XXVIII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Исследование состава и качества молока. Приготовление молока с длительным сроком годности

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Языков Н.Д. 1

---

1 МОУ «СОШ № 2 г.Зеленокумска

Дашдемирова Н.А. 1

---

1МОУ «СОШ № 2 г.Зеленокумска

Работа в формате PDF

3 MB

Автор работы награжден дипломом победителя I степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

С давних времён молоко используется и как лечебное средство от многих болезней: при лечении сердца, почек и других органов. Помогает лечить отравления солями тяжёлых металлов, кислотами и щелочами, йодом и бромом.
Полноценный и полезный продукт питания – это молоко. Оно содержит все необходимые для жизни питательные вещества, нужные для построения организма. Естественное назначение молока в природе заключается в обеспечении питанием молодого организма после рождения. Молоко представляет собой биологическую жидкость сложного химического состава.

В последнее время все большую актуальность приобретает тема качества продуктов питания, а именно безопасность. Проблема фальсификации молока и молочных продуктов затрагивает всех нас – жителей России.

Мы преследовали следующие цели:

- установить состав и качество коровьего молока реализуемого разными производителями молочной промышленности;

- исследовать физико-химический состав молока разных марок;

- узнать интересные факты о молоке;

- получить сухое молоко с длительным сроком хранения.

Гипотеза: молоко благотворно влияет на здоровье и самочувствие человека, если оно качественно произведено.

Предметисследования:

- молоко домашнее;

- молоко питьевое пастеризованное «Обычное» ООО «Хладокомбинат»;

- молокосодержащий продукт с заменителем молочного жира ООО «Пятигорский молочный комбинат»

Задачи:

1. Познакомиться с разными сортами молока

2. Изучить физико- химический анализ состава молока разных марок.

3. Изучить и дать сравнительную характеристику образцов молока, взятых от разных фирм производителей и домашнего молока.

4. Провести опрос среди одноклассников о вреде и пользе молока.

5. Приготовить сухое молоко с длительным сроком хранения.

1. Теоретическая часть проекта

   1. Как все начиналось. История развития молочного дела.

Мы пьем молоко, с приобретением которого сейчас нет никаких трудностей. Однако еще около 150- 200 лет назад практически не существовало мощных заводов по переработке молока, а заглянув еше чуть-чуть дальше вглубь истории молочной отрасли, вы бы и вовсе не узнали ее. А начиналось все давным-давно в одной очень далекой стране…

1. 2. Классификация молока

Стерилизованное. Производство стерилизованного молока предполагает его обработку высокой температурой. В результате уничтожаются микроорганизмы, грибки, споры, ферменты. Частично разрушаются важные витамины и другие полезные вещества. Из него невозможно приготовить творог или другие продукты.

Пастеризованное. Пастеризованный продукт более полезен, чем стерилизованный. Высокая температура уничтожает болезнетворных микробов и бактерий, содержащихся в цельном молоке. При этом сохраняется большая часть микроэлементов, витаминов.

Ультрапастеризованное. После обработки в большом количестве сохраняются полезные компоненты, полиненасыщенные жирные кислоты, витамины, минералы, молочный белок.
Ультрапастеризованное молоко можно пить не кипяченным. Приготовление из него творога и простокваши невозможно.

Топленое. В процессе изготовления молочный сахар (лактоза) взаимодействует с аминокислотами белков, что приводит к образованию меланоидиновых соединений. Они наделяют напиток бежевым оттенком, приятным сладким запахом и сладковатым вкусом. В процессе длительной тепловой обработки изменяется состав продукта: происходит практически полное разрушение белков и частичное – витаминов; наблюдается рост массовой доли жиров.

Восстановленное. Смесь, полученная путем добавления в сухое молоко (концентрированное, сгущенное) питьевой воды.

Отборное. Натуральный продукт наивысшего качества: исключает смешение сортов, производится из высококачественного сырья одного или нескольких фермерских хозяйств, охраняет естественный процент жирности, сырье не стерилизуется, не сепарируется, а только пастеризуется.

1.3 Химический состав молока

Природа щедро наделила молоко питательными веществами, причем в наиболее полезных сочетаниях. В молоке содержится более 120 различных компонентов. В том числе 20 аминокислот, 64 жирные кислоты, 40 минеральных веществ, 15 витаминов, десятки ферментов.

Энергетическая ценность молочного сырья обусловлена входящими в его состав компонентами:

Вода. В молоке содержится 85 – 89 % воды. Вода выполняет различные функции и играет важную роль в биохимических процессах, происходящих при производстве молочных продуктов. Вода обладает свойством образовывать упорядоченную тетраэдрическую структуру. В такой структуре каждая молекула воды окружена четырьмя другими молекулами воды.

