Исследовательский проект «Оценка качества молочных продуктов питания»

Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение «Лицей №131» Вахитовского района г. Казани

XI Городская научно-практическая конференция «Дни науки»

Секция биологии

«Оценка качества молочных продуктов питания»

Выполнила учащаяся 7А класса

Галеева Лейсан Дамировна

Руководители:

учитель биологии

Тарасова Вера Михайловна

учитель химии

                                                                    Адиатуллина Алина Наилевна

Казань-2024

Содержание

Введение……………………………………………………………………………с.2                                                                                                              

2.Теоретическая часть

2. Молочные продукты

2.1. Особенности химического состава молока………………………………….с.2

2.2. Молочные продукты польза или вред……………………………………….с.4

2.3. Путь молока до потребителя ………………………………………………...с.5

3.Экспериментальная часть:………………………………………………………с.6

1. Эксперимент 1 «Определение примеси соды в молоке и сметане»

2. Эксперимент 2 «Определение примеси крахмала в молоке и сметане»

3. Эксперимент 3 «Определение термоустойчивости молока по алкогольной пробе»

4. Эксперимент 4 «Определение качества термической обработки молока (проба на пастеризацию)»

4.Заключение…………………………………………………………………..….с.10

Литература………………………………………………………………………...с.11

Приложение……………………………………………………………………….с.12

Введение

Цель исследования: определение качества молока, разных торговых марок по органолептическим и физико-химическим показателям.

Задачи:

- изучить литературные источники о молоке и сметане, об их свойствах, составе, пищевой значимости;

- изучить методы определения качества молока и сметаны;

- экспериментально определить качество молока и сметаны разных торговых марок, сравнить полученные результаты с требованиями стандарта;

- сделать выводы и обобщить результат наблюдений и исследований;

- разработать практические рекомендации по определению качества молока и дальнейшего его применения.

Объект исследования: молоко и сметана.

Предмет исследования: физико-химические показатели молока и сметаны разных торговых марок.

Методы исследования: изучение литературы, наблюдение, опыты, анализ, обобщение.

Гипотеза: мы предполагаем, что качество молока и сметаны разных торговых марок отличается и его можно определить в лабораторных условиях.

Актуальность данной темы заключается в том, что молоко и молочные продукты занимают очень важное место в рационе питания человека, поэтому важно знать о качестве используемых продуктов в пищу.

Практическая значимость заключается в использовании результатов моей работы для составления рекомендаций по употреблению качественной здоровой молочной продукции.

2. Молочные продукты

2.1. Особенности химического состава молочных продуктов

Молоко и молочные продукты являются необходимыми продуктами питания. По пищевой ценности молоко представляет один из ценных продуктов. Неслучайно физиолог И. П. Павлов назвал его «изумительной пищей, приготовленной самой природой». В молекуле молока обнаружено более 160 веществ, которые находятся в благоприятном соотношении и легко усваиваются.

По данным физиологов 30—40 % общей калорийности потребляемой человеком пищи должны приходиться на молоко и молочные продукты. Так, при потреблении 0,2 кг жирного творога в организме человека высвобождается 1890 кДж энергии, в то время как при употреблении 0,2 кг телятины — только 754 кДж.

В составе молока и молочных продуктов содержатся природные полимеры — белки, углеводы, липиды, которые легко и почти полностью усваиваются организмом человека

Химический состав молока и молочных продуктов (Приложение 1. Таблица 1) 

Хотя качество молока оценивают по жирности, в действительности самый ценный его компонент - не жир, а белок.

Общее содержание белков в коровьем молоке может колебаться в пределах 3,0-3,9%, в среднем 3,2%. Они представляют собой смесь различных фракций с относительной молекулярной массой выше 10 000. Различают две основные группы: казеин (фракции белка, которые выпадают при подкислении молока до рН 4,6) и сывороточные белки (фракции, которые при подкислении остаются в растворимом состоянии). Казеины (а, р и другие фракции) составляют в среднем 79% общего содержания белка, остальное - сывороточные белки, среди которых преобладают р-лактоглобулины и а-лактальбумины и иммуноглобулины. В целом аминокислотный состав молока и молочных продуктов свидетельствует (некоторые примеры приведены в табл.2, приложение 1), что коровье молоко и молочные продукты являются практически весьма полноценными белковыми продуктами.

Сметана - густой жидкий кисломолочный продукт белого цвета, получаемый из сливок и закваски. По степени жирности варьируется от 10 до обычно 30 (реже 58) %. Она представляет собой сливки, подвергшиеся молочнокислому брожению. Традиционный продукт славянской кухни. В новейшее время простота получения привела к широкому распространению сметаны в других странах. Продукт используется не только в гастрономии, но и в домашних косметических средствах. Сметана отличается тем, что в ее состав входит полноценный молочный белок, который хорошо усваивается организмом, поскольку прошел стадию молочнокислого брожения. Белок содержит незаменимые аминокислоты, молочные сахара, легкоусвояемые жиры, а также витамины А, В1, В2, В3, В6, В9, В12, С, D, Е, К, холин, макроэлементы: кальций, калий, натрий, магний, фосфор, а также микроэлементы: медь, железо, селен, цинк.

2.2. Молочные продукты польза или вред

Как бы странно это ни звучало, но употреблять молочные продукты или нет, стало спорной темой. Раньше считалось, что молоко «полезно для тела», и что оно делает наши кости и зубы крепкими благодаря содержанию кальция.

Если принять во внимание все доступные данные, исследователи обнаружили, что эти преимущества, возможно, были преувеличены. Исследование, опубликованное в The Journal of Clinical Nutrition, в котором было проанализировано около 30 исследований, пришло к выводу, что не было достаточных доказательств в поддержку «благотворного влияния увеличения потребления молочных продуктов».  

Таким образом несмотря на то, что некоторые преимущества молочных продуктов действительно существуют, их употребление в больших количествах не способствует увеличению пользы.

Несмотря на всю пользу, молочная продукция может способствовать развитию различных заболеваний. Особенно, если кефир, творог или йогурт сделаны их ненатурального молока, с добавлением консервантов.

Часто молочные продукты вызывают аллергию или индивидуальную непереносимость белка лактозы.

В твороге, сметане или сыре есть казеин, который может накапливаться в организме, он склеивает пищу и усложняет ее переработку.

Частое употребление ненатуральных молочных продуктов приводит к постоянной усталости, метеоризмам, диареи, головным болям, забитым сосудам, атеросклерозу и артрозу.

2.3. Путь молока до потребителя

Первичная обработка молока — это сложный процесс, состоящий из нескольких ключевых операций, каждая из которых имеет цель обеспечить высокое качество продукта, его безопасность. Этот процесс является фундаментом всей молочной промышленности, а потому требует тщательного понимания и строгого контроля.

Сбор молока — это начало любого процесса обработки молока. Он включает в себя не только сам сбор молока от животных, но и его транспортировку и прием на молочных предприятиях. Важность этого этапа не может быть переоценена, поскольку качество полученного молока напрямую влияет на качество конечного продукта. Сам процесс сбора должен быть гигиеничен, а транспортировка - быстрой и надежной, чтобы избежать развития микроорганизмов в молоке.

После приема молоко проходит процедуру фильтрации и отстаивания. Фильтрация позволяет удалить механические загрязнения, такие как частицы сена или корма, которые могли попасть в молоко в процессе сбора.

Отстаивание — это процесс, во время которого молоко оставляют в спокойном состоянии на некоторое время, чтобы мелкие твердые частицы могли осесть на дно. В таблице 1 ниже представлены типичные параметры фильтрации и отстаивания, используемые в молочной промышленности

Следующий этап - пастеризация - критически важен для безопасности молочных продуктов. Пастеризация — это процесс нагревания молока до определенной температуры на короткий период времени с целью уничтожения патогенных микроорганизмов. Пастеризация обеспечивает безопасность продукта для потребления, не влияя при этом на его вкусовые и питательные свойства.

Как заметил Луи Пастер, отец пастеризации: "Вино- это самое здоровое и гигиеничное из напитков, и молоко - это самое питательное. Но все это при условии, что они чистые и бережно обработаны".

После пастеризации молоко быстро охлаждают и хранят при низкой температуре. Это помогает сохранить его свежесть и предотвратить развитие микроорганизмов. Охлаждение и хранение требуют строгого контроля температуры и времени, а также соответствия гигиеническим стандартам. Без правильного охлаждения и хранения, даже самое качественное молоко быстро потеряет свои свойства и станет непригодным для дальнейшей обработки и потребления.

Стандартизация молока — это процесс, при котором его состав, в основном содержание жира и белка, корректируется до определенных стандартов. Это делается путем добавления или удаления компонентов молока для достижения требуемых параметров. Процесс стандартизации важен для обеспечения согласованности продукта и удовлетворения требований потребителей и законодательства

3.Экспериментальная часть:

Эксперимент №1 Оценка термоустойчивости молока и по алкогольной пробе.

Цель опыта: оценить термоустойчивость молока по наличию и размеру наблюдаемых хлопьев в результате осаждения белков этиловым спиртом.

Эксперимент № 2 Определение качества термической обработки молока (проба на пастеризацию)

Цель работы: определить качество термической обработки молока посредством реакции на пероксидазу.

Эксперимент № 3 

Часть А. Определение примеси соды в молоке.

Цель работы: научиться давать оценку натуральности молока по определению наличия примеси соды.

Метод: Тестовое определение по окраске кольцевого слоя

Часть Б. Определение примеси соды в сметане

Цель работы: научиться давать оценку натуральности сметаны по определению наличия примеси соды.

Метод. Визуально-колориметрическое определение по индикаторной бумаге

Эксперимент № 4 Определение примеси крахмала в сметане и йогурте

Цель работы: определить натуральность сметаны по определению примеси крахмала.

Фотографии и ссылка на видео к практической части в приложении 3.

Заключение

Я изучила литературные источники о молоке и сметане, об их свойствах, составе, пищевой значимости. Изучила методики определения качества молока и сметаны. Экспериментально определила качество молока и сметаны разных торговых марок. Сравнила полученные результаты с требованиями стандарта, сделала выводы, что некоторые производители молока добавляют соду для продления срока годности, что свидетельствует о недостаточной термической обработки молока. Это доказывает эксперименты №2 и №3 часть А. Исследуемые образцы сметаны не содержат крахмал, который недобросовестные производители используют для увеличения плотности, а это значит, что в сметане нет добавленной воды.

обобщила результаты наблюдений и исследований.

Я разработала рекомендации по использованию качественных молочных продуктов  и  разместила пост в сети Интернет.

Литература

1.Муравьёва А.Г., Филимонова Е.Н., Практикум по оценке качества и безопасности пищевых продуктов- СПб.: Крисмас+, 2020.-208с.

2.Муравьёва А.Г., Филаткина И.А., руководство по санитарно-пищевому анализу с применением портативного оборудования- СПб.: Крисмас+, 2020.-240с.

3.Горбатова К.К. Биохимия молока и молочных продуктов. [Текст] / К.К. Горбатова - М: Легкая и пищевая промышленность, 2009. - 334 с.

4. ГОСТ Р 52054-2003 «Молоко натуральное коровье – сырье. Технические условия»

5.https://apni.ru/

6. https://rt-milk.ru/

Приложение 1

Таблица 1. Химический состав молока и молочных продуктов

Приложение 2

Практикум оценки показателей качества молока и молочных продуктов

Лабораторный опыт № 1 Оценка термоустойчивости молока по алкогольной пробе

Цель опыта: оценить термоустойчивость молока (сливок) по наличию и размеру наблюдаемых хлопьев в результате осаждения белков этиловым спиртом.

Реагенты, принадлежности: лупа, пипетки полимерные (2 шт); раствор этилового спирта для определения термоустойчивости; термометр; чашка Петри.

Выполнение определения

1. Налейте в сухую чашку Петри пипеткой полимерной 3 мл молока.
2. Добавьте другой пипеткой полимерной 3 мл раствора для определения термоустойчивости.
3. Взболтайте смесь молока с раствором спирта тщательно круговыми движениями для равномерного смешивания. Через 2 мин, покачивая чашку Петри, наблюдайте за появлением хлопьев в смеси при её стекании с места нанесения. Для лучшей видимости используйте лупу

Оценка результатов.

Наличие и размер хлопьев на дне чашки Петри, наблюдаемых при стекании смеси молока с раствором спирта с места их нанесения, свидетельствует о результате алкогольной пробы, т.е. об ориентировочном значении кислотности молока и его пригодности к дальнейшей термообработке.

Образец записи результатов лабораторного опыта

Лабораторный опыт № 2 Определение качества термической обработки молока (проба на пастеризацию)

Цель работы: определить качество термической обработки молока посредством реакции на пероксидазу.

Реагенты, посуда, принадлежности: калий йодистый; крахмал растворимый; раствор перекиси водорода; ложки мерные; пипетки полимерные; пробирка полимерная; пробирка стеклянная; палочка стеклянная; стакан стеклянный на 100 мл; штатив для пробирок; флакон для реагента йодокрахмального, вода дистиллированная или чистая прокипячённая; электроплитка.

Выполнение определения

1. Налейте в стеклянную пробирку полимерной пипеткой 2 мл молока.
2. Прибавьте 5 капель йодокрахмального реагента и 1 каплю раствора перекиси водорода
3. Перемешайте содержимое пробирки взбалтыванием. Наблюдайте за изменением окраски смеси в течение 1 мин.

Оценка результатов

1. Молоко непастеризованное или подвергавшееся нагреванию ниже 80 °С сразу же окрашивается в тёмно-синий цвет.
2. Молоко пастеризованное или подвергавшееся нагреванию выше 80 °С первоначального цвета не меняет.

Примечание: Появление тёмно-синего окрашивания содержимого пробирки более чем через 2 мин после добавления йодокрахмального реагента и перекиси водорода не указывает на отсутствие пастеризации, т.к. это окрашивание может быть вызвано разложением реагентов на свету.

Пример оформления результатов исследований в рамках лабораторного опыта № 2 приведён в табл.

Образец записи результатов лабораторного опыта № 2

Лабораторный опыт № 3 Определение примеси соды в молоке и сметане

Цель работы: научиться давать оценку натуральности молока по определению наличия примеси соды.

Метод А. Тестовое определение по окраске кольцевого слоя

Реагенты, посуда, принадлежности: пипетка полимерная; пробирка стеклянная; раствор индикатора бромтимолового синего; штатив для пробирок.

Выполнение определения

1. Налейте в пробирку 5 мл молока. Добавьте осторожно по стенке пробирки 7-8 капель раствора бромтимолового синего.
2. Пробирку не встряхивать!
3. Через 1 мин наблюдайте за изменением окраски образовавшегося на поверхности молока кольцевого слоя.

Оценка результатов

1. Жёлтая окраска кольцевого слоя указывает на отсутствие соды в молоке.
2. Окраска кольцевого слоя от зелёного до тёмно-зелёного или синего свидетельствует о присутствии соды в молоке.

Пример оформления результатов исследований в рамках лабораторного опыта № 3 приведён в табл.

Метод Б. Визуально-колориметрическое определение по индикаторной бумаге

Материалы, принадлежности: ножницы, пинцет, стакан полимерный со шкалой на 50 мл, палочка стеклянная; индикаторные· полоски БТС (5 х 1· см), шкала контрольная цветовая.

Выполнение определения

1. Налейте в стакан ~ 20-30 мл молока. Перемешайте молоко стеклянной палочкой.
2. Извлеките из пакета индикаторную полоску. Отрежьте от полоски рабочий участок размером 1 х 1 см.
3. Опустите пинцетом отрезанный рабочий уча сток индикаторной полоски в молоко, не касаясь стенок и дна стакана, и сразу же его извлекайте
4. Извлечённую из молока индикаторную полоску положите на белый лист бумаги.
5. Наблюдайте за изменением окраски полоски в течение 1 мин.
6. Через 1 мин сравните окраску индикаторной полоски с контрольной шкалой. За результат анализа принимайте значение, соответствующее ближайшему по окраске образцу контрольной шкалы (при промежуточной окраске - соответствующий интервал концентраций).

Оценка результатов

Обнаружение щелочной среды для натурального молока нехарактерно. Поэтому выявление даже незначительного присутствия в молоке щелочного соединения, такого как сода (даже при обнаруженной реакции пробы близко образцу «1 г/л»), свидетельствует об изменённом, по сравнению с натуральным, составе молока.

Лабораторный опыт № 4 Определение примеси крахмала в сметане и йогурте

Цель работы: определить натуральность сметаны и йогурта по определению примеси крахмала.

Реагенты, посуда, принадлежности: раствор йода 1 % или раствор люголя; стакан полимерный; стеклянная палочка, пипетка полимерная на 1 мл.

Выполнение определения

1. Поместите в стакан примерно 15-20 мл сметаны или молока, охлаждённого до комнатной температуры.
2. Добавьте полимерной пипеткой 3-4 капли раствора йода. Перемешайте смесь стеклянной палочкой.
3. Наблюдайте за изменением окраски смеси

Оценка результатов

Появление синей окраски в массе образца либо фрагментами (в сметане) свидетельствуют о присутствии в исследованном продукте крахмала.

Образец записи результатов лабораторного опыта № 4

Приложение3

1. Эксперимент 1 «Определение примеси соды в молоке и сметане»

Эксперимент 2 «Определение примеси крахмала в молоке и сметане»

 Эксперимент 3 «Определение термоустойчивости молока по алкогольной пробе»

4. Эксперимент 4 «Определение качества термической обработки молока (проба на пастеризацию)»

Ссылка на видео https://cloud.mail.ru/public/9236/VHoahyKtt