- •5. Біохімічні та фізико-хімічні зміни молока при його зберіганні і
- •Методичні вказівки до користування посібником для дистанційного навчання
- •Вступ до дисципліни
- •Витяг з навчальної програми дисципліни “Біохімія молока і молочних продуктів” для студентів спеціальності 5.05170111 „Зберігання, консервування та переробка молока”
- •1. Основи виробництва молока
- •2.Склад молока
- •Лабораторна робота №1
- •Лабораторна робота №7
- •Лабораторна робота №10.
- •Контрольні запитання.
- •1. Основи виробництва молока. План.
- •Контрольні запитання.
- •2. Склад молока. Лекція 1. Загальний склад молока.
- •Контрольні запитання.
- •Лекція 2. Вуглеводи молока.
- •Контрольні запитання.
- •Лекція 3. Ліпіди молока.
- •Контрольні запитання.
- •Лекція 4. Білки молока.
- •1. Загальна характеристика білків.
- •Контрольні запитання.
- •Лекція 5. Ферменти молока.
- •Контрольні запитання.
- •Лекція 6. Мінеральні речовини.
- •Контрольні запитання.
- •Лекція 7. Вітаміни молока.
- •1. Коротка характеристика вітамінів.
- •2. Властивості водорозчинних вітамінів молока.
- •3. Властивості жиророзчинних вітамінів молока.
- •Контрольні запитання.
- •Лекція 8. Гази і пігменти, сторонні хімічні речовини молока.
- •2. Сторонні хімічні речовини.
- •Контрольні запитання.
- •Лабораторна робота № 1
- •Теоретичні відомості.
- •Зміст і послідовність виконання завдань
- •1. Відбір проб молока.
- •2. Підготовка молока до аналізу.
- •3. Визначення масової частки жиру в молоці.
- •Визначення масової частки жиру кислотним методом Гербера
- •Послідовність наповнення жироміру:
- •Дати відповіді на запитання
- •Лабораторна робота №2
- •Теоретичні відомості
- •Зміст і послідовність виконання завдань
- •1. Визначення білків методом формольного титрування.
- •2. Визначення сухої речовини та вологи в молоці розрахунковим способом.
- •Дати відповіді на запитання
- •3. Фізико-хімічні та бактерицидні властивості молока.
- •Контрольні запитання.
- •Лабораторна робота №3
- •Теоретичні відомості
- •Зміст і послідовність виконання завдань
- •1. Визначення густини молока.
- •3. Визначення кислотності молока.
- •Дати відповіді на запитання
- •Лабораторна робота №4
- •Теоретичні відомості
- •Зміст і послідовність виконання завдань
- •2. Фальсифікація молока содою.
- •3.Фальсифікація молока формальдегідом.
- •4. Фальсифікація молока аміаком.
- •Дати відповіді на запитання
- •4. Зміна складу молока під впливом різних факторів.
- •Контрольні запитання.
- •Лабораторна робота №5
- •Теоретичні відомості
- •Зміст і послідовність виконання завдань
- •3. Резазуринова проба.
- •Дати відповіді на запитання
- •5. Біохімічні та фізико-хімічні зміни молока при його зберіганні та обробці. План.
- •4. Вади молока біохімічного і хімічного характеру
- •Контрольні запитання.
- •Лабораторна робота №6
- •Теоретичні відомості
- •Зміст і послідовність виконання завдань
- •2. Визначення в молоці фосфатази.
- •3. Проба на альбумін.
- •Дати відповіді на запитання
- •6.Біохімічні та фізико – хімічні процеси при виробництві кисломолочних продуктів та морозива. План.
- •1. Біохімічні та фізико-хімічні процеси при виробництві кисломолочних продуктів.
- •2. Вплив складу молока, бактеріальних заквасок та інших факторів на бродіння лактози і коагуляцію казеїну.
- •3.Біохімічні основи виробництва окремих видів кисломолочних продуктів.
- •4. Вади кисломолочних продуктів фізико-хімічного і біохімічного характеру.
- •5. Фізико – хімічні процеси, що проходять при виробництві морозива.
- •Контрольні запитання.
- •Лабораторна робота №7
- •Зміст і послідовність виконання завдань
- •1. Визначення фізико-хімічних показників рідких кисломолочних продуктів.
- •2 . Визначення фізико-хімічних показників сметани.
- •3. Визначення фізико-хімічних показників сиру кисломолочного.
- •Дати відповіді на запитання
- •7. Біохімічні та фізико – хімічні процеси при виробництві вершкового масла. План.
- •1. Біохімічна характеристика вершків, які використовують для виробництва масла.
- •2. Стабільність жирової фази вершків при їхній підготовці до маслоутворення.
- •3. Фізико-хімічні основи виробництва масла збиванням вершків і перетворенням високожирних вершків.
- •4. Структура масла, її вплив на консистенцію і стійкість масла при зберіганні.
- •5. Формування смаку і запаху вершкового масла.
- •6. Вади масла хімічного і біохімічного характеру.
- •Контрольні запитання.
- •Лабораторна робота №8
- •Зміст і послідовність виконання завдань
- •1. Визначення жиру в вершках.
- •2. Визначення кислотності вершків
- •3. Визначення жиру в знежиреному молоці та маслянці.
- •Дати відповіді на запитання
- •Лабораторна робота №9
- •Зміст і послідовність виконання завдань
- •Дати відповіді на запитання
- •8. Біохімічні і фізико-хімічні процеси при виробництві сирів. План.
- •1. Біохімічна характеристика сиропридатності молока
- •2. Сичужне згортання молока.
- •3. Фізико-хімічні і біохімічні основи обробки згустку і сирної маси.
- •4. Біохімічні процеси при дозріванні сиру.
- •5. Зміна складових частин сиру при дозріванні.
- •6. Формування консистенції, малюнка, смаку і запаху сиру.
- •7. Вади сирів біохімічного характеру.
- •Контрольні запитання.
- •Лабораторна робота №10
- •Теоретичні відомості
- •Зміст і послідовність виконання завдань
- •1. Бродильна проба.
- •2. Сичужно-бродильна проба.
- •Дати відповіді на запитання
- •Лабораторна робота №11
- •Зміст і послідовність виконання завдань
- •1. Визначення вологи в сирі.
- •2. Визначення масової частки жиру в сирі.
- •3. Визначення ступеня зрілості сиру.
- •Дати відповіді на запитання
- •9. Біохімічні і фізико-хімічні процеси при виробництві і зберіганні молочних консервів. План.
- •1. Фізико-хімічні основи виробництва згущених молочних продуктів.
- •2. Фізико-хімічні основи виробництва сухих молочних продуктів.
- •3. Вади згущених і сухих молочних продуктів фізико-хімічного і біохімічного характеру
- •Контрольні запитання.
- •Лабораторна робота №12
- •Зміст і послідовність виконання завдань
- •1. Підготовка проби згущеного молока
- •2. Визначення масової частки жиру в згущеному молоці.
- •3. Визначення кислотності в згущеному молоці.
- •4. Визначення масової частки жиру в жиромірах для молока в сухому молоці.
- •5. Визначення кислотності в сухому молоці.
- •Дати відповіді на запитання
- •10. Біохімічні основи виробництва дитячих молочних продуктів План.
- •1. Склад і властивості жіночого молока
- •2. Методи наближення молочних сумішей до жіночого молока
- •3.Фізіологічні і біохімічні основи виробництва сухих і рідких дитячих молочних продуктів
- •11. Біохімічні і фізико-хімічні процеси при виробництві продуктів із знежиреного молока, сколотин і сироватки. План.
- •1. Біохімічна характеристика знежиреного молока, сколотин і сироватки.
- •2. Процеси при виробленні казеїну й інших видів молочного білка.
- •3. Процеси при виробленні зцм.
- •4. Процеси при виробленні молочного цукру.
- •Контрольні запитання.
- •Питання в обсязі домашньої контрольної роботи з навчальної дисципліни „Біохімія молока і молочних продуктів”
- •Питання до заліку по домашній контрольній роботі з навчальної дисципліни
- •Перелік питань до екзамену з навчальної дисципліни „ Біохімія молока і молочних продуктів ”
- •Глосарій.
- •Література
2. Сичужне згортання молока.
Безумовно, одним з відповідальних процесів при виробленні сирів є процес згортання білків (молока) сичужним ферментом. Від властивостей (міцності і швидкості виділення сироватки) отриманого згустку залежать проходження інших процесів сироваріння й у кінцевому рахунку якість готового продукту. Отже, сироварові необхідно одержати досить швидко (за 25—30 хв при виробництві твердих сирів і за 50—90 хв при виробленні м'яких) міцний, однак легко відокремлюючий сироватку згусток.
Хімізм сичужного згортання. Згортання молока після внесення сичужного ферменту (порошку) проходить у дві стадії.
На першій стадії фермент діє на молекули χ-казеїну, що стабілізує частки казеїну. У ньому розриваються певні пептидні зв'язки, що викликає відщіплення досить великих пептидів — макропептидів. У результаті в міцелах залишається не χ-казеїн, а пара-χ-казеїн, що уже нездатний захищати частки казеїну від злипання. Таким чином, у згусток і потім у сирну масу переходить не казеїн молока (казеїнаткальцій-фосфатний комплекс), а параказеїн (пара-казеїнаткальційфосфатний комплекс). Параказеїн незначно відрізняється від казеїну — має меншу молекулярну масу і ізоелектричну точку в менш кислому середовищі — при рН 5—5,2. В подальшому при вивченні процесів обробки згустку, сирної маси і дозрівання сиру під білком ми маємо на увазі не казеїн, а параказеїн.
На другій стадії нестійкі (дестабілізовані) міцели казеїну коагулюють. Спочатку вони збираються в невеликі агрегати (до 2—5 часток) і довгі нитки (скупчення 5—20 і більш часток), що потім з'єднуються між собою, утворЮЮЧИ просторову сітку, або структуру, згустку .
Друга стадія сичужного згортання молока вивчена ще не до кінця. Наприклад, не з'ясовано, за рахунок яких зв'язків і взаємодій частки білка поєднуються один з одним. Це можуть бути взаємодії гідрофобних груп білка, з'єднання часток за допомогою колоїдного фосфату кальцію і т.д. Однак відомо, що процес об'єднання часток білка прискорюється в присутності іонів кальцію, що на зразок «містків» скріплюють їх. Тривалість одержання згустку (і його міцність) — величина непостійна і залежить від великої кількості факторів.
Фактори, що впливають на швидкість сичужного згортання молока. До числа основних факторів, що визначають сичужне згортання молока відносять склад і властивості молока, а також режим пастеризації, кислотність молока і температуру згортання, активність бактеріальної закваски і сичужного ферменту.
Режим пастеризації. Нагрівання молока при пастеризації погіршує його наступне згортання і властивості одержуваних згустків. Це в основному викликано зміною фізико-хімічних властивостей білків (денатурацією сироваточних білків, зменшенням розмірів часток казеїну) і порушенням сольової рівноваги в молоці, тому що частина розчинних солей кальцію переходить у нерозчинний стан. Особливо глибокі небажані зміни властивостей білків і солей відбуваються при високих температурах. Тому в сироварінні застосовують низьку температуру пастеризації 71—76°С з витримкою протягом 20—25 с. Для відновлення сольової рівноваги до молока після пастеризації все-таки приходиться додавати відповідну кількість (10—30 г на 100 кг молока) хлориду кальцію.
Недоліком прийнятого в сироварінні режиму пастеризації є те, що при низьких температурах у молоці не знищуються спорові і термостійкі форми бактерій. Однак більш висока температура різко знижує швидкість сичужного згортання молока і якість згустків, що утворюються: міцність і здатність виділяти сироватку. Цей недолік можна ліквідувати, застосовуючи бактофугування молока перед його пастеризацією.
Кислотність молока і температура згортання. Свіже пастеризоване молоко погано згортається сичужним ферментом, з нього виходять неміцний згусток і сир зниженої якості. Згортання прискорюється при підвищенні кислотності молока, що пояснюється збільшенням активності сичужного ферменту. Разом з тим якщо при низькій кислотності молока утворюється неміцний млявий згусток, що погано виділяє сироватку (і потім погано обсушується сирне зерно), та висока кислотність молока приводить до утворення надлишково-міцного згустку і виробленню сиру крихкої консистенції. Тому для нормального сичужного згортання й одержання сиру гарної консистенції рекомендують кислотність (зрілість) молока доводити при виробництві твердих сичужних сирів до 18—20°Т, а при виробництві м'яких — до 22—25°Т. На швидкість утворення сичужного згустку і його міцність впливає температура згортання молока — чим вона вище, тим швидше згортається молоко (і міцніший утворений згусток), і навпаки. Тривалість згортання молока скорочується при підвищенні температури від 20°С до температурного оптимуму сичужного ферменту (близько 40°С). На практиці використовують температуру трохи нижче оптимальної (29—35°С), що забезпечує одержання достатньо міцного згустку за порівняно короткий термін. Її вибирають з урахуванням кислотності молока і виду сиру. Для твердих сирів вона дорівнює 32—35°С, для м'яких — 29—32°С.
При температурі нижче 20°С процес згортання молока сповільнюється. При температурі 10°С и нижче молоко практично не згортається, подальше підвищення температури, приводить до утворення згустку. Це явище використовують при безперервному методі виробництва сиру. Спочатку при низьких температурах (2—5°С) проводять першу стадію сичужного згортання, а потім при нагріванні — другу стадію, що завершується утворенням згустку.
Активність бактеріальної закваски і сичужного ферменту. Від активності молочнокислих бактерій бактеріальної закваски залежить активна кислотність молока, величина якої визначає швидкість дії сичужного ферменту (а також інтенсивність зневоднювання згустку і сирної маси). Отже, при підборі молочнокислих бактерій варто враховувати їхню енергію кислотоутворення. Сичужний фермент, вироблений із сичугів телят і ягняти і застосовуваний для згортання молока, містить два компоненти: хімозин і пепсин. Обидва ферменти згортають молоко, але хімозин — значно активніший. Отже, молокозгортаюча активність сичужного ферменту залежить від співвідношення цих двох компонентів.
Технічні препарати сичужного ферменту (сичужний порошок), як правило, містять 60—70% хімозину і 30— 40% пепсину. Їхню активність доводять до стандартної величини— 10000 умов. один. Під активністю сичужного ферменту розуміють кількість частин молока, що згортається одною частиною ферменту при 35°С на протязі 40 хв. Фермент має оптимальну активність при рН 6,2 і температурі 40°С. Отже, молокозгортаюча активність сичужного ферменту буде залежати від кислотності молока і температури згортання.
Крім сичужного ферменту для згортання молока застосовують більш дешевий пепсин, який одержують зі шлунків дорослих жуйних тварин і свиней. Яловичий і свинячий пепсини володіють у порівнянні із сичужним ферментом меншою молокозгортаючою активністю, але більш високою протеолітичною активністю, тобто активністю розщеплювати білки при дозріванні сирів. Тому сири, вироблені з застосуванням пепсину, часто мають гіркий смак.