Химия и физика молока и молочных продуктов

К. К. ГОРБАТОВА, П. И. ГУНЬКОВА

ХИМИЯ И ФИЗИКА МОЛОКА
И МОЛОЧНЫХ ПРОДУКТОВ

Рекомендовано Государственным образовательным
учреждением высшего профессионального образования
«Московский государственный университет пищевых производств»
в качестве учебника для студентов высших учебных заведений,
обучающихся по направлению подготовки бакалавров 260200.62
«Продукты питания животного происхождения»

Санкт-Петербург
ГИОРД
2012

Г67

УДК 637.12.04/05:577.1(0.75.3) 
ББК 36.95я73
Г67

УДК 637.12.04/05:577.1(0.75.3) 
ББК 36.95я73 

Горбатова, К. К.
Химия и физика молока и молочных продуктов / 
К. К. Горбатова, П. И. Гунькова ; под общ. ред. К. К. Горбатовой. — СПб. : ГИОРД, 2012. — 336 с.: ил.

ISBN 978-5-98879-144-7

Рассмотрены химический состав, свойства молока, синтез его составных частей в клетках молочной железы, биохимические и физико-химические изменения молока при хранении и обработке. Описаны процессы, 
происходящие при производстве кисломолочных продуктов, сыра, масла, 
спредов, молочных консервов, детских продуктов и продуктов из вторичного молочного сырья.
Учебник, состоящий из теоретической части и практикума, предназначен для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению 260200.62 «Продукты питания животного происхождения» (профиль подготовки — «Технология молока и молочных продуктов»).

© ООО «Издательство „ГИОРД“», 2012
ISBN 978-5-98879-144-7 

Рецензент: доктор технических наук, профессор, заведующая кафедрой 
«Технологии молока и молочных продуктов» МГУПП В. И. Ганина

ОГЛАВЛЕНИЕ

ОТ АВТОРОВ  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

ВВЕДЕНИЕ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11

Раздел I. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17

Глава 1. СОСТАВНЫЕ ЧАСТИ МОЛОКА  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17
Вода. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18
Сухой и сухой обезжиренный остаток молока  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20
Белки  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20
Казеин  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .27
Сывороточные белки и белки оболочек жировых шариков молока . . . .36
Липиды. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .39
Молочный жир . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .42
Фосфолипиды, стеролы и другие липиды  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .46
Углеводы  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .47
Лактоза (молочный сахар)  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .50
Другие углеводы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .53
Минеральные вещества. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .54
Макроэлементы  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .55
Микроэлементы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .57
Ферменты  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .58
Оксидоредуктазы  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .60
Гидролитические и другие ферменты молока  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .63
Витамины. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .66
Жирорастворимые витамины  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .68
Водорастворимые витамины  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .69
Гормоны . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .72
Газы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .72
Посторонние химические вещества  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .73
Антибиотики. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .74
Пестициды, моющие и дезинфицирующие вещества . . . . . . . . . . . . . . . .74
Токсичные элементы и радионуклиды. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .75
Растительные, бактериальные яды и микотоксины. . . . . . . . . . . . . . . . . .76
Нитраты, нитриты, нитрозамины и другие вещества  . . . . . . . . . . . . . . . .77

Оглавление 

Глава 2. ОБРАЗОВАНИЕ И СОСТОЯНИЕ В МОЛОКЕ
СОСТАВНЫХ ЧАСТЕЙ  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .79
Биосинтез составных частей молока. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .80
Состояние составных частей молока  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .83
Казеин  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .83
Молочный жир . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .86
Соли кальция  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .88

Глава 3. СОСТАВ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ МОЛОКА
РАЗЛИЧНЫХ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ЖИВОТНЫХ . . . . . . . . . . . . . .90

Глава 4. ОРГАНОЛЕПТИЧЕСКИЕ, ФИЗИКОХИМИЧЕСКИЕ
И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МОЛОКА  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .93
Органолептические свойства . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .93
Физикохимические свойства  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .94
Кислотность  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .94
Окислительновосстановительный потенциал. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .97
Плотность  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .99
Вязкость и поверхностное натяжение  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .99
Осмотическое давление и температура замерзания . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
Электропроводность  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
Теплофизические характеристики  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
Показатель преломления  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
Технологические свойства.  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . 104

