Тема №. 9. Определение сухих веществ и содержания лактозы в молоке

Для характеристики качества молока важное значение имеет содержание в нем сухого вещества (все вещества, полученные после высушивания молока, независимо от того, в каком состоянии они в нем находятся). В сборном коровьем молоке среднее содержание сухих веществ составляет 12,5%. С изменением содержания составных веществ изменяется и количество сухих. Колебания в содержании их в молоке у различных животных составляют:- у коров – 11,3-14,5%- у овец 14,6-23,3%- у кобыл – 10,23-11,1%- у коз – 10,8-18,2%.Наибольшим изменениям в молоке под влиянием различных факторов подвергается содержание жира. Поэтому качество молока можно объективно характеризовать такими составными веществами, как белок, молочных сахар, минеральные соли, содержание которых относительно устойчиво, а именно: сухим обезжиренным молочным остатком - СОМО. Для сборного коровьего молока в среднем СОМО составляет 8,7 %.В процессе определения массовой доли сухих веществ руководствуются ГОСТ 3626-73 «Молоко и молочные продукты. Методы определения влаги и сухого вещества». Определение содержания сухого вещества в молоке методом высушивания. Для определения содержания сухих веществ в любом продукте, в том числе и молоке, используют, как правило, термогравиметрический метод, который основан на взвешивании продукта до и после высушивания (выпаривания) и вычислении массовой доли влаги. Приборы и реактивы: шкаф сушильный, весы аналитические, эксикатор, бюксы и палочки стеклянные, пипетка 10 см³, песок (просеянный, промытый соляной кислотой и водой, высушенный и прокаленный), вода дистиллированная. Проведение анализа. Стеклянную бюксу с 20-30 г песка и стеклянной палочкой, не выступающей за края бюксы, помещают в сушильный шкаф и выдерживают при температуре 102±2 °С в течение 30-40 мин. После этого ее охлаждают в эксикаторе и взвешивают. В эту же бюксу вносят 10 см³ молока, закрывают крышкой и взвешивают. После этого молоко с песком тщательно перемешивают палочкой и открытую бюксу помещают в сушильный шкаф при температуре 102±2 °С на 2 ч. Затем бюксу закрывают той же крышкой и охлаждают в эксикаторе 40 мин, а затем взвешивают (палочка все время находится в бюксе).Последующие взвешивания выполняют после высушивания в течение 1 ч до тех пор, пока разность между двумя последовательными взвешиваниями будет равна или с разницей менее 0,001 г. Массовую долю сухого вещества вычисляют по формуле                                                                                   С= 100 х (m₁ – m₀)                                              (m – m₀)                где С - содержание сухого вещества (%); m₁ - масса бюксы с песком, стеклянной палочкой и навеской продукта после высушивания (г); m₀ – масса бюксы с песком и стеклянной палочкой (г); m – масса бюксы с песком стеклянной палочкой и навеской продукта до высушивания (г). Рефрактометрический метод определения сухих веществ в молоке Метод основан на измерении показателей преломления света в молоке и дистиллированной воде. Для осуществления метода используют рефрактометры типа ИРФ-464 или АМ-2. Приборы и реактивы. Рефрактометр, дистиллированная вода, молоко кислотностью не выше 28°Т. Проведение анализа. Перед началом работы на рефрактометре проверяют начало отсчета по дистиллированной воде: 1-2 капли воды наносят на чистую поверхность измерительной призмы, опускают измерительную призму. Наблюдая в окуляр, наводят резкость на границу света и тени. Снимают пятикратный отчет по шкале показателя преломления и подсчитывают среднеарифметическое значение (Х₁).Помещают на измерительную призму 2 капли исследуемого молока и проводят по шкале «Белок» не менее 5 наблюдений и вычисляют их среднеарифметическое значение (Х₂).Массовая доля СОМО (%) равнаСОМО= Х₂ - Х₁ Расчетный метод определения сухих веществ в молоке. В производственных условиях содержание сухого вещества (СМО) и сухого обезжиренного молочного остатка (СОМО) с достаточной точностью определяют расчетом по формулам. Для этого необходимо знать плотность молока и содержание в нем жира. Формула для определения сухого вещества в молоке:                                       СМО = 4,9 • Ж + А   + 0,5                                                           4                               где Ж – содержание жира (%);  А – плотность (в градусах ареометра).Формула для определения сухого обезжиренного остатка в молоке: СОМО = Ж  +  А   + 0,76                      5 4 Определение содержания лактозы (молочного сахара). Лактоза имеет важное физиологическое значение; она входит в состав ферментов – коэнзимов, участвует в синтезе белков, жиров, ферментов, витаминов, необходим для нормального внутриклеточного обмена, нормальной работы сердца. Высокое содержание лактозы в пище действует послабляюще и повышает содержание в печени холестерина. Лактоза играет существенную роль в технологии молочных продуктов. Он служит прекрасной питательной средой для развития микроорганизмов, вызывающих брожения (молочнокислое, спиртовое, пропионовокислое, маслянокислое). Лактоза в 5-6 раз менее сладка, чем сахароза.Содержание лактозы в молоке находится в пределах 4,5-4,8%. Различают α и β-формы лактозы как циклические изомеры.

Для определения массовой доли лактозы используют йодометрический (арбитражный) и физические (рефрактометрический, поляриметрический) методы.

Йодометрический метод определения лактозы в молоке

Метод основан на окислении редуцирующих сахаров (лактоза, глюкоза), содержащих альдегидную группу, йодом в щелочной среде. Массовую долю сахаров определяют по разности между количеством взятого и неизрасходованного йода, определяемого титрованием тиосульфатом натрия.

Приборы и реактивы: весы лабораторные технические, колбы мерные на 250 и 1000 см³, химические стаканчики, пипетки градуированные, колбы конические на 250-300 см³, бюретка на 50 см³, фильтры, 0,1 н. раствор тиосульфата натрия, 0,1N раствор гидроксида натрия, 0,5N раствор соляной кислоты, растворы сульфата меди, йода, 1%-ный раствор крахмала.

Приготовление растворов. Раствор сульфата меди: 69,25 г перекристаллизованной соли CuSO₄ 5 H₂ O растворяют дистиллированной водой в мерной колбе на 1 л.

Раствор йода: в химическом стакане растворяют 20-25 г химически чистого йодида калия в 50 см³ дистиллированной воды, прибавляют 12,69 г йода, после растворения которого смесь переносят в мерную колбу на 1 л и доливают воду.

Установление титра раствора йода: 25 см³ раствора йода помещают в коническую колбу и титруют тиосульфатом натрия до слабо-желтого окрашивания, приливают 2 см³ раствора крахмала, раствор должен обесцветиться. Отношение 0,1 N. раствора тиосульфата натрия к количеству раствора йода, взятого для титрования, является поправкой к титру раствора йода.

Проведение анализа. В химический стаканчик отвешивают 10 г молока и количественно переносят в мерную колбу вместимостью 250 см³. Добавляют воду до половины колбы и перемешивают. Для осаждения белков и жира в колбу приливают 5 см³ сульфата меди и 2 см³ 0,1N гидроксида натрия, перемешивая после добавления каждого раствора. Колбу доливают водой до метки и тщательно перемешивают.

Содержимое колбы оставляют в покое на 20-30 мин, затем фильтруют через сухой фильтр в сухую колбу. Первые 25 мл фильтрата сливают.

К 25 см³ фильтрата (что соответствует 1 г молока), отмеренного пипеткой в коническую колбу с притертой или резиновой пробкой, добавляют 25 см³ раствора йода и постепенно при непрерывном помешивании приливают 37,5 см³ 0,1N раствора гидроксида натрия. Закрыв колбу пробкой, оставляют на 20 мин в темноте. Затем в колбу добавляют 8 см³ соляной кислоты и выделившийся йод оттитровывают 0,1N раствором тиосульфата натрия в присутствии 1%-ного раствора крахмала. Титрование ведут сначала без индикатора до получения светло-желтой окраски, после чего добавляют 1 см³ 1%-ного раствора крахмала и титруют до исчезновения окраски. Параллельно ставят контрольную пробу (без фильтра). Содержание лактозы Л (%) определяют по формуле

 

Л= 1,75 х (а – в)

где а – количество 0,1N раствора тиосульфата натрия, пошедшего на титрование выделившегося йода при определении в фильтрате молока, см³;

в - количество,1N раствора тиосульфата натрия, пошедшего на титрование выделившегося йода в контрольной пробе, см³.

 

Рефрактометрический метод определения лактозы. Для осуществления данного метода используют рефрактометры типа АМ-2, ИРФ, РЛП. Метод основан на способности белковой сыворотки преломлять проходящий через нее свет в зависимости от концентрации лактозы.

Приборы и реактивы: рефрактометр, дистиллированная вода, молоко кислотностью не выше 28°Т.

Проведение анализа. Получение белковой сыворотки проводится тем же способом, как и при рефрактометрическом методе определения белка (стр.), а далее – в зависимости от типа рефрактометра.

У рефрактометра РЛ-2 имеется 2 шкалы: «показатель преломления» в пределах 1,33-1,54 и «содержание сухих веществ по сахарозе» до 95%. Рефрактометр устанавливают на «0» при 20°С.

Перед работой камеры призм рефрактометра присоединяют штуцерами к ультратермостату и пропускают воду с температурой 20°С в течение 10-15 мин. Затем проверяют установку нуля. Для этого на нижнюю призму наносят 2 капли дистиллированной воды, закрывают верхней и устанавливают окуляр на резкость видимости по визирной линии (состоящей из трех штрихов). Окуляр перемещают до совмещения визирной линии с границей светотени. Она должна совпадать с нулевым делением шкалы сухих веществ и с делением n_D=1,333.

Призмы насухо вытирают и на поверхность нижней призмы наносят 2 капли прозрачной сыворотки. Наблюдая в окуляр, вращением рукоятки  устанавливают ясную видимость фокуса, устраняют расплывчатость и радужность окраски границы светотени. Передвижением окуляра добиваются полного совпадения граничной линии с визирным указателем и отсчитывают показатель преломления сыворотки по левой шкале рефрактометра. Затем по таблице 13 устанавливают массовую долю молочного сахара.

 

Таблица 13

Содержание лактозы (%) в зависимости от показателя преломления сыворотки

Показатель преломления	Массовая доля лактозы, %	Показатель преломления	Массовая доля лактозы, %
1,3400	3,52	1,3416	4,28
1,3401	3,57	1,3417	4,33
1,3402	3,62	1,3418	4,38
1,3403	3,67	1,3419	4,44
1,3404	3,70	1,3420	4,49
1,3405	3,72	1,3421	4,54
1,3406	3,77	1,3422	4,59
1,3407	3,82	1,3423	4,64
1,3408	3,87	1,3424	4,69
1,3409	3,93	1,3425	4,74
1,3410	3,98	1,3426	4,79
1,3411	4,03	1,3427	4,84
1,3412	4,08	1,3428	4,89
1,3413	4,13	1,3429	4,96
1,3414	4,18	1,3430	5,00
1,3415	4,23	1,3431	5,05