Белки (около 3,5 %). В процессах обмена и построения, присущих живому организму веществ главенствующее положение занимают белки. Как составная часть живой клетки белки является основой всех живых организмов и выполняют множество функций: структурную, транспортную, защитную, каталитическую, гормональную и др.

В состав молока входят две основные группы белков:

Казеин – основной белок молока по количественному содержанию и с точки зрения участия его во многих технологических процессах молочных продуктов.

Сывороточные белки – это белки, остающиеся в сыворотке после осаждения казеина в изоэлектрической точке. Они составляют около 20% всех белков молока. Сывороточные белки содержат больше незаменимых аминокислот, чем казеин, поэтому с точки зрения физиологии питания их следует считать наиболее полноценными.

Липиды (около 4 %) – общее название жиров жироподобных веществ, обладающих одинаковыми физико-химическими свойствами. Молочный жир представляет собой сложный комплекс, состоящий из простых липидов, сложных липидов, производных липидов и веществ. Жиры служат энергетическим материалом, выполняют функции запасных и защитных веществ, фосфолипиды являются структурными элементами мембран клеток. Особую роль в молочном жире играют фосфолипиды. Наиболее распространенные фосфолипиды молока – лецитин и кефалин.

Каротин – жирорастворимый пигмент молока – обуславливает окраску молочного жира и молока. Содержание каротина и соответственно интенсивность окрашивания зависит от состава корма, сезона года, породы животных.

Углеводы (около 5 %) – это широко распространенная в природе группа веществ, выполняющих главным образом энергетическую функцию. Кроме того, они принимают участие в построении сложных органических соединений. Основным углеводом молока является лактоза, которая относится к олигосахаридам, точнее – это дисахарид, построенный из остатков D-глюкозы и D- галактозы. Кроме нее в молоке обнаружено незначительное количество других углеводов (глюкоза – 0,15%, моносахариды – 0,30%). Лактоза обуславливает пищевую ценность молока и имеет большое значение в формировании свойств молока и качества молочных продуктов. Она служит исходным веществом для обеспечения жизнедеятельности молочнокислых бактерий и тем самым участвует в процессе брожения, следствием которого является низкая стойкость натурального молока при хранении.

Минеральные вещества молока ( около 0,7 – 0,8%) – это катионы металлов и анионы неорганических и органических веществ молока. В зависимости от концентрации в молоке они делятся на макро- и микроэлементы. К основным макроэлементам можно отнести кальций, фосфор, калий, магний, хлор, а также фосфаты, хлориды, цитраты, сульфаты и карбонаты. Преобладают в молоке фосфаты, цитраты и хлориды кальция, калия, натрия и магния. Они обуславливают пищевую ценность молока и стабилизируют коллоидное состояние белковых частиц молока.

Витамины (А, D Е В₁ В₂ В₁₂ С )– органические вещества, необходимые для нормальной жизнедеятельности живого организма, в том числе и человеческого. В молоке содержатся все жизненно необходимые витамины, хотя и в небольшом количестве.

Ферменты. Они представляют собой специфические вещества, катализирующие биохимические реакции. Под действием ферментов молекулы белков, жиров и углеводов расщепляются до простых веществ. Выделяя энергию, необходимую для поддержания жизнедеятельности живого организма. Лизоцим – очень важный фермент, обнаруженный в молоке, катализирует разрушение полисахаридов клеточных стенок бактерий. Это приводит к гибели бактерий, таким образом, лизоцим обеспечивает бактерицидные свойства свежевыдоенного молока.

Также в состав молока могут входить и посторонние вещества. Посторонние вещества – вещества, содержащиеся в молочном сырье и отрицательно влияющие на биологическую ценность и технологические свойства молока. Посторонние вещества подразделяются на: химические, биологические и радиоактивные.

К химическим веществам относят антибиотики, бактериальные яды, пестициды, тяжелые металлы, нитраты, моющие и дезинфицирующие средства, мочевину. Антибиотики в молоке отрицательно влияют на здоровье человека. Вызывая в некоторых случаях аллергические реакции. Они попадают в молоко вследствие лечения мастита и других заболеваний. В молоко иногда могут попадать различные токсины растительного и микробного происхождения, способные вызвать пищевые отравления. Токсины растительного происхождения могут попасть в молоко при скармливании животных ядовитых растений. Основными веществами, обуславливающими токсичность растений, являются гликозиды (соланин в проросшем картофеле), эфирные масла (полынь, горчица) и др.

Пестициды – это яды химического и биологического происхождения, используемые в сельском хозяйстве для защиты культурных растений от сорняков, насекомых, болезней (фунгициды).

Радиоактивные загрязнители представляют наиболее опасные элементы, попадающие в молоко и молочные продукты. Наибольший вред человеку могут нанести радионуклиды с длительным периодом полураспада: стронций-90, цезий-137.

К биологическим посторонним веществам, попавшим в молоко, относят в первую очередь микроорганизмы. Чаще всего это бактерии, плесени и дрожжи. В молоко микроорганизмы попадают из сосковых каналов вымени животного.

К посторонним веществам, попавшим в молоко из окружающей среды, относят так называемые механические примеси: пыль, навоз, грязь, частицы белка, шерстинки животных, но основными считаются загрязнителями это пылевые частицы и комбикорма.

1. 4. Вред сырого молока

Молоко и молочные продукты должны иметь определенные показатели состава и свойств, в том числе цвет, вкус, запах, консистенцию и т.д., присущие нормальному молоку. Все отклонения от них при ухудшении качества или порче продукта называются пороками. Их появлению способствуют следующие причины: изменение количественного состава ингредиентов молока, попадание посторонних веществ с сильными вкусовыми и ароматическими свойствами, химические изменения отдельных компонентов молока под влиянием физических и химических воздействий, нарушение режимов тепловой обработки при хранении и переработке молока, несоблюдение оптимальных условий развития полезной микрофлоры и технологии при производстве кисломолочных продуктов, нарушение режимов хранения, зоотехнические и ветеринарные факторы молочного животноводства такие как, неправильно составленные рационы кормления коров из трав или злаков, обладающих резким запахом и горьким вкусом, кормление животных перед доением, плохой ветеринарный контроль.

1. 4. Необычные и интересные факты о молоке

II. Экспериментальная часть проекта

2.1. Органолептические показатели молока

Во всех молочных лабораториях качество коровьего молока, прежде всего, оценивают органолептическими, т.е. определяют его вкус, запах и консистенцию. На территории России с 1 июля 2014 года введен государственный стандарт ГОСТ 31450-2013.

Определение консистенции молока

При оценке внешнего вида и консистенции молока необходимо обращать внимание на его однородность, наличие осадка, плавающих комочков и отстоявшихся сливок.

Консистенция определяется по следу, остающемуся на стенках пробирки после его встряхивания. При нормальной консистенции после стекания молока со стенок сосуда остается равномерный белый след.

Оборудование: большая пробирка с пробкой.

Ход работы:

1. 1. 1. 1. Налили в пробирку молоко до середины объема.

         2. Закрыли пробирку и слегка встряхнули ее, чтобы намокли стенки.

3. Дали молоку стечь и в течение 1-2 минут оценили результат.

Вывод: все образцы удовлетворяют требованиям САН ПИНа

Определение вкуса молока

Оборудование: стеклянный или пластиковый стакан.
Реактивы: вода питьевая.
Ход работы:

1.Налили в стакан 20 мл молока.

2.Взяли глоток молока в рот, постарались распределить его по всей поверхности ротовой полости и держать его некоторое время. Определили вкус. После каждой пробы молока прополаскивали рот водой и между отдельными определениями делали небольшие перерывы.

Определение запаха молока

Свежее молоко имеет слабый специфический запах. Со временем запаха может не быть совсем, может появиться запах нефтепродуктов, лекарств, моющих средств и т.п., запах кормовой, хлевный, окисленный, гнилостный и т.п., запах полыни, чеснока, лука и т.д.

По интенсивности запах, может быть: сильным, слабым, отчетливым, очень слабым.

Оборудование: пробирка с пробкой.
Ход работы:

1. Налили в пробирку молоко чуть больше половины, закрыли пробкой.

2. Энергично взболтали.

3. Открыли пробирку, сразу понюхали. Запах определился многократными короткими вдыханиями.

Определение цвета молока

Цвет молока бывает: белый, кремовый, желтый, серый, слегка желтоватый, голубой, слегка синеватый (для нежирного молока).

Оборудование: мерный цилиндр на 100 мл, белый лист бумаги.

Ход работы: Для определения цвета молоко наливают в прозрачный стакан или чашку Петри и рассматривают при рассеянном дневном свете, помещая на белую поверхность, обращая внимание на наличие посторонних оттенков.

Результаты органолептической оценки представлены в таблице:

Чаще всего с помощью органолептического анализа можно сделать достаточно точное заключение о качестве продукта.

