6.1. Analiza fizykochemiczna i higieniczna

mleka surowego

Anna Berthold

Podstawy teoretyczne

Podstawowe cechy fizyczne i skład chemiczny mleka surowego

Mleko jest płynną wydzieliną gruczołu mlecznego ssaków (u przeżuwaczy, w,tym także krów, tzw. wymienia) zawierającą. 8$^0%j$rody i 20-1ofl sachej masy, na którą składają się głównie tłuszcz, białka, laktoza oraz sole mineralne.

Mleko krowie zbiorcze ,czyli pochodzące od więcej niż 3 krów, wykazuje dość stały skład chemiczny i z tego względu jego cechy fizyczne, takie jak gę­stość i temperatura zamarzania mają także wartości dość stałe.

Gęstość mleka zbiorczego powinna wynosić 1,028-1,032 g/cm³. Wielkość ta stabilizuje się dopierćppo upływit kilku godzin po udoju, ha co #p|yK ma| proces uwadniania białek i ustalania się zawartości gazów. Mleko odtłuszczo­ne wykazuje gęstość około 1,035 g/cm³, czyli wyższą niż mleko pełne, co spoi wodowane jest odjęciem z mleka najlżejszego składnika - tłuszczu mlecznego o gęstości 0,939 g/cm . W przypadku zafałszowania mleka przez dodatek wodyl gęstość mleka obniża się proporcjonalnie do ilości dodanej wody, gdyż gęstość wody jest niższa niż mleka.

Temperatura zamarzania mleka zbiorczego wykazuje nieznaczne tylko wa­hania od -0,520 do -0,550°C. Wynika to ze stałości ciśnienia osmotycznego mleka. Na obniżenie temperatury zamarzania mleka w stosunku do wody naj-l większy wpływ mają laktoza i sole mineralne, tworzące w mleku roztwór właśl ciwy. Wahania temperatury zamarzania mogą być wywołane dodatkiem wody (dodatek 1% wody do mleka powoduje wzrost temperatury zamarzania mlekaf o 0,004°C) albo nadkwaszeniem mleka (przyrost kwasowości miareczkowej o 1°SH powoduje obniżenie jego temperatury zamarzania o 0,01°C). Z tego pol] wodu oznaczenie temperatury zamarzania mleka jest precyzyjnym wskaźnikiem stosowanym do wykrywania zafałszowania mleka wodą. Według wymagań obili wiązujących w Polsce przy skupie mleka surowego jego temperatura zamarzania nie może być wyższa niż -0,512°C.

Wydajność mleczna oraz skład i jakość mleka surowego są zależne od czynni­ków genetycznych, środowiska hodowlanego oraz stanu fizjologicznego kroisJJ Spośród czynników genetycznych dominujące znaczenie ma rasa krowy, a tak­że czynniki osobnicze. Do najważniejszych ras bydła mlecznego użytkowanego w Polsce i na świecie należą: rasa czarno-biała (inaczej fryzyjska), czerwono- -biała, jersey i simentalska. Spośród czynników środowiskowych wpływających na skład mleka najważniejszymi są: żywienie, warunki klimatyczne oraz pora roku. Podstawowymi czynnikami fizjologicznymi wpływającymi na zawartość różnych składników w mleku są: okres laktacji, wiek krowy, odstępy czasowe pomiędzy dojami, stan zdrowotny krowy oraz stymulacja hormonalna.

Przeciętny skład chemiczny mleka krowiego przedstawiono w tabeli 6.1.

Tabela 6.1. Skład chemiczny mleka krowiego

Składnik	Zawartość [%]
		średnio	wahania
Woda	87,2	85-89
Sucha masa	12,8	11-15
Tłuszcz	3,7	2,7-6,0
Kazeina	2,6	2,0-3,2
Białka serwatkowe	0,6	0,6-0,8
Pozostałe substancje azotowe	0,2	0,2-0,1
Laktoza	4,8	4,4-5,2
Inne związki organiczne	0,2	0,1-0,3
Popiół	0,7	0,6-0,8

Źródło: Pijanowski i in. 1980, Ziajka 1997.

Zawartość suchej masy w mleku krowim mieści się w zakresie od 11 do 15%, średnio 12,8%. Wahania tej wartości spowodowane są zmienną zawartoś­cią tłuszczu w mleku. Na podstawie zawartości suchej masy i zawartości tłusz­czu można łatwo obliczyć zawartość suchej masy beztłuszczowej w mleku, która ulega stosunkowo niedużym wahaniom i jej obniżenie poniżej 8% może być orientacyjnym wskaźnikiem ewentualnego zafałszowania mleka wodą.

Zawartość tłuszczu w mleku waha się od 2,7 do 6%, zależnie od rasy krowy i innych czynników, o których mowa była wcześniej. Tłuszcz mleczny repre­zentowany jest głównie przez triacyloglicerole (98,3%), diacyloglicerole (0,3%), monoacyloglicerole (0,03%), wolne kwasy tłuszczowe (0,1-0,44%), fosfolipidy (0,8-1,0%), sterole (0,35%) oraz niewielki odsetek karotenoidów i witamin roz­puszczalnych w tłuszczu. Tłuszcz w mleku występuje pod postacią drobnych kuleczek w większości o średnicy od 2 do 6 pm. W 1 cm³ mleka znajduje się 2-6 mld kuleczek tłuszczowych. Na powierzchni kuleczki tłuszczowej występu­je tak zwana otoczka zbudowana z białek, fosfolipidów, cerebrozydów, choleste­rolu, glicerydów i wody. W skład otoczki wchodzą także enzymy, na przykład oksydaza ksantynowa i fosfataza alkaliczna. Dzięki takiej budowie kuleczek tłuszczowych emulsja tłuszczowa w mleku wykazuje znaczną stabilność.

