MU_Kh_i_F_moloka_Samostoyat_upravlyaemaya_rabot..

Министерство образования Республики Беларусь
Учреждение образования
«Могилевский государственный университет продовольствия»

Кафедра технологии молока и молочных продуктов












химия и физика молока И МОЛОЧНЫХ ПРОДУКТОВ

Методические указания к самостоятельной управляемой работе
студентов специальности 1 - 49 01 02 «Технология хранения и переработки животного сырья» специализации 1 - 49 01 02 02 «Технология молока и молочных продуктов» заочной формы обучения





















Могилев 2014

Рассмотрено и одобрено
на заседании кафедры ТММП
Протокол № 5 от 21 ноября 2014 г.















Составитель
к. т. н., доцент Шуляк Т. Л.
























Содержание


Введение...4

1 Общие методические указания по изучению дисциплины..................5

2 Программа дисциплины...................5

3 Вопросы к экзамену по дисциплине.11

4 Рекомендуемая литература....13

4.1 Основная литература...13

4.2 Дополнительная литература...13

5 Требования к выполнению и оформлению индивидуального задания 14

6 Ситуационные вопросы.16

7 Задания по химическим и биохимическим реакциям17

8 Тестовые вопросы и задания.........................18

9 Задачи..22

10 Методические рекомендации к решению задач 23


Введение

Химия и физика молока и молочных продуктов является дисциплиной специального цикла, формирующего инженера-технолога молочной промышленности. Данная дисциплина служит научной основой для последующего изучения технологии молока и молочных продуктов, помогает познать сущность технологических процессов производства молочных продуктов, методов технохимического контроля, обосновывает правильность технологических режимов обработки и переработки молока, условий хранения молочных продуктов, а также выбор технологического оборудования при получении тех или иных молочных продуктов.
Целью преподавания дисциплины «Химия и физика молока и молочных продуктов» является формирование у студентов знаний, необходимых для производственной и исследовательской деятельности в области технологии молока и молочных продуктов.
Задачами изучения курса является овладение будущими специалистами знаниями химического состава и свойств молока, физико-химических и биохимических изменений молока при его хранении, обработке и переработке.
В результате изучения дисциплины студенты должны
иметь представление:
- о задачах исследований в области химии и физики молока и молочных продуктов на современном этапе;
- о роли молока и молочных продуктов в питании человека;
- о современных методах исследования молока и отдельных его компонентов;
иметь навыки:
- определения основных физико-химических показателей молока и молочных продуктов;
- обработки и интерпретации результатов проводимых исследований;
знать:
- теоретические основы образования молока;
- химический состав, физико-химические, технологические и органолептические свойства молока, их изменения в зависимости от различных факторов;
- состав, структуру, свойства отдельных составных частей молока, их взаимосвязь, состояние в молоке;
- физико-химические и биохимические изменения молока при его хранении и обработке;
- физико-химические и биохимические процессы при производстве молочных продуктов;
уметь использовать:
- теоретические знания для решения производственных и исследовательских задач;
- современные методы анализа молока и молочных продуктов, приборы и оборудование.
1 Общие методические указания по изучению дисциплины

Программой подготовки инженеров-технологов по специализации
1 - 49 01 02 02 «Технология молока и молочных продуктов» заочной формы обучения на базе общего среднего и среднего специального образования предусмотрено изучение дисциплины «Химия и физика молока и молочных продуктов» на четвертом курсе.
В соответствии с учебным планом и рабочей программой дисциплины общий объем часов, рассчитанный на изучение химии и физики молока и молочных продуктов студентами заочной формы обучения, составляет 260 ч, в том числе 26 ч – аудиторные занятия (10 ч – лекции, 16 ч – лабораторные занятия). На самостоятельное изучение данной дисциплины отводится 234 ч.
Основным методом самостоятельного изучения теоретических основ химии и физики молока и молочных продуктов является работа со специальной литературой, список которой представлен в разделе 4 настоящих методических указаний.
Формой контроля самостоятельного изучения дисциплины является выполнение студентами индивидуального задания.
Перед выполнением индивидуального задания необходимо полностью изучить материал в соответствии с программой дисциплины, используя рекомендуемую литературу. Желательно составление конспекта по основным разделам химии и физики молока и молочных продуктов.
Проработав теоретический материал, необходимо дать ответы на вопросы индивидуального задания.
После успешной защиты индивидуального задания студент допускается к лабораторно-экзаменационной0
сессии.


2 Программа дисциплины

Тема 1. Введение

Предмет и содержание дисциплины. Особенности химии и физики молока и молочных продуктов как науки. Этапы и перспективы развития химии и физики молока и молочных продуктов. Роль отечественных и зарубежных ученых в развитии химии и физики молока и молочных продуктов. Задачи исследований в области химии и физики молока и молочных продуктов на современном этапе. Роль молока и молочных продуктов в питании человека.

РАЗДЕЛ 1. Состав и свойства молока

Тема 2. Химический состав молока

Средний химический состав коровьего молока. Сухой остаток и сухой обезжиренный молочный остаток. Связь количественного содержания в молоке отдельных компонентов с величиной их частиц. Вода молока. Свободная и связанная влага молока и молочных продуктов. Вода химической, физико-химической и физико-механической связи. Роль активности воды, содержащейся в молоке и молочных продуктах. Влияние различных зоотехнических факторов на химический состав молока.

Тема 3. Белки молока

Классификация и современная номенклатура белков молока. Биологические функции белков молока. Структура белков молока. Казеин – основной белок молока. Элементарный состав казеина. Казеин как фосфопротеид. Связи фосфора в казеине. Аминокислотный состав казеина. Фракционный состав казеина. Характеристика основных фракций. Физические свойства казеина. Химические свойства казеина. Реакции казеина с альдегидами, щелочами и кислотами. Характеристика продуктов реакции. Соли казеина – казеинаты. Сывороточные белки молока, классификация и содержание в молоке. Аминокислотный состав сывороточных белков, сравнение с аминокислотным составом казеина. Основные свойства (-лактоглобулина, (-лактальбумина, иммуноглобулинов. Минорные сывороточные белки молока. Небелковые азотистые соединения молока.

Тема 4. Липиды молока

Классификация липидов молока. Жирнокислотный состав молочного жира. Насыщенные и ненасыщенные жирные кислоты: содержание в молочном жире, молекулярная масса, температура плавления, растворимость в воде и других растворителях. Сезонные различия в составе жирных кислот молочного жира. Глицеридный состав молочного жира. Молочный жир как сложная смесь триацилглицеринов (триглицеридов). Триацилглицерины с различной степенью насыщенности, их влияние на физические и химические свойства молочного жира. Изменение состава триацилглицеринов в зависимости от сезона года и характера кормления. Полиморфизм молочного жира. Модификация кристаллов триацилглицеринов, их характеристика. Физико-химические свойства молочного жира. Химические и физические числа (константы) молочного жира. Фосфолипиды молока, их состав, значение, количественное содержание и распределение в молоке и молочных продуктах. Роль фосфатидилхолина (лецитина) и других фосфолипидов молока в стабильности эмульсии молочного жира. Неомыляемые липиды молока (стерины, терпены), их характеристика и значение.

