Плотность молока

Плотность молока, его удельная теплоемкость и другие физические свойства

Плотность молока в зависимости от температуры

Плотность цельного молока не зависит от месяца дойки коров и коз. При длительном хранении плотность молока изменяется. Установлено, что после 10-недельного хранения козьего молока, его плотность уменьшилась с 1032 до 1030 кг/м 3 , а в результате 20-недельного хранения плотность молока увеличилась до 1033 кг/м 3 . Эта закономерность вызвана изменением содержания сухих веществ и газов в молоке в процессе хранения.

Газы, находящиеся в молоке, оказывают заметное влияние на плотность молока. С уменьшением давления на молоко и сокращением продолжительности его воздействия уменьшается содержание газов в молоке, поэтому увеличивается плотность молока.

Стерилизация, пастеризация и гомогенизация не оказывают влияния на плотность молока. Однако, если давление менее 20 атм., плотность молока при гомогенизации заметно увеличивается.

Экспериментальные данные свидетельствуют, что с увеличением содержания жира в молоке плотность молока уменьшается.
Между плотностью (градусы ареометра) разбавленного молока ρ_р и долей добавленной в него воды D установлена зависимость:

Температуру (в градусах Кельвина), при которой разбавленное молоко имеет максимальную плотность, можно определить по формуле:

Плотность молока (в кг/м 3 ) в зависимости от температуры (при Т=274…283 К) и содержания сухих веществ (n=11,5…16 %) или обезжиренных сухих веществ (ОСВ=8,2…10,2 %) выражается следующими формулами:

С повышением содержания в молоке обезжиренных сухих веществ (ОСВ) его плотность увеличивается.

Плотность молока в зависимости от жирности

В таблице приведены формулы для расчета плотности молока в зависимости от жирности при различной температуре.
Значения плотности молока указаны при температуре от 293 до 353 К (от 20 до 80 °С).

Содержание обезжиренных сухих веществ (ОСВ) в молоке более существенно влияет на плотность молока, чем содержание жира.
Определяется это тем, что плотность ОСВ (около 1600 кг/м 3 ) больше отличается от удельного веса воды, чем плотность жира (930 кг/м 3 ) при Т=288 К.

В таблице приведены формулы для определения плотности молока в зависимости от содержания обезжиренных сухих веществ при температуре 20…30 °С. Значения плотности молока указаны при содержании обезжиренных сухих веществ от 8,6 до 9,1 % и жирности 3…4 %. Необходимо отметить, что при повышении температуры молока его плотность уменьшается.

Примечание: Температура в формулы подставляется в градусах Кельвина!

Удельная теплоемкость молока в зависимости от температуры

В таблице приведены значения удельной теплоемкости молока жирностью 3,2% (цельное молоко). Значения теплоемкости молока расположены в зависимости от температуры в интервале от 5,6 до 69,79°С.
По данным таблицы хорошо видно, что с ростом температуры теплоемкость молока увеличивается.

Удельная теплоемкость молока в зависимости от жирности при различной температуре

Представлены значения удельной теплоемкости молока различной жирности в зависимости от температуры. Значения теплоемкости молока указаны при жирности от 2,91 до 4,3 % и при температуре от 283 до 343 К (от 10 до 70 °С). Удельная теплоемкость молока с ростом температуры увеличивается.
Данные по теплоемкости молока могут отличаться в зависимости от образца, поскольку на теплоемкость может влиять неодинаковое количество жира в исследуемых образцах.

Температура замерзания молока

В таблице представлено влияние степени разбавления молока водой на температуру замерзания. Степень разбавления молока водой в таблице дана в интервале от 0 до 25%. По данным таблицы видно, что температура замерзания молока всего на 0,5 градуса ниже, чем температура замерзания воды и существенно не снижается при разбавлении молока водой.

Физические свойства натурального молока

В таблице представлены тепловые и физические свойства молока в зависимости от температуры, в интервале от 0 до 90°С. По данным таблицы видно, что плотность, теплоемкость и теплопроводность натурального молока слабо зависят от его температуры. Значительные изменения при нагревании молока претерпевают такие его физические свойства, как кинематическая вязкость и число Прандтля, которые уменьшают свои значения в несколько раз.

Даны следующие физические свойства молока:

• плотность молока, кг/м 3 ;
• удельная (массовая) теплоемкость, кДж/(кг·град);
• коэффициент теплопроводности, Вт/(м·град);
• кинематическая вязкость, м 2 /с;
• число Прандтля молока.

Химические и физические свойства молока при 20°С

В таблице представлены химические и физические свойства молока (среднее значение и предел колебаний).

Даны следующие свойства молока:

• кислотность;
• буферная емкость по кислоте и щелочи;
• окислительно-восстановительный потенциал, В;
• плотность молока, кг/м 3 ;
• динамическая вязкость, Па·сек;
• поверхностное натяжение, Н/м;
• осмотическое давление, МПа;
• температура замерзания, °С;
• удельная электропроводность, См/м;
• удельная (массовая) теплоемкость, Дж/(кг·град);
• коэффициент теплопроводности, Вт/(м·град);
• коэффициент температуропроводности, м 2 /с.

Теплопроводность молока

В таблице даны значения теплопроводности молока в размерности Вт/(м·град) в зависимости от жирности (от 1,6 до 4%), для температуры 293К (20°С) и 353К (80°С).

Данные по теплопроводности молока в таблице свидетельствуют, что при жирности от 1,6…4 % коэффициент теплопроводности молока слабо зависит от содержания в нем жира.

Источники:

Плотность молока. Определение плотности молока

Плотность молока — это критерий его качества и натуральности.

Это масса молока при 20 градусах, заключенная в единице его объема.

За более, чем 5 тысяч лет употребления молока люди знают, что оно содержит все вещества, необходимые для организма: белки, углеводы, ферменты, жиры, витамины, гормоны и минеральные соли.

И эти идеально сбалансированные компоненты полностью и легко усваиваются.

Каждый человек, употребляющий молоко, хочет быть уверен в его качестве.

Среди множества показателей, характеризующих его состав, одним из основных является тест, определяющий плотность молока.

Далеко не все знают, для чего нужен этот показатель, каким должно быть его оптимальное цифровое значение и что, собственно, можно узнать по нему о качестве молока и молочной продукции.

Что такое плотность молока и ее норма

Определение плотности по принятым методикам позволяет выявить фальсификацию молока.

Нормальная плотность колеблется от 1,028 до 1,032, в среднем составляя 1,030, и зависит от породы коров, а также условий их содержания, кормления и других обстоятельств.

Плотность молока тем выше, чем больше в нем содержится сахара, белков и минеральных веществ, и тем ниже, чем больше жира.

Величина складывается из плотности его составных частей: молочного жира (0,9225 г/см3), лактозы (1,6103), белков (1,3398) и солей (2,8575) и отражает соотношение их в молоке.

Поэтому по плотности можно указывать на разбавление молока водой.

Так, например, при плотности 1,028 молоко натуральное, 1,027 — подозрительное, 1,027 и ниже — фальсифицированное водой.

Добавление воды в молоко вызывает уменьшение плотности приблизительно на 0,003 на каждые 10% добавляемой воды.

Слишком низкая плотность указывает на то, что молоко разбавлено водой, а высокая – на добавление обрата или снятие сливок.

Характерно, что если с молока снят жир и добавлено столько же воды, то плотность не меняется, и такую фальсификацию можно выявить определением количества жира в молоке и сопоставлением показателей.

Таким образом, плотность молока является основным показателем его натуральности.

Определение плотности молока

При определении плотности следует проверять используемые лактоденсиметры, так как 30% этих приборов при проверке лабораторией мер и измерительных приборов оказались по точности непригодными к использованию.

За плотность молока (объемная масса) принимается масса при 20°С, заключенная в единице объема (г/см3).

Для определения плотности используются стеклянные ареометры (цена деления шкалы 0,001) или AM без термометра (цена деления 0,0005) (ГОСТ 8668—75).

