Вследствие буферных свойств молока рН кефира, выработанного термостатным способом в конце сквашивания при титруемой кислотности 75-80о составляет лишь 4,85-4,75, а рН сгустка в процессе производства творога жирного при кислотности 58-60оТ — %.15-5,05. При таком рН возможны развитие молочнокислых стрептококков и накопление ароматических веществ. Аналогично при выработке твердых сыров рН сырной массы после прессования при высокой титруемой кислотности. Имеем величину, равную 5,2-5,6, что объясняется большим содержанием в ней белков, буферная способность которых при протеолизе увеличивается.
Окислительно-восстановительный потенциал
Е является количественной мерой окисляющей или восстанавливающей способности молока. Е. нормального свежего молока равен 0,25—0,3 В (250—350 мВ). Молоко содержит ряд химических соединений, способных отдавать или присоединять электроны (атомы Н2): аскорбиновую кислоту (токоферолы), цистеин, рибофлавин, молочную кислоту, коферменты окислительно-восстановительных ферментов (дегидрогиназ, оксидаз) О2, металлы и пр. окислительно-восстановительные условия в молоке зависят от концентрации ионов Н2 и поэтому их выражают условным показателем. rH2, который вычисляют по уравнению
rH2 = Е/0,03 + 2 pH (при 20оС). Если в свежем молоке Е=0,3 В, а рН=6,6, то rH2=23,2. Значит свежее молоко — это среда со слабыми восстановительными свойствами. В нейтральной среде rH2=»28. Если rH2>28, то среда обладает окислительной способностью, ниже 28 — восстановительной способностью.
Усиление восстановительных свойств молока, т. е. падение окислительно-восстановительного потенциала и rH2 вызывают тепловая обработка, развитие микроорганизмов и т. д. Так, молочнокислые бактерии при развитии в молоке понижают величину Е до -60 ¸ 120 мВ, а в твердых сырах до -150 ¸ 170 мВ и ниже. Развитие в сыром молоке многочисленных микроорганизмов вызывает резкое снижение окислительно-восстановительный потенциал на изменение величины которого основана редуктазная проба. При определенном значении Е индикаторы (мителеновый голубой или резазурин), внесенные в молоко, восстанавливаются, обесцвечиваясь или изменяя окраску. Чем больше бактерий содержится в сыром молоке, тем быстрее падает окислительно-восстановительный потенциал и восстанавливаются добавленные реактивы.
Повышению окислительно-восстановительного потенциала, т. е. усилению окислительных свойств молока, способствуют металлы (Сu, Fe) и аэрация (перемешивание). От величины окислительно-восстановительного потенциала зависят интенсивность протекания в молочных продуктах (сыры, кисло-молочные продукты) биохимических процессов, (протеолиз, распад АК, лактозы, липидов) и накопление ароматических веществ (диацетила).
Возникновение пороков в молоке и молочных продуктах таких пороков вкуса, как окисленный, металлический и салистый привкусы, обусловлены повышением окислительно-восстановительного потенциала среды.
Значение рН в молочной промышленности
От величины рН зависят многие производственные показатели:
— коллоидное состояние белков молока и сл-но стабильность полидисперсной системы молока;
— условия роста полезной и вредной микрофлоры с ее влиянием на процессы созревания;
— скорость образования типичных компонентов вкуса и аромата отдельных молочных продуктов;
— состояние равновесия между ионизированным и коллоидно распределенным фосфатом кальция и обусловленное этим термоустойчивость белковых веществ;
— активность нативных и бактериальных ферментов;
— очищающе-дезинфицирующая способность различных моющих и дезинфицирующих средств;
— коррозийное действие золей и моющих растворов, а также степень загрязненности сточных вод молочных предприятий.
РН для сырого молока — показатель качества, а для молочных продуктов являются показателем качества и фактором управления производственным процессом.
рН — как показатель качества. Установлен достаточно четко, тем не менее применение рН в качестве показателя качества еще не в полной мере предусмотрено национальными стандартами отдельных стран. В мировом масштабе наблюдается тенденция к включению рН молочных продуктов, главным образом сычужных сыров, в оценку их качества. Молочные продукты удовлетворительного качества характеризуются определенным значением рН, например, цельное молоко — 6,6 — 6,8; сгущенное — 6,1 — 6,4; йогурты — 4,0 — 4,3; творожная сыворотка — 4,3 — 4,6 и т. д.
По величине рН можно судить о способности молока к свертыванию:
маститное молоко — > 6,8;
нормальное свежее — 6,6 — 6,8;
начинающее скисать — 6,3;
свертывание при нагревании — 5,7;
свертывание с образованием сгустка — 5,3 — 5.5.
Величина рН меняется при внезапных колебаниях температуры, причем перепад температуры вызывает отклонение рН в кислую зону. Внезапное повышение температуры ведет к отклонению рН в щелочную зону.
рН — как фактор управления производственным процессом.
При различных технологических процессах рекомендуется следить за изменением величины рН, т. к. от этого зависят качество и выход готового продукта. Например, при регулировании созревания сливок при производстве кислосливочного масла требуемая величина рН должна лежать в пределах 4,7 — 4,95. Если она сокращена, то продукт переквашен, появляется порок — кислый металлический привкус, если превышено рН, то образуется недостаточное количество диацетила — порок пустой, творожный вкус; или сычужное свертывание проводят при рН 6,1 — 6,4; в свежем сыре 4,7 — 5,3; зрелый сыр — 5,2 — 57; сокращении или превышения вызывает пороки консистенции и т. д.
Активность водородных ионов существенно влияет на жизненные функции микрофлоры. Оптимум роста микроорганизмов лежит в узком диапазоне рН, и его надо поддерживать на заданном уровне, особенно при подготовке необходимых питательных сред для микробиологического контроля качества и в целях создания наиболее благоприятных условий для роста микроорганизмов в системе биологического самоочищения сточных вод молочных предприятий.
Определение величины рН необходимо не только в целях поддержания оптимальной среды для роста м. о., но и для предотвращения микробиологических пороков качества. так удалось доказать, что развитие колоний черной плесени в сыре «Том Вандуз» происходит только при значении рН>5,5.
Диапазон активности водородных ионов, который для микроорганизмов при биологическом самоочищении считается не опасным, лежит в пределах рН от 6,0 до 8,5. Более высокие и низкие значения рН могут привести к нарушениям в процессе биологического распада, особенно в том случае, если в отстойнике происходит быстрая смена сильно кислых и сильно щелочных сточных вод. Так как сточные воды с рН<6,5 оказывают коррозийное действие на бетонные сооружения, то остается только узкий диапазон рН от 6,5 до 8,5 при котором сточные воды молочных предприятий можно отводить в канализационную систему и отстойники, не боясь при этом их разрушающего действия.
6. Теплофизические и оптические свойства молока
1).Удельная теплоемкость.
2).Коэффициент теплопроводности и температуропроводности.
3).Показатель преломления.
Теплофизические свойства молока
Для расчетов затрат теплоты или холода на нагревание или охлаждение молока и молочных продуктов необходимо знать их теплофизические свойства. Наиболее важными из них являются удельная теплоемкость, коэффициенты теплопроводности и температуропроводности, которые связаны между собой соотношением а=l(ср), где а — коэффициент температуропроводности м2/с, l — коэффициент теплопроводности, ВТ/(м×к), С — удельная теплоемкость, ДЖ/(кг×к) ; р — плотность продукта; кг/м3
Теплофизические свойства молока и молочных продуктов зависят от температуры, содержания сухих веществ (главным образом от количества и дисперсности), воды и т. д.
Удельная теплоемкость цельного молока в интервале температур 273—333 К (0—60оС) изменяется незначительно, она является постоянной и равна 3900 ДЖ(кг×к) или 3,9 КДЖ/(кг×к). Удельная теплоемкость сливок уменьшается с увеличением жирности.
Удельная теплопроводность молочных продуктов
| Наименование | С, ДЖ(кг×к) | l.ВТ(м.к) | а×108×м2С |
| Молоко сухое цельное пленочной сушки | 2093 | 0,16 | 13,1 |
| распылительной сушки | 1926 | 0,19 | 15 |
| сухое обезжиренное | 1717 | 0,12 | 12,5 |
| Масло,полученное методом сбивания | 5129 | 0,2 | 4,7 |
| полученное методом преобразования высокожирных сливок | 5200 | 0,2 | 4,3 |
| Творог жирный | 3266 | 0,43 | 12,4 |
| Сыр | 2428 | 0,35 | 13,3 |
| Пахта | 3936 | 0,45 | 11,4 |
| Сыворотка молочная (0,25% жира) | 4082 | 0,54 | 12,8 |
Коэффициент теплопроводности молока l при 20оС равен »0,5 Вт (м.к). Она увеличивается с повышением температуры и ее можно рассчитать по формуле
l = 0,22+0,0011Т
Теплопроводность сливок увеличивается с повышением температуры и уменьшается с увеличением содержания жира. При температуре 273оК.l. сливок как функцию жирности (в интервале от 20 до 45%) рассчитывают по формуле l= 0,36-0,0014Ж
Коэффициент температуропроводности. Он зависит от температуры, жирности, влажности, плотности и пористости пищевых продуктов. Коэффициент температуры молока при 20оС равен 13×10-8м2/с. Его значение увеличивается с повышением температуры молока, что объясняется возрастанием при этом величины теплопроводности и уменьшением объемной теплоемкости, с которыми он связан зависимостью.
а = l (ср)
В интервале температур 273-353 К а (в м2с) молока как и функцию температуры рассчитывают по формуле: