Вязкость и поверхностное натяжение молока

ФГБОУ ВПО «Казанская государственная  академия ветеринарной медицины имени  Н.Э.Баумана»

 

 

 

 

 

 

 

РЕФЕРАТ

на тему: Вязкость и поверхностное натяжение молока.

 

 

 

 

 

 

      

       

                                                             Выполнила студентка 4 курса

441 группы ФБС Ахметова  Ляйсан

                                                         Проверила Закирова Г. М.

 

 

 

 

Казань 2011

Содержание

Введение

1 История развития молочного дела

2 Физические свойства молока

3 Вязкость молока

4 Поверхностное натяжение

Заключение

Список литературы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Молоко  представляет собой  биологическую  жидкость сложного химического  состава, выделяемую молочной железой  самок  млекопитающих. Оно служит полноценной и незаменимой пищей  для новорожденных животных, а  также необходимым продуктом  питания для человека любого возраста. Молоко содержит все необходимые  для жизнедеятельности организма  питательные вещества.

Благодаря воздействию человека на организм сельскохозяйственных животных многих видов от них стали получать молока больше, чем требуется для  вскармливания детёныша, молоко начали использовать в питании населения  и для производства молочных продуктов. Молоко используют в кондитерской и  хлебопекарной промышленности, а  так же как источник для получения  отдельных его компонентов, применяемых  фармацевтической, авиационной (казеиновый клей) и других отраслях промышленности.

Возрастающее  значение молока как полноценного продукта питания  и промышленного сырья привело  к увеличению спроса на него. По этому  производство молока—одна из важнейших  отраслей сельского хозяйства. Во многих странах молоко составляет значительную долю в сельскохозяйственном валовом  продукте.

Молоко  обладает определенными  физическими  свойствами, которые  обусловлены присутствием в нем  и взаимодействием его составных  частей. Показатели физических свойств  молока в последнее время во все  большей мере используются для оценки его качества. Следовательно, они  представляют большой интерес не только для специалистов молочной промышленности, но и для зооинженеров и других работников молочных ферм. Физические свойства являются отражением  взаимосвязей между изменениями количественного  и энергетического характера  компонентов и дают представление  о молоке через измеряемые величины.

 

 

1 История развития молочного дела

На  молоко, как на ценный продукт питания, еще в отдаленные времена обратили внимание. Людей  привлекало то, что наряду с высокой  питательной ценностью молоку присущи  диетические и лечебно-профилактические свойства. Производство молока и улучшение  его качества людей интересовало еще до нашей эры. Так, Варрон (римский  писатель) в первом веке до нашей  эры в книге «Сельское хозяйство» поместил сведения о том, как получить молоко хорошего качества. В литературных источниках 11 в. Уже упоминается  о молочных продуктах.

В России молочным скотоводством  занимались с давних времен, но молочный помысел развивался в основном в  направлении производства масла. В 1575г. в списках «Торговой книги» для русского купечества масло уже  числилось как товар для экспорта. До 1870г. товарное молочное животноводство в России было сконцентрировано в  помещичьих хозяйствах. Молоко перерабатывали на топленое масло и сыр. В крестьянских хозяйствах скотоводство  находилось на низком уровне и доля товарной невысокого качества продукции его в виде масла, творога, сметаны была незначительной.

Строительство железных дорог  в России во второй половине девятнадцатого века улучшило условия для перевозки  скоропортящихся  молочных продуктов  на рынки крупных  городов - Москвы, Петербурга и других, возник и большой  спрос населения на эти продукты. Что способствовало развитию их производства. В центральных районах России начали строить маслодельные и сыродельные  заводы.

В годы первой мировой, а  затем гражданской войны животноводству был нанесен значительный ущерб  и производство молочных продуктов  резко сократилось. Неограниченные возможности для развития животноводческой отрасли открылись после Великой  Октябрьской революции. Начали возводиться  сотни механизированных маслозаводов, создается государственная молочная промышленность, представляющая сейчас крупную отрасль народного хозяйства.

 

2 Физические свойства  молока

Молоко  обладает определенными  физическими  свойствами, которые  обусловлены присутствием в нем  и взаимодействием его составных  частей. Показатели физических свойств  молока в последнее время во все  большей мере используются для оценки его качества. Следовательно, они  представляют большой интерес не только для специалистов молочной промышленности, но и для зооинженеров и других работников молочных ферм. Физические свойства являются отражением  взаимосвязей между изменениями количественного  и энергетического характера  компонентов и дают представление  о молоке через измеряемые величины. По изменению физических свойств  можно судить о качестве сырого молока и последствиях воздействия на него определённых факторов. Согласно национальным стандартам различных стран, некоторые  физические свойства используются как  показатели качества молока и молочных продуктов. С введением техники  автоматического измерения, управления и регулирования процессов физические показатели молока приобретают еще  большее практическое значение. Особо  в этом отношении следует подчеркнуть  измеряемые прямым путем электрические  величины. Физические свойства перерабатываемого  молока и получаемых из него молочных продуктов необходимо знать для  создания и эксплуатации современных  устройств и оборудования с оптимальной  производительностью при одновременном  строгом контроле за свойствами сырья.

К физическим свойствам молока относятся  плотность, вязкость, поверхностное  натяжение, точки замерзания и кипения, электропроводность, удельная теплоемкость, окислительно-восстановительный потенциал, число рефракции.

 

 

 

 

 

3 Вязкость молока

В данном реферате обратим  внимание на такие физические показатели как вязкость и поверхностное  натяжение жилкости (молока).

Вязкость – это свойство среды оказывать сопротивление  относительному смещению ее слоев. За единицу вязкости в Международной  системе единиц (СИ) принята паскаль-секунда (Па с). Паскаль-секунда – это динамическая вязкость среды, касательное напряжение в которой при ламинарном течении  и разности скоростей слоев, находящихся  на расстоянии 1 м по нормали к  направлению скорости, равной 1 м/с, равно 1 Па. Сопротивление, которое испытывают и оказывают  частицы молока при  перемещении их относительно друг друга, называется вязкостью. Единицей измерения  вязкости молока служит сантипуаза.

Вязкость молока можно  представить как сумму вязкости воды и приращений вязкости от дисперсных фаз (белки, жиры, углеводы). Вязкость, или внутреннее трение,  нормального молока при 20°С в среднем составляет 1,8 · 10-3 Па · с (обезжиренного – 1,5.10-3 Па с, молочной сыворотки 1,2.10-3 Па с)с колебаниями от 1,3 · 10 -3 до 2,2 · 10-3 Па ·

Вязкость молока зависит главным образом от содержания белков и жира, дисперсности мицелл казеина и шариков жира, степени их гидратации и агрегирования, а также от кислотности, температуры и способов обработки молока. Так, вязкость гомогенизированного молока выше, чем негомогенизированного. Это обусловлено увеличением общей площади поверхности жировых шариков и адсорбцией белков на их оболочках,а также повышением степени дисперсности частиц белковой фазы.Сывороточные белки и лактоза незначительно влияют на вязкость молока.

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.

В молочной промышленности 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).Жидкости, вязкость которых не зависит от скорости сдвига, называются «ньютоновскими». Цельное и обезжиренное молоко несущественно отличается от «ньютоновских» жидкостей. 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. Эффективная вязкость простокваши, ацидофилина и сметаны 30%-й жирности составляет 445,1791 и 305 Па · с · 10-3, соответственно.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

         4 поверхностное натяжение

Сила поверхностного натяжения - это сила, обусловленная взаимным притяжением молекул жидкости, направленная по касательной к ее поверхности.

Действие сил поверхностного натяжения приводит к тому, что  жидкость в равновесии имеет минимально возможную площадь поверхности. При контакте жидкости с другими  телами жидкость имеет поверхность, соответствующую минимуму ее поверхностной  энергии.

Понятие «поверхностное натяжение» впервые ввел Я. Сегнер (1752 год).

Поверхностный слой вещества представляет собой область постепенного изменения свойств и состава  при переходе от одной фазы к другой. Образование поверхностного слоя есть результат взаимодействия смежных  фаз. Молекулы вещества, расположенные  внутри фазы, отличаются по энергетическому  состоянию от молекул, находящихся  на границе раздела фаз. Эти последние  испытывают неодинаковое влияние сил  межмолекулярного взаимодействия со стороны  каждой из контактирующих фаз, поскольку  физические свойства этих фаз различны. Молекулы в объеме тела равномерно окружены такими же молекулами, поэтому  их силовые поля полностью скомпенсированы.

Молекулы поверхностного слоя взаимодействуют как с молекулами одной фазы, так и с молекулами другой фазы. В результате равнодействующая молекулярных сил в поверхностном  слое не равна нулю и направлена внутрь той фазы, в которой взаимодействие больше. Таким образом возникает  поверхностное натяжение, стремящееся  сократить поверхность.

Поверхностное натяжение  молока рассматривается как сила, действующая на единицу длины  границы раздела фаз молоко-воздух, и стремящаяся сократить поверхность  до минимума при заданных объемах  фаз.

Поверхностное натяжение  молока при 20оС составляет около 44.10-3 Н/м, что в 1,7 раза ниже поверхностного натяжения  воды.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.  

При переработке молока поверхностное  натяжение возникает также на границе раздела других фаз: жир—плазма и воздух—плазма, способствуя образованию гидратных оболочек шариков жира и пены.  Пенообразование  имеет большое значение для некоторых процессов переработки молока, например для процессамаслообразования, 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.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

Молоко  содержит все питательные  вещества, необходимые для поддержания  жизни и развития организма.

Высокая питательная ценность молока обусловлена  не только содержанием  в нем белковых веществ, жира, углеводов, минеральных  солей и благоприятным  их соотношением, но и специфическим  составом указанных  компонентов. Фактически нет другого  пищевого продукта, который по питательной ценности равен молоку. Соответственно, чем  лучше физические свойства молока, тем оно качественней и полезней.

Основными факторами, влияющими  на вязкость молока являются:

• Массовая доля жира и степень его диспергирования: чем больше жира и меньше размеры жировых шариков, тем выше показания вязкости. Вязкость гомогенезированного молока выше, чем негомогенезированного, так как увеличивается суммарная поверхность жировой фазы.
• Массовая доля сухих веществ в молоке: чем больше, тем вязкость больше.
• Температурная обработка: повышение t молока до 55 °C приводит к снижению вязкости за счёт более равномерного распределения составных веществ молока и расплавления тугоплавких триглицеридов, входящих в состав молочного жира. Дальнейшее повышение t приводит к увеличению вязкости, так как происходит денатурация сывороточных белков и осаждение их на мицеллах казеина.
• Агрегатное состояние казеина : оно может направленно изменяться при технологической обработке молока в процессе приготовления некоторых кисломолочных продуктов (творог, кефир), вязкость при этом увеличивается.

Вязкость определяется на вискозиметрах Оствальда, Гепплера и ротационном.

Поверхностное натяжение  зависит от:

• t среды
• химического состава молока
• режимов технологической обработки
• продолжительности хранения молока
• содержания кислорода
• агрегатного состояния белков и жира
• активности фермента липаза