Etape și perspective de dezvoltare a chimiei și fizicii laptelui. Rolul oamenilor de știință domestici în dezvoltarea chimiei și fizicii laptelui. Chimia, fizica (și biochimia) laptelui ca știință a fost creată în anii 20-30 ai secolului XX. Profesorul G. S. Inikhov și profesorul Ya. S. Zaikovsky și continuat de alți oameni de știință (P. F. Dyachenko, A. I. Ovchinnikov, A. P. Belousoami, I. I. Klimovsky etc.)
Gheorghi Sergheevici Inihov (1886-1969).
Profesorul G. S. Inikhov și-a dedicat aproape 60 de ani din viață formării școlii naționale de chimie și biochimie a laptelui și a produselor lactate.
G. S. Inikhov în 1910, a absolvit Facultatea de Fizică și Matematică a Universității din Sankt Petersburg. Încă din perioada studenției, și-a legat soarta de industria laptelui - teza sa pe tema „Compoziția chimică și proprietățile laptelui de vaci Yaroslavl” a primit o diplomă de gradul I.
După absolvirea universității, Georgy Sergeevich a plecat în orașul Kurgan, un mare centru de producere a untului din Siberia de Vest, unde a devenit șeful unui laborator de testare a laptelui.
Aici a studiat numerele fizico-chimice ale grăsimii din lapte și influența diverșilor factori asupra acestora, a dezvoltat o metodă de control al conținutului de umiditate din unt.
În 1916, a fost invitat la Institutul de Lactate Vologda pentru funcția de șef al unei stații biochimice experimentale, în curând a fost ales profesor al catedrei „Biochimia laptelui și a produselor lactate”, iar apoi - în 1924 (până în 1930) - rector. a Institutului.
În 1917, G.S. Inikhov a dezvoltat o metodă de producere a cheagului, care fusese anterior importat din străinătate, iar mai târziu, conform planului său, a fost construită o fabrică de cheag la Moscova. A dedicat mult timp studierii mecanismului de acțiune al cheagului asupra cazeinei din lapte și influenței temperaturii, sărurilor de calciu, acidității laptelui și a altor factori asupra activității sale. În acest moment, Georgy Sergeevich a devenit un specialist binecunoscut în domeniul biochimiei laptelui și produselor lactate.
În 1922-1924. a scris și publicat primele manuale din lume „Chimia laptelui și a produselor lactate” (pentru universități) și „Analiza laptelui și a produselor lactate”. La 13 1934 a publicat „Biochimia laptelui” pentru universitățile alimentare iar în 1956 – pentru universitățile din industria lactatelor „Biochimia laptelui și a produselor lactate” pentru școlile tehnice a fost publicat de el în 1935 (și republicat în 1951, 1962 și în 1970). G.). Împreună cu N. G1. Brio el A scris un manual de referință „Metode de analiză a laptelui și a produselor lactate”. Mii de studenți din toată țara au studiat la acea vreme conform manualelor sale, iar din ei au studiat mai mult de o generație de specialiști în industria lactatelor.
În 1930, GS Inikhov a condus activitatea științifică a Institutului de Cercetare Științifică al Industriei Lactatelor și a continuat să desfășoare activități de predare active - a condus departamentul și a citit cursul „Biochimia laptelui” la Institutul de ingineri din industria laptelui din Moscova. . Din 1941 până în 1952, GS Inikhov a condus Departamentul de Chimie Organică și Chimia Laptelui la Institutul Tehnologic al Industriei Cărnii și Lactatelor din Moscova, unde până în 1965 a continuat să predea cursul „Biochimia laptelui”, GS Inikhov a participat la multe congrese și conferințe industria produselor lactate, a fost membru al Comitetului Național al Lactatelor din URSS, precum și al consiliilor academice ale mai multor institute.
Ianuș Stanislavovici Zaikovski (1887-1952). Profesorul Ya. S. Zaikovsky este un om de știință proeminent și un profesor talentat, și-a dedicat 40 de ani din viață slujirii industriei produselor lactate și agriculturii.
În 1912, Ya. S. Zaikovsky a absolvit Facultatea de Chimie și Tehnologie a Institutului Politehnic din Lvov și a plecat să lucreze la Academia Agronomică ca asistent la Departamentul de Chimie Generală. În 1914 i s-a acordat titlul de doctor în științe chimice.
Și-a început activitatea de cercetare în anul 1918 la stația biochimică experimentală a Institutului Economic al Lactatelor Vologda. Aici, în 1921, a fost ales profesor la Catedra de Chimie Analitică. Își îndreaptă toată energia creativă spre studiul naturii efectului chimozinei (cheagului) asupra proteinelor din lapte.
În 1924, Ya. S. Zaikovsky a plecat să lucreze la Institutul Agricol din Leningrad. La Stația Zootehnică Experimentală Detsko-Selsky, el studiază metabolismul mineral în corpul animalelor de fermă.
În 1925, a fost numit profesor de chimie anorganică la Institutul de Agricultură și Silvicultură din Omsk. Laboratorul de zootehnice pe care l-a organizat a desfășurat lucrări ample privind studiul furajelor și influența acestora asupra compoziției laptelui. În 1930, a fost reorganizat în Departamentul de Biochimie și Chimia Laptelui, pe care l-a condus până în ultimele zile ale vieții sale.
Timp de patruzeci de ani de activitate științifică în domeniul biochimiei și chimiei laptelui, Ya. S. Zaikovsky a publicat șaizeci de lucrări de mare importanță științifică și practică. A acordat multă atenție studiului coagulării și proprietăților cazeinei din lapte, și-a dezvoltat propria teorie (teoria „spumei”) a formării uleiului, a studiat mecanismul coagulării acidului și a cheagului cazeinei în producția de brânză și, de asemenea, s-a ocupat de elementele de bază ale producției de lapte conservat. În plus, a dezvoltat o serie de metode noi pentru studiul laptelui.
Ya. S. Zaikovski
Lucrarea era cunoscută pe scară largă. S. Zaikovsky - „Chimia și fizica laptelui și a produselor lactate”, pe care a republicat-o de două ori (în 1938 și 1950). El a bazat cartea pe materialul prelegerilor pe care le-a citit timp de câțiva ani studenților departamentului de industria lactate a Institutului Agricol din Omsk (acum Universitatea Agrară de Stat din Omsk).
Pavel Fedorovich Dyachenko (1905-1995) a lucrat mulți ani la VNIMI, apoi la Institutul Tehnologic al Industriei Cărnii și Lactatelor din Moscova (în prezent MGUPB),
În timpul vieții sale lungi, PF Dyachenko a făcut multe în domeniul chimiei proteinelor din lapte („Studiul proteinelor din lapte”, 1959 p; „Teoria acțiunii fosfoamidazei a cheagului”, 1961; „Studiul compoziției cazeinatului- Calcium Phosphate Complex of Milk”, 1968 și etc.). A dezvoltat o tehnologie de obținere a cazeinaților, coprecipitaților de termocalcic și a altor produse proteice, o metodă de determinare a capacității tampon a laptelui etc. Este unul dintre autorii manualului pentru universități „Tehnologie, lapte și produse lactate”, 1974.
Andrey Ignatievich Ovchinnikov (1907-196U) a lucrat mai întâi la Institutul de Ingineri din Industria Lactatelor din Leningrad, apoi la Institutul de Industria Frigorificării din Leningrad (acum Întreprinderea Unitară de Stat din Sankt Petersburg și PT). A scris peste 20 de articole științifice („La roua de boi a coagulării termice a cazeinei”, „O metodă simplificată de determinare a calciului în lapte”, „Efectul calciului asupra consistenței brânzei”, etc.).
Alexander Pavlovich Belousov (1900-1989) a lucrat fructuos atât în domeniul fabricării brânzeturilor, cât și al fabricării untului.
Punctul culminant al lucrării sale ar trebui să fie considerat scrierea monografiei sale fundamentale „Procese fizice și chimice în producția de unt prin smântână” (1984), Iriney Ivanovich Klimovsky (1903-1996). Toată dragostea și activitatea sa creativă și-a acordat producției de brânzeturi. Monografia sa „Bazele biochimice și microbiologice ale producției de brânză” (1966) este cunoscută pe scară largă.
A. I. Cebotarev (1904-1991), Z. Kh. Dilanyan (1903-1994), D. A. P>anikov (1902-1965) și N. N. Lipatov (1923-1994) și alți oameni de știință.
În prezent, o activitate științifică și de cercetare uriașă în domeniul chimiei și fizicii laptelui este efectuată de echipe de angajați ai numeroase universități (orașele Moscova, Sankt Petersburg, Vologda, Stavropol, Omsk etc.).
Valoarea nutritivă a laptelui și a produselor lactate.
Rolul lor în alimentația umană. Dintre numărul imens de produse de origine animală și vegetală, laptele și produsele lactate sunt cele mai valoroase din punct de vedere nutrițional. „Printre varietățile de hrană umană”, a scris marele om de știință Ivan Petrovici Pavlov, „laptele se află într-o poziție excepțională... Cât de uimitor se evidențiază alimentele preparate de natură în sine față de o serie de alte soiuri”
Valoarea nutritivă ridicată a laptelui este că conține toți nutrienții necesari omului (proteine, lipide, carbohidrați, minerale, vitamine etc.) în proporții bine echilibrate și într-o formă ușor digerabilă.