Глава 5. ИЗМЕНЕНИЯ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА И СВОЙСТВ 
МОЛОКА ПОД ВЛИЯНИЕМ РАЗЛИЧНЫХ ФАКТОРОВ  . . . . . . . . . . . . . . . . 107
Зоотехнические факторы. .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . 107
Стадия лактации. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
Порода скота. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
Состояние здоровья животных  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
Рацион кормления. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
Сезон года  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
Фальсификация молока. . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . 113

Глава 6. БИОХИМИЧЕСКИЕ И ФИЗИКОХИМИЧЕСКИЕ 
ИЗМЕНЕНИЯ МОЛОКА ПРИ ЕГО ХРАНЕНИИ И ОБРАБОТКЕ  . . . . . . . . 115
Холодильная обработка молока . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . 115
Охлаждение. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116
Замораживание. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
Механическая обработка молока. .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . 118
Центробежная очистка и сепарирование. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
Перекачивание и перемешивание. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120
Мембранные методы обработки  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121
Гомогенизация  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
Изменение составных частей молока  при тепловой обработке  . . .  . . .  . . 124
Белки  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125

Соли  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
Молочный сахар. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
Молочный жир . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
Витамины и ферменты  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129
Пороки молока  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . 130

Глава 7. БИОХИМИЧЕСКИЕ И ФИЗИКОХИМИЧЕСКИЕ 
ПРОЦЕССЫ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ КИСЛОМОЛОЧНЫХ 
ПРОДУКТОВ И МОРОЖЕНОГО. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133
Биохимические и физикохимические процессы 
при производстве кисломолочных продуктов .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . 133
Брожение молочного сахара. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133
Коагуляция казеина и гелеобразование . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136
Влияние состава молока, бактериальных заквасок 
и других факторов на брожение лактозы и коагуляцию казеина. . .  . . .  . . 139
Биохимические основы производства отдельных видов 
кисломолочных продуктов  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . 142
Кисломолочные напитки  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143
Йогурт  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144
Сметана  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144
Творог. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146
Пороки кисломолочных продуктов  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . 148
Физикохимические процессы при выработке мороженого. . .  . . .  . . .  . . 149

Глава 8. БИОХИМИЧЕСКИЕ И ФИЗИКОХИМИЧЕСКИЕ 
ПРОЦЕССЫ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ СЫРА. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153
Сычужное и другие виды свертывания молока  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . 154
Состав и свойства молока. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156
Режим пастеризации  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159
Состав и активность бактериальных заквасок,
концентратов и сычуж ного фермента. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159
Биохимические и физикохимические процессы 
при обработке сгустка и сырной массы  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . 162
Обработка сгустка  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162
Формование и прессование сыра  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163
Посолка сыра  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164
Биохимические и физикохимические процессы 
 при созревании сыров   . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . 166
Изменение составных частей сыра  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166
Изменение содержания влаги и минеральных веществ  . . . . . . . . . . . . . 173
Формирование структуры, консистенции и рисунка сыра. . . . . . . . . . . 175
Образование вкусовых и ароматических веществ сыра. . . . . . . . . . . . . . 180
Особенности созревания отдельных видов сыра  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181
Полутвердые сыры. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181
Мягкие и рассольные сыры  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184
Физикохимические процессы при производстве плавленых сыров. . .  . . 185
Пороки сыров .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . 187

Оглавление

Оглавление

Глава 9. БИОХИМИЧЕСКИЕ И ФИЗИКОХИМИЧЕСКИЕ 
ПРОЦЕССЫ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ И ХРАНЕНИИ 
МАСЛА И СПРЕДОВ  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190
Производство масла методом сбивания сливок  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . 191
Производство масла методом преобразования высокожирных сливок   . . 193
Влияние режимов подготовки сливок на процессы маслообразования  . . 196
Пастеризация сливок. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196
Охлаждение сливок  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197
Сквашивание сливок. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 199
Производство спредов.  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . 200
Структура масла сливочного и спредов  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . 201
Изменения масла и спредов в процессе хранения .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . 202
Гидролитическая порча жира . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203
Окислительная порча жира  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203
Факторы, влияющие на стойкость масла
и спредов при хранении  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206
Пороки масла и спредов  . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . 207