Тема 5. Углеводы молока

Лактоза (молочный сахар) как основной углевод молока. Изомерные формы лактозы: (- и (- лактоза. Физические и химические свойства лактозы. Другие углеводы молока (глюкоза, галактоза, фосфорные эфиры и аминопроизводные моносахаридов), их структура и значение.

Тема 6. Минеральные вещества молока

Разделение минеральных соединений на макро- и микроэлементы. Макроэлементы молока, их значение, содержание и состояние в молоке. Соли молока. Факторы, влияющие на солевой состав молока. Солевое равновесие молока. Нарушение солевого равновесия при изменении температуры, рН и концентрировании молока. Роль солей молока в технологии молока и молочных продуктов. Микроэлементы молока. Влияние микроэлементов на биохимические реакции в молоке и молочных продуктах.

Тема 7. Ферменты молока

Общая характеристика ферментов. Естественные (нативные) и микробные ферменты молока. Окислительно-восстановительные и гидролитические ферменты молока, их характеристика и значение в технологии молока и молочных продуктов. Ферменты других классов. Использование свойств отдельных ферментов в оценке качества молока и эффективности его пастеризации.

Тема 8. Витамины молока

Содержание витаминов в молоке. Факторы, влияющие на их содержание. Жирорастворимые витамины молока: А, Д, Е, К. Водорастворимые витамины молока: В1, В2, В3, РР, В6, В12, С и другие. Характеристика и значение витаминов молока.

Тема 9. Гормоны и газы молока

Гормоны молока пептидной и стероидной природы, гормоны – производные аминокислот и жирных кислот, их содержание в молоке и биологическая роль. Газы молока, их содержание в молоке. Факторы, влияющие на содержание газов.

Тема 10. Посторонние вещества в молоке

Чужеродные вещества молока: антибиотики, сульфаниламиды и гормональные препараты, пестициды, тяжелые металлы и мышьяк, моющие и дезинфицирующие вещества, нитраты, нитриты и нитрозамины, токсические метаболиты растений, микотоксины, бактериальные токсины, бенз(а)пирен, полихлорированные бифенилы и диоксины. Влияние посторонних веществ на организм человека и на технологические процессы. Пути попадания чужеродных веществ в молоко. Допустимые предельные концентрации. Методы обнаружения в молоке.

Тема 11. Образование и секреция молока

Строение секреторной ткани и клеток молочной железы. Синтез молока в молочной железе. Предшественники составных частей молока. Биосинтез белков, липидов, углеводов молока. Внутриклеточный перенос и выделение продуктов секрета из клетки. Формирование минеральных веществ, витаминов, антибактериальных и других веществ в молоке.

Тема 12. Сравнение состава коровьего молока и молока других млекопитающих

Состав молока различных сельскохозяйственных животных (коз, овец, буйволиц, верблюдиц, кобылиц, самки северного оленя и других), сравнительный анализ с коровьим молоком. Сравнение химического состава коровьего молока с составом женского молока. Методы адаптации молочных смесей из коровьего молока к женскому молоку.

Тема 13. Химические, физические, технологические и органолептические свойства молока

Химические свойства молока. Титруемая кислотность. Составные части, обусловливающие титруемую кислотность молока. Факторы, влияющие на титруемую кислотность молока. Активная кислотность (рН) молока. Буферные системы и буферные свойства молока. Буферная емкость. Окислительно-восстановительный потенциал молока. Физические свойства молока. Плотность молока, влияние отдельных составных частей молока на плотность. Вязкость молока, зависимость от состава молока и состояния составных частей в молоке. Осмотическое давление и температура замерзания молока, взаимосвязь и использование в контроле натуральности молока. Поверхностное натяжение. Электропроводность. Компоненты молока, обусловливающие электропроводность. Теплофизические и оптические свойства молока. Технологические свойства молока: термоустойчивость, сычужная свертываемость. Факторы, влияющие на термоустойчивость и сычужную свертываемость молока. Органолептические (сенсорные) свойства молока: вкус, запах, цвет, консистенция, внешний вид. Химические вещества, обусловливающие нормальный вкус и запах свежего сырого молока.

РАЗДЕЛ 2. Молоко как полидисперсная система

Тема 14. Коллоидная система молока

Дисперсные фазы молока. Коллоидная система молока. Состояние казеина и сывороточных белков в молоке. Казеинаткальцийфосфатный комплекс (ККФК) молока, его состав, структура, свойства. Мицеллообразование. Состав и физические свойства мицелл казеина. Структура мицелл. Модели мицелл казеина. Факторы устойчивости казеиновых мицелл.

Тема 15. Эмульсия молочного жира в воде

Молоко как эмульсия жира в воде. Стабильность эмульсии молочного жира, факторы стабильности. Оболочка жирового шарика – фактор стабильности. Химический состав оболочки жирового шарика молока. Современные представления о строении оболочки. Модели структурной организации оболочек жирового шарика.

Тема 16. Молочная сыворотка как истинный раствор

Молоко и молочная сыворотка как истинный раствор. Молекулярно-дисперсное состояние лактозы и ионно-дисперсное состояние минеральных солей. Межионное и молекулярное взаимодействие в водной среде молока.

РАЗДЕЛ 3. Физико-химические и биохимические изменения молока при его хранении и обработке

Тема 17. Изменения составных частей и свойств молока при охлаждении, замораживании и хранении

Изменения составных частей сырого молока при его охлаждении и хранении. Изменение структуры мицелл казеина. Ферментативный распад белков молока. Изменение липидов молока. Спонтанный и индуцированный липолиз. Изменение солей, витаминов, ферментов. Влияние длительного хранения сырого молока при низких температурах на его физико-химические и технологические свойства. Изменение структуры и свойств составных частей молока при его замораживании и хранении в замороженном виде.

Тема 18. Изменения составных частей и свойств молока при механической и мембранной обработке

Изменение эмульсии жира в молоке при различных видах механической обработки (центробежной очистке, бактофугировании, сепарировании, перекачивании, перемешивании, гомогенизации). Изменение белков, солей, ферментов молока при механических воздействиях. Влияние различных видов механической обработки молока на его физико-химические и технологические свойства. Изменения составных частей молока при мембранных методах обработки (ультрафильтрация, диафильтрация, обратный осмос и другие).

Тема 19. Изменения составных частей и свойств молока при тепловой обработке

Физико-химические изменения белковой системы молока при тепловой обработке (пастеризации, УВТ-обработке и стерилизации). Денатурация сывороточных белков молока. Взаимодействие сывороточных белков с казеином. Изменение ККФК молока. Факторы, влияющие на термостабильность казеина. Изменение жира молока. Изменение лактозы. Образование лактулозы. Химизм реакции меланоидинообразования. Влияние тепловой обработки на солевой состав молока. Разрушение витаминов и инактивация ферментов. Снижение пищевой ценности молока при тепловой обработке. Влияние тепловой обработки на физико-химические, технологические и органолептические свойства молока.

