Состояние составных частей молока

Составные части содержатся в молоке в различных агрегатных состояниях – в виде молекул или ионов (некоторые соли, лактоза, водорастворимые витамины и др.), в форме мелких коллоидных частиц (казеин, сывороточные белки, фосфат калия) или более крупных грубодиспергированных частиц (молочный жир).

Казеин

В свежем молоке казеин содержится в виде мицелл почти сферической формы. Средний диаметр частиц составляет 70 – 100 нм. Казеиновые мицеллы состоят из субмицелл диаметром 10 – 20 нм. Субмицеллы представляют собой агрегированные фракции казеина, соединенные между собой гидрофобными связями и кальциевыми мостиками. При этом χ-казеин в состав субмицелл не входит, он располагается на поверхности мицелл. Соединение субмицелл в мицеллы происходит с помощью фосфата кальция и гидрофобных связей.

Казеиновые мицеллы сравнительно стабильны в свежем молоке. Они сохраняют свою устойчивость при нагревании молока и при его механической обработке (сепарирование, гомогенизация). Стабильность мицелл зависит от содержания в молоке растворимых солей кальция, химического состава казеина, рН молока и других факторов.

Устойчивость коллоидных частиц казеина в молоке обусловлена зарядом и гидрофильностью. Казеиновые мицеллы на своей поверхности несут положительно и отрицательно заряженные группы с преобладанием последних, т.е. имеют отрицательный заряд.

Между заряженными коллоидными частицами действуют силы взаимного притяжения и отталкивания. Если между частицами преобладают силы отталкивания, система в целом устойчива. При уменьшении сил отталкивания, коллоидные частицы при сближении слипаются, укрупняются и коагулируют. Минимальные силы отталкивания наблюдаются у белков в изоэлектрической точке. Коагуляцию белков можно вызвать различными способами, но любой из них должен сопровождаться снижением отрицательного заряда.

При выработке молочных продуктов коагуляцию казеина осуществляют с помощью кислот (кислотная коагуляция), сычужного фермента (сычужная коагуляция) и хлорида кальция (кальциевая коагуляция).

Сущность кислотной коагуляции сводится к нейтрализации отрицательных зарядов казеина положительно заряженными ионами водорода кислоты. В промышленности кислотную коагуляцию применяют при выработке кисломолочных продуктов, пищевого и технического казеина, копреципитатов. Для осаждения казеина применяют в основном молочную кислоту, образующуюся в результате молочнокислого брожения молочного сахара. При получении казеина и копреципитатов используют соляную кислоту.

Сущность сычужной коагуляции заключается в отщеплении от χ-казина отрицательно заряженных гликомакропротеидов. сычужную коагуляцию казеина применяют при производстве сыров, творога и казеина. при производстве творога и сыра также применяют совместное осаждение казеина сычужным ферментом и молочной кислотой.

Действие раствора хлорида кальция при кальциевой коагуляции связано со снижением отрицательного заряда казеина под влиянием положительно заряженных ионов кальция. Кальциевую кагуляцию применяют для осаждения молочных белков из обезжиренного молока. Коагуляцию хлоридом кальция обычно проводят при высокой температуре (90 – 95^о С), поэтому она называется термокальциевой коагуляцией. Повышенная температура вызывает денатурацию сывороточных белков, которые коагулируют вместе с казеином. Белковый продукт, полученный на основе комплексного осаждения казеина и сывороточных белков, называется молочным белком и копреципитатом. Его используют для обогащения некоторых пищевых продуктов.