Исследовательская работа "Исследование физико-химических свойств молока"

Всероссийский конкурс исследовательских и проектных работ

школьников «Высший пилотаж»

Исследование физико-химических свойств молока

Исследовательская работа

Направление «Химия»

Автор: Рыскин Никита Андреевич

Учащийся 9 «А» класса

МБОУ СОШ № 5 ГО Спасск-Дальний

2024 г.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 3

ГЛАВА I. МОЛОКО – ИСТОЧНИК ЖИЗНИ 4

1.1 Польза и вред молока 4

1.2 Сорта молока 4

1.3 Состав молока 6

ГЛАВА II. ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МОЛОКА РАЗНЫХ ПРОИЗВОДИТЕЛЕЙ 8

2.1 Анкетирование учащихся МБОУ СОШ № 5 ГО Спасск-Дальний 8

2.2 Определение органолептических показателей качества 8

2.3 Определение физико-химических показателей молока разных марок 10

2.4 Анализ упаковки молока (ГОСТ 31450-2013) 14

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 16

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 17

ПРИЛОЖЕНИЕ 18

Приложение А 18

Приложение В 18

ВВЕДЕНИЕ

Молоко – полноценный и полезный продукт питания. Естественное назначение молока в природе заключается в обеспечении питанием молодого организма после рождения.

Актуальность выбранной темы обусловлена тем, что молоко востребованный продукт питания. Молоко обеспечивает организм всеми необходимыми питательными веществами. Следовательно, оно полезно для человека! Но в пищу можно использовать только качественное молоко! А всё ли мы знаем об этом продукте? Какого качества молоко на прилавках наших магазинов?

Собрав информацию о пользе молока, определив качество наиболее покупаемых в магазинах видов молока, и выяснив, соответствие качества продаваемого молока мы сможем ответить на многие вопросы, которые волнуют нас и будут интересны детям и взрослым.

Цель исследования: изучить физико-химические свойства марок молока разных производителей.

Задачи исследования:

1. Изучить литературу по теме исследования.

2. Провести анкетирование среди учащихся 9А класса МБОУ СОШ № 5 ГО Спасск-Дальний).

3. Исследовать качество марок молока разных производителей.

Объект исследования: молоко различных марок:

1. Фермерское подворье (жирность 3,2 %, ООО «Хладокомбинат Партнер»)

2. Молоко с. Хороль (жирность 2,5 %, ООО «Хорольский молочный завод»)

3. Молоко ГринАгро (жирность 3,2 %, АО ГМЗ «Артемовский»)

4. Молоко из школьной столовой (жирность 3,2 %, «Чугуевский молокозавод «Усадьба»)

ГЛАВА I. МОЛОКО – ИСТОЧНИК ЖИЗНИ

1.1 Польза и вред молока

Жирность коровьего молока в среднем составляет 3,5 %. Степень жирности обычно регулируется промышленным способом: для получения продукта большей жирности его разбавляют сливками, а для снижения процента жирности специально обезжиривают. Таким образом, процент жирности может составлять от 1 до 5 %. Все, что больше 5 %, уже считается сливками [13].

Польза коровьего молока для организма несомненна – оно является богатейшим источником витаминов и минералов. Лактоза, содержащаяся в составе, полезна для сердца. Однако молоко следует употреблять с осторожностью. Людям с непереносимостью лактозы оно противопоказано. Людям с заболеваниями желудочно-кишечного тракта, печени или поджелудочной железы следует также воздержаться от употребления молочного и выбирать для рациона кисломолочные продукты.

Молоко – хороший источник кальция для роста детей. Не стоит забывать, что свойства топленого молока тоже велики. Перед употреблением молоко нужно обязательно кипятить, чтобы уничтожились бактерии.

К полезным свойствам коровьего молока относят его воздействие на желудок, его рекомендуют употреблять при гастрите, язве желудка. Если у Вас проблемы со сном, рекомендуют выпивать стакан теплого молока перед сном.

Козье молоко полезные свойства способны благоприятно влиять на слизистую оболочку желудка. Мало кто знает, что молоко может утолять жажду. Когда человек потеет, он теряет много влаги и минеральные соли находящейся в организме. В молоке их предостаточно, чтобы уменьшить жажду и удержать влагу в организме.

Многие думают, что молоко способствует набиранию лишней массы. Но это ложное мнение, молоко наоборот защищает организм от лишних калорий. Содержащийся кальций помогает бороться с лишним весом и усиливает сжигание жира [14].

1.2 Сорта молока

К молоку как к сырью для изготовления высококачественных молочных продуктов согласно ГОСТ 13264-88 «Молоко коровье. Требования при закупках» выдвигают требования по физико-химическим, органолептическим и санитарно-ветеринарным показателям. Молоко должно быть натуральным, полученным от здоровых коров, иметь чистый, приятный, сладковатый вкус и запах, свойственный свежему молоку; цвет от белого до светло-кремового, без каких-либо пятен консистенция однородная, без сгустков белка и комков жира, без осадка, плотностью не ниже 1027 кг/м³. Не допускается в молоке резко выраженных кормовых привкусов, особенно лука, чеснока, полыни, которые не исчезают при технологической обработке. Нельзя принимать на завод молоко со стойким запахом химикатов и нефтепродуктов, с добавлением нейтрализующих веществ, с остаточным содержанием химических средств защиты растений и животных, а также антибиотиков, с прогорклым и затхлым привкусом, тягучей консистенции, что свидетельствует о присутствии в большом количестве гнилостной и посторонней микрофлоры [12].

Соответствие молока стандарту по физико-химическим показателям устанавливают анализом на содержание массовой доли жира, При приеме молока проводят контроль молока по санитарно-микробиологическим показателям проверкой 1 раз в декаду на механическую загрязненность, редуктазной или резазуриновой пробами на бактериальную обсемененность. Резазуриновая проба позволяет скорее определить этот показатель, но в промышленности используют в основном редуктазную пробу.

По результатам анализа молоко подразделяют на два сорта, каждый из которых перерабатывается отдельно (табл.1). Для молока второго сорта допускается присутствие слабовыраженных кормовых запаха и привкуса в зимне-весенний период года.

Таблица 1 – Характеристика молока (сорт молока) [10]

При приеме молока на заводе оно должно иметь температуру не выше 10^оС, в противном случае оно принимается со скидкой как «неохлажденное». Молоко плотностью 1026 кг/м³, кислотностью 15^о или от19^о до 21^о может быть принято первым или вторым сортом молока на основе стойловой пробы, если оно по другим показателям соответствует стандарту, при условии срока хранения 1 месяц.

Молоко, идущее на производство продуктов детского питания, сычужных сыров, стерилизованных продуктов, должно соответствовать требованиям высшего и первого сортов молока, но с содержанием соматических клеток не более 500 тис/см³, по термостойкости не ниже второй группы (продукты детского питания и стерилизованные), по сычужно-бродильной пробе не ниже второго класса (сычужные сыры). Молоко при этом принимают с соответствующей прибавкой в цене [10].

1.3 Состав молока

Состав молока коровьего во многом определяется его происхождением. Оно имеет многокомпонентный состав в виде полидисперсной системы с жидкой консистенцией. Коровье молоко является наиболее популярным видом молока из всех млекопитающих животных, и занимает наибольшую часть из всех видов производимого молока животноводческой отрасли мирового сельского хозяйства.

Коровье молоко состоит из белка, жиров, углеводов, воды, зольных веществ, органических кислот, минеральных элементов и витаминов. Оно содержит практически всю линейку витаминов группы В, витамины Е, Д, Н, аскорбиновую кислоту, бета-каротин, витамин PP, холин, нуклеиновые кислоты, моно-ненасышенные жирные кислоты, лактозу, незаменимые аминокислоты.

Из минеральных элементов, пожалуй, наиболее ценным и существенным элементом состава является макроэлемент кальций. В химический состав коровьего молока он входит в оптимальном для легкого усвоения организмом виде, в количестве в среднем от 100 до 150 мг. Также в него входят калий, фосфор, хлор, сера, магний, натрий, разнообразные хлориды и цитраты, ряд микроэлементов.

Количество минеральных элементов и витаминов, а также процент жирности в составе молока может варьироваться в зависимости от времени года, условий содержания, здоровья и рациона коров, возраста и прочих влияющих на лактацию факторов [3, c.117].

В молоке содержится 87-88 % воды, которая находится как в свободном, так и связанном состоянии. Свободная вода не связана с составляющими компонентами молока и легко удаляется при его сгущении, сушке или замораживании. Связанная вода – это вода, удерживаемая молекулярными силами компонентов молока (белками, фосфолипидами, полисахаридами), находящаяся в коллоидном состоянии. В молоке содержится 2-3,5 % связанной воды. Она замерзает при температуре ниже 0⁰С, не растворяет солей и сахаров, не удаляется при сушке, недоступна микроорганизмам.

Сухие вещества – это вещества, которые остаются в молоке после высушивания при 103-105⁰С до постоянной массы. Массовая доля сухих веществ в молоке составляет 12-13 % и зависит от его состава. В наибольшей степени на количество сухих веществ в молоке влияет содержание жира.

В молоке жир находится в виде эмульсии или суспензии и имеет форму мелких шариков. Число и размер жировых шариков зависят от породы скота, периода лактации, корма и условий содержания. Диаметр жировых шариков колеблется от 0,5 до 10 мкм. В молочном жире растворены витамины А, D, Е.

Количество белков в молоке колеблется от 3,05 до 3,85 %. В их состав входит около 82 % казеина, 12 % альбумина, 6 % глобулина. Соотношение казеина, альбумина и глобулина в молоке изменяется в зависимости от периода лактации, кормления животных и других факторов.

Молочный сахар, или лактоза, содержится только в молоке. Минеральные соли. В молоке содержатся (около 0,6-0,8 %) соли кальция, магния, калия, железа, лимонной и фосфорной кислот.

Витамины участвуют в обмене веществ и являются катализаторами биохимических процессов. Отсутствие или недостаток витаминов в питании приводит к нарушению обмена веществ в организме. В молоке содержатся витамины А, В, В2, В12, D, С, РР, Н, фолиевая кислота, холин и пр.

Ферменты молока  способствуют ускорению биологических процессов. Большинство ферментов входят в состав клеток организмов. Внеклеточные переходят из клеток в кровь и различные жидкости, где и проявляют свое действие. К числу внеклеточных ферментов относятся пепсин, трипсин, сычужный фермент. В молоке содержатся следующие ферменты: лактаза, амилаза, липаза, фосфатаза, пероксидаза, редуктаза [3].

ГЛАВА II. ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МОЛОКА РАЗНЫХ ПРОИЗВОДИТЕЛЕЙ

2.1 Анкетирование учащихся МБОУ СОШ № 5 ГО Спасск-Дальний

В ходе исследовательской работы мы провели анкетирование в 9А классе для выявления марок молока, которое они употребляют. (Приложение А).

На основании проведенного анкетирования мы выбрали 3 марки молока и образец из школьной столовой:

1. Фермерское подворье (жирность 3,2 %, ООО «Хладокомбинат Партнер»)

2. Молоко с. Хороль (жирность 2,5 %, ООО «Хорольский молочный завод»)

3. Молоко ГринАгро (жирность 3,2 %, АО ГМЗ «Артемовский»)

4. Молоко из школьной столовой (жирность 3,2 %, «Чугуевский молокозавод «Усадьба»)

2.2 Определение органолептических показателей качества

Молоко характеризуется определёнными органолептическими или сенсорными показателями: внешним видом, консистенцией, цветом, вкусом и запахом (Приложение В) [11].

1. Внешний вид молока оценивается при осмотре его в прозрачном сосуде. Отмечается однородность, наличие осадка, загрязнений и примесей.

При исследовании выбранных марок молока было обнаружено, что все они удовлетворяют нормативным критериям. В целом их внешний вид можно охарактеризовать – однородная жидкость без примесей, без осадка и без загрязнений.

2. Консистенция молока определяется по следу, остающемуся на стенках колбы после его взбалтывания. Молоко жидкой консистенции быстро стекает со стенок, не оставляя следа; при нормальной консистенции остается белый след. При слизистой или тягучей консистенции (в случае развития слизистых бактерий) молоко имеет значительную вязкость и тянется по стенкам.

При исследовании выбранных марок молока было установлено, что все они удовлетворяют нормам.

3. По цвету согласно нормативной документации закупаемое молоко должно быть от белого до слабо-кремового оттенка.

Цвет молока определяется в цилиндре из бесцветного стекла, куда наливают 50-60 мл молока. Обезжиренное снятое молоко имеет более или менее ясно выраженный синеватый оттенок; розовый цвет молока может зависеть от примеси крови, от корма животного (морковь, свекла) и некоторых лекарственных веществ (ревень) или от развития в молоке колоний некоторых цветных бактерий (рис.1).

Рис.1 – Определение внешнего вида и консистенции молока

Результаты представлены в таблице 2.

Таблица 2 – Определение цвета молока

4. Запах молока определяют, налив 100 мл молока в коническую колбу, закрыв ее часовым стеклом и встряхнув. Свежее молоко имеет слабый специфический запах. Кисловатый запах указывает на начавшееся скисание. При развитии гнилостных бактерий молоко приобретает запах аммиака, сероводорода и др. В случае неправильного хранения или транспортировки молоко может воспринимать посторонние запахи: керосина, мыла, рыбы, нефти, духов и др.

Результаты представлены в таблице 3.

Таблица 3 – Определение запаха молока

5. Вкус определяют, ополоснув полость рта небольшим количеством молока (5-10 мл). Вкус доброкачественного молока слегка сладковатый. Наличие других привкусов: горького, соленого, вяжущего, рыбного – обусловливается кормом животного, его болезнью, посторонними примесями, неправильным сбором и хранением молока. Результаты представлены в таблице 4.

Таблица 4 – Определение вкуса молока

2.3 Определение физико-химических показателей молока разных марок

Физико-химические свойства все больше используются для оценки качества молока. К ним относятся:

– кислотность

– наличие основных составных веществ в молоке

– наличие ингибирующих веществ в молоке

1. Кислотность ­– показатель свежести молока, один из основных критериев оценки его качества. В молоке определяют титруемую и активную  кислотность.

Активная кислотность (pH) является одним из показателей качества молока и определяется концентрацией водородных ионов. Для свежего молока pH находится в пределах 6,4-6,8, т.е. у молока слабокислая реакция.

От значения pH зависит коллоидное состояние белков молока, развитие полезной и вредной микрофлоры, термоустойчивость молока, активность ферментов [6].

Активную кислотность определяли универсальной индикаторной бумагой и для сравнения определили с помощью цифрового оборудования Z.Labs (рис. 2).

Рис. 2 – Определение кислотности молока

Результаты исследования представлены в таблице 5.

Таблица 5 – Определение кислотности молока

2. Определение наличия белка в молоке с помощью цветной реакции (биуретовая реакция)

В пробирку налить 2 мл молока, добавить 2 мл раствора гидроксида натрия, затем 2 мл раствора медного купороса. Наблюдаем, что во всех образцах произошло изменение цвета молока на фиолетовый (рис. 3) [1].

Рис. 3 – Биуретовая реакция

Результаты представлены в таблице 6.

Таблица 6 – Результаты биуретовой реакции

3) Определение наличия крахмала.

В пробирку налить 5 мл молока и добавить 2 капли спиртового раствора йода. Определили, что в каждой пробирке изменяется цвет. В присутствии крахмала молоко должно окрасится в синий цвет, без крахмала в бледно-жёлтый (рис. 4) [2].

Рис. 4 – Определение наличия крахмала

Результаты исследования представлены в таблице 7.

Таблица 7 – Определение наличия крахмала

4) Определение антибиотиков в молоке.

Антибиотики попадают в молоко при лечении коров. Также делается профилактика заболеваний животных. И используемые для этих целей препараты попадают в молоко. По санитарным правилам молоко от пролеченных коров в течение 5-10 дней (зависит от примененного препарата) должно просто сливаться. Людям его потреблять нельзя! Ведь это совершенно не нужные нам антибиотики. Попадая в наш организм они делают нашу микрофлору невосприимчивой к данному виду антибиотиков. Иногда этих антибиотиков бывает такое количество, что они просто могут погубить нашу микрофлору. Начинаются проблемы: аллергии, дисбактериозы [7].

Из молока с антибиотиками невозможно изготовить кисломолочные продукты (молоко не скисает). Микроорганизмы, которые используются в кисломолочном производстве, очень чувствительны к антибиотикам. Мы провели опыт с марками исследуемого молока, оставив его в теплом месте на сутки [4].

Результат: образцы молока не превратились в простоквашу, отсюда следует, что во всех образцах присутствуют антибиотики.

5) Определение разбавленности молока.

Налить в плоскодонную колбу воды и аккуратно влить в него немного молока, если молоко осело вниз, то это свидетельствует о том, что молоко не разбавлено, а если молоко сразу смешалось с водой, значит, можно говорить о том, что молоко разбавлено [8].

Результаты исследования представлены в таблице 8.

Таблица 8 – Определение разбавленности молока

1. Анализ упаковки молока (ГОСТ 31450-2013)

По ГОСТу на упаковке должно быть указано:

– наименование товара;

– массовая доля жира;

– наименование и местонахождение изготовителя;

– товарный знак (при наличии);

– объем нетто продукта (дм³или л);

– информация о составе;

– пищевая ценность;

– условия хранения;

– дата изготовления;

– срок годности;

– обозначение настоящего стандарта;

– информация о сертификации продукта [5].

В ходе исследования мы выяснили, что на упаковки всех исследуемых сортов соответствуют ГОСТ (рис. 5).

Рис. 5 – Анализ упаковок молока

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, в ходе проведения исследовательской работы, мы выяснили, что все образцы соответствуют норме по физико-химическим свойствам.

Все молоко, которое мы брали в качестве объектов для исследования, оказалось хорошим, без примесей. Эти марки молока можно употреблять в пищу.

Определили, что все марки молока разбавлены водой, при определении крахмала выяснили, что в исследуемых образцах он отсутствует. Также выяснили, что во всех образцах имеются антибиотики.

Молоко является продуктом, который чаще всего подвергается фальсификации. Фальсификация молока уменьшает его не только его пищевую, но и биологическую ценность, поэтому необходимо внимательнее относиться к выбору молока.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Богатова О. В., Догарева Н. Г. Химия и физика молока: учебное пособие – Оренбург: ГОУ ОГУ, 2004. – 137 с.

2. Бредихин С. А., Космодемьянский Ю. В., Юрин В. Н. Технология и техника переработки молока: учебник – М.: Колос, 2003. – 400 с.

3. Горбатова К. К. Биохимия молока и молочных продуктов: учебник – М.: Колос, 1997. – 288 с.

4. ГОСТ 31450-2013 Молоко питьевое. Технические условия – М.: Стандартиформ, 2014. – 11 с.

5. ГОСТ 52054-2003  Молоко коровье сырое. Технические условия – М.: Стандартиформ, 2008. – 16 с.

6. ГОСТ 3624-92 Молоко и молочные продукты. Методы определения кислотности – М.: Стандартиформ, 2009. – 8 с.

7. Дмитриченко М. И., Пилипенко Т. В. Товароведение и экспертиза пищевых жиров, молока и молочных продуктов: учебное пособие – Спб: Питер, 2004. – 352 с.

8. Касторных М. С. Товароведение и экспертиза пищевых жиров. Молока и молочных продуктов: учебник – М.: Изд-во «Дашков и К°», 2011. – 328 с.

9. Першина Е.И. Рязанова О.А. Товароведение и экспертиза однородных групп товаров (молоко и молочные продукты): учебное пособие – Кемерово:  КемТИПП, 2004. – 97 с.

10. Твердохлеб Г. В, Диланян З. Х, Чекулаева Л. В. Технология молока и молочных продуктов: учебное пособие – М.: Агропромиздат, 1991. – 463 с.

11. Шидловская В. П. Органолептические свойства молока и молочных продуктов: Справочник. – М.: Колос, 2000. – 280 с.

12. https://zakon.temaretik.com/1466009498190874958/trebovaniya-k-kachestvu-moloka-gost-fiziko-himicheskie-pokazateli/

13. http://bio-x.ru/articles/sort-moloka

14. https://sostavproduktov.ru/produkty/molochnye/moloko/korove

ПРИЛОЖЕНИЕ

Приложение А

Таблица 9 – Анкетирование учащихся 9А классов:

Приложение В

Таблица 10 – Органолептические свойства молока