Глава 10. ФИЗИКОХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ
ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ МОЛОЧНЫХ КОНСЕРВОВ И ЗЦМ . . . . . . . . . . . . . 210
Сгущенное молоко с сахаром  .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . 211
Состав и свойства молока. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211
Пастеризация и сгущение молочной смеси. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212
Охлаждение сгущенного молока с сахаром . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213
Сгущенное стерилизованное молоко. .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . 215
Термоустойчивость исходного молока . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215
Особенности пастеризации, сгущенияи стерилизации молока   . . . . . . 216
Сухие молочные продукты и ЗЦМ   . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . 217
Особенности пастеризации, сгущения
и гомогенизации молока. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219
Сушка молока . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220
Пороки молочных консервов  .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . 223

Глава 11. БИОХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОИЗВОДСТВА 
ПРОДУКТОВ ДЕТСКОГО ПИТАНИЯ  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227
Состав и свойства женского молока. . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . 227
Методы приближения молочных смесей к женскому молоку  .  . . .  . . .  . . 229
Физиологические и биохимические основы производства 
сухих и жидких детских молочных продуктов .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . 231

Глава 12. ФИЗИКОХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ
ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ПРОДУКТОВ ИЗ ВТОРИЧНОГО 
МОЛОЧНОГО СЫРЬЯ  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233
Молочнобелковые концентраты  .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . 234
Казеин  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235
Казеинат натрия. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 236
Казецит и копреципитаты  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 237

Оглавление

Концентраты сывороточных и других белков. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 238
Молочный сахар и его производные  . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . 238
Молочный сахар. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 238
Лактулоза, лактитол. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242

Раздел II. ПРАКТИКУМ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244

ПРАВИЛА БЕЗОПАСНОЙ РАБОТЫ В ЛАБОРАТОРИИ  . . . . . . . . . . . . . . . . . 244

ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ К ГЛАВАМ 1–3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 247
Правила отбора проб заготовляемого молока 
и подготовка их к анализу .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . 247
Определение в молоке массовой доли жира. . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . 248
Кислотный метод Гербера. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 248
Методы с использованием полуавтоматических
и автоматических приборов  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253
Определение в молоке массовой доли белков  .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . 255
Метод формольного титрования . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255
Рефрактометрический метод  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 257
Колориметрический метод. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 258
Метод Кьельдаля  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 258
Автоматические методы определения массовой доли белка  . . . . . . . . . 259
Определение в молоке массовой доли лактозы  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . 260
Определение в молоке массовой доли кальция  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . 263
Определение в молоке массовой доли аскорбиновой кислоты.  . . .  . . .  . . 265
Определение в молоке сухого вещества  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . 267
Расчет энергетической ценности молока. .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . 269

ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ К ГЛАВАМ 4–5. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 270
Определение органолептических свойств молока .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . 271
Определение кислотности молока.  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . 272
Определение титруемой кислотности. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272
Определение предельной кислотности  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 273
Определение водородного показателя (рН)  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 275
Определение плотности молока. . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . 276
Контроль натуральности молока . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . 278
Определение в молоке воды. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 279
Определение в молоке нейтрализующих
и консервирующих веществ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 280
Определение в молоке наличия антибиотиков   . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . 282
Определение примеси маститного молока по числу
соматических клеток . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . 282

ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ К ГЛАВЕ 6  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 284
Определение эффективности пастеризации молока. . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . 284
Определение эффективности гомогенизации молока 
(упрощенный метод) . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . 285

Оглавление

Метод отстаивания жира  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 285
Метод центрифугирования. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 286

ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ К ГЛАВЕ 7  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 288
Отбор проб кисломолочных продуктов и мороженого 
и подготовка их к анализу .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . 288
Определение в кисломолочных продуктах 
и мороженом массовой доли жира.  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . 289
Определение кислотности кисломолочных продуктов и мороженого  .  . . 290
Определение вязкости кефира   . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . 292
Определение в твороге массовой доли влаги . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . 293
Контроль творога и сметаны на пастеризацию исходного сырья . .  . . .  . . 295

ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ К ГЛАВЕ 8  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296
Определение сыропригодности молока . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . 296
Сычужная проба. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296
Сычужнобродильная проба  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 297
Контроль состава и свойств сыра. .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . 298
Определение степени зрелости сыра по М. И. Шиловичу .  . . .  . . .  . . .  . . 300
Изучение микроструктуры сыра  . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . 301

ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ К ГЛАВЕ 9  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 302
Контроль сливок. .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . 302
Контроль состава и свойств масла.  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . 303
Определение консистенции, структуры и фальсификации масла  .  . . .  . . 307

ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ К ГЛАВЕ 10  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 310
Определение термоустойчивости молока. .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . .  . . 310
Контроль состава и свойств молочных консервов и ЗЦМ .  . . .  . . .  . . .  . . 311
Определение в молочных консервах массовой доли жира  . . . . . . . . . . . 312
Определение кислотности молочных консервов  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 313
Определение в молочных консервах и ЗЦМ массовой доли влаги  . . . . 313
Определение в молочных консервах массовой доли сахарозы   . . . . . . . 314
Определение индекса растворимости сухих молочных консервов  . . . . 316
Определение фальсификации сухого молока  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 317

ПРИЛОЖЕНИЯ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 318

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 325

ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 326

ОТ АВТОРОВ

Данный учебник написан для бакалавров вузов, в нем даны основы 
биохимии молока и молочных продуктов, а также современные данные 
в области состава, свойств и переработки молока.
В последние годы был разработан новый ГОСТ на молоко натуральное 
коровье и принят «Технический регламент на молоко и молочную продукцию» (ФЗ № 88). Их внедрение должно способствовать повышению 
качества не только молока-сырья, но и большинства вырабатываемых из 
него молочных продуктов.
Сейчас мы больше знаем о структуре и свойствах белков, пептидов 
и липидов молока, расширены также наши сведения о строении казеиновых мицелл, оболочек жировых шариков, ферментах, витаминах и гормонах молока.
В последние годы появилось много данных о выработке так называемых молочных продуктов функционального питания, способствующих 
укреплению здоровья населения нашей страны, предотвращающих кишечные заболевания, остеопороз, сердечнососудистые болезни, повышающих иммунитет, положительно влияющих на умственную и физическую деятельность человека и т. д. Сейчас мы много знаем и о свойствах 
 пробиотиков и пребиотиков, о значении для человека полиненасыщенных 
жирных кислот классов омега6 и омега3, о вреде трансизомеров жирных 
кислот. Изменился наш взгляд на производство сыров, жировых продуктов 
и их свойства.
Вместе с тем в последние годы появилось много новых методик проведения биохимических исследований молока и молочных продуктов с использованием полуавтоматических и автоматических приборов, количество которых все возрастает.
Большинство используемых в Практикуме (раздел II данной книги) методов исследования молока  и молочных продуктов имеют прямое 
 отношение к работе современных лабораторий предприятий молочной 

От авторов

промышленности, поэтому они даются в строгом соответствии с действующими 
 стандартами.
В начале каждой лабораторной работы приводится перечень требуемых приборов, материалов для исследования и реактивов, а после Практикума даны Приложения с описанием способов приготовления и контроля наиболее сложных 
реактивов. В конце многих методов анализируются причины получения неточных 
результатов и их недостатки. Кроме того, перечисляются наи более перспективные 
методы контроля.
Авторы надеются, что издание учебника для бакалавров поможет успешному освоению материала данного предмета будущими специалистами молочной 
промышлен ности, а также будет полезно аспирантам и практикующим специалистам.

ВВЕДЕНИЕ

Предмет «Химия и физика молока и молочных продуктов». Химия и 
физика молока — наука, изучающая химический состав организмов 
и физико-химические процессы, лежащие в основе их жизнедеятельности.
В основе производства молочных продуктов лежат биохимические 
превращения основных составных частей молока — углеводов, белков, 
липидов и солей. В связи с этим в курсе «Химия и физика молока и молочных продуктов» значительное место отведено изучению состава молока с рассмотрением химической природы, структуры, биологической 
ценности, функциональных свойств, а также биохимических изменений 
компонентов молока в процессе его хранения и переработки. 
Большое внимание уделяется биохимическим и физикохимическим 
процессам, протекающим в молоке при выработке основных молочных 
продуктов, предотвращению возникновения различных пороков, снижению потерь сырья и т. д.
Правильная организация и совершенствование технологических процессов, улучшение качества и свойств молочных продуктов невозможны 
без знания основ химии и физики молока и молочных продуктов.
При изучении химии и физики молока и молочных продуктов используют достижения смежных наук, таких как органическая, физическая и 
коллоидная химия, физиология, животноводство и др. Вместе с тем химия 
и физика молока служит научной основой для последующего изучения 
технологии, микробиологии молока и молочных продуктов.
Краткая история развития биохимических исследований молока и молочных продуктов. Как известно, развитию молочного дела в России 
способствовали Николай Николаевич Муравьев (1768–1840) и Николай 
Васильевич Верещагин (1839–1907). Если Н. Н. Муравьев являлся основоположником молочного животноводства, то Н. В. Верещагин — основоположником промышленной переработки молока.
Началом научноисследовательских работ в облас ти химии и физики молока следует считать год создания первой в России молочно-хозяйственной 

лаборатории при Едимоновской молочной школе, 
 открытой в 1871 г. в селе Едимоново Тверской губернии видным общественным деятелем Н. В. Верещагиным (1839–1907), сыгравшим выдающуюся 
роль в создании и развитии молочного хозяй ства в 
России. Организатором этой лаборатории был ближайший помощник Н. В. Верещагина Ав. А. Калантар (1859–1937) — видный ученый и педагог.
Важным этапом развития научноиссле довательских работ в области молочного дела стало 
открытие в 1902—1904 гг. научноиспытательных 
лабораторий в городах Западной Сибири и центральной части России. В Томске такой лабораторией руководил проф. С. М. Кочергин, 
в Ярославле — проф. С. В. Паращук, в Кургане — проф. Г. С. Инихов. Лаборатории проводили огромную работу по исследованию состава 
и свойств молока, получаемого от коров местных 
пород, констант молочного жира, применению 
чистых культур молочнокислых бактерий в 
произ водстве масла и т. д.
Последующее развитие маслоделия и сыроделия в нашей стране потребовало создания специального учебного и научноисследователь ского 
института. В 1913 г. был открыт Вологодский 
молочно-хозяйственный институт. В институте 
работали профессора Г. С. Инихов, С. А. Королев, Я. С. Зайковский и др.
Многочисленные исследования Г. С. Инихова (1886—1969) по изучению 
состава и свойств молока и молочных продуктов, разработка методов контроля качества сырья и готовой продукции послужили основой для написания 
им первых учебников «Химия молока» и «Анализ молока» (1922–1926). В 
дальнейшем его учебники и практические руководства по биохимии молока 
и молочных продуктов для техникумов и вузов переиздавались много раз.
Проф. С. В. Паращук (1873–1950) является основоположником русской школы сыроделия и маслоделия. Им проведена большая работа по 
изучению влияния кормов на состав и свойства молока и масла, свойств 
сычужного фермента и пепсина, разработаны основы производства диетических кисломолочных и детских лечебных молочных продуктов.
Научная деятельность проф. Я. С. Зайковского (1887–1952) была посвящена изучению природы белков молока, развитию теории образования 

Ав. А. Калантар

Введение

Н. В. Верещагин

масла, изучению физикохимических основ производства сгущенного и 
сухого молока. Широкую известность получил труд Я. С. Зайковского 
«Химия и физика молока и молочных продуктов».
Огромный вклад в развитие научноисследовательских работ в области 
биохимии молока внес проф. П. Ф. Дьяченко (1905–1995). Он много лет 
работал во ВНИМИ и Московском технологическом институте мясной 
и молочной промышленности (в настоящее время МГУПП). За долгую 
жизнь он много сделал открытий в области химии белков молока. Им 
разработана фосфоамидазная теория сычужной коагуляции казеина, 
технология получения казеинатов, термокальциевых копреципитатов и 
других белковых продуктов. 
В настоящее время большую научноисследовательскую работу в области молочного дела осуществляют коллективы сотрудников открытого 
в 1930 г. Всероссийского научноисследовательского института молочной 
промышленности в Москве (ВНИМИ) и Всероссийского научноисследовательского института маслодельной и сыродельной промышленности в 
Угличе  (ВНИИМС), а также их филиалов. Следует отметить, что большой 
вклад в развитие химии и физики молока внесли В. П. Аристова, А. П. Белоусов, Н. П. Брио, Д. А. Граников, Р. Б. Давидов, З. Х. Диланян, И. И. Климовский, отец и сын Липатовы, А. И. Овчинников, А. И. Чеботарев и др.
Роль молока и молочных продуктов в питании населения. Молоко — один 
из самых ценных продуктов питания человека. По пищевой ценно сти оно 
может заменить любой продукт, но ни один продукт не заменит молоко. 
Недаром по древней легенде знаменитый Геракл в младенчестве испил 
именно молока Геры — жены Зевса; разлившееся после этого по всей 
Вселенной молоко образовало Галактику, или Млечный Путь. 
Роль молока как полноценного пищевого продукта в поддержании 
процессов жизнедеятельности организма хорошо известна. Со времен 

Проф. П. Ф. Дьяченко
Проф. Г. С. Инихов
Проф. Я. С. Зайковский

Введение

глубокой древности молоко используют в лечебных целях. «Источником 
здоровья», «белой кровью» называли молоко древние философы.
Молоко и молочные продукты широко применяют при лечении и профилактике различных болезней человека. Особое значение имеют молочные продукты при лечении болезней печени, легких, желудочнокишечного 
тракта и др.
Молоко содержит все необходимые для питания человека веще ства — 
белки, жиры, углеводы, которые находятся в сбалансированных соотношениях и очень легко усваиваются организмом. Кроме того, в нем содержатся 
многие ферменты, витамины, минеральные вещества и другие важные 
элементы питания, необходимые для обеспечения нормального обмена 
веществ. Пожалуй, нет ни одного продукта в питании человека, который 
бы так удачно сочетал комплекс всех необходимых веществ, как молоко.
Особую ценность представляют белки молока — наиболее важные 
 в биологическом отношении органические вещества. Образующиеся в результате расщепления белков аминокислоты идут на построение клеток организма, ферментов, защитных тел, гормонов и т. д. Некоторые 
аминокислоты легко образуются в организме из других кислот, но есть 
и такие, которые должны поступать с пищей (человеческий организм 
не способен их синтезировать). Эти аминокислоты (лизин, триптофан, 
метионин, фенилаланин, лейцин, изолейцин, треонин, валин) называют 
незаменимыми. Недостаток в пище даже одной незаменимой аминокислоты приводит к нарушению обмена веществ в организме человека.
По содержанию незаменимых аминокислот белки молока относят к белкам высокой биологической ценности. Особенно богаты незаменимыми 
аминокислотами сывороточные белки молока — они содержат больше по 
сравнению с казеином лизина, триптофана, а также важной для организма 
аминокислоты — цистеина (и таурина). Количество многих незаменимых 
аминокислот в них значительно выше не только по сравнению с белками растительных продуктов, но и с некоторыми белками мяса и рыбы.  Поэтому использование белков молока в хлебопекарной, кондитерской и мясной промышленности повышает биологическую ценность многих пищевых продуктов.
Кроме того, казеин и сывороточные белки молока обладают рядом 
важных функциональных свойств (водосвязывающая, эмульгирующая, 
пенообразующая способности и др.), позволяющих использовать их концентраты в качестве стабилизаторов, эмульгаторов разнообразных продуктов (мороженое, кремы, пудинги и др.).
Необходимо отметить, что молоко содержит целый ряд биологически 
активных пептидов, образующихся из казеина и сывороточных белков под 
действием протеиназ и обладающих определенными физиологическими 
свойствами. Одни из них обладают обезболивающими свойствами, другие 

Введение

регулируют пищеварение и артериальное давление, защищают организм от 
вирусов и бактерий, обладают антисвертывающими свойствами и т. д.
Большое значение в питании человека имеет молочный жир. Жиры 
являются источником энергии и выполняют многообразные функции в 
организме человека (термоизоляция, защита органов и т. д.). Биологическая 
ценность жиров определяется, в первую очередь, наличием в них полиненасыщенных жирных кислот семейств омега6 и омега3 (линолевой, линоленовой, арахидоновой, эйкозапентаеновой и докозагексаеновой). Эти жирные 
кислоты не синтезируются в организме человека. При их недостатке в пище 
нарушаются процессы обмена веществ. Линолевая и линоленовая кислоты 
имеются в большом количестве в растительных маслах, арахидоновая — 
преимущественно в животных жирах, а кислоты омега3 — в липидах рыб.
Молочный жир содержит недостаточное количество полиненасыщенных жирных кислот. Однако при употреблении 0,5 л молока покрывается 
около 20 % суточной потребности человека в этих кислотах. Присутствие 
в молочном жире значительных количеств фосфолипидов и витаминов 
(А, D, Е) повышает его биологическую ценность. Кроме того, молочный 
жир, по сравнению с другими жирами, лучше усваивается организмом 
человека. Этому способствуют, вопервых, относительно низкая температура плавления жира (27–34 °С), вовторых, нахождение его в молоке 
в эмульгированном состоянии — в виде мелких жировых шариков.
В состав молока входит ценный углевод — лактоза (молочный сахар), 
используемый организмом в качестве источника энергии. Поступление лактозы в кишечник ребенка способствует развитию полезной микрофлоры, 
которая, образуя молочную кислоту, подавляет гнилостные процессы.
Не менее ценны и минеральные компоненты молока. Прежде всего следует отметить высокое содержание солей кальция и фосфора, которые нужны 
организму для формирования костной ткани, восстановления крови, деятельности мозга и т. д. Оба элемента находятся в молоке не только в прекрасно 
усвояемой форме, но и в хорошо сбалансированных соотношениях, что позволяет организму максимально их усваивать. Около 80 % суточной потребности человека в кальции удовлетворяется за счет молочных продуктов.
В молоке содержатся такие важные макроэлементы, как калий, натрий, магний, хлор, а также микроэлементы — цинк, кобальт, марганец, 
медь, железо, иод, которые участвуют в построении ферментов, гормонов 
и витаминов. Например, иод является структурным элементом гормона 
щитовидной железы, железо входит в состав гемоглобина и некоторых 
ферментов, медь — катализатор окислительновосстановительных процессов в организме, кобальт входит в состав витамина В12 и т. д.
Молоко является постоянным и важным источником почти всех видов витаминов. Так, суточная потребность в относительно дефицитном 

Введение

витамине В2 удовлетворяется на 42–50 % за счет молока и молочных продуктов (мясо и рыба дают лишь 24 %, злаковые — 17 %). Также основным 
источником витамина А в питании человека является сливочное масло.
Исключительно высокая биологическая ценность и степень усвоения 
основных компонентов молока и молочных продуктов делают их незаменимыми продуктами питания для людей всех возрастов (табл. 1).

Таблица 1
Примерные физиологические нормы потребления молока
и молочных продуктов, рекомендуемые Институтом питания РАМН

Продукт
Рекомендуемая норма 
потребления

в сутки, г
в год, кг
Молоко и молочные продукты (в пересчете на молоко)
1090
392,0
В том числе:
молоко цельное и кисломолочные напитки
творог
сметана
масло
сыр

330
25
18
16
17

119,0
8,9
6,5
5,9
6,1

По данным Департамента пищевой и перерабатывающей промышленности Минсельхозпрода РФ, фактическое потребление молочных продуктов в 1990-х годах резко снизилось. Так, если в 1990 г. оно составляло 386 кг 
в год, то в 1991–1995 гг. — только 291 кг и продолжало снижаться; в 1999 г. 
оно составляло 206 кг (рис. 1), или около 53 % от рекомендуемой нормы, 
причем изменилась структура российского рынка молочных продуктов 
— в несколько раз сократилось потребление цельномолочных продуктов, 
масла и сыров. С 2000 г. потребление 
молочных продуктов в РФ стало повышаться и  составило в 2001–2003 гг. — 
221–231 кг. Сейчас — 240–250 кг, что 
ниже по сравнению с зарубежными 
странами.
Таким образом, перед специалистами молочной промышленности стоит 
весьма важная задача: улучшение структуры питания населения страны за счет 
увеличения выпуска (и потребления) 
цельномолочных продуктов, сыра и 
дру гих продуктов, ассортимент которых 
должен постоянно расширяться.

–

Рис. 1. Годовое потребление молока 
и молочных продуктов (в пересчете 
на молоко) на душу населения,
кг на человека в год

Введение