Тема 20. Изменения составных частей и свойств молока при сгущении и сушке

Изменение белков и солей молока при сгущении и сушке. Влияние концентрации сухих веществ на тепловую коагуляцию белков молока при сгущении. Роль солей-стабилизаторов. Изменение лактозы. Особенности кристаллизации лактозы в сгущенном молоке с сахаром. Изменение липидов и витаминов молока при сгущении и сушке.

РАЗДЕЛ 4. Физико-химические и биохимические процессы при производстве молочных продуктов

Тема 21. Брожение молочного сахара

Виды брожения молочного сахара: гомо- и гетероферментативное молочнокислое, спиртовое, пропионовокислое, маслянокислое. Окисление этилового спирта уксуснокислыми бактериями. Фруктозо-6-фосфатный путь расщепления глюкозы бифидобактериями. Химизм отдельных видов брожения. Продукты брожения. Значение различных видов брожения в технологии производства молочных продуктов: кисломолочных продуктов, творога, сметаны, кислосливочного масла, сыров. Порча молочных продуктов в результате брожения молочного сахара.

Тема 22. Коагуляция белков молока

Виды коагуляции белков молока. Кислотная коагуляция казеина и гелеобразование. Механизм кислотной коагуляции. Кислотно-сычужная коагуляция как вариант кислотной коагуляции казеина. Формы пространственных структур при структурообразовании дисперсных систем: коагуляционные, конденсационные, коагуляционно-конденсационные. Явления тиксотропии и синерезиса. Структурно-механические и синеретические свойства кислотных сгустков при производстве кисломолочных продуктов, творога, сметаны, кисломолочных сыров. Современные представления о сущности сычужной коагуляции и превращении казеина в параказеин при производстве сычужных сыров. Структурообразование сычужных сгустков. Копреципитация (соосаждение) казеина и сывороточных белков молока при термокальциевой и термокислотной коагуляции. Значение термокислотной и термокальциевой коагуляции белков молока при производстве отдельных молочных продуктов.

Тема 23. Гидролиз белков и изменение аминокислот

Ферментативный гидролиз казеина (протеолиз). Протеолитическая активность молочнокислых бактерий. Протеолиз при выработке отдельных молочных продуктов (различных кисломолочных продуктов, творога). Протеолиз – основа созревания сыров. Основные стадии и продукты протеолиза при созревании сыров. Образование вкусовых и ароматических веществ из продуктов протеолиза. Реакции дезаминирования, декарбоксилирования, переаминирования и других изменений аминокислот.

Тема 24. Гидролиз и окисление молочного жира и фосфолипидов

Ферментативный гидролиз молочного жира (липолиз). Значение липолиза в технологии молочных продуктов. Порча молочного жира в результате липолиза. Окисление молочного жира. Химизм ферментативного окисления жирных кислот молочного жира. Химизм перекисного окисления молочного жира. Влияние первичных и вторичных продуктов окисления на качество молочных продуктов. Окислительная порча молочных продуктов. Антиокислители молочного жира и их значение в производстве молочных продуктов. Изменения химических и физических чисел (констант) молочного жира при его гидролизе и окислении. Гидролиз и окисление фосфолипидов.

Тема 25. Вкус и запах молочных продуктов

Вкусовые и ароматические вещества молока и молочных продуктов: карбонильные соединения, карбоновые кислоты, лактоны, аминосоединения, спирты, эфиры, сернистые соединения. Их характеристика и основные пути образования. Механизмы образования ацетальдегида, ацетоина и диацетила. Вкус и запах пастеризованного молока и молочных консервов, кисломолочных продуктов и заквасок, сметаны и масла, сыров. Основы сенсорной оценки молока и молочных продуктов.

3 Вопросы к экзамену по дисциплине


1 Средний химический состав коровьего молока.
2 Сравнительная характеристика химического состава коровьего молока и молока других сельскохозяйственных животных.
3 Cравнение химического состава коровьего молока с составом женского молока.
4 Классификация, современная номенклатура и биологические функции белков молока.
5 Казеин – основной белок молока. Элементарный, аминокислотный и фракционный состав казеина.
6 Физические и химические свойства казеина.
7 Состав и свойства сывороточных белков молока.
8 Классификация липидов молока. Жирнокислотный состав молочного жира.
9 Глицеридный состав молочного жира. Его влияние на физические и химические свойства молочного жира. Полиморфизм молочного жира.
10 Фосфолипиды и стерины молока. Роль фосфатидилхолина (лецитина) и других фосфолипидов в стабильности эмульсии молочного жира.
Лактоза – основной углевод молока. Изомерные формы лактозы.
12 Физические и химические свойства лактозы.
13 Макро- и микроэлементы молока, их влияние на качество молока и молочных продуктов.
14 Соли молока. Роль солей молока в технологии молочных продуктов.
15 Естественные (нативные) и микробные ферменты молока. Общая характеристика ферментов молока.
16 Биологически активные вещества молока: витамины, гормоны. Их значение и характеристика.
Посторонние вещества молока. Источники попадания в молоко. Их влияние на организм человека и на ход технологических процессов при производстве молочных продуктов.
Образование молока в молочной железе. Синтез белков, лактозы и триацилглицеринов молочного жира.
Молоко как полидисперсная система. Дисперсные фазы молока.
20 Состояние казеина и сывороточных белков в молоке. Казеинаткальцийфосфатный комплекс (ККФК) молока.
Состав и структура мицелл казеина.
22 Факторы стабильности казеиновых мицелл в молоке.
23 Механизм кислотной коагуляции казеина.
24 Механизм сычужной коагуляции казеина.
25 Копреципитация белков молока (термокальциевая и термокислотная).
26 Молоко как эмульсия жира в воде. Стабильность эмульсии молочного жира. Факторы стабильности.
Химический состав и строение оболочки жировых шариков молока.
Молоко и молочная сыворотка как истинный раствор.
29 Химические свойства молока (кислотность, окислительно-восстановительный потенциал), их значение в технологии молочных продуктов.
30 Буферные системы и буферные свойства молока.
31 Физические свойства молока (плотность, вязкость, поверхностное натяжение), их значение в технологии молочных продуктов.
32 Физические свойства молока (осмотическое давление, температура замерзания, электропроводность), их значение в технологии молочных продуктов.
33 Изменение составных частей и свойств молока при механической и мембранной обработке.
34 Изменение составных частей и свойств сырого молока при охлаждении и хранении.
35 Изменение структуры и свойств составных частей молока при замораживании.
36 Изменение белков и липидов молока при тепловой обработке.
37 Влияние тепловой обработки на соли, ферменты и витамины молока.
38 Изменение лактозы при тепловой обработке молока. Образование лактулозы. Реакция меланоидинообразования.
39 Изменение составных частей молока при сгущении и сушке.
40 Гомоферментативное молочнокислое брожение лактозы. Химизм брожения и значение в технологии молочных продуктов.
41 Гетероферментативное молочнокислое брожение лактозы. Химизм брожения и значение в технологии молочных продуктов.
42 Спиртовое брожение лактозы. Химизм брожения и значение в технологии молочных продуктов.
43 Пропионовокислое брожение лактозы. Химизм брожения и значение в технологии молочных продуктов.
44 Маслянокислое брожение лактозы. Химизм брожения. Порча молочных продуктов в результате маслянокислого брожения.
45 Роль продуктов брожения лактозы в формировании вкуса и аромата молочных продуктов. Механизмы образования ацетальдегида, ацетоина и диацетила.
46 Ферментативный гидролиз казеина (протеолиз). Основные стадии и продукты протеолиза. Значение протеолиза в технологии молочных продуктов.
47 Ферментативный гидролиз молочного жира (липолиз). Значение липолиза в технологии молочных продуктов. Порча молочного жира в результате липолиза.
48 Ферментативное и перекисное окисление молочного жира. Влияние продуктов окисления на качество молочных продуктов. Антиокислители молочного жира.
49 Органолептические (сенсорные) свойства молока. Химические вещества, обусловливающие нормальный вкус и запах свежего сырого молока.
50 Технологические свойства молока: термоустойчивость, сычужная свертываемость. Факторы, влияющие на технологические свойства молока.

