Инфоурок / Химия / Другие методич. материалы / Дипломная работа на тему "Некоторые физико- химические свойства молока и кисломолочных продуктов "
Обращаем Ваше внимание: Министерство образования и науки рекомендует в 2017/2018 учебном году включать в программы воспитания и социализации образовательные события, приуроченные к году экологии (2017 год объявлен годом экологии и особо охраняемых природных территорий в Российской Федерации).

Учителям 1-11 классов и воспитателям дошкольных ОУ вместе с ребятами рекомендуем принять участие в международном конкурсе «Законы экологии», приуроченном к году экологии. Участники конкурса проверят свои знания правил поведения на природе, узнают интересные факты о животных и растениях, занесённых в Красную книгу России. Все ученики будут награждены красочными наградными материалами, а учителя получат бесплатные свидетельства о подготовке участников и призёров международного конкурса.

ПРИЁМ ЗАЯВОК ТОЛЬКО ДО 21 ОКТЯБРЯ!

Конкурс "Законы экологии"

Дипломная работа на тему "Некоторые физико- химические свойства молока и кисломолочных продуктов "

библиотека
материалов


hello_html_179f33f6.gifhello_html_3f30dd72.gifhello_html_mfa499b1.gifhello_html_69ec11d4.gifhello_html_m632d8582.gifhello_html_1555b69a.gifhello_html_m6ada7d5c.gifhello_html_5d99ea1f.gifhello_html_m5825544b.gifhello_html_m24dd1f21.gifhello_html_4681a043.gifСОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ ……………………………………………………………………….4

  1. Литературный обзор………………………………………………………5

1.1 Молоко, химический состав, виды молока……………………………...5

    1. .1 Коровье молоко………………………………………………………..12

1.1.1.1 Пастеризованное молоко……………………………………………14

      1. Козье молоко………………………………………………………….16

1.1.3 Кобылье молоко……………………………………………………….19

1.2 Кисломолочные продукты ……………………………………………..20

1.2.1 Кефир домашний………………………………………………………21

1.2.3 Ряженка ………………………………………………………………..22

2 Экспериментальная часть………………………………………………..23

2.1.Методы определения…………………………………………………….23

2.1.1 Методика определения плотности молока………………………....24

2.1.2 Методика определения количества бактерий в молоке…………….25

2.1.3 Методика определения общей и предельной кислотности молока..25

2.1.4 Методика определения количества белков в молоке………………26

2.1.5 Методика определения железа в молоке……………………………26

2.2 Обсуждение результатов эксперимента………………………………36

2.2.1 Определение плотности в коровьем, козьем, кобыльем молоке…..36

2.2.2 Определение кислотности коровьего, козьего и кобыльего молока.38

2.2.3 Определение белков в молоке разных видов животных…………..39

2.2.4 Определение бактерий в молоке разных видов животных………..41

2.2.5 Определение железа в молоке разных видов животных…………..43 2.2.6 Определение качественных показателей в пастеризованном молоке………….........................................................................................48

2.2.7 Определение качественных показателей в кисломолочных продуктах……………………………………………………………………..543 Заключение (выводы)……………………………………………………61

Список использованной литературы………………………………………63









Введение

Актуальность:

Молоко и кисломолочные продукты имеют большое значение в питании человека. Эти объекты являются источником многих полезных веществ и влияют на фосфорно – кальциевый обмен в организме человека. Hа протяжении многих лет молоко и кисломолочные продукты ценились людьми за их вкус, пользу, лечебные свойства. Однако эти продукты не могут быть признаны однозначно полезными без оценки их экологической безопасности, которая включает радиационную, бактериологическую, химическую безопасность, а также без соответствия заявленных производителем характеристик и требований ГОСТа по кислотности, плотности, бактериальному составу и т.д. Методика всех исследований молока и кисломолочных продуктов основана на знаниях в области химии, биологии, что является лучшим подтверждением слов великого Ломоносова: «Широко простирает химия руки свои в дела человеческие».

Цель:

Определить некоторые физико- химические характеристики молока различных животных и кисломолочных продуктов

Задачи:

  1. Определение качественных показателей молока и кисломолочных продуктов

  2. Определение тяжелых металлов (Fe)в исследуемых продукта

Объект исследования: молоко козье , коровье, кобылье, пастеризованное молоко «Зорькин луг», «Добрая буренка», кисломолочные продукты кефир домашний, кефир «Добрая буренка», ряженка «Добрая буренка»

Предмет исследования: физико- химические показатели: плотность, кислотность, бактериальный состав, содержание белков, содержание тяжелых металлов (железа)

Новизна исследования: проведена сравнительная характеристика физико- химических показателей коровьего, козьего и кобыльего молока

Методы исследования: титриметрический, колориметрический

Практическая значимость: данная работа может служить учебно- методическими рекомендациями для научно- исследовательских работ школьников



1 Литературный обзор

1.1 Молоко, химический состав, виды молока

Молоко является продуктом секреторной деятельности молочной железы млекопитающих. Выдающийся ученый И.П. Павлов называл молоко изумительной пищей, приготовленной самой природой. В оптимальных соотношениях в молоке содержатся все необходимые вещества для нормального развития организма: вода, белки, жиры, молочный сахар, минеральные соединения, органические кислоты, витамины, ферменты, гормоны, газы и другие компоненты, которых насчитывается более 100. Усваиваемость молока 98-99%. Молоко – биологическая жидкость, синтезирующаяся в молочных железах млекопитающих из составных частей крови. Молочные железы расположены в тканях вымени. Вымя делится на две части. В каждой части находится две самостоятельные железы (передняя и задняя), не соединенные протоками, что позволяет выдаивать каждую из частей вымени по отдельности. Молоко содержит ценные в физиологическом отношении питательные вещества, которые хорошо сбалансированы, легко и полностью усваиваются организмом человека. Молоко является незаменимым продуктом массового и повседневного потребления, а также служит сырьём для производства масла, кисломолочных продуктов, сыров, мороженого, молочных консервов. Человек в сутки должен потреблять молочных продуктов (в пересчете на молоко) почти 1.5 л, в том числе молока 0.5 л, масла коровьего – 15-20 г, сыров – 18 г, сметаны и творога по 20 г. В молоке обнаружено более 120 химических веществ, в том числе: белки, жиры, минеральные вещества, витамины, ферменты и т.д. Энергетическая ценность коровьего молока составляет 2797 кДж. Один литр молока удовлетворяет суточную потребность взрослого человека в жире, кальции и фосфоре, на 53% потребность в белке, на 35% в витаминах - А, С, В1 (тиамин), на 25%- в энергии. Химический состав молока зависит от вида животных, времени года, условий кормления скота и др. факторов. Молоко по своему составу представляет собой сложную систему, состоящую из органических и неорганических соединений. Органические вещества: белки, углеводы, жиры, ферменты, витамины. Неорганические: вода, минеральные соли, газы. Важным показателем химического состава молока является сухой обезжиренный молочный остаток (СОМО), по содержанию которого судят о натуральности (неразбавленности) молока. СМО определяют вычитанием из процента сухого вещества молока процента жира. Содержание основных необходимых для организма веществ (%): вода- 87-89; белки- 3-3.8; молочный сахар- 4.0-5.5; жиры- 2.9-5.0; минеральные вещества- 0.6-1.3.

Белковые вещества являются наиболее ценной составной частью молока, так как образующиеся при их расщеплении аминокислоты являются хорошим пластическим материалом для построения тканей организма. Белок молока называется казеином. Казеин относится к сложным белкам фосфопротеидам, в молоке он содержится в виде кальциевой соли, обусловливающей его белый цвет. Казеин свертывается под действием сычужного фермента и образуется плотный сгусток, используемый при выработке сычужных сыров и творога. Остающиеся в сыворотке простые белки - альбумин и глобулин - называются сывороточными, они под действием сычужного фермента в осадок не выпадают, остаются в сыворотке.

Молочный жир (составляет в среднем 3.8%) находится в виде жировых шариков, покрытых лецитино-белковыми оболочками, которые препятствуют их слипанию. В 1 мл молока содержится 3 млрд. жировых шариков диаметром от 0.5 до 10 мкм. При разрушении их оболочек при переработке и хранении появляется свободный жир, что ухудшает качество продукта. Молочный жир – лучший из известных пищевых жиров и по вкусу, и по составу, и по усваимости. Однако следует отметить и его недостатки. Молочный жир малоустойчив к воздействию высоких температур, световых лучей, кислорода воздуха, водяных паров, растворов щелочей и кислот. Под влиянием разных факторов он гидролизуется, окисляется, осаливается, вследствие чего портится.

Молочный сахар (лактоза) встречается лишь в молоке животных. В коровьем молоке лактозы в среднем содержится 4,7%. Самое сладкое молоко — кобылье (до 7% лактозы). Важным свойством лактозы, используемым при изготовлении кисломолочных продуктов, является способность сбраживаться под воздействием молочно-кислых и пропионово-кислых бактерий, а также дрожжей с образованием молочной кислоты, спирта, углекислоты, масляной и лимонной кислот. При нагревании лактоза вступает в реакцию с аминогруппами белков и свободными аминокислотами — реакцию меланоидинообразования. В результате реакции образуются темноокрашенные соединения — меланоидины, придающие молоку коричневый оттенок (цвет топленого молока)

Минеральные вещества имеют большое значение в формировании новых клеток тканей, ферментов, витаминов, гормонов, а также в минеральном обмене веществ организма. Содержание минеральных веществ в молоке до 1%. После сжигания молока получается 0.7% золы. В состав золы входят соли органических и неорганических кислот, в основном фосфорной, лимонной и соляной. Среди минеральных солей, содержащихся в молоке, особое место занимают соли кальция и фосфора. Кальций молока отличается хорошей всасываемостью и по существу является основным источником обеспечения организма этим элементом. Кальций молока усваивается лучше, чем кальций крупы, хлеба и овощей. В 1 л молока содержится 1.2 г кальция. Кальций необходим для формирования костей, для регулирования кровяного давления, уменьшения риска заболевания некоторыми разновидностями рака. Из микроэлементов в молоке обнаружены марганец, медь, железо, кобальт, йод, цинк, олово, ванадий, серебро и др. Марганец катализирует окислительные процессы в клетке и необходим для синтеза витаминов С, В и D. Медь и железо участвуют в кроветворении, йод – в синтезе гормона щитовидной железы тироксина [1].

Ферменты содержатся в молоке такие, как пероксидаза, редуктаза, фосфатаза, каталаза, липаза, лактаза.

Липаза расщепляет глицериды жира на жирные кислоты и глицерин, разрушается при температурах 75-80°С.

Фосфатаза вызывает гидролиз эфиров фосфорной кислоты, разрушается при 75°С. По ее наличию в пастеризованном молоке судят о примеси в нем сырого.

Пероксидаза разлагает перекись водорода с выделением активного кислорода, разрушается при 80-82°С. Реакцией на пероксидазу проверяют эффективность высокой пастеризации молока.

Каталаза расщепляет перекись водорода на воду и молекулярный кислород. Ее много в молоке животных, больных маститом.

Редуктаза – восстановительный фермент, накапливается в молоке при развитии микрофлоры, и по ее количеству судят о бактериальной загрязненности молока.

Лактаза расщепляет лактозу на глюкозу и галактозу.

Витамины в молоке представлены широко. Молоко содержит практически все витамины, необходимые для нормального развития организма. Содержание витаминов колеблется в зависимости от времени года, стадии лактации, кормового рациона, породы и индивидуальных особенностей животных. К водорастворимым витаминам молока относят тиамин ( В1), рибофлавин (В2), тиацин (РР), пиридоксин (В6), цианкоболамин (В12), аскорбиновую кислоту (С), биотин (Н), а так же к жирорастворимым витаминам молока относят ретинол (А),кальциферол (D), токоферол (Е) и филлохинон (К) [2].

Витамин А (0.03 мг %) образуется в организме животного из каротина корма, устойчив к тепловой обработке, легко окисляется на свету и при доступе воздуха.



Витамин D (0.00005 мг %) образуется в животном организме из эргостерола под воздействием ультрафиолетовых лучей, стоек к тепловой обработке.



























Витамин E (0.15 мг %) устойчив к высоким температурам (до 170°С), является антиоксидантом для жиров.



Витамин С (2 мг %) значительно разрушается при хранении, транспортировании и пастеризации.





Витамин В1 (0.04 мг %) выдерживает нагревание до 120°С в кислой среде, в нейтральной и щелочной менее устойчив.



Витамин В2 (0.05 мг %) разрушается в слабощелочной среде, устойчив в кислой среде, при нагревании до 120 °С, разрушается на свету.







Витамины В6 (0.05 мг %) и В12 (0.0004 мг %) сохраняются при пастеризации молока.



Витамин РР устойчив при технологической обработке молока.



Витамин H стимулирует деятельность микроорганизмов, устойчив к окислению и нагреванию.

Бактерицидные вещества - иммунные тела (лизины, агглютины, антитоксины) оказывают губительное или подавляющее действие на микроорганизмы, попавшие в молоко. Время, в течение которого проявляются бактерицидные свойства молока, называется бактерицидной фазой (или периодом). Бактерицидный период длится при 30°С 3 ч, при 15°С - 12 ч, при 5°С - 36 ч. В молоко могут попадать посторонние вещества (пестициды, нитриты и др.), их содержание и контроль регламентируются стандартами.

Гормоны выделяют железы внутренней секреции. Они являются регуляторами сложных биохимических процессов и осуществляют связь между отдельными органами. Под влиянием гормонов пролактина и тироксина молочная кислота выделяет молоко.

Структурная формула тироксина



Красящие вещества - каротин, хлорофилл, ксантофилл попадают в молоко из корма.

Вода - основная часть молока, количество воды определяет физическое состояние продукта, физико-химические и биохимические процессы в нем.

Наряду с коровьим в народном хозяйстве используют молоко других сельскохозяйственных животных [3] .



      1. Коровье молоко

Коровье молоко содержит все вещества, без которых человеческий организм не может существовать: белки, жиры, углеводы, витамины, соли и иммунные тела (около 100 различных компонентов). Свежее цельное молоко обладает бактерицидным свойством – оно уничтожает попадающие в него микроорганизмы. Коровье молоко перерабатывают на молочных комбинатах, фильтруют его и пастеризуют при температуре 80-85 градусов – получается пастеризованное молоко, которое сохраняет полезные вещества.

Состав молока коровьего

Помимо огромного количества витаминов, в состав молока коровьего входит целый ряд полезных минеральных веществ: кальций, калий, фосфор, магний, хлор, натрий, сера, хлориды, фосфаты и цитраты. Кальций – это, несомненно, самый важный макроэлемент, который в молоке коров присутствует в виде, легко усваиваемом организмом. Содержание фосфора, калия и натрия в составе молока коровьего практически всегда постоянно, и меняется в зависимости от времени года совсем незначительно.

Жирность молока коровьего

Традиционно средняя жирность молока коровьего составляет 3,5 %. Для получения более насыщенного жирами напитка молоко смешивается со сливками в определенной пропорции. А для изготовления практически обезжиренной жидкости его соединяют с обезжиренным молоком коровы. В домашних условиях с целью уменьшения жирности молока коровьего его рекомендуется перед употреблением прокипятить или разбавить водой. Но все же жирность не является главным показателем к употреблению этого напитка.

Польза молока коровьего

Польза молока коровьего как и сам напиток известна с незапамятных времен, когда его причисляли к ценным питательным пищевым продуктам. Ведь тогда еще никому не было известно, что в его состав входит более 200 питательных веществ, основными из которых можно назвать белки, жиры и углеводы. Кроме того, витамины и минералы тоже играют не последнюю роль и присутствуют в молоке коровьем в избытке, обеспечивая нормальную жизнедеятельность организма при регулярном употреблении этого продукта. Многие небезосновательно считают, что самым ценным пищевым веществом, за счет которого польза молока коровьего очевидна, являются белки, так как в них содержатся все необходимые аминокислоты. Благоприятное воздействие на процессы пищеварения оказывает молочный сахар, а минералы, которые содержатся в молоке, просто незаменимы для обновления клеток крови и нормального формирования костной ткани.



Вред молока коровьего

Несмотря на все положительные качества, споры о вреде молока коровьего все еще актуальны, а ученые так и не пришли к единому мнению. Некоторые диетологи утверждают, что организмом взрослого человека молоко усваивается гораздо труднее, чем организмом малыша. Это объясняется тем, что желудок взрослого перестает вырабатывать определенный фермент, который отвечает за полное усвоение этого напитка. Кроме того, существует немало людей, которые молоко коровье вообще не переносят с момента рождения [4] .



1.1.1.1Пастеризованное молоко

Коровье молоко в зависимости от термической обработки поступает в продажу пастеризованным и стерилизованным.

Пастеризованное молоко вырабатывают следующих наименований:

  • пастеризованное жирностью 1,5; 2,5; 3,2 и 6%;

  • белковое 1,0 и 2,5%;

  • витаминизированное (с витамином С) - нежирное и жирностью 2,5 и 3,2%;

  • молоко с какао или кофе жирностью 1,0 и 3,2%;

  • нежирное;

  • топленое молоко жирностью 4 и 6%.

В продажу поступает следующий ассортимент молока: Волковысское, Минское; коровье пастеризованное Берестье, пастеризованное Легкое; коровье пастеризованное, обогащенное бифидофлорой, Росинка; пастеризованное Луговое; стерилизованное с лактулозой; йодированное Йодис; пастеризованное, обогащенное йодированным белком; пастеризованное Зеленая долина; витаминизированное Вита; пастеризованное Полесское, Молодецкое, Виталакт и др. Для вскармливания детей грудного возраста выпускают ионитное молоко и виталакт-ДМ.

Ионитное молоко получают путем обработки молока катионитом, при этом удаляется 20-25% кальция, который замещается равным количеством натрия и калия; выпускают без добавлений, с витаминами группы В и С. это делается для того чтобы приблизить коровье молоко к женскому.

Виталакт-ДМ вырабатывают из гомогенизированной смеси, состоящей из нормализованного коровьего молока, сливок, подсолнечного рафинированного масла, сахара и других добавок.

Стерилизованное молоко выпускают в бумажных пакетах с полиэтиленовым покрытием внутри. Содержание жира - 3,2 и 3,5%.

Для непосредственного употребления в пищу используют пастеризованное или стерилизованное молоко.

Цельным называют нормализованное или восстановленное молоко с определенным содержанием жира – 3,2% и 2,5%.

Восстановленным называют молоко, приготовленное полностью или частично из молочных консервов. Для получения восстановленного молока сухое цельное молоко растворяют в теплой воде и выдерживают не менее 3-4 часов для наибольшего набухания белков, устранения водяного вкуса, а также для достижения нормальной плотности и вязкости. Затем смесь очищают, гомогенизируют, пастеризуют, охлаждают и разливают.

Молоко повышенной жирности готовят из нормализованного молока с содержанием 6% жира, подвергнутого гомогенизации.

Топленым называется молоко с содержанием 6% жира, подвергнутое гомогенизации, пастеризации при температуре не ниже 95 градусов и выдержке в течение 3-4 часов.

Белковое молоко содержит повышенное количество сухих обезжиренных веществ. Вырабатывают его из молока, нормализованного по содержанию жира, с добавлением сухого или сгущенного молока.

Витаминизированное молоко готовят из цельного или нежирного молока, обогащенного витаминами A,C,D2.

Нежирное молоко - это пастеризованная часть молока, получаемое сепарированием и содержащее не более 0,05% жира [4].

Тепловая обработка молока необходима для уничтожения микроорганизмов и разрушения ферментов с целью получения продуктов, безопасных в гигиеническом отношении и с более продолжительным сроком хранения. Для этого применяют пастеризацию и стерилизацию молока. Пастеризация может быть длительная (при температуре 63°С молоко выдерживают в течение 30 минут), кратковременная(при температуре 72°С - в течение 15-30 с) и моментальная (высокотемпературная при 85°С и выше без выдержки). Тепловая обработка должна максимально сохранить пищевую и биологическую ценность молока, не приводить к нежелательным изменениям физико-химических свойств молока. В процессе нагревания происходит денатурация сывороточных белков (структурные изменения молекул), и молоко приобретает вкус кипяченого продукта или привкус пастеризации. В результате пастеризации и стерилизации в молоке снижается количество кальция из-за образования плохо растворимого фосфата кальция (выпадает в осадок в виде молочного камня или пригара вместе с денатурированными белками). Это ухудшает способность молока к сычужному свертыванию; при выработке творога и сыра в пастеризованное молоко добавляют хлорид кальция. В результате пастеризации и стерилизации изменяются физико-химические и технологические свойства молока: вязкость, поверхностное натяжение, кислотность, способность молока к отстою сливок, способность казеина к сычужному свертыванию. Молоко приобретает специфические вкус, запах и цвет. Изменяются составные части молока. Молоко направляют в торговую сеть при температуре не выше 8°С [5].

По стандарту молоко классифицируется следующим образом:

ГОСТ 37-91. Масло коровье. Технические условия

ГОСТ 1349-85. Консервы молочные.

ГОСТ 3622-68. Молоко и молочные продукты.

ГОСТ 3623-73. Молоко и молочные продукты. Методы определения пастеризации [6].

ГОСТ 3624-92. Молоко и молочные продукты. Титриметрические методы определения кислотности [7].

ГОСТ 3625-84. Молоко и молочные продукты. Методы определения плотности [8].

ГОСТ 4495-87. Молоко цельное сухое.

ГОСТ 5867-90. Молоко и молочные продукты. Методы определения жира

ГОСТ 8218-89. Молоко. Метод определения чистоты

ГОСТ 10970-87. Молоко сухое обезжиренное. Технические условия

ГОСТ 23327-98. Молоко и молочные продукты.

ГОСТ Р 51917-2002. Продукты молочные и молокосодержащие.

ГОСТ Р 52054-2003. Молоко натуральное коровье – сырье [9].



1.1.2 Козье молоко



О пользе козьего молока было известно еще в глубокой древности. Еще в древней Греции существовал миф, согласно которому младенца Зевса выкормила именно коза Амалфея. Многие тысячелетия разведением коз занимались народы Азии, Европы и Кавказа. Даже Гиппократ и Авиценна признавали целебные свойства козьего молока, употребляя их для лечения больных людей. Наиболее часто козье молоко использовалось для лечения легочных и желудочных заболеваний
Козье молоко – самое распространенное на нашей планете. Жители многих южных стран пьют его чаще, чем молоко других животных, из него делают кефир, простоквашу, масло, сыры (сент-мор, кроттен де Шавиньоль, шевр, шабишу дю пуато), йогурт (настоящий турецкий йогурт готовят именно из козьего молока), шоколад и мороженое. По составу козье молоко очень близко к молоку кормящей женщины, поэтому его часто используют для вскармливания грудных младенцев. В Козьем молоке высокое содержание бета-казеина, это и приближает козье молоко к женскому грудному молоку. Древние греки использовали козье молоко для вскармливания младенцев, лишенных молока матери. А рахитичных детей оно быстрее, чем коровье, поднимает на ноги. Беременным и кормящим женщинам козье молоко может быть включено в диету как замена коровьего, на которое у мамы, либо у ребенка могут наблюдаться аллергические реакции.
Перевод малыша на заменитель на козьем молоке быстро снимает проявления дерматита и экземы, позволяет решить проблемы с пищеварением и даже купирует астматические явления. А вот цельным молоком, как козьим, так и коровьим, поить детей до 2-х лет не рекомендуется - это перегружает пищеварительную систему и почки маленького ребенка. Для детей созданы специальные адаптированные детские формулы, которые по своему витаминному и минеральному составу отвечают требованиям растущего организма ребенка и с легкостью им воспринимаются [10]. Козье молоко – это ценный продукт для всех людей, независимо от возраста и пола. Благодаря своему составу, оно обладает уникальной силой – укрепляет иммунную систему, дает силу для борьбы человеческого организма с болезнями. По исследованиям ученых университета Гранады регулярное потребление козьего молока может помочь в лечении деминерализации костных тканей. Также оно полезно при желудочных заболеваниях, потере зрения, диатезе и многих других заболеваниях. Его можно включать в диету при повышенной кислотности, его можно и нужно пить людям с язвой желудка, поскольку содержащийся в нем лизоцим обладает ранозаживляющими свойствами, при колитах и гастродуоденитах, нарушениях флоры кишечника. Специалисты утверждают, что молоко показано также при заболеваниях кожи, суставов, фибромиоме и даже детской эпилепсии, оно способствует восстановлению организма после стресса и физических нагрузок. Однако далеко не всем нравится козье молоко из-за резкого специфического запаха и привкуса, которые образуются за счет летучих жирных кислот - они выделяются сальными железами козьего вымени и попадают в молоко во время дойки. Впрочем, вкус молока становится мягче, если козу содержат в чистоте, а вымя тщательно моют перед каждой дойкой. Есть у козьего молока еще одна любопытная особенность: сливки в нем остаются распределенными по всему объему и не всплывают. В козьем молоке содержится кальций, фосфор, кобальт, железо, витамины B1, B2 и C в естественной легко усваиваемой форме. Белки козьего молока, в отличие от коровьего, не содержат казеинов, вызывающих пищевую аллергию, поэтому его могут без опасения употреблять люди, страдающие аллергией на коровье молоко. В козьем молоке в отличие от коровьего больше содержится сухого вещества, жира, кальция, фосфора, жировые шарики мельче, поэтому они хорошо усваиваются, не перегружая пищеварительную систему. Козье молоко свертывается в желудке в виде мелких, неплотных хлопьев, благодаря чему легко усваивается организмом. Также оно содержит меньше лактозы (молочного сахара), чем коровье, поэтому оно не вызывает диареи и подходит тем, у кого плохо усваивается лактоза. Кобальта, который входит в состав витамина В12, в козьем молоке содержится в шесть раз больше, по сравнению с коровьим. Этот витамин отвечает за кроветворение и контролирует обменные процессы. Однако, козье молоко, как и коровье, является бедным источником железа. Железо необходимо не только для синтеза гемоглобина крови, но и для обеспечения нормальной работы иммунной системы и адекватности поведенческих характеристик. У взрослых дефицит железа связывается с повышенной реакцией на охлаждение. Железо козьего молока усваивается намного лучше (30 %), чем железо коровьего молока (10 %), но не достигает уровня усвоения железа женского молока (50 %) [11]. Такой уникальный состав козье молоко имеет потому, что козы очень разборчивы в еде. Они безошибочно выбирают наиболее богатую питательными веществами растительность, тем самым насыщая молоко ценнейшими витаминами и минералами. Вероятно, поэтому у козьего молока и продуктов, изготовленных на его основе, такой нежный сливочный вкус, давно полюбившийся многим гурманам. Очень важно то, что козы почти не болеют туберкулезом, что исключает опасность при употреблении сырого молока. Однако химический состав козьего молока не является постоянным и зависит от многих факторов: от породы, возраста и здоровья животного, периода лактации, условий содержания и кормления. Химический состав и свойства молока близки к составу и свойствам коровьего. Оно отличается лишь более высоким количеством белка, жира и кальция; содержит мало каротина, поэтому имеет бледно-жёлтую окраску. В жире козьего молока содержится больше каприновой и линолевой кислот, и шарики жира мельче, что способствует лучшему его усвоению организмом человека. Аминокислотный состав его белков близок к аминокислотному составу белков женского молока, но мицеллы казеина крупнее, чем мицеллы казеина женского и коровьего молока и составляют 133 нм и выше. Казеин козьего молока содержит мало α-фракций (10-15 %), поэтому при сычужном свертывании образует неплотный сгусток. Кислотность молока равна около 17-19°Т (рН = 6,4÷6,7), плотность — 1033 кг/м³. Козье молоко менее термоустойчиво (выдерживает t = 130° С в течение 19 минут), так как содержит больше ионизированного кальция. Парное козье молоко обладает бактерицидными свойствами. Благодаря биологически активным веществам, (которых нет в коровьем), козье молоко долго сохраняется свежим. Оно не скиснет, если оставить его на три дня при комнатной температуре, а в холодильнике может храниться больше недели. По этой же причине наиболее полезно только что выдоенное молоко, а далее с каждым часом его ценные качества теряются [12].



1.1.3 Кобылье молоко

Кобылье молоко представляет собой белую с голубым оттенком жидкость немного терпкого вкуса. Его используют для приготовления ценного диетического и лечебного продукта -- кумыса. В молоке кобыл в 1,5 раза больше молочного сахара, чем в коровьем. Это придает ему сладковато-терпкий вкус, создает благоприятные условия для кисломолочного и спиртового брожения при переработке в кумыс. Жира в кобыльем молоке меньше, чем в коровьем, но достоинство его в том, что он богат линолевой, линоленовой и арахидоновой кислотами, которые тормозят развитие туберкулезных бактерий, в то время как в жире коровьего молока они энергично развиваются. Благодаря малому размеру жировых шариков, более низкой температуре плавления (20--26°) жир кобыльего молока имеет нежную консистенцию, в результате чего он легко всасывается кишечником. Особенности кобыльего молока обусловлены также витаминным и минеральным составом. Оно содержит до 135 мг/л витамина С, до 300 мг/л витамина А, до 1000 мг/л витамина Е, до 390 мг/л витамина В, до 370 мг/л витамина В2 и др. По содержанию витамина С (аскорбиновой кислоты) молоко лошади среди продуктов животного происхождения занимает первое место. Витамин С обладает профилактическими свойствами, повышает сопротивляемость организма к различным заболеваниям. Витамин Е обладает профилактическими и лечебными свойствами при атеросклерозе благодаря его способности понижать содержание холестерина в крови. Витамин А улучшает работу нервной системы, витамин В участвует в белковом и углеводном обменах, способствует улучшению работы нервной системы. Очень важным для организма является витамин А, при недостатке которого развивается явление, напоминающее процесс старения и увядания. Содержание витаминов в молоке кобыл изменяется по сезонам года. Например, витамина А больше летом, а витамина Е, наоборот, меньше. Общее количество минеральных веществ в кобыльем молоке в 2 раза меньше, чем в коровьем, соотношение кальция и фосфора составляет 2:1. Кроме кальция в молоке лошади содержатся и другие микроэлементы -- калий, натрий, кобальт, мед, йод, марганец, цинк, алюминий и железо, оказывающие положительное влияние на обмен веществ, тканевое дыхание и иммунитет [13].







1.2 Кисломолочные продукты

Одним из замечательных свойств молока является его способность к сквашиванию. Вроде бы испорченный продукт через некоторое время вдруг приобретает совершенно новый вкус и приятный аромат. Люди давно заметили это свойство молока и употребили его себе во благо. Вкус и консистенция этих продуктов зависят от очень многих факторов - свойств молока, видов заквасок, способов сбраживания и др. Готовят кисломолочные продукты из молока, почти всех видов домашних животных. В нашей стране для этой цели используют в основном молоко коров, кобылиц и овец. В качестве заквасок используются чистые культуры молочно-кислых бактерий с добавлением или без добавления культур молочных дрожжей: молочно-кислых стрептококков, болгарской палочки, ацидофильной палочки, ароматобразующих бактерий и др. Как правило различают две группы кисломолочных продуктов. Первую из них составляют продукты, получаемые в результате молочно-кислого брожения (простокваша, ацидофильное молоко, творог и др.), вторую - продукты, получаемые в результате смешанного молочно-кислого и спиртового брожения (кефир, кумыс и др.). Продукты первой группы отличаются нежным вкусом, имеют плотный и однородный сгусток. В отличие от них продукты смешанного брожения обладают более резким, слегка щиплющим вкусом, обусловленным присутствием этилового спирта и углекислоты, нежным сгустком. Пронизанным мельчайшими пузырьками углекислого газа, результатом брожения также является сметана [14]. Молоко является оптимальным субстратом для роста многих представителей полезной микрофлоры - молочно-кислых бактерий, бифидобактерий, кишечной палочки, дрожжей. Введение в состав кисломолочных продуктов специально селекцонированных штаммов молочно-кислых бактерий, бифидобактерий способствует лучшему усвоению кальция у взрослых и детей,снижению уровня холестерина в крови, обеспечивает физиологическую потребность организма в витаминах, аминокислотах, антиоксидантах, активизирует образование микробной лактазы. В последнее время появилось новое поколение пробиотиков, основанных на генетически модифицированных штаммах микроорганизмов с заданными свойствами. К примеру, пробиотик субалин: для его получения авторы использовали один из штаммов, входящих в состав пробиотика биоспорина, в который был вставлен ген антивирусный активности, ответственный за продукцию универсалного антивирусного агента-интерферона. Производят рекомбинатные пробиотики и с геном устойчивости к эритромицину. Существуют и другие критерии отбора штаммов, вводимых в продукт. Это, в первую очередь, безопасность для организма человека, устойчивость к антибиотикам, наиболее часто используемым сегодня в медицине, способность активно усваивать широкий спектр витаминов и микроэлементов, обладать иммуностимулирующим действием. Некоторые исследователи связывают этот эффект пробиотических культур со стимуляцией или продукцией вырабатываемого человеческим организмом интерферона. Кроме того, сегодня учёные активно ищут штаммы, в которых эти свойства выражены максимально. На Западе подобные исследования проводились с представителями родов: Lactococus, Enterocrocus, Streptococcus. Количество живых клеток этих микроорганизмов в пробирке составляет миллиарды колониеобразующих единиц на грамм. Свойствами повышения неспецифической сопротивляемости организма обладают и известные сегодня многим бифидобактерии и лактобактерии [15].


1.2.1 Кефир

Родиной кефира считается северный склон Кавказского хребта, где у разных племен он существует под различными названиями: кяфир, кэпы, кхагу, чыппэ и многими другими. В аулах горцев на этих склонах кефир приготовляется с незапамятных времен. Он считался не только прекрасным питательным средством, но также и целебным напитком при многих серьёзных болезнях, например ,чахотке, золотухе, малокровии… В России кефир появился относительно недавно, и его появление связано с целой детективной историей. В середине XIX века появились рассказы о таинственном напитке, который готовят жители северного Кавказа: якобы он исцеляет больных, продлевает жизнь. Кроме того, он вкусен, питателен и слегка опьяняет. Многие ,ездившие на Кавказ, пили кефир, но никто не знал, как он делается. Горцы свято хранили секрет и никому его не продавали. Поэтому единственный способ, с помощью которого можно было получить закваску - украсть её. У некоторых народов даже существовал специальный обряд похищения закваски [16]. Получить кефирные грибки искусственным путём русским учёным не удавалось. Тогда весной 1908 г. один из российских молочных заводчиков отправил на Кавказ свою юную мастерицу, которая и умудрилась привезти в Россию десять фунтов кефирных грибков. С тех пор в России началось промышленное производство кефира. Основную микрофлору кефирных грибков составляют три вида микроорганизмов: молочнокислые палочки, стрептококки и дрожжи. Однако кроме названных бактерий в состав кефирных грибков входят также уксуснокислые бактерии и ароматобразующие микроорганизмы. Именно эти микроорганизмы определяют специфический вкус и аромат кефира, и его питательные качества. В процессе своей жизнедеятельности микроорганизмы, входящие в состав кефирного грибка, вызывают разнообразные изменения в молоке: молочно -кислые палочки и молочно- кислые стрептококки вызывают молочно -кислое брожение, а дрожжи - спиртовое. В ходе этих процессов составные компоненты молока претерпевают разной глубины изменения, особенно это касается молочного сахара. Образующиеся в результате гидролиза сахара углекислота и спирт, попав в желудок человека, активизируют его деятельность, ускоряют процесс пищеварения, возбуждают аппетит [17].


1.2.2 Ряженка

  Особой популярностью эта простокваша пользуется на Украине. Она имеет вкус топлёного молока и кремовый цвет с буроватым оттенком. Готовят ряженку из смеси молока со сливками 6% жирности. Смесь подвергают томлению, т.е. выдерживают при высокой температуре. При стерилизации молоко выдерживают в течении 10-15 мин при 110 - 120ºС под давлением; иногда стерилизацию заменяют пастеризацией при температуре 95ºС с выдержкой 3 - 5 ч (томление молока). Совершенно неожиданные свойства обнаружили отечественные исследователи у ряженки. Оказалось, она так же, как и продукты, в состав которых входят живые бифидобактерии в высокой концентрации, способна нормализовать содержание бифидобактерий в организме. Учёные полагают, что это связано с тем, что в ряженке есть неизвестные бифидогенные факторы, образующиеся, по всей видимости, во время производства этого вкусного и полезного напитка. Добавив сахар можно получить сладкую ряженку [18].














  1. Экспериментальная часть


    1. Методы определения

При исследовании качественных характеристик различного вида молока и кисломолочных продуктов использовался титриметрический метод анализа . Содержание тяжелых металлов в молоке и кисломолочных продуктах определялось фотоколориметрическим методом анализа.

Титриметрический метод анализа имеет ряд преимуществ, а именно: скорость выполнения определений, относительную простоту(несложность) операций, достаточную точность получаемых результатов. Указанные положения ставят титриметрические методы анализа на одно из первых мест в лабораторной практике химических, пищевых, металлургических и других производств. В этом виде анализа взвешивание заменяется измерением объемов как определяемого вещества, так и реагента, который применяется при данном определении. Процесс прибавления любого раствора с известной концентрацией к раствору вещества неизвестной концентрации (или наоборот) называют титрованием. Реакции титриметрических определений должны удовлетворять следующим требованиям: Момент окончания реакции (точка эквивалентности) должен четко и хорошо определяться. Точка эквивалентности может фиксироваться или по изменению окраски титруемого раствора, или по изменению физико- химических показателей его (электропроводность, окислительно- восстановительный потенциал и др.).

Постоянная равновесия проводимой титриметрической реакции должна быть достаточно велика, а константа обратной реакции по возможности мала. Это условие в данном методе имеет особо важное значение, так как в этом случае не имеется возможности смещать равновесие реакции путем добавления избытка реагента.

Скорость аналитической реакции должна быть достаточно велика, чтобы имелась возможность точно фиксировать точку эквивалентности. При реакциях , имеющих небольшую скорость , весьма трудно ,а часто даже невозможно определять конец титрования , вследствие чего раствор будет перетитрован.

При титровании не должны иметь место побочные реакции.

Вещества, мешающие определению точки эквивалентности и протеканию основной реакции, должны отсутствовать.

В данном исследовании использовался метод кислотно- основного титрования (нейтрализации). В основу этого метода положены следующие реакции:

Н+ + ОН- = Н2О

Н3О+ + ОН- = 2Н2О

При использовании методов кислотно – основного титрования точка эквивалентности определяется при помощи индикаторов, которые меняют свою окраску в зависимости от реакции среды (величины рН ) . Этими методами определяют концентрации кислот, щелочей и солей, гидролизующихся в водных растворах [19].

Фотоколориметрический метод .

Интенсивность прошедшего через раствор света меняется не только от концентрации и высоты слоя раствора , но и от изменения интенсивности входящего светового потока. При фотоколориметрических определениях об интенсивности прошедшего через раствор света можно судить по силе фототока. Определения проводят в фотоэлектроколориметрах (ФЭК). В последние годы наиболее распространенными фотоэлектроколориметрами являются «двуплечие» колориметры- с двумя фотоэлементами, каждый из которых снабжен диафрагмой. Оба фотоэлемента включены в общую схему так , чтобы даваемые ими фототоки имели противоположное направление [20].


2.1.1 Методика определения плотности молока

Плотность - величина , показывающая , на сколько масса молока при температуре 20 ºС больше массы молока при температуре 4 ºС в том же объеме. Она обусловливается удельным весом компонентов молока: вода- 1, молочный жир- 0,92;лактоза- 1,5; белки- 1,28; соли- 2,1. В нашей стране плотность коровьего молока колеблется в пределах 1,027-1,033. Молоко, плотность которого ниже 1,027 ,считается разбавленным водой.

Исследовалось молоко козье, коровье и кобылье. Для определения плотности молока использовался ареометр, цилиндр на 250 миллилитров. В цилиндр по стенкам наливают 150- 200 миллилитров молока, затем медленно погружают ареометр, не допуская его соприкосновения со стенками. Через пару минут отсчитывают по шкале ареометра. Если температура молока 20 ºС, то показания ареометра соответствуют истинной плотности, если температура выше или ниже 20 ºС, то делают поправку с помощью величины + 0,2 на каждый градус [21].




      1. Методика определения количества бактерий в молоке

Способность свежевыдоенного молока задерживать развитие микрофлоры называется бактерицидным свойством. Срок действия бактерицидных веществ определяют по нарастанию кислотности молока. Бактерицидные вещества имеются только в сыром свежевыдоенном молоке. При нагревании до 66-70 ºС они разрушаются.

Микрофлора молока выделяет ферменты, в том числе редуктазу. Этот фермент способен обесцвечивать метиленовую синь. Установлена связь между количеством микрофлоры и скоростью обесцвечивания молока. Молоко относят к первому классу, если оно содержит в 1мл до 500000бактерий. Метиленовая синь обесцвечивается через 5,5 часов. Молоко относят ко второму классу, если обесцвечивание происходит за 2-5,5 часов, и оно содержит от 500000 до 4 млн. бактерий . Молоко третьего класса обесцвечивается в период от 20мин до 2-х часов, оно содержит от 4-х до 20 млн. бактерий. Молоко 4-го класса обесцвечивается менее чем за 20 минут.

Для постановки редуктазной пробы в пробирку 20 мл молока добавляют 1 мл рабочего раствора метиленового синего и плотно закрывают пробкой. После перемешивания пробирку помещают в водяную баню при температуре 37-40ºС, наблюдая за временем обесцвечивания метиленового- синего через 20 минут, 2 и 5,5 часов [22].


      1. Методика определения общей и предельной кислотности молока

Общая (титруемая) кислотность используется как показатель свежести молока и выражается в градусах Тернера( ºТ)- число миллилитров 0,1 н. едкого натра, необходимое для получения нейтральной реакции по фенолфталеину в 100 мл молока, разбавленного двойным количеством воды. Каждый мл, израсходованный на титрование, соответствует одному градусу Тернера ( ºТ). Кислотность свежего коровьего молока равна 16-18 ºТ. Молоко, имеющее кислотность ниже 15 ºТ, в пищу не используют.

В колбу емкостью 100мл. отмеряют 10 мл. молока , 20мл. дистиллированной воды и 2-3 капли 1% фенолфталеина. Помешивая содержимое колбы, из бюретки по каплям в нее добавляют 0,1 н. раствор едкого натрия до появления розового окрашивания, не исчезающего в течение минуты.

Количество миллилитров щелочи, затраченной на титрование, умножают на 10 и находят кислотность в градусах Тернера ( ºТ), то есть количество щелочи, которое могло бы пойти на титрование 100 мл. молока.

Для определения предельной кислотности на одну пробу молока объемом в 5 мл. для кислотности 16 ºТ в пробирку берут 0,8 мл. и для 20 ºТ- 1мл. К щелочи добавляют 0,1 н. едкого натрия, 10 мл. дистиллированной воды и 1-2 капли 1%- фенолфталеина. Добавляют в пробирку 5 мл. молока, наблюдают за окраской. Если цвет молока красный, то кислотность ниже предельной, если белый – выше предельной.


      1. Методика определения количества белков в молоке

Белки молока можно разделить на 2 группы: казеин и сывороточные белки; казеин составляет 80 %, сывороточные белки – 20% от массовой доли белков молока. Казеин является фосфопротеином и представляет собой смесь нескольких фракций. Различающихся по химическому составу, находящихся в молоке в виде коллоидного раствора. Важным свойством казеина является способность к коагуляции, при которой происходит разрушение его коллоидного состояния. При выработке молочных продуктов коагуляция казеина осуществляется с помощью кислот, сычужного фермента и хлорида кальция.

Основную часть сывороточных белков составляют бета – лактоглобулин и альфа – лактоальбумин, содержащиеся в молоке в тонкодиспергированном состоянии. Благодаря значительному содержанию незаменимых аминокислот белки молока являются полноценными. Особенно богаты незаменимыми аминокислотами сывороточные белки, в которых содержание таких дефицитных аминокислот как лизин, триптофан, метионини , треонин, наиболее высоко. Белки молока обладают высокой усваиваемостью (95-96%) небелковые азотистые соединения содержатся в молоке в малых количествах.

Белки определялись формалиновым методом, так как он является наиболее точным при определении количества белков и казеина.

В колбу отмеряют 10 мл. молока, 10-12 капель 1% фенолфталеина и по каплям добавляют 0,1 н. раствора едкого натрия до появления слабо –розового окрашивания, не исчезающего при взбалтывании. Затем вносят 2 мл. нейтрального 40 % формалина и оттитровывают 0,1 н. раствором едкого натрия до неисчезающего розового цвета. Количество щелочи, пошедшее на титрование после добавления формалина, умножают на коэффициент 1,92 и получают общее количество белков молоке, а умножив на коэффициент 1,51 определяют количество казеина.


      1. Методика определения железа в молоке

Метод основан на образовании комплексного соединения синего цвета берлинской лазури при взаимодействии ионов трехвалентного железа с железисто- синеродистым калием в кислой среде.

Оборудование: колбы мерные на 100 мл, пипетки на 1,5 мл, колба на 50 мл, стакан на 500 мл, груша, колба Кельдаля.

Реактивы: кислота соляная, с массовой концентрацией 100г/дм3 , калий железистосинеродистый (желтая кровяная соль) с массовой концентрацией 10г/дм3, кислота азотная концентрированная, кислота серная, квасцы железоаммонийные.

Подготовка к анализу: приготовление основного раствора железа с массовой концентрацией 0,1 г/дм3.

0,8640 г железоаммонийных квасцов растворяют в 10(0 – 200 см3 дистиллированной воды в мерной колбе вместимостью 1000 см3, добавляют 4 см3 серной кислоты и доводят дистиллированной водой до метки.

Построение градуировочного графика

Для приготовления растворов сравнения в мерные колбы вместимостью 100 см3 вносят 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0 и 3,5 см3 основного раствора железоаммонийных квасцов. В каждую колбу добавляют 5 см3 раствора соляной кислоты, одну каплю пергидроля, 4 см3 раствора железисто-синеродистого калия и доводят до метки дистиллированной водой. Массовая концентрация железа в полученных растворах сравнения составляет 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0 и 3,5 мг/дм3. Через 30 минут измеряют оптическую плотность растворов сравнения на фотоэлектроколориметре при красном светофильтре с λ = (600±10) нм в кювете с расстоянием между рабочими гранями 20 мм. В качестве контрольного раствора берут дистиллированную воду.

Градуировочный график проверяют при каждой смене реактивов. Проведение анализа

Перед проведением анализа молоко и кисломолочные продукты подкисляют серной кислотой и затем фильтруют через бумажный фильтр.

В мерную колбу вместимостью 100 см3 отмеривают в зависимости от массовой концентрации железа 5, 10 или 20 см3 отфильтрованного молока или кисломолочного продукта добавляют 5 см3 раствора соляной кислоты, одну каплю пергидроля и 4 см3 раствора железисто-синеродистого калия. Содержимое колбы доводят до метки дистиллированной водой и через 30 минут колориметрируют вместе с контрольным раствором. Для приготовления контрольного раствора такое же количество испытуемого молока или кисломолочного продукта помещают в мерную колбу вместимостью 100 см3, добавляют 5 см3 раствора соляной кислоты, одну каплю пергидроля и доводят до метки дистиллированной водой.



Обработка результатов

Массовую концентрацию железа в молоке или кисломолочном продукте (X) в мг/дм3 вычисляют по формуле:

X=A*K,

Где, А – массовая концентрация железа в испытуемом растворе, найденная по градуировочному графику, мг/дм3;

К –кратность молока, кисломолочного продукта

Допускаемое относительное расположение между результатами двух параллельных определений по отношению к среднему арифметическому для молока, кисломолочных продуктов при доверительной вероятности Р=0,95 не должно превышать 4% [16].

Железо Fe – элемент побочной подгруппы VIII группы и 4-го периода Периодической системы Д.И. Менделеева. Порядковый номер этого элемента – 26,а массовое число равно 56,847.

Ценным его свойством является способность легко окисляться и восстанавливаться, образовывать сложные соединения со значительно отличающимися биохимическими свойствами. При химических взаимодействиях атом железа может отдать не только два электрона последнего уровня, но и электрон предпоследнего. Таким образом, основными степенями окисления атома железа могут быть +2 и +3.

Роль железа в организме человека и других живых организмах очень велика. Оно входит в состав гемоглобина крови, который осуществляет перенос кослорода от органов дыхания к другим органам и биологическим тканям.

Впервые железо в организме человека учёные обнаружили в XIII веке.


Биологическая роль железа

Для нормального роста и выполнения биологических функций человеку и животным ,кроме витаминов ,необходим целый ряд неорганических элементов. Эти элементы можно разделить на два класса. Один из них – макроэлементы, а другой – микроэлементы.

Макроэлементы, к которым относятся кальций, магний, натрий, калий, фосфор, сера и хлор, требуются организму в относительно больших количествах (порядка нескольких граммов в сутки). Часто они выполняют более , чем одну функцию.

Более непосредственное отношение к действию ферментов имеют независимые микроэлементы, суточная потребность в которых не превышает нескольких миллиграммов, то есть, сопоставима с потребностью в витаминах.

Известно, что в пище животных обязательно должно содержаться около 15 микроэлементов, большинство из которых выполняет, по меньшей мере, какую-нибудь одну из трёх возможных функций. Во-первых, незаменимый микроэлемент сам по себе может обладать каталитической активностью по отношению к той или иной химической реакции, скорость которой значительно возрастает в присутствии ферментного белка. Это особенно характерно для ионов железа и меди. Во-вторых, ион металла может образовывать комплекс одновременно с активным центром фермента, в результате чего происходит их сближение и переход в активную форму. И, в-третьих, ион металла может играть роль мощного акцептора электронов на определённой стадии.

Железо относится к тем микроэлементам, биологические функции которых изучены наиболее полно. Значение железа для организма человека трудно переоценить. Подтверждением этому может быть не только большая его распространенность в природе, но и важная роль в сложных процессах, происходящих в живом организме. Биологическая ценность железа определяется многократностью его функций, незаменимостью другими металлами в сложных биохимических процессах, активным участием в клеточном дыхании, обеспечивающим нормальное функционирование тканей и организма человека.


Дефицит железа в организме человека

В истории медицины известен такой печальный случай. Один студент-химик решил подарить своей возлюбленной кольцо, сделанное из железа собственной крови. Выпуская время от времени кровь, он получал соединение, из которого химическим путём он выделял железо. Юноша погиб от наступившего малокровия. Он так и не собрал нужного количества железа для изготовления кольца. Бедняга не знал, что общее содержание железа в крови взрослого человека составляет в среднем 3-4 грамма, чего хватит разве что на два сапожных гвоздика

При нехватке железа в организме человека возникает его дефицит. В общем виде дефицит железа развивается при нарушении баланса между поступлением и потерями железа из организма. Его выделение ограничено.

При недостатке железа человек начинает быстро утомляться, возникают головные боли, появляется плохое настроение. Ещё в старину были известны рецепты различных «железных» лекарств. В 1783 году «Экономический журнал» писал: «В некоторых случаях и самое железо составляет весьма хорошее лекарство, и применяются с пользой наимельчайшие оного опилки, либо просто, либо обсахаренные». В той же статье рекомендуются и другие лекарства: «железный снег», «железная вода», «стальное вино» («виноградное кислое вино, как, например, рейнвейн, настоять с железными опилками»).

Общее содержание железа в пище и его усвоение,зависящее ,преимущественно, от соотношения продуктов животного и растительного происхождения, веществ, уступающих или тормозящих всасывание, определяет поступление железа в организм. Потребности в железе определяются его затратами. Оно выделяется с кровью, отшелушивающимися клетками кожи и при неправильной работе кишечного тракта. Большое количество железа надо употреблять беременным женщинам и детям, в связи с их ростом.

Основными причинами дефицита железа могут быть:

различные по объёму кровопотери, недостаточное поступление и усвоение железа из пищи, его повышенные затраты при занятиях физической культурой, интенсивный рост и беременность. Определенную роль в происхождении обеднения организма железом могут играть нарушения пищеварения в связи с заболеваниями желудка и кишечника. Некоторые инфекционно-воспалительные заболевания могут привести к перераспределению железа в организме, но истинного дефицита в этих случаях не наблюдается. То же самое можно сказать и об опухолях различных организмов и систем.

Общая масса железа у взрослого мужчины составляет около 4,5 г., а у женщины около 3-4 г. Основная масса (около 75%) железа, составляющая 2,25-3 г., сосредоточена в гемоглобине. Вне гемоглобина в эритроцитах содержится ничтожное, не учитываемое количество железа, входящее в состав клеток. Кроме того, при некоторых состояниях, обнаруживаются гранулы трехвалентного железа (FeIII), дающего при окраске по Перльсу положительную реакцию на берлинскую лазурь.

При нормальном содержании гемоглобина, составляемом 15%, в 100 мл крови содержится 3 г железа. Остальную его часть составляет железо мышечного гемоглобина от 300 до 600 мг и железо дыхательных ферментов – всего около 1 г. Железо, находящееся в органах, главным образом в печени, составляет около 0.5 г.

Суточная потребность взрослого человека в железе определяется масштабами физиологических процессов кроветворения и кроверазрушения [23].


Роль железа в питании


Распространенность дефицита железа свидетельствует о том, что количество железа, взятого организмом из пищи, часто недостаточно для покрытия потребности в нем практически здорового населения. Однако довольно трудно установить истинную роль диет в различных районах земного шара в происхождении этой патологии.

Железодефицитные состояния могут развиваться при длительном употреблении питания с недостаточным общим содержанием железа, несмотря на нормальную калорийность, или с достаточным или высоким его содержанием, но преобладанием продуктов растительного происхождения, содержащие тормозящие усвоение железа вещества. Длительное вынужденное применение однообразного по составу питания при некоторых внутренних заболеваниях или соблюдение больничных диет в ряде случаев может способствовать обеднению организма железом.

Даже при высоком содержании железа в пище его всасывание в организм может быть незначительным и не удовлетворять его потребности в железе. Железо может всасываться только в виде ионов Fe., его всасывание и выведение протекают очень медленно и зависят от многих сложных факторов. Усваивается лишь незначительная часть присутствующих в пищевых продуктах железа. Более того, способность железа усваиваться сильно варьирует для разных пищевых продуктов. Лучше всего железо усваивается из мяса, значительно хуже из зерновых злаков. Молоко содержит очень мало железа.(таблица 1).



Таблица 1- Продукты, содержащие железо (мг на 100г )



Продукт

Количество Fe , мг

Продукт

Количество Fe, мг

Фасоль

12.4

Яблоки

2.2

Соль поваренная

10.0

Хлеб пшеничный

2.8-0.9

Печень (говяжья)

9.8

Рис

1.8

Горох

9.4

Морковь

1.4-1.2

Крупа гречневая

8.0

Помидоры

1.4-0.5

Язык (говяжий)

5.0

Картофель

0.9

Крупа овсяная

3.9

Лимоны

0.6

Мясо (говядина)

2.8-2.6

Творог

0.4

Шоколад

2.7

Масло сливочное

0.2

Хлеб ржаной

2.6-2.0

Молоко коровье

0.1



Богаты железом и некоторые минеральные воды. История рассказывает о том, как был открыт первый в России источник железистых вод. В 1714 году рабочий Кончезёрского медеплавильного завода в Карелии Иван Ребоев, «болевший сердечной болью, едва волочивший ноги», увидел однажды на железистом болоте неподалёку от Ладожского озера источник и стал пить из него воду. «Пил три дня к ряду и исцелился». Об этом стало известно Петру I, и вскоре по его указанию были обнародованы «Объявления о Марциальных водах, на Олонце», названных так в честь Марса – бога войны и железа. Царь вместе с семьёй не раз приезжал в эти края и пил целительную воду.

У жителей Северной Америки дефицит железа в организме – одно из наиболее распространённых последствий неправильного питания. Особенно он характерен для детей, девочек-подростков и женщин детородного возраста.

Железо необходимо для синтеза железопорфириновых белков гемоглобина и других составляющих крови. В крови оно переносится в форме комплекса с плазменным белком трансферрином, а в тканях оно накапливается в виде белкового комплекса, содержащего гидроксид и фосфат железа. Белки в больших количествах содержатся в печени, селезёнке и костном мозгу. Железо не выводится из организма с мочой. Оно выделяется с желчью и калом, а так же при кровотечениях. Из-за удвоенных или утроенных потерь во время менструаций женщинам необходимы большие количества железа, чем мужчинам. В хлеб и другие злаковые продукты добавляют дополнительное количество железа, однако это далеко не всегда является решением проблемы недостаточности железа, что приводит к железодефицитной анемии, при которой число эритроцитов в крови остаётся нормальным, а содержание гемоглобина в них уменьшается.

Различают 2 вида железа: 

- Гемовое, которое входит в состав гемоглобина и содержится:  в мясе; в печени; в почках; в кровяной колбасе; в сухой крови. 

Оно усваивается практически полностью.

-Негемовое железо, находящееся в свободной ионной форме:  двухвалентное - Fe II, и трёхвалентное - Fe III. 

Негемовое железо содержится в растительной пище и железосодержащих препаратах. Оно всасывается гораздо хуже гемового и, чтобы организм его хоть как-то усвоил, должно быть двухвалентным, потому что трехвалентное не усваивается вообще. Чтобы "превратить" трехвалентное железо в двухвалентное, нужен восстановитель. Его роль играет витамин С (аскорбиновая кислота).



Обмен железа в организме

В гемсодержащих белках железо находится в составе гема. В негемовых железосодержащих белках железо непосредственно связывается с белком. К таким белкам относят трансферрин, ферритин, окислительные ферменты рибонуклеотидредуктазу и ксантиноксидазу, железофлавопротеины NADH-дегидрогеназа и сукцинатдегидрогеназа.

В организме взрослого человека содержится 3—4 г железа, из которых только около 3,5 мг находится в плазме крови. Гемоглобин имеет примерно 68% железа всего организма, ферритин — 27%, миоглобин — 4%, трансферрин —1%. На долю всех содержащих железо ферментов приходится всего 0,6% железа, имеющегося в организме. Источниками железа при биосинтезе железосодержащих белков служат железо пищи и железо, освобождающееся при постоянном распаде эритроцитов в клетках печени и селезёнки.

В нейтральной или щелочной среде железо находится в окисленном состоянии — Fe3+, образуя крупные, легко агрегирующие комплексы с ОН-, другими анионами и водой. При низких значениях pH железо восстанавливается и легко диссоциирует. Процесс восстановления и окисления железа обеспечивает его перераспределение между макромолекулами в организме. Ионы железа обладают высоким сродством ко многим соединениям и образуют с ними хелатные комплексы, изменяя свойства и функции этих соединений, поэтому транспорт и депонирование железа в организме осуществляют особые белки. В клетках железо депонирует белок ферритин, в крови его транспортирует белок трансферрин.

Всасывание железа в кишечнике

В пище железо в основном находится в окисленном состоянии (Fe3+) и входит в состав белков или солей органических кислот. Освобождению железа из солей органических кислот способствует кислая среда желудочного сока. Наибольшее количество железа всасывается в двенадцатиперстной кишке. Аскорбиновая кислота, содержащаяся в пище, восстанавливает железо и улучшает его всасывание, так что в клетки слизистой оболочки кишечника поступает только Fe2+. В суточном количестве пищи обычно содержится 15—20 мг железа, а всасывается только около 10% этого количества. Организм взрослого человека теряет около 1 мг железа в сутки.

Количество железа, которое всасывается в клетки слизистой оболочки кишечника, как правило, превышает потребности организма. Поступление железа из энтероцитов в кровь зависит от скорости синтеза в них белка апоферритина. Апоферритин «улавливает» железо в энтероцитах и превращается в ферритин, который остаётся в энтероцитах. Таким способом снижается поступление железа в капилляры крови из клеток кишечника. Когда потребность в железе невелика, скорость синтеза апоферритина повышается. Постоянное слущивание клеток слизистой оболочки в просвет кишечника освобождает организм от излишков железа. При недостатке железа в организме апоферритин в энтероцитах почти не синтезируется. Железо, поступающее из энтероцитов в кровь, транспортирует белок плазмы крови трансферрин

Транспорт железа в плазме крови и его поступление в клетки

В плазме крови железо транспортирует белок трансферрин. Трансферрин — гликопротеин, который синтезируется в печени и связывает только окисленное железо (Fe3+). Поступающее в кровь железо окисляет фермент ферроксидаза, известный как медьсодержащий белок плазмы крови церулоплазмин. Одна молекула трансферрина может связать один или два иона Fe3+ , но одновременно с анионом С032_ с образованием комплекса трансферрин-2 (Fe3+- C032). В норме трансферрин крови насыщен железом приблизительно на 33%.

Трансферрин взаимодействует со специфическими мембранными рецепторами клеток. В результате этого взаимодействия в цитозоле клетки образуется комплекс Са2+-кальмодулин-ПКС, который фосфорилирует рецептор трансферрина и вызывает образование эндосомы. АТФ-зависимый протонный насос, находящийся в мембране эндосомы, создаёт кислую среду внутри эндосомы. В кислой среде эндосомы железо освобождается из трансферрина. После этого комплекс рецептор—апотрансферрин возвращается на поверхность плазматической мембраны клетки. При нейтральном значении pH внеклеточной жидкости апотрансферрин изменяет свою конформацию, отделяется от рецептора, выходит в плазму крови и становится способным вновь связывать ионы железа и включаться в новый цикл его транспорта в клетку. Железо в клетке используется для синтеза железосодержащих белков или депонируется в белке ферритине.

Ферритин — олигомерный белок с молекулярной массой 500 кД. Он состоит из тяжёлых (21 кД) и лёгких (19 кД) полипептидных цепей, составляющих 24 протомера. Разный набор протомеров в олигомере ферритина определяет образование нескольких изоформ этого белка в разных тканях. Ферритин представляет собой полую сферу, внутри которой может содержаться до 4500 ионов трёхвалентного железа, но обычно содержится менее 3000. Тяжёлые цепи ферритина окисляют Fe2+ в Fe3+. Железо в виде гидроксидфосфата находится в центре сферы, оболочка которой образована белковой частью молекулы. Оно поступает внутрь и освобождается наружу через каналы, пронизывающие белковую оболочку апоферритина, но железо может откладываться и в белковой части молекулы ферритина. Ферритин содержится почти во всех тканях, но в наибольшем количестве в печени, селезёнке и костном мозге. Незначительная часть ферритина экскретируется из тканей в плазму крови. Поскольку поступление ферритина в кровь пропорционально его содержанию в тканях, то концентрация ферритина в крови — важный диагностический показатель запасов железа в организме при железодефицитной анемии.

Регуляция поступления железа в клетки

Содержание железа в клетках определяется соотношением скоростей его поступления, использования и депонирования и контролируется двумя молекулярными механизмами. Скорость поступления железа в неэритроидные клетки зависит от количества белков-рецепторов трансферрина в их мембране. Избыток железа в клетках депонирует ферритин. Синтез апоферритина и рецепторов трансферрина регулируется на уровне трансляции этих белков и зависит от содержания железа в клетке.

На нетранслируемом З'-конце мРНК рецептора трансферрина и на нетранслируемом 5'- конце мРНК апоферритина имеются шпилечные петли — железочувствительные элементы IRE. Причём мРНК рецептора трансферрина имеет 5 петель, а мРНК апоферритина — только 1.

Эти участки мРНК могут взаимодействовать с регуляторным IRE-связывающим белком. При низких концентрациях железа в клетке IRE-связывающий белок соединяется с IRE мРНК апоферритина и препятствует присоединению белковых факторов инициации трансляции. В результате этого снижаются скорость трансляции апоферритина и его содержание в клетке. Вместе с тем при низких концентрациях железа в клетке IRE-связывающий белок связывается с железочувствительным элементом мРНК рецептора трансферрина и предотвращает её разрушение ферментом РНК-азой. Это вызывает увеличение количества рецепторов трансферрина и ускорение поступления железа в клетки.

При повышении содержания железа в клетке в результате его взаимодействия с IRE-связывающим белком происходит окисление SH- групп активного центра этого белка и снижение сродства к железочувствительным элементам мРНК. Это приводит к двум последствиям:

  1. - во-первых, ускоряется трансляция апоферритина;

  2. - во-вторых, IRE-связывающий белок освобождает шпилечные петли мРНК рецептора трансферрина, и она разрушается ферментом РНК-азой, в результате снижается скорость синтеза рецепторов трансферрина

Ускорение синтеза апоферритина и торможение синтеза рецепторов трансферрина вызывают снижение содержания железа в клетке.

В целом эти механизмы регулируют содержание железа в клетках и его использование для синтеза железосодержащих белков.



Нарушение метаболизма железа



Железодефицитная анемия может наблюдаться при повторяющихся кровотечениях, беременности, частых родах, язвах и опухолях ЖКТ, после операций на ЖКТ. При железодефицитной анемии уменьшается размер эритроцитов и их пигментация (гипохромные эритроциты малых размеров). В эритроцитах уменьшается содержание гемоглобина, понижается насыщение железом трансферрина, а в тканях и плазме крови снижается концентрация ферритина. Причина этих изменений — недостаток железа в организме, вследствие чего снижается синтез гема и ферритина в неэритроидных тканях и гемоглобина в эритроидных клетках.

Гемохроматоз. Когда количество железа в клетках превышает объём ферритинового депо, железо откладывается в белковой части молекулы ферритина. В результате образования таких аморфных отложений избыточного железа ферритин превращается в гемосидерин. Гемосидерин плохо растворим в воде и содержит до 37% железа. Накопление гранул гемосидерина в печени, поджелудочной железе, селезёнке и печени приводит к повреждению этих органов — гемохроматозу. Гемохроматоз может быть обусловлен наследственным увеличением всасывания железа в кишечнике, при этом содержание железа в организме больных может достигать 100 г. Это заболевание наследуется по аутосомнорецессивному типу, причём около 0,5% европеоидов гомозиготны по гену гемохроматоза. Накопление гемосидерина в поджелудочной железе приводит к разрушению р-клеток островков Лангерханса и, как следствие этого, к сахарному диабету. Отложение гемосидерина в гепатоцитах вызывает цирроз печени, а в миокардиоцитах — сердечную недостаточность. Больных наследственным гемохроматозом лечат регулярными кровопусканиями, еженедельно или один раз в месяц в зависимости от тяжести состояния больного. К гемохроматозу могут привести частые переливания крови, в этих случаях больных лечат препаратами, связывающими железо [24].


2.2 Обсуждение результатов эксперимента

2.2.1 Определение плотности в коровьем, козьем, кобыльем молоке

Исследовалась плотность коровьего, козьего и кобыльего молока. Результаты исследования показаны в таблице 2 и на графике рисунка 1.

Таблица 2- Показатели плотности разного вида молока


наименование

Плотность dг/см3

Литературные данные

Молоко коровье

1,025

1,030

Молоко козье

1,005

1,032

Молоко кобылье

1,015

1,034


Как видно из таблицы 2 плотность коровьего молока составляет 1,025, козьего 1,005, кобыльего молока 1,015.



hello_html_m3bcb162.gif



Рисунок 1- Показатели плотности различного вида молока


Как видно из рисунка 1 плотность молока наибольшая у коровьего (1,025 г/см3 ) и наименьшая у козьего (1,005 г/см3). Вероятно, это связано с тем, что молоко козье и кобылье содержит больше воды , так как их плотность составляет меньше 1,027,как у коровьего.


2.2.2 Определение кислотности коровьего, козьего и кобыльего молока

Исследовались общая и предельная кислотность в коровьем, козьем и кобыльем молоке. Результаты исследования представлены в таблице 3.


Таблица 3 - Показатели общей и предельной кислотности разного вида молока



Наименование

Общая кислотность ºТ

Предельная кислотность

Литературные данные

Молоко коровье

15

Ниже предельной

16-18

Молоко козье

22

Выше предельной

19-21

Молоко кобылье

7

Ниже предельной

5 -7









Как видно из таблицы 3 , коровье и кобылье молоко обладает значением кислотности, ниже предельной, а козье молоко выше предельной, что согласуется с литературными данными [25]. Цифровые значения общей кислотности иллюстрирует график на рисунке 2.



hello_html_m5171c40c.gif



Рисунок 2 - Показатели общей кислотности различного вида молока


Как видно из рисунка 2 , коровье молоко обладает общей кислотностью равной 15 ºТ, козье - 22 ºТ и кобылье - 7 ºТ, то есть козье молоко обладает наибольшей кислотностью, а кобылье наименьшей. По значениям кислотности молоко разных видов животных можно расположить в следующий ряд:

козье молоко > коровье молоко > кобылье молоко

По – видимому, это связано с химическим составом молока, кислотность которого обусловливается кислыми солями – дегидрофосфатами и дегидроцитратами, белками – казеином и сывороточными белками, углекислотой, кислотами (молочной, аскорбиновой, свободными жирными и др. компонентами молока)


2.2.3 Определение белков в молоке разных видов животных


Исследовалось содержание белков и казеина в коровьем, козьем и кобыльем молоке. При расчете количества белков и казеина количество щелочи пошедшее на титрование после добавления формалина, умножают на коэффициент 1,92 и получают общее количество белков в молоке, а умножив на коэффициент 1,51, определяют количество казеина.

Результаты исследования представлены в таблице 4


Таблица 4- Содержание белка и казеина в молоке разных животных



наименование

Содержание белка, г

Литературные данные, г

Содержание казенна, г

Литературные данные, г

Коровье молоко

3,52

3,4

2,7

2,8

Козье молоко

3,31

3,2 – 3,5

2,5

2,6 – 3,6

Кобылье молоко

2,74

2,5

2,1

1,3



Как видно из таблицы 4, наибольшее содержание белков приходится на коровье молоко(3,52 г), несколько меньше- на козье молоко (3,31 г), и самое малое содержание белков приходится на кобылье молоко (2,74 г).

Подобная зависимость прослеживается и по содержанию казеина в исследуемом молоке разного вида ,а именно, в коровьем молоке содержится 2,7 г, в козьем – 2,5 г и в кобыльем – 2,1 г.(на 100 г продукта)

Содержание белка и казеина в молоке разного вида животных можно проследить на графике рисунка 3



hello_html_68fbf1ca.gif


Рисунок 3- Содержание белка и казеина в различных видах молока


Из рисунка 3 видно, что содержание белка и казеина в молоке разных животных аналогичны друг другу, то есть самым белковым молоком является коровье, затем козье , и на последнем месте- находится кобылье молоко.

На уровень белка и соотношение казеина и сывороточных белках оказывает влияние ряд факторов: порода животных, возраст животных, кормление , доение и тд [26].

По содержанию в молоке белка и казеина можно указать следующую зависимость:

Коровье молоко > козье молоко > кобылье молоко


2.2.4 Определение бактерий в молоке разных животных.

Исследовалось коровье, козье и кобылье молоко на содержание в них бактерий редуктазной пробой. Результаты исследования приведены в таблице №5




Таблица 5 - Содержание бактерий в молоке разного вида



Наименование

Редуктазная проба

Коровье молоко

20 мин: голубой

2ч. : светло голубой

5ч. : светло голубой

Козье молоко

20 мин: голубой

2ч.: светло голубой

5ч. : практически бесцветный

Кобылье молоко

20 мин : синий

2ч. : светло синий

5ч.: голубой



Из таблицы 5 видно, что редуктазная проба самая активная у козьего молока, менее активная у коровьего молока и самая малая активность- у кобыльего молока.

По процентному содержанию (приблизительно) эту зависимость можно отразить в графике на рисунке 4.




hello_html_m231bdc12.gif



Рисунок 4- Содержание бактерий в молоке разного вида


Как видно из рисунка 4, максимальное содержание бактерий - у козьего молока и минимальное - у кобыльего , то есть по содержанию бактерий в молоке можно наблюдать следующую зависимость:

Козье молоко > коровье молоко > кобылье молоко

В результате проведенного исследования молока на редуктазную пробу было выявлено, что все три вида молока по бактерицидным свойствам относятся к первому классу, так как в трех случаях обесцвечивание метиленовой сини наблюдалось спустя 5 часов. Это говорит о наличие в 1мл до 500000 бактерий [27].

Руководствуясь полученными данными, можно сказать, что все три вида молока относятся к первому классу, так как в трех случаях обесцвечивание метиленовой сини наблюдалось спустя 5 часов. Это говорит о наличие в 1мл до 500000 бактерий.


2.2.5 Методика определения железа в молоке разного вида животных


Исследовалось содержание железа в молоке разного вида животных.

Результаты исследования приведены в таблице 6.

Таблица 6 - Содержание железа в коровьем, козьем и кобыльем молоке



Наименование

Fe мг/л

Литературные данные, мг/л

Коровье молоко

0,16

0,06- 0,1

Козье молоко

0,0441

0,1

Кобылье молоко

0,0621

---



Из таблицы 6 видно, что максимальное содержание железа- 0,16 мг/л приходится на коровье молоко, на кобылье – 0,0621 мг/л и минимальное содержание железа- 0,0441 мг/л на козье молоко.

Содержание железа в молоке разных животных можно проследить на графике рисунка 5





hello_html_4245a596.gif


Рисунок 5 - Содержание железа в коровьем, козьем и кобыльем молоке


Из рисунка 5 видно, что коровье молоко более богато микроэлементом железом, чем кобылье и козье молоко. На основании проведенного эксперимента можно установить зависимость содержания железа в молоке разных животных:

Коровье молоко > кобылье молоко > козье молоко

Исследуемые показатели можно свести в общую таблицу 7












Таблица 7 - Показатели качества молока разного вида



Наименование


Плотность, г/см3

Предельная

Кислотность

Общая

Кислотность , ºТ

Редуктазная

проба

Содержание

Белков и казеина

Содержание железа, мг/л

Коровье

1,025

Ниже предельной

15

20 мин: голубой

2ч. : светло голубой

5ч. : светло голубой

3,52 – белки

2.7 - казеин

0,16

Козье

1,005

Выше предельной

22

20 мин: голубой

2ч.: светло голубой

5ч.: практически бесцветный

3,31 – белки

2,5 - казеин

0,0441

кобылье

1,015

Выше предельной

7

20 мин : синий

2ч. : светло синий

5ч.: голубой

2,74 – белки

2,1 - казеин

0,0621


Сравнительную характеристику показателей можно проследить на рисунке 6




Рисунок 6 – Сравнительная характеристика качественных показателей молока


Из рисунка 6 видно, что такие показатели молока, как плотность и содержание железа имеют сходную зависимость, а именно:

Коровье молоко > кобылье молоко > козье молоко

Показатели качества молока – содержание бактерий и кислотность- также имеют сходную зависимость:

Козье молоко > коровье молоко > кобылье молоко

По содержанию белка зависимость следующая:

Коровье молоко > козье молоко > кобылье молоко

Отсюда видно, козье молоко обладает средними значениями показателей по содержанию белков, минимальными значениями по показателям плотности и содержанию железа, а по содержанию бактерий и кислотности обладает максимальными значениями.

Коровье молоко имеет средние значения кислотности и содержания бактерий, и высокие значения плотности, содержания железа и белка.

Кобылье молоко имеет средние значения по содержанию железа и плотности, минимальные значения по содержанию белка, бактерий и по показателям кислотности.


2.2.6 Определение качественных показателей в пастеризованном молоке


Проведено исследование качественных показателей пастеризованного коровьего молока. Для исследования использовалось пастеризованное молоко «Зорькин луг» и «Добрая Буренка».Результаты исследования представлены в таблице 8.



Таблица 8 - Качественные показатели пастеризованного коровьего и домашнего коровьего молока




наименование

Плотность, г/см3

Предельная кислотность

Общая кислотность ºТ

Белки , г

Казеин, г

«Зорькин луг»

1,020

Ниже предельной

15,3

3,5

2,7

«Добрая Буренка»

1,024

Выше предельной

22

3,3

2,5

Молоко домашнее

1,025

Ниже предельной

15

3,52

2,7





Из таблицы 8 видно, что плотность пастеризованного молока «Добрая Буренка» выше (1,024 г/см3 )плотности молока «Зорькин луг» (1,020 г/см3 ). И эти значения ниже плотности домашнего коровьего молока (1,025 г/см3). Графическое изображение плотности пастеризованного коровьего молока разных производителей можно видеть на рисунке 7.



hello_html_m70dc54e2.gif



Рисунок 7 -Значения плотности пастеризованного молока разных производителей и домашнего молока



Из рисунка 7 можно проследить следующую зависимость плотности молока : молоко домашнее > молоко «Добрая Буренка» > молоко «Зорькин луг» Предельная кислотность в молоке «Зорькин луг» ниже предельной, как и в домашнем коровьем молоке, а в молоке «Добрая Буренка» выше предельной. Общая кислотность молока «Зорькин луг» (15,3ºТ), «Добрая Буренка» (22 ºТ), и кислотность домашнего коровьего молока (15 ºТ). Эта зависимость подтверждается графиком рисунка 8





hello_html_m333c2ecb.gif





Рисунок 8- Изменение общей кислотности пастеризованного и домашнего коровьего молока



Из рисунка 8 можно проследить следующую зависимость изменения общей кислотности пастеризованного и домашнего молока:

молоко «Добрая Буренка» > молоко «Зорькин луг» >молоко домашнее

Редуктазная проба на содержание бактерий показала сильное осветление голубого цвета в случае молока «Зорькин луг» ~ 85%, несколько меньшее осветление голубого цвета у молока «Добрая Буренка» ~ 80%, что несколько больше по сравнению с коровьим домашним молоком, у которого в результате редуктазной пробы появляется светло голубое окрашивание (Цвет насыщенный) ~75%.

Следовательно по результатам исследования редуктазной пробы можно сделать вывод ,что пастеризованное молоко «Зорькин луг» и «Добрая Буренка» имеют высокий процент бактерий.

Это наглядно доказывается графиком на рисунке 9.

hello_html_6122c4a3.gif



Рисунок 9- Содержание бактерий в пастеризованном молоке и домашнем коровьем молоке



Из рисунка 9 можно видеть, что по содержанию бактерий молоко располагается в следующий ряд:

молоко «Зорькин луг» >молоко «Добрая Буренка» >молоко домашнее

Исследовалось содержание белка и казеина в пастеризованном молоке разных производителей.

Как видно из таблицы 8 цифровое значение содержание белков и казеина у пастеризованного молока «Зорькин луг» (3,5 г и 2,7 г) соответственно и в домашнем коровьем молоке(3,52 г и 2,7 г ) одинаковы, и эти значения немного выше чем в молоке «Добрая Буренка» (3,3 г и 2,5 г).

Зависимость содержания белков и казеина представлены на рисунке 10.



hello_html_m2fe8ffae.gif





Рисунок 10 - Содержание белка и казеина в пастеризованном молоке и коровьем домашнем молоке



Из рисунка 10 видно, что по содержанию белка и казеина исследуемое молоко можно расположить в следующий ряд:

молоко домашнее > молоко «Зорькин луг» >молоко «Добрая Буренка»

В пастеризованном молоке исследовалось присутствие ферментов пероксидазы, определялось содержание пероксида водорода, крахмала и проводилась лактоальбуминовая проба.

Проба на пероксидазу применяется для контроля пастеризации с нагреванием от 75 ºС и выше, когда полностью разрушается фермент – пероксидаза. В пробирку к 5 мл молока добавляют пять капель раствора йодисто – калиевого крахмала и пять капель 1% раствора перекиси водорода. После перемешивания наблюдают за окраской . в молоке, сыром или нагретом до температуры ниже 75 ºС, имеется фермент пероксидаза, что устанавливают по появлению синего цвета.

Определение перекиси водорода

Чтобы молоко при нагревании было более устойчивым к свертыванию, к нему добавляют перекись водорода , что считается грубой фальсификацией. В пробирку к 1 мл молока добавляют 0,5 мл йодисто – калиевого крахмала. При наличии перекиси водорода молоко приобретает синеватую окраску.

Определение крахмала

В пробирку к 5 мл молока наливают 2-3 капли 3-5% раствора йода. При наличии крахмала молоко окрашивается в синий цвет.

Лактоальбуминовой пробой контролируют пастеризацию молока при температуре выше 80 ºС. В колбу наливают 5 мл молока, 20 мл воды и по каплям добавляют 1% раствор серной кислоты до появления хлопьев казеина, после чего смесь отфильтровывают. В пробирке следует вскипятить 5 мл этого фильтрата. В молоке, сыром или нагретом до температуры ниже 80 ºС , появляются хлопья альбумина, которые затем выпадут в осадок. В молоке, нагретом выше 80 ºС, хлопья не появятся. Проба основана на свойстве альбумина коагулировать при нагревании [19].

Результаты исследования представлены в таблице 8



Таблица 9 - Контроль пастеризации и натуральности пастеризованного молока



Наименование

Проба на пероксидазу

Определение перекиси водорода

Определение крахмала

Лактоальбуминовая проба

«Зорькин луг»

Синий цвет

отсутствует

отсутствует

Образуются хлопья альбумина

«Добрая Буренка»

Синий цвет

отсутствует

отсутствует

Образуются хлопья альбумина





Из таблицы 9 видно, что проба на пероксидазу отрицательная в пастеризованном молоке «Зорькин луг» и «Добрая Буренка», что свидетельствует об отсутствии ферментов пероксидазы. Перекись водорода отсутствует, что свидетельствует о том что в молоко не добавлялось перекиси водорода. Так же отсутствует крахмал в исследуемом молоке. Крахмал - это консервант, поэтому его отсутствие свидетельствует о хорошем качестве молока. Лактоальбуминовая проба показывает наличие альбумина в большом количестве в обоих видах молока.

Таким образом пастеризованное молоко соответствует стандартам, но по качеству уступает домашнему молоку.



2.2.7 Определение качественных показателей в кисломолочных продуктах

Исследовались качественные показатели кисломолочных продуктов: кефир домашний, кефир «Добрая Буренка», ряженка «Добрая Буренка».

Результаты исследования общей и предельной кислотности домашнего кефира , кефира «Добрая Буренка», ряженки «Добрая Буренка» показаны в таблице 10



Таблица 10 - Показатели общей и предельной кисломолочных продуктов



наименование

Предельная кислотность

Общая кислотность ,ºТ

Литературные данные, ºТ

Кефир домашний

Выше предельной

91,6


80-120

Кефир «Добрая Буренка»

Выше предельной

85,3

Ряженка «Добрая Буренка»

Выше предельной

83,3





Как видно из таблицы 10, кефир домашний, кефир «Добрая Буренка» и ряженка «Добрая Буренка» обладают кислотностью выше предельной. Цифровые значения общей кислотности кисломолочных продуктов представлены на рисунке 11.





hello_html_me7a892a.gif





Рисунок 11 - Показатели общей кислотности кисломолочных продуктов



Как видно из рисунка 11, домашний кефир обладает наибольшей кислотностью (91,6 ºТ), немного меньше кислотность у кефира и ряженки «Добрая Буренка»,эти показатели близки друг к другу: кефир «Добрая Буренка»(85,3 ºТ) ,ряженка «Добрая Буренка»(83,3 ºТ).

Согласно литературным данным, определенная общая кислотность в исследуемых продуктах находится в пределах нормы.

При определении белка и казеина в исследуемых продуктах были получены результаты ,представленные в таблице 11



Таблица 11- содержание белка и казеина в кисломолочных продуктах



Наименование

Белки, г

Казеин, г

Кефир домашний

3,3

2,5

Кефир«Добрая Буренка»

2,8

2,2

Ряженка«Добрая Буренка»

3

2,3





Как видно из таблицы №11 самым богатым белком и казеином кисломолочным продуктом является домашний кефир, немного меньше белка и казеина содержатся в ряженке и кефире от производителя «Добрая Буренка».

Изменение этих показателей хорошо видны на рисунке 12





hello_html_5c4e16d9.gif



Рисунок 12- содержание белка и казеина в кисломолочных продуктах



Из рисунка 12 видно, что по содержанию белка и казеина исследуемые объекты можно выстроить в ряд:

Кефир домашний> ряженка «Добрая Буренка» >кефир «Добрая Буренка»



При определении содержания бактерий в кисломолочных продуктах редуктазной пробой были получены следующие результаты, представленные в таблице 12, рисунке 13





Таблица 12 - Содержание бактерий в кисломолочных продуктах



наименование

Редуктазная проба

Кефир домашний

20 мин : светло -голубой

2ч.: практически белый

5ч. : белый

Кефир«Добрая Буренка»

20 мин : синий

2ч.: голубой

5ч. : Светло - голубой

Ряженка«Добрая Буренка»

20 мин : голубой

2ч.: светло - голубой

5ч. : Практически белый





Как видно из таблицы 12, кисломолочные продукты марки «Добрая Буренка» обесцветились спустя 5 часов , а домашний кефир через 2 часа, что говорит о том, что кисломолочные продукты марки «Добрая Буренка» относятся к первому классу, и в них содержание бактерий в 1 мл до 500000, а домашний кефир – ко второму классу, в нем содержание бактерий в 1 мл от 500000 до 4 млн.





hello_html_ma0750f2.gif



Рисунок 13 -Содержание бактерий в кисломолочных продуктах



Из рисунка 13 видно, что кефир «Добрая Буренка» имеет наименьшее процентное содержание бактерий, а кефир домашний – наибольший, то есть по качеству продукта кефир «Добрая Буренка» лучше ряженки «Добрая Буренка».

При определении тяжелых металлов, а именно железо в кисломолочных продуктах исследовался только домашний кефир. В таблице № 11 представлены показатели содержания железа в домашнем молоке и домашнем кефире.



Таблица 13 - содержание железа в домашнем молоке и домашнем кефире





наименование

Содержание железа мг/л

Молоко домашнее

0,16

Кефир домашний

0,0545

Как видно из таблицы 13 , молоко домашнее содержит больше железа, чем кефир домашний.





hello_html_m7594bd5d.gif





Рисунок 14 -Содержание железа в домашнем молоке и домашнем кефире



Рисунок 14 наглядно графически представляет сравнительное содержание железа в молоке и кефире.

Как видно из рисунка 14, содержание железа в домашнем молоке превышает содержание железа в домашнем кефире.

На основании полученных результатов по кисломолочным продуктам можно сделать выводы:

Кислотность кисломолочных продуктов полностью соответствуют требованиям;

содержание белка и казеина в кисломолочных продуктах марки «Добрая Буренка» ниже , чем в домашнем кефире;

содержание бактерий в кисломолочных продуктах марки «Добрая буренка» ниже, чем в домашнем кефире.

  1. Домашний кефир обладает большей кислотностью чем кефир и ряженка марки «Добрая Буренка»;

  2. Содержание белка и казеина в домашнем кефире больше, чем в кефире и ряженке марки «Добрая Буренка»;

  3. Содержание бактерий в домашнем кефире больше, чем в кефире и ряженке «Добрая Буренка»;

  4. Содержание железа в кефире домашнем меньше, чем в домашнем молоке.







































3 Заключение (выводы)



Молоко и кисломолочные продукты имеют качественные показатели, которые различаются по цифровым значениям , зависящим как от вида молока разных животных, так и от вида кисломолочных продуктов. Диетическое и лечебное действие на организм человека молока разных видов животных и кисломолочных продуктов определяется содержанием в них различных полезных молочно-кислых бактерий, молочной кислоты, углекислого газа, спирта, витаминов, белков, жиров, ферментов, микроэлементов, антибиотиков и других веществ, которые имеются в исходном продукте (молоке, сливках) или образуются в результате процессов брожения этих продуктов.

На основании проведенного эксперимента по определению качественных показателей молока и кисломолочных продуктов можно сделать следующие выводы:

    1. Качественные показатели молока коровьего, козьего и кобыльего имеют разную зависимость:

А) Плотность: Коровье молоко > кобылье молоко > козье молоко;

В) Общая кислотность: Козье молоко > коровье молоко > кобылье молоко;

С) Содержание белка и казеина : Коровье молоко > козье молоко > кобылье молоко;

Д) Содержание бактерий: Козье молоко > коровье молоко > кобылье молоко;

Е) Содержание железа : Коровье молоко > кобылье молоко > козье молоко;

2. Определены качественные показатели пастеризованного и домашнего молока

Выявлено , что

А) плотность и содержание белка у домашнего молока больше , чем у пастеризованных;

В) кислотность и содержание бактерий больше у пастеризованного молока, чем у домашнего

3. Определены качественные показатели кисломолочных продуктов. Показано, что

А) кислотность, содержание белка и бактерий больше у кефира домашнего, чем у кефира и ряженки марки «Добрая Буренка»

В) содержание железа в кефире домашнем меньше, чем в молоке домашнем.

На протяжении многих лет молоко и кисломолочные продукты ценились людьми за их вкус, пользу, лечебные свойства. Однако эти продукты не могут быть признаны однозначно полезными без оценки их экологической безопасности, которая включает радиационную, бактериологическую, химическую безопасность, а также без соответствия заявленных производителем характеристик и требований ГОСТа по кислотности, плотности, бактериальному составу и т.д. Методика всех исследований молока и кисломолочных продуктов основана на знаниях в области химии, биологии, что является лучшим подтверждением слов великого Ломоносова: «Широко простирает химия руки свои в дела человеческие».



































Список использованной литературы

  1. Твердохлебов Г.В., Раманаускас Р.И., Химия и физика молока и молочных продуктов, 2006. – 346с.

  2. Гумаров М.Х., Ниязова Р.Е. Практикум по биохимии – Уральск – 2005. – 139с.

  3. Шапиро Д.К., Практикум по биологической химии – Минск «Вышэйшая школа», 1976. – 265с.

  4. Иванов В.Л. Молоко и молочные продукты – Львов, НИЦ Леонорм, 2000. – 400с.

  5. Машкин Н.И., Паришь Н.М. Технология производства молока и молочных продуктов, 2006. – 351с.

  6. Астафьева Л.С., Экологическая химия – Москва «Академия», 2006. – 224с.

  7. ГОСТ 29245 – 91 Методы определения физических и органолептических показателей молока

  8. ГОСТ 3624 – 92 Молоко и молочные продукты .Титриметрические методы определения кислотности

  9. ГОСТ 3625 – 84 Молоко и молочные продукты. Методы определения плотности

  10. Стандарты на молоко и молочные продукты ГОСТ 10-02-02-2-86

  11. Гусева Л.Б., Химия и физика молока – Владивосток, 2004.

  12. Горбатова К.К. Биохимия молока и молочных продуктов, 2003. – 243с.

  13. Диланян З.Х. Сыроделие. – Москва, Легкая и пищевая промышленность, 2004.

  14. Орлов А.С., Безуглова О.С., Биогеохимия – Ростов- на –Дону «Феникс», 2000. – 320с.

  15. Кунижев С.М, Шуваев В.А.,Новые технологии в производстве молочных продуктов – Москва. ДеЛи принт, 2004.

  16. Шалыгина Е.А. Общая технология молока и молочных продуктов – Москва «Колос», 2001.

  17. Бредихин Е.А., Космодемьянский Ю.В., Юрин В.Н. Технология и техника переработки молока- «Колос», 2001. – 400с.

  18. Шепелев А.Ф. Товароведение и экспертиза молока и молочных продуктов - Ростов- на –Дону, 2001.

  19. Логинов Н.Я., Воскресенский А.Г., Солодкин И.С. Аналитическая химия- Москва «Просвещение», 1975. – С. 293 – 425.

  20. Булатов М.И., Калинкин И.П. Практическое руководство по фотоколориметрическим и спектрофотометрическим методам анализа – 2-е издание – 1986. – 432с.

  21. Череватова Н.К., Ниязова Р.Е. Экотоксикология – Уральск- 2009. – 179 с.

  22. Кугенев П.В., Барабанщиков Н.В. Практикум по молочному делу, 1968. – 287с.

  23. Северин Е.С. Биохимия – 2003. – 779с.

  24. Комов В.П., Шведова В.Н. Биохимия – Дрофа – 2008. – 638с.

  25. Статья «Определение качества молока» , автор: Зубова Юлия Николаевна

  26. Степанова Л.И. Справочник технолога молочного производства. Технология и рецептуры. Том 1: Цельномолочные продукты. - Москва ГИОРД, 2003.

  27. Колесник А. Л., Елизарова Л. Г. Теоретические основы товароведения потребительских товаров. Учебник - Экономика, 2004.- 286 с.

  28. Шидловская В.П Органолептические свойства молока и молочных продуктов, 2010. – 208с.

  29. Артемова Е.Н., Иванникова Т.В. Теоретические основы технологии продуктов питания. Уч. пособие, 2002.

  30. Информация о государственных стандартах // www. znaytovar.ru













Самые низкие цены на курсы переподготовки

Специально для учителей, воспитателей и других работников системы образования действуют 50% скидки при обучении на курсах профессиональной переподготовки.

После окончания обучения выдаётся диплом о профессиональной переподготовке установленного образца с присвоением квалификации (признаётся при прохождении аттестации по всей России).

Обучение проходит заочно прямо на сайте проекта "Инфоурок", но в дипломе форма обучения не указывается.

Начало обучения ближайшей группы: 25 октября. Оплата возможна в беспроцентную рассрочку (10% в начале обучения и 90% в конце обучения)!

Подайте заявку на интересующий Вас курс сейчас: https://infourok.ru

Общая информация

Номер материала: ДВ-417451

Похожие материалы