Плотность заготовляемого молока должна определяться не ранее чем через 2 ч после дойки при 20±5°С.

В арбитражных случаях пробу следует нагреть до 40 °С, выдержать 5 мин, после чего довести до 20±2°С.

Плотность молока определяется по ГОСТ 3625—71.

• цилиндр мерный на 200-250 мл диаметром не менее 5 см
• лактоденсиметр

1. Взятое для анализа молоко тщательно смешивают и осторожно, по стенкам, чтобы избежать образования пены, наливают в цилиндр до 2/3 его объема.

2. После этого сухой лактоденсиметр погружают в молоко и оставляют в свободно плавающем состоянии.

3. Через 1-2 мин, когда колебания лактоденсиметра прекратятся, производят отсчет плотности и температуры молока по верхнему краю мениска с точностью до 0,0005, а температуры — до 0,5 °С.

Глаз при этом должен находиться строго на уровне линии мениска.

Измерение производят дважды, качнув лактоденсиметр, после чего находят среднее арифметическое из двух определений.

Определение относительной плотности молока производится при температуре 20 °С.

Если она выше, то к показаниям лактоденсиметра прибавляют на каждый градус температуры 0,0002.

Если она ниже, то, наоборот, вычитают 0,0002 на каждый градус.

Для удобства в ГОСТе, 3625-71 на методы испытаний молока приводится таблица поправок.

Температура молока 24°, показание ареометра 1,0315.

Температурная поправка: (24–20) * 0,0002=0,0008.

Плотность молока: 1,0315 + 0,0008 = 1,0323.

Плотность молока, выраженная в градусах ареометра, 32,3 (сотые и тысячные доли плотности).

Определение плотности молока в домашних условиях

Плотность молока можно проверить в домашних условиях.

Если капнуть небольшое его количество в сосуд с водой, то капли неразбавленного молока опустятся сразу на дно емкости и растворятся, а если в него добавлена вода, то капли мгновенно растекутся по поверхности.

Можно также смешать молоко и спирт (1:2) и вылить на блюдечко.

Если молоко цельное, сразу же появятся хлопья, когда же оно разбавлено водой и имеет пониженную плотность, то хлопья долго не будут образовываться.

Таким образом, показатель плотности является важнейшим критерием определения натуральности и качества молока.

Как определяется норма плотности коровьего молока: способы увеличения этого показателя

Уже не одно столетие люди используют в пищу молоко. Этот продукт известен своими уникальными качествами и большим содержанием разнообразных витаминов и микроэлементов. Все они сочетаются таким образом, что достигается оптимальный баланс и легкая усвояемость человеческим организмом. Один из основных показателей качества и питательности молока — его плотность.

Показатель плотности

Средняя плотность натурального неразбавленного молока составляет 1,028. Это значение актуально для сырого молока. Допускаются отклонения на 2-3 единицы.

Повысить плотность молока могут различные компоненты: лактоза, белок или минеральные вещества. Жир тоже имеет отношение — при наибольшей жирности плотность, наоборот, будет меньше. Если же продукт разбавляют водой, его плотность становится меньше.

Таким образом, если установлено, что плотность молока находится на уровне менее 1,027 — это означает, что в молоке присутствует вода. То есть показатель плотности 1, 027 должен вызвать подозрение. В то же время и показатель свыше нормы свидетельствует о добавлении в молоко обрата. На подобные ухищрения идут поставщики молока, не отличающиеся добросовестностью по отношению к своему покупателю.

Вывод таков: плотность — это один из показателей, по которому можно определить натуральность продукта.

Факторы, влияющие на плотность молока

Понятно, что молоко от разных животных может иметь совершенно разные показатели. Все это сугубо индивидуально, особенно если учесть, что на плотность влияет множество самых разных факторов:

• Сколько времени прошло после отела. К примеру, сразу после родов, у коровы начинает продуцироваться молозиво. Этот период продолжается до 10 дней. Молозиво — удивительнейший продукт, жизненно необходимый новорожденным телятам. От того, получал ли теленок в полном объеме все молозиво матери, непосредственно зависит его иммунитет на протяжении всей жизни. Молозиво принципиально отличается по составу от молока. В нем присутствуют микроскопические жировые шарики, содержащие кислоты, которые нигде больше не содержатся. Плотность молозива составляет 1,050 и даже больше. Удивительно то, что с каждым днем этот показатель постепенно снижается до 1,040.
• Повышенная концентрация в молоке белков, сахаров и солей обуславливает повышенную плотность продукта.
• Временной период, когда проводились замеры. Лучше всего делать замер спустя примерно 2 часа после дойки. Если прошло меньше времени, то можно получить некорректный, более низкий показатель.
• Общее состояние здоровья коровы. Если у нее мастит, тогда показатель плотности снижается до 1,025, в некоторых случаях и ниже. Для того чтобы вернуть плотность молока в норму, нужно чтобы корова выздоровела.
• Рацион питания. От него непосредственно зависят и химический состав, и физические свойства. Чем более качественные корма потребляют животные, тем они будут здоровее, тем качественнее получится продукция на выходе.
• Особенности породы. Молочные коровы отличаются высокими, иногда и рекордными удоями. Но их молоко имеет наименьшую жирность, значит, молоко более плотное. По-другому обстоят дела с мясными коровами: надои у них меньше, но молоко жирнее, а, следовательно, менее плотное.
• Время года. Летом, когда животное находится на пастбищном содержании и получает вдоволь свежей сочной травы, молока очень много, оно богато минеральными веществами, но жира в нем немного, плотность высока. В холодный период года коровы получают концентрированные корма. От них повышается жирность молока, значит, оно становится менее плотным.

Как увеличить плотность молока

Чтобы увеличить показатель, необходимо соблюдать следующие рекомендации:

• Лечить заболевания КРС, изолировать больных особей для предотвращения распространения заболеваний в стаде. Для того чтобы перехватить болезнь на ранней стадии, нужно внимательно наблюдать за животными ежедневно.
• Составлять сбалансированный полноценный рацион для коров, особенно в зимнее время и в период лактации. Хороший уход и содержание в нормальном коровнике, регулярные прогулки тоже имеют немаловажное значение.
• В процессе дойки, хранения и особенно охлаждения в молоко не должна попадать вода.

Важно! Не разбавляйте молоко водой, ведь именно это самая распространенная причина недостаточной плотности продукта.

Способ измерения плотности

Для того чтобы определить плотность молока на профессиональном уровне, применяется прибор лактоденсиметр и мерный цилиндр:

• Молоко помещают в цилиндр так, чтоб не появилась густая пена. Цилиндр наполняется примерно на 2/3 всего объема.
• В молоко погружают лактоденсиметр.
• Нужно посмотреть на мениск так, чтоб он оказался на уровне глаз. Плотность устанавливается по верхнему краю мениска, точность измерения составляет 0, 0005. Для получения наиболее достоверного результата лактоденсиметром дважды надо пошевелить, и он сам определит среднее арифметическое значение из двух замеров.
• Подходящая температура молока для замера должна составлять +20 градусов. Более теплое молоко дает большую погрешность (0,0002 на каждый дополнительный градус).

Есть несколько способов определения плотности молока в домашних условиях:

• В воду требуется добавить несколько капель молока. Если это цельный натуральный продукт, не содержащий примесей, то капли начнут опускаться на дно емкости, постепенно растворяясь. Капли молока, уже разбавленного водой, растекаются сразу по поверхности воды.
• Если смешать исследуемое молоко со спиртом в пропорции 1:2 и затем вылить на тарелку, то хорошее цельное молоко сразу превратится в хлопья, то есть свернется. Из разбавленного молока хлопьев может не получиться совсем (это зависит от того, как сильно разбавлено молоко водой).

Состав молока

Молоко — продукт, обладающий сложным составом. Помимо полезных веществ, оно включает в себя и вредные. Понятно, что животное получает все эти компоненты в результате деятельности человека. Болезнетворные микроорганизмы коров получают при совместном содержании большого количества животных в тесных помещениях, что вызывает разные эпидемии у КРС. Вредные вещества очень быстро попадают молоко, следовательно и в организм человека тоже.