După cum știți, proteinele animale joacă un rol important în alimentația umană. Cu deficitul de proteine animale de calitate superioară este asociată scăderea indicatorilor de sănătate a populației din multe țări - dezvoltarea sa fizică și psihică, rezistența la influențe negative, capacitatea de muncă, speranța de viață etc.
După conținutul de aminoacizi esențiali și digestibilitatea de către proteaze din tractul gastrointestinal, proteinele din lapte sunt proteine de mare valoare biologică. Cu toate acestea, valoarea nutrițională a cazeinei este oarecum limitată de deficitul de aminoacid cistină care conține sulf (scorul de aminoacizi al metioninei în total cu cistina este puțin sub 100%). Cu toate acestea, în proteinele din zer, echilibrul dintre deficitele de aminoacizi care conțin sulf și alți aminoacizi esențiali este mai bun decât în cazeină, prin urmare, valoarea lor nutritivă este mai mare. Prin urmare, adăugarea de proteine din lapte sub formă de concentrate proteice la proteinele vegetale care conțin cantități insuficiente de lizină și triptofan îmbunătățește compoziția lor de aminoacizi.
Trebuie remarcat faptul că proteinele din lapte au o serie de proprietăți funcționale importante care fac posibilă utilizarea concentratelor lor ca componente valoroase ale diferitelor produse alimentare combinate. Acestea includ capacitatea lor mare de legare a apei, vâscozitatea, gelificarea, emulsionarea, formarea de gten și o serie de altele.
Proteinele funcționale din lapte includ caseină acidă, caseine de sodiu, potasiu și citrat, concentrate și concentrate de proteine din zer. Toate sunt utilizate pe scară largă în industria cărnii și a produselor lactate, a panificației și a altor industrii alimentare ca aditivi proteici și stabilizatori de structură (producția de brânzeturi topite, smântână, iaurt, produse lactate pentru copii, budinci, creme, pâine, paste și produse din carne). Toate acestea fac posibilă îmbunătățirea calității și valorii biologice a produselor tradiționale și crearea unor tipuri fundamental de produse alimentare.
În același timp, cu un deficit de proteine animale, produsele din proteine de soia au devenit acum utilizate pe scară largă. Produsele combinate de lapte-proteine cu utilizarea unei baze de soia (chefir, brânză de vaci, paste de caș, diverse deserturi etc.) sunt recomandate pentru alimentația diabeticilor, pacienților cu anemie, tuberculoză, ulcer gastric și alte boli.
În ultimii ani, au apărut din ce în ce mai multe dovezi care indică faptul că cazeina din lapte este sursa unui număr de peptide active biologic. Acestea includ gdicomacropeptide - scindate din k-cazeina sub actiunea chimozinei si fosfo - peptide obtinute din a 3-a cazeina in timpul digestiei. Ele contribuie la formarea cheagurilor de proteine cu un grad ridicat de dispersie și, de asemenea, prezintă activitate antigastrină, adică capacitatea de a inhiba secreția gastrică (sau au efectul fiziologic opus). În plus, potrivit Acad. A. M. Ugolev și un număr de cercetători străini, pot avea un efect analgezic, sedativ.
Grăsimea din lapte și alte lipide din lapte sunt de o valoare deosebită în alimentația umană. După cum știți, valoarea biologică a grăsimilor este determinată de conținutul de acizi grași polinesaturați, punctul de topire, digestibilitatea, cantitatea de vitamine A, O, E (precum și de izomeri trans ai acizilor grași nesaturați). În comparație cu grăsimile de origine animală, grăsimea din lapte este mai bine absorbită în corpul uman, deoarece are un punct de topire scăzut (28 ... 3 CGS) și este într-o formă fin dispersată, coeficientul său de digestibilitate este de 97 ... 99 > 7% . În comparație cu grăsimile vegetale, conține relativ puțini acizi grași esențiali. În același timp, prezența acidului arahidonic deficitar, a acizilor grași cu lanț scurt, precum și a unor cantități semnificative de fosfolipide, vitaminele A, O în grăsimea din lapte îi crește valoarea nutritivă.
În ultimul deceniu, Rusia a început să dezvolte producția de produse lactate cu compoziție combinată sau mixtă de grăsimi (unt, smântână, înghețată, lapte condensat, brânză de vaci, brânză procesată etc.), pentru care se folosesc grăsimi vegetale. Cu toate acestea, calitatea și siguranța produselor lactate cu fază combinată de grăsime, fabricate la noi sau importate din străinătate, nu sunt întotdeauna garantate. Din pacate, pentru a economisi bani, producatorii aleg uleiuri vegetale ieftine (palma, rapita etc.) sau inlocuitori de grasime din lapte cu continut ridicat de acizi grasi trans. Prin urmare, este atât de necesară dezvoltarea unor metode precise pentru a controla falsificarea grăsimii din lapte și a determina fracția de masă a grăsimilor nelactate în produsele cu compoziție mixtă de grăsimi.
Valoarea nutritivă a laptelui, împreună cu proteinele și grăsimea din lapte, este determinată de lactoză. Una dintre componentele lactozei - glucoza este o sursă de sinteză a carbohidraților de rezervă a corpului nou-născutului - glicogenul, iar cealaltă componentă - galactoza - este necesară pentru formarea gangliozidelor cerebrale. Trebuie remarcate proprietățile valoroase ale lactozei - capacitatea de a îmbunătăți absorbția calciului de către intestinul uman. Și, în sfârșit, rolul fiziologic uriaș al derivatului alcalin al lactozei - lactuloză, recunoscut în lume ca principalul prebiotic folosit pentru alimentația funcțională, este foarte important.
După cum știți, produsele alimentare funcționale sunt concepute pentru a restabili microflora umană normală, constând din bifidobacterii și lactobacili. care este capabil să reziste colonizării intestinului de către microorganisme patogene. Este încălcarea microflorei intestinale normale sau disbacterioza, însoțită de producția de compuși toxici (fenol, indol, skatol etc.) de către microorganisme putrefactive, care duce la diferite boli și la scăderea speranței de viață a omului. Prin urmare, utilizarea lactulozei pentru îmbogățirea produselor lactate destinate alimentației nu numai pentru copii, ci și pentru adulți va ajuta la rezolvarea problemei îmbunătățirii sănătății populației țării noastre.
Valoarea nutritivă a laptelui și a produselor lactate constă în mare măsură în conținutul ridicat de calciu din acestea (în lapte este de 120 mt%, brânza de vaci - 150, în brânzeturile tari - 850 ... 1100 mt%>).
Calciul este o componentă importantă a țesutului osos și a dinților umani, reprezentând aproximativ 99% din totalul calciului primit. Restul cantității sale se află în compoziția fluidelor celulare și tisulare, care este necesară pentru coagularea sângelui, mecanismul contracțiilor musculare, funcționarea enzimelor etc. Cu un aport insuficient de calciu în corpul uman, dinții sunt distruși la copii. iar rahitismul apare, la adulti - osteoporoza (demineralizarea tesaturilor osoase).
În laptele de vacă, calciul este bine echilibrat cu fosforul, raportul lor este de 1:1 ... 1,3: 1 (vvorogeis ^ pe - 1: 1,5 ... 1: 2). Pentru adulți, Institutul de Nutriție al Academiei Ruse de Științe Medicale recomandă proporția lor în alimente egală cu 1:1,5, pentru copii - 2,3:1.
De regulă, calciul alimentar este aproape insolubil în apă și este slab absorbit de intestinul subțire. O excepție este calciul din compoziția laptelui și a produselor lactate, deoarece procesele de absorbție și asimilare a acestuia sunt afectate pozitiv de lactoză, precum și de conținutul său în compoziția de fosfopeptidoa, formată în timpul clivajului proteolitic a cazeinei. Astfel, cea mai mare parte a calciului (aproximativ 75%) din dietă este acoperită tocmai de lapte, brânză de vaci și brânzeturi.
În același timp, laptele este relativ sărac în magneziu și microelemente - fier, iod, seleniu (uneori zinc), ceea ce poate duce la perturbarea mușchilor inimii, anemie, întârzierea fizică și psihică a copiilor, precum și la boli cardiovasculare și imunodeficiență. În prezent, se încearcă introducerea de calciu în lapte (până la un nivel de 150 ... 180 mg%), precum și fier, iod și seleniu.
Laptele și produsele lactate sunt o sursă de multe vitamine în organism. Astfel, 50...70% din necesarul unei persoane de riboflavină și 20...70% de cianocobalamină este satisfăcut de lapte și produse lactate fermentate, în timp ce untul și brânzeturile sunt principalul furnizor de vitamine A și O.
Astfel, valoarea nutritivă a laptelui este incontestabilă și ar trebui să fie un produs alimentar indispensabil pentru o persoană în toate perioadele vieții sale. Rolul diferitelor produse lactate în nutriție este, de asemenea, foarte mare - băuturi din lapte fermentat (iaurt, iaurt, chefir etc.), brânză de vaci, smântână, brânzeturi, unt etc.
Normele fiziologice pentru consumul de lapte și produse lactate (în ceea ce privește laptele), recomandate de Institutul de Nutriție al Academiei Ruse de Științe Medicale, sunt de 1090 g pe zi și 392 kg pe an.
