. Для усиления эффекта при производстве молочных продуктов сочетают нагрев молочного сырья до 100 °C или выше с последующим немедленным охлаждением до температур, требуемых стандартом. Эффективность тепловой обработки зависит от резистентности микроорганизмов, устойчивости его составных частей и интенсивности тепловой обработки. Интенсивность тепловой обработки зависит от применяемой температуры, длительности её воздействия и движения продукта в процессе переработки.

 

Охлаждение молочного сырья и молочных продуктов

 

В целях торможения развития микроорганизмов. ферментных и физико-химических процессов при охлаждении молочного сырья и молочных продуктов температуру понижают до 2-10 °C и хранят при этой температуре до переработки. В зависимости от конечной температуры охлаждения в продуктах в большей или меньшей степени могут протекать физико-химические процессы, обусловленные действием ферментов и микробиологическими процессами. Понижение температуры приводит к подавлению жизнедеятельности микроорганизмов. Эффект воздействия низких температур на микробную клетку основан на нарушении сложной взаимосвязи метаболических реакций и повреждении механизма переноса растворимых веществ через клеточную мембрану. Наряду с этим имеет место изменение качественного состава микрофлоры. Некоторые группы микроорганизмов (психрофилы) способны достаточно быстро размножаться при температуре 0-5 °C. Таким образом, охлаждение продуктов до низких температур не исключает возможности его микробиологической порчи, так как возбудителями порчи белковосодержащих продуктов являются преимущественно гнилостные бактерии.
При отведении теплоты замедляется тепловое молекулярное движение и изменяется состояние компонентов молока, прежде всего преобладающим числом гидрофобных связей обладает казеин. При температуре около 60 °C прочность гидрофобных связей самая высокая. По мере понижения температуры сила гидрофобных связей ослабевает, агломераты распадаются на более мелкие образования. Дезагрегация обратима, но только частично, причём обратный процесс протекает с меньшей скоростью. Поэтому после хранения молока длительное время при температуре 2-6 °C способность его к свёртыванию сычужным ферментом заметно ухудшается. Полученный сгусток характеризуется способностью к синерезису и меньшей прочностью. Неустойчивость гидрофобных связей приводит к усилению активности ферментов, в первую очередь ксантиноксидазы и каталазы, связанных с казеином и белковыми компонентами жировых шариков в оболочке. Ксантиноксидаза катализирует окисление многих альдегидов до кислот, а каталаза — окисление пероксидами ненасыщенных жирных кислот и спиртов.
При охлаждении молочного сырья происходят частичное отвердевание и кристаллизация молочного жира в жировых шариках, что и приводит к ослаблению связей в оболочках, так как глицеридный слой теряет эластичность и становится более подверженным механическим воздействиям. Охлаждение и хранение охлаждённого молочного сырья приводит к разрушению витаминов. Например, витамин С разрушается на 18 % при хранении охлаждённого молока 2 сут и на 67 % при хранении охлаждённого молока 3 сут.
При охлаждении молока происходит изменение состава микрофлоры сырого молока — замедляется рост мезофильной и термофильной микрофлоры и начинают преобладать психрофильные бактерии, развивающиеся в молоке при температуре от 5 до 15 °C.

 

Замораживание молочного сырья и молочных продуктов

 

При замораживании происходят более заметные физико-химические и биохимические изменения, чем при охлаждении, причём их глубина зависит от скорости замораживания и температуры хранения замороженных продуктов. Изменения обусловлены процессами кристаллизации воды, перераспределением влаги между структурными образованиями компонентов молока, повышением концентрации растворенных в жидкой фазе веществ.
Влага, содержащаяся в молоке, обусловливает консистенцию и структуру продукта, определяя его устойчивость при хранении. Связанная влага имеет отличные от свободной влаги свойства. Она замерзает при более низких температурах, обладает меньшей способностью растворения, меньшей теплоёмкостью, повышенной плотностью. Количество связанной влаги помимо его физико-химических свойств определяется его дисперсностью. С увеличением дисперсности продукта увеличивается количество связанной влаги.
При медленном замораживании (−10 °C) с образованием крупных кристаллов вне клеток изменяется первоначальное соотношение объёмов межклеточного и внутриклеточного пространства за счёт перераспределения влаги и фазового перехода воды. Быстрое замораживание (−22 °C) предотвращает значительное диффузионное перераспределение влаги и растворенных веществ и способствует образованию мелких, равномерно распределённых кристаллов льда. Наиболее мелкие кристаллы образуются в поверхностных слоях продукта.
При замораживании воды образуются кристаллы различной формы, имеющие острые вершины и кромки, вследствие чего они могут отрицательно воздействовать на грубодисперсные составные части. Максимальное кристаллообразование происходит при температуре от −2 до −8 °C, поэтому, чтобы предотвратить образование крупных кристаллов льда при замораживании, необходимо обеспечить быстрое понижение температур в этом интервале. Кроме того, в этом интервале температур повышается содержание в невымороженной влаге растворенных веществ, увеличивается скорость некоторых реакций, высвобождаются ферменты и окисляются липиды. При медленном замораживании невымороженной остаётся около 4 % свободной и 3,5 % связанной влаги. В свободной влаге повышена концентрация белков, минеральных солей и лактозы. Это приводит к агрегации и дезагрегации казеиновых мицелл и потере ими стабильности. Этому способствует кристаллизация лактозы при охлаждении и сильном перемешивании молока перед замораживанием. При медленном замораживании происходит частичная или полная денатурация белков. Такие изменения белков приводят к снижению способности свёртываться под действием сычужного фермента. При медленном замораживании молочное сырье расслаивается. Замораживание сопровождается уменьшением количества и активности микроорганизмов без их полного уничтожения. Из-за изменения состояния белковолипидных комплексов и механического разрушения микробной клетки кристаллами льда возможны повреждения мембранных структур клетки. Наиболее высокая степень гибели микроорганизмов приходится при температурах −10...-12 °C. Хранение при таких температурах позволяет сохранить продукты без микробиологической порчи. В 70-80 годах прошлого столетия в России проводились исследования сохранности молока при низких температурах. Экспериментаторы убедились, что при температуре −15...-18 °C молоко сохраняет свои бактерицидные свойства до 500 дней (свойства парного молока.) Хранить замороженное молоко, как и любые продукты следует в полной темноте или в светозащитной упаковке. Но при длительном хранении быстро замороженного молока происходит перекристализация, что впрочем не отражается на его питательных свойствах. При размораживании молока следует восстанавливать его однородность интенсивным перемешиванием.

