Молочное дело

В процессе хранения и обработки  молока (перекачивание, гомогенизация, пастеризация и т.д.) вязкость молока повышается. Это объясняется увеличением степени диспергирования жира, укрупнением белковых частиц, адсорбцией белков на поверхности шариков жира и т.д..

Практический интерес  представляет вязкость сильноструктурированных молочных продуктов — сметаны, кисломолочных напитков и пр. Вязкость этих продуктов, обусловленная образованием внутренних структур, отличается от истинной вязкости ньютоновских жидкостей (к которым можно условно отнести цельное молоко). При течении неньютоновских жидкостей вязкость зависит от напряжения сдвига и градиента скорости. Для них введено понятие «эффективная вязкость», которое характеризует равновесное состояние между процессами восстановления и разрушения структуры в установившемся потоке (А. В. Горбатов). Эффективная вязкость простокваши, ацидофилина и сметаны 30%-й жирности составляет 445,1791 и 305 Па • с • 10^-3, соответственно.

Поверхностное натяжение  молока (сила, действующая на единицу длины границы раздела фаз молоко—воздух) ниже поверхностного натяжения воды (72,7 • 10^-3 Н/м) и при 20°С равно около 44 • 10^-3 Н/м. Более низкое по сравнению с водой значение поверхностного натяжения объясняется наличием в молоке поверхностно-активных веществ (ПАВ) — фосфолипидов, белков, жирных кислот и т.д. Поверхностное натяжение молока зависит от его температуры, химического состава, состояния белков, жира, активности липазы, продолжительности хранения, режимов технологической обработки и т.д. Так, поверхностное натяжение снижается при нагревании молока и особенно сильно при его липолизе, так как в результате гидролиза жира образуются ПАВ — жирные кислоты, ди- и моноацилглицерины, понижающие величину поверхностной энергии.

Натяжение в молоке возникает также на границе раздела других фаз — жир—плазма и воздух—плазма, способствуя образованию гидратных оболочек шариков жира и пены (А. П. Белоусов). Пенообразование имеет большое значение для некоторых процессов переработки молока, например для процесса маслообразования, фризерования смеси при производстве мороженого и др. Вместе с тем пенообразование при получении, транспортировке, перекачивании, сепарировании и сгущении молока отрицательно влияет на качество получаемых молочных продуктов, так как способствует дестабилизации жировой эмульсии, липолизу и окислению свободного жира.

Осмотическое  давление и температура замерзания

Осмотическое давление молока близко по величине к осмотическому давлению крови животного и в среднем составляет 0,66 МПа. Температура замерзания нормального молока в среднем равна -0,54°С.

Осмотическое давление молока (и понижение температуры замерзания по сравнению с водой) обусловливается главным образом высокодисперсными веществами: лактозой (на молочный сахар приходится около 50...60% всей величины давления) и ионами солей — преимущественно хлоридами и фосфатами калия и натрия. Белковые вещества и коллоидные соли незначительно влияют на осмотическое давление молока, жир практически не влияет.

Осмотическое давление обычно рассчитывают по температуре замерзания молока. Согласно законам Рауля и Вант-Гоффа

где ∆t — понижение температуры замерзания исследуемого раствора, °С; 2,269 — осмотическое давление 1 моля вещества в 1 л раствора, МПа; К— криоскопическая постоянная растворителя, для воды равна 1,86. Следовательно, при температуре замерзания молока -0,54°С (∆t = 0,54) его осмотическое давление составит

P_осм = 0,54 • 2,269/1,86 = 0,66 МПа.

Осмотическое давление молока, как и других физиологических  жидкостей организма животного, поддерживается на постоянном уровне (его колебания незначительны  и составляют 0,64...0,70 МПа). Поэтому  повышение в молоке содержания хлоридов, влияющих на осмотическое давление молока, происходит после снижения в результате изменения физиологического состояния животного (особенно перед концом лактации или при его заболевании) количества другого важного компонента — лактозы.

Температура замерзания молока также довольно постоянная величина и колеблется в узких пределах — от —0,505 до -0,575°С. Она зависит от химического состава молока, поэтому может меняться в течение лактационного периода, при заболевании животных, а также при разбавлении молока водой, добавлении к нему соды и при повышении кислотности. По данным Г. С. Инихова, температура замерзания молока понижается в начале лактации (—0,564°С), повышается в ее середине (—0,55°С) и снова заметно снижается к концу (—0,58⁰С).

Внесение в молоко 1% воды повышает среднюю температуру замерзания молока (—0,54°С) немногим более чем на 0,006°С (табл. 1).

Принцип измерения температуры  замерзания молока лежит в основе криоскопического метода контроля натурального молока.

Таблица 1. Влияние степени  разбавления молока водой на температуру  замерзания