XII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Исследование качества молока

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Елисеева С.А. 1

---

1ЛГ МАОУ "СОШ №4"

Шайдорова Н.А. 1

---

1ЛГ МАОУ "СОШ №4"

Работа в формате PDF

13.7 MB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

Жизнь любого человека немыслима без молока. Проведенный нами опрос (150 человек, анкета приложение 1) показал, что покупают его часто как компонент здорового питания, но большинство людей не знают, чем молоко действительно полезно.

Молоко по праву считается универсальным пищевым продуктом. Сложно перечислить количество и категории продуктов питания, при приготовлении которых используется этот ценный и замечательный продукт. Важность молока в детском и диетическом питании неоспорима. Кроме основных компонентов - белков, углеводов и жиров в состав молока входит около 200 полезных веществ. Белки содержат все необходимые аминокислоты, в том числе и те, что не синтезируются организмом человека. Минеральные вещества, содержащиеся в молоке, способствуют образованию и усвоению витаминов, входят в состав тканей человека. В молоке содержатся все известные витамины.

По пищевой ценности, то есть удовлетворению физиологических потребностей организма в основных микроэлементах молоко является уникальным продуктом и может заменить любой продукт, но ни один продукт не заменит молоко.

Конечно же, для того чтобы молоко стало помощником в сохранении здоровья необходима своевременность и регулярность приема, впрочем, так же, как и качество потребляемого продукта. Очень важно употреблять в пищу качественное молоко, в котором химический состав и пищевая ценность являются максимально сбалансированными.

В настоящее время на прилавках торговых сетей имеется большой выбор молока от различных производителей нашей области и других регионов нашей страны. Интерес к качеству молока и молочных продуктов у населения всегда является постоянным.

Возникает проблема: как определить качество молока, какие методы использовать?

Это меня заинтересовало. Для того чтобы решить проблему, необходимо изучить молока различных торговых марок используя различные физико-химические методы анализа.

Тема: «Изучение качества молока»

Цель: исследование качества молока различных торговых марок, реализуемых в торговых сетях розничной торговли г. Лангепаса.

Задачи:

изучить литературу с целью установления факторов, определяющих качество и ценность данного продукта;

освоить методы определения органолептических и физико-химических показателей молока

Предмет исследования: органолептические и физико-химические показатели молока.

Объект исследования: молоко различных торговых марок, реализуемых в торговых сетях розничной торговли г. Лангепаса.

Методы исследования:

Теоретические методы;

Экспериментальные:

метод органолептической оценки запаха и вкуса,

Титрование,

Наблюдение,

Сравнение,

Расчётные

Гипотеза: если провести анализ молока и выяснить, какой производитель выпускает самый качественный и полезный продукт, то можно рекомендовать эту марку для регулярного потребления.

Глава I: Теоретическая часть

«Молоко — это изумительная пища,

приготовленная самой природой»

(И. П. Павлов)

Молоко — полноценный и полезный продукт питания. Оно содержит все необходимые для жизни питательные вещества, нужные для построения организма. Естественное назначение молока в природе заключается в обеспечении питанием молодого организма после рождения. Состав молока различных млекопитающих в целом определяется теми условиями окружающей среды, в которых происходит рост молодого организма. Это особенно четко проявляется в содержании белка и жира, чем больше их в молоке матери, тем быстрее растет ее дитя.[1]

Так, грудной ребенок усваивает массу примерно за 180 дней, теленок — за 50 дней, а щенок — уже за 9 дней. Содержание белка в женском молоке, по сравнению с молоком различных животных, самое низкое — 1,6%, в коровьем — 3,4%, а в молоке собаки — 7,3% белка. Молочный жир служит, прежде всего, для удовлетворения потребности организма в энергии. В районах с холодным климатом потребность организма в энергии выше, чем в зонах с умеренным климатом. Вот почему молоко самки северного оленя отличается более высоким содержанием жира — 19,7%. Молоко пережило многие цивилизации, прежде чем стало продуктом питания и имеет свое назначение:

— в качестве продукта питания для населения,

— средство для вскармливания молодняка и корма в животноводстве,

— сырье для производства пищевых продуктов,

— источник получения отдельных компонентов молока, которые, в свою очередь, служат сырьем для фармакологии и других отраслей промышленности.

