1. Фізико – хімічні та технологічні властивості казеїну.
Казеїн є основним білком молока, його вміст — від 2,1 до 2,9 % .
Понад 95 % казеїну міститься у молоці у вигляді міцел (лат.тпісеїіа — крихітка, крупинка). Це близькідо сферичної форми частинки розміром від ЗО до 300 нм і молекулярною масою від 2,7-107 до 5 ? 109 (найчастіше від 6 • 10* до 6 -109). Міцели казеїну складаються із окремих субміцел, які являють собою складні комплекси окремих фракцій з колоїдним фосфатом кальї у ю.
Казеїн є фосфопротеїдом, тобто у своєму складі містить залишки фосфорної кислоти (органічний фосфор), приєднані до амінокислоти серину моноефірним зв'язком (—О — Р—):
Кількісний вміст залишків фосфорної кислоти у поліпептидних ланцюжках визначає чутливість казеїну до іонів кальцію. Велика кількість аніонних груп зумовлює високу чутливість казеїну до рівня рН, а противагою наявності у поліпептидних ланцюжках заряджених гідрофільних ділянок, є гідрофобні ділянки. Наявність сульфгідрильних груп підвищує їх реакційну здатність.
Носіями від'ємних зарядів є Р- та у-карбоксильні групи аспарагі нової та глутамінової кислот, носіями позитивних зарядів і лужних властивостей є є-аміногрупи лізину, гуанідинові групи аргініні та амідазольні групи гістидину.
При рН свіжого молока (рН = 6,6) казеїн мас сумарний від'ємний заряд. При підвищенні рівня активної кислотності середовища усклад нюється дисонДащія негативно заряджених груп, в певний час настає момент рівноваги — рівної кількості дисоційованих позитивно та негативно заряджених груп. Рівність позитивних і негативних зарядів для казеїну настає при рН = 4,6.. .4,7. Тобто, у складі казеїну переважають дикарбонові кислоти. Візсюлектричній точці казеїн має найменшу розчинність і коагулює.
Казеїн має здатність приєднувати значну кількість води — більш як 2 г на 1 г білка. Гідрофільні властивості казеїну залежать від структури, заряду молекул, рН середовища, концентрації в них солей таін. Від гідрофільних властивостей казеїну залежить стабільність білка в пастеризованому, стерилізованому та сирому молоці. В процесі високотемпературного оброблення відбувається взаємодія денатурованого р-лактоглобуліну з казеїном, в результаті чого підвищується гідрофільність казеїну, що використовується у технології кисломолочних напоїв. Від інтенсивності цієї взаємодії залежать структурно-механічні властивості (міцність, здатність утримувати сироватку) кислотного та кислотно-сичужного згустків, що утворюються у процесі виробництва сиру кисломолочного та сичужних сирів. Гідрофільні властивості казеїну та продуктів його розпаду також визначають вологозв'язувальну та вологоутримувальну здатність сирної маси у процесі визрівання сирів, тобто консистенцію готового продукту.
За невисокої концентрації електроліту розчинність білків у цілому підвищується за рахунок адсорбування іонів на своїй поверхні. Високі концентрації солей мають протилежний ефект. Іони конкурують з білковими частинками і внаслідок підвищеної густини заряду віднімають у них гідратну воду. Залишені без гідратної оболонки міцели утворюють агломерати і випадають у осад. Цей процес отримав назву висолювання і використовується для виділення окремих фракцій білків. Висолювання не змінює вторинну та третинну структуру білків і є зворотним.
Органічні розчинники також сприяють зменшенню розчинності білка. Додавання цих розчинників знижує діелектричну сталу розчину, внаслідок чого зменшується гідратація. Крім того, сили взаємодії бокових груп у поліпептидних ланцюжках з алкільними групами спричиняє переорієнтування сил і зв'язків, що змінює вторинну та третинну структуру білків, і як наслідок, відбувається незворотний процес осадження. Встановлено, що взаємодія білка зі спиртом буде тим сильніша, чим у більш нестійкому стані перебуває молочний білок. Цю власгивість використовують для визначення стабільності білкової фази за алкогольною пробою.
Казеїн має відносно високу термостійкість і коагулює лише при витримці протягом 2—88 хв при температурі 130 °С. Висока термостабільність казеїну зумовлюється наявністю глутамінової кислоти та проліну.
Розчини казеїну є оптично активними, що використовується для визначення масової частки білка в молоці колориметричним методом.
Однією з важливих властивостей білків і казеїну, зокрема, є їх здатність до денатурації — зміни структури білків шляхом розгортання вторинної та третинної структури білків під впливом дестабілізувальних факторів, таких як висока температура, додавання оргашчних розчинників та електролітів, ферментів. При цьому вивільнюється ряд функціональних груп, які містилися всередині глобули іне брали участі у реакціях. Причому в деяких випадках денатурація має зворотний характер. На відміну від денатурації, гідроліз казеїну призводить до порушення пептидних зв'язків і руйнування первинної структури білка. Гідроліз тісно пов'язаний з денатурацією або проходить паралельно. Ферментативний гідроліз казеїну використовується у виробництві сичужних сирів.
Казеїн, як і більшість білків, має амфотерні властивості, тобто здатний виявляти як кислотні, так і лужні властивості.
У молоці казеїн має яскраво виражені кислотні властивості. Його вільні карбоксильні групи дикарбонових амінокислот та гідроксильні групи фосфорної кислоти легко взаємодіють з іонами солей лужних і лужноземельних металів (натрій, калій, кальцій, магній), утворюючи казеїнати.
Вільні аміногрупи казеїну можуть взаємодіяти з альдегідами, наприклад з формальдегідом, що покладено в основу методу визначення масової частки білка формольним титруванням:
сн2он.
Взаємодією вільних аміногруп казеїну (в першу чергу є-аміногруп лізину) з альдегідними групами лактози та глюкози пояснюється перша стадія меланоїдиноутворення:
2. Характеристика вад сирого молока.
Вади, викликані ліполітичним псуванням. В результаті ліполітичного псування молоко набуває неприємного прогірклого смаку та запаху. Він виникає завдяки низькомолекулярним вільним жирним кислотам – масляна, капронова, каприлова, капринова і лауринова(з обладнання, води і цукру, тари і т д). Заходи попередження виникнення вади – зниження ступеню обсіменіння молока, обладнання та інвентарю психротрофними бактеріями, зниження тривалості зберігання молока при низьких температурах (4-5 ?С) до 36 год. і нижче, контроль молока на наявність спор маслянокислих бактерій і т. д.
Вади, викликані окислювальним псуванням. У процесі зберігання ліпіди молока окислюються киснем повітря. Окислення ліпідів є поширеною причиною виникнення в молоці небажаних присмаків: картонного, металічного, салистого, оліїстого, рибного та інших.
Попередниками окисленого присмаку є ненасичені жирні кислоти фосфоліпідів і тригліцеридів молочного жиру – арахідонова, ліноленова, лінолева, олеїнова та їх ізомери. Різні присмаки викликають вторинні продукти окислення – кислоти, альдегіди, кетони, спирти. Рибний присмак викликають насичені і ненасичені альдегіди. Виникнення салистого присмаку супроводжується збільшенням в жирі концентрації насичених і ненасичених альдегідів і оксикислот.
Вади, викликані дією світла. Під дією світла в результаті фотоокислення ліпідів в молоці з’являються окислювальні присмаки. При цьому знижується біологічна цінність продуктів – руйнуються каротин, аскорбінова кислота, рибофлавін та інші вітаміни. Під дією світла відбувається утворення вільних радикалів. В молоці спочатку змінюються білки, потім – молочний жир і відповідно з’являються сонячний і окислений присмаки. Сонячний присмак характерний для гомогенізованого молока. Розвиток дефекту каталізує аскорбінова кислота. З часом сонячний присмак переходить в окислений, поява якого обумовлена окисленням ліпідів і каталізується міддю.
Вади смаку і запаху
Кормовий, нечистий запах виникає внаслідок зоотехнічних факторів, адсорбції запахів кормів та інших речовин на фермі; порушення умов отримання й зберігання молока на фермі. Для запобігання та усунення вад потрібно дотримуватись правил годівлі корів; контролювати якість кормі; зменшити або виключити з раціону рослини, що містять ефірні масла чи інші речовини, які переходять у молоко (полин, суріпка, цибуля, часник, м’ята тощо). Дотримуватись санітарно-гігієнічних норм і правил отримання молока на фермі та його зберігання.
Гіркий смак виникає внаслідок порушення правил годівлі й утримання корів, умов зберігання молока на фермі. Також причиною є розвиток вторинної мікрофлори, що характеризується високою ліполітичною та протеолітичною активністю при тривалому зберіганні після незадовільного миття й дезінфекції обладнання, наявність залишків мийних та дезінфікуючих засобів, тривале зберігання молока у тарі.
Специфічний смак і запах(ліки, нафтопродукти тощо) виникає внаслідок порушення правил лікування корів і зберігання молока. Для того, щоб його не виникало потрібно дотримуватись правил лікування корів і зберігання молока. Слідкувати за якістю води для випоювання корів та чистотою кормів (наявність мастил та моторного палива в силосі тощо).
Мильний, солоний смак виникає при потраплянні у молоко мийних і дезінфікуючих засобів та при навмисній нейтралізації содою чи мийними засобами для зниження кислотності молока. Для запобігання цієї вади потрібно ретельно споліскувати обладнання (трубопроводи, резервуари тощо), не допускати надходження у продукт залишків мийних і дезінфікуючих засобів. Не допускати нейтралізації молока содою чи мийними засобами.
Вади кольору
Коричневий відтінок виникає при утворенні меланоїдинів внаслідок проходження реакції Майара при тривалому зберіганні пряженого й стерилізованого молока. Для запобігання потрібно дотримуватись температури й тривалості пряження, стерилізації молока, не допускати тривалого зберігання продукту.
Вади консистенції
В’язка, піщаниста консистенція виникає при зоотехнічних факторах, порушенні правил доїння корів та високому бактеріальному обсіменінні молока. Для запобігання потрібно дотримуватись правил годівлі, утримання та доїння корів, здійснювати систематичний контроль за станом здоров’я корів, не приймати на промпереробку молоко
3. Правила підготовки проб молочної сировини до проведення вимірювання
Для оцінки фізико-хімічних показників відбирають об'єднану пробу молочної сировини в об'ємі 250-500 см3.
Для відновлення сухого молока готують наважку: молоко сухе незбиране - 12,5 г, молоко сухе знежирене - 9,0 г. У склянку з наважкою повільно приливають теплу, з температурою (40±2) °С, кип'ячену чи дистильовану воду, ретельно розтирають грудочки. Загальний об'єм рідини доводять до 100 см3 і залишають у спокої на 10-15 хв для набухання білків.
Фі'зиКо-хімічні показники визначають у зразках молочної сировини при температурі (20±2) °С. Перед дослідженням проб, в яких відстоявся шар вершків, а також консервованих проб, для одержання однорідної емульсії пробу нагрівають до 30-40 °С у водяній бані з температурою води 45-50 °С, перемішують, охолоджують до (20±2) °С і аналізують.
Проби молочної сироватки потрібно профільтрувати.
