Исследовательская работа "Пейте дети молоко, будете здоровы!"

Муниципальное автономное образовательное учреждение «Татановская средняя общеобразовательная школа»

«Пейте дети молоко, будете здоровы!»

Автор: обучающийся 11 б класса

Соломатин Дмитрий Сергеевич

Руководитель работы: Попова Оксана Егоровна

учитель химии

с. Куксово, 2013 г.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ.

Сохранение здоровья подрастающего поколения всегда было важнейшей задачей любого государства. Сегодня здоровье детей вызывает серьёзную тревогу в нашем обществе. Одной из важнейших составляющих здорового образа жизни, наряду с занятиями физкультурой и спортом, правильным режимом труда, учёбы и отдыха, является питание. Многие факторы определяют наше здоровье и самочувствие: наследственность, окружающая среда, образ жизни, доступность и качество пищевых продуктов. И основное место принадлежит питанию. Известное изречение «Человек есть то, что он ест», весьма актуально сегодня, так как мы живём в век химизации, загрязнения окружающей среды, генетически изменённых пищевых продуктов. Большое значение имеет изучение их состава и качества.

Пищевая ценность любого продукта определяется содержанием белков, жиров, углеводов, витаминов, ферментов и других биологически активных веществ. Молоко является одним из самых ценных продуктов питания человека. По пищевой ценности оно может заменить любой продукт, но ни один продукт не заменит молоко.

Большинство медиков и диетологов считают, что молоко о молочные продукты необходимы для питания человека во все периоды его жизни, особенно в питании детей. Многие называют молоко эликсиром жизни.

Нас заинтересовала проблема качества молока и методы исследования качества молока.

В этом учебном году наша школа стала региональным ресурсным центром агробизнес – образования, поэтому в химической лаборатории имеется  оборудование и реактивы для исследования качества молока.

Объект исследования: молоко.

Предмет исследования:

1. Образец № 1. Молоко стерилизованное с жирностью 3, 2  %.
2. Образец № 2. Молоко пастеризованное с жирностью 3, 2 %.
3. Образец № 3. Молоко сырое охлажденное с жирностью 4 %.

Цель исследования: определить показатели качества молока.

Задачи исследования:

1. Теоретически изучить значение молока в полноценном питании человека.
2. Изучить качественный и количественный состав молока.
3. Познакомиться с методами определения качества молока.
4. Определить степень разбавления молока водой, качество термической обработки молока, плотность, кислотность молока, содержание жиров в молоке.
5. Провести определение наличия посторонних веществ в молоке.
6. Составить таблицы исследуемых образцов молока и соответствие их требованиям ГОСТа.

Методы исследования: изучение теоретического материала по изучаемой проблеме, эксперимент, наблюдение, анализ, синтез, сравнение.

Данная работа относится к прикладным исследованиям. Значимость и прикладная ценность результатов заключается в практическом применении полученных знаний в повседневной жизни, в просветительской работе по пропаганде культуры здорового питания.

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ.

1. Молоко – источник жизни.

Молоко, как и хлеб, человечество начало использовать в пищу более пяти тысячелетий назад. Молоко - единственный продукт питания в  первые месяцы жизни человека. Исключительно большое  значение оно имеет и в питании взрослого. Для старых, ослабевших и больных людей молоко является незаменимой пищей.  «Молоко,- писал академик И. П. Павлов - это изумительная пища, приготовленная самой природой». Установлено, что этот продукт содержит свыше ста ценнейших компонентов. В него входят все необходимые для жизнедеятельности организма вещества: белки, жиры, углеводы, минеральные соли, витамины. Эти компоненты молока хорошо сбалансированы, благодаря чему легко и полностью усваиваются. С давних времен молоко используется и как лечебное средство от многих болезней: при лечении сердца, почек и других органов. Молочные продукты  являются прекрасным лечебным средством для людей, страдающих желудочно-кишечными заболеваниями, туберкулезом; хороший эффект они дают и при отравлениях. Включение молочных продуктов в пищевой рацион повышает его полноценность и способствует лучшему усвоению всех компонентов. Молоко оказывает благоприятное действие на секрецию пищеварительных желез. Оно усваивается при минимальном их напряжении. При этом энергии требуется в 3-4 раза меньше, чем для усвоения, например, хлеба. По научно обоснованным нормам молоко и молочные продукты должны составлять одну треть пищевого рациона (1000 калорий средней суточной потребности человека в пище, составляющей 3000 калорий).