Potrivit Departamentului pentru Industria Alimentară și Prelucrată al Ministerului Agriculturii al Federației Ruse, consumul real de lapte și produse lactate a scăzut brusc în ultimii ani. Deci, dacă în 1990 era de 386 kg pe an, atunci în 1999 era de 206 kg, adică aproximativ 53% din norma recomandată. În 2000 ... 2002 producția de lapte pe cap de locuitor a crescut ușor și s-a ridicat la 222 ... 228 kg. Conform previziunilor Ministerului Agriculturii din Rusia în 2005, ar trebui să fie de 270..310 kg, în 2010 - 343 ... 386 kg.
Laptele este o soluție coloidală de grăsime în apă. La microscop, se vede clar că este eterogen: globule de grăsime plutesc într-o soluție incoloră (ser).
Laptele de vaca conține de obicei de la 3 la 6% grăsimi (în principal esteri de glicerol și acizi carboxilici saturati - palmitic, stearic), aproximativ 3% proteine, dar și carbohidrați, acizi organici, vitamine și minerale.
Proteina cazeină din lapte este prezentă într-o formă legată - grupările fosfat atașate covalent de aminoacidul serină formează săruri cu ioni de calciu. Când laptele este acidulat, aceste săruri sunt distruse, iar cazeina este eliberată sub forma unei mase de caș alb. În stomacul uman, sub acțiunea unor enzime speciale, are loc un proces numit „coagul cazeină”. Cazeina coagulată precipită și este mai lent excretată din organism și, prin urmare, este mai complet absorbită. Cazeina este foarte hrănitoare: conține aproape toți aminoacizii de care o persoană are nevoie pentru a-și construi propriile proteine. În forma sa pură, este o pulbere albă fără gust, insolubilă în apă. Pe lângă acesta, laptele conține și alte proteine, precum lactalbumina. Când este fiartă, această proteină se transformă într-o formă insolubilă, formând o peliculă albă caracteristică pe suprafața laptelui fiert - spumă.
Lactoza de zahăr C 12 H 22 O 11, care face parte din lapte, este izomerizată la zaharoză. În corpul uman, sub acțiunea enzimei lactază, acest zahăr este descompus în monozaharidele glucoză și galactoză, care se absorb ușor. Datorită acestui fapt, de exemplu, sugarii reumple rezervele de carbohidrați. Este interesant că la mulți oameni (în principal reprezentanți ai rasei mongoloide), organismul la vârsta adultă își pierde capacitatea de a descompune lactoza.
Trecând prin tractul digestiv, lactoza nu este absorbită, ci devine un teren propice pentru dezvoltarea diverșilor agenți patogeni, ceea ce duce la starea generală de rău. De aceea popoarele din Orientul Îndepărtat (japonezi, chinezi) practic nu folosesc produse lactate în alimente.
În condiții industriale, laptele este supus unui tratament termic, al cărui scop este suprimarea dezvoltării microorganismelor și extinderea termenului de valabilitate al acestuia. Pentru a face acest lucru, laptele este pasteurizat - păstrat timp de 30 de minute la 65 ° C și este utilizat și un tratament termic pe termen scurt - încălzit timp de 10-20 s la 71 ° C. În comparație cu pasteurizarea, tratamentul termic păstrează mai bine nutrienții, în special vitaminele. Pentru a preveni separarea laptelui în smântână și zer, se omogenizează - se trece sub presiune prin orificii mici. Globulele de grăsime sunt zdrobite, reduse în dimensiune, iar laptele devine mai vâscos.
O parte semnificativă a laptelui este destinată procesării - pentru producția de unt, brânză și produse lactate (chefir, lapte copt fermentat, lapte caș, smântână).
Pentru a obține chefir, laptele este fermentat - ținut timp de 8-10 ore la 20-25 ° C, adăugând o sămânță de bacterii lactice. Sub acțiunea lor, lactoza se descompune în acid lactic:
Este acidul lactic care determină gustul specific al chefirului. Pe măsură ce se acumulează în soluție, are loc coagularea (coagularea) cazeinei, care este eliberată într-o formă liberă. Prin urmare, chefirul are o consistență mai groasă decât laptele. Fermentarea lactică a lactozei este însoțită de fermentația alcoolică, motiv pentru care produsele lactate fermentate, în special chefirul, conțin o cantitate mică de alcool (până la 0,03%). Produsele lactate fermentate conțin și microorganisme care inhibă dezvoltarea bacteriilor patogene și, prin urmare, îmbunătățesc digestia.
Brânza de vaci se obține și prin fermentarea laptelui cu bacterii lactice. Componenta sa principală este proteina cazeină.
Pentru a prepara untul, este necesar să se separe picăturile de grăsime care alcătuiesc laptele de zer. Pentru a face acest lucru, se amestecă smântâna - stratul superior, mai gras, care se formează în timpul depunerii laptelui.
Cazeina se găsește și în brânzeturi. Ele sunt făcute prin adăugarea de starter bacterian și enzime speciale în lapte și apoi încălzirea amestecului la o anumită temperatură. Enzimele sunt introduse din nou în cheagul eliberat și încălzite. În acest caz, există o modificare parțială a structurii și compoziției cazeinei. Apoi amestecul este așezat în forme și păstrat timp îndelungat - până la șase luni - la o temperatură scăzută (nu mai mare de 15 °C). În timpul maturării, cazeina se descompune sub acțiunea enzimelor în polipeptide și aminoacizi liberi. O parte din aminoacizi este oxidată de oxigenul atmosferic și se formează amoniac, aldehide și, de asemenea, acizi ceto, care dau brânzei o aromă caracteristică.
Laptele acidulat este un exemplu comun de denaturare a proteinelor.
INTRODUCERE
rup pâinea. Întind mâna spre agitatorul de sare.
Mâncare, Doamne, binecuvântează!
Cât suc viu este în lapte
Câtă dragoste adevărată pentru viață!
Laptele este un produs al cererii zilnice. Laptele și derivatele sale sunt consumate de oameni de toate vârstele și naționalitățile. Autorii proiectului au decis să afle cât de utile sunt produsele lactate oferite de producătorii ruși.
SCOP:
determina compozitia si calitatea diferitelor tipuri de lapte
SARCINI:
* Determinați experimental compoziția laptelui;
* Să dovedească prezența în lapte a unor substanțe utile necesare unei persoane;
* Să studieze necesitatea folosirii laptelui în rândul elevilor din ciclul primar;
* Faceți recomandări pentru utilizarea laptelui și a produselor lactate.
CAPITOLUL 1. VALOAREA BIOLOGICĂ A LAPTELUI
1.1 Valoare biologică
Laptele este un fluid biologic cu compoziție chimică complexă. Servește ca hrană completă pentru nou-născuți, precum și ca produs alimentar esențial pentru o persoană la orice vârstă. Laptele este un produs bogat în calorii. Filosofii antici au numit-o „sursa sănătății”, „suc, viață”, „sânge alb”. Marele fiziolog rus I.P. Pavlov spunea că „laptele este cel mai ușor aliment pentru stomacurile slabe și bolnave și o mulțime de alte boli grave” /1, p. optsprezece/.
Inca din cele mai vechi timpuri, laptele a fost folosit si ca remediu pentru multe boli: in tratamentul inimii, rinichilor si a altor organe. Ajută la tratarea otrăvirii cu săruri de metale grele, acizi și alcalii, iod și brom.
Ce gospodină nu bea lapte? Chiar dacă niciunul din gospodăria ta nu o bea, atunci cu siguranță mănânci brânză, brânză de vaci sau smântână!
În plus, laptele trebuie adăugat în multe feluri de mâncare. Deci, terciul de lapte este mult mai gustos decât fiert în apă. Dar din cele mai vechi timpuri, proprietăți cu adevărat supranaturale au fost atribuite produselor lactate!
În basme, laptele servește adesea ca mijloc de a câștiga „tinerețea eternă”. Pentru a face acest lucru, trebuie să faceți o baie în lapte. De asemenea, se remarcă faptul că o femeie care își spală fața cu lapte va arăta tânără și atrăgătoare pentru o lungă perioadă de timp. Dacă faci băi de lapte, pielea ta va deveni moale și catifelată, iar corpul tău va fi umplut de forță și vigoare. Acesta a fost folosit de regina Egiptului, Cleopatra /7/.
Zerul de lapte (zara) face parte din unele creme, dar este mai util să-l folosești în forma sa naturală. Ștergeți fața și gâtul cu el zilnic. După această procedură, priviți-vă în oglindă și spuneți: „Sunt frumoasă”!
1.2 Compoziția chimică a laptelui
S-a stabilit că laptele conține peste o sută dintre cele mai valoroase componente, dintre care multe natura nu le-a repetat în niciunul dintre celelalte produse. Include toate substanțele necesare vieții organismului: proteine, grăsimi, carbohidrați, săruri minerale, vitamine. Aceste componente ale laptelui sunt bine echilibrate, făcându-le ușor și complet digerabile. Digestibilitatea laptelui și a produselor lactate variază de la 95 la 98%. Laptele ajută, de asemenea, la absorbția altor alimente.
Laptele este format din apă (în medie 87,5%) și substanță uscată (12,5%) /1, p. 218/.
Laptele natural conține 25 de tipuri de acizi grași, 20 de aminoacizi, peste 30 de macro și microelemente și multe alte substanțe biologic active. Semnificația specială a laptelui constă în faptul că oferă unei persoane o proteină completă de origine animală, a cărei valoare biologică depășește semnificativ valoarea proteinei din carne de vită, porc și ou. În ceea ce privește cantitatea de aminoacizi esențiali care nu se formează în corpul uman, dar trebuie aprovizionați cu alimente, laptele de vaca este superior altor alimente.
Furajele afectează calitatea laptelui, a smântânii și consistența grăsimii din lapte. Deci, pășunile verzi dau o culoare galben-crem laptelui, smântânii, untului. Varza varza, silozul, morcovii si faina din plante ajuta la pastrarea culorii laptelui chiar si iarna.
Unele furaje (rutabaga, napi, varza, varza varza, calul, sfecla de zahar si siloz) pot da laptelui un gust si un miros neplacut, mai ales atunci cand este hranit in cantitati mari.
Există aproximativ treizeci de vitamine în lapte. Produsele lactate joacă un rol deosebit de important în aprovizionarea organismului cu vitamine. Cele mai importante sunt:
vitamina A (retinol), B (tiamină), Br (riboflavină), C (acid ascorbic), D (calciferol), E (tocoferol), H (biotină), PP (acid nicotinic)/2, p. 56/.
CAPITOLUL 2. EXPERIMENTAL
2.1 Investigarea calității laptelui conform datelor de pe ambalaj
Nu toate produsele lactate au aceeași compoziție și sunt la fel de sănătoase. Pentru început, am determinat compoziția produselor lactate pe baza datelor de pe ambalaj.
Ţintă:
determina calitatea produselor lactate la domiciliu.
Sarcini:
– Pe baza datelor de pe ambalaj, identificați prezența substanțelor nocive pentru sănătate;
– Determinarea compoziției produselor lactate;
- Scrieți o notă cumpărătorului.
Presupunere:
Nu toate produsele lactate au aceeași compoziție și sunt la fel de sănătoase.
LAPTELE se întâmplă:
* NORMALIZAT;
* RESTAURAT;
* HOMOGENIZAT;
* PASTEURIZATE;
* BĂUT.
Normalizat - adică diluat, adus la un anumit procent din conținutul de grăsime.
Reconstituit - restaurat prin combinarea pudrei și a apei.
Omogenizate - în compoziția laptelui se adaugă grăsimi vegetale
Pasteurizat - decontaminat prin încălzire pe termen scurt
Ca urmare, pe baza datelor de pe ambalajul produsului, s-a determinat laptele de cea mai bună și proastă calitate.
Cea mai buna calitate
Cea mai proasta calitate
2.2 Determinarea indicatorilor organoleptici ai calitatii laptelui
Pentru partea experimentală a lucrării, am cumpărat lapte din magazin cu diferite procente de proteine și grăsimi și am luat și laptele pe care îl beau copiii școlii noastre.
Lapte pentru experiment:
Determinarea aspectului laptelui.
Pentru a determina aspectul laptelui, l-am turnat într-un pahar până la mijlocul volumului. Ei au examinat cu atenție laptele și au observat că îi lipsesc diferiți contaminanți și impurități și au remarcat, de asemenea, uniformitatea acestuia.
Determinarea culorii laptelui.
Am turnat 50-60 ml de lapte intr-un pahar. Au adus o foaie albă de hârtie pe sticlă și au comparat mostrele. Am văzut că laptele din toate paharele are diferite nuanțe de alb (date din tabel).
Determinarea consistenței laptelui.
Pentru a determina consistența laptelui, turnați-l într-o eprubetă până la mijlocul volumului. Am închis eprubeta și am scuturat-o ușor pentru a uda pereții. Laptele a fost lăsat să se scurgă timp de 1-2 minute și apoi s-a determinat ca pereții eprubetelor să fie acoperiți cu lapte neomogen.
Determinarea mirosului de lapte.
Puțin mai mult de jumătate din volumul său a fost turnat într-o eprubetă cu lapte și închis cu un dop. Apoi s-a scuturat energic și a mirosit laptele.
Mirosul a fost determinat prin inhalații scurte repetate.
Am stabilit că laptele are un miros diferit în fiecare eprubetă.
Determinarea gustului laptelui.
Am turnat 10-20 ml de lapte intr-un pahar. Apoi au luat o înghițitură de lapte în gură și l-au ținut o vreme. După fiecare probă de lapte, ne-am clătit gura cu apă și am făcut scurte pauze între determinări individuale. Astfel, am stabilit că laptele are un gust de la dulce la insipid.
2.3 Determinarea parametrilor fizico-chimici ai laptelui
2.3.1 Determinarea pH-ului mediului de lapte.
Substanțele conținute în lapte sunt de natură amfoteră, adică. prezintă proprietățile atât ale acizilor, cât și ale bazelor, astfel încât indicatorul nu ar trebui să-și schimbe culoarea.
Dar experiența arată că indicatorul universal, atunci când este coborât în lapte, își schimbă culoarea într-un verde pal. Acest lucru sugerează că acest lapte are un mediu ușor alcalin. Astfel, am aflat că sifonul se adaugă în lapte pentru a nu se acri mai mult, și anume sifonul (NaHCO 3) și conferă laptelui un mediu slab alcalin. Soda este adăugată în lapte ca conservant.
2.3.2. Determinarea prezenței acidului lactic.
Toată lumea știe că laptele acru are un gust acru. Acest lucru poate fi confirmat chimic? Lăsăm laptele cald două zile. În el a apărut un precipitat (lapte coagulat), iar indicatorul universal și-a schimbat culoarea în roșu, ceea ce indică prezența acidului lactic (CH3-CH-COOH) / OH în lapte
2.3.3. Determinarea prezenței proteinelor.
Proteina este determinată folosind reacții de culoare:
XANTOPROTEINĂ: atunci când acidul azotic concentrat este adăugat la proteină și încălzit, se formează un precipitat galben.
BIURETIC: adaugand la proteine (lapte) precipita Cu (OH) 2 - albastru, apare o culoare violet.
2.3.4 Determinarea prezenței glucidelor.
Laptele de mamifere conține lactoză (zahăr din lapte), care este o dizaharidă și constă dintr-o moleculă de glucoză și galactoză.
CH 22 O 11 + H 2 O \u003d C 6 H 12 O 6 + C 6 H 12 O 3
Laptele conține 4-6% lactoză. Are o ușoară dulceață.
Pentru a demonstra prezența carbohidraților în lapte, l-am încălzit împreună cu Cu (OH) 2 - un precipitat albastru și am obținut un precipitat roșu, ceea ce este o confirmare a prezenței glucozei.
CONCLUZIE
1. A învățat să determine proprietățile chimice ale laptelui.
2. Studiat proprietățile benefice ale produselor lactate.
3. A făcut recomandări practice pentru consumul acestui produs și a derivaților acestuia.
Pe baza unui studiu al datelor de pe ambalajul produsului, s-a stabilit că cea mai bună dintre probele pe care le-am achiziționat a fost laptele Milk Abundance de la Fabrica de Lactate Engels, iar cea mai proastă probă a fost bulgărele Milk Abundance de la același producător.
Pe baza determinării indicatorilor organoleptici ai calității laptelui, studiul indicatorilor fizici și chimici a determinat că cel mai bun exemplu este laptele Koshkinskoe.
BIBLIOGRAFIE
1. Gorbatov. Biochimia laptelui și a produselor lactate, - M .: Industria ușoară, 1984, 344s.
2. GOST 23454 - 79. Lapte. Metoda de determinare a substanțelor inhibitoare, M. : ed - în standarde, 1989. - P. 374 - 380.
3. Atelier de lucru despre fundamentele biologice ale agriculturii: Uch. Un manual pentru studenții de la biol. Specialist. Ped. In-tov / I.M. Vașcenko, K.N. Lange, M.P. Merkulov, Ed. I.M. Vașcenko, - M .: educație, 1982 - P. 359 - 370
4. „Calitatea produselor lactate” N.V. Barabanshchikov (Editura „Kolos”, 1980);
5. „Lapte – produse acre” V.P. Kugenev (Moscova, Editura Universității Prieteniei Popoarelor)
6. Enciclopedie pentru copii. Volum suplimentar. Siguranţa personală.- M., Avanta +, 2001 - 448 p., ill.
7. materiale ale revistei „În jurul lumii”
8. www.vokrugsveta.ru,
9. www.prodpit.ru,
10. www.parents.ru/nutrition.html
11. Chimie. 10: manual. pentru invatamantul general institutii/ X46 O.S. Gabrielyan, F.N. Maskaev, S.Yu. Ponomarev, V.I. Terenin - ed. a 4-a, stereotip. - M. Bustard, 2003
12. Chimie. 11: studii. pentru invatamantul general institutii/ X46 O.S. Gabrielyan, G.G. Lysova - ed. a 4-a, stereotip. - M. Bustard, 2004
TREABA FĂCUTA
elevi de clasa a VIII-a
Lyakhov Ivan, Polinsky Artyom, Torgashova Daria
Instituție de învățământ municipală
„Școala medie nr. 33”
orașul Engels, regiunea Saratov
CONDUCĂTORI
profesor de biologie Grankina Lyudmila Vasilievna,
profesoara de geografie Solenkova Natalya Nikolaevna,
profesor de biologie Chermashentseva Anzhela Sergeevna
MINISTERUL EDUCAȚIEI AL FEDERĂȚIA RUSĂ
Instituția de învățământ de stat de învățământ profesional superior „Universitatea de stat din Orenburg”
Departamentul de Tehnologia Prelucrării Laptelui și Cărnii
O.V. BOGATOVA, N.G. DOGAREVA
CHIMIA SI FIZICA LAPTELUI
Recomandat de Consiliul Academic al Instituției de Învățământ de Stat de Învățământ Profesional Superior „Universitatea de Stat Orenburg” ca ajutor didactic pentru studenții înscriși la programele de învățământ profesional superior la specialitatea „Tehnologia laptelui și a produselor lactate”
Orenburg 2003
BBK 36,95ya73 B 73
UDC 637.1 (0758)
Referent Candidat de Științe Agricole, profesor V.S. Antonova
Bogatova O.V., Dogareva N.G.
B73 Chimia și fizica laptelui: manual Orenburg: GOU OGU,
Acest manual conține o serie de prelegeri la disciplina „Chimia și fizica laptelui”, acoperind principalele secțiuni ale cursului în conformitate cu cerințele programului aprobat.
Manualul este destinat studenților înscriși la programele de învățământ profesional superior la specialitatea 271100
Dogareva
© GOU OGU, 2004
Introducere
Chimia biologică, sau biochimia, este o știință care studiază compoziția chimică a organismelor și procesele chimice care stau la baza activității lor de viață.
Una dintre cele mai importante componente ale chimiei biologice, care se ocupă cu studiul proceselor biochimice care apar în materiile prime de origine vegetală și animală în timpul depozitării și prelucrării, este biochimia tehnică, în special biochimia laptelui, cărnii, cerealelor etc.
Producția de produse lactate se bazează pe transformările biochimice ale principalilor constituenți ai laptelui. În acest sens, în cursul biochimiei laptelui și produselor lactate, un loc semnificativ este acordat studiului compoziției laptelui, luând în considerare natura chimică, structura, valoarea biologică, proprietățile funcționale, precum și modificările biochimice ale componentele laptelui în timpul depozitării și prelucrării acestuia. Atunci când descriem procesele care au loc în lapte, se acordă atenție atât proceselor pur biochimice, cât și proceselor chimice și fizico-chimice conexe. Produsele lactate se formează ca urmare a trecerii în comun a acestor procese și nu este întotdeauna posibil să se stabilească o limită unde unele se termină și altele încep. Prin urmare, disciplina se numește „Chimia și fizica laptelui”. Când se studiază biochimia laptelui și a produselor lactate, se folosesc realizările științelor conexe, cum ar fi chimia organică, fizică și coloidală, fiziologia, creșterea animalelor, biochimia nutrițională etc. În același timp, biochimia laptelui servește ca bază științifică pentru studiul ulterior al tehnologiei și microbiologiei laptelui și produselor lactate.
Etape și perspective pentru dezvoltarea chimiei și fizicii laptelui Influență mare asupra dezvoltării biochimiei laptelui ca știință a laptelui
a furnizat cercetări de către marii oameni de știință ruși I. P. Pavlov și I. I. Mechnikov. IP Pavlov (1849-1936) a fost primul care a dat o explicație științifică a digerabilității și asimilarii ușoare a componentelor laptelui și produselor lactate, deținând binecunoscuta definiție a valorii nutriționale a laptelui ca produs preparat chiar de natură. . II Mechnikov (1845-1916), care se ocupă de problemele longevității, a fost primul care a atras atenția asupra proprietăților dietetice și medicinale excepțional de valoroase ale produselor lactate fermentate, care au fost confirmate și pe deplin explicate în prezent.
Studiul sistematic al proprietăților laptelui și produselor lactate a fost inițiat de A.A. Kalantar - fondatorul afacerii interne cu produse lactate. A.A. Kalantar (1859-1937) a organizat primul laborator de lactate din Rusia la Școala de Lactate Edimon, unde a studiat procesul de producție a brânzei elvețiene, utilizarea sărurilor de calciu în producerea acesteia, dezvoltarea formulelor de calcul al solidelor din lapte etc. A.A. Kalantar a participat activ la viața publică
nici o țară, a făcut multă muncă pedagogică, mai întâi la Școala Edimonov, apoi la Academia Agricolă din Moscova, numită după K. A. Timiryazev și Institutul veterinar pentru animale din Erevan.
Biochimia laptelui (chimia laptelui) ca știință a fost creată în vremea sovietică de profesorii G.S. Inikhov și Ya.S. Zaikovski. G.S. Inihov deține numeroase studii privind studiul compoziției și proprietăților laptelui și produselor lactate, dezvoltarea metodelor de control al calității materiilor prime și produselor finite etc. A scris (1922-1926) primele manuale „Chimia laptelui” și „Analiza laptelui”. În viitor, manualele sale despre biochimia laptelui și a produselor lactate pentru școlile tehnice și universități și ghidurile practice privind metodele de analiză a laptelui și a produselor lactate au fost retipărite de multe ori. G.S. Inihov a acordat o mare atenție muncii pedagogice. Timp de mulți ani a lucrat la Institutul de Produse Lactate Vologda și Institutul Tehnologic al Industriei Cărnii și Lactatelor din Moscova, unde a pregătit mulți candidați și doctori în științe.
Activitatea științifică și pedagogică a profesorului Ya.S. Zaikovsky a început la Institutul de Lactate Vologda, apoi a lucrat mulți ani la Institutul Agricol din Omsk. Lucrările sale au fost dedicate studiului compoziției, proprietăților fizico-chimice ale laptelui, chimiei coagulării cheagului, dezvoltării teoriei formării uleiului etc. Lucrarea lui Ya.S. Zaikovsky „Chimia și fizica laptelui și a produselor lactate”, publicată în 1930 și republicată în 1938 și 1950.
O contribuție semnificativă la dezvoltarea biochimiei laptelui a avut-o profesorul S.V. Parașciuk (1873-1950). A lucrat mult pentru a studia efectul furajelor asupra compoziției și proprietăților laptelui și untului, proprietățile cheagului și pepsinei. El a dezvoltat bazele tehnologiei pentru produsele lactate medicale și dietetice pentru copii și a organizat producția lor pentru prima dată în URSS. Timp de mulți ani a pregătit ingineri de proces la Institutul de Ingineri din Industria Lactatelor din Leningrad, unde din 1931 până în 1949 a condus Departamentul de Tehnologie a Laptelui și a Produselor Lactate.
Dezvoltarea biochimiei laptelui și produselor lactate a fost promovată și prin munca lui A.P. Belousova, N.P. Brio, D.A. Granikova, R.B. Davidov, 3.X Dilanyan, P.F. Dyachenko, M.M. Kazansky, I.I. Klimovsky, M.S. Kovalenko, A.I. Ovchinnikova, A.I. Chebotareva și alții.
V în prezent imens activitatea de cercetare în domeniul biochimiei laptelui este efectuată de echipe de angajați ai Institutului de Cercetare Științifică All-Union al industriei lactatelor (VNIMI), a Institutului de Cercetare Științifică All-Union al industriei untului și brânzeturilor (VNIIMS) NPO „Uglich „, Institutul Ucrainean de Cercetare a Industriei Cărnii și Lactatelor (Ukr-NII-myasomolprom) n oameni de știință ai unui număr de instituții de învățământ superior.
V În ultimii ani, biochimia laptelui ca știință a trecut printr-o perioadă de dezvoltare rapidă. Acest lucru a fost facilitat în mare măsură de utilizarea unor astfel de metode moderne de cercetare biochimică, cum ar fi cromatografia gaz-lichid și în strat subțire, electroforeza, spectroscopia, micro-ul electronic.
copie și o serie de altele.
Progresele în dezvoltarea biochimiei laptelui au făcut posibilă îmbunătățirea proceselor tehnologice existente, dezvoltarea unor noi direcții pentru prelucrarea laptelui și creșterea valorii nutriționale, biologice și a gustului produselor lactate. În legătură cu influența din ce în ce mai mare a biochimiei laptelui asupra tehnologiei de obținere și prelucrare a laptelui, devine evidentă importanța studierii acestei discipline pentru un specialist în industria lactatelor. Doar o cunoaștere profundă a elementelor de bază ale biochimiei laptelui îi va permite să înțeleagă esența proceselor biochimice care au loc în timpul producției și depozitării produselor lactate, să abordeze critic alegerea modurilor tehnologice de prelucrare și prelucrare a laptelui, condițiile pentru depozitarea produselor lactate, utilizarea mai rațională a materiilor prime, prevenirea apariției diverselor defecte etc.
Valoarea nutritivă și rolul laptelui în alimentația umană
origine telnogo cea mai perfectă, adică. Cele mai valoroase din punct de vedere nutrițional și biologic sunt laptele și produsele lactate. Laptele este singurul produs alimentar care oferă organismului mamiferelor toți nutrienții necesari. I.P. Pavlov a subliniat trei proprietăți principale ale laptelui ca produs alimentar: digestibilitatea ușoară, capacitatea de a excita organele digestive și o mai bună absorbție a azotului din lapte în comparație cu azotul altor produse. Digestibilitatea laptelui și a produselor lactate variază de la 95 la 98% Pavlov a scris: „Laptele este un aliment uimitor creat de natura însăși”.
Valoarea nutritivă ridicată a laptelui se datorează nu numai conținutului de substanțe proteice, grăsimi, carbohidrați, săruri minerale și raportului lor favorabil, ci și compoziției specifice acestor componente. De fapt, nu există niciun alt produs alimentar care să aibă valoare nutritivă egală cu laptele. 1 litru de lapte conține: 32 g de proteine, ceea ce corespunde cantității din patru până la cinci ouă de pui, 32 g de grăsime din lapte, care corespunde la 36 g de unt, 48 g de zahăr din lapte, ceea ce este echivalent cu conținutul de calorii de 12 bucăți de zahăr, precum și săruri minerale și aproape toate vitaminele cunoscute necesare organismului uman de orice vârstă.
După cum știți, proteinele animale joacă un rol important în alimentația rațională. În ceea ce privește digestibilitatea și echilibrul compoziției de aminoacizi, proteinele din lapte sunt printre cele mai valoroase din punct de vedere biologic. Digestibilitatea (asimilabilitatea) lor variază de la 96 la 98%.
Este important de menționat că principala proteină a laptelui - cazeina - este ușor „atacată” și digerată în starea sa nativă nenaturată cu ajutorul enzimelor proteolitice ale tractului digestiv.
Comparația compoziției aminoacizilor esențiali ai proteinelor din lapte cu compoziția proteinei „ideale” indică absența practică a aminoacizilor din acestea care limitează valoarea biologică a proteinelor.
Cei care limitează valoarea biologică a proteinelor sunt aceia
fără acizi, a căror rată este mai mică de 100%. Scorul aminoacizilor arată procentul fiecărui aminoacid din proteina studiată în raport cu conținutul acestora în proteina „ideală”. Un gram de proteină „ideală” conform scalei FAO/OMS (adoptată în 1973) conține (în mg): izoleucină - 40, leucină - 70, lizină - 55, aminoacizi care conțin sulf (metionină + cistină) - 35 , aromatice (fenilalanina + tirozină) - 60, treonină - 40, triptofan - 10, valină - 50.
O anumită deficiență de aminoacizi care conțin sulf, în principal cistină, este remarcată pentru cazeină, dar proteinele din zer din lapte sunt bogate în ele. Proteinele din zer se caracterizeaza si printr-un continut ridicat al celorlalti doi aminoacizi cei mai deficitari: lizina si triptofan. Prin urmare, introducerea proteinelor din zer din lapte în produsele alimentare, în special de origine vegetală, contribuie la o creștere bruscă a valorii lor biologice, care este asociată cu o îmbunătățire a gradului de echilibru al compoziției aminoacizilor.
O anumită valoare în alimentația umană este grăsimea laptelui. În comparație cu grăsimile de origine animală, este mai bine absorbită de corpul uman. Acest lucru este facilitat, în primul rând, de punctul de topire relativ scăzut al grăsimii (de la 28 la 33 ° C); în al doilea rând, prezența sa în lapte într-o formă fin dispersată. Coeficientul de digestibilitate al grăsimii din lapte este de la 97 la 99%. Grăsimea din lapte conține relativ puțini acizi grași polinesaturați esențiali. Cu toate acestea, atunci când bei 0,5 litri de lapte, aproximativ 20% din necesarul zilnic al unei persoane de acești acizi este acoperit. Prezența acidului arahidonic deficitar, a acizilor grași cu lanț scurt, precum și a unor cantități semnificative de fosfolipide și vitamine (A, D, E) în grăsimea din lapte îi crește valoarea biologică. În plus, raportul dintre grăsimi și proteine din lapte este aproape de optim.
O componentă importantă a laptelui este lactoza. Spre deosebire de alte zaharuri, este relativ slab solubil în apă, este absorbit lent în intestin și, prin urmare, stimulează dezvoltarea bastoanelor de acid lactic în acesta, care, prin formarea acidului lactic, suprimă microflora putrefactivă și contribuie la o mai bună absorbție a calciului și fosforului. . Rolul lactozei în alimentația sugarilor este deosebit de important.
Mineralele sunt de mare importanță în alimentația umană. În primul rând, trebuie remarcat conținutul ridicat de calciu și fosfor din lapte și produse lactate, care îndeplinesc o serie de funcții importante în corpul uman. Ambele elemente se gasesc in lapte in proportii bine echilibrate, ceea ce determina digestibilitatea lor relativ mare. Astfel, raportul dintre calciu și fosfor din lapte este de 1:1 - 1,4:1 (în brânză de vaci și brânză 1:1,5-1:2), în timp ce în carne și pește este de 1:13 și 1:11. Aproximativ 80% din necesarul zilnic de calciu al unei persoane este satisfăcut de lapte și produse lactate.
În același timp, laptele este relativ sărac în unele oligoelemente: fier, cupru, mangan, iod și fluor. Momentan fac-
Toate încercările de a introduce compuși de iod și fluor în lapte, în timp ce în producția de alimente pentru copii, sărurile de fier sunt de obicei adăugate la baza de lapte.
Laptele și produsele lactate sunt o sursă constantă de aproape toate vitaminele. Sunt bogate în special în riboflavină, care este relativ deficitară în produsele alimentare - aproximativ 50% din necesarul zilnic de vitamine al unei persoane este satisfăcut de lapte și produse lactate.
Valoarea biologică a laptelui este completată de o varietate de enzime, hormoni, anticorpi, antibiotice și alte substanțe biologic active.
Astfel, valoarea nutrițională și biologică a laptelui este incontestabilă și ar trebui să fie un produs alimentar indispensabil pentru o persoană în toate perioadele vieții sale. Nu fără motiv, conform unei legende străvechi, Hercule a mâncat în copilărie exact laptele care țâșnea la ordinul lui Zeus de pe înălțimile olimpice. Vărsat după aceea în tot universul, laptele a format Galaxia sau Calea Lactee. „Sursa sănătății”, „sângele alb” a fost numit lapte de către filozofii antici.
Rolul diferitelor lactate în alimentație este de asemenea foarte mare - produse cu lapte acru, brânzeturi, unt etc. Produsele cu lapte acru, alături de o valoare nutrițională și biologică ridicată, au proprietăți dietetice foarte importante, de aceea sunt recomandate în special pentru hrănire. copii, bătrâni și bolnavi. Ca și laptele, ele conțin toți nutrienții principali într-o formă bine echilibrată, drept urmare sunt ușor digerate în tractul gastro-intestinal și absorbite rapid de corpul uman. În același timp, multe dintre ele conțin proteine într-o stare fin dispersată, parțial divizată, ceea ce contribuie la digerabilitatea lor deosebit de ușoară. Datorită acumulării de dioxid de carbon, acid lactic și alte substanțe aromatizante, produsele lactate fermentate stimulează apetitul, stimulează secreția de suc gastric și îmbunătățesc metabolismul. Prezența în compoziția lor a microorganismelor vii care pot prinde rădăcini în intestin și pot suprima microflora putrefactivă duce la inhibarea proceselor de putrefacție și la încetarea formării produselor de degradare a proteinelor toxice - fenol, indol, skatol etc.
Datorită conținutului ridicat de valoros aminoacizi - metionină - brânza de vaci are un efect lipotrop și anti-sclerotic și este utilizată pentru boli ale ficatului, rinichilor și sistemului cardiovascular. Este, de asemenea, una dintre sursele importante de proteine ușor digerabile, calciu, fosfor și caș de drojdie acidofilă - vitaminele B1 și B12.
Produsele lactate fermentate acidofile (lapte acidofil, acidophilus, pastă acidophilus și lapte de drojdie acidofilă) au proprietăți antibiotice și sunt utilizate în tratamentul bolilor gastrointestinale: colită ulceroasă, gastrită, dispepsie infantilă etc.
Valoarea nutritivă și biologică ridicată a brânzeturilor, precum și a brânzei de vaci, se datorează conținutului unei cantități mari de proteine ușor digerabile și a produselor lor de descompunere enzimatică, minerale (calciu și fosfor).
handicap), vitamine, acizi organici etc. Datorită gustului ascuțit și aromei specifice, brânzeturile excită pofta de mâncare și contribuie la secreția activă a sucului gastric și intestinal. În același timp, brânzeturile tradiționale bogate în grăsimi (elvețiene, sovietice, olandeze etc.) au o valoare energetică ridicată.
Untul, alături de caracteristicile organoleptice ridicate (gust și aromă specifice, textura plastică) și o bună digestibilitate de către organismul uman, se caracterizează, ca și brânzeturile, prin valoare energetică ridicată, dar compoziție chimică mai puțin echilibrată.
Valoarea nutritivă și biologică excepțional de ridicată a laptelui și a produselor lactate le face indispensabile în alimentația persoanelor de diferite categorii de vârstă. Pentru a face o utilizare mai rațională a produselor lactate, lucrătorii din industria lactatelor ar trebui să rezolve problema extinderii în continuare a gamei de produse cu conținut scăzut de grăsimi pentru alimentația vârstnicilor și obezilor, produse dietetice și medicamentoase destinate persoanelor care suferă de intoleranță la anumite componente. de lapte etc. Dar deja acum, fiecare persoană poate alege produse lactate care îndeplinesc cerințele unei alimentații echilibrate, nevoile sale fizice, gusturile și obiceiurile.
Rata de consum justificată fiziologic de lapte și produse lactate este de 434 kg de persoană pe an. Cu toate acestea, consumul real de produse lactate a scăzut brusc în ultimii ani. Deci, dacă în 1990 era de 386 kg pe an, atunci în 1996 era doar 206 kg pe an, sau aproximativ 53% din norma recomandată.
Tradițiile de consum de lapte și produse lactate în Rusia sunt înrădăcinate în antichitate. În plus, laptele este unul dintre arhetipurile conștiinței populare rusești - un simbol al sănătății, prosperității, abundenței. Este suficient să ne amintim, de exemplu, „râurile de lapte cu maluri de jeleu” în poveștile populare rusești, expresia „sânge cu lapte” ca sinonim pentru o formă fizică bună, precum și rețetele de frumusețe pentru bătrâne - spălare cu lapte și băi de lapte . Scăderea catastrofală de astăzi a consumului de lapte și produse lactate are multe motive (economice, sociale etc.). Una dintre ele este propaganda stilului de viață american. Tinerii aleg Pepsi, în care un cui de fier se dizolvă în trei zile. Apropo, incidența osteoporozei în rândul americanilor crescuți cu băuturi carbogazoase este una dintre cele mai mari din lume. Americanii și-au dat seama repede de greșeala lor și acum au chiar și automate de lapte în școli, iar la televizor din când în când redau videoclipuri în care generația tânără alege lapte în loc de bere. Astfel, specialiștii industriei lactate au un rol foarte important de jucat în îmbunătățirea structurii de nutriție a populației țării prin creșterea consumului de produse lactate, a căror gamă trebuie să se extindă constant.
1 Laptele și compoziția sa
1.1 Compoziția chimică a laptelui
Laptele este un fluid biologic care se formează în glanda mamară a mamiferelor și este destinat hrănirii unui nou-născut.
Laptele este complex. Are peste o sută de componente diferite. De obicei, în practica largă, compoziția chimică a laptelui este caracterizată de cele mai importante substanțe, a căror cantitate nu este strict constantă. Acesta variază în funcție de diferiți factori. În medie, laptele are următoarea compoziție (procent):
Apa - 87,5;
- substanță uscată - 12,5. Inclusiv:
a) grăsime din lapte - 3,8; b) proteine 3,3 (cazeina - 2,7, albumină - 0,5, globulină - 0,1); c) zahăr din lapte - 4,7;
d) substanţe minerale - 0,7.
Abaterile în compoziția laptelui se explică prin influența multor factori.
– rasa de animale, hrănirea acestuia, stadiile de lactație, vârsta, starea animalului, anotimpurile anului și alte motive.
Cea mai valoroasă parte a laptelui este reziduul uscat. În producția de produse lactate, aceștia se străduiesc să maximizeze conservarea acestuia. Reziduul uscat este tot ceea ce rămâne după uscarea laptelui.
la o temperatură de 102 până la 105 ° C. Include toate părțile constitutive ale laptelui, cu excepția apei și a substanțelor care se volatilizează în timpul uscării. Cea mai variabilă parte a reziduului uscat este grăsimea, prin urmare, în practică, indicatorul reziduului uscat fără grăsimi (SOMO) este mai des utilizat. Substanțele uscate sunt în lapte în stare fin dispersată și dizolvată, adică. în forma cea mai favorabilă pentru asimilare; grăsime - sub formă de emulsie subțire, proteine - sub formă de soluții coloidale, zahăr din lapte - în stare moleculară, săruri minerale - în stare coloidală moleculară și ionică.
Cu cât una sau alta componentă a laptelui este mai fin și uniform dispersată, cu atât conținutul acestuia variază mai puțin: astfel, conținutul de grăsime este supus unor modificări mai mari decât conținutul de substanțe proteice. Cele mai constante din punct de vedere al conținutului cantitativ al laptelui sunt lactoza și sărurile.
Cea mai mare greutate specifică din lapte este apa.
Laptele conține de la 86 la 89% apă, cea mai mare parte (de la 83 la 86%) este în stare liberă, iar o parte mai mică (de la 3 la 3,5%) este într-o formă legată. Apa liberă este un solvent pentru compușii organici și anorganici ai laptelui (lactoză, elemente minerale, acizi, substanțe aromatice etc.). Ca solvent, apa liberă este implicată în toate procesele biochimice care au loc în lapte în timpul
prelucrarea produselor lactate. Poate fi îndepărtat cu ușurință prin îngroșarea, uscarea și congelarea laptelui.
Apa legată diferă semnificativ de apa liberă în proprietățile sale. Nu îngheață la temperaturi scăzute (-40 °C), nu dizolvă electroliții, are o densitate dublă față de cea a apei libere, nu este îndepărtată din produs în timpul uscării etc. Apa legată, spre deosebire de apa liberă, este inaccesibilă microorganismelor. . Prin urmare, pentru a suprima dezvoltarea microflorei în produsele alimentare, apa liberă este complet îndepărtată sau transformată în apă legată prin adăugarea de componente care leagă umiditatea (zahăr, săruri, alcooli polihidroxici etc.).
Partea principală a apei legate este apa de adsorbție, care este reținută de forțele moleculare lângă suprafața particulelor coloidale (proteine, fosfolipide, polizaharide). O formă specială de apă legată este apa legată chimic. Această apă este cristalină sau apă de cristalizare. Aproape niciodată nu se găsește în părțile constitutive ale laptelui, cu excepția zahărului din lapte, care se cristalizează cu o moleculă de apă (C12 H22 O11 H2 O)
1.2 Influența diverșilor factori asupra compoziției chimice a laptelui. Modificări ale compoziției laptelui în timpul alăptării
Lactația se referă la procesul de producere și excreție a laptelui, precum și la timpul în care o vaca alăptează. Lactația unei vaci durează în medie 305 zile, iar în acest timp compoziția și proprietățile laptelui se schimbă cel mai semnificativ de trei ori și, prin urmare, există trei etape de lactație: colostru, când vaca secretă colostru, principal, când vaca. produce lapte normal, corespunzător calității naturale, și perioada veche de muls, când vaca produce lapte cu puțin timp înaintea perioadei uscate.
Colostrul durează de la 7 la 10 zile după fătarea vacii. Colostrul diferă semnificativ de laptele normal, dar are un gust și un miros specific, o consistență mai vâscoasă, o culoare galben deschis și o densitate crescută (40 până la 50 ºA în medie). Colostrul se caracterizează printr-o aciditate crescută, în special în prima zi (de la 30 la 50 ºT), apoi scăzând brusc și ajungând (de la 22 la 25 ºT) până la sfârșitul perioadei de colostru. Colostrul conține de 2 ori mai multe solide (25% în loc de 12,5% în laptele normal).
Creșterea substanței uscate se produce din cauza creșterii proteinelor, și proteinelor din zer, care sunt de mare importanță pentru un vițel nou-născut. Conținutul de albumină din colostru poate ajunge la 10 până la 12%, iar globulină de la 8 până la 15%. În plus, imunoglobulinele din prima muls reprezintă o medie de 70% din toate proteinele din zer. Colostrul conține de 1,5-2 ori mai multe minerale, mult mai multe vitamine. Colostrul are proprietăți bactericide excelente care protejează corpul unui nou-născut de boli și diferite tulburări de nutriție. Are un număr crescut de celule somatice. Colostrul
MINISTERUL EDUCAȚIEIFEDERAȚIA RUSĂ
INSTITUTUL TEHNOLOGIC KEMEROVSK
INDUSTRIA ALIMENTARĂ
T.A.OSTRUMOVA
CHIMIA SI FIZICA LAPTELUI
origine animală ca material didactic
pentru studenții instituțiilor de învățământ superior care studiază
in directia 655900 - Tehnologia materiilor prime si a produselor
origine animală după specialitate
271100 - Tehnologia laptelui si a produselor lactate
Kemerovo 2004
UDC: 637,1.
Publicat prin decizia Consiliului editorial și de editare al Institutului tehnologic al industriei alimentare din Kemerovo
Revizori: Șef al Departamentului de Tehnologie Alimentară, Universitatea Tehnică de Stat din Altai. I. I. Polzunova, doctor în științe tehnice, profesor M. P. Shchetinin
Director al instituției științifice de stat Institutului de Cercetare din Siberia de producere a brânzeturilor, filiala siberiană a Academiei Ruse de Științe Agricole,
Doctor în științe tehnice A. A. Maiorov
Ostroumova T. A.
Chimia și fizica laptelui: manual. -
Institutul Tehnologic de Alimentație Kemerovo
industrie. - Kemerovo, 2004. - 196 p.
ISBN 5-89289-250-6
Sunt prezentate caracteristicile componentelor laptelui, structura lor, compoziția, caracteristicile biosintezei, proprietățile fizico-chimice, chimice, organoleptice și tehnologice. Sunt subliniate întrebările legate de relațiile de echilibru dintre diferitele faze ale laptelui ca un singur sistem polidispers. S-a efectuat analiza modificărilor componentelor constitutive în procesele de obținere, depozitare, transport, prelucrare a laptelui și elaborare a produselor lactate.
Conceput pentru studenții specialității 271100 - Tehnologia laptelui și a produselor lactate.
Il.- 12, tab.- 3, biblic.-nume- 12
ISBN-5-89289-250-6 © Kemerovo Technological
institut de industrie alimentară
DESPRE CAPITOLUL
Introducere…………………………………………………. 6
Tema 1. Rolul oamenilor de știință autohtoni în dezvoltarea științei
„Chimia și fizica laptelui”………….. 7
Tema 2. Starea actuală a industriei lactatelor
principalele direcții de dezvoltare a tehnologiei
produse lactate şi obiective de cercetare
în domeniul chimiei și fizicii laptelui………… 10
Tema 3. Rolul laptelui și produselor lactate în alimentație
persoană. Aspecte economice ale raționalului
utilizarea laptelui în producție
lactate……………………………. 12
Tema 4. Caracteristici generale ale compoziţiei chimice
lapte……………………………………………. 15
4.1. Caracteristicile generale ale compozitelor
cantități de lapte………………………………. 15
4.2. Evaluarea comparativă a compoziției laptelui
şanţ cu lapte de alte produse agricole
orice animale și cu lapte de femei……… 21
4.3. Influența factorilor zootehnici asupra
Taw și proprietățile laptelui……………………. 26
Tema 5. Proteinele din lapte……………………………………….. 34
5.1. Nomenclatura modernă a proteinelor din lapte.
Caracterizarea cazeinei și fracțiilor de zer
proteinele bucale……………………………. 35
5.2. Structura proteinelor………………………… 45
5.3. Compoziția proteinelor: elementare și aminoacizi
lot………………………………………….. 53
5.4. Proprietățile fizico-chimice ale proteinelor……… 55
5.5. Proprietățile chimice ale proteinelor…………….. 62
5.6. Biosinteza proteinelor în glanda mamară……… 64
Subiectul 6. Lipidele din lapte …………………………………….. 66
6.1. Valoarea lipidelor. Clasificare………… 67
6.2. Compoziția gliceridă a grăsimii din lapte……… 69
6.3. Compoziția acizilor grași a grăsimii din lapte. 72
6.4. Proprietățile fizico-chimice ale produselor lactate
grăsime…………………………………………… 76
6.5. Proprietățile chimice ale grăsimii din lapte……… 79
6.6. Fosfolipide, steroli și alte lipide…… 82
6.7. Biosinteza lipidelor……………………………………….. 84
Subiectul 7. Carbohidrații din lapte…………………………………. 90
7.1. Caracteristicile generale ale carbohidraților din lapte. stiu-
continutul de lactoza……………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………….
7.2. Structura lactozei, formele ei izomerice și
proprietăți fizice……………………………. 91
7.3. Proprietățile chimice ale lactozei…………………………. 95
7.4. Biosinteza lactozei………………………………………. 97
Subiectul 8. Minerale din lapte…………… 98
8.1. Caracteristicile generale ale mineralelor.
Compoziția sării laptelui………………………….. 98
8.2. Echilibrul de sare al laptelui. Factori care afectează-
pentru echilibrul de sare…………………… 100
8.3. Rolul macro și microelementelor din lapte și
produse locale……………………………………… 103
Tema 9. Substanțe biologic active și alte substanțe ale laptelui ... 106
9.1. Vitaminele laptelui și rolul lor biologic……. 107
9.2. Caracterizarea enzimelor din lapte. Folosit-
analiza proprietăților enzimelor în evaluarea calității
lapte…………………………………………………… 111
9.3. Hormoni și gaze………………………………………… 118
Tema 10. Laptele ca sistem polidispers………………. 120
10.1. Caracteristicile generale ale sistemelor dispersate…… 120
10.2. Laptele ca sistem coloidal………………. 122
10.2.1. Structura micelilor de cazeină, care determină
starea coloidală a solului…………….. 122
10.2.2. Condiții de destabilizare a stării coloidale
topirea solului şi formarea unui gel în timpul
metode personale de coagulare … … 126
10.2.3. Co-precipitarea cazeinei și a zerului
proteine în timpul termocalcului și termo-
metode de coagulare a acidului…………….. 130
10.3. Laptele ca emulsie de grăsime în plasmă…………… 131
10.3.1. Factorii de stabilitate agregativă a grăsimii
Emulsie urletă…………………………………………… 131
10.3.2. Factori de încălcare a stabilității adipoase
emulsii……………………………………….. 136
10.4. Laptele ca o adevărată soluție…………………………. 140
Tema 11. Fizico-chimic, organoleptic și tehnologic
Proprietățile igienice ale laptelui…………………………… 143
11.1. Densitatea………………………………………. 145
11.2. Aciditatea titrabilă………………………… 146
11.3. Aciditate activă și proprietăți de tamponare... 147
11.4. Potenţial redox.. 151
11.5. Vâscozitatea și tensiunea superficială………… 152
11.6. Presiunea osmotică și temperatura
cunoștințe…………………………………………….. 154
11.7. Conductivitate electrică și termofizică
proprietăți…………………………………………. 155
11.8. Proprietăți organoleptice………………………….. 156
11.9. Proprietăți tehnologice…………………….. 158
Tema 12. Modificări fizice și chimice ale laptelui în timpul acestuia
depozitare și prelucrare ……………………………. 162
12.1. Modificări în timpul stocării la nivel scăzut
temperaturile și transportul………………. 164
12.2. Modificări sub influențe mecanice... 166
12.3. Modificări în timpul tratamentului termic………….. 168
Tema 13. Modificări fizico-chimice și biochimice
componente ale laptelui în procesul de prelucrare a acestuia
încălțăminte și la depozitarea produselor lactate………. 174
13.1. Modificări ale componentelor constitutive ale laptelui
în timpul îngroșării și uscării………………………… 175
13.2. Modificări biochimice ale componentelor constitutive
componente ale laptelui în timpul prelucrării acestuia………. 178
13.2.1. Fermentarea zahărului din lapte. Tipuri de fermentație
niya…………………………………………………… 178
13.2.2. Rolul produselor de fermentație în formare
gustul, aroma și textura laptelui
produse………………………………………. 186
13.2.3. Proteoliza și formarea organolepticelor
indicatori ici…………………………… 189
13.2.4. Modificări ale componentelor lipidice………… 191
Lista bibliografică……………………………………………. 195
B E D E N I E
„Chimia și fizica laptelui” este o disciplină a unui ciclu special care formează cunoștințele profesionale ale unui inginer de proces în industria laptelui. Alături de altele, această disciplină oferă o bază teoretică pentru studierea tehnologiei laptelui și produselor lactate.
Scopul acestui curs este de a stăpâni elementele de bază ale chimiei și fizicii laptelui în cantitatea necesară pentru rezolvarea problemelor de producție ale industriei și în activitățile de cercetare.
Obiectivele principale ale cursului sunt dobândirea de cunoștințe teoretice, deprinderi practice și abilități pentru utilizarea lor ulterioară în activități profesionale: în analiza compoziției și proprietăților laptelui, alegerea direcțiilor de îmbunătățire și ajustare a acestora, selectarea și justificarea parametrilor tehnologici ai laptelui. prelucrarea si prelucrarea, justificand fezabilitatea economica a utilizarii laptelui pentru producerea anumitor produse lactate.
Ca urmare a studierii disciplinei, ar trebui să știți și să fiți capabil să:
compoziția chimică, proprietățile fizico-chimice și organoleptice ale laptelui;
caracteristicile componentelor laptelui, structura, compoziția acestora, proprietățile fizico-chimice care determină valoarea nutritivă, biologică și proprietățile tehnologice ale laptelui ca materie primă pentru industria laptelui;
modalități de ajustare a compoziției laptelui, necesare în condiții de producție;
influența diverșilor factori: zootehnici și tehnologici asupra compoziției și proprietăților laptelui;
rolul laptelui și al componentelor sale individuale în asigurarea alimentației umane raționale;
relații de echilibru între diferitele faze ale laptelui ca un singur sistem polidispers;
modificări fizice și chimice ale laptelui în timpul depozitării și prelucrării acestuia;
procese fizice și chimice în producerea diferitelor grupe de produse lactate;
fundamente teoretice ale metodelor de studiere a compoziției și proprietăților laptelui;
aplicarea cunoștințelor teoretice în situații specifice de producție;
efectuează cercetări privind compoziția și proprietățile laptelui;
fundamenta teoretic alegerea parametrilor tehnologici pentru prelucrarea si prelucrarea laptelui.
Tema 1. ROLUL OACIENȚILOR DE ȘTIINȚĂ DOMESTICI ÎN DEZVOLTAREA ȘTIINȚEI „CHIMIA ȘI FIZICA LAPTELUI”
Formarea științei „Chimia și fizica laptelui” este direct legată de organizarea mai întâi a meșteșugului și apoi a producției industriale a produselor lactate.
Organizarea producției industriale de produse lactate a dictat necesitatea dezvoltării cunoștințelor teoretice în domeniul compoziției și proprietăților laptelui, al explicațiilor științifice și justificărilor pentru procesele tehnologice, precum și al formării personalului profesional.
