Молоко, поступающее на предприятия молочной промышленности для реализации в цельном виде как питьевое или для переработки на другие молочные продукты, должно быть свежим, бактериально чистым и получено от здоровых животных.
Основным показателем, по которому определяют свежесть молока, является кислотность, но низкая кислотность не всегда определяет свежесть молока. Так, при разбавлении молока водой (фальсификация его) кислотность молока понижается. Понижается кислотность молока при некоторых заболеваниях животных.
Поэтому, наряду с определением кислотности молока, следует производить и другие анализы, которые помогут установить качество поступающего молока. Такими пробами являются, например, алкогольная, кислотно-кипятильная, для быстрого определения бактериальной обсемененности молока — редуктазная проба, для определения гнилостных микроорганизмов — сычужно-бродильная, маслянокислых — проба Радыгина.
Определение кислотности молока.
Метод титрования (в °Т). Титруемую кислотность молока выражают количеством 0,1 н. раствора щелочи в мл, которое требуется добавить для нейтрализации 100 мл молока, применяя в качестве индикатора фенолфталеин. При этом молоко разбавляют двойным количеством воды. Водой разбавляют для более ясного определения окончания титрования, но при этом повышается растворимость трех- замещенного фосфата кальция, наблюдается гидролиз нейтрального двухзамещенного фосфата калия, вследствие чего кислотность молока, определяемая с добавлением воды, ниже приблизительно на 2 °Т по сравнению с кислотностью молока, определяемой без добавления воды.
Для определения кислотности пользуются установкой (см. рис. 8) или прибором (рис. 38), в котором бюретку наполняют нажимом груши 1. Щелочь в бюретку поступает по трубочке 2, уровень ее устанавливается автоматически на нулевом делении.
Если нет специальной установки или описанного выше прибора, можно пользоваться бюреткой с металлическим зажимом, укрепленной в штативе строго вертикально при помощи держателя.
В коническую колбу отмеривают пипеткой 10 мл хорошо перемешанного молока, 20 мл воды и 3 капли 1%-ного спиртового раствора фенолфталеина. Температура молока и воды должна быть 15—25°С, так как с изменением температуры изменяются результаты анализа.
При непрерывном помешивании приливают из бюретки сразу около 1 мл 0,1 н. раствора щелочи (раствор 5) и затем по каплям до появления слабо-розовой окраски, не исчезающей в течение минуты.
Кислотность молока в градусах находят умножением на 10 количества миллилитров щелочи, пошедшей на титрование 10 мл молока. Например, на титрование пошло 2,2 мл щелочи. Кислотность молока составит 2,2*10 = 22°Т. Расхождение между параллельными определениями не должно быть более ± 1°Т.
Иногда кислотность молока условно выражают в процентах молочной кислоты. Грамм-эквивалент молочной кислоты равен 90, следовательно, 1 мл 0,1 н. раствора щелочи соответствует 0,009 г молочной кислоты. В переводе на молочную кислоту кислотность 22°Т составит (22 • 0,009) =0,20%.
При определении кислотности без добавления дистиллированной воды от полученного результата отнимают 2°Т. Например, при титровании без воды пошло 2,4 мл 0,1 н. раствора щелочи. Кислотность составит: 24 — 2 = 22°Т.
Кислотность молока необходимо определять, точно соблюдая указанные в методике условия.
Точность определения кислотности зависит от количества добавляемых воды и индикатора: если добавлять воды и индикатора больше, чем указано, то результаты получают заниженные; если индикатора добавить меньше — завышенные.
Титрование необходимо проводить всегда с одной скоростью. При быстром титровании результаты получаются ниже, чем при медленном.
Метод предельной кислотности. При контроле молока, поступающего во флягах, или при массовых анализах, когда требуется быстро определить кислотность, устанавливают предельную кислотность, т. е. максимально допускаемую при приемке от сдатчика или при производстве того или иного продукта. Предельную кислотность определяют раствором щелочи, приготовленным на определенную кислотность (раствор 5). В штатив помещают чистые пробирки, в которые отмеривают 10 мл раствора щелочи и мерником 5 мл молока.
Закрыв пробирку, перемешивают содержимое, перевертывая пробирку несколько раз. Если содержимое пробирки обесцветилось,— кислотность молока выше установленной; если окраска, хотя бы слабая, сохранилась, — кислотность молока ниже или соответствует установленной.
Пробирки со щелочью следует заготовлять перед самой приемкой молока.
Определение кислотности индикаторной бумажкой (метод Годель). Небольшой участок на полоске индикаторной бумажки, пропитанный 1%-ным спиртовым раствором бромкрезолпурпура, при погружении в молоко изменяет окраску в зависимости от его кислотности.
Отбирают пробу молока и опускают в него индикаторную бумажку. Проводя бумажкой по краю черпачка, избыток молока удаляют; после этого сравнивают цвет полоски на индикаторной бумажке с цветом полосок на эталоне, прилагаемом к каждой коробке индикаторных бумажек.
Кислотность молока соответствует указанной на полоске эталона, к цвету которой приближается окраска полоски индикаторной бумажки, смоченной исследуемым молоком.
Индикаторной бумажкой можно быстро определить кислотность молока в пределах от 18 до 40 °Т: свежего молока — с точностью 1—2°Т, кислого — с точностью 2—5°Т.
Индикаторной бумажкой можно пользоваться только при дневном свете, так как при искусственном освещении изменяется оттенок полоски на бумажке.
Определение градуса свежести (по Инихову). Определив кислотность, устанавливают число свертывания. К 10 мл мо тока прибавляют 20 мл воды и при непрерывном помешивании добавляют постепенно, небольшими порциями из бюретки 0,1 н. раствор серной кислоты до появления мелких хлопьев казеина. Количество миллилитров добавленной кислоты, умноженное на 10, показывает число свертывания. Суммируя градус кислотности и число свертывания, получают градус свежести молока. Градус свежести молока должен быть не ниже 60.
Алкогольная проба. Смешивают равные объемы (по 2—3 мл) молока и 68%-ного этилового спирта (раствор 70), 1—2 раза, не встряхивая, осторожно перевертывают пробирку, закрытую пробкой, и наблюдают за изменением консистенции молока. Если не произошло коагуляции молока, то при стенании смеси стенки пробирки остаются чистыми — молоко свежее. При появлении мелкого тонкого осадка стенки пробирки кажутся помутневшими — кислотность молока 21—22°. При смешивании молока со спиртом появляются хлопья и сгустки — молоко при нагревании свернется.
Кислотно-кипятильная проба (по Войткевичу). В 8 пробирок наливают из бюретки 0,1 н. раствор серной или соляной кислоты, постепенно увеличивая количество ее на 0,1 мл. начиная с 0,5 мл до 1,2 мл. Затем в каждую пробирку приливают по 10 мл молока, смешивают его с кислотой и помещают пробирки на 3 мин в кипящую воду. После этого пробирки вынимают и отмечают те, в которых молоко свернулось. Чем большее количество добавленной кислоты выдерживает молоко без свертывания, тем более оно стойко, т. е. тем дольше сохраняет первоначальные свойства. Свежее молоко не должно свертываться при добавлении 0,8—1,0 мл 0,1 н. раствора кислоты.
Определение pH (активной кислотности). Активную кислотность определяют по количеству свободных ионов водорода — Н+ и выражают величиной pH—отрицательным логарифмом концентрации водородных ионов. pH свежего молока составляет 6,68. Активная кислотность молока не совпадает с титруемой. При добавлении к молоку кислоты, щелочи, воды титруемая кислотность значительно изменяется, активная же изменяется несущественно или совсем не изменяется. Это объясняется буферностью молока, обусловливаемой наличием в нем белков и фосфатов, которые задерживают изменение pH при повышении концентрации кислоты или щелочи.
Для определения pH в молоке пользуются элементом из тингидронного и каломельного электродов.
В стаканчик наливают исследуемое молоко, добавляют тингидрон на кончике ножа, смесь перемешивают и далее поступают так, как указано при описании лабораторного pH -метра.
Определение буферности и буферной емкости (по Дьяченко). Разное молоко обладает различной буферной способностью в зависимости от содержания в нем белков и фосфатов, поэтому при повышении титруемой кислотности pH в пробах разного молока изменяется неодинаково и молоко свертывается при разной кислотности.
Молоко, содержащее много белков, имеет более высокую титруемую кислотность и большую буферность, вследствие чего оно более стойко, чем молоко с низкой кислотностью и низким содержанием сухого обезжиренного остатка.
К 10 мл молока в небольшой колбе прибавляют 3 капли 0,1%-ного раствора фенолфталеина (в 50%-ном растворе спирта) и титруют 0,1 н. раствором NaOH до слабо-розового окрашивания.
Другие 10 мл молока титруют 0,1 н. раствором соляной кислоты с 0,1%-ным раствором метилротом до появления красного окрашивания.
Количество щелочи и кислоты в мл рассчитывают на 100 мл молока, что и будет характеризовать буферность молока. При титровании молока щелочью реакция сдвигается с pH 6,7 (средняя величина pH для молока) до 8,2, а при титровании кислотой — с pH 6,7 до pH 4,7.
При сдвиге pH в кислую сторону буферность 100 мл молока составляет в среднем около 20 мл 0,1 н. раствора НС1, а в щелочную — около 15 мл 0,1 н. раствора NaOH.
Найдя буферность молока на кислотной и щелочной сторонах, рассчитывают буферную емкость молока по кислоте и щелочи по следующей формуле:
Редуктазная проба с метиленовой синью. Скорость восстановления метиленовой сини в молоке обусловливается биохимической активностью микроорганизмов, различные виды которых обладают неодинаковой редуцирующей способностью. Редуктаза (анаэробная дегидраза по новой классификации) — переносчик водорода.
В процессе обмена веществ естественными акцепторами водорода являются пировиноградная кислота, ацетальдегид, а вносимая при этом метиленовая синь, являясь частью общей окислительно-восстановительной системы, выполняет роль искусственного акцептора водорода.
Экспериментально установлена зависимость между продолжительностью обесцвечивания метиленовой сини и приблизительным содержанием микроорганизмов в молоке, поэтому редуктазная проба — косвенный показатель бактериальной обсемененности молока.
Так как эта проба характеризует бактериальную обсеменен- ность молока, то отбирать пробу молока и хранить ее до анализа следует таким образом, чтобы не допускать дополнительного обсеменения молока и развития в нем микробов. Пипетка для взятия пробы молока, колба с пробкой, в которую отбирают пробу, должны быть простерилизованы в автоклаве или прокипячены в чистой воде.
После перемешивания молока продезинфицированной мутовкой из фляги или другой емкости стерильной пипеткой отбирают в колбу пробу молока и немедленно исследуют. Если же молоко исследуют не сразу, то его хранят при температуре не выше 6 °С и не дольше 4 ч.
В пробирки наливают по 20 мл исследуемого молока и по 1 мл рабочего раствора метиленовой сини (раствор 256), закрывают пробками, смешивают и помещают в баню-термос (рис. 39), наполненную водой, температура которой 40 °С. Уровень воды должен быть немного выше уровня жидкости в пробирке. Температура в бане после погружения пробирок с молоком должна быть 37—38 °С и поддерживаться в таких пределах в течение всего определения. Воду в бане необходимо перемешивать.
Время погружения пробирок в баню считают началом опыта н записывают его. За изменением окраски наблюдают через 20 мин, 2 ч и 5,5 ч после начала опыта. Окончанием опыта считают момент обесцвечивания метиленовой сини, при этом не учитывают остающийся вверху небольшой кольцеобразный окрашенный слой или небольшую окрашенную часть внизу пробирки.
В зависимости от продолжительности обесцвечивания метиленовой сини молоко относят к одному из четырех классов (табл. 10).
Ускоренная редуктазная проба. Раствор метиленовой сини разбавляют в 10 раз. К 10 мл его приливают 90 мл дистиллированной воды. Раствор готовят ежедневно перед началом работы.
В чистые, стерильные пробирки наливают по 10 мл исследуемого молока и по 1 мл разбавленного раствора метиленовой сини. Пипетку для отмеривания молока или мерник перед взятием следующей пробы тщательно ополаскивают.
Закрыв пробирки резиновыми пробками, перемешивают содержимое и помещают в водяную баню с температурой 38— 40° С. За изменением окраски наблюдают через 8 мин, 1 и 3 ч, сравнивая окраску испытуемого молока с окраской в пробирке с молоком без метиленовой сини.
В зависимости от продолжительности обесцвечивания метиленовой сини молоко относят к одному из четырех классов (табл. 11).
Редуктазная проба с резазурином. Эта проба менее длительная, чем при использовании метиленовой сини: анализ продолжается не более часа.
В свежем молоке резазурин дает синее окрашивание, при восстановлении краски цвет сначала изменяется от фиолетового до розового, а в дальнейшем розовая окраска исчезает.
Анализ проводят следующим образом. В стерильные пробирки наливают по 10 мл молока и по 1 мл раствора резазу- рина (раствор 26). Закрывают их стерильными резиновыми пробками и медленно перевертывают 3 раза, не допуская встряхивания.
После этого пробирки помещают в водяную баню, температура 37—38 °С, и сразу же отмечают время начала опыта. В случае выдержки в термостате время замечают на 10 мин позже.
Изменения окраски наблюдают через 20 мин и 1 ч.
Через 20 мин пробирки с обесцвеченным молоком удаляют, а остальные однократно переворачивают и оставляют в водяной бане.
Не допускается исследовать молоко на свету, так как в этих условиях независимо от развития бактерий, цвет изменяется очень быстро.
Восстановление резазурина происходит по следующей реакции: