Исследовательская работа на тему: "Химия молока и его значение в питании человека"

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа №  3»

городского округа город Салават Республики Башкортостан

                       Исследовательская работа

Химия молока и его значение в питании человека

Выполнила ученица 8 класса

МБОУ "СОШ № 3" г. Салават

Явнова Валерия

Научный руководитель

Манаева Лариса  Анатольевна.

Салават 2016

Содержание

Введение                                                                                                   3-4

Глава1.Химия молока                                                                              5-7                                                                       

1.1 Химический состав молока                                                               5-6

1.2 Свойства отдельных компонентов молока                                      6-7

Глава 2. Экспериментальная часть                                                         8-10

2.1Определение белка казеина в молоке.                                               8

2.2 Определение лактозы (молочного сахара) в молоке                       8

2.3 Определение жирных кислот молочного жира                                9

2.4Определение витамина C                                                                    9

Выводы. Значение молока в питании человека                                     10

4.Список литературы                                                                                11

Введение

    Большую ценность в питании населения в настоящее время приобретает молоко. В связи с изменениями в условиях труда в промышленности и в сельском хозяйстве произошло не только повышение производительности труда, но и заметное сокращение энергетических затрат работающего.По мере механизации производства и сокращения физического труда возрастает умственное напряжение рабочего. Это, в свою очередь, требует, чтобы в его рацион входили биологические полноценные белковые продукты- молоко, сыр вместо высококалорийных (масло, жир), необходимых при тяжелой физической работы.

    Из животных белков наиболее полноценным и дешевым является белок молока. Учитывая это, Институт питания Академии медицинских наук РФ рекомендует рацион питания, в котором молоко и молочные продукты должны занимать по питательности 1\3 суточного рациона.

Актуальность выбранной темы обусловлена тем, что молоко является востребованным продуктом питания, которое обеспечивает организм всеми необходимыми питательными веществами. Указом Президента Российской Федерации от 6 августа 2014 года № 560 «О применении отдельных специальных экономических мер в целях обеспечения безопасности Российской Федерации» был наложен запрет на ввоз в нашу страну сельскохозяйственной продукции и сырья, страной происхождения которых являются Соединенные Штаты Америки, страны Европейского союза, Канада, Австралия и Королевство Норвегия. В этот перечень вошли и молочные продукты

   Запрет ввоза молочной продукции в связи с введением специальных экономических мер – это дополнительный стимул для развития молочной отрасли.

Гипотеза: ценность молока как продукта питания можно объяснить его сложным химическим составом и свойствами веществ, входящих в него.

Цель: на основе химического состава молока  определить его значимость для человека

Задачи:

1. изучить биохимический состав молока

2. изучить свойства компонентов молока

3. опытным путем определить отдельные компоненты молока

4. определить большую ценность молока в питании

Объект исследования: цельное коровье молоко

Предмет исследования: химический состав коровьего молока

Методы исследования:

Теоретические: синтез, анализ

Эмпирические: наблюдение, сравнение, эксперимент

Структура исследования: в основе исследования находится изучение химического состава цельного коровьего молока,  осаждение белка казеина, определение витамина C, определение лактозы, определение жирных кислот молочного жира.                                                                                                                                        Практическая  значимость исследования- получение большого количества молока требует увеличения поголовья, развития генетического потенциала, интенсивного ведения животноводства при высоком уровне механизации и организации труда, а также постоянное усовершенствование технологий производства молока.

Глава1.Химия молока

1.1 Химический состав молока

    Молоко- биологическая жидкость сложного состава. Химический состав молока не является строго постоянным. Отдельные компоненты молока находятся в определенных пределах.

   Основные части молока- это вода (в среднем 87,5%) и сухое вещество (12.5%)

    Вода является как бы плазмой молока, в котором распределено сухое вещество, образующее коллоидную систему. Для новорожденного организма вода молока имеет важное физиологическое значение: в первые дни жизни он обеспечивается ею в основном за счет молока. Вода обуславливает физическое состояние продукта, без нее не могут протекать физико-химические процессы, так как все эти реакции совершаются в водных растворах.

