Hustota plnotučného mlieka je jedným z najdôležitejších kvalitatívnych parametrov tohto výrobku. Všetky látky sú v ňom vyvážené takým spôsobom, že je to mlieko, ktoré sa po tisícročia stalo zdrojom nevyhnutných minerálov, vitamínov a komplexom ľahko stráviteľných bielkovín pre ľudstvo.
Matematicky povedané, hustota látky je pomer hmotnosti tejto látky k jej objemu. Hustota alebo hmotnosť je hmotnosť akejkoľvek látky na jednotku objemu. Hustota jedného kubického centimetra vody je 1 gram. Relatívna hustota je relatívna hustota. Kým mliečny tuk má hustotu nižšiu ako voda (preto sa smotana prirodzene oddeľuje a pláva na vrchu), bielkoviny a laktóza majú hustotu vyššiu ako voda. Všeobecne platí, že mlieko je o niečo hustejšie ako voda. Preto 1 liter mlieka váži o trochu viac ako 1 kilogram.
Informácie o hustote potravín sú dôležité pre procesy využívajúce separačné techniky v potravinárskom priemysle. Rozdiely v hustotách sú dôležité pri procesoch miešania a zmenšovania veľkosti. Preto by sa merania hustoty a viskozity mali robiť v pravidelných intervaloch.
Hustota mlieka je množstvo mlieka (hmotnosti) pri +20 °C, ekvivalentné množstvu destilovanej vody s teplotou +4 °C, s rovnakými objemami tekutín. Mlieko je heterogénna tekutina pozostávajúca z rôznych zložiek, výrobok určite obsahuje proteín, mliečny tuk, laktózu, vodu a komplex minerálnych solí.
Faktory ovplyvňujúce hustotu mlieka
Hmotnosť 1 litra mlieka závisí od obsahu a hustoty jeho základných zložiek. Tieto faktory zahŕňajú:
- Obsah tuku: Mliečny tuk je ľahší ako voda. Paradoxne, plnotučné mlieko (s vyšším obsahom tuku) môže mať o niečo nižšiu hustotu (a teda aj hmotnosť pri rovnakom objeme) ako nízkotučné mlieko, kde je percentuálne viac vody a ťažších pevných látok (bielkovín, laktózy). Vysoký obsah tuku indikátor redukuje. Odtučnené mlieko bude mať vyššie skóre.
- Obsah sušiny (bielkoviny, laktóza, minerály): Tieto zložky sú hustejšie (ťažšie) ako voda. Zvyšovanie obsahu bielkovín, laktózy a minerálnych solí v tekutine zvyšuje hustotu produktu.
- Teplota: Hustota tekutín sa mení s teplotou. Mlieko, podobne ako voda, dosahuje svoju maximálnu hustotu pri teplote okolo 4 °C. Pri vyšších alebo nižších teplotách sa hustota mierne znižuje (objem sa mierne zväčšuje). Štandardne sa hustota udáva pri referenčnej teplote 20 stupňov.
- Prídavok vody: Znižovania hustoty mlieka je voda. Pridanie vody do mlieka sa prejavuje zvýšením teploty tuhnutia. Rovnako sa prejaví aj prídavok takého množstva vody. Zistilo sa, že pridaním 10% vody do plnotučného mlieka sa hodnota hustoty zníži približne o 3 kilogramy na meter kubický. Ak je hustota pod 1,0127 g/cm3, v mlieku je voda.
- Zdravotný stav zvierat a krmivo: Mlieko chorých zvierat sa navyše kontroluje, zvyčajne sa vyraďuje a nepredáva ani nespracováva. Kvalita krmiva by nikdy nemala byť odsunutá na posledné miesto, ani celkový zdravotný stav kravy. Najmä v zime zviera nedostáva potrebné látky a mlieko obsahuje menej stopových prvkov. Mliečne zvieratá poskytujú zvýšené množstvo bielkovín a minerálov v mlieku v porovnaní s inými druhmi hovädzieho dobytka.
