Плотность молока и методы её измерения¶

Плотность молока — физическая величина, характеризующая массу молока в единице объёма; один из ключевых показателей натуральности и качества молочного сырья. Выражается в килограммах на кубический метр (кг/м³) или в граммах на кубический сантиметр (г/см³). Для коровьего молока при температуре 20 °C типичные значения лежат в диапазоне 1027–1033 кг/м³ (1,027–1,033 г/см³). Плотность используется при приёмке молока на перерабатывающих предприятиях для выявления фальсификации водой и обезжириванием, а также в расчётах при производстве молочных продуктов.

¶Физическая сущность

Молоко представляет собой полидисперсную систему: эмульсию жировых шариков и коллоидный раствор белков в водной среде, содержащей растворённые молочный сахар (лактозу) и минеральные соли. Плотность такой системы зависит от соотношения и плотности отдельных компонентов:

• вода — около 1000 кг/м³;
• молочный жир — 920–930 кг/м³;
• белки — 1350–1400 кг/м³;
• лактоза — около 1600 кг/м³;
• минеральные соли — свыше 2000 кг/м³.

Поскольку жир легче воды, а белки, лактоза и соли — тяжелее, плотность молока определяется их взаимным балансом. Средняя плотность обезжиренного молока (плазмы) составляет 1035–1040 кг/м³, а чистого молочного жира — около 925 кг/м³. Именно поэтому при отстое сливок или сепарировании плотность обезжиренной части возрастает.

¶Факторы, влияющие на величину

Плотность молока не является постоянной величиной и колеблется под действием ряда факторов:

• Порода и индивидуальные особенности животного. У разных пород крупного рогатого скота показатели различаются: у животных молочного направления продуктивности плотность обычно выше, чем у мясо-молочного.
• Стадия лактации. В первые дни после отёла (молозиво) плотность значительно выше — до 1040–1050 кг/м³ из-за повышенного содержания белков и солей. К концу лактации показатель может снижаться.
• Состав кормов и сезон. Летний пастбищный период нередко даёт молоко с чуть меньшей плотностью из-за большего содержания жира.
• Состояние здоровья животного. При маститах и некоторых заболеваниях изменяется солевой и белковый состав, что отражается на плотности.
• Температура измерения. При нагревании молоко расширяется, и плотность падает; при охлаждении — растёт. Поэтому результаты приводят к стандартной температуре 20 °C.

Ориентировочно при изменении температуры на 1 °C плотность молока меняется примерно на 0,2 кг/м³ в пределах от 15 до 25 °C.

¶Методы измерения

Основной прибор для определения плотности молока — лактоденсиметр (ареометр для молока), градуированный в диапазоне 1020–1040 кг/м³. Методика регламентирована государственными стандартами.

Порядок измерения:

1. Молоко тщательно перемешивают и доводят до температуры 20 ± 2 °C.
2. Пробу наливают в цилиндр, избегая образования пены.
3. Ареометр опускают в жидкость и после прекращения колебаний считывают показание по шкале.
4. При отклонении температуры вносят поправку по таблице.

Помимо ареометрии, применяются:

• Пикнометрический метод — точное взвешивание известного объёма молока в пикнометре; используется в лабораторных условиях.
• Гидростатическое взвешивание — определение плотности по закону Архимеда.
• Ультразвуковые и вибрационные анализаторы — автоматизированные приборы для поточного контроля на крупных предприятиях.
• Расчётный метод — вычисление плотности по содержанию жира, белка и сухого обезжиренного остатка.

¶Применение в оценке качества

Плотность — один из важнейших критериев при приёмке молока. По её значению судят о натуральности продукта:

Разбавление водой снижает плотность, поскольку вода легче плазмы молока. Добавление воды на 10 % уменьшает показатель примерно на 3 кг/м³. Обезжиривание, напротив, повышает плотность, так как удаляется лёгкий жир. Сочетание обеих фальсификаций (разбавление водой с одновременным снятием сливок) может маскировать отклонения, поэтому плотность оценивают в комплексе с содержанием жира, белка и точкой замерзания.

В технологических расчётах плотность необходима для перевода объёмных единиц в массовые, определения расхода сырья, нормирования при производстве питьевого молока, кисломолочных продуктов, сыра и масла.

¶Плотность других видов молока

Значения плотности различаются у молока разных животных:

• коровье — 1027–1033 кг/м³;
• козье — 1030–1034 кг/м³;
• овечье — 1034–1040 кг/м³;
• кобылье — 1032–1035 кг/м³;
• буйволиное — 1030–1036 кг/м³.

Более высокая плотность, как правило, связана с повышенным содержанием белков, жира и сухих веществ.

¶Плотность молочных продуктов

Плотность меняется при переработке. Сливки имеют меньшую плотность (менее 1000 кг/м³ при высокой жирности), обезжиренное молоко — около 1035–1040 кг/м³. Плотность сгущённого молока с сахаром достигает 1300–1400 кг/м³, сухого молока в насыпном состоянии — 500–600 кг/м³. Эти данные используются при проектировании оборудования и расчёте рецептур.

¶Нормативное регулирование

В России требования к методам определения плотности молока устанавливаются государственными стандартами, в частности ГОСТ 3625 (молоко и молочные продукты — методы определения плотности). Стандарт регламентирует подготовку пробы, температурный режим, конструкцию ареометров и порядок обработки результатов. Соблюдение методики обеспечивает сопоставимость измерений между лабораториями и предприятиями.

¶Источники

• ГОСТ 3625-84. Молоко и молочные продукты. Методы определения плотности.
• Горбатова К. К. Биохимия молока и молочных продуктов.
• Твердохлеб Г. В. и др. Технология молока и молочных продуктов.
• Крусь Г. Н. и др. Методы исследования молока и молочных продуктов.