2.2. Определение физико-химических показателей молока

2.2.1. Опыт 1 «Определение жира в молоке»

Вывод:  Самый маленький диаметр 19 мм у образца №1 – оно самое жирное. Молоко является полезным продуктом, так как наибольшее количество энергии дают жиры, а человеку в любом возрасте это необходимо.

2.2.2. Опыт 2. «Определение белков в молоке»

Определим наличия белка в молоке с помощью Ксантопротеиновой и Биуретовой реакций.

Ксантопротеиновая реакция

Оборудование: пробирка, спиртовка, зажим пробирочный.

Вещества: концентрированная азотная кислота, едкий натр.

Ход работы:

Налили в пробирку 2 мл. молока, исследуемой марки.

В пробирку с молоком прилили несколько капель концентрированной азотной кислоты.

Н агреваем пробирку на пламени спиртовки. Наблюдаем выпадение желтого осадка.

Вывод: чем ярче окраска, тем содержание белка больше.

Биуретовая реакция

Оборудование: пробирка.

Вещества: едкий натр, медный купорос

Ход работы:

Налили в пробирку 2 мл. молока исследуемой марки.

В пробирку с молоком добавили 2 мл раствора гидроксида натрия.

Затем добавили 2 мл раствора медного купороса.

Раствор изменил цвет на фиолетовый. Белок присутствует.

Вывод: чем ярче окраска, тем содержание белка больше.

2.2.3. Определение примесей соды в молоке

Всем прекрасно известно, что молоко в магазинное храниться гораздо дольше, чем свежее молоко из-под коровы. Одна из причин – оно прошло термическую обработку, поэтому в нем практически отсутствуют бактерии, отвечающие за сквашивание. Но, конечно, нельзя забывать за то, что многие не добросовестные производители добавляют стабилизаторы (консерванты). Вот сейчас давайте проверим есть ли консерванты и загустители в наших образцах. В качестве стабилизатора в молоко обычно добавляют мел или соду.

Опыт № 3. Определение примесей соды в молоке

Цель: определить, имеются ли в образцах молока примеси, которые говорят о качества и состава молока

Оборудование: пробирка.

Вещества: уксусная кислота.

Ход работы:

Налили в пробирку 10 мл. молока, исследуемой марки.

В пробирку с молоком прилили небольшое количество уксусной кислоты.

Вывод: все образцы молока не содержат в своем составе примесей соды.

Некоторые производители для загустения молока добавляют крахмал, вот мы и посмотрим есть ли данный загуститель в образцах наших марок.

Опыт №4. Определение наличия крахмала в молоке

Цель: определить, имеются ли в образцах молока примеси, которые говорят о качества и состава молока

Оборудование: стаканчик, пипетка, йод.

Ход работы:

1. Капнуть на предметное стекло 1-2 капли молока.

2. Набрать в пипетку чуть йода.

3. Добавить в молоко.

4. Перемещать стеклянной палочкой.

Е сли на молоке появляется синий окрас, значит в молоке есть крахмал. Вывод: крахмала в образцах обнаружено не было.

Опыт №5. Определение степени разбавленности молока водой

Цель: определить разбавляют молоко водой или нет.

Оборудование и реактивы: пробирка, чашка Петри, этиловый спирт.

Ход работы:

Налили в пробирку 2 мл. молока исследуемой марки.

Добавили в пробирку с молоком 4 мл. этилового спирта.

Взбалтываем полученную смесь на протяжении 30 секунд. Выливаем смесь на чашку Петри, поставленную на темный фон.

Если молоко долго сворачивается или вообще не сворачивается, значит молоко разбавлено.

Вывод: образец молока №3, предположительно, разбавлено, так как молоко не свернулось.

Опыт № 6. Определение кислотности молока

Кислотность - показатель свежести молока, один из основных критериев оценки его качества. В свежем молоке рН = 6,68 (pH-это мера активности ионов водорода в растворе, количественно выражающая его кислотность), то есть молоко имеет слабокислую среду. Кислотность определим с помощью цифровой лаборатории.

Вывод: значение рН наших марок чуть выше, чем рН в свежем молоке.

2.3. Приготовление сухого молока

В наши дни фермеры и крупные производители могут разбавлять молоко животными и растительными жирами, в том числе пальмовым маслом. Заменители позволяют снизить затраты и увеличить доходы, но минус такой фальсификации заключается в их негативном влиянии на организм человека. С добавлением растительных ингредиентов приходится также использовать различные стабилизаторы вкуса и красители, чтобы достичь натуральности. Хотя есть группа людей, считающих, что растительный жир полезнее молочного, но здесь, как говорится, каждый выбирает для себя сам.

В отличие от обычного натурального молока, сухое молоко имеет более высокую стоимость, потому что на его производство затрачивается больше энергии. Но оно имеет и преимущество перед обычным не только из-за сроков хранения, но и из-за его доступности, ведь в некоторых регионах в зимний период надоев молока меньше, а в жаркие летние дни сохранить его свежим сложнее. Состав сухого молока такой же, как и у обычного, просто в нем нет воды. Попытаемся сделать сухое молоко в школьно лаборатории.

Что потребуется:

Жирное молоко,

Толстостенная антипригарная кастрюля, казан или сковорода,

Кофемолка или блендер,

Сахар по желанию.

Ход работы:

2.4. Из сухого молока делаем обычное

Когда будете восстанавливать сухое молоко, сначала растворите его в тёплой воде. Воду добавляйте постепенно, размешивая ложкой, чтобы не образовывались комочки. Потом охладите и выдержите не менее двух часов, чтобы белки набухли, как в свежем молоке, затем кипятите или добавляйте в блюда или выпечку. Если нет времени ждать, то после растворения можно использовать сразу. На один стакан (200 мл) готового молока необходимо 5 чайных ложек или 25 г сухого молока.

2.5.Экономический расчет

Заключение

Таким образом, выдвинутая мною гипотеза в результате исследования полностью подтвердилась. Качество молока разное и его можно определить в домашних условиях. Цель, которую я ставил перед собой, достигнута. Я научился определять качество молока в школьно химической лаборатории.

Исходя из вышеизложенного, мы доказали, что действительно по оценке органолептических и физико-химических показателей можно узнать качество произведенного продукта. В работе мы определили, что все образцы соответствуют ГОСТу по ряду исследуемых показателей.

К преимуществам магазинного молока можно отнести стандартное содержание жира, отсутствие крахмала и соды и что не менее важно вероятность попадания бактерий извне мала, так как упаковано молоко этих фирм в пакеты тетропак. К минусам магазинного молока можно отнести, то факт, что при тепловой обработке содержание витаминов ниже так как они частично разрушаются.

Список использованных источников и литературы

1. Молоко. Электронный ресурс. Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/Молоко

2. Основы правильного питания человека. Электронный ресурс. Режим доступа: http://biofile.ru/bio/19190.html

3. Молоко и его полезные свойства. Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.sportobzor.ru/diety-pravilnoe-pitanie/moloko-i-ego-poleznye-svoystva.html

4. Чем полезно молоко? Электронный ресурс. Режим доступа: http://luckyfamilyman.ru/chem-polezno-moloko.html

5. ТР ТС 033/2013 «О безопасности молока и молочной продукции» (введен в действие Решением Совета Евразийской экономической комиссии от 9 октября 2013 года № 67). Электронный ресурс. Режим доступа: https://www.audar-info.ru/docs/pact/?sectId=252470&artId=1214684

6. Свойства и показатели качества. Электронный ресурс. Режим доступа: http://tovaroveded.ru/teoreticheskie-osnovy-tovarovedeniya-konspekt-lektsij/288-svojstva_i_pokazateli_kachestva.html

7. ГОСТ 31450-2013 «Молоко питьевое. Технические условия».

8. Сухое молоко. Электронный ресурс. Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/Сухое молоко

9. ГОСТ 15467-79 (СТ СЭВ 3519-81). «Управление качеством продукции. Основные понятия. Термины и определения» (введен в действие Постановлением Госстандарта СССР от 26.01.1979 N 244) (ред. от 16.01.1985) Документ предоставлен КонсультантПлюс

10. Методические указания по лабораторному контролю качества продукции общественного питания. Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.audar-info.ru/docs/acts/?sectId=235782&artId=1127836

11. Санитарные правила и нормы СанПиН 2.3.2.560-96 "Гигиенические требования к качеству и безопасности продовольственного сырья и пищевых продуктов" (утв. постановлением Госкомсанэпиднадзора РФ от 24 октября 1996 г. № 27). С дополнениями № 1 от 11 октября 1998 г., № 2 от 21 мая 2000 г., № 3 от 13 января 2001 г.

12. Термические способы обработки молока: пастеризация, ультрапастеризация, стерилизация. Электронный ресурс. Режим доступа: http://vkuskakdoma.ru/about-food-products/moloko-products/all-about-milk.html#milk6

13. Идентификация и фальсификация молока и молочных продуктов. Электронный ресурс. Режим доступа: https://znaytovar.ru/new779.html

14. Молоко без антибиотиков. Электронный ресурс. Режим доступа: http://lechenie-antibiotikami.ru/bez-antibiotikov/moloko-bez-antibiotikov-proizvoditeli.html