 

Пастеризация молочного сырья

 

Основная цель пастеризации — уничтожение патогенной токсинообразующей микрофлоры и инактивация ферментов. В результате исключается передача через молоко и молочные продукты инфекционных заболеваний и обеспечивается более длительный срок хранения.
В молоко от больной коровы, с рук переболевшего персонала, загрязнённого корма, питьевой воды, посуды и т. д. могут попасть такие патогенные микроорганизмы, как возбудители туберкулёза, бруцеллёза, чумы, сибирской язвы, кишечная палочка и т. д. Эти заболевания могут через молоко передаваться человеку. Стойкость различных патогенных микроорганизмов к температуре неодинакова. Как правило, патогенные микроорганизмы погибают при относительно невысоких температурах. Наиболее стойкой к нагреванию из неспорообразующих микроорганизмов является туберкулёзная палочка. Возбудитель туберкулёза погибает при температурах 60-65 °C в течение 30 минут. Однако есть сведения, что для уничтожения туберкулёзной палочки необходима более высокая температура (75 °C с выдержкой 30 минут.) Это объясняется тем, что стойкость к температурным режимам в зависимости от многочисленных факторов у разных штаммов может быть не одинакова. Поэтому при использовании молока коров с подозрением на туберкулёз необходимо нагревать его до температуры 80 °C в течение 30 минут или кипятить. Молоко от заболевших животных необходимо уничтожать. Остальная неспорообразующая патогенная микрофлора погибает при более низких температурах, чем туберкулёзная палочка. В связи с этим при обосновании режимов пастеризации молока за основу принимают тепловую обработку туберкулёзной палочки.
Одним из санитарно-показательных микроорганизмов, которые могут привести в различного рода токсикозам и кишечным отравлениям, являются бактерии группы кишечной палочки (БГКП). Наличие этих бактерий в молоке говорит о нарушении требуемых санитарно-гигиенических условий производства молока. Они не выдерживают нагрева молока до 60 °C в течение 30 минут. С помощью пастеризации в молоке можно уничтожить лишь вегетативные формы микрофлоры, так как наличие спор повышает тепловую устойчивость микроорганизмов на 10-15, а иногда и на 50 °C. Нагревание молочного сырья до температур пастеризации приводит к инактивации ферментов, тепловая устойчивость которых также индивидуальна, как и тепловая устойчивость микроорганизмов. Температурные режимы пастеризации, принятые в молочной промышленности, полностью инактивируют щелочную фосфатазу. Известно, что после нагревания молока до 65 °C в течение 30 минут фосфатаза в нём не обнаруживается. Тепловая обработка фосфатазы используется в молочной промышленности для определения эффективности пастеризации молока при производстве питьевого пастеризованного молока. При производстве кисломолочных напитков или масла эффективность пастеризации определяется пробой на ксантиноксидазу, которая инактивируется при температурах около 80 °C. Протеазы инактивируются при температурах выше 75 °C, нативные липазы — при температуре 80 °C, а бактериальные липазы — при температуре 90 °C. Сущность теплового разрушения микроорганизмов и ферментов состоит в тепловой денатурации белковых компонентов клеток, при которой происходит развёртывание их полипептидных цепей с потерей биологических свойств. Теоретические основы пастеризации описываются уравнением Дальберга — Кука применительно к туберкулёзной палочке: lnz=α — βt где z- время воздействия температуры, (c); α,β — коэффициенты, равные 36,84 и 0,48 соответственно; t — температура пастеризации, (°C). Уравнение показывает взаимозависимость температуры и времени для разрушения микроорганизмов и ферментов.
На производстве фактическое время выдержки Q при тепловой обработке молочного сырья не должно быть меньше теоретических значений z. При Q=z процесс пастеризации считается проведённым правильно, при Qz — процесс пастеризации излишне длителен. Средний эффект пастеризации равен отношению Q/z. По предложению Кука эта величина была названа критерием Пастера и стала обозначаться символом Pa. Для любого бесконечно малого отрезка времени dQ элементарный эффект пастеризации равен dQ/z, а суммарный эффект за время z обозначается Pa=logdQ / z. Для завершения процесса пастеризации и обеспечения безопасности молочных продуктов критерий Пастера должен быть равен единице или больше её.
На основании теоретических выводов для производства молочных продуктов были разработаны три вида режимов пастеризации молочного сырья, обеспечивающие уничтожение туберкулёзной палочки, бактерий группы кишечной палочки и других патогенных микроорганизмов и инактивацию ферментов:
• Длительная пастеризация: t=65 °C, z=30 минут
• Кратковременная пастеризация: t=71-74 °C, z=40 с
• Мгновенная пастеризация: t=85 °C, z=8-10 с
• Ультрапастеризация: t=125 °C, z=0,5 с
Эффективность пастеризации молочного сырья при производстве различных молочных продуктов зависит от температуры и времени проведения процесса. Большое значение имеет первоначальное бактериальное обсеменение и механическая загрязнённость сырого молока. Эффективность пастеризации выражают отношением количества бактерий, уничтоженных пастеризацией, к количеству бактерий, содержавшихся в исходном молоке. Эффективность пастеризации должна достигать 99,5-99,98 %. Для обеспечения такого значения сьрьё должно содержать не более 3•106 KOE в 1 см³ общего количества бактерий (мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов КМАФАнМ), причём термостойких бактерий должно быть не более 3•104 в 1 см³, а бактерии группы кишечной палочки не должны обнаруживаться в 0,001 см³ сырья. Эффективность пастеризации по трём показателям после секции охлаждения пастеризационной установки контролируют на производстве не реже 1 раза в декаду. БГКП не должны обнаруживаться в 10 см³ молока, проба на фосфатазу должна быть отрицательной, а общее количество мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов не должно быть выше 104 в 1 см³.