     Сухое вещество определяет питательную ценность молока. Оно включает жир(3,8%), белки (3,3%), сахар(4,7%), минеральные вещества(0,7%).            Компоненты сухого вещества молока находятся в различной степени дисперсности (дробления): белки- в коллоидном состоянии (имеют размеры частиц от 1 до 100 ммк), жир в холодном молоке -в грубодисперсном  состоянии (в виде жировых шариков размером 100-3000 ммк), молочный сахар- в молекулярно-дисперсном состоянии(частицы 1,0-1,5 ммк), минеральные вещества- в ионнодисперсном состоянии(частицы 02-2 ммк).Различная степень дисперсности составных частей молока и их определенное соотношение обеспечивает ему устойчивость как коллоидной системе.

   В молоке содержатся витамины, ферменты: гидролизующие- галактоза, амилаза, каталаза; восстанавливающие- редуктаза; окисляющие- пероксидаза, оксидаза; красящиеся вещества- каротин, ксантофилл; фосфатиды- лецитин, холестерин; газы. (Рогожин В.В, 2006,с.80)

                        1.2 Свойства отдельных компонентов молока

      Жиры. По химическому составу молочный жир- эфир-триглицирид (производное трехатомного спирта глицерина и жирных кислот).Из жирных кислот в него входят летучие- масляная, капроновая, каприловая. Их в молочном жире до 8%, что отличает жир молока от жиров животного и растительного происхождения ( в них летучих кислот до 1%). Кроме летучих жирных кислот в молочном жире содержится: каприновая, лауриновая, стеариновая, олеиновая, линолевая и др. (Артеменко А.И.,2000,с 38)

    Молочный жир как сложный эфир- непрочное соединение. Он изменяется под влиянием высокой температуры, света, ферментов(липазы), кислот, щелочей.

    Белки. Главные из них казеин-2,7%,альбумин-0,5% и глобулин-0,1%          В состав белков молока входят незаменимые аминокислоты, без которых организм не может нормально развиваться (лизин, метионин, триптофан, фенилаланин, валин, треонин, лейцин).

     Казеин- основной белок молока- относится к группе фосфоро-протеидов (содержащих фосфор) и к нерастворимым в воде. Из общего количества белков в молоке на долю казеина приходится 82%.Казеин придает молоку белый цвет и непрозрачность. Казеин обладает рядом особенностей , обуславливающих его практическое применение. При кипячении молока он не выпадает в осадок, свертывается под действием сычужного фермента, образуя плотный, сладкий на вкус сгусток и сладкую сыворотку. Казеин свертывается также при действии на него слабых растворов кислот. В крепких кислотах и щелочах казеин растворяется. (Габриелян О. С., Л.П.Ватлина.,2005,с.110)

      Молочный сахар. Лактоза по химическим свойствах является альдегидоспиртом и проявляет свойства как альдегидов , так и многоатомных спиртов.  Содержится только в молоке, относится к дисахаридам. Состоит он из глюкозы и галактозы. В воде растворяется значительно хуже и в 5-6 раз менее сладок, чем свекловичный. При температуре свыше 100 градусов придает молоку коричневую окраску, при 170 градусов карамелизуется.

       Витамины. Молоко содержит две группы витаминов: водорастворимые- группы C, B и PP, способные синтезироваться в организме животного и жирорастворимые- A, E, D, K (попадают в молоко из корма).Содержание водорастворимых и жирорастворимых витаминов в молоке зависит от породы животного. рационов кормления, периода лактации, климатических и других условий. (Барабанщиков Н.В.; Шувариков А..С.,2000,с.36)

      Витамины имеют большое значение для организма. Они входят в состав ферментов, принимающих участие в белковом. жировом и других обменах.

Глава 2. Экспериментальная часть

2.1Определение белка казеина в молоке.

Посуда: колба на 150-200 мл ,  мерный цилиндр, бумажный фильтрат

Реактивы: дистиллированная вода, 0,1%-ный раствор уксусной кислоты

Ход работы:

1.  Отмерить в колбу 10 мл молока и мерным цилиндром 30 мл дистиллированной воды;

2.  По каплям прибавлять 0,1%  раствор уксусной кислоты до появления заметных хлопьев казеина;

3. Содержимое колбы профильтровать (фильтрат должен быть прозрачным).

2.2 Определение лактозы ( молочного сахара) в молоке

Посуда: колба на150-200 мл , спиртовка, пробирка

Реактивы: 10 %-ный раствор гидроксида натрия, 1%-ный раствор сульфата меди (II).

Ход работы:

1.  Получить  гидроксид меди (II) путем реакции взаимодействия гидроксида натрия и сульфата меди (II).

2.  К 5 мл раствора гидроксида меди((II) голубого цвета  прибавить 2-3 мл фильтрата;

3.Нагреть

Образуется осадок красно-кирпичного цвета оксида меди((I)

        Лактоза по химическим свойствах является альдегидоспиртом и проявляет свойства как альдегидов , так и многоатомных спиртов.  

   Как альдегид она при нагревании взаимодействует с гидроксидом  меди (II) голубого цвета с образованием осадка красно-кирпичного цвета оксида меди((I)

2.3 Определение жирных кислот молочного жира.

Посуда: пробирка

Реактивы: раствор перманганата калия

Ход работы:

1. Налить в пробирку 2 мл молочных сливок

2. Добавить несколько капель раствора перманганата калия.

      Обесцвечивание раствора доказывает о наличии жирных непредельных кислот, входящих в состав молочного жира..

2.4. Определение витамина С

Посуда: колба на 150-200 мл, химический стакан на 100 мл, пипетка, стеклянная палочка.

Реактивы: крахмальный клейстер (1 г крахмала на стакан кипятка);               5% спиртовой раствор иода.

Ход работы:

1. Налить в колбу 10 мл молока и 20 мл воды, затем влить 1 мл крахмального клейстера.

2. Содержимое размешать стеклянной палочкой.

3. По каплям добавлять 5% раствор иода до появления устойчивого синего окрашивания, не исчезающего 10-15 с.

      Аскорбиновая кислота прореагировала с крахмалом, окрасив раствор в синий цвет.

Выводы. Значение молока в питании человека

      В молоке более 160 различных компонентов, в том числе 26 минеральных веществ, более 60 жирных кислот и 20 аминокислот, десятки ферментов. гормонов. Все они находятся в таком соотношении, которое удовлетворяет потребность в них человека. К особенностям молока можно отнести его высокую питательную ценность, содержание всех незаменимых аминокислот и веществ, необходимых для образования клеток организма. Молоко и молочные продукты в рационе резко повышают его биологическую ценность. Благоприятное действие молока на секрецию пищеварительных желез позволяет организму усваивать отдельные его компоненты с меньшей затратой энергии, чем, например белок хлеба.

      Кроме того, молоко и в особенности молочные продукты (кефир, кумыс и др.) имеют лечебное значение. Еще со времен глубокой древности молоко использовали в питании больных людей при подагре, истощении, чахотке. По мнению Авиценны, особенно полезно козье молоко и ослиное с добавлением меда и соли. Н.А. Баталин- один из первых врачей, применивших в России молоко с лечебной целью. Он лечил молоком солдат от цинги во время финской кампании(1808-1809). С.П.Боткин считал, что молоко оказывает успокаивающее действие на двигательные и чувствительные нервы желудка и кишок, рефлекторно действуя на сердечно- сосудистую систему, оно улучшает кровенаполнение периферических сосудов, благоприятно влияет на обменные процессы. Н.И. Пирогов требовал, чтобы в пище солдат было молоко, ибо оно ценно не только как пища, но и как лечебный продукт.(Горбатов В.Н., 1984,с.18)

     Особенно большую ценность в питании населения России приобретает молоко в настоящее время. Об этом свидетельствует ежегодный фестиваль "Молочная страна" - самый большой в России праздник молока, который традиционно проходит в Уфе на площади Салавата Юлаева

Список литературы

 1.Артеменко А.И. Органическая химия и человек: Теоретические основы: Углубл. курс. – М.: «Просвещение», 2000. – с.68-70

2. Барабанщиков Н.В.; Шувариков А.С. Молочное дело. М.: Изд. МСХА, 2000.-180с.

 3. Габриелян О. С., Л.П.Ватлина. «Химический эксперимент в школе». Дрофа. Москва. 2005.- 202 с.

4. Горбатов В.Н.. Биохимия молока и молочных  продуктов, – М. : Легкая промышленность, 1984г.,344с

5.  Рогожин В.В. Биохимия молока и молочных продуктов. -СПб. ГИОРД. 2006.-320 с.