Возрастающее значение молока как полноценного продукта питания и как сырьевого материала привело к увеличению спроса на него. В результате этого производство молока стало одной из важнейших отраслей сельхозпроизводства. В настоящее время молоко составляет значительную долю в сельскохозяйственном валовом продукте нашей страны.[4]

Питательность 1 л молока составляет 685 ккал. Калорийность зависит, главным образом, от содержания жира, белка. Благодаря содержанию в молоке важнейших питательных веществ, главным образом белка, углеводов, витаминов, минеральных веществ, оно является и защитным фактором. В целях охраны здоровья на предприятиях, где существуют вредные условия труда, работники получают молоко.

Молочный белок является важным защитным фактором, т. к. он в силу своей амфорной природы связывает пары кислот и щелочей, а также нейтрализует ядовитые тяжелые металлы (следы) и др. вредные для здоровья вещества. Благодаря содержанию в молоке кальция, фосфора, витаминов предотвращается развитие авитаминозов. Кроме питания человека, молоко идет на кормление сельскохозяйственных животных: телят, свиней, птиц.

С помощью физических и биохимических методов из сырого молока получают молочные продукты, которые представляют собой частично обогащенные продукты питания, благодаря чему эти продукты характеризуются повышенной калорийность на каждые 100 г. Переработка молока ведет к изменению его пищевой ценности и вкусовых качеств, поэтому необходимо учитывать свойства каждого отдельного компонента молока. Сырьем для промышленности служат такие составные части молока как казеин и лактоза. Определение веществу молока можно дать с различных точек зрения, учитывая, прежде всего цель применения. Если считать молоко продуктом питания, то на первый план выдвигаются законодательные, гигиенические и экономические требования, так что можно дать определение сырому молоку.

«Сырое молоко — это полученный в результате регулярного, полного выдаивания вымени у одной или более коров от одного или нескольких доений чистый и затем охлажденный продукт, из которого ничто не удалено и к которому ничего не добавлено».[2]

Знания о количестве составных частей молока с течением времени постоянно расширялись. Это можно объяснить целенаправленностью научных исследований и применением современных методов анализа, которые позволяют, не применяя способа обогащения, обнаружить и количественно определить даже те составные части молока, которые присутствуют в нем в виде следов. В настоящее время известно свыше 200 различных компонентов молока.

Для исследования молока применяют органолептические и физико-химические методы.

Органолептическое исследование определяет цвет, запах, консистенцию, вкус молока и наличие в нём пороков. [2]

Определение степени чистоты молока. Устанавливают количество механических примесей фильтрованием 250 мл молока через ватные или фланелевые фильтры диаметром 27–30 мм. Молоко первой группы не имеет механических примесей, второй - имеет отдельные частицы, третьей - заметный осадок мелких и крупных частиц.

Определение кислотности. Осуществляют по ГОСТ 3624–67 титр омическим методом. В коническую колбу емкостью 150–200 мл отмеривают с помощью пипетки 10 мл молока, прибавляют 20 мл дистиллированной воды и 3 капли 1%-ного спиртового раствора фенолфталеина. Смесь тщательно перемешивают и титруют 0,1 н. раствором гидроксида натрия до появления слабо-розового цвета, соответствующего контрольному эталону окраски, не исчезающего в течение 1 мин. Кислотность молока равна количеству миллилитров 0,1 н. раствора гидроксида натрия, затраченного на нейтрализацию 10 мл молока, умноженному на 10.

Определение содержания белка. Содержание белка в молоке необходимо знать для ведения племенной работы с животными, установления качества и питательной ценности молока, определения расхода его на единицу таких молочных продуктов, как сыр, творог. Используют три метода: формольное титрование, рефрактометрический и колориметрический.

Метод формольного титрования основан на том, что при взаимодействии аминокислот с формалином происходит нейтрализация аминных групп в результате метилирования. При этом аминокислоты белков приобретают, кислую реакцию. Свободные карбоксильные группы аминокислот оттитровывают 0,1 н. раствором щёлочи.

Анализ-совокупность методов, позволяющих установить, какие химические элементы, ионы, функциональные группы или молекулы входят в состав вещества или смеси, а также определить, в каких количественных отношениях они содержатся в веществе или смеси.

Качественный анализ-раздел аналитической химии, в задачу которого входит определение качественного состава исследуемых веществ или смесей.

Титрование—основной прием титриметрии, заключающийся в медленном постепенном прибавлении с помощью бюретки раствора вещества известной концентрации к данному объёму исследуемого раствора до точки окончания реакции или конечной точки титрования.[3]

Глава II: Исследовательская часть

Мною было проведено исследование по определению органолептических показателей качеств молока и по определению физико-химических показателей молока. Исследование проводилось в школьной химической лаборатории. В качестве образов были взяты следующие5 марки молока:

Пробирка № 1 – Образец №1

Пробирка № 2 – Образец №2

Пробирка № 3 – Образец №3

Пробирка № 4 – Образец №4

Пробирка № 5 – Образец №5

Изучая органолептические показатели, я рассматривала:

Внешний вид молока

Цвет молока

Консистенцию молока

Запах молока

Вкус молока

Опыт №1: Определение внешнего вида молока.

Внешний вид молока оценивается при его осмотре в прозрачном сосуде. Отмечается:

Однородность;

Осадок;

Загрязнения;

Примеси.

Оборудование: химический стакан 250 мл.

Ход работы:

Наливаем в химический стакан 125 мл молока.

Внимательно рассматриваем молоко на наличие загрязнений, примесей и отмечаем однородность.

Даём отстояться молоку в течение 5 минут, и отмечаем наличие осадка.

Полученные данные заносим в таблицу (Приложения №1,2)

Вывод: при осмотре не обнаружено механических частиц, в пробирках №1, №2, №3 и №4. Исходя из этого их можно отнести к первой группе по степени чистоты, а пробирку №5 ко второй степени чистоты. Консистенция молока однородна, что говорит об отсутствии пороков консистенции, молоко не разбавлено, отсутствуют бродильные процессы.

Опыт №2: Определение цвета молока

Цвет молока бывает:

Белый

Желтый

Слегка желтоватый

Кремовый

Серый

Голубой

Слегка синеватый оттенок

Оборудование: мерный цилиндр на 250 мл, белый лист бумаги

Ход работы:

Наливаем в цилиндр 50 мл молока

Подносим к цилиндру белый лист бумаги и сравниваем цвет.

Полученные данные заносим в таблицу (Приложения №1,3)

Вывод: в пробирках №1, №2 и №3 молоко имеет желтоватый оттенок, в пробирке №4 кремовый цвет, а в пробирке №5 слегка синеватый оттенок

Опыт №3: Определение консистенции молока

Оборудование: большая пробирка с пробкой.

Ход работы:

Наливаем в пробирку молока до середины объёма

Закрываем пробирку и слегка встряхиваем её, чтобы намокли стенки.

Даём молоку стечь в течение 1–2 минут, и оцениваем результат

Полученные данные заносим в таблицу (Приложения №1,4)

Вывод: консистенция определяется по следу молока, остающимся на стенках сосуда после его взбалтывания. При нормальной консистенции после стекания молока на стенках сосуда остается равномерный белый след, что соответствует действительности. Во всех образцах молоко стекало равномерно, кроме пробирки № 3.

Опыт №4: Определение запаха молока

Оборудование: пробирка с пробкой

Ход работы:

Налить в пробирку молока чуть больше половины её объёма, закрываем пробкой.

Энергично взбалтываем.

Открываем пробирку. Запах определяем многократными короткими вдыханиями.

Полученные данные заносим в таблицу (Приложения №1,5)

Вывод: запах молока в пробирках №1 и №2 зависит от способа пастеризации.

Опыт №5: Определение вкуса молока

Молоко должно быть комнатной температуры. Полость рта ополаскивается небольшим количеством молока (5–10 мл). Вкус доброкачественного молока слегка сладковатый. Молоко может иметь:

Недостаточно выраженный, пустой вкус

Кормовой, хлебный, кислый, прогорклый, горький

Вкус нефтепродуктов, лекарственный, моющих средств и других химикатов

Вкус лука, чеснока, полыни

Оборудование: стеклянный стакан

Реактивы: вода питьевая

Ход работы:

Наливаем в стакан 20 мл молока.

Берём глоток молока в рот, распределяем его по всей поверхности ротовой полости и держим некоторое время. Определяем вкус.

После каждой пробы молока прополаскиваем рот водой.

Полученные данные заносим в таблицу (Приложения №1,6)

Вывод: в пробирках №1, №2, №3 и №5 вкус сладковатый, а в пробирке №4 кислый

Физико-химические показатели молока

Исследуя физико-химические показатели молока, я рассматривала:

Степень чистоты молока

Кислотность молока

Определение белка в молоке формальным титрованием

Наличие крахмала

Опыт №1: Определение степени чистоты молока

В молоко при его получении, транспортировке, хранении могут попасть покровной волос животного, частицы корма, подстилки, пыли, а с ними и микроорганизмы. Загрязненное молоко быстро портится. Для определения в молоке механических примесей нужно пропустить через фильтр 50–100 мл молока, затем сравнить загрязненность ватного кружка (фильтра) со стандартным эталоном. По степени загрязнённости молоко делится на три группы:

I группа-молоко не оставляет на фильтре даже следов грязи (механических примесей меньше 3 мг на 1 л)

II группа - на фильтре заметен сероватый осадок (примесей от 4 до 6 мг на 1л)

III группа-на фильтре имеются механические примеси, цвет фильтра грязно-серый (7 и более мг примесей на 1л)

Материалы и оборудование: мерные цилиндры на 250 мл, ватные и бумажные фильтры, воронка, химический стакан.

Ход работы:

Помещаем в воронку фильтр

Опускаем воронку в стакан для сбора, профильтрованного молока.

Наливаем в цилиндр 50 мл молока.

После того, как все молоко профильтруется, осторожно снимаем фильтр и ложем его на лист бумаги для просушки.

Сравниваем загрязненность ватного кружка (фильтра) со стандартным эталоном.

Полученные данные заносим в сводную таблицу (Приложения №7,8)

Вывод: молоко во всех пробирках относится к I- степени чистоты

Опыт №2: Определение скисание молока

Материалы и оборудование: химический стакан

Ход работы:

Вывод: как правило, качественное молоко скисает при комнатной температуре через несколько дней. Так произошло с образцами №4, №5. Получается, что оно скисло под воздействием молочнокислых бактерий. А вот образцы №1, №2 и №3 простояли очень долго, но так и не скисли. Что говорит о том, что в них нет живых молочнокислых бактерий. Это не несет организму вред, но и пользы тоже не приносит (Приложение №9).

Опыт №2: Определение кислотности молока

О свежести и натуральности молока можно судить по кислотности. Свежевыдоенное молоко обладает бактерицидными свойствами, имеет амфотерную реакцию на лакмус (красная лакмусовая бумажка синеет, а синяя краснеет)

Через некоторое время в молоке начинают развиваться микроорганизмы, прежде всего молочнокислые бактерии, которые сбраживают молочный сахар и образуют молочную кислоту, что повышает кислотность молока.

Кислотность молока тем выше, чем дольше оно хранится неохлажденным. Титруемую кислотность молока определяют в условных градусах ⁰ Т (Тернера). Под условным градусом ⁰ Т понимают количество миллилитров децинормального раствора (0,1 Н) щелочи (NaOH или KOH), необходимое для нейтрализации 100 мл молока. Индикатором служит 1% раствор фенолфталеина. При повторном или параллельном определении кислотности одного и того же молока расхождение не должно превышать 1⁰ Т.

Для приготовления децинормального (0,1 Н) раствора щелочи берут 4 г NaOH и растворяют в 1000 мл дистиллированной воды или 5,6г KOH и также растворяют в 1000мл дистиллированной воды.

Материалы и оборудование: бюретка, пипетки на 10 и 20 мл, колба коническая на 100 мл.

Реактивы:

Децинормальный раствор щелочи KOH;

1% спиртовой раствор фенолфталеина.

Ход работы:

Наливаем в бюретку децинормальный раствор KOH

В колбу вместимостью 100 мл отмеряем пипеткой 10 мл исследуемого молока 20 мл дистиллированной воды

Добавляем в смесь 2 капли 1% раствора фенолфталеина и тщательно взбалтываем.

Из бюретки по каплям прибавляем в колбу при постоянном помешивании 0,1 Н раствор KOH до появления слабо-розового окрашивания, не исчезающего в течение одной минуты.

Отсчитываем количество миллилитров щелочи, пошедшей на титрование 10 мл молока.

Производим расчет кислотности молока. (количество миллилитров щелочи, израсходованной на титрование 10 мл молока, умножаем на 5, то есть делаем перерасчет на 100 мл молока.

Пробирка №1 V(KOH) = 18*0,01*100=18⁰Т

Пробирка №2 V(KOH) = 19*0,01*100=19⁰Т

Пробирка №3 V(KOH) = 17*0,01*100=17⁰Т

Пробирка №4 V(KOH) = 16*0,01*100=16⁰Т

Пробирка №5 V(KOH) = 21*0,01*100=21⁰Т

Полученные данные записываем в сводную таблицу (Приложения №7,10)

Вывод: В соответствии с ГОСТ 3624–67[1] молоко для детских учреждений должно иметь кислотность не более 19⁰ Т. В пастеризованном молоке 2,5% жирности допускается не более 21⁰ Т. Следовательно при хранении молока не выдерживалась определенная температура.

Опыт №3: Определение белка в молоке формольным титрованием

Материалы и оборудование: колба на 200 мл, химический стакан на 100 мл, бюретка, стеклянная палочка.

Реактивы:

Децинормальный раствор щелочи (NaOH)

1%спиртовой раствор фенолфталеина

Нейтральный 37–40% раствор формалина. К 37–40% раствору формалина (100 мл) добавляем 3 капли 1% спиртового раствора фенолфталеина и при постоянном взбалтывании приливаем из бюретки 0,1 Н раствор щелочи до появления слабо-розового окрашивания.

Ход работы:

В стакан с 10 мл коровьего молока добавляем 10 капель 1% спиртового раствора фенолфталеина.

Наливаем в бюретку 0,1 Н раствор NaOH и титруем молоко до появления, не исчезающего при взбалтывании слабо-розового окрашивания.

После этого, в тот же стакан приливаем с помощью бюретки 2 мл нейтрального формалина.

Содержимое размешиваем стеклянной палочкой. Появившееся при начальном титровании розовое окрашивание исчезает.

Продолжаем титрование пробы щёлочью до появления такого же слабо-розового окрашивания.

Подсчитываем содержание белка в молоке в процентах. Для этого количество миллилитров 0, 1Н щелочи пошедшие на титрование 10 мл молока после добавления нейтрального формалина, умножаем на коэффициент 1,94.

Пробирка№1 16,2*1,94=31,43%

Пробирка№2 12,8*1,94=24,832%

Пробирка№3 9,4*1,94=18,236%

Пробирка№4 6,3*1,94=12,222%

Пробирка№5 14*1,94=27,16%

Полученные данные заносим в сводную таблицу (Приложения №7,11)

Вывод: базовая массовая доля белка должна составлять не менее 3%. Следовательно, количество белка в молоке соответствует норме.[4]

Опыт №4: Определение наличия крахмала в молоке

Крахмал или муку добавляют в молоко, чтобы придать ему более густую консистенцию после разбавления водой.

Материалы и оборудование: пробирка, спиртовка, держатель пробирки.

Ход работы:

В пробирку наливаем 5 мл молока и доводим до кипения.

Охлаждаем молоко и наливаем 1 мл раствора Люголя. Появление синей окраски указывает на присутствие крахмала.

Полученные данные заносим в сводную таблицу (Приложения №7,12)

Вывод: присутствие крахмала не обнаружено, что свидетельствует о том, что молоко не фальсифицировано.