2. Химический состав молока (Приложение 1).

Содержание белка в коровьем молоке находится в пределах 3,0 – 4.0%.  По аминокислотному составу молоко полноценный белковый продукт, в котором отмечается лишь недостаток серосодержащих аминокислот. Содержание жира в молоке находится в пределах 2.6 – 2,7%. На долю триглицеридов приходится 98,99,5% от общего содержания жира. В молочном жире содержатся фосфолипиды, свободные жирные кислоты и вещества, сопутствующие жирам – холестерин и жирорастворимые витамины. Липиды образуют стойкую жировую эмульсию, шарики состоят из жиров, белков и минеральных веществ. Содержание углеводов находится в пределах 4,5 – 5,0%. В основном, из углеводов в молоке содержится лактоза. Она относится к восстанавливающим дисахаридам, ее молекула состоит из остатков β-D- глюкозы и β-D- галактозы. Молочные продукты – важный источник витамина В2 (рибофлавина), α и β – каротина. Содержание витаминов зависит от сезона и  кормов животных. По элементарному составу молоко богато кальцием (около 120 мг %) и фосфором (около 90 мг %). Микроэлементы цинк, железо, медь содержатся в молоке в небольшом количестве и связаны как с белками, так и с жировыми шариками. В правильно заквашенном кислом молоке содержатся микроорганизмы, осуществляющие молочнокислое брожение, которое тормозит развитие гнилостных микробов в  толстом кишечнике. Этому же способствует и молочная кислота, присутствие которой снижает рН среды и тем самым препятствует деятельности гнилостных бактерий. В молоке обнаружено более 100 ферментов. Бактерицидные свойства молока связаны с ферментом лизоцимом. Он участвует в разрушении полисахаридов клеток стенок  бактерий и тем самым  вызывает их гибель.

3. Исследование качества молока.

1. Определение степени разбавления молока водой.

Молоко может быть разбавлено водой для увеличения веса и понижения плотности, кислотности, жирности. Метод основан на осаждении белков этиловым спиртом.

Цель работы: определение разбавления молока водой по времени осаждения белков этиловым спиртом.

Выполнение работы: наливали в пробирку 1 мл исследуемого молока, 2 мл этилового спирта. Взбалтывали смесь 1-2 минуты и быстро переливали в чашку Петри.

Оценка результатов: если молоко не разбавлено водой, то не позднее 7 секунд в жидкости появятся хлопья. Если молоко разбавлено  водой, хлопья появятся через больший промежуток времени. И чем больше в молоке воды, тем больше времени требуется для появления хлопьев (Приложение 2).

Полученные результаты записываем в сводную таблицу (Приложение 3.)

Вывод: образцы № 1,2 разбавлены водой; образец № 3 не разбавлен водой.

2. Определение содержания в молоке посторонних веществ.

а) Наличие соды в молоке.

Соду добавляют в молоко для того, чтобы скрыть его повышенную кислотность. Нейтрализуя молочную кислоту, сода не задерживает развитие гнилостных микроорганизмов и способствует разрушению витамина С. Такое молоко не пригодно для употребления в пищу. Определение проводится при помощи индикаторной бумаги «Бромтимоловая синяя». Метод основан на свойстве индикатора «Бромтимолового синего» иметь определенную окраску при разных значениях рН среды: рН 5,3 – 6,0 – лимонная, рН 6,9 – 7,0 – зелёная, рН 7,2 – 7,4 – сине-зелёная, рН более 7,6 – синяя. Добавление соды в молоко смещает рН среды в щелочную сторону.

Цель работы: определение примеси соды в молоке через определение рН среды.

Выполнение работы: наливали в пробирку исследуемое молоко. С помощью пинцета опускали в него индикаторную полоску «Бромтимоловая синяя». Наблюдали за изменением окраски индикаторной бумаги в месте соприкосновения с молоком.

Оценка результатов: если индикаторная бумага  в месте соприкосновения с молоком окрашивается в зелёный цвет – это указывает на присутствие в молоке соды. В зависимости от количества добавленной соды в молоко, окрашивание может быть: желто – зеленое, светло – зеленое, темно – зеленое, сине- зеленое. Если индикаторная бумага будет иметь желтый цвет – соды в молоке нет.

Полученные результаты записываем в сводную таблицу (Приложение 4.)

Вывод: в  образцах № 1,2,3 соды нет.

б) Наличие крахмала в молоке.

Для увеличения вязкости молока к нему добавляют крахмал. Определение крахмала в молоке основано на реакции йода с крахмалом, который окрашивается от действия йода в синий цвет.

Цель работы: определение примеси крахмала в молоке.

Выполнение работы: наливали в пробирку 5 мл исследуемого молока и 3 капли спиртового раствора йода. Перемешали стеклянной палочкой.

Оценка результатов: если появляется синее окрашивание, то в молоко добавлен крахмал.

Полученные результаты записываем в сводную таблицу (Приложение 4.)

Вывод: в  образцах № 1,2,3 крахмала нет.

в) Определение механических примесей в молоке.

В молоко при его получении, транспортировке, хранении могут попасть покровный волос с животного, частицы корма, подстилки, пыли, а с ними и микроорганизмы. Загрязнённое молоко быстро портится. Для определения в молоке механических примесей нужно пропустить 50 – 100 мл молока через фильтр.

Цель работы: определение механических примесей в молоке.

Выполнение работы: помещали бумажный фильтр в воронку, опускали воронку с фильтром в стеклянный стакан. Отфильтровывали по 100 мл исследуемого молока. Извлекали фильтр из воронки и оставляли для просушки на листе бумаги (Приложение 5).

Оценка результатов. Выделяют три группы чистоты молока:

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

II – на фильтре заметен сероватый осадок (механических примесей от 4 до 6 мг на 1 л);

III – на фильтре остались механические примеси, цвет фильтра грязно – серый (механических примесей 7 мг и больше на 1 л).

Полученные результаты записываем в сводную таблицу (Приложение 4.)

Вывод: в  образцах № 1,2,3 механических примесей нет.

3. Определение плотности молока.

Плотность является одним из важнейших показателей натурального молока. Измеряется в кг/м3. Плотность натурального молока не должна быть ниже 1027 кг/м3.

Цель работы: определить плотность молока.

Выполнение работы: молоко наливали в сухой цилиндр (температура молока 200С) и погружали чистый и сухой ареометр. Через минуту после того как ареометр останавливался, отмечали деление шкалы (Приложение 6).

Полученные результаты  записываем в сводную таблицу (Приложение 7.)

Вывод: образцы № 1, 2 имеют пониженную плотность, что говорит о подснятии сливок или разбавлении водой, плотность образца № 3 соответствует норме.

4. Определение кислотности молока.

Общая кислотность выражается в градусах Тернера. Кислотность является критерием оценки качества молока. Кислотность свежевыдоенного молока составляет 16 – 190Т. Она обуславливается кислыми солями – дегидрофосфатами и дегидроцитратами, белками – казеином и сывороточными белками, углекислотой, кислотами.

Цель работы: определить кислотность молока.

Выполнение работы: для титрования при помощи пипетки отмеряли в коническую колбу 10 мл молока и добавляли при помощи мерного цилиндра 20 мл прокипяченной и охлажденной воды. Затем к раствору добавляли 5-6 капель раствора фенолфталеина, и после перемешивания взбалтыванием проводили титрование. После титрования слабо – розовая окраска должна сохраняться в течение 2 мин. Для нахождения кислотности по Тернеру (градусы Тернера показывают количество миллилитров децинормальной щелочи, идущей на нейтрализацию 100 мл молока в присутствии фенолфталеина)  число миллилитров 0,1 н. щелочи, израсходованного на титрование, умножили на 10, поскольку расчет ведется на 100 мл молока.

Полученные результаты записываем в сводную таблицу (Приложение 8.)

 Вывод:

1. В сыром молоке (образец № 3), помимо  фосфорнокислых солей кальция, натрия, калия, лимоннокислых солей, углекислоты, белков в процессе хранения образуется молочная кислота из лактозы под действием молочно – кислых бактерий и ферментов, находящихся в молоке, поэтому кислотность повышена.

2. В пастеризованном молоке (образец № 2)  кислотность тоже повышена, так как в процессе пастеризации сохраняются молочно - кислые бактерии, которые способствуют брожению лактозы, в результате чего и образуется молочная кислота.

3. В стерилизованном молоке (образец № 1) погибают все бактерии, в том числе и те которые провоцируют молочно-кислое брожение, в результате чего кислотность не повышается.

3.5 Определение содержания белков.

При добавлении к молоку формалина происходит разрушение третичной структуры белка, и среда становится  кислотной. Методом  титрования определяют количество щелочи, необходимое для нейтрализации ионов водорода и затем рассчитывают содержание белка в молоке с использованием эмпирического коэффициента 1.92.

Цель работы: определить содержание белков в молоке.

Выполнение работы: в коническую колбу емкостью 100мл  с помощью пипетки отмеряли 10 мл. молока, подогретого до 30ºС, добавляли 3- 4 капли фенолфталеина и титровали щелочью до появления бледно – розовой окраски. Затем прибавляли 2 мл нейтрального раствора формалина, перемешивали стеклянной палочкой, и окраска при этом исчезала. Продолжали титрование пробы щелочью до появления  такой же бледно – розовой окраски. Для расчета содержания белков объем щелочи, израсходованной на титрование после добавления формалина, умножают на 1,92.

Полученные результаты записываем в сводную таблицу (Приложение 9.)

Вывод: содержание белков в образцах № 1,2,3 соответствует ГОСТу (2,8 - 4).

4. Результаты исследования.

По данным таблицы видно, что образец № 1, № 2 по степени разбавления молока не соответствует ГОСТу. По остальным показателям все образцы молока соответствуют ГОСТу.

ВЫВОДЫ.

Изучив теоретические вопросы по исследуемой проблеме качества молока, проведя экспериментальные исследования, мы пришли к следующим выводам:

1. Молоко – это ценный продукт питания, поскольку там содержатся все жизненно необходимые для человека вещества.
2. Исследуемые образцы молока относятся к первой группе чистоты, что соответствует ГОСТу.
3. Содержание белков в исследуемых образцах молока соответствует заявленному процентному содержанию и составляет 2,8 г.
4. Кислотность и плотность исследуемых образцов соответствует требованиям ГОСТа.
5. В исследуемых образцах не было обнаружено посторонних примесей (соды, крахмала).
6. Проведя экспериментальные исследования по определению качества молока можно утверждать, что качество продукции по основным показателям соответствует требованиям ГОСТа.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

Работа имеет для нас практическое значение. Мы, как потребители, не всегда осознаем полезность данного продукта, когда покупаем его в магазине. В ходе исследования наглядно показана важность таких показателей как: кислотность, плотность, наличие белков в молоке. Поэтому результаты моей работы помогут покупателям делать правильный выбор при покупке молока.

Молоко – это незаменимый и очень полезный питательный продукт в любом возрасте.

Пейте молоко и будете здоровы!

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.

1. Богатова О.В., Догарева Н.Г. Определение качества молока (методические рекомендации к лабораторному практикуму). Оренбург, ОГУ, кафедра технологии переработки молока и мяса, 2002.
2. Волков В.Н., Солодова Р.И., Волкова Л.А. Определение качества молока и молочных продуктов. // Химия в школе.  2002.  № 1.  С.57 -68.
3. Воскресенский П.И., Неймарк А.М. Основы химического анализа. М.: Просвещение, 1988.
4. ГОСТ 3625-84. Молоко и молочные продукты Титрометрические методы определения кислотности. –М.: Изд-во стандартов, 1996.
5. Горбатов К.К. Биохимия и молочные продукты. – М.: Колос, 1997.
6. Злотников Э.Г. Эстрин Э.Р. Особенности организации экспериментальных работ // Химия в школе.  1997.  № 4.  С.66 -68.
7. Практикум по основам сельского  хозяйства. М.: Просвещение,1991.
8. Скурихин Н.М., Нечаев А.П. Все о пище с точки зрения химика.- М.: Высшая школа,1991.

Приложение 1.

Химический состав молока.

Приложение 2.

Определение степени разбавления молока водой.

Приложение 3.

Определение степени разбавления молока водой.

Приложение 4.

Определение содержания в молоке посторонних веществ.

а) Наличие соды в молоке

б) Наличие крахмала в молоке

в) Определение механических примесей в молоке

Приложение 5.

Определение механических примесей в молоке.

Приложение 6.

Определение плотности молока.

Приложение 7.

Определение плотности молока.

Приложение 8.

Определение кислотности молока.

Приложение 9.

Определение содержания белков.