биомолекула.ру. Взгляд изнутри.
 

Логин:
Пароль:


Домашняя лаборатория молока

[27 ноября, 2016 г.]

Статья на конкурс «био/мол/текст»: Почти всегда мы «на слово» верим тому, что написано на этикетке пищевой продукции. Статья посвящена выявлению примесей в молоке и молочных продуктах и определению их качества в домашних условиях. С помощью опытов, справиться с которыми под силу даже ребенку!

Обратите внимание!

Эта работа опубликована в номинации «Своя работа» конкурса «био/мол/текст»-2016.

Редакция обращает внимание читателей на то, что эта замечательная статья написана учеником 5-го класса, поэтому некоторые упрощения в ней неизбежны. Но пару неточностей «биомолекула» всё же сочла нужным подправить :-).



Future Biotech

Спонсор номинации — Future Biotech, проект, объединяющий профессионалов и энтузиастов в области биологии и биотехнологий.


Генеральным спонсором конкурса, согласно нашему краудфандингу, стал предприниматель Константин Синюшин, за что ему огромный человеческий респект!


Спонсором приза зрительских симпатий выступила фирма «Атлас».

Молоко — один из самых полезных продуктов. Оно содержит все питательные вещества, необходимые для человеческого организма и по своей ценности превосходит многие другие продукты. В состав молока входят жиры, белки, минеральные соли и витамины. Значимость молока для человеческого организма особо подчеркивается в работах русского физиолога Ивана Павлова. Качественным составом молока и молочных продуктов широко занимались также Сергей Королев и Антон Войткевич.

Мы решили исследовать молоко и молочные продукты, которые потребляем в пищу, и разработать «домашнюю лабораторию» по определению качественного состава молока и молочной продукции. Основные задачи исследования:

  • изучить роль молока и молочной продукции в здоровом питании человека;
  • выявить опытным путем наличие примесей (крахмала, соды, мела, воды) в молоке и молочной продукции;
  • разработать практические рекомендации по определению качественного состава молока и молочных продуктов в домашних условиях.

В ходе исследования было сделано предположение, что в составе молока и молочных продуктов могут оказаться примеси, не заявленные производителем и не предусмотренные стандартом.

Молоко — высокоценный продукт

Роль молока в здоровом питании человека. Виды молока

Молоко — один из ценнейших продуктов питания. По своей ценности молоко превосходит многие другие продукты. Всего двух стаканов молока в день достаточно, чтобы на 30% обеспечить потребность взрослого человека в белке, на 50% в калии и на 75% в кальции и фосфоре.

В России установлена норма потребления молока на человека в год — 325 кг [1]. Именно такое количество молока соответствует требованиям здорового питания. На самом деле россияне потребляют в среднем 248 кг, а жители Ульяновской области — всего 240 кг молока в год [2].

Самым ценным считается цельное молоко — молоко без добавления каких-либо веществ, в том числе воды, с природной жирностью, которая у каждого животного бывает разная (от 2,6 до 6%) [3]. То есть подоили коровку или козочку — и получили это самое «правильное» молоко.

Нормализованное молоко — это продукт, полученный из молока и доведенный до необходимо процента жирности путем перемешивания этого продукта с молоком другой жирности или с обезжиренным [4].

Сухое молоко получают путем высушивания обычного коровьего молока при очень высокой температуре (около 170 °C) [5].

Молоко восстановленное — это молоко, полученное при добавлении воды к сухому молоку. То есть взяли сухое молоко, развели его водой — и вот оно, восстановленное молоко. В некоторых странах такое молоко запрещено к продаже, поскольку при сушке в нем образуются потенциально вредные вещества (оксистеролы, в большом количестве провоцирующие развитие атеросклероза), гибнут полезные микроорганизмы, разрушаются витамины. В России такое молоко должно называться «молочным напитком», а не молоком [4].

Виды обработки молока

По пути от коровы до потребителя молоко подвергается обработке с целью уничтожения микробов и увеличения срока хранения.

  1. Пастеризация — молоко нагревают до 60–98 °C (в зависимости от вида пастеризации) и греют в течение часа (или нескольких секунд — при высокой температуре). Так бактерии погибают, а полезные вещества сохраняются.
  2. Стерилизация — молоко обрабатывают при температуре выше 100 °C несколько минут, чтобы уничтожить все споры и бактерии, и сразу же охлаждают [3].
  3. Ультрапастеризация — молоко обрабатывают при температуре 135–150 °C в течение нескольких секунд и затем охлаждают [5].

В пищу лучше использовать молоко пастеризованное, так как в нем сохраняется больше витаминов и полезных бактерий.

Крахмал и другие примеси в молоке и молочной продукции

В современных магазинах огромное разнообразие молочных продуктов. Это — йогурты, творог и творожки, мороженое...

Но чтобы сохранить свое здоровье, важно употреблять в пищу качественные молочные продукты. Не секрет, что многие производители добавляют в них различные пищевые добавки — например, крахмал, соду, мел или просто разбавляют молоко водой. Чтобы молоко долго не закисало, в него добавляют антибиотики, которые подавляют рост нежелательных бактерий, но в то же время губят и полезных.

Крахмал подмешивают для придания молоку, сливкам, сметане и йогуртам бóльшей густоты. Крахмал бывает природный, который содержится в клетках овощей, фруктов, злаков, орехов и безопасен для организма человека. Но выделенный в чистом виде — в виде белого порошка, — он уже менее безобиден: в ЖКТ он легче расщепляется до глюкозы и быстрее повышает уровень инсулина. А бывает крахмал модифицированный (химически, а не генетически, измененный), свойства которого зависят от типа модификации: например, устойчивый крахмал (Е1442) даже полезен — он стимулирует рост полезных бактерий в кишечнике. В России и других странах разрешено использовать несколько видов модифицированного крахмала, но избыточного употребления любых крахмалов лучше избегать.

Из энциклопедий [5–8] я узнал, что определить наличие крахмала в молоке и молочных продуктах можно при помощи йода. Впервые эту химическую реакцию открыли в 1814 году Жан-Жак Колен и Анри-Франсуа Готье де Клобри [9]. Йод, вступая в химическую реакцию с крахмалом, окрашивается в синий (фиолетовый) цвет. Для того чтобы удостовериться в этом, мы взяли сырой картофель (именно он содержит много крахмала) и капнули на срез несколько капель йода. Через несколько минут йод действительно окрасился в синий цвет (рис. 1).

Реакция йода на крахмал

Рисунок 1. Подтверждение реакции йода на крахмал

Вывод: опыты по выявлению крахмала в молоке с помощью йода дадут достоверные результаты.

Практические опыты по определению качественного состава молока и молочной продукции

Практическая часть состояла из нескольких опытов.

Опыт по выявлению крахмала в молоке

Мы взяли образцы нескольких видов молока, капнули в них йод и наблюдали несколько минут. Результаты опыта нас порадовали. Молоко не изменило своей окраски на синий цвет (рис. 2).

Выявление крахмала в молоке

Рисунок 2. Выявление крахмала в молоке

Вывод: ни один из образцов молока не содержит крахмала.

Опыт по выявлению крахмала в молочных продуктах

Мы повторили опыт на различных молочных продуктах (рис. 3). Большая часть продукции не содержала крахмала.

Виды молочных продуктов

Рисунок 3. Виды молочных продуктов, использованных в эксперименте

Однако в двух продуктах мы выявили крахмал. Это был йогуртный продукт «Нежный» (рис. 4). В его составе производитель указал наличие крахмала, поэтому результат опыта был ожидаемым.

Выявление крахмала в йогуртном продукте

Рисунок 4. Результаты опыта по выявлению крахмала в йогуртном продукте

Вторым продуктом, содержащим крахмал, стало мороженое «ГОСТ» (рис. 5). Фактический состав оказался отличным от состава, указанного на этикетке. Как оказалось, не все производители честны с потребителем.

Выявление крахмала в мороженом

Рисунок 5. Результаты опыта по выявлению крахмала в мороженом

Выявление разбавленного водой молока

Часто производители разбавляют молоко водой. Мы решили выяснить, так ли это. Часть экспериментов проводили в лаборатории кафедры микробиологии, вирусологии, эпизоотологии и ветеринарно-санитарной экспертизы Ульяновской ГСХА (рис. 6).

Эксперименты в лаборатории

Рисунок 6. Эксперименты в лаборатории при ФГБОУ ВО Ульяновская ГСХА

Для опытов использовали три вида молока для детского питания:

  1. Молоко «Крепыш», стерилизованное, 3,2%.
  2. Молоко «Крепыш», стерилизованное, витаминизированное, 3,2%.
  3. Молоко «Агуша», стерилизованное, 2,5%.

В чашку Петри налили по 2 мл всех трех образцов молока. Добавили по 4 мл (т.е. вдвое больше) спирта (подкрашенного «зеленкой» для наглядности). Молочный белок казеин имеет свойство сворачиваться под воздействием спирта. Если продукт качественный, то жидкость почти мгновенно (в течение 3–7 секунд) превратится в хлопья. Чем больше воды добавлено в продукт, тем дольше этот белок будет сворачиваться — больше требуется времени для появления хлопьев (рис. 7).

Реакция казеина на спирт

Рисунок 7. Исследование реакции молочного белка (казеина) на спирт

Исследование проводили в трехкратной повторности. Результаты опытов были следующими:

  1. Хлопья образовались в среднем через 4–6 секунд.
  2. Хлопья образовались в среднем через 2–3 секунды.
  3. Хлопья ни в одной из трех проб не образовались.

Вывод: образец молока под № 3 имеет пониженное содержание белка, возможно, разбавлен водой. Это молоко «Агуша», стерилизованное, 2,5%.

Тест на скисание

Мы разлили молоко в пробирки по 5 мл (рис. 8). Образцы отстаивали в течение суток при комнатной температуре. Чистый продукт должен скиснуть, образовав сверху слой сливок. Если сливок не образуется, то молоко обезжирили. Если молоко не скисло, то в нем есть что-то лишнее (возможно, антибиотик).

Исследование проводили в трехкратной повторности. Результаты были следующими:

  1. Слой сливок составил в среднем 1,5 мм на 5 мл молока.
  2. Слой сливок составил в среднем 1 мм на 5 мл молока.
  3. Сливки ни в одной из трех проб молока не образовались, молоко за сутки не скисло.
Проба отстаивания

Рисунок 8. Проба отстаивания

Выводы:

  1. Образец молока № 2 содержит пониженное содержание жира, меньше чем образец № 1, хотя на этикетке заявлен одинаковый процент жирности — 3,2.
  2. Образец молока № 3 содержит примеси, которые не позволяют ему скисать — возможно, это антибиотики или консерванты.

Выявление в молоке примесей соды и мела

Чтобы молоко долго не портилось, производители добавляют в него мел или соду. Выявить эти примеси в молоке (если только производитель не нормализовал уровень рН молока после их добавки) можно добавлением уксусной кислоты — молоко мгновенно скиснет (створожится), а появление пены будет свидетельствовать о наличии мела или соды в молоке (рис. 9).

Сода и мел в молоке

Рисунок 9. Выявление в молоке примесей соды и мела

В ходе опыта при добавлении уксусной кислоты молоко во всех трех образцах створожилось (рис. 10).

Сода и мел в молоке

Рисунок 10. Результаты выявления в молоке примесей соды и мела

Вывод: образцы молока не содержат примесей мела и соды.

Чтобы убедиться в правильности проводимого эксперимента, мы добавили в молоко небольшое количество соды, а затем уксусную кислоту. Образовалась пена (рис. 11). Наличие мела в молоке также дает о себе знать пеной.

Оценка достоверности эксперимента

Рисунок 11. Оценка достоверности эксперимента по выявлению в молоке примесей соды и мела

Вывод: результаты опыта по выявлению примесей соды и мела в молоке можно считать вполне достоверными. Следует отметить, что достоверность эксперимента будет абсолютна, если после добавки примесей довести рН молока до исходного уровня.

Определение наличия примесей соды и мела в молоке в лабораторных условиях

Для выявления в молоке соды брали индикаторные полоски. Обмакивали эти полоски в молоко и путем сопоставления цвета полоски с эталонной шкалой определяли кислотность молока (рис. 12).

Эксперимент в лаборатории

Рисунок 12. Определение наличия примесей соды и мела в молоке в лабораторных условиях

Нормой считается 6–7 единиц. Результаты опыта показали следующее:

  • образец № 1 — pH=7 (тест-полоска изменила цвет на слегка оранжевый);
  • образцы №№ 2 и 3 — pH=6 (тест-полоска изменила цвет на ярко-желтый).

Вывод: Ни в одном из образцов примесей соды не обнаружено.

Достоверность опыта проверяли путем добавления в молоко соды. Обмакнув тест-полоску в молоко с содой, увидели изменение цвета на зеленый, что соответствует щелочной среде (pH=9) (рис. 13).

Проверка чистоты эксперимента

Рисунок 13. Проверка чистоты эксперимента по выявлению примесей соды и мела в молоке

Вывод: результаты опыта по выявлению примесей соды и мела в молоке можно считать вполне достоверными. Как и в предыдущем опыте, чистота эксперимента будет абсолютна, если после добавки примесей довести рН молока до исходного уровня.

Заключение

В ходе проведенных экспериментов наша гипотеза подтвердилась. В составе отдельных образцов молока и молочных продуктов были обнаружены примеси, не заявленные производителем.

Мы разработали набор «Домашняя лаборатория молока» для проведения экспертизы молочной продукции в домашних условиях, который состоит из реактивов и инструкции по применению.

Выявление примесей крахмала в молоке осуществляют путем добавления 2–3 капель йода в молоко (2 мл). О наличии примесей свидетельствует изменение цвета молока на голубой или фиолетовый.

Для выявления пониженного содержания белка в молоке к 2 мл молока добавляют 4 мл спирта. Реакцию учитывают по скорости створаживания. Молоко с высоким содержанием белка створаживается мгновенно. Причиной низкого содержания белка в молоке может быть разбавление его водой.

Для выявления молока с пониженным содержанием молочного жира проводят пробу отстаивания в течение суток при комнатной температуре. Реакцию учитывают по степени скисания молока. Если отсутствует слой сливок, то молоко обезжиренное. При замедлении или отсутствии процесса скисания в молоко добавлены антибиотики или консерванты.

Для выявления в молоке примесей мела и соды к 2,5 мл образца добавляют уксусную кислоту (2–3 капли). Появление пены свидетельствует о наличии примесей.

Еще один способ выявления в молоке соды основан на использовании индикаторных полосок (продаются в аптеке). Реакцию выявляют по изменению цвета тест-полоски и сопоставления ее с эталонной шкалой. Нормой считается кислотность 6–7 единиц. Превышение нормы означает наличие в молоке примесей соды.

Разработанный набор «Домашняя лаборатория молока» можно применять в жизни широким кругом лиц.

Выражаю благодарность моим наставникам за помощь в проведении исследования и оформлении материалов: учителю МОУ Октябрьский сельский лицей Локтиной Раисе Васильевне и научному консультанту Васильевой Юлии Борисовне, кандидату ветеринарных наук, доценту кафедры микробиологии, вирусологии, эпизоотологии и ветеринарно-санитарной экспертизы ФГБОУ ВО Ульяновская ГСХА.

Литература

  1. «Об утверждении рекомендаций по рациональным нормам потребления пищевых продуктов, отвечающих современным требованиям здорового питания». Приказ Минздрава России от 19.08.2016 № 614;
  2. Государственная служба государственной статистики;
  3. Как делают молоко. Сайт «Как просто!»;
  4. ГОСТ Р 52738-2007 Молоко и продукты переработки молока. Термины и определения. Электронный фонд правовой и нормативно-технической документации;
  5. Википедия: «Молоко»;
  6. Болушевский С.В. Научные опыты на кухне. М.: Эксмо, 2014. — 96 с.;
  7. Большая энциклопедия школьника. Оксфорд / Пер. с англ. Сапциной У.В., Кима А.И., Сафроновой Т.В. и др. М.: РОСМЭН-ПРЕСС, 2011. — 664 с.;
  8. Большая книга «Почему». М.: РОСМЭН, 2011. — 367 с.
  9. Качественная реакция на йод. Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов.

Дополнительная литература

  1. ГОСТ 31449-2013 Молоко коровье сырое. Технические условия. Электронный фонд правовой и нормативно-технической документации;
  2. Как проверить качество молока в домашних условиях. (2014). Сайт Woman’s Day;
  3. Как определить качество молока. Сайт «Мне 30».

Автор: Яшин Ярослав.

Число просмотров: 392.

Creative Commons License — условия использования и распространения материалов сайта.
Вернуться в раздел «Детям»

Комментарии

(Оставить комментарий) (показывать сначала старые комментарии)

Re: Домашняя лаборатория молока

Юлия — 28 ноября, 2016 г. 08:43. (ссылка) (свернуть ветвь)

Ярослав, спасибо за работу. А сколько по времени длился твой эксперимент?

(ответить)

Re: Re: Домашняя лаборатория молока

Яшин Ярослав — 28 ноября, 2016 г. 15:56. (ссылка)

Исследование проводилось примерно полгода. Но мы продолжаем наши опыты. И сейчас работаем уже не с магазинным молоком, а цельным. Разрабатываем быстрый маститный тест. Планируем пополнить нашу "Домашнюю лабораторию" еще одним реактивом по выявлению молока, полученного от больных маститом животных.

(ответить)

Яндекс.Метрика

© 2007–2015 «биомолекула.ру»
Электропочта: info@biomolecula.ru
О проекте · RSS · Сослаться на нас

Дизайн и программирование —
Batch2k15.

Сопровождение сайта — НТК «Биотекст».

Условия использования сайта
Об ошибках сообщайте вебмастеру.