4 Рекомендуемая литература

4.1 Основная литература
4.1.1 Горбатова, К.К. Химия и физика молока: учебник для вузов / К.К. Горбатова. – СПб.: ГИОРД, 2003. – 288 с.
4.1.2 Горбатова, К.К. Физико-химические и биохимические основы производства молочных продуктов / К.К. Горбатова. – СПб.: ГИОРД, 2003. – 352 с.
4.1.3 Горбатова, К.К. Биохимия молока и молочных продуктов: учеб. пособие для вузов / К.К. Горбатова. – М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984. – 344 с.
4.1.4 Горбатова, К.К. Химия и физика белков молока / К.К. Горбатова. – М.: Колос, 1993. – 192 с.
4.1.5 СТП СМК 4.2.3-01-2011.Общие требования и правила оформления текстовых учебных документов. – Введ. 2011-04-07. – Могилев: МГУП, 2011. – 43с.

4.2 Дополнительная литература
4.2.1 Твердохлеб, Г.В. Химия и физика молока и молочных продуктов / Г.В. Твердохлеб, Р.И. Раманаускас. – М.: ДеЛи принт, 2006. – 360 с.
4.2.2 Горбатова, К.К. Биохимия молока и молочных продуктов: учебник для сред. спец. учеб. завед. / К.К. Горбатова. – 3 изд., перераб. и доп. – СПб.: ГИОРД, 2004. – 320 с.
4.2.3 Горбатова, К.К. Биохимия молока и молочных продуктов: учебник для сред. спец. учеб. завед. / К.К. Горбатова. – 2 изд., перераб. и доп. – М.: Колос, 1997. – 288 с.
4.2.4 Состав и свойства молока как сырья для молочной промышленности: справочник / Н.Ю. Алексеева [и др.]; под ред. Я.И. Костина. – М.: Агропромиздат, 1986. – 239 с.
4.2.5 Тёпел, А. Химия и физика молока / А. Тёпел; пер. с нем. – М.: Пищевая промышленность, 1979. – 624 с.
4.2.6 Шидловская, В.П. Органолептические свойства молока и молочных продуктов / В.П. Шидловская. – М.: Колос, 2000. – 280 с.
4.2.7 Справочник технолога молочного производства. Технология и рецептуры: в 10 т. – СПб.: ГИОРД, 1999–2006. – Т.10: Ферменты молока / В.П. Шидловская. – 2006. – 296 с.

5 Требования к выполнению и оформлению индивидуального задания

Каждый студент выполняет самостоятельно одно индивидуальное задание, которое включает один ситуационный вопрос, одно задание по химическим и биохимическим реакциям, десять тестовых вопросов и заданий, и задачу. Индивидуальное задание может оформляться в ученической тетради вручную или с использованием компьютерной техники на листах формата А4. При оформлении необходимо соблюдать требования СТП СМК 4.2.3-01-2011.
Индивидуальное задание должно отвечать следующим требованиям:
- страницы работы должны быть пронумерованы, при оформлении работы в тетради обязательно наличие полей для замечаний;
- на титульном листе следует написать фамилию, имя, отчество, номер зачётной книжки, номер варианта индивидуального задания;
- перед каждым ответом необходимо писать полное название вопроса и его номер согласно методическим указаниям;
- на ситуационный вопрос должен быть дан краткий (1–3 предложения) и четкий ответ по сути вопроса;
- ответы не тестовые вопросы и задания должны быть краткими и однозначными;
- решение задачи необходимо сопровождать пояснениями, расчетные формулы приводятся сначала в общем виде, а затем с численными значениями величин и единицами измерения;
- задание должно быть оформлено аккуратно и разборчиво, не допускается сокращение слов;
- в конце работы приводится список использованной литературы с полными библиографическими данными, подпись студента и дата выполнения индивидуального задания.
Вариант индивидуального задания выбирается согласно двум последним цифрам шифра зачетной книжки до номера 25 включительно. Если в шифре число, образованное двумя последними цифрами, больше 25, но меньше или равно 50, то из него следует вычесть 25; если больше 50, но меньше или равно 75, то следует вычесть 50, если больше 75 – необходимо вычесть 75 и тогда оставшиеся две цифры являются вариантом Вашего индивидуального задания.
Например, студент с шифром 02024 выполняет вариант № 24, с шифром 02036 – вариант № 11 (36–25), с шифром 02068 – вариант № 18 (68–50), с шифром 02079 – вариант № 4 (79–75).
Определив вариант индивидуального задания, по таблице 1 устанавливают, на какие вопросы необходимо ответить и какую задачу решить.
Например, при выполнении варианта 3 необходимо ответить на ситуационный вопрос 3, выполнить задание по химическим и биохимическим реакциям 3, ответить на тестовые вопросы и задания – 3, 13, 28, 38, 43, 53, 64, 78, 83, 103 и решить задачу 3.

Таблица 1– Распределение вопросов, заданий и задач по вариантам

Номер
вари-анта
Номер ситуацион-ного вопроса
Номер задания
по реакциям
Номера тестовых вопросов
и заданий
Номер
задачи

