Исследование молока и молочных продуктов для установления методов выявления фальсификаций

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Кудрявцев О.А. 1

---

1МОУ Быковская СОШ №14

Макаренкова Г.Ю. 1

---

1МОУ Быковская СОШ №14

Работа в формате PDF

1.5 MB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

1. Введение

Молоко – особенный продукт питания. Оно может употребляться как самостоятельный пищевой продукт, а также из него получают ценные и разнообразные молочные продукты. С момента одомашнивания коз и коров человек научился получать молоко от этих животных, впоследствии делать сыр, творог, сметану и масло.

Молоко является ценным пищевым продуктом, так как содержит много ценного по составу и легкоусвояемого белка и молочного жира, который также легко усваивается и является ценным источником энергии.

Качественное натуральное молоко всегда пользовалось хорошим спросом. Но его можно получить только от здоровых, упитанных животных. Вырастить их, обеспечить им надлежащее питание и уход – это достаточно хлопотное дело, особенно в условиях малого фермерского хозяйства и некоторые недобросовестные производители стремятся получить дополнительную прибыль за счет фальсификации молока и молочных продуктов. Если производитель крупный, то существует система производственного контроля, которая жестко препятствует фальсификации и защищает потребителя. Если же речь идет о частном предпринимательстве или малом и сверхмалом бизнесе, то там контроль минимален, а риск покупки некачественного (фальсифицированного продукта) возрастает. И в том случае, если фальсифицированный продукт приобретен, доказать, где именно произведен этот некачественный продукт очень, сложно. Поэтому возникла идея изучить наиболее распространенные способы фальсификации молока и молочных продуктов и простейшие методы выявления этих фальсификаций. В качестве молочных продуктов я выбрал творог и сметану.

Цели:

изучить различные способы фальсификаций молока и молочных продуктов (творога и сметаны);

изучить методы выявления этих фальсификаций в условиях школьной лаборатории;

разработать памятку для потребителей по определению качества молока и молочных продуктов.

Задачи:

изучить особенности молока и молочных продуктов (сметаны и творога) как ценного пищевого продукта;

изучить возможные способы фальсификации молока и молочных продуктов (сметаны и творога);

изучить возможные методы выявления фальсификаций для молока и молочных продуктов (сметаны и творога);

обобщить полученные данные и сделать выводы о том, какие простейшие исследования возможно провести, чтобы убедится в качестве молока и молочных продуктов (творога и сметаны);

подготовить памятку «На что нужно обращать внимание при покупке молока у фермеров»

Объекты исследования – пищевое молоко и молочные продукты (творог и сметана).

Предмет исследований – методы выявления фальсификаций молока и молочных продуктов.

2. Краткий обзор теоретических сведений о составе и свойствах молока и молочных продуктов.

"Молоко – это изумительная пища, приготовленная самой природой" академик И. П. Павлов.

Молоко – представляет собой слегка вязкую жидкость, матово–белого цвета или с желтоватым оттенком и со специфическим запахом, образующуюся в процессе лактации теплокровных млекопитающих животных. Для образования 1 л молока через вымя коровы должно пройти 540 л крови.

Это натуральный, высокопитательный продукт, включающий все вещества, необходимые для поддержания жизни и развития организма в течение длительного времени. Оно содержит все необходимые для человеческого организма питательные вещества (белки, жиры, углеводы, минеральные вещества, витамины) в легкоперевариваемой форме, соотношение питательных веществ в молоке является оптимальным для удовлетворения потребности организма в них. Тем самым молоко улучшает соотношение составных частей пищевого рациона человека.

Химический состав молока зависит от многих факторов: качества кормов, времени года, возраста животного, его породы и др. Содержание белков в коровьем молоке колеблется от 2,7 до 3,8%. Основные белки молока (казеин, альбумин, глобулин) являются полноценными по аминокислотному составу. Они обладают высокой питательной ценностью и хорошей усвояемостью (до 96%).

Среднее содержание молочного жира в молоке составляет 3,9%. Молочный жир хорошо усваивается в организме, так как имеет низкую температуру плавления (27–34°С) и находится в высокодисперсном состоянии – в виде мельчайших шариков (в 1 мл молока их до 4 млрд.).

Молочный сахар (лактоза) встречается лишь в молоке животных. В коровьем молоке лактозы в среднем содержится 4,7%. Самое сладкое молоко – кобылье (до 7% лактозы). Важным свойством лактозы, используемым при изготовлении кисломолочных продуктов, является способность сбраживаться под воздействием молочно-кислых и пропионово-кислых бактерий, а также дрожжей с образованием молочной кислоты, спирта, углекислоты, масляной и лимонной кислот. Молоко является хорошим источником минеральных веществ, особенно кальция и фосфора, и витаминов. В молоке содержатся в малых количествах почти все витамины: жирорастворимые – А, D, E; водорастворимые – В₁, В₂, В₆ , В₁₂ , РР и др.

Иммунные тела молока препятствуют развитию патогенных (болезнетворных) бактерий, нейтрализуют ядовитые продукты их жизнедеятельности. При термической обработке молока (пастеризации, стерилизации), а также при хранении иммунные тела разрушаются.

В молоке присутствуют различные ферменты, по активности некоторых из них судят о качестве и сохраняемости молока. Так, например, фермент фосфатаза разрушается при длительной пастеризации, поэтому активность фосфатазы служит критерием наличия примесей сырого молока в пастеризованном или качества проведения термической обработки (пастеризации) молока. По активности фермента редуктаза судят о бактериальной загрязненности молока (редуктазная проба).

Молоко коровье пастеризованное, предназначенное для употребления в пищу, подразделяется на натуральное, цельное (нормализованное или восстановленное), повышенной жирности, топленое, белковое, витаминизированное, нежирное и др. Фермерское молоко обычно продается в виде натурального (цельного) молока. Это обычно сырое или пастеризованное молоко, в котором количество и соотношение основных компонентов искусственно не изменялись.В таком молоке может быть различное содержание жира, белка и других составных частей.

Молоко является сырьем для производства молочных продуктов. Для реализации моего проекта из всего многообразия молочных продуктов я рассматривал сметану и творог. Сметана широко используется в кулинарии в качестве заправки супов, вторых блюд, салатов и др., применяется как полноценное сырье в кондитерском производстве. Как высокопитательный продукт, подается как самостоятельное блюдо к завтраку. Сметана выпускается различной жирности: сметана высшего сорта содержит не менее 36% жира, 1-го – 30% и 2-го сорта – 25%. Натуральная сметана приготовляется сквашиванием пастеризованных сливок чистыми культурами некоторых разновидностей молочнокислых бактерий.

Творог. Из творога приготовляются разнообразные вторые и сладкие блюда, его применяют как начинку для изделий из теста и подают как самостоятельное кушанье с молоком, сметаной, сахаром и т. п. Творог содержит значительное количество полноценных белков, жира и солей кальция, обладает высокой питательностью и полезен для человека.

Для получения творога цельное или обезжиренное молоко сквашивают воздействием сычужного фермента и молочной кислоты или только молочной кислоты, образуемой молочнокислыми бактериями. В зависимости от исходного сырья и обработки получают творог различной жирности и сорта – различают творог высшего, 1-го и 2-го сорта.

Суточные физиологические нормы потребления молока и молочных продуктов для взрослого человека составляют: молока цельного — 500 г; масла сливочного — 15 г; сыра — 18 г; творога — 20 г; сметаны — 18 г.

3. Краткий обзор теоретических сведений о способах фальсификации молока и молочных продуктов и методах их выявления.

На рынке молока и молочных продуктов находятся сотни и тысячи небольших хозяйств и частных фермеров, и у некоторых из них возникает соблазн увеличить объемы молока и молочной продукции, а, следовательно, и прибыли путем фальсификаций. Фальсификацией можно назвать намеренное изменение состава молока или молочного продукта, без указания информации об этом изменении на этикетке, в названии или описании продукта. Проще говоря – это намеренный обман потребителя.

Фальсификации можно условно разделить на три группы:

качественная фальсификация – это изменение или сокрытие истинного качества продукта;

количественная фальсификация (недолив, обмер) – это обман потребителя за счет значительных отклонений объема или массы проданного продукта;

информационная фальсификация – это обман потребителя с помощью неточной или искаженной информации о товаре в товарно-сопроводительных документах, маркировке и рекламе.

Я буду в своем проекте рассматривать только качественную фальсификацию, как наиболее влияющую на здоровье человека.

Можно выделить следующие самые простые и распространённые способы качественной фальсификации молока, творога и сметаны:

разбавление водой;

пониженное содержание жира (снятие сливок);

раскисление прокисшего молока (добавление пищевой соды для маскировки кислого вкуса).

Поскольку в натуральном молоке содержание жира может достигать 4,5 и даже 6,0%, то подмена его менее жирным молоком (без сливок) дает солидный доход фальсификатору. И молоко продал, и сливки себе еще остались. А если молоко разбавить водой, то можно увеличить свой доход на 20%, 30% и более.

Кроме воды в молоко могут добавлять пищевую соду или даже известь. Все это делается для маскировки кислого вкуса, для реализации прокисшего молока как свежего или для предохранения от быстрого скисания молока с истекающим сроком хранения. В действительности применение этих добавок не предохраняет молоко от скисания и, что самое главное, часто приводит к пищевым отравлениям.

Крахмал и муку подмешивают для придания молоку, сливкам, творогу и сметане большей густоты (более густой консистенции) или для того, чтобы скрыть пониженную жирность продукта.

В зависимости от способов фальсификации, я обобщил существующие методы их выявления. Мои обобщения представлены в таблице 1.

Для удешевления конечного продукта (сметаны и творога) в пастеризованные сливки и творог могут добавлять различные компоненты (например, крахмал, соевый белок). В таком случае продукт не имеет право называться натуральной сметаной и натуральным творогом. На упаковке или в другой информации для потребителя необходимо указывать – творожный или сметанный продукт.

Таблица 1. Способы выявления фальсификаций.

4. План проведения исследований.

Исследования в рамках данного проекта осуществлялось по плану:

Исследование качественного, не фальсифицированного молока, произведенного крупным производителем. Молоко было куплено в розничной сети. Выявление основных характеристик качественного молока.

Исследование качественных, не фальсифицированных молочных продуктов сметаны и творога, произведенного крупным производителем. Молочные продукты также были куплены в розничной сети. Выявление основных характеристик качественных молочных продуктов.

Намеренная фальсификация молока и молочных продуктов с помощью разбавления водой, добавления пищевой соды и крахмала.

Попытка выявить фальсификацию существующими методами.

Описание результатов, формулировка выводов.

Разработка памятки «На что нужно обращать внимание при покупке молока у фермеров».

При проведении исследования для меня было важно применить и описать такие методы исследования, которые будут максимально простыми и быстрыми – так, чтобы эти методы выявления фальсификаций я смог осуществить в нашей школьной химической лаборатории и их мог применить любой покупатель фермерского молока. Но, с другой стороны, эти методы должны быть достаточно надежны в определении факта фальсификации.

5. Описание результатов по исследованию молока.

Для опытов я брал молоко 1% и 3,2% жирности. В качестве показателей качества рассматривал:

органолептические показатели (вкус, запах, цвет, консистенцию),

скорость стекания молока по стенкам стеклянного стакана,

плотность молока,

взаимодействие с индикаторами (фенолфталеином и спиртовой настойкой йода).

Затем я для первого опыта производил разбавление водой, как простейший способ обмана потребителя. Я делал три разных разбавления:

на 4 объемных части молока 1 объемную часть воды;

на 3 объемных части молока 2 объемных части воды;

на 2 объемных части молока 3 объемных части воды;

Выявление этой фальсификации проблемно из-за того, что цвет продукта и его вкус изменяются очень мало, запах практически не изменяется. Плотность натурального молока 1,033-1,030 г/см³ из-за находящихся в его составе крупных белковых и жировых молекул в достаточно большом количестве. Молоко, фальсифицированное добавлением воды или подснятием жира, уменьшает плотность до 1,027-1,025 г/см³, при этом понижаются сухой остаток и жирность. Способ контроля качества молока, основанный на определении его плотности, введен и в действующий стандарт, по которому оценивается качество молока.

Плотность молока определяют при 20°С с помощью лактоденсиметра или простого ареометра. Если плотность молока стала меньше на 0,003 г/см³, то это свидетельствует о том, что в молоко добавлено воды примерно 10% от общего объема. Также неразбавленное молоко, но полученное от коров, которые больны маститом (бактериальное воспаление вымени), имеет плотность значительно ниже нормы – 1,026-1,025 г/см^3. Такое молоко тоже не допускается в реализацию, пока корова полностью не выздоровеет, фермер обязан такое молоко сливать, так как оно может привести к заражению потребителя. Но соблазн продать его бывает очень велик!

Значит, мы сможем определить фальсификацию разбавлением с помощью измерителя плотности – ареометра. Нам не удалось найти специальный ареометр для измерения плотности молока (лактоденсиметр), поэтому измерения проводили с помощью ареометра для измерения массовой доли сахара при производстве виноматериалов, который действует по тому же принципу, что и обычный ареометр.

Измерение основано на разнице плотности жидких веществ и гидростатическом законе Архимеда. Тело, погруженное в жидкость, выталкивается с силой, равной массе вытесненной жидкости. Это классический прибор представляет собой стеклянный цилиндр, с одной стороны широкая трубка с округлым дном, с другой стороны узкая трубка с маркировкой в соответствующих единицах. Обычно это единицы концентрации определенного вещества или фактическая плотность раствора.

Внутри широкой части находится утяжелитель, чаще всего свинцовые шарики. Благодаря грузику прибор занимает вертикальное положение. Ареометр, который использовали мы, представлен на рисунке 1.

Также хорошие результаты дает метод, основанный на скорости стекания молока по стенкам стеклянного стакана. Если молоко натуральное, то в нем высока концентрация белков и жиров, такое молоко оставляет мутные следы на стенках стеклянной посуды. По стенкам стекает медленно. Если молоко разбавлено, то соответственно, концентрация веществ снижена, оно будет достаточно быстро стекать по стеклу, разводы будут прозрачнее.

Результаты исследования по первому опыту приведены в таблице 2. Фотография того, как проводились измерения, представлена на рисунке 2.

Во втором опыте я брал 1% и 3,2% натуральное молоко и добавлял в него пищевую соду в количестве 0,5 г, 1 г, 3 г, 5 г на 50 мл молока, а также в другие порции добавлял крахмал в количестве 0,5 г, 1 г, 5 г.

Рисунок 2. Результаты опытов с разбавлением, измерение плотности натурального и разбавленного молока.

В отличии от разбавления водой (более безобидной фальсификации), добавление пищевой соды и крахмала может навредить пищеварению человека, понизить кислотность в желудке, вызвать газообразование и вздутие живота (так как в желудочном соке присутствует соляная кислота, которая вступит в реакцию с содой). Также пищевая сода маскирует начавшуюся порчу молока, а крахмал может вызвать у некоторых потребителей расстройство желудка.

В качестве индикаторов я использовал фенолфталеин и спиртовую настойку йода, которую можно найти в любой аптеке. Пищевая сода - это гидрокарбонат натрия, NaHCO₃, соль, которая при растворении дает щелочную среду раствора. Также гидрокарбонат натрия взаимодействует с любой кислотой, которую можно найти на кухне. Например, уксусной или лимонной.

Таблица 2. Результаты исследования молока по органолептическим показателям (вкус, запах, цвет) и плотности, натурального и разбавленного водой.

Результат реакции – газообразование, вспенивание, так как выделяется углекислый газ. Для оценки реакций я в качестве контроля также брал чистый крахмал и пищевую соду.

Результаты исследования по второму опыту для молока приведены в таблице 3 (при добавлении соды) и в таблице 4 (при добавлении крахмала). Так как результаты для молока 1% и 3,2% жирности в ходе опытов получились полностью аналогичны, то они объединены в таблицах. Фотографии результатов опытов представлены на рисунках 3-6.

6. Описание результатов по исследованию молочных продуктов (сметаны и творога).

Для опытов я брал 15% сметану и 5% детский творог, так как оба этих продукта имеют более жидкую консистенцию и удобны для смешивания с крахмалом. В качестве показателей качества рассматривал:

органолептические показатели (вкус, запах, цвет, консистенцию),

взаимодействие с спиртовой настойкой йода.

Затем я производил намеренную фальсификацию – добавлял крахмал из расчета 3 г, 5 г и 10 г крахмала на 20 г молочного продукта. Результаты исследований представлены в таблицах 5 и 6. Фотографии результатов опытов представлены на рисунках 7 и 8.

Таблица 3. Результаты исследования молока жирностью 1% и 3, 2% по органолептическим показателям (вкус, запах, цвет) и реакциям с фенолфталеином, натурального и при добавлении соды.

Таблица 4. Результаты исследования молока жирностью 1% и 3, 2% по органолептическим показателям (вкус, запах, цвет) и реакциям со спиртовым раствором йода, натурального и при добавлении крахмала.

Рисунок 3. Результаты опытов с молоком с добавлением соды и фенолфталеина.

Рисунок 4. Результаты опытов с молоком с добавлением соды и уксусной кислоты.

Рисунок 5. Результаты опытов с молоком с добавлением соды и уксусной кислоты.

Рисунок 6. Результаты опытов с молоком с добавлением крахмала и спиртового раствора йода.

Таблица 5. Результаты исследования творога 5% по органолептическим показателям (вкус, запах, цвет, консистенция) и реакциям со спиртовым раствором йода, натурального продукта и при добавлении крахмала.

Таблица 6. Результаты исследования сметаны 15% по органолептическим показателям (вкус, запах, цвет, консистенция) и реакциям со спиртовым раствором йода, натурального продукта и при добавлении крахмала.

Рисунок 7. Результаты опытов со сметаной с добавлением крахмала и спиртового раствора йода.

Рисунок 8. Результаты опытов с творогом с добавлением крахмала и спиртового раствора йода.

7. Выводы и заключение по результатам исследования.

В ходе реализации моего проекта, я получил следующую информацию:

ни один пищевой продукт не фальсифицируется в таких размерах, как молоко и молочные продукты. Это связано с простотой в осуществлении фальсификации – не надо никаких особых приспособлений и технологий;

я изучил различные способы фальсификаций молока, творога и сметаны, большинство из них достаточно легко осуществимы, но абсолютно все так или иначе ухудшают характеристики продукта и влияют на здоровье потребителя;

я изучил методы выявления этих фальсификаций и пришел к выводу, что многие грубые, просто сделанные фальсификации также просто выявить: достаточно минимальных, самых простых приборов (ареометр) и реактивов, которые есть дома – уксусной кислоты и спиртовой настойки йода;

большое значение при выявлении фальсификаций имеют органы чувств: органолептические показатели (вкус, запах, консистенция) могут ощутимо меняться – чем грубее фальсификация, тем больше изменения.

По результатам моей работы я подготовил памятку «На что нужно обращать внимание при покупке молока у фермеров». Она представлена на рисунках 9 и 10.

Следует помнить, что фальсификация призвана дать дополнительный доход производителю. Она выгодна только мелким предпринимателям, которые могут скрыть этот факт и их продукция находится только на одном – двух рынках или магазинах города. Потребитель зачастую просто не сможет найти, на кого жаловаться. Если производитель крупный, то он маркирует себя очень ярко, отличимо от других. Скрыть факт фальсификации будет трудно. Кроме того, у него существует система контроля на производстве, которая жестко препятствует фальсификации, и система государственного контроля, которая может штрафовать нерадивых производителей.

Будьте бдительны при покупке молока с рук!

Хотелось бы поблагодарить Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «ФЕДЕРАЛЬНЫЙ НАУЧНЫЙ ЦЕНТР ПИЩЕВЫХ СИСТЕМ ИМ. В.М.ГОРБАТОВА» РАН и лично Чернуху Ирину Михайловну за консультационную помощь в реализации проекта. Спасибо!

Рисунок 9. Памятка «На что нужно обращать внимание при покупке молока у фермеров», страница 1.

Рисунок 3. Памятка «На что нужно обращать внимание при покупке молока у фермеров», страница 2.

8. Список использованной литературы.

Информация для проекта взята с сайтов https://studfile.net/preview/5719339/page:5/, https://znaytovar.ru/new779.html

http://www.grandars.ru/college/tovarovedenie/molochnye–produkty.html

https://znaytovar.ru/new779.html

Также использованы: ГОСТ 31450-2013 «Молоко питьевое. Технические условия», ГОСТ 31453-2013 «Творог. Технические условия», ГОСТ 31452-2012 «Сметана. Технические условия»