Заключение

В результате нашего исследования мы убедились, что все виды молока, с которыми мы работали, оказались качественными, без значительного содержания примесей. Определив скисание молока, мы пришли к таким выводам. Качественное молоко должно скисать при комнатной температуре через несколько дней. Так произошло с образцами №4, №5. Получается, что оно скисло под воздействием молочнокислых бактерий. А вот образцы №1, №2 и №3 простояли очень долго, но так и не скисли. Что говорит о том, что в них нет живых молочнокислых бактерий. Это не несет организму вред, но и пользы тоже не приносит. Но все, же применять их в пищу можно без опасения. Следовательно, гипотеза наша не подтвердилась! Молоко, доставляемое в магазины города Лангепас, соответствует ГОСТу.

Теперь мы точно знаем, молоко каких марок будем пить мы, и сможем порекомендовать его нашим друзьям и близким.

Рекомендации

перед употреблением молоко рекомендуется кипятить, т. к. ему угрожает инфицирование во время удоя и при перевозке, а также вследствие болезни животного;

молоко следует предохранять от действия света и острых запахов. На свету оно теряет значительную часть витаминов А и С и быстро прокисает;

людям, ведущим малоподвижный образ жизни, имеющим избыточный вес, страдающим ожирением, сердечно-сосудистыми и желудочно-кишечными заболеваниями, пожилым людям рекомендуется молоко и молочные продукты с пониженным содержанием жира и нежирные;

если прокипятить молоко с добавлением сахара (1 ч. ложка на 1 л молока) или соды (щепотка на 1 л молока), то витамины в нем сохранятся лучше;

молоко при кипячении не пригорит, если в него положить кусочек сахара, а посуду предварительно сполоснуть холодной водой;

пригоревшее молоко потеряет неприятный привкус, если кастрюлю с молоком поставить в большую кастрюлю с холодной водой, а в молоко всыпать немного соли и разболтать;

чтобы молоко не прокисло, поместить в стеклянный кувшин с молоком широкую посуду с водой, накрыть кувшин чистой салфеткой так, чтобы края ее погружались в воду;

молоко лучше пить маленькими глотками и теплым, а при отравлении – залпом. [7, c.4-6].

Список литературы

Детская энциклопедия: «Аргументы и факты – детям». Молоко и… - ЗАО «Аргументы и факты». № 8, 2001г.

Волков В. Н., Солодова Р.И., Волкова Л. А., Определение качества молока и молочных продуктов, Химия в школе, 2002, №1.

Макаров В. А Ветеринарно-санитарная экспертиза пищевых продуктов на рынках и в хозяйствах: Справочник. - М.: Колос 1992 год

Макаров В. А. Ветеринарно-санитарная экспертиза с основами технологии и стандартизации продуктов животноводства: учебники и учебные пособия для студентов высших учебных заведений 1991 год

Министерство сельского хозяйства СССР омский государственный ветеринарный институт, Показатели качества заготовляемого молока и методы их определения Омск-1 .

Муравьева А. Г.. Руководство по санитарно-пищевому анализу с применением тестовых средств/Под ред. к.х.н.– СПб.: «Крисмас», 2014. – 112 с.

Шепелев А. Ф., Кожухова О. И. Товароведение и экспертиза молока и молочных продуктов: учебное пособие. – Ростов н/д: издательский центр «Март», 2001 – 128с.

Штремплер, Г.И. Школьный словарь химических понятий и терминов: Дрофа, 2008 год

Я познаю мир: Химия, М.: Астрель,2003.

Приложения

Приложение №1: Результаты органолептического исследования

Приложение №2: Определение внешнего вида молока

Приложение №3: Определение цвета молока

Приложение №4: Определение консистенции молока

Приложение №5: Определение запаха молока

Приложение №6: Определение вкуса молока

Приложение №7: Результаты физико-химического исследования

Приложение №8: Определение степени чистоты молока

Приложение №9: Определение скисания молока

Приложение №10: Определение кислотности молока

Приложение №11: Определение белка в молоке

Приложение №12: Определение крахмала в молоке