 

Стерилизация молочного сырья

В молочной промышленности процесс стерилизации молочного сырье производят по трём различным схемам:
одноступенчатая в упаковке — после розлива молока в упаковку и её герметичной укупорки при температуре 115—120 °C с выдержкой 15-30 минут;
двухступенчатая — предварительная стерилизация молочного сырья в потоке при температуре 130—150 °C в течение нескольких секунд, а затем вторичная стерилизация после розлива молока или молочных продуктов и её герметичной укупорки при температуре 115—120 °C в течение 15-20 минут.
одноступенчатая с асептическим розливом — косвенная или прямая стерилизация молочного сырья при температуре 135—150 °C в течение нескольких секунд с последующим фасованием в асептических условиях в стерильную тару.
В зависимости от особенностей производства и фасования готового продукта молочное сырье стерилизуют периодическим и непрерывным способом.
Стерилизацию периодическим способом проводят, помещая продукт в упаковке в автоклав и создавая в нём избыточное давление 0,08 МПа, что соответствует температуре кипения 121 °C. При этой температуре продукт выдерживается 15-30 мин. Затем температуру снижают до 20 °C. На стерилизацию молоко поступает нормализованным, гомогенизированным, прошедшим предварительный нагрев.
Стерилизация непрерывным способом в упаковке осуществляется в гидростатических башенных стерилизаторах. Фасованный в бутылки продукт подаётся в первую башню стерилизатора, где нагревается до (86±1)°С. Во второй башне продукт в бутылках нагревается до температуры 115—125 °C и выдерживается в зависимости от объёма бутылки 20-30 мин. В третьей башне стерилизатора бутылки охлаждаются до температуры 65 (±5) °С, в четвёртой — до 40 (±5)°С. Дальнейшее охлаждение идет в камере хранения продукта. Весь цикл обработки в башенном стерилизаторе составляет примерно 1 ч. Такое молоко хранится при температуре 1-20 °C не более 2 мес со времени выработки. Стерилизация молочного сырья после розлива в упаковку в горизонтальном ротационном стерилизаторе с клапанным затвором осуществляется при температуре 132—140 °C в течение 10-12 мин. Весь цикл обработки составляется 30-35 мин.
Для более длительного хранения молока и молочных продуктов применяются ультравысокотемпературную обработку молочного сырья в потоке (УВТ-обработанное), проводимую при температурах 135—145 °C с выдержкой 2-4 с с обязательным проведением технологического процесса после стерилизации и фасовки в асептических условиях. УВТ-обработка молока обеспечивает уничтожение в нём бактерий и их спор, инактивацию ферментов при минимальном изменении вкуса, цвета и пищевой консистенции. Требуемые для этого температура и продолжительность нагревания находятся в зависимости от количества и вида спорообразующей микрофлоры в исходном сырье. Обычно присутствие большого числа спорообразующей микрофлоры связано с повышенным общим бактериальным обсеменением молока. При отборе молока для УВТ-обработки этот факт принимается во внимание и используется сырье с общим количеством не более 3•105 KOE в 1 см³. УВТ-обработку молочного сырья проводят в потоке с асептическим розливом проводят с использованием двух способов нагрева:
прямого (пароконтактного) нагрева впрыскиванием (инжекцией) пара в молоко либо подачей молока в среду пара;
косвенного (непрямого) нагрева молока через теплопередающую поверхность.
Прямой нагрев молочного сырья эффективен в случае необходимости моментального его нагрева до температуры стерилизации. Молоко мгновенно нагревается до температуры 140—145 °C и поступает в выдерживатель на 1-3с. Недостатки способа: продукт вступает в непосредственное соприкосновение с нагревающей средой. Молочное сырье должно обладать высокой термоустойчивостью, а пар должен подвергаться особой очистке, чтобы не быть источником загрязнения стерилизованного молока. Кроме того после стерилизации паром молочное сырье имеет повышенную влажность из-за попадания в него конденсата. Конденсат удаляется из молока в вакуум-выпариватель, куда поступает стерилизованное молока. В вакуум-камере поддерживается разрежение 0,04 МПа, при котором молоко кипит при температуре около 80 °C. Конденсат, попавший в молоко в камере стерилизации, удаляется вместе с паром из молока при кипении.
При косвенном способе нагрев молочного сырья осуществляется от нагревающей среды через теплопередающую поверхность в теплообменных установках. В молочной промышленности наиболее распространены трубчатые и пластинчатые теплообменные установки.

 

Глава II. Проведение лабораторных исследований

 

В экспериментальной части данной работы нашей задачей было исследование молока на предмет фальсификации казеином. Для этого был отобран ряд ныне существующих методик по оценке белкового состава молока, но выяснилось, что ни одна из них не является универсальной и все они имеют ряд недостатков. Это либо отсутствие экспрессности, либо методика приближённая и не позволяет точно оценить количественный белковый состав молока.
В связи с этим мы попытались отобрать всё самое лучшее из этих методик и создать свои универсальные методы, которые позволили бы производить быструю и точную оценку, а также отработать их в лабораторных условиях.

 

Методики проведения качественных реакций на белки
Биуретовая реакция

 

Это универсальная реакция, т.е. с её помощью можно открыть любой белок. Данная реакция открывает пептидную связь (-CO-NH-) в белке. В щелочной среде раствор белка, взаимодействуя с ионами меди, приобретает сине-фиолетовый цвет. Биуретовую реакцию способны давать вещества, которые содержат не менее двух пептидных связей. В щелочной среде при прибавлении ионов меди образуется биуретовый комплекс в результате соединения меди с пептидной группировкой белка. Окраска биуретового комплекса зависит от количества пептидных связей, концентрации белка и количества ионов меди в растворе. Она изменяется от синей до красной с преобладанием фиолетовой.

 

Методика проведения: в пробирку добавляют 5 капель исследуемого раствора и затем прибавляют 5 капель 10 %-ного р-ра NaOH и 2 капли 1%-ного раствора сульфата меди. Пробирку тщательно перемешивают. Наблюдают за изменением окраски в пробирке и отмечают, какой цвет появился. Фиолетовый цвет свидетельствует о наличии пептидных связей в белковых молекулах.
Внимание! В пробирки нельзя добавлять избыток сульфата меди, так как синий осадок гидрата окиси меди маскирует характерное фиолетовое окрашивание биуретового комплекса белка.

 

Нингидриновая реакция

Также является универсальной. Она характерна для аминогрупп, находящихся в альфа-положении и входящих в состав белков, а также полипептидов и свободных аминокислот. В результате взаимодействия альфа-аминокислоты с нингидрином образуется шиффово основание, которое перегруппировывается, декарбоксилируется и расщепляется на альдегид и аминодикетогидринден. Образовавшийся аминодикетогидринден конденсируется ещё с одной молекулой нингидрина. Образовавшееся соединение превращается в окрашенную енольную форму, получившую название «сине-фиолетовый комплекс Руэмана». В присутствии органических растворителей (спирта или ацетона) образовавшееся шиффово основание не распадается, поскольку в соединении нет воды. Конденсируясь с нингидрином, оно содержит в своём составе радикал исходной аминокислоты, который обуславливает различную окраску: голубую, красную, синюю, фиолетовую, а в присутствии аминокислоты пролина – жёлтую.


Методика проведения: берут пробирку и добавляют в неё 5 капель исследуемого р-ра, затем прибавляют 5 капель 0,5 % - ного водного р-ра нингидрина и кипятят 1-2 мин. Наблюдают за изменением окраски и отмечают, какой цвет и почему появился в пробирке. При протекании реакции в пробирке сначала появляется розово-фиолетовое окрашивание, которое постепенно синеет, так как образуется сине-фиолетовый комплекс Руэмана, свидетельствующий о наличии в растворе альфа-аминокислот.

 

Реакция Фоля

Данная реакция относится к специфическим реакциям на серосодержащие аминокислоты. При проведении реакции Фоля действуют плюмбитом натрия (Na2PbO2), который образуется в результате взаимодействия ацетата свинца Pb(CH3COO)2 и гидроксида натрия NaOH, в результате чего образуется чёрный нерастворимый осадок сульфида свинца. Метионин хотя и содержит серу, этой реакции не даёт, так как сера в нём прочно связана с метильной группой, а не с водородом.
Методика проведения: берут пробирку и добавляют в неё 5 капель исследуемого р-ра, затем прибавляют 5 капель 30%-ного р-ра NaOH и 1 каплю 5%-ного р-ра ацетата свинца. Интенсивно кипятят и дают постоять 1-2 мин. Наблюдают за изменением окраски в пробирке и отмечают, какой появился цвет. Делают вывод, входит ли в состав белка серосодержащие аминокислоты.

 

Реакция с молибденовым реактивом

Эта реакция также является специфической. К 0,5 мл исследуемого р-ра прибавляют 1 мл молибденового реактива (смесь молибдата аммония и концентрированной), доводят до кипения и кипятят несколько минут. В присутствии фосфорной кислоты жидкость окрашивается в лимонно-жёлтый цвет.
При охлаждении выпадает жёлтый кристаллический осадок (NH4)3PO4•12MoO3.

 

Опыт №1

 

Материал исследования:
• Молоко пастеризованное «Домик в деревне» 0,5 %
• Молоко пастеризованное «Вятушка» 2,0 %

Оборудование: автоматическая пипетка для прямого слива, химический стакан, центрифуга мерный цилиндр, пробирки, бумажный фильтр, коническая колба, водяная баня, диализный фильтр, спектрофотометр, аналитические весы.

Материалы и реактивы: свежее молоко, лёд, 10 % раствор уксусной кислоты, Н2Одист., раствор этилового спирта, ацетон, толуол, СuSO4 (1 % р-р), NaOH (10 % р-р), фосфатный буфер (KH2PO4 0,02 M + Na2HPO4 0,02 M), NaOH (30 % р-р), Pb(CH3COO)2 (5 % р-р), 1% р-р казеина, CaCl2 0,035 M, (NH2)2CO 6,6 M, раствор сульфата аммония, 1 % р-р нингидрина в ацетоне, молибденовый реактив.

Ход анализа:

1. Взяли молоко 2 % 50 млВсе действия проводим на льду
Добавляем 2,6 мл 10 % р-ра уксусной кислоты
Экспозиция 10 мин.
2. Центрифугируем 15 мин. При 3000 об./мин.
Одну пробирку убираем в сторону (для подстраховки)
Ресуспендировали в 3,9 мл фосфатного буфера
Потеряли 30 % от одной пробы
3. Переносим пробы на фильтр и фильтруем
Осадок промыли H2Oдист.
4. Затем промываем осадок спиртом
После каждого промывания сливаем супернатант в отдельную пробирку
Затем промываем водой, потом (7,5 мл) и снова 5 мл воды
5. Пробирки с супернатантом помечаем в нужной последовательности
Затем промываем 10 мл толуола, потом снова водой
Получилось 4 пробирки с фильтратом
6. Анализируем фильтрат на белки
7. Промыли осадок осадок 18,5 мл буфера
После очистки получилось 25 мл р-ра в буфере
8. Переосаждаем, чтобы избавиться от толуола: добавили 15 мл кислоты
9. Взяли 4 пробирки. В каждую добавили по 10 мл р-ра белка
Центрифугируем 15 мин. При 2000 об.

10. Далее используем буферы: KH2PO4 0,02 M 27,4 мл
Na2HPO4 0,02 M 72,6 мл
Ресуспендируем, добавляя буферы
Объём р-ра белка составил 50 мл
Осаждаем белок р-ром CaCl2 (0,035 M, 10 мл)
11. Добавляем 25 мл 6,6 М р-ра мочевины
12. Центрифугируем 15 мин. при 2000 об./мин.
После этого на поверхности супернатанта образовался слой липидов (отделяем их)
Провели качественную реакцию на белок
13. Взяли 4 пробирки, налили в каждую по 13 мл р-ра
14. Центрифугируем при 2000 об./мин. 10 мин.
После этого переосадили р-ром (NH4)2SO4
Снова центрифугируем (в каждой пробирке 14 мл р-ра)
15. Поставили пробы на диализ. Диализ проводится 2 недели
16. После этого берём химический стакан, определяем его массу и затем переносим туда раствор из диализного фильтра. Определяем массу белка по формуле:
m (р-ра) = m2-m1
m2 – масса стакана с раствором
m1 – масса пустого стакана
Для дальнейшего исследования используем градуировочный график зависимости концентрации казеина от оптической плотности его раствора.
17. Затем данную навеску анализируем на спектрофотометре. Определяем оптическую плотность и по градуировочному графику смотрим концентрацию казеина.

 

Пояснения к методике

Все действия проводим на льду во избежание размножения бактерий, которые содержатся в молоке или могут попасть из внешней среды.
Мы добавляем определённое количество кислоты, чтобы получить нужное нам значение pH. Это делается для достижения изоэлектрической точки белка, в которой он наименее стабилен и выпадает в осадок.
Мы используем буфер, чтобы среда была наименее агрессивная (во избежание разрушения белка)
В 5 пункте мы промываем осадок спиртом, ацетоном и толуолом, чтобы избавиться от липидов. (под действием кислоты в осадок выпадает белок вместе с липидами)
Для чистоты анализа мы проводим многократное переосаждение белка

 

Результаты исследования

В пункте 2-м методики мы убрали одну пробирку в сторону (для подстраховки), к тому же в ходе анализа мы потеряли 30 % от одной пробы. В результате этого вместо 50 мл молока на дальнейший анализ пошло 33,75 мл молока.
После проведения биуретовой реакции (пункт 6) ни в одной пробирке с супернатантом белка не обнаружилось. Далее провели реакцию Фоля – белок обнаружился в очень небольшом количестве в пробирке с самым 1-м фильтратом.
В пункте 12 методики мы отделили липиды, а с пробой проводим качественную реакцию на белок. Белок обнаружился.
В 16 пункте мы определяем массу раствора белка:
m2 = 120,1 (г.)
m1 = 85,7 (г.)
m (р-ра) = 120,1 – 85,7 = 34,4 (г.)

 

Построение градуировочного графика зависимости концентрации казеина от оптической плотности его раствора:
Для этого мы приготовили растворы казеина различной концентрации: 0 % ÷ 4,5 % (с шагом 0,5 %), и далее с каждым из растворов проводим 3 качественные реакции на белок: биуретовую (на пептидную связь), нингидриновую (на пролин), реакцию с молибденовым реактивом (на фосфорную кислоту).
Затем мы у каждого раствора измеряем оптическую плотность на спектрофотометре при длине волны, равной 750 (нм).

Получились следующие результаты:

Zagryazneniemoloka9

 

С раствором белка, получившимся после диализа, мы проводим так же 3 качественные реакции на белок: биуретовую, нингидриновую, реакцию с молибденовым реактивом. Для точности анализа мы готовим для каждой реакции по 3 пробы. Затем мы каждую пробу так же анализируем на спектрофотометре и по соответствующему градуировочному графику определяем концентрацию казеина.


Получили следующие результаты:

1. Биуретовая реакция дала положительный результат, в пробирках наблюдается характерное сине-фиолетовое окрашивание.
1-я проба: D = 0,485 2-я проба: D = 0,485 3-я проба: D = 0,485
Среднее значение оптической плотности: D (ср.) = 0,485 концентрация казеина: с = 2,18 %

2. Нингидриновая реакция также дала положительный результат. Наблюдается жёлтое окрашивание, характерное для аминокислоты пролина
1-я проба: D = 0,686 2-я проба: D = 0,687 3-я проба: D = 0,686
Среднее значение оптической плотности: D (ср.) = 0,686 концентрация казеина: с = 2,15 %

3. Реакция с молибденовым реактивом. В каждой пробирке наблюдается жёлтое окрашивание и появление осадка. Это говорит о наличии фосфорной кислоты.
1-я проба: D = 0,595 2-я проба: D = 0,594 3-я проба: D = 0,595
Среднее значение оптической плотности: D (ср.) = 0,595 концентрация казеина: с = 2,16 %
Усредняя полученные значения концентраций, получаем следующий результат: с (ср.) = 2,16

 

Общая масса казеина: m (общ.) = 0,0216 * 34,4 = 0,743 (г.)

 

По норме в 100 мл молока содержится 2,8 г. белка. Масса казеина составляет примерно 80 % от общей массы белка: 2,8 * 0,8 = 2,24 (г.)
В нашем случае на анализ пошло 33,75 мл молока. В норме в таком количестве молока должно содержатся 0,756 (г.) казеина.
Для контроля за точностью измерений таким же методом была приготовлена ещё одна проба. Затем она анализировалась на масс-спектрометре в НИИ Гематологии. Были получены следующие результаты:
• На анализ пошло 37,5 мл молока. В норме в таком количестве молока должно содержатся 0,84 (г.) казеина.
• После диализа получился раствор казеина массой 39 (г.)
• Концентрация казеина оказалась равной 2,1 %. Определяем массу казеина:


m = 0,021 * 39 = 0,819 (г.)

 

Для сравнения этим же способом было проанализировано молоко марки «Домик в деревне» 0,5 % жирности.

 

Результаты анализа:

Во втором пункте методики мы убрали одну пробирку в сторону (для подстраховки), по- этому вместо 50 мл молока на дальнейший анализ пошло 37,5 мл молока.
После проведения биуретовой реакции и реакции Фоля (пункт 6) ни водной пробирке с супернатантом белка не обнаружилось.
В 12 пункте мы отделили липиды, а с пробой проводим качественную реакцию на белок. Белок обнаружился.
В 16 пункте мы определяем массу р-ра белка:
m2 = 124,2 (г.)
m1 = 85,7 (г.)
m (р-ра) = 124,2 – 85,7 = 38,5 (г.)


По градуировочным графикам в 17 пункте определяем концентрацию казеина, а затем его массу:

1. Пробы с биуретовой реакцией. Результат положительный.
1-я проба: D = 0,515
2-я проба: D = 0,515
3-я проба: D = 0,516
Среднее значение оптической плотности: D (ср.) = 0,515 концентрация казеина: с = 2,51 %
2. Пробы с нингидриновой реакцией. Результат положительный.
1-я проба: D = 0,752
2-я проба: D = 0,752
3-я проба: D = 0,752
Среднее значение оптической плотности: D (ср.) = 0,752 концентрация казеина: с = 2,48 %

3. Пробы с реакцией с молибденовым р-ром. Результат положительный.
1-я проба: D = 0,635
2-я проба: D = 0,635
3-я проба: D = 0,637
Среднее значение оптической плотности: D (ср.) = 0,635 концентрация казеина: с = 2,50 %
Усредняя значения концентраций, получаем: с (ср.) = 2,50 %
Общая масса казеина: m (общ.) = 0,025 * 38,5 = 0, 963 (г.)

 

Результаты анализа на масс-спектрометре:
• На анализ пошло 37,5 мл молока.
• После диализа получился раствор казеина массой 38,3 (г.)
• Концентрация казеина оказалась равной 2,5 %. Определяем массу казеина:
m = 0,025 * 38,3 = 0, 957 (г.)

 

Опыт № 2

 

Материал исследования:
• Молоко пастеризованное «Домик в деревне» 0, 5 %
• Молоко пастеризованное «Вятушка» 2,5 %

Оборудование: автоматическая пипетка для прямого слива, химический стакан, пробирки, бумажный фильтр, коническая колба, водяная баня, воронка, спектрофотометр, аналитические весы, секундомер, мерный цилиндр.

Материалы и реактивы: свежее молоко, лёд, H2Oдист., ацетон, 1% р-р CuSO4, 10% р-р NaOH, р-р нингидрина в ацетоне, молибденовый реактив.

Ход анализа:
1.) Взяли молоко 2,5 % 20 мл Все действия проводим на льду Добавляем 40 мл ацетона Экспозиция 11 мин.
2.) Греем пробу на водяной бане
3.) Отделяем липиды (деконтируем)
4.) Затем мы на аналитических весах определяем массу получившейся пробы
5.) Данную навеску анализируем на спектрофотометре. Определяем оптическую плотность и по градуировочному графику смотрим концентрацию казеина.

 

Пояснения к методике
При добавлении ацетона липиды створаживаются, а белок остаётся в растворе.
Греем пробу на водяной бане для лучшего разделения фаз.
Для выбора оптимального времени экспозиции и оптимального объёма ацетона (пункт 1) мы проводим серию предварительных опытов. Для этого мы взяли 5 пробирок и на-лили в каждую пробирку молоко и ацетон в соотношении 1:1; 1:2; 1:3; 1:4; 1:5.
Затем определяем, в течении какого времени происходит створаживание липидов. После этого мы каждую пробу переносим на фильтр и фильтруем (фильтры предварительно взвешиваем), определяем массу каждого фильтра с осадком и затем определяем массу осадка.

Получились следующие результаты:

Zagryazneniemoloka10

 

Соотношения m пустого фильтра, г m фильтра с осадком, г m осадка, г
1:1 0, 78 0,85 0,07
1:2 0, 91 1,04 0,13
1:3 0,90 0,96 0,06
1:4 0,54 0,63 0,09
1:5 0,71 0,82 0,11

Наибольшую массу осадка дала проба, в которой молоко и ацетон находились в соотношении 1:2. Следовательно данное соотношение является наиболее оптимальным.

 

Результаты исследования:
В 4 пункте определили массу получившейся пробы:
m = 44,6 (г.)
С раствором казеина, получившимся после отделения липидов, мы проводим три качественные реакции на белок: биуретовую, нингидриновую, реакцию с молибденовым реактивом. Для точности анализа мы готовим для каждой реакции по 3 пробы.
Затем мы каждую пробу анализируем на спектрофотометре и по соответствующему гра-дуировочному графику определяем концентрацию казеина:
1. Биуретовая реакция дала положительный результат: в пробирках наблюдается характерное сине-фиолетовое окрашивание.
1-я проба: D = 0,365
2-я проба: D = 0,366
3-я проба: D = 0,365
Среднее значение оптической плотности: D (ср.) = 0,365 концентрация казеина: с = 0, 95 %
2. Для проведения нингидриновой реакции были приготовлены следующие пробы:
1.) Белок молока: 3 пробы (м)
2.) 1 % р-р яичного альбумина (а)
3.) 1% р-р казеина (к)

Последовательность на рисунке: а, м, к (слева-направо)

Zagryazneniemoloka11

 

Как видно по рисунку, в пробирке с р-м альбумина наблюдается фиолетовое окрашивание, в пробирке с раствором казеина – красно-коричневое, пробы с белком моло-ка дали средний результат: мы видим бледно-фиолетовое окрашивание – это говорит о присутствии помимо казеина остальных белков молока. На наличие казеина указывает жёлтый оттенок.
1-я проба: D = 0,448
2-я проба: D = 0,448
3-я проба: D = 0,449
Среднее значение оптической плотности: D (ср.) = 0,448 концентрация казеина: с = 0, 93 %

3. Пробы с реакцией с молибденовым реактивом. Результат положительный.
1-я проба: D = 0,409
2-я проба: D = 0,411
3-я проба: D = 0,409
Среднее значение оптической плотности: D (ср.) = 0,409 концентрация казеина: с = 0, 93 %
Усредняя значение концентраций, получаем: c (ср.) = 0,94 %
Общая масса казеина: m (общ.) = 0,0094 * 44,6 = 0, 419 (г.)


В данном случае на анализ пошло 20 мл молока. В норме в таком количестве молока должно содержаться 0,448 (г.) казеина.
Для контроля за точностью измерений таким же методом была приготовлена ещё одна проба, которая потом анализировалась на масс-спектрометре в НИИ Гематологии.

 

Получили следующие результаты:
На анализ пошло 20 мл молока.
После деконтирования получилась проба массой 43,8 (г.)
Концентрация казеина оказалась равной 0,98 %. Определяем массу казеина:


m = 0,0098 * 43,8 = 0,429 (г.)

 

Для сравнения этим же способом было проанализировано молоко марки «Домик в деревне» 0,5 % жирности.

 

Результаты анализа:
Масса получившейся пробы (пункт 4) составила 48,2 (г.)
По градуировочным графикам (пункт 5) мы определяем концентрацию казеина, затем его массу:
1. Пробы с биуретовой реакцией. Результат положительный.
1-я проба: D = 0,454
2-я проба: D = 0,455
3-я проба: D = 0,453
Среднее значение оптической плотности: D (ср.) = 0,454 концентрация казеина: с = 1,88 %

2. Пробы с нингидриновой реакцией. Результат положительный. В пробирках наблюдается бледно-фиолевовое окрашивание с жёлтым оттенком.
1-я проба: D = 0,648
2-я проба: D = 0,647
3-я проба: D = 0,648
Среднее значение оптической плотности: D (ср.) = 0,648 концентрация казеина: с = 1,94 %

3. Пробы с реакцией с молибденовым реактивом. Данная реакция дала положительный результат.
1-я проба: D = 0,552
2-я проба: D = 0,553
3-я проба: D = 0,552
Среднее значение оптической плотности: D (ср.) = 0,552 концентрация казеина: с = 1,91 %

Среднее значение концентрации: с (ср.) = 1,91 %

Масса казеина: m = 0,0191 * 48,2 = 0,921 (г.)

 

Результаты анализа на масс-спектрометре:
На анализ пошло 20 мл молока
После деконтирования масса получившейся пробы составила 47,6 г.
Концентрация казеина оказалась равной 2,00 %
Определяем массу казеина: m = 0,02 * 47,6 = 0,952 (г.)

 

Глава III. Заключение

 

Когда мы говорим о загрязнении продуктов питания и в частности кисло-молочных продуктов, то прежде всего имеем ввиду фальсификацию.
Дело в том, что в России трудно встретить нефальсифицированное молоко. На рынке находятся сотни наименований молока и молочных продуктов, пользующихся стабильным спросом, многие из них активно рекламируются. Поэтому соблазн подделать или увеличить объёмы молока и молочной продукции всегда имеется как у реализатора, так и у производителя. При этом могут быть различные способы и виды фальсификации: ассортиментная, качественная, количественная, информационная.
Нашей задачей было исследование молока на предмет фальсификации казеином. Была описана аппаратура для модельных лабораторных исследований, проведены все необходимые измерения, обработаны полученные результаты.
У нас получилось два метода, которые основаны на применении спектрофотометрии, т.е. мы сначала измеряли оптическую плотность раствора, а затем определяли его концентрацию. До этого белковый состав данной продукции таким методом никто не определял.
Преимущества спектрофотометрии состоят в том, что анализ можно проводить дистанционно, бесконтактно, без какого-то постороннего вмешательства.
Очень зарекомендовала себя первая методика. Она очень точна, поскольку в ходе анализа производится многократное переосаждение белка. Это подтверждают и результаты анализа на масс-спектрометре. Но в сравнении со второй методикой она более длительна по времени и сложнее по исполнению.
Вторая методика очень проста, она не занимает много времени, но менее точна, что объясняется наличием примесей в пробе. Расходимость результатов анализа по данной методике и на масс-спектрометре больше, чем в предыдущем случае.
Нами было проанализировано молоко различных марок:
- «Вятушка» 2,5 % - «Вятушка» 2 % - «Домик в деревне» 0,5 %
и все они вызвали подозрение на фальсификацию.
Итоги нашего анализа можно представить в таблице, которая отражает содержание казеина в исследуемой продукции:

Zagryazneniemoloka12

 

Низкое содержание казеина в молоке может объясняться нарушением производственного процесса на предприятии, несоблюдением технологических регламентов, нарушением производственной дисциплины и должностных инструкций.
Повышенное содержание казеина указывает на то, что, возможно, он был искусственно добавлен в продукт.
Таким образом, можно сказать, что поставленные в выпускной квалификационной работе цели достигнуты.
По поставленной цели и поставленным задачам дипломной работы, а также основываясь на её результатах, можно сделать следующие выводы:
1. Молоко обладает высокой биологической ценностью, т.к. в его состав входят белки, углеводы, витамины, ферменты, минеральные вещества, вода, газы и некоторые другие компоненты.
2. Было изучено строение и функции белков молока (глава I, II)
3. В питании человека молоко играет огромную роль, потому что оно обладает высокой пищевой ценностью, иммунологическими и бактерицидными свойствами, а также является незаменимой полноценной пищей для новорожденных и высокоценным продуктом питания для человека всех возрастов.
4. Также были рассмотрены проблемы качества кисло-молочной продукции производителей.
5. В экспериментальной части данной работы была описана аппаратура для модельных лабораторных исследований, проведены все необходимые измерения на предмет загрязнения молока, обработаны полученные результаты.
6. Актуальность и практический интерес данной работы заключаются в том, что с помощью разработанных методов исследований, основанных на применении спектрофотометрии, можно производить быструю и точную количественную оценку белкового состава молока и тем самым выявить фальсификацию. Это позволяет рассмотреть данные методы по прямому назначению в промышленных целях или по крайней мере, в учебных целях рассмотреть технические, а также дидактические возможности.

 

Список использованной литературы и электронных источников информации

 

1. Г.С.Инихов Биохимия молока и молочных продуктов Москва 1962
2. Журнал Молочная промышленность №7, 2009
3. Рогожин В.В. Биохимия молока и молочных продуктов / В.В. Рогожин. - СПб: ГИОРД, 2006.
4. Горбатова К.К. Физико-химические и биохимические основы производства молочных продуктов. - СПб.: ГИОРД, 2003
5. Таблицы химического состава и питательной ценности пищевых продуктов / под ред. Ф.Е. Будогяна. - М.: Пищевая промышленность, 1961
6. Технология молока и молочных продуктов / под ред. П.Ф. Дьяченко - М.: Пищевая промышленность, 1974
7. http://ru.wikipedia.org/
8. Журнал Переработка молока №3, 2011-03-29
9. Рубина Е.А. Санитария и гигиена питания Учебное пособие д/студентов высших учеб. заведений М.: Издательский центр «Академия», 2005 – 288с.

Недавно добавили

29 октября 2011
29 октября 2011

Сейчас читают