1
1
1
1, 15, 26, 36, 41, 51, 62, 76, 85, 101
1

2
2
2
2, 14, 27, 37, 42, 52, 63, 77, 84, 102
2

3
3
3
3, 13, 28, 38, 43, 53, 64, 78, 83, 103
3

4
4
4
4, 12, 29, 39, 44, 54, 65, 79, 82, 104
4

5
5
5
5, 11, 30, 40, 45, 55, 66, 80, 81, 105
5

6
6
6
6, 20, 31, 41, 46, 56, 67, 81, 86, 106
6

7
7
7
7, 19, 32, 42, 47, 57, 68, 82, 87, 107
7

8
8
8
8, 18, 33, 43, 48,58, 69, 83, 88, 108
8

9
9
9
9, 17, 34, 44, 49, 59, 70, 84, 89, 109
9

10
10
10
10, 16, 35, 45, 50, 60, 71, 85, 90, 110
10

11
11
11
11, 25, 36, 46, 55, 61, 72, 86, 91, 111
11

12
12
12
12, 24, 37, 47, 54, 62, 73, 87, 92, 112
12

13
13
13
13, 23, 38, 48, 53, 63, 74, 88, 93, 113
13

14
14
14
14, 22, 39, 49, 52, 64, 75, 89, 94, 114
14

15
15
15
15, 21, 40, 50, 51, 65, 76, 90, 95, 115
15

16
16
16
5, 16, 31, 41, 56, 66, 77, 91, 96, 116
16

17
17
17
4, 17, 32, 42, 57, 67, 78, 92, 97, 117
17

18
18
18
3, 18, 33, 43, 58, 68, 79, 93, 98, 118
18

19
19
19
2, 19, 34, 44, 59, 69, 80, 94, 99, 119
19

20
20
20
1, 20, 35, 45, 60, 70, 81, 95, 100, 120
20

21
21
21
10, 21, 26, 46, 51, 71, 82, 96, 101, 121
21

22
22
22
9, 22, 27, 47, 52, 72, 83, 97, 102, 122
22

23
23
23
8, 23, 28, 48, 53, 73, 84, 98, 103, 123
23

24
24
24
7, 24, 29, 49, 54, 74, 85, 99, 104, 124
24

25
25
25
6, 25, 30, 50, 55, 75, 86, 100, 105, 125
25





6 Ситуационные вопросы

1 Объясните, почему мелкие мицеллы казеина более термоустойчивы, чем крупные?
2 Объясните, почему перед сычужным свертыванием в пастеризованное молоко вносят раствор хлористого кальция?
3 Объясните, почему белковые сгустки, полученные из гомогенизированного молока, обладают лучшей влагоудерживающей способностью по сравнению со сгустками из негомогенизированного молока?
4 Объясните, почему при повышении температуры пастеризации белковые сгустки, полученные из пастеризованного молока, обладают лучшей влагоудерживающей способностью?
5 Объясните, почему по мере хранения сырого молока его тируемая кислотность повышается?
6 Объясните, почему при развитии в молоке микроорганизмов его окислительно-восстановительный потенциал снижается?
7 Объясните, почему электропроводность цельного молока ниже, чем обезжиренного молока?
8 Объясните, что обусловливает цвет молока от белого до слабо-желтого?
9 Объясните, почему вязкость цельного молока выше, чем обезжиренного молока?
10 Объясните, почему реакция меланоидинообразования снижает пищевую ценность молока?
11 Объясните, почему отстой жира в пастеризованном молоке меньше, чем в сыром молоке?
12 Объясните, что обусловливает вкус пастеризации молока, подвергнутого тепловой обработке?
13 Объясните, почему поверхностное натяжение молока ниже, чем воды?
14 Объясните, почему при добавлении соды в молоко его температура замерзания понижается?
15 Объясните, почему эмульсия жира в молоке стабильна?
16 Объясните, почему в свежем молоке казеин имеет суммарный отрицательный заряд?
17 Объясните, почему при повышении температуры пастеризации его сычужная свертываемость ухудшается?
18 Объясните, почему плотность молока необходимо измерять не ранее чем через 2 часа после дойки?
19 Объясните, почему после тепловой обработки молока его титруемая кислотность уменьшается?
20 Объясните, почему после тепловой обработки молока его вязкость увеличивается?
21 Объясните, почему после гомогенизации молока его вязкость увеличивается?
22 Объясните, почему кислотно-сычужные сгустки по сравнению с кислотными более прочные, более упругие и лучше выделяют сыворотку?
23 Объясните, почему сливки имеют меньшую плотность, чем цельное молоко?
24 Объясните, почему электропроводность молока, полученного от коров больных маститом, выше, чем электропроводность молока, полученного от здоровых коров?
25 Объясните, почему при развитии молочнокислых бактерий в молоке его титруемая кислотность изменяется быстро, а активная кислотность – медленно?

7 Задания по химическим и биохимическим реакциям

1 Напишите суммарное уравнение гомоферментативного молочнокислого брожения.
2 Напишите суммарное уравнение гетероферментативного молочнокислого брожения.
3 Напишите суммарное уравнение спиртового брожения.
4 Напишите суммарное уравнение пропионовокислого брожения.
5 Напишите суммарное уравнение маслянокислого брожения.
6 Напишите реакцию окисления лактозы.
7 Напишите реакцию восстановления лактозы.
8 Напишите реакцию взаимодействия казеина с формальдегидом.
9 Напишите реакцию взаимодействия казеина со щелочью.
10 Напишите реакцию декарбоксилирования аминокислот.
11 Напишите реакцию окислительного дезаминирования аминокислот.
12 Напишите реакцию восстановительного дезаминирования аминокислот.
13 Напишите реакцию гидролитического дезаминирования аминокислот.
14 Напишите схему синтеза триацилглицеринов молочного жира из глицерофосфата в секреторных клетках молочной железы.
15 Напишите схему синтеза лактозы из глюкозы крови в секреторных клетках молочной железы.
16 Напишите уравнение реакции, лежащей в основе пробы на пероксидазу.
17 Напишите реакцию, лежащую в основе пробы на фосфатазу (в общем виде).
18 Напишите уравнение реакции гидролиза лактозы.
19 Напишите уравнение реакции окисления пероксида водорода под действием каталазы.
20 Напишите уравнения реакций превращения гидрофосфатов и дигидрофосфатов кальция в фосфат кальция при тепловой обработке молока.
21 Напишите схему ферментативной стадии сычужной коагуляции казеина.
22 Напишите реакцию образования компонента аромата сыров – альдегида метиональ.
23 Напишите реакцию образования компонента аромата сыров – меркаптоацетальдегида.
24 Напишите реакцию образования лактулозы из лактозы.
25 Напишите реакцию гидролиза триацилглицеринов молочного жира.
8 Тестовые вопросы и задания