- Obdobie laktácie: Obdobie laktácie hrá dôležitú úlohu pri určovaní hustoty kravského mlieka. Po otelení krava produkuje prvé dni mledzivo, ktoré je potrebné pre teľa, potom mlieko s vysokým obsahom bielkovín. Hustota kolostra je 1040 kg/m3 a kyslosť na Turnerovej stupnici je 50 stupňov. Neodporúča sa používať ho v jedle, pretože jeho zloženie je veľmi odlišné od bežného celého nápoja. Obsahuje obrovské množstvo protilátok, oveľa viac bielkovín a minerálov, zvýšený obsah tuku.
- Skladovanie: Ihneď po dojení bude pomer hustoty vyšší, pretože mliečny tuk je v produkte stále rovnomerne distribuovaný. Po uskladnení, keď stúpa na povrch, sa hustota zníži.
Kvalita mlieka a jej vplyv na hustotu
Z chemického hľadiska je mlieko komplexný produkt. Môže obsahovať užitočné zložky aj škodlivé pre ľudí, napríklad: pesticídy, soli ťažkých kovov, patogénne mikroorganizmy, antibiotiká. V prírode ich krava neprodukuje, ale konzumuje. Hustotu je možné zvýšiť, ale nerobí sa to umelou metódou, ale jednoducho vytvorením dobrých podmienok pre zviera. Je dôležité správne a plne kŕmiť kravu, sledovať jej zdravie. Kvalita vždy priamo závisí od toho, ako zodpovedne farmár pristupuje k obsahu.
Meranie hustoty mlieka
Na meranie hustoty v kvapalinách sa používajú prístroje typu potápač a plavec. Spravidla sa tieto zariadenia nazývajú aerometre. Základným princípom fungovania týchto zariadení je, že vztlak kvapaliny je priamo úmerný hustote kvapaliny.
Merná hmotnosť surového mlieka je normálna - 1,028. Meria sa hustomerom. Hodnoty môžu mierne kolísať. Mliečne výrobky majú rôznu hustotu, ktorá sa pohybuje v určitých rozmedziach:
| Mliečne výrobky | Hustota (kg/m³) |
|---|---|
| Plnotučné mlieko | 1,0127-1,032 |
| Prefabrikované mlieko | 1,028-1,030 |
| Odtučné mlieko | 1,033-1,035 |
| Mledzivo | 1,038-1,040 |
| Smotana | 1,005-1,020 |
Metódy merania hustoty
Podniky na výrobu potravín dnes robia merania hustoty a konzistencie pomocou moderných nástrojov a zariadení.
Na meranie hustoty mlieka sa používa špeciálne zariadenie, ktoré sa používa v priemyselnom meradle a nazýva sa laktodenzimeter alebo hustomer. Na určenie úrovne hustoty sa 200 mililitrov mlieka naleje do odmerky, ktorej priemer by nemal presiahnuť 5 centimetrov. Kvapalina sa pomaly naleje po stenách do nádoby a naplní sa do 2/3 objemu. Nainštalujte zariadenie dovnútra tak, aby bolo na hladine, a počkajte na výsledok za niekoľko minút. Namerané hodnoty sa potvrdia miernym potrasením zariadenia a opätovným meraním. Pre presnosť sa vykonajú najmenej dve merania a vypočíta sa priemerná hodnota.
Na osobnom dvore, kde nie sú k dispozícii laboratóriá, sa kvalita a hustota mlieka kontrolujú nasledujúcimi jednoduchými metódami:
- Niekoľko kvapiek mlieka sa pridá do nádoby s vodou. Ak sa ponoria do vody a postupne sa rozpúšťajú, produkt je vysoko kvalitný. Mlieko, do ktorého sa dostala voda, sa po povrchu šíri filmom. V prvom prípade môžeme konštatovať, že je kvalitný, v druhom - opak je pravdou.
- Mlieko sa zmieša s alkoholom v pomere 1:2. Kvalitný výrobok sa bude valiť na vločky. V zriedenom mlieku s nízkou hustotou sa vločky dlhodobo netvoria.
KÁVOVLOG #1: Ako si správne napeniť mlieko do kávy
Laboratórny experiment na stanovenie hustoty kvapaliny
Na praktickom cvičení sme pomocou Archimedovho zákona vypočítali hustotu kvapaliny, v našom prípade to bola voda. Archimedov zákon hovorí, že ak má teleso menšiu hustotu ako kvapalina, do ktorej je umiestnené, pláva. Ak má teleso väčšiu hustotu ako daná kvapalina, potápa sa. Zákon platí aj pre kvapaliny, ktoré sa spolu nemiešajú.
Postup experimentu:
- Na laboratórnych váhach odvážte hmotnosť M prázdnej skúmavky a tiež hmotnosť jedného broku. Brok odvážte tak, že odvážite celkovú hmotnosť 20 brokov a tú vydelíte 20. Tým sa dopustíte oveľa menšej chyby merania.
- Do vnútra skúmavky položte papier so zvislou stupnicou v milimetroch. Jeho rozmery si vypočítajte. Nula by na stupnici mala byť dole.
- Dajte do skúmavky 15 brokov a opatrne ju položte do veľkého odmerného valca s vodou. Skúmavka by mala plávať vo zvislej polohe. Dbajte na to, aby sa skúmavka nedotýkala z vnútra steny odmerného valca.
- Postupne pridávajte do skúmavky po 2 broky a pre každý z uvedených počtov brokov odmerajte na papierovej stupnici hĺbku ponoru skúmavky. Výsledky zapíšte do tabuľky. Keď sa počet brokov bude blížiť k 27, bude skúmavka už skoro úplne ponorená. Dávajte pozor, aby ste pri pridávaní brokov skúmavku nepotopili.
Vypočítali sme hmotnosť skúmavky a brokov, ktoré sa v nej nachádzali. Z tohto zistenia sme zistili hustotu vody v odmernom valci. Výpočtom hustoty vody sme získali priemernú hodnotu 959,000 kg / m3. K nepresnosti mohlo nastať pri nerovnakej hrúbke skla skúmavky.
Výpočty hustoty:
- δ1 = T1 / 3,140 . 11,000 = 0,956 g/cm3 (kde T1 = 19,350 + 25 . 0,549 = 33,075 g)
- δ2 = T2 / 3,140 . 11,400 = 0,955 g/cm3 (kde T2 = 19,350 + 27 . 0,549 = 34,173 g)
- δ3 = T3 / 3,140 . 11,900 = 0,944 g/cm3 (kde T3 = 19,350 + 29 . 0,549 = 35,271 g)
- δ4 = T4 / 3,140 . 12,100 = 0,957 g/cm3 (kde T4 = 19,350 + 31 . 0,549 = 36,369 g)
- δ5 = T5 / 3,140 . 12,500 = 0,955 g/cm3 (kde T5 = 19,350 + 33 . 0,549 = 37,467 g)
- δ6 = T6 / 3,140 . 12,700 = 0,967 g/cm3 (kde T6 = 19,350 + 35 . 0,549 = 38,565 g)
Ďalšie fyzikálne vlastnosti mlieka
Viskozita mlieka
Viskozita mlieka je daná vnútorným trením častíc kvapalín, t. j. pri pohybe jednej časti proti druhej. Meria sa v absolútnych alebo relatívnych hodnotách. Relatívna viskozita surového kravského mlieka kolíše v rozpätí 1,6 - 2,1 a závisí od teploty, obsahu zložiek a skupenstva tuku. Teplo potrebné na zahriatie 1 kg mlieka o 1 °C.
Merná elektrická vodivosť
Merná elektrická vodivosť mlieka dosahuje hodnoty od 0,30 do 0,56 S*m-1. Umožňujú to predovšetkým rozpustné soli v iónodisperznom stave. Napríklad, mlieko s odporom 213 (Ω) má mernú elektrickú vodivosť 0,0047 siemensov. Zdravotný stav vemien, najmä choroby ako zápaly mliečnych žliaz, môžu byť indikované meraním elektrickej vodivosti mlieka.
Teplota tuhnutia
Ďalším dôležitým ukazovateľom kvality mlieka je teplota, pri ktorej mlieko tuhne. Prídavok vody do mlieka sa prejavuje zvýšením teploty tuhnutia. Rovnako sa prejaví aj prídavok takého množstva vody do stáda, čo zvýši teplotu tuhnutia o 0,014 až 0,017 °C. Zbytkov zvyškovej vody má bod tuhnutia -0,530 °C. Existuje korelácia pre laktózu r = 0,365. Tieto ukazovatele najspoľahlivejšie informujú o zavodňovaní mlieka.
tags: #fyzika #ako #urcime #hustotu #mlieka