Химический состав молока тоже зависит от тех же факторов, что и его плотность. За те 300 дней, что корова лактирует, состав молока меняется трижды:

• Первые 10 дней после отела это молозиво. Оно даже на ощупь густое и имеет желтоватую окраску, привкус солоноватый, запах характерный. В нем максимальное количество белка (до 11%), минералов (до 1,2%) и очень высокая кислотность (40-50). Молозиво никогда не используется человеком в пищу. Из-за своей специфичности это считается нецелесообразным, но зато для теленка оно имеет огромную ценность, ведь в нем заложено максимальное количество полезных веществ, и все они необходимы детенышу для нормального формирования его иммунной системы. Потому молозиво спаивается теленку в полном объеме. Либо, если применяется подсосный метод содержания (теленок вместе с матерью), то он высасывает сам необходимое количество молозива.
• Затем почти весь период идет обычное молоко. Жирность молока может зависеть от возраста животного, содержание молочного сахара (лактозы) от этого показателя не зависит и остается неизменным. Молоко содержит такие компоненты, которые не присутствуют ни в одном другом продукте. Это казенны, лактоза, молочный жир, лактальбумин, лактоглобулин.
• Последние две недели до отела — стародойное молоко.

Зависимость жирности молока от кормов

Как уже упоминалось, от рациона питания и кормов зависит жирность молока, следовательно, и его плотность. Особенно от физико-механических свойств концентрированных кормов зависит содержание жира. Считается, жир появляется из-за уксусной кислоты. Она вырабатывается при поедании сена и силоса в большом количестве. То есть от рациона зависит синтез молочного жира.

Все будет иначе при скармливании корове грубых кормов или комбикорма. Из-за таких кормов существенно уменьшается жвачный период животного. Следствием этого становится снижение количества слюны и нарушение ее состава, отсюда — сокращение выработки уксусной кислоты со всеми вытекающими последствиями.

Важно! На снижение жирности молока влияет и недостаток крупноволокнистой клетчатки. Такое бывает, когда коровы только начинают пастись весной и в молодой траве присутствует еще очень мало клетчатки. Весеннее молоко наименее жирное — всего 2,8-2,9%.

На жирность влияет даже степень измельчения кормов. Так, если корове давать слишком мелкие корма или сильно измельченные, они очень быстро выводятся из организма, и жир не успевает синтезироваться.

Даже если корове давать жирные корма, это не дает гарантии, что молоко станет жирнее. Может даже наблюдаться обратный эффект: снижение жирномолочности. Примером тому служат конопляный и рапсовый жмых — при всей своей высокой жирности они только снижают жирность продукта. Льняной, подсолнечный и хлопчатниковый жмых повышает, но лишь на время. То же самое относится и к крестоцветным культурам — свекле, турнепсу.

Сухой свекольный жом, наоборот, повышает жирность и даже надои. Этот компонент считается очень полезным для коров, даже больше, чем зерно.

Отлично повышают жирность пивные дрожжи, но их нужно давать только небольшой период. Они могут повысить жирность на 0,5-0,6%. Трехдневный курс дрожжей будет поддерживать жирность на протяжении 7-8 недель.

От чего зависит плотность молока у коров?

Среди таких физических свойств молока, как текучесть и градус замерзания, особое значение имеет плотность. Она определяет натуральность продукта. Плотность зависит от содержания жира. У обезжиренного молока показатель выше, чем у молока из-под коровы. А у сметаны ниже, чем у фермерского напитка. Что влияет на плотность коровьего молока и можно ли ее поднять в домашних условиях?

Норма плотности коровьего молока

Масса молока при температуре в двадцать градусов по Цельсию в определенном объеме называют плотностью. Она измеряется в градусах Ареометра (°А). Данная единица равна сотым и тысячным долям плотности.

В среднем плотность насчитывает 1,028 (28 °А). Это показатель для сырого молока. Значения могут разниться в ту или иную сторону несильно, на две-три условных единицы в градусах Ареометра.

Плотность повышается, исходя из следующих значений:

Их должно содержаться в молоке много. Соответственно, чем большая жирность у напитка, тем плотность будет ниже. Таким образом показатель получается из жира (0,9225 г/см3), природного сахара (1,6103), белков (1,3398) и солей (2,8575). Их наличие в молоке в определенном количестве будет отражаться в плотности.

Если к молоку прибавить десять процентов воды, то плотность продукта уменьшится примерно на три килограмма на сантиметр кубический. Показатель ниже 1,027 говорит о присутствии воды, цифра в 1,027 вызывает подозрения, а 1,028 свидетельствует о натуральности продукта.

Если малая плотность говорит о разбавлении водой, то большая – о подмешивании с обратом (удаление жиров сепаратором) или отсутствии жирных сливок. Стоит снять их и долить воды, как плотность не изменится. Так поступают недобросовестные производители, пользуясь данным свойством. Для этого им достаточно высчитывать норму жира, ликвидировать его и восполнять разницу.

Поэтому информация о плотности все равно остается главным свидетельством натуральности напитка.

Влияние на натуральность продукта

Наибольшую жирность в молоке определяют после рождения телят. В этот период его плотность будет высокой по естественным причинам. Известно, что в молозиве, столь полезном для теленка, есть крохотные шарики жира и состав их другой, с большим содержанием определенных кислот.

Вот от чего зависит плотность молока у коровы:

• при повышении количественного состава солей, белков и сахара будет идти повышение плотности. Это химические свойства продукта, влияющие на его физический показатель;
• цифры могут разниться в зависимости от времени замера. Если не выждать нужный интервал, то показатель будет заниженным. Следует производить расчеты через пару часов после дойки;
• у упомянутого молозива высокая плотность, начиная с первых дней, 1,050 и выше. С каждым плотность уменьшается до 1,040. Поэтому на показатель влияет время и период лактации;
• здоровье животного. При воспалении вымени цифра будет снижаться до 1,025 и ниже. Увеличить плотность можно только после лечения заболевания и полного выздоровления;
• питание. Кормление коровы влияет на химический состав молока, а значит и на физические свойства. Также качественные корма способствуют укреплению иммунитета, голодному животному сложнее бороться с болезнями;
• порода коров. Крупный рогатый скот делится на молочные и мясные породы. В первом случае буренки дают высокие удои, но молоко с низкой жирностью. Либо наоборот. Есть особи, у которых в целом жирномолочность на высоте. От это будет повышаться и понижаться плотность;
• сезонность. Зачастую плотность сбавляется в холодное время, зимой и ранней весной. В этот период КРС больше всего не хватает минеральных веществ.

В итоге получается, что у коровы плотность молока зависит от других показателей и составляющих молока, состояния ее организма.

Как увеличить показатель?

Чтобы повлиять на плотность, нужно сначала иметь точные данные относительно данного показателя. В лабораториях и промышленных предприятиях в этих целях используют лактоденсиметры и ареометры.

Приборы позволяют сравнивать данные и выводить достоверный результат.

Но иногда устройства являются недоступными для небольших хозяйств и тем более для владельцев одной или двух буренок. Тогда они задумываются о том, как повысить плотность молока у коровы в домашних условиях?

Узнать показатель дома без специального оборудования:

1. налить немного молока в стакан с водой. Если молоко без лишних примесей, то оно падает сначала на дно, а потом растворяется. Если же молоко разбавили, то оно начнет расплываться уже на поверхности;
2. добавить к продукту спирт, взять соотношение один к одному. Смешанную жидкость вылить на тарелку. Натуральное молоко наполнится подозрительными хлопьями. А в разбавленном водой продукте хлопья не будут появляться некоторое время.

Из этого можно сделать вывод, что молоком высшего сорта считается неразбавленное, а значит с высокой плотностью.

Поэтому чтобы повысить плотность молока у коровы в домашних условиях необходимо соблюдать рекомендации: