ĆWICZENIE 1 ŻCzł, 3 rok, Mleko
[ Pobierz całość w formacie PDF ]
//-->UNIWERSYTET ROLNICZY IM. HUGONA KOŁŁĄTAJA W KRAKOWIEWYDZIAŁ TECHNOLOGIIśYWNOŚCIKatedra Przetwórstwa Produktów ZwierzęcychĆWICZENIE1ANALIZA JAKOŚCI I WARTOŚCI ODśYWCZEJ MLEKAStudia stacjonarne I stopnia – rok III, semestr VPrzedmiot: Mleko i Przetwory Mleczarskie wśywieniuCzłowiekaWSTĘP1. DefinicjaMleko jest wydzieliną gruczołu mlecznegoŜeńskichosobników ssaków. Definicjamleka krowiego jako artykułu obrotu handlowego ustalona na Kongresie Mleczarskim wGenewie w 1914 r. brzmi następująco: „jest to produkt całkowitego i nie przerywanego doju,uzyskany we właściwy sposób od zdrowej, dobrze odŜywionej i nie przemęczonej krowymlecznej, nie zawierający domieszki siary”.Mlekiem surowym jest mleko pochodzące od zwierząt zdrowych, niczym nieuzupełnione i niczego nie pozbawione oraz nie poddane działaniu temperatury powyŜej 40°Club innym zabiegom technologicznym wywołującym ten sam efekt.2. Skład mleka krowiegoSkładnik:WodaS.m.Średnio:87,5%12,5%, w tym:BiałkoTłuszczLaktozaPopiółPozostałe składniki organiczne3,2%3,6%4,8%0,7%0,2%(2,6 – 4,0)(2,7 – 5,5)(4,2 – 5,2)(0,6 – 0,8)(0,1 – 0,3)Zakres:Na skład chemiczny mleka wpływa wiele czynników, wśród których podstawowymi są:•czynniki genetyczne (rasa, cechy osobnicze);•czynniki fizjologiczne (okres laktacji, wiek, stan zdrowotny);•czynnikiśrodowiskowe(Ŝywienie, warunki klimatyczne, pora roku).Skład chemiczny mleka zmienia się w sposób istotny w ciągu okresu laktacji tj. od wycieleniakrowy do jej zasuszenia. Największe zmiany obserwuje się w pierwszych dniach powycieleniu. W okresie tym wydzielina gruczołu mlekowego nosi nazwęsiary.Charakteryzujesię ona wysoką zawartością białek serwatkowych (nawet do 20 razy więcej), zwiększonązawartością związków mineralnych i tłuszczu, a jednocześnie mniejszą koncentracją cukrumlekowego tj. laktozy. Siara nie moŜe być mieszana z mlekiem i dostarczana do skupu.3. Charakterystyka podstawowych składników mlekaa) białkoBiałko stanowi 95% wszystkich substancji azotowych zawartych w mleku. Pozostałe3-5% to tzw. azotowe związki niebiałkowe, do których zalicza się: peptydy, aminokwasy,mocznik, amoniak.Podstawowym składnikiem frakcji białkowej mleka jestkazeina.Średniazawartośćkazeiny w mleku wynosi w Polsce ok. 2,5%, co oznacza,Ŝestanowi ona 75-80% wszystkichbiałek mleka. W skład tego białka wchodzą cztery podstawowe frakcje:αs1,αs2,β, κorazpowstająca w wyniku działania plazminy naβ-kazeinęfrakcjaγ,występujące w stosunku33:11:33:11:4. Jest to fosfoproteid występujący w mleku w jako fosfokazeinian wapnia, wformie koloidu (zolu) w postaci tzw. miceli kazeinowych – kulistych, silnie uwodnionychtworów ośrednicy50-250 nm. WświeŜymmleku tj. w zakresie pH ok. 6,6-6,8 miceleposiadają ładunek ujemny, co warunkuje tworzenie się otaczających je warstwhydratacyjnych. Warstwy te o jednoimiennych ładunkach elektrycznych wzajemnie sięodpychają, stabilizując roztwór koloidalny kazeiny. Przy pH obniŜonym do poziomu 4,6 ilośćdysocjowanych grup kwasowych i zasadowych w cząsteczce kazeiny jest jednakowa (punktizoelektryczny), zewnętrzny ładunek miceli jest równy zeru, co powoduje utratę warstw1hydratacyjnych. W warunkach tych kazeina traci rozpuszczalność i wytrąca się z roztworu wpostaci skrzepu (Ŝelu). Po wytrąceniu kazeiny w roztworze pozostająbiałka serwatkowe.Ichzawartość w mleku wynosi ok. 0,6%, co stanowi ok. 20% azotu białkowego.W skład białek serwatkowych mleka wchodzą:2-5% białek mleka•albuminy:α-laktoalbuminaβ-laktoglobulinaalbumina serum krwi••globulinyproteozy i peptony oraz inne białkaimmunoglobuliny7-12% białek mleka0,7-1,3% białek mleka1,3-2,7% białek mleka2-6% białek mlekab) tłuszczTłuszcz mleka są to wszystkie jego składniki, które dają się z niego wyekstrahowaćrozpuszczalnikami organicznymi. Są to:•tłuszcze proste (właściwe), tj. estry glicerolu i kwasów tłuszczowych (triacyloglicerole– 98,3%, diacyloglicerole – 0,3%, monoacyloglicerole – 0,03%);•tłuszcze złoŜone (fosfolipidy, cerebrozydy);•wolne kwasy tłuszczowe;•substancje towarzyszące: sterole – 0,2-0,4%, skwalen, karotenoidy, witaminy A, D, E,K.Tłuszcz mlekowy zawiera w swym składzie ponad 400 róŜnych kwasów tłuszczowych, zczego 3 grupy występują w większych ilościach:•krótkołańcuchowe, lotne z parą wodną: masłowy, kapronowy, kaprylowy, kaprynowy– ok. 10%;•wyŜsze nasycone: laurynowy, mirystynowy, palmitynowy, stearynowy – ok. 55%;•nienasycone: palmitooleinowy, oleinowy, linolowy, linolenowy, arachidonowy – ok.35%.Charakterystyczną cechą składu kwasów tłuszczowych tłuszczu mlekowego jeststosunkowo wysoka zawartość kwasów krótkołańcuchowych. Tłuszcz w mleku występuje wpostaci drobnych silnie zdyspergowanych kuleczek tłuszczowych, otoczonych tzw. otoczkamizbudowanymi z fosfolipidów i białek. Ok. 80% całej masy tłuszczu reprezentują kuleczki ośrednicy2 – 6µm (w 1 cm3jest ich 2 – 6 mld).a. laktozaLaktoza jest najwaŜniejszym węglowodanem mleka większości ssaków. Jest onadwucukrem zbudowanym z D-glukozy i D-galaktozy połączonych wiązaniemβ-glikozydowym pomiędzy C-1 galaktozy i C-4 glukozy. Laktoza ulega wielokierunkowymprzemianom pod wpływem organizmówŜywych.Pierwszym etapem tych przemian jestnajczęściej hydroliza na glukozę i galaktozę przy udziale enzymuβ-galaktozydazy.Powstałeheksozy w warunkach tlenowych utleniane są do CO2i H2O, w beztlenowych podlegająróŜnym fermentacjom. Najczęściej mamy do czynienia zfermentacją mlekową,w której zjednej cząsteczki laktozy powstają 4 cząsteczki kwasu mlekowego.b. składniki mineralneSkładniki mineralne mleka to głównie sole mineralne, w których skład wchodząmetale jako kationy i reszty kwasów nieorganicznych jako aniony, a takŜe mineralne kationy ianiony wchodzące w skład struktur związków organicznych mleka, przede wszystkim białek.Podstawowe makroelementy mleka to:2Wapń – występuje w ilości 100 – 140 mg/100cm3mleka; 67% Ca występuje w formiekoloidalnej, głównie jako fosforany, wchodząc w skład struktur micel kazeinowych. Ok.20% wapnia występuje w formie nie zdysocjowanych związków rozpuszczalnych, jakcytryniany, wodorofosforany lub wodorowęglany, ok. 10% Ca występuje w formiezjonizowanej. Ogrzewanie i zmiany kwasowości naruszają równowagę w układzie soliwapniowych.Fosfor – 75 – 110 mg/100cm3;Potas – 135 – 155 mg/100cm3;Sód i chlor – w mleku pozyskanym od zdrowych krów zawartość sodu przewaŜnie wynosi35 – 60 mg/100cm3, chloru zaś od 80 do 140 mg/100cm3. Pierwiastki te występują wmleku w stanie jonowym jako produkt dysocjacji NaCl, KCl, CaCl2. Zasadnicza rolachlorku sodowego polega na utrzymywaniu ciśnienia osmotycznego mleka (wraz zlaktozą) na stałym poziomie. Spadek zawartości laktozy w mleku spowodowanyupośledzeniem jej syntezy przy zaburzeniach w funkcjonowaniu wymienia (główniepodczas stanów zapalnych - mastitis) powoduje zwiększoną dyfuzję NaCl z krwi. DlategoteŜ zawartość tego związku wzrasta silnie w mleku przy stanach zapalnych.4. Właściwości fizykochemiczne mlekaGęstość – jest wypadkową gęstości i zawartości wszystkich jego składników. Gęstość mlekazbiorczego w temp. 20°C mieści się w granicach 1,027 – 1,033 g/cm3. Gęstość mleka wktórym tłuszcz jest w stanie zestalonym (np. mleko silnie chłodzone przez kilka do kilkunastugodzin) jest o około 0,006 – 0,008 wyŜsza niŜ mleka zawierającego tłuszcz w stanie ciekłym.Odtłuszczenie mleka lub dodanie mleka chudego powoduje pewien wzrost gęstości.Rozwodnienie mleka wywołuje proporcjonalny spadek jego gęstości, odsetka tłuszczu isuchej masy beztłuszczowej. Jednak znaczniejsze odtłuszczenie mleka z jednoczesnym jegolekkim rozwodnieniem moŜe nie zmienić gęstości.Temperatura zamarzania – obniŜenie temperatury zamarzania wody zaleŜy od molarnościroztworu, tj. od liczby cząsteczek i jonów tworzących roztwór. Temperatura zamarzaniaroztworu pozostaje zatem w związku z jego ciśnieniem osmotycznym. Ciśnienie to w mlekujest w równowadze z ciśnieniem osmotycznym krwi i stosunkowo niewiele się zmienia.PoniewaŜ zawarta w mleku laktoza i sole mineralne występują w postaci roztworurzeczywistego, dlatego jego temperatura zamarzania zwana punktem zamarzania jest niŜszaod temperatury zamarzania wody. Większość próbek mleka zamarza w przedziale od –0,540do –0,550°C. Badania przeprowadzone w Polsce wykazały,Ŝe(95% prawdopodobieństwa)temp. –0,513°C stanowi najwyŜszą temp. zamarzania mleka normalnego od pojedynczychkrów, temp. zaś –0,518°C mleka zbiorczego. Biorąc pod uwagę stosunkowo niewielkązmienność temperatury zamarzania mleka normalnego, pomiar tej wielkości stał się podstawąstandardowej metody wykrywania dodatku wody do mleka. (5% dodatek wody powodujewzrost punktu zamarzania o 0,025°C, 13% -0,070°C. Pomiar temp. zamarzania wykonujemyprzy uŜyciu krioskopu.Kwasowość – naleŜy do najwaŜniejszych czynników technologicznych decydujących ozachowaniu się mleka w róŜnych procesach produkcyjnych. Kwasowość swą mlekozawdzięcza obecności soli kwaśnych, kazeiny, kwasów organicznych i nieorganicznych.MoŜemy ją wyrazić dwojako: jako kwasowość czynną oraz kwasowość potencjalną.Kwasowość czynna,zwana teŜ rzeczywistą, jest określana za pomocą stęŜeniawolnych jonów wodorowych w roztworze.ŚwieŜenormalne mleko ma odczyn lekko kwaśny,pH od 6,6 do 6,8. NiŜsza kwasowość (pH >6,8) sugeruje najczęściej stan zapalny wymienia i3przenikanie surowicy krwi do mleka. Wartości pH niŜsze od 6,5 są następstwemzaawansowanej fermentacji mlekowej laktozy do kwasu mlekowego i innych kwaśnychproduktów. Pomiar pH moŜe być dokonany metodą instrumentalną (pehametr) lubchemiczną, uŜywając tzw. wskaźników pehametrycznych. W mleczarstwie najczęściej uŜywasię alizaryny.Kwasowość potencjalnatzw. miareczkowa jest wyraŜona ogólną ilością kwaśnychzwiązków dających się zobojętnić mocną zasadą wobec fenoloftaleiny jako wskaźnika punkturównowaŜnikowego zobojętniania. Podczas oznaczania kwasowości miareczkowej mlekaświeŜegozobojętniane są białka, kwaśne sole (wodorofosforany, wodorowęglany) iczęściowo kwas węglowy. Kwasowość miareczkową wyraŜamy w stopniach Soxhleta-Henkla(°SH). Kwasowość w°SHjest równa liczbie cm30,25M NaOH zuŜytego do miareczkowania100 cm3mleka wobec 4 cm32% alkoholowego roztworu fenoloftaleiny. Normalne mlekokrowie wykazuje 6,0 – 7,5°SH. Wartość 8-9°SHokreślana jest jako lekkie nadkwaszenie,mleko o kwasowości 10-12°SHścinasię podczas gotowania, natomiast przy 24-28°SHmlekościnasię juŜ w temp. pokojowej.5. Podstawowe kryteria higienicznej jakości mlekaDo podstawowych kryteriów oceny jakości higienicznej surowca zaliczamy•zawartość komórek somatycznych (wskaźnik stanu zdrowotnego wymienia),•stopieńskaŜeniamikrobiologicznego(wskaźnikwarunkówpozyskiwania,przechowywania i transportu mleka),•zawartość substancji obcych (rozwodnienie, zawartość antybiotyków, aflatoksyny, metalicięŜkich i pestycydów)Komórki somatyczne mlekaPod pojęciem komórki somatyczne obejmuje się pochodzące z gruczołu mlecznegocałe lub zniszczone komórki nabłonka pęcherzyków, przewodów i zatok mlecznych orazskładniki morfotyczne krwi i limfy, głównie krwinki białe czyli leukocyty oraz rzadkokrwinki czerwone (erytrocyty). W prawidłowym pod względem fizjologicznym mlekukomórki somatyczne występują w liczbie 100 000 - 500 000 w 1 cm3, przy czym leukocytystanowią wśród nich nie więcej jak 20-40%. W mleku od krów dotkniętych zapaleniemwymienia silnie wzrasta liczba komórek somatycznych, w tym głównie leukocytów.Stwierdza się wtedy ponad 500 000 komórek somatycznych w 1 cm3mleka. Dlatego teŜokreślenie ich liczebności ma doniosłe znaczenie diagnostyczne przy wykrywaniu zapaleńwymienia.Charakterystyka mikrobiologiczna mlekaMleko jest bardzo dobrym substratem do wzrostu wielu gatunków drobnoustrojów.Spowodowane jest to duŜą zawartością i róŜnorodnością składników odŜywczych w nimzawartych. Wiadomo,Ŝeliczne bakterie, w tym fermentacji mlekowej, w korzystnychwarunkach pokarmowych i optymalnych parametrach wzrostu podwajają swą liczbę co 20 –30 minut. O jakości i trwałości produktów mleczarskich decyduje przede wszystkim jakośćmikrobiologiczna surowca. Dobrym surowcem jest mleko zawierające jak najmniejdrobnoustrojów.Proces zakaŜania mleka florą bakteryjną zachodzi w następujących etapach:•syntezy mleka w wymieniu – zachodzi głównie w przypadku występowania stanówzapalnych wymion;•wewnątrzstrzykowego zakaŜenia mlekaświeŜego– mikroflora, która wniknęła przezujścia brodawkowe do kanału strzykowego jest spłukiwana podczas doju strumieniemmleka, dlatego celowe jest zdajanie pierwszych partii mleka do oddzielnych naczyń i nie4
[ Pobierz całość w formacie PDF ]