Mleko normalne zawiera przeciętnie około 3,4% substancji azotowych ogółem (jfoi^Wfotfółem), które obejmują białka właściwe (3,2%) oraz związki azotowe nieb i ałkowe-.,(0,2 %). Związki azotowe niebiałkowe reprezentowane są głównie przez'peptydy; wolne aminokwasy, mocznik, amoniak i nukleotydy. Głównym białkiem mleka jest kazeina, która stanowi około 2,6% i składa się ź następuj^jcch.czterech podstawowych frakcji: a_s. P, 3S: i y> Frakcje te tworzą kompleksy, które-związane są ze sobą głów nie wiązaniami wapniowo-fosforo- wymi, tworząc micele. Micele kazeinowe mają średnicę od 25 do 300 nm i w fazie wodnej mleka tworzą roztwór koloidalny. Pozostałe białka mleka, które po wytrąceniu kazeiny w jej punkcie izoelektrycznym (pH 4,5—4,6) lub za po­mocą podpuszczki pozostają rozpuszczone w serwatce, określa się jako białka serwatkowe. Stanowią one w mleku około 0,6%. Do białek serwatkowych zali­cza się albuminy (a-laktoalbumina, P-laktoglobulina oraz albumina serum krwi) występujące w ilości około 0,5% oraz immunoglobuliny - do 0,1%. Zawartość w mleku albumin, a szczególnie immunoglobulin jest wyraźnie większa w pierw­szych dniach po wycieleniu krowy. W stanach zapalnych wymienia zmniejsza się zawartość kazeiny, a zwiększa zawartość immunoglobulin.

Laktoza, czyli cukier mlekowy, jest dwucukrem zbudowanym z D-glukozy i D-galaktozy połączonych wiązaniem P-glikozydowym. Jej zawartość w mleku normalnym wynosi średnio 4,8%, przy czym w początkowym i końcowym okre­sie laktacji obserwuje się zmniejszenie zawartości laktozy. W stanach zapalnych wymienia następuje zahamowanie syntezy laktozy, co powoduje zmniejszenie jej ilości W mleku.

Zawartość popiołu w mleku krowim wynosi średnio 0,7% i jest wartością stałą. W mleku przeWażąjąpierwiastki zasadotwórcze, to jest potas (138 mg/100 cm³ mleka),, wapń (125 mg/100 cm³ mleka), sód (58 mg/100 cm³ mleka) i mag­nez (12 mg/100 cm mleka), co powoduje, że popiół mleka w przeciwieństwie do kwasowości popiołu większości produktów spożywczych odznacza się korzyst­ną z punktu widzenia żywieniowego, dużą zasadowością. Wśród pierwiastków kwasotwórczych w największych ilościach występują chlor (103 mg/100 cnr i mleka) oraz fosfor (96 mg/100 cm³ mleka).

O stałości ciśnienia osmotycznego mleka w głównej mierze decyduje zawar-j tość chlorków i laktozy. Zmniejszeniu zawartości laktozy w mleku towarzyszy wzrost zawartości chlorków. Zaburzenie równowagi między tymi składnikami mleka ma miejsce na przykład w przypadku pierwszych i ostatnich dni laktacji, a zwłaszcza w przypadku zapalenia wymienia, kiedy zawartość laktozy obniża się do 3,5% lub niżej, a zawartość chlorków wzrasta od normalnej zawartości około 0,1% do nawet powyżej 0,145%. Stan równowagi między zawartością lak­tozy i chlorków odzwierciedla tak zwana liczba chlorocukrowa (L.Ch.):

Cl

L.Ch. = —— 100 [%]

laktoza }

gdzie:

Cl - zawartość ehlorków w mleku [%], laktoza - zawartość, laktozy w mleku [%].

Liczba chlorocukrowa dla normalnego mleka nie powinna przekraczać wartości 2,1. Większe jej wartości świadczą o stanie zapalnym wymienią W ostrych stanach klinicznych tego schorzenia liczba chlorocukrowa może na-_: wet osiągnąć wartość 5-6. Liczba ta może być wskaźnikiem diagnostycznym stanu zchoppśiego gruczołu mlecznego.

Zależność między składem chemicznym mleka a gęstościąmoż-e być wyra­żona w sposób matematyczny, na przykład w postaci równania Fleischmanna, w którym na postawie znanej zawartości, tłuszczu oraz gęstości tnleka możaa obliczyć zawartość suchej masy w mleku (s.m.) i ząy^aitość -suchej ben tłuszczowej (s.m.b.):

gOOJ-lOO)

san. e 1,20/ + -

d

s.m.b. = s.m. -/ gdzie:

p.m. - zawartość suchej m,asy w mleku [%], p.m.b. zawartość suchej masy beztłuszczowej w mleku [%], /- zawartość tłuszczu w mleku d- gęstość mleka w temperaturze 20°C [g/cjaj ].

Ocena świeżości mleka surowego

Podstawowym kryterium oceny świeżości mleka (inaczej skutków działal- ności drobnoustrojów w mleku) jest jego kwasowość. Procesy-fermentacyjitl, [jakie zachodzą w wyniku rozwoju drobnoustrojów^ prowadzą §tównie do "po­wstawania kwasu mlekowego z laktozy, a w wyniku tego do zmiany kwasowości miareczkowej i pH mleka. Oprócz oznaczenia kwasowości miareczkowej i pH mleka istniejątakże szybkiej'orientacyjnepróby na wykrywahiefego nadkwaf||i nia, jak: próba na zagotowani! oraz pojedyhc-za i podwójna prefaagalkoholową!^: Odczyn śwież®o mleka krowiego jest lekko kwaśny, jego pH wynosi 6,5> • -6,8 (średnio 6,65) i dostarcza informacji o aktualnym stężeniu wolnych jo­nów wodorowych. Przez zmiareczkowanie mleka mianowanym 0,25-molowym roztworemśT$aOH wobec fenoloftaleiny, ustala się kwasowość potencjalną (ina­czej miareczkową)⁴ rrrieka. Kwasowość miareczkową miśka wyraża się w stop­niach -Sokhlfeta-HęńkMi^SH), przy czym jeden stopień odpowiada jednemu cm³ 0^-mol©Wego roztworu NaOH zużytemu na zmiareczkowanie 100 cm³ mleka ⁵.wobe'cv4 ;cm³'2-procentowego alkoholowego roztworu fenoloftaleiny. W czasie miareczkowania mleka zobojętnia się nie tylko \vbtne, ale również związane jony wodorowe: .Normalne świeże mleko wykazuje kwasowość miareczkową 6^5—i.je'st -układem dość silnie zbuforowanym przez białka i fosforany. W czasie; miareczkowania świeżego mleka wobec fenoloftaleiny około 45% ob­jętości-zużytego roztworu NaOH zobojętnia zjonizowane grupy imidazolowe i aminowe reszt aminokwasowych kazeiny oraz białek serwatkowych. Podobna część zużyta jest na przekształcenie fosforanów jednozasadowych w dwu- i trój- zasadowe. Pozostałe -10% roztworu NaOH zobojętnia kwaś* węglowy do kwaś­nego węglanu. W przypadku schorzenia wymienia (mastiti.s ) pH mleka wzrasta w kierunku-' bardziej zasadowym, natomiast kwasowość miareczkowa maleje głównie ze względu na zmniejszenie zawartości białka w mleku.

Najprostszą metodą oceny świeżości mleka jest próba na zagotowanie po- legająca na doprowadzeniu badanej próbki mleka do wrzenia, ale próby tej nie wykorzystuje się w warunkach laboratoryjnych do oceny jakości mleka surowe­go. Metodę tę można ewentualnie stosować w warunkach domowych. Ścięcie mleka świadczy o bardzo silnym jego nadkwaszeniu (następuje przy kwasowo- ści powyżej 12°SI I). Innymi'znanym i metodami oceny świeżości mleka sąpróby alkoholowe - pojedyncza i podwójna. W metodach tych wykorzystuje się fakt zwiększenia wrażliwości białek mleka przy podwyższonej kwasowości na wy- trącanie &if pod wpływem alkoholu. Ścinanie się nadkwaszonego mleka nastę­puje tym szybciej i łatwiej, im większe jest stężenie alkoholu.

W przypadku codziennego odbioru mleka surowego od producenta, według wymagań obowiązujących w Polsce, mleko powinno być schłodzone do tempe­ratury poniżej 8°C, natomiast przy dłuższych odstępach czasu między odbiorami (np. co drugi dzień) producent powinien schłodzić mleko do temperatury nie wyższej niż 6°C. Jednak najbardziej racjonalnym sposobem przeciwdziałania nadkwaszeniu surowca mleczarskiego i utrzymania jego jakości mikrobiologicz-: nej, ze względu na zahamowanie rozwoju bakterii psychrotrofowych (bakterie zdolne do rozwoju w temperaturze około 7°C lub niższej, bez względu na op­tymalną temperaturę rozwoju), jest schłodzenie mleka bezpośrednio po doju do temperatury poniżej 4°C i przechowywanie go w tym stanie przez okres poprze­dzający dalszy przerób.

Ocena jakości higienicznej mleka surowego

Przez pojęcie jakości higienicznej mleka rozumiemy liczbę zawartych w mle­ku drobnoustrojów, liczbę komórek somatycznych oraz obecność w mleku sub­stancji aktywnych biologicznie, na przykład antybiotyków.

Liczba drobnoustrojów zależy głównie od poziomu higieny pozyskiwa­nia mleka (czystość otoczenia krowy, czystość wymienia, sprzętu udojowego i urządzeń służących do schładzania mleka po doju oraz higieny personelu), jego schłodzenia po doju, czasu przechowywania w gospodarstwie oraz utrzy­mania w stanie schłodzonym w czasie transportu z gospodarstwa do mleczarni. W mleku surowym występują różne drobnoustroje, które dostają się do mleka z wymienia (gatunki z rodzajów: Micrococcus, Streptococcus, Staphylococcus i Corynebacterium) albo ze środowiska zewnętrznego w czasie doju (bak­terie przetrwalnikujące z rodzajów Bacillus i Clostridium, bakterie z grupy coli, Enterococcus oraz bakterie kwasu mlekowego z rodzajów Lactococcus i Lactobacilluś). Drobnoustroje te można pogrupować ze względu na zmiany, ja­kie mogą wywoływać w mleku na przykład bakterie proteolityczne, lipolityczne i bakterie kwaszące. Część drobnoustrojów występujących w mleku surowym wykazuje zdolności psychrotrofowe, co sprawia, że w mleku surowym nawet szybko schłodzonym po doju do temperatury 6-8°C znajdują one warunki do rozwoju, wpływając na obniżenie jakości surowca mleczarskiego. W mleku surowym mogą także występować drobnoustroje chorobotwórcze, do których należą bakterie z gatunków Escherichia coli, Yersinia enterocolitica, Listeria monocytogenes, Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa oraz bakterie z rodzaju Salmonella. Mleko przeznaczone do przerobu w Polsce i pozostałych krajach Unii Europejskiej powinno zawierać nie więcej niż 100 000 j.t.k. bakterii tlenowych mezofilnych w 1 cm (Rozporządzenie Ministra Rolnictwa i Rozwoju Wsi z dnia 18 sierpnia 2004 roku w sprawie wymagań weterynaryjnych dla mle­ka oraz produktów mlecznych, DzU 04.188.1947).

Przez pojęcie komórek somatycznych w mleku rozumie się całe lub zniszczo­ne komórki pochodzące z nabłonka pęcherzyków, przewodów i zatok mlecznych oraz komórki pochodzące z krwi i limfy, przy czym w 20-40% są to leukocyty. W dobrej jakości, normalnym pod względem fizjologicznym, mleku komórki somatyczne występują w ilości do 200 tysięcy w 1 cm³. Liczba komórek soma­tycznych w mleku zależy od wieku krowy, liczby laktacji i cech osobniczych, przy czym im więcej laktacji, tym liczba komórek somatycznych zwiększa się. Z tych względów wymagania obowiązujące w Polsce określają dopuszczalną liczbę komórek somatycznych w mleku na 400 tysięcy w 1 cm³ mleka. W mleku od krów dotkniętych zapaleniem wymienia silnie wzrasta liczba komórek soma­tycznych ponad tę wartość.

Do określenia jakości higienicznej mleka stosuje się metody i testy pozwalaj^ ce na uzyskanie informacji dotyczącej:

• stopnia zanieczyszczenia mikrobiologicznego (metody oznaczenia ogóla nej liczby drobnoustrojów w 1 cm³ mleka: klasyczna metoda płytko! wa na płytkach Petriego, klasyczna metoda płytkowa, ale z użycieri Petrifilmów, metody instrumentalne),

• liczby komórek somatycznych (metoda instrumentalna oraz próby diagncl styczne na mastitis, np. próba Whiteside'a),

• obecności substancji hamujących, w tym antybiotyków.

W ocenie jakości mleka surowego szczególne znaczenie ma także wykryi cie ewentualnej obecności substancji hamujących, a zwłaszcza antybiotyków® Surowiec mleczarski nie może zawierać antybiotyków zarówno ze wzglęl dów technologicznych (hamowanie rozwoju mikroflory mlekowej techniczna w przypadku wyrobu mlecznych produktów fermentowanych), jak i ze względó\i zdrowotnych (wywoływanie reakcji alergicznych u konsumentów, uodporniania mikroflory chorobotwórczej na antybiotyki oraz niepożądane oddziaływanie ną korzystną mikroflorę przewodu pokarmowego człowieka). Obecność antybiój tyków w mleku określa się metodami mikrobiologicznymi lub enzymatyczna mi. Metody enzymatyczne oparte są na wykorzystaniu enzymatycznych reakcji barwnych, a metody mikrobiologiczne - na wykorzystaniu szczepów testowycH (najczęściej z gatunku Bacillus steawthermophilus), których rozwój hamowana jest przez antybiotyki.

Jednym z podstawowych wskaźników poziomu higieny otrzymywania mleka jest także oznaczenie zanieczyszczeń mechanicznych w mleku polegające na przel sączeniu określonej ilości mleka przez standardowy sączek z waty w specjalnyrii aparacie filtrującym, tak zwanym aparacie MIFI. Stopień zanieczyszczeń mecłtól nicznych określa się następnie przez porównanie sączka z wzorcami.

Ocena jakości surowca w zakładach mleczarskich obejmuje określenie podj stawowego składu chemicznego mleka, ogólnej liczby drobnoustrojów, liczba komórek somatycznych oraz wykrycie ewentualnej obecności substancji hamul jących. Do określenia zawartości białka, tłuszczu i laktozy w mleku wykorzyl stywane są najczęściej aparaty, których działanie oparte jest na selektywnej abl sorpcji promieniowania podczerwonego przez te składniki mleka. Do określeni! ogólnej liczby drobnoustrojów stosowane są urządzenia, w których odwirowani z mleka komórki bakteryjne są barwione i automatycznie liczone jako impuls^ świetlne na wirującym dysku mikroskopu. Do określenia liczby komórek somai tycznych w mleku zastosowanie znajdują urządzenia, których działanie oparta jest na zasadzie cytometru przepływowego z wykorzystaniem fluorooptoelektrol nicznej metody zliczania. Cząsteczki DNA zawarte w komórkach somatycznych są barwione za pomocą selektywnych barwników, a następnie po wystawieniu na

działanie światła o określonej długości obserwowane jest zjawisko fluorescencji, na podstawie którego urządzenie oblicza liczbę komórek somatycznych w bada­nej próbce mleka.

Część praktyczna

Celem części praktycznej jest zapoznanie się z zasadami oznaczania zawar­tości wybranych podstawowych składników chemicznych w mleku, z metodami oznaczania zafałszowania mleka surowego przez rozwodnienie oraz z metodami oznaczania jego jakości higienicznej i świeżości.

Każdy oceniający otrzyma próbkę mleka surowego o objętości około 300 cm³, którą podda podanym niżej oznaczeniom, a otrzymane wyniki zestawi, wykorzystując na wzór tabelę 6.2 oraz umieści wnioski końcowe podsumowują­ce jakość badanej próbki mleka.

Tabela 6.2. Zbiorcze zestawienie wyników Nr próbki mleka

Badana cecha	Wynik
Gęstość mleka [g/cm^3]
Temperatura zamarzania mleka [°C]
Ilość wody dodanej [%]
Kwasowość miareczkowa [°SH]
PH
Wynik próby alkoholowej pojedynczej
Wynik próby alkoholowej podwójnej
Wynik próby na zagotowanie
Zawartość białka ogółem w mleku [%]
Zawartość kazeiny w mleku [%]
Zawartość tłuszczu w mleku [%]
Zawartość suchej masy w mleku [%]
Zawartość suchej masy beztłuszczowej w mleku [%]
Zawartość chlorków w mleku [%]
Wynik próby Whiteside'a
Obecność w mleku antybiotyków

Oznaczenie gęstości metodą areometryczną

Pomiaru dokonuje się przez zanurzenie w mleku laktodensymetru i odczy­tanie gęstości na cienkim, kalibrowanym trzpieniu przyrządu.

Przed wykonaniem pomiaru mleko należy ogrzać do temperatury 40°C (w celu roztopienia tłuszczu, który przy przechowywaniu mleka w stanie schło­dzonym mógł ulec krystalizacji) i schłodzić do temperatury 20°C. Następnie ostrożnie po ściance wlać mleko do suchego cylindra o pojemności około 250 cm w ilości pozwalającej na swobodne zanurzenie laktodensymetru. Ostrożnie zanurzyć w mleku suchy i czysty laktodensymetr tak, by nie dotykał do ścianek cylindra, a po kilku sekundach odczytać gęstość według menisku górnego.

Mleko świeże surowe powinno mieć gęstość nie mniejszą niż 1,0280 g/cm³. W przypadku zafałszowania mleka przez dodatek wody jego gęstość obniża się proporcjonalnie do ilości dodanej wody, gdyż jej gęstość jest mniejsza niż mleka.

Oznaczenie temperatury zamarzania mleka

Zasada oznaczenia temperatury zamarzania mleka polega na szybkim, sil­nym schłodzeniu próbki i określeniu stałej temperatury związanej z wymraża- niem kryształów lodu, będącej temperaturą zamarzania mleka.

Pomiaru dokonuje się w krioskopie „Cryo-Star I" firmy Funke Gerber. Delikatnie wymieszać próbkę badanego mleka surowego i napełnić nią probów­kę pomiarową tak, aby poziom cieczy znajdował się pomiędzy dwoma kreskami umieszczonymi na probówce, a następnie umieścić ją w stanowisku pomiaro­wym. Dalej postępować według instrukcji obsługi krioskopu.

Po zakończonym pomiarze z wyświetlacza urządzenia spisać temperaturę zamarzania mleka oraz przeliczony procent wody dodanej do mleka.

Temperatura zamarzania mleka surowego nie może być wyższa niż -0,512°C.

Oznaczenie kwasowości miareczkowej mleka

Pomiar kwasowości miareczkowej polega na zmiareczkowaniu określonej porcji mleka mianowanym 0,25-molowym roztworem NaOH wobec fenoloftalei- ny jako wskaźnika.

Do kolby stożkowej na 100 cm³ odmierzyć 25 cm³ mleka, dodać 1 cm 2-procen- towego alkoholowego roztworu fenoloftaleiny i miareczkować mianowanym 0,25- -molowym roztworem NaOH do uzyskania jasnoróżowego zabarwienia, utrzy­mującego się przez 30 sekund. Wynik miareczkowania przeliczyć na kwasowość w stopniach Soxhleta-Henkla, mnożąc liczbę cm³ zużytego ługu przez 4.

Kwasowość miareczkowa normalnego, świeżego mleka wynosi 6,5—7,5°SH. Kwasowość powyżej tego zakresu może świadczyć o nadkwaszeniu mleka (np. przechowywanie mleka w zbyt wysokiej temperaturze), natomiast kwasowość miareczkowa poniżej 6,5°SH może być obserwowana w przypadku mleka masti- tisowego (czyli pochodzącego od krów chorych na zapalenie wymienia) lub zafał­szowania mleka przez dodatek wody lub substancji alkalizujących.

Oznaczenie pH mleka

Oznaczenie kwasowości czynnej (pH) wykonuje się metodąelektrometrycz- ną przez pomiar aktywności jonów wodorowych przy użyciu pehametru.

Do zlewki o pojemności 50 cm nalać około 40 cm³ mleka, zanurzyć w mleku opłukaną wodą destylowaną i osuszoną za pomocą bibuły elektrodę pehametru i na wyświetlaczu odczytać wynik. Przed wykonaniem pomiaru peha­metr wyskalować wobec roztworów buforowych według instrukcji.

Świeże, normalne mleko charakteryzuje się stosunkowo stałą kwasowością czynną, przeciętnie na poziomie pH 6,5-6,8 (średnio 6,65). Wartości mniejsze niż pH 6,5 świadczą o nadkwaszeniu, a większe od pH 6,8 - o stanach chorobowych wymion (mastitis) lub o zafałszowaniu mleka (alkalizacja lub rozwodnienie).

Próba alkoholowa pojedyncza i podwójna

Próby alkoholowe polegają na dehydratacyjnym działaniu alkoholu (wzrost jonizacji grup aminowych) w stosunku do kazeiny, która w normalnych warun­kach tworzy dość trwały układ koloidalny. Wrażliwość białek mleka uzależnio­na jest od wielu czynników, między innymi od jego kwasowości (podwyższona kwasowość pogłębia ich podatność na wytrącanie pod wpływem alkoholu).

W celu wykonania próby pojedynczej należy w probówce zmieszać 1 cm³ mleka i 1 cm³ 68-procentowego alkoholu etylowego i obserwować, czy na ścian­kach probówki nie pojawiły się skłaczenia. Aby wykonać próbę podwójną do mieszaniny mleka i alkoholu dodać kolejny 1 cm³ etanolu i po wymieszaniu obserwować, czy mleko nie ścina się.

Normalne mleko świeże w warunkach pojedynczej próby nie ścina się. Przy kwasowości nieco podwyższonej (powyżej 8,5°SH) pojawia się drob­noziarniste, słabe skłaczenie, które w miarę wzrostu nadkwaszenia (do 10,0- -10,5°SH) jest bardziej obfite i gruboziarniste. Podobnie zachowuje się mleko kolostralne i od krów chorych na mastitis. W obu przypadkach, pomimo obni­żonej kwasowości miareczkowej, pojawiają się skłaczenia, ponieważ stan koloi­dalny białek został zachwiany. W podwójnej próbie alkoholowej tylko mleko od krów zdrowych i zupełnie świeże (poniżej 8°SH) nie ścina się.

Próba na zagotowanie

Do probówki wlać około 2-5 cm mleka i na małym płomieniu palnika do­prowadzić do wrzenia, a po schłodzeniu obserwować, czy w mleku nie pojawiły się skłaczenia.

Ścięcie się mleka w trakcie zagotowania świadczy o jego nadmiernej kwa­sowości miareczkowej (powyżej 12°SH) lub o obniżonej termostabilności białek (spowodowanej podwyższoną kwasowością mleka lub rozwojem bakterii prote­olitycznych).

Oznaczenie zawartości białka metodą formolową

Metoda polega na miareczkowym oznaczeniu stężenia jonów wodorowych uwolnionych z grup e-aminowych (-NH3⁺) białek w wyniku reakcji tych grup z aldehydem mrówkowym (formaliną). Oznaczenie przeprowadza się w dwóch etapach, pierwszy polega na zobojętnieniu mleka 0,1-molowym roztworem NaOH wobec fenoloftaleiny, a drugi - na zmiareczkowaniu za pomocą 0,1-mo­lowego NaOH jonów H⁺ uwolnionych po dodaniu do mleka aldehydu mrówko­wego. Procentową zawartość białek lub kazeiny w mleku oblicza się, mnożąc liczbę cm³ 0,1-molowego NaOH zużytych w drugim miareczkowaniu (po doda­niu formaliny) przez odpowiedni mnożnik, który dla kazeiny wynosi 1,47, a dla białka ogólnego -1,92.

Do kolby stożkowej o pojemności 250 cm³ odmierzyć 10 cm mleka, dodać 0,5 cm³ 2-procentowego roztworu fenoloftaleiny i miareczkować 0,1-molowym NaOH do uzyskania jasnoróżowej barwy. Następnie dodać 4 cm³ formaliny roz­cieńczonej wodą w stosunku 1:1, świeżo zobojętnionej wobec fenoloftaleiny do lekko różowego zabarwienia i ponownie miareczkować 0,1-molowym NaOH do otrzymania barwy jasnoróżowej. Obliczyć zawartość białka ogółem, mno­żąc liczbę cm³ 0,1-molowego NaOH zużytego w drugim miareczkowaniu przez współczynnik 1,92 oraz zawartość kazeiny, mnożąc liczbę cm³ NaOH przez współczynnik 1,47.

Zawartość kazeiny w mleku wynosi około 2,6%, a białka ogółem - 3,4%.

Oznaczenie zawartości tłuszczu metodą butyrometryczną

Metoda butyrometryczną (metoda Gerbera) polega na wydzieleniu tłuszczu z mleka w kalibrowanym, szklanym naczyniu, tak zwanym butyrometrze (tłusz- czomierzu), z zastosowaniem siły odśrodkowej, po uprzednim uwolnieniu ku­leczek tłuszczowych od otoczek fosfolipidowo-białkowych. Do rozpuszczenia otoczek stosuje się stężony 90-91-procentowy kwas siarkowy o gęstości 1,815 g/cm³. Kwas rozpuszcza także białka mleka. Niewielki dodatek alkoholu izo- amylowego C₅HnOH ułatwia proces wydzielania tłuszczu i sprzyja wyraźnemu rozgraniczeniu fazy wodnej i tłuszczowej. Aby przyspieszyć proces rozpuszcza­nia otoczek białkowych oraz otrzymania tłuszczu w stanie płynnym, proces ten prowadzi się na gorąco w temperaturze 65-70°C.

Do tłuszczomierza wlać 10 cm 90-91-procentowego roztworu H2SO4, na­stępnie wprowadzić do tłuszczomierza 11 cm³ badanego mleka i wkręcić korek. Butyrometr powoli odwrócić, kilkakrotnie, w celu wymieszania jego zawarto­ści. Wykręcić korek i wprowadzić ostrożnie 1 cm³ alkoholu izoamylowego i po­nownie wkręcić korek. Po wymieszaniu wstawić tłuszczomierz do łaźni wodnej o temperaturze 65-70°C na 5 minut. Następnie odwirować tłuszcz w wirówce Gerbera przy prędkości obrotowej 1000-1200 obr/minutę przez 5 minut i po­nownie wstawić na 5 minut do łaźni wodnej o temperaturze 65°C. Odczytać za­wartość tłuszczu w mleku na skali tłuszczomierza według menisku dolnego. Ze względów bezpieczeństwa oznaczenie należy wykonywać w okularach ochron­nych.

Zawartość tłuszczu w mleku waha się od 2,7 do 6,0%.

Obliczenie zawartości suchej masy i suchej masy beztłuszczowej

Procentową zawartość suchej masy oraz suchej masy beztłuszczowej można obliczyć na podstawie gęstości mleka i zawartości w nim tłuszczu.

Stosując wzory podane wcześniej, na podstawie wyników gęstości mleka i zawartości w nim tłuszczu oznaczonych w zadaniu 1 oraz 8, odpowiednio, ob­liczyć zawartość suchej masy mleka oraz suchej masy beztłuszczowej.

Zawartość suchej masy w mleku krowim waha się od 11 do 15%. Zawartość suchej masy beztłuszczowej ulega tylko nieznacznym zmianom, a jej zmniejsze­nie może wskazywać na zafałszowanie mleka przez rozcieńczenie wodą.

Oznaczenie zawartości chlorków metodą Volharda

Metoda polega na wytrąceniu z mleka białek i oznaczeniu zawartości chlorków w uzyskanym filtracie. W celu wytrącenia białek stosuje się CUSO4 i NaOH. Do filtratu dodaje się w nadmiarze mianowany roztwór AgN03, który reaguje z chlor­kami, dając AgCl według następującej reakcji:

MeCl+AgN0₃ -> MeN0₃ + AgCl

Koagulację i sedymentację chlorku srebra uzyskuje się dzięki zagotowaniu mieszaniny. Nadmiar dodanego AgN0₃ odmiareczkowuje się rodankiem potaso­wym lub amonowym wobec nasyconego roztworu siarczanu żelazowo-amono- wego jako wskaźnika:

AgN03+KSCN -> kno3 + AgSCN

Gdy nadmiar azotanu srebra przereaguje z rodankiem, dodatkowa kropla tego ostatniego daje z siarczanem żelazowo-amonowym czerwone zabarwienie po­chodzące od rodanku żelazowego, co oznacza koniec miareczkowania:

6KSCN + 2NH₄Fe(S0₄)₂ 2Fe(SCN)₃ + 3K₂S0₄ + (NH4)₂S0₄

Miareczkowanie przeprowadza się w środowisku kwaśnym (dodatek kwasu azotowego), co zapobiega hydrolizie siarczanu żelazowo-amonowego, która mo­głaby prowadzić do przedwczesnego pojawienia się różowego zabarwienia pocho­dzącego od soli żelaza Fe(0H)S0₄.

Do kolby miarowej o pojemności 100 cm³ odmierzyć 10 cm³ mleka, do­dać około 50 cm³ wody destylowanej, 10 cm³ 4-procentowego roztworu CuS0₄ i 2,2 cm^J l-mollw&go roztworu NaOH. Zawartość kolby wymieszać i odstawić na 10 minut-! Poat-ym-ezasje- zawartość kolby uzupełnić do kreski wodą destylowa­ną, ponownie wymieszać i przesączyć do suchej kolby stożkowej (pierwsze partie przesączu przenieść z powrotem na śączek). Do drugiej kolby stożkowej o pojem- no^i-200*em³-odmierz-yc 50 cm³ klarownego przesączu, dodać 3 enr^; 33-proceni towego roztworu HNOg i 5 cm mianowanego 0,1-molowego roztworu AgN03- Zawartość;kolbyugotować 3 minuty na palniku, następnie schłodzić i dodać % cm³ NH₄Fe('S04^; '.Nadmiar AgN0₃ odmiareczkować 0,1-molowym roztworem KSCN, aż do * pojawienia się c/erwonobrunatnego zabarwienia utrzymującego się przez 3® sekund. Obliczyć zawartość chlorków (Cl) ze wzoru:

(5-aj-0,3546 5-d

gdzie:

Cl - zawartość chlorków w mleku [%],

a ilość cm³ 0,1 -molowego roztworu KSCN zużytego do miareczkowania, d - gęstość mlekaw temperaturze ,20°C jlg/em³].

Normalne mleko zawiera 0,1 % chlorków. W przypadku mleka z pierwszych i ostatnich dni laktacji oraz mleka krów chorych na zapalenie wymion, zawartość chlorków wzrasta do ponad 0,145%.

Próba Whiteside'a

Jest to jedna z szybkich metod wykrywania mastitis u krów. Polega na zmieszaniu na szkiełku zegarkowym pewnej ilości mleka z 1-molowym roz­tworem NaOH. Jeśli mleko pochodziło od krów chorych na mastitis, pojawia się zgalaretowacenie, powstałe z soli sodowej kwasu dezoksyrybonukleinowego, w wyniku reakcji NaOH z DNA zawartym w jądrach leukocytów, których ilość znacznie wzrasta w mleku od krów chorych na zapalenie wymienia.

Na szkiełku zegarkowym wymieszać bagietką 5 kropli mleka i 1 kroplę 1-mo­lowego roztworu NaOH, a po około 20 sekundach obserwować w świetle odbitym zmianę konsystencji mleka. Rozróżnia się 5 stopni zmiany konsystencji mleka: -, ± (ledwie dostrzegalny śluz), +, ++, +++ (silne ześluzowacenie).

W mleku krów zdrowych zawartość komórek somatycznych nie przekracza 400 tysięcy w 1 cm mleka. W mleku krów chorych silnie wzrasta zawartość komórek somatycznych, głównie leukocytów i sięgać może nawet 3,5 miliona w 1 cm³ mleka, a w ostrych stanach nawet ponad 10 milionów w 1 cm³ mleka.

Wykrywanie obecności antybiotyków w mleku z zastosowaniem Delvotestu Delvotest to standardowy test na wykrywanie antybiotyków w mleku. Polega on na stwierdzaniu wzrostu bakterii Bacillus stearothermophilus var. calidolactis na odpowiednim podłożu testowym z czułym wskaźnikiem redoks i dodatkiem badanego mleka. W przypadku braku substancji hamujących w mleku następu­je zmiana barwy wskaźnika wskutek rozwoju bakterii testowych. Jeśli badane mleko zawiera substancje hamujące, nie obserwuje się zmiany barwy podłoża. Zestaw testowy zawiera ampułki z Bacillus stearothermophilus na podłożu aga­rowym i ze wskaźnikiem kwasowości oraz tabletki z substancjami odżywczymi dla drobnoustroju testowego.

Zerwać folię aluminiową z ampułki zawierającej szczep testowy i podłoże agarowe, a za pomocą pincety wprowadzić do ampułki 1 tabletkę z substancjami odżywczymi, następnie przenieść do ampułki 0,1 cm³ badanego mleka. Zamknąć ampułkę za pomocą kawałka folii aluminiowej i inkubować ją w łaźni wodnej w temperaturze 63°C (±0,5°C) przez 3 godziny. Pojawienie się po tym czasie żółtego zabarwienia podłoża świadczy o braku substancji hamujących (lub obec­ności w ilości poniżej progu wykrywalności), natomiast brak zmiany barwy po­żywki świadczy o obecności substancji hamujących w ilościach wykrywalnych przez test.

W mleku surowym nie dopuszcza się obecności antybiotyków i innych sub­stancji hamujących.

Literatura

BYLUND H.: Dairy Processing Handbook, Tetra Pak Processing Systems AB, 1995,1-37. GAWEŁ J., MOLSKAI.: Analiza techniczna w przetwórstwie mleczarskim. WSiP, Warsza­wa 1995, 78-79.

MOLSKAI.: Zarys mikrobiologii mleczarskiej. PWRiL, Warszawa 1988, 76-138. PIJANOWSKIE., GAWEŁ J., MOLSKA I., ZMARLICKIS.: Tom 1. Zarys chemii i techno­logii mleczarstwa. PWRiL, Warszawa 1980,21-147. ZMARLICKI S.: Ćwiczenia z analizy mleka i produktów mleczarskich. Skrypty SGGW, Warszawa 1981,11-38,54-79.

Literatura uzupełniająca

ZIAJKA S.: Mleczarstwo - zagadnienia wybrane. Wydawnictwo ART, Warszawa 1997, 9-45,201-218.

352 A. Berthold

Analiza mleka surow3g$£> 351

Analiza fizykochemiczna i higieniczna mleka surowego 349

362 A. Berthold

Analiza fizykochemiczna i higieniczna mleka surowego 353

352 tJ /<> rWńJa

---