1 Чему равно в среднем содержание сухих веществ в коровьем молоке?
2 Соли каких металлов присутствуют в молоке?
3 Какие компоненты молока обусловливают его титруемую кислотность?
4 Чему равно в среднем содержание белков в коровьем молоке?
5 Какие пробы используются в молочной промышленности для контроля эффективности пастеризации молока?
6 Какой фермент катализирует реакцию окисления перекиси водорода?
7 Какая проба используется для определения общей бактериальной обсемененности сырого молока?
8 Назовите молочные продукты (не менее пяти), в основе производства которых лежит только молочнокислое брожение.
9 Назовите основной белок коровьего молока.
10 Назовите основной сывороточный белок коровьего молока.
11 Назовите основной углевод коровьего молока.
12 Назовите макроэлементы коровьего молока.
13 Назовите основной стерин коровьего молока.
14 Назовите основной пигмент коровьего молока.
15 Назовите молочные продукты (не менее пяти), при производстве которых происходит кислотная коагуляция казеина.
16 Назовите компоненты молока (не менее трех), которые синтезируются в секреторных клетках молочной железы.
17 Назовите компоненты молока (не менее трех), которые переходят непосредственно из крови в молоко при его секреции.
18 Назовите компоненты молока (не менее пяти), которые находятся в молоке в ионно-молекулярном состоянии?
19 Назовите генетические варианты
·-лактоглобулина.
20 Чему равна изоэлектрическая точка казеина?
21 Назовите вещества (не менее пяти), относящиеся к антибактериальным факторам молока.
22 Как называется процесс гидролиза жира под воздействием липазы?
23 Как называется процесс расщепления белков под воздействием протеолитических ферментов?
24 Назовите основные конечные продукты гомоферментативного молочнокислого брожения.
25 Назовите основные конечные продукты гетероферментативного молочнокислого брожения.
26 Назовите основные конечные продукты спиртового брожения.
27 Назовите основные конечные продукты пропионовокислого брожения.
28 Назовите основные конечные продукты маслянокислого брожения.
29 Назовите авторов (не менее четырех) моделей структуры мицелл казеина.
30 Между какими компонентами в молоке происходит реакция меланоидинообразования?
31 Перечислите микроэлементы молока (не менее десяти).
32 Назовите продукты перекисного окисления молочного жира (не менее пяти).
33 Продолжите определение.
Количество 1н раствора кислоты или щелочи, которое необходимо добавить к 100 см3 молока, чтобы изменить рН на единицу, называется..
34 Какие компоненты молока влияют на его вязкость?
35 Как изменяется плотность молока при разбавлении его водой?
36 Как изменяется температура замерзания молока при разбавлении его водой?
37 Как изменяется электропроводность молока при разбавлении его водой?
38 Из остатков каких моносахаридов состоит лактулоза?
39 Назовите молочные продукты (не менее трех), при производстве которых необходимо определять термоустойчивость молока.
40 Чему равен диаметр мицелл казеина?
41 Назовите компоненты, находящиеся в молоке в коллоидном состоянии.
42 Каково содержание СОМО в коровьем молоке?
43 Какой вид механической обработки молока в наибольшей степени влияет на состояние молочного жира?
44 Чему равна средняя температура замерзания натурального коровьего молока?
45 Какой вид брожения лактозы является нежелательным в молочной промышленности?
46 Назовите ферменты молока класса гидролаз (не менее шести).
47 Какое химическое число характеризует среднюю молекулярную массу смеси жирных кислот молочного жира?
48 Назовите вещества, которые главным образом обусловливают осмотическое давление молока.
49 Напишите структурную формулу лактозы.
50 Назовите авторов (не менее четырех) моделей структуры оболочки жирового шарика.
51 Что понимают под копреципитацией белков молока?
52 Укажите ферменты молока, относящиеся к классу оксидоредуктаз (не менее четырех).
53 Назовите гормоны молока пептидной природы.
54 Какая проба основана на изменении окислительно-восстановительного потенциала молока?
55 Назовите стероидные гормоны молока.
56 Напишите структурную формулу лактулозы.
57 Назовите молочные продукты (не менее трех), при производстве которых происходит спиртовое брожение.
58 Назовите генетические варианты
·-лактальбумина.
59 Какое химическое число характеризует содержание свободных жирных кислот в молочном жире?
60 Какое химическое число характеризует содержание ненасыщенных жирных кислот в молочном жире?
61 Укажите молочные продукты (не менее трех), при производстве которых происходит сычужная коагуляция казеина.
62 Чему равно в среднем содержание лактозы в коровьем молоке?
63 Назовите фосфолипиды молока (не менее пяти).
64 Назовите водорастворимые витамины молока (не менее семи).
65 Назовите жирорастворимые витамины молока.
66 Чему равно в среднем содержание жира в коровьем молоке?
67 Назовите основные фракции казеина.
68 Назовите генетические варианты
·s1-казеина.
69 Назовите генетические варианты
·s2-казеина.
70 Назовите генетические варианты
·-казеина.
71 Назовите генетические варианты
· -казеина.
72 Назовите виды связи связанной влаги в молоке и молочных продуктах.
73 Назовите газы молока.
74 Назовите основной фосфолипид молока.
75 Назовите буферные системы молока.
76 Назовите нативные ферменты молока (не менее пяти).
77 Назовите микробные ферменты молока (не менее пяти).
78 Сколько в среднем газов содержится в молоке?
79 Какой белок молока представляет собой смесь фосфопротеидов?
80 Какая фракция казеина наиболее чувствительна к сычужному ферменту?
81 Какие химические элементы входят в состав казеина?
82 Что характеризует число Поленске молочного жира?
83 Что характеризует число Рейхерта-Мейссля молочного жира?
84 Назовите физические числа (константы) молочного жира.
85 Какие белки молока выполняют защитную (антимикробную) функцию?
86 Какие белки молока выполняют транспортную функцию?
87 В каких единицах измеряется титруемая кислотность молока и молочных продуктов?
88 Чему равна титруемая кислотность натурального свежего молока?
89 Чему равна плотность натурального коровьего молока?
90 Назовите изомерные формы лактозы.
91 Какой компонент находится в молоке в эмульгированном состоянии?
92 Назовите минорные сывороточные белки молока.
93 Что понимают под градусами Тернера?
94 Какая фракция казеина наиболее устойчива к кальцию?
95 Напишите формулу для расчета массовой доли сухого остатка молока.
96 Назовите посторонние вещества, которые могут присутствовать в молоке (не менее семи).
97 Перечислите зоотехнические факторы, влияющие на химический состав молока (не менее пяти).
98 Назовите небелковые азотистые вещества молока (не менее семи).
99 Какой фермент катализирует реакцию гидролиза лактозы?
100 Что понимают под перегруппировкой Амадори?
101 Какие гормоны играют существенную роль в образовании молока?
102 Назовите теплофизические свойства молока.
103 Какие компоненты главным образом обусловливают электропроводность молока?
104 Чему равна активная кислотность свежего натурального молока?
105 Какие компоненты входят в состав минеральной части казеиновых мицелл?
106 Какой компонент обусловливает желто-зеленую окраску молочной сыворотки?
107 Соли каких неорганических и органических кислот присутствуют в молоке?
108 Какой вид брожения лактозы вызывает позднее вспучивание сыров?
109 Какие компоненты молока являются природными (естественными) антиокислителями молочного жира?
110 Каково содержание казеина в молоке млекопитающих альбуминовой группы?
111 Каково содержание казеина в молоке млекопитающих казеиновой группы?
112 К молоку какой группы (по содержанию казеина и сывороточных белков) относится женское молоко?
113 Как различаются по растворимости в воде изомерные формы лактозы?
114 Как изменяется температура замерзания молока при повышении кислотности молока?
115 Как влияет тепловая обработка молока на его окислительно-восстановительный потенциал?
116 Как изменяется электропроводность молока при повышении кислотности молока?
117 Какой сывороточный белок молока принимает участие в синтезе лактозы?
118 При каком значении рН происходит кислотная коагуляция казеина?
119 При каком значении рН происходит сычужная коагуляция казеина?
120 При каком значении рН происходит кислотно-сычужная коагуляция казеина?
121 При какой температуре инактивируется пероксидаза?
122 При какой температуре инактивируется щелочная фосфатаза молока?
123 Какие реакции относятся к процессам диссимиляции аминокислот?
124 Назовите классы иммуноглобулинов.
125 Назовите типы триацилглицеринов молочного жира.

9 Задачи

1 Определить плотность молока, содержащего 3, 6% жира, 3,1% белка, 4,7% лактозы, 0,7% минеральных солей. Плотность молочного жира составляет 920 кг/м3, белка 1400 кг/м3, лактозы 1610 кг/м3, минеральных солей 3098 кг/м3.
2 Определить плотность сухого остатка молока, содержащего 3,7% жира, 2,9% белка, 4,6% лактозы, 0,8% минеральных солей. Плотность молочного жира составляет 920 кг/м3, белка 1400 кг/м3, лактозы 1610 кг/м3, минеральных солей 3098 кг/м3.
Определить плотность сухого обезжиренного остатка молока, содержащего 3,4% жира, 3,0% белка, 5,0% лактозы, 0,7% минеральных солей. Плотность молочного жира составляет 920 кг/м3, белка 1400 кг/м3, лактозы 1610 кг/м3, минеральных солей 3098 кг/м3.
4 Определить плотность творога. В твороге содержится 18% жира, 14% белка, 1,3% лактозы, 1% минеральных солей, 2% молочной кислоты. Плотность молочной кислоты составляет 1249 кг/м3, жира 920 кг/м3, белка 1400 кг/м3, лактозы 1610 кг/м3, минеральных солей 3098 кг/м3.
5 Рассчитать плотность сгущенного молока с сахаром, содержащего 8,5% жира, 21,5% сухого обезжиренного остатка молока, 43,5% сахарозы. Плотность молочного жира составляет 920 кг/м3, СОМО 1610 кг/м3, сахарозы 1588 кг/м3.
6 Сколько воды добавлено в молоко, если его температура замерзания равна –0,50(С, а массовая доля сухого остатка составляет 11,3%? Для данной географической зоны температура замерзания натурального молока равна –0,54(С.
7 Как изменится температура замерзания молока, если в него добавлено 15% воды? Для данной географической зоны температура замерзания натурального молока равна –0,54(С.
8 Рассчитать окислительно-восстановительный потенциал молока, если при 20(С показатель rН2 молока равен 23,5, а активная кислотность равна 6,6.
9 Сколько воды добавлено в молоко, если его температура замерзания равна –0,45(С? Для данной географической зоны температура замерзания натурального молока равна –0,54(С.
10 Определить осмотическое давление молока, если его температура замерзания равна –0,52(С. Криоскопическая постоянная воды равна 1,86.
11 Определить коэффициент температуропроводности молока, если при 20(С его удельная теплоемкость равна 3900 Дж/(кг·К), теплопроводность 0,5 Вт/(м·К), плотность 1027 кг/м3.
12 Определить удельную теплоемкость молока, если при 20(С его теплопроводность равна 0,5 Вт/(м·К), коэффициент температуропровод-ности 13
·10-8 м2/с, плотность 1029 кг/м3.
13 Рассчитать, какой массе молочной кислоты соответствует кислотность, равная 5(Т.
14 Определить, насколько уменьшилась масса лактозы в молоке, если его кислотность повысилась на 20(Т.
15 Определить массу лактозы, подвергшейся молочнокислому брожению, если кислотность молока после сквашивания 80(Т, а до сквашивания 18(Т? Какая масса лактозы осталась в молоке? Массовая доля лактозы в молоке до сквашивания равна 4,8%.
16 При пастеризации молока его титруемая кислотность снизилась на 1(Т. Какой массе углекислого газа соответствует такое снижение кислотности?
17 Определить массовую долю сухого остатка и сухого обезжиренного остатка молока, содержащего 3,2% жира. Плотность молока равна 1028 кг/м3.
18 Определить массовую долю воды в молоке, если массовая доля СОМО составляет 8,5%, а плотность равна 1027 кг/м3.
19 Определить теплопроводность молока, если при 20(С его удельная теплоемкость равна 3900 Дж/(кг·К), коэффициент температуро- проводности 13
·10-8 м2/с, плотность 1028 кг/м3.
20 Определить массовую долю воды в молоке, если массовая доля СОМО составляет 9%, а массовая доля жира 3,5%.
21 Определить массовую долю СОМО в молоке, если массовая доля сухого остатка составляет 12%, а плотность равна 1028 кг/м3.
22 При пастеризации молока его титруемая кислотность снизилась на 2(Т. Какой массе углекислого газа соответствует такое снижение кислотности?
23 Определить массу лактозы, подвергшейся молочнокислому брожению, если кислотность молока после сквашивания 90(Т, а до сквашивания 17(Т?
24 Вычислить показатель rН2 молока, если при 20(С активная кислотность молока равна 6,7, а окислительно-восстановительный потенциал равен 0,25 В.
25 Какая масса лактозы осталась в молоке, если кислотность молока после сквашивания 85(Т, а до сквашивания 19(Т? Массовая доля лактозы в молоке до сквашивания равна 5,0%.

10 Методические рекомендации к решению задач

Расчет плотности молока и молочных продуктов по их составу и плотности компонентов

В соответствии с правилом аддитивности плотность многокомпонентных систем (продуктов) складывается из плотности составляющих с учетом их процентного содержания

13 EMBED Equation.3 1415, (1)
где а, б, с, n – массовые доли компонентов в продукте, %;

·а,
·б,
·с,
·n – плотности компонентов, кг/м3;

· – плотность продукта, кг/м3.

Расчет массовой доли сухого остатка, влаги и сухого обезжиренного остатка молока

Массовую долю сухого остатка (сухого вещества) молока рассчитывают по формуле

13 EMBED Equation.3 1415, (2)

где С – массовая доля сухого остатка молока, %;
4,9 – постоянный коэффициент;
Д – плотность молока при 20(С, градусы ареометра ((А);
Ж – массовая доля жира, %;
0,5 – поправка на плотность.
Массовую долю сухого обезжиренного остатка молока (СОМО) определяют по формулам:
13 EMBED Equation.3 1415, (3)
или

СОМО = С – Ж, (4)

где СОМО – массовая доля сухого обезжиренного остатка молока, %;
С – массовая доля сухого остатка молока, %;
Д – плотность молока при 20(С, (А;
Ж – массовая доля жира в молоке, %.

Массовую долю влаги (воды) в молоке (W) в процентах вычисляют по формуле

W = 100 – С, (5)

где С – массовая доля сухого остатка молока, %.

Определение осмотического давления и температуры замерзания молока

Осмотическое давление молока (и понижение температуры замерзания по сравнению с водой) обусловливается главным образом высокодисперсными веществами: лактозой и ионами солей – преимущественно хлоридами и фосфатами калия и натрия.
Осмотическое давление обычно рассчитывают по температуре замерзания молока. Согласно законам Рауля и Вант-Гоффа

13 EMBED Equation.3 1415, (6)

где Росм – осмотическое давление раствора, МПа;

·t – понижение температуры замерзания исследуемого раствора, (С;
2,269 – осмотическое давление 1 моля вещества в 1л раствора, МПа;
К – криоскопическая постоянная растворителя, (С; для воды К = 1,86.
По температуре замерзания молока можно установить его натуральность. Количество добавленной в молоко воды рассчитывают по формулам:

13 EMBED Equation.3 1415, (7)
или
13 EMBED Equation.3 1415, (8)

где Х – количество добавленной в молоко воды, %;
Т – средняя температура замерзания натурального молока, (С;
Т1 – температура замерзания исследуемого молока, (С;
С – массовая доля сухого остатка молока, %.

Определение теплофизических свойств молока

Наиболее важными теплофизическими свойствами молока являются удельная теплоемкость, теплопроводность и коэффициент температуропроводности, которые связаны между собой соотношением

13 EMBED Equation.3 1415, (9)

где а – коэффициент температуропроводности, м2/с;

· – теплопроводность, Вт/(м·К);
С – удельная теплоемкость, Дж/(кг·К);

· – плотность, кг/м3.

Определение окислительно-восстановительных свойств молока

Количественной мерой окисляющей или восстанавливающей способности молока является окислительно-восстановительный потенциал (редокспотенциал). Окислительно-восстановительные условия в молоке зависят от концентрации ионов водорода, поэтому их могут выражать условным показателем rН2, который вычисляют по уравнению

13 EMBED Equation.3 1415 (при 20оС), (10)

где Е – окислительно-восстановительный потенциал молока, В;
рН – активная кислотность молока, ед. рН.

Определение массы молочной кислоты по кислотности продукта и массы сброженной лактозы

Гомоферментативные молочнокислые бактерии, применяемые для производства кисломолочных продуктов, сбраживают лактозу до молочной кислоты как основного продукта брожения.
По нарастанию титруемой кислотности молока можно рассчитать массу образовавшейся в процессе сквашивания молока молочной кислоты, массу лактозы, подвергшейся брожению и, если известно первоначальное содержание лактозы, массу лактозы, оставшейся в продукте.

Задача 1. Рассчитать массу молочной кислоты, образовавшейся при увеличении титруемой кислотности молока на 57(Т.

Решение. Введем обозначения: Mr – относительная молекулярная масса вещества; m – масса вещества, г; n – количество вещества, моль; М – молярная масса вещества, г/моль; с – молярная концентрация раствора, моль/дм3; V– объем раствора, дм3.
Под градусами Тернера ((Т) понимают объем (см3) раствора гидроксида натрия молярной концентрации 0,1 моль/дм3, необходимого для нейтрализации кислых соединений в 100 см3 молока.
Следовательно, 57(Т соответствуют 57 см3 раствора гидроксида натрия молярной концентрации 0,1 моль/ дм3.
Составим уравнение реакции нейтрализации молочной кислоты гидроксидом натрия, протекающей в растворе:

CH3CHOHCOOH + NaOH = CH3CHOHCOONa + H2O

Из уравнения реакции следует:
n(NaOH) = n(CH3CHOHCOOH),

следовательно, 57(Т соответствуют 57 см3 раствора молочной кислоты молярной концентрации 0,1 моль/дм3.
Рассчитаем относительную молекулярную массу молочной кислоты Mr(C3H6O3):

Mr(C3H6O3) = 3
·12+1
·6+3
·16=90,

т.е. молярная масса молочной кислоты М(C3H6O3) составляет 90 г/моль.
Определим количество молочной кислоты, содержащейся в 57 см3 раствора молярной концентрации 0,1 моль/дм3:

n(C3H6O3) = c(C3H6O3)
·V;
n(C3H6O3) = 0,1
·0,057 = 0,0057 (моль).

Масса молочной кислоты m(C3H6O3) составляет:

m(C3H6O3) = n(C3H6O3)
· М(C3H6O3);
m(C3H6O3) = 0,0057
·90 = 0,513 (г).

Таким образом, при увеличении титруемой кислотности молока на 57(Т образовалось 0,513 г молочной кислоты в 100 см3 молока.

Задача 2. Рассчитать массу лактозы, подвергшейся брожению для получения в 100 см3 молока 0,513 г молочной кислоты.

Решение. Введем обозначения: Mr – относительная молекулярная масса вещества, г; n – количество вещества, моль; М – молярная масса вещества, г/моль.
Составим суммарное уравнение гомоферментативного молочнокислого брожения лактозы:

С12Н22О11 + Н2О = 4С3Н6О3.

Из уравнения реакции следует:

13 EMBED Equation.3 1415

Рассчитаем относительную молекулярную массу лактозы Mr(С12Н22О11):

Mr(С12Н22О11) = 12
·12+22
·1+11
·16 = 342,

т.е. молярная масса лактозы М(С12Н22О11) составляет 342 г/моль.
Рассчитаем относительную молекулярную массу молочной кислоты Mr(C3H6O3):

Mr(C3H6O3) = 3
·12+1
·6+3
·16 = 90,

т.е. молярная масса молочной кислоты М(C3H6O3) составляет 90 г/моль.
Определим количество молочной кислоты n(C3H6O3):

13 EMBED Equation.3 1415

13 EMBED Equation.3 1415 (моль).
Количество лактозы n(C12H22O11) составляет:
13 EMBED Equation.3 1415 (моль).

Рассчитаем массу лактозы m(C12H22O11):

m(C12H22O11) = n(C12H22O11)
· M(C12H22O11);
m(C12H22O11) = 0,001425
·342
· 0,487 (г).

Таким образом, для получения в 100 см3 молока 0,513 г молочной кислоты было израсходовано 0,487 г лактозы.

Определение количества газообразных веществ, образующихся в молочных продуктах

Во время пастеризации снижается титруемая кислотность молока за счет удаления из него углекислого газа. Количество выделившегося углекислого газа можно рассчитать по химическим уравнениям.

Задача 1. При пастеризации молока его титруемая кислотность снизилась на 1,5(Т. Какой массе углекислого газа соответствует такое снижение кислотности?

Решение. Введем обозначения: Mr – относительная молекулярная масса вещества; m – масса вещества, г; n – количество вещества, моль; М – молярная масса вещества, г/моль; с – молярная концентрация раствора, моль/дм3; V – объем раствора, дм3.
По определению 1,5(Т соответствуют 1,5 см3 раствора гидроксида натрия молярной концентрации 0,1 моль/дм3.
Рассчитаем относительную молекулярную массу гидроксида натрия Mr(NaOH):

Mr(NaOH) = 23+16+1 = 40,

т.е. молярная масса гидроксида натрия M(NaOH) составляет 40 г/моль.
Определим количество гидроксида натрия n(NaOH):

n(NaOH) = c(NaOH)
·V;
n(NaOH) = 0,1
·0,0015 = 0,00015 (моль).

Составим уравнение нейтрализации углекислого газа гидроксидом натрия, протекающей в водном растворе:

СО2 + 2 NaOH = Na2СО3 + Н2О.

Из уравнения реакции следует:

13 EMBED Equation.3 1415

Рассчитаем относительную молекулярную массу углекислого газа Mr(CO2):

Mr(CO2) = 12+2
·16 = 12+32 = 44,

т.е молярная масса углекислого газа М(СО2)составляет 44 г/моль.
Определим количество углекислого газа.
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415 (моль).
Масса углекислого газа составляет:

m(CO2) = n(CO2)
·M(CO2);
m(CO2) = 0,000075
·44 = 0,0033 (г).

Следовательно из 100 см3 молока при пастеризации выделилось 0,0033 г СО2.


















13PAGE 15


13PAGE 14815





Приложенные файлы

  • doc 18356792
    Размер файла: 254 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий