ХИМИКО-ФИЗИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ МОЛОКА

Организм человека нуждается в самых разнообразных продуктах питания, так как в основном именно из них он получает необходимые для жизнедеятельности питательные вещества: белки, жиры, углеводы, витамины, минеральные соли и пр., которые в процессе усвоения покрывают потребности организма в энергии и материалах для постройки тканей. Количество, качество, ассортимент потребляемых пищевых продуктов, своевременность и регулярность приема пищи решающим образом влияют на человеческую жизнь во всех ее проявлениях. Вот почему важно потреблять качественные продукты. Изучением химических и физических свойств продуктов общественного спроса я занимаюсь третий год. Работу над научными проектами я начала еще в школе. Первый год я работала над изучением свойств шоколада, а на следующий год начала изучать свойства молока. Обе работы заняли призовые места только на городском уровне, так как в силу своего юного возраста я не могла в полном объеме рассмотреть и проработать материалы по данным темам. Поступив в КГКП «Усть-Каменогорский медицинский колледж», я продолжила работу над своим проектом «Исследования химико-физических свойств молока».

Актуальность выбранной темы исследования, в первую очередь, связана с широким потреблением этого продукта и его широкого ассортимента на прилавках города.

Впоследствии результаты моего исследования могут быть учтены потребителями, а также могут использоваться в учебных заведениях на уроках органической химии, биологии и физики.

В этой статье я коротко расскажу о своей работе.

Перед тем как начать свою работу я обозначила для себя цели и задачи. Главной целью моей роботы было определить основные показатели качества молока. Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

1.  Ознакомиться с соответствующей литературой о молоке и молочных продуктах.

2.  Изучить методы определения показателей качества молока.

3.  Определить основные показатели качества молока натурального и пастеризованного.

4.  Решить экспериментальные задачи, в которых требуется доказать, что исследуемые объекты (молоко) содержат белки, жиры, углеводы.

5.  Сделать выводы о качестве исследуемого продукта.

В ходе выполнения первой задачи были изучены публикации отечественных и зарубежных авторов по проблемам правильного питания, о составе и свойствах, пищевой значимости молока и молочных продуктов.

В Советском энциклопедическом словаре дается следующее определение молока: «Молоко — секрет молочной железы млекопитающих. Ценный пищевой продукт. Состав коровьего молока: вода — 87 %, молочный сахар — 4,7 %; жир — 3,9 %; белки — 3,2 %; минеральные вещества — 0,7 %; витамины, ферменты. Энергетическая ценность (калорийность) 100 г молока — 289 кДж (69 ккал)» [2, c. 835].

Обзор большого количества литературы по данной тематике позволил сделать вывод, что степень изученности молока и молочных продуктов достаточно высока, однако не помешает дополнительное просвещение населения о пользе молока и молочных продуктов, их питательной ценности.

Перед тем как начать экспериментальную часть был проведен социологический опрос учащихся по анкете: «Какое молоко вы предпочитаете?».

148 респондентов из числа обучающихся на этот вопрос ответили следующим образом:

·     молоко производства «Эмиль» — 33,75 %;

·     молоко в тетра — пакетах — 12,5 %;

·     домашнее молоко — 38,75 %;

·     не пью молоко — 10 %;

·     прочие марки молока — 5 %.

Рисунок 1. Результаты социологического опроса

Таким образом, выбор был сделан из трех видов молока, имеющегося на прилавках города: «Эмиль ТОО, г. Усть-Каменогорск», молоко «Моё» ТОО “RG Brands Kazakhstan”, домашнее молоко производства местных фермеров.

Рисунок 2. Выбранные образцы молока

Первоначальные исследования образцов я начала с определения в них механических примесей, используя метод определения степени чистоты молока.

Во время дойки, транспортировки и хранения в молоко может попасть шерсть животных, частицы корма, пыль, а с ними и микроорганизмы.

По результатам эксперимента все три вида исследуемых образцов молока были отнесены к I группе, так как на фильтре не было даже следов грязи.

Следующий эксперимент это «Определение плотности молока». Плотность коровьего молока зависит от его химического состава и колеблется в пределах 1,027—1,032 (в среднем 1,030) г/см3. Обрат (обезжиренное молоко) имеет плотность выше, чем цельное молоко (1,036—1,038), так как из него удалена более легкая составная часть — жир. От добавления воды плотность молока понижается, поэтому по изменению плотности можно установить степень его фальсификации.

Таблица 1.

Плотность молока

Далее была проведена органолептическая экспертиза образцов с помощью независимых экспертов, в роли которых выступали преподаватели и обучающиеся нашего колледжа.

К органолептическим показателям, характеризующим качество молока, относят внешний вид (цвет), консистенцию, вкус и запах.

Таблица 2.

Органолептические показатели

От химического состава жидкости зависит её температура кипения. Исходя из этого, провожу исследование образцов на зависимость температурного режима от времени нагревания. Исходя из результатов исследования, был сделан вывод, что температура закипания образцов молока примерно одинакова, но время закипания различно. Это можно объяснить тем, что жирность образцов различна. Очевидно, что наибольшей жирностью обладает домашнее молоко, так как время его закипания больше.

По кислотности молока можно судить о его свежести и натуральности. Свежевыдоенное молоко обладает бактерицидными свойствами, имеет амфотерную реакцию на лакмус (красная лакмусовая бумажка синеет, а синяя краснеет). Через некоторое время в молоке начинают развиваться микроорганизмы, прежде всего молочнокислые бактерии, которые сбраживают молочный сахар и образуют молочную кислоту, что повышает кислотность молока. После проведения эксперимента, был сделан вывод, что все образцы молока по значениям кислотности относятся к 1 сорту.

Рисунок 3. Результаты определения кислотности молока

Наличие белка в образцах определяла с помощью цветной реакции — ксантопротеиновой. При добавлении к белку концентрированной азотной кислоты и нагревании образуется желтый осадок.

Вывод: по окраске содержимого при реакции определила, что количество белков в большей степени имеет Домашнее молоко, менее — молоко «Эмиль», меньше всего — молоко «Моё».

Рисунок 4. Результаты ксантопротеиновой реакции

Наличие углеводов в образцах определяла с помощью цветной реакции — биуретовой. При добавлении к молоку гидроксида натрия и раствора медного купороса выпадает осадок Сu—(ОН)2 — синего цвета.

Вывод: по окраске содержимого при реакции определяю, что углеводов в большей степени имеет молоко «Домашнее»», менее – молоко «Моё», меньше всего — «Эмиль».

Рисунок 5. Результаты биуретовой реакции

В заключении исследую образцы на наличие фермента пероксидазы. Метод основан на разложении перекиси водорода ферментом пероксидазой, содержащейся в молоке и молочных продуктах. Освобождающийся при разложении перекиси водорода активный кислород окисляет йодистый калий, освобождая йод, образующий с крахмалом соединение синего цвета.

При отсутствии фермента пероксидазы в молоке и молочных продуктах цвет содержимого пробирки не изменится. Следовательно, молоко «Эмиль» и «Моё» подверглись пастеризации при температуре не ниже 80⁰С, а Домашнее молоко не подверглось пастеризации или подвергалось при температуре ниже 80⁰С, или было смешано с не пастеризованными молочными продуктами.

Рисунок 6. Результаты исследования образцов на наличие фермента пероксидазы

Исходя из проведенных экспериментов, была составлена обобщенная таблица 3.

Таблица 3.

Химико-физические свойства выбранных образцов молока

Из данных таблицы следует, что по степени чистоты все образцы молока относятся к 1 группе. По кислотности образцы молока к первому сорту. Содержание белков и углеводов соответствует норме только в образце молока «Домашнее». Молоко «Эмиль» практически соответствует нормам. Молоко «Моё», являясь консервированным, не соответствует стандартам натурального молока. Исходя из плотности, можно заключить, что домашнее молоко не разбавлено водой.

Молоко — уникальный по пищевой и биологической ценности, усвояемости и значению для организма продукт. Молоко и вырабатываемые из него продукты (масло, сыр, кисломолочные продукты) необходимо включать в пищевой рацион людей всех возрастов, особенно детей и пожилых. Ведь именно из молока и молочных продуктов организм человека в состоянии усвоить в достаточном количестве некоторые минеральные соли (прежде всего соли кальция), играющие важную роль в его жизнедеятельности.

В молоке выявлено свыше 200 различных полезных веществ. Из них особенно важное значение имеет белок, содержащий около 20 оптимально сбалансированных аминокислот, в том числе все незаменимые, с помощью которых организм синтезирует строительный материал для формирования тканей.

Молоко с пониженным содержанием жира, конечно, для здоровья лучше, чем цельное. В весовом соотношении это молоко состоит на 87 % из воды и на 2 % из жира, остальное занимают белки и углеводы.

Для тех, кто хочет пить молоко, лучшим выбором будет обезжиренное молоко. Оно лишено жиров, содержит лишь следовые количества холестерина, в то же время в нем сохранены все остальные питательные вещества [1, с. 41—42].

Здоровье людей является основным богатством любого государства. Потребление экологически чистых продуктов питания является мощным фактором сохранения здоровья, активного долголетия. Знаменитый доктор С.П. Боткин писал: «Кроме питательных средств молоко обладает успокаивающим действием на двигательные и чувствительные нервы желудка и кишечника, оно улучшает кровенаполнение периферийных сосудов, благоприятно влияет на обмен веществ». Поэтому я считаю выбранную тему исследовательской работы актуальной.

Цели и задачи, поставленные в начале работы, достигнуты. Опытным путем я установила, что домашнее (натуральное) молоко является качественным продуктом.

Список литературы:
1.    Волков В.Н., Солодова Р.И., Волкова Л.А. Определение качества молока и молочных продуктов. // Химия в школе. 2002 г. № 1. — С. 57—63.
2.    Ладингтон Э., Дейл Г., Гамлешко И. Ключи к здоровью: Пер. с англ. — 2-е изд. — Заокский: «Источник жизни», 1997. — С. 41—43.
3.    Проф. И.И. Архангельский. Санитария производства молока. — М.: «Колос», 1974. — С. 95.
4.    Советский энциклопедический словарь. / Гл. ред. А.М. Прохоров. — 4-е изд. — М.: Сов. энциклопедия, 1989. — С. 835.