Autor: Zdravko Šumić
Mentor: prof. dr Spasenija Milanović
.
.
Oksidoredukcioni potencijal
Mlijeko sadrži više supstanci koje se mogu oksidovati ili redukovati. Tu spadaju: askorbinska kiselina, tokoferol, laktoflavin, cistein, rastvoreni O2 i dr. U njemu su prisutni i razni enzimi koji katališu ove procese (dehidrogenaze).
Između oksidovanih i redukovanih stanja javlja se mali električni napon koji se naziva oksidoreducionim potencijalom ili skraćeno redoks potencijalom. On se može mjeriti (spreg platinske i normalne vodonične elektrode) i označava se sa Eh (V). Za svježe mlijeko Eh se kreće od +0,2 do +0,3V. Na vrijednost Eh najviše utiče rastvoreni O2.
Vrijednost Eh zavisi i od c(H+). Ova zavisnost se izražava vrijednošću rH. Ona predstavlja negativni dekadni logaritam napona molekularnog vodonika u rastvoru. To znači da rH karakteriše redukcionu sposobnost sistema. Za vrijednosti rH<2 procesi teku u pravcu redukcije dok vrijednosti rH>25 karakterišu oksidativne procese. Za mlijeko rH=20-25 što znači da mlijeko ima izraženi redukcioni karakter. Dakle, u mlijeku postoje supstance koje se lako oksidišu i time izazivaju redukciju drugih supstanci u mlijeku (mlijeko redukuje metilensko plavo).
Masti, proteini i laktoza nemaju uticaja na redoks potencijal mlijeka.
U mlijeku bez kiseoniika najveći uticaj na Eh ima sistem askorbinske kiseline (L-askorbinska kiselina/L-dehidroaskorbinska kiselina). Ovo dolazi otuda što se ona nalazi u relativno većoj količini u odnosu na druge supstance koje koje bi takođe mogle da utiču na Eh (riboflavin, tokoferol).
Na Eh utiču i kupri joni (Cu2+). Oni pokazuju veliki afinitet prema elektronima i djeluju kao oksidišuće sredstvo. Bakar u mlijeko može doći kao posljedica njegovog korozivnog (mlijeka) dejstva na metale i tada se javlja porast Eh i rH. Oksidativne promjene masti pod uticajem bakra mogu se odigrati samo pri vrijednostima Eh>0,4. Najprije će se oksidovati askorbinska kiselina. Pod dejstvom bakterija Eh može imati i negativne vrijednosti. Bakterije smanjuju Eh korišćenjem rastvorenog O2 i stvaranjem redukujućih supstanci kao produkata svog metabolizma (Đorđević, 1987).
U prvoj fazi ne dolazi do smanjenja redoks potencijala, manjim dijelom zbog relativno manjeg broja mikroorganizama, a većim dijelom zbog suprotstavljanja Eh -sistema promjenama potencijala. Naglo opadanje Eh na krivoj nastaje tek kad je otpor savladan i obrazovane redukujuće supstance naglo smanjuju Eh mlijeka. Faza usporenog opadanja je posljedica smanjenja aktivnosti mikroorganizama kao rezultat obrazovanja supstanci koje usporavaju njihovu aktivnost (jedna od njih je i promjena Eh).
.
Gustina
Gustina mlijeka je rezultanta količina i gustina pojedinih sastojaka mlijeka. Mliječna mast ima najmanju gustinu 0,93g/l pa bi se moglo očekivati da mlijeko koje sadrži više masti ima manju gustinu. Međutim, u praksi to nije tako jer povećanje količine masti je praćeno povećanjem količine proteina, prije svih kazeina. Isto tako, povećanje količine masti ima za posljedicu smanjenje sadržaja vode (koja takođe utiče na smanjenje gustine mlijeka) tako da je djelovanje povećane masnoće skoro anulirano manjim sadržajem vode.
Gustina mlijeka zavisi od mnogih faktora kao što su rasa, period laktacije i dr. Usljed dodavanja vode gustina mlijeka se smanjuje. Dodavanjem vode i uzimanjem masti gustina mlijeka može ostati nepromjenjena pa ovo nije siguran podatak za utvrđivanje kvaliteta mlijeka.
Vrijednosti gustine na 15oC kreću se od 1,028 do 1,035g/l.
Količina mlijeka neposredno poslije muže je nešto manja nekoliko sati kasnije. Ovo nastaje usljed promjene agregatnog stanja masti iz tečnog u čvrsto. Ovaj prelaz ima za posljedicu smanjenje zapremine te nastupa situacija da ista masa ima manju zapreminu, a to znači da je gustina veća.
Pod specifičnom težinom mlijeka podrazumjeva se težinski odnos istih zapremina mlijeka i vode na 15oC (uz korekciju od 0,0002 za svaki stepen ako je temperatura manja ili veća od 15oC.
To je, dakle, neimenovani broj i kreće se od 1,028 do 1,035. Određuje se laktodenzimetrom i piknometrom (Đorđević, 1987).
.
Viskozitet
Viskozitet je rezultat unutrašnjeg trenja molekula usljed čega se javlja manji ili veći otpor tečnosti da otiče. Obilježava se sa η (Pa s).
Viskozitet mlijeka zavisi od njegovog hemijskog sastava i fizičkog stanja nekih komponetanta. Najveći uticaj na njega imaju proteini, a zatim i mliječna mast. Ukoliko ima više proteina, ukoliko su jače nabubreli i većeg su stepena disperznosti, utoliko je veći viskozitet. Isto važi i za mliječnu mast. Otuda je viskozitet homogenizovanog mlijeka veći nego prije homogenizacije. Kada je mliječna mast u čvrtom stanju η je veće.
Mlijeko ne predstavlja njutnovsku tečnost η =f(T)
Viskozitet opada sa povećanjem temperature. Povećanjem teperature iznad 60oC viskozitet počinje da raste zbog disocijacije kazeinskih micela (nastaje najveći broj monomera) i stvara kompleks kazeina sa laktoalbuminom.
Viskozitet mlijeka utiče na brzinu raslojavanja masti.
Viskozitet mlijeka poslije muže se malo povećava u toku 6 do 8h. To povećanje nastaje djelimično kao rezultat odlaska gasova, povećanja hidratisanosti proteina i očvršćavanja masti.
.
Osmotski pritisak
Osmotski pritisak zavisi od svih njenih komponenata osim od mliječne masti. Uticaj pojedinih komponenata nije isti jer osmotski pritisak zavisi od molarne koncentracije pojedinih supstanci a ne od molekulske mase. – p je koligativna osobina ratvora.
Osmotski pritisak iznosi prosječno 0,67kPa. Pošto 1mol supstance izaziva P od 2,27Kpa, izlazi da je molarna koncentracija u mlijeku 0,293 M/dm3.
Najveći dio osmotskog pritiska otpada na laktozu (oko 47%). Zatim, iako su u malim količinama, soli zbog male M i disocijacije rastvorljivh soli, u znatnoj mjeri utiču na osmotski pritisak. Među njima najveći uticaj imaju K+, Na+, Cl–, a znatno manji Ca2+, Mg2+, PO43-, (C6H5O7)3-. Proteini neznatno utiču na P zbog velike M, odnosno malog broja micela. Mliječna mast ne utiče na osmotski pritisak jer se nalazi u obliku masnih kapljica tj. nije molekularno niti jonski dispergovana.
Mlijeko ima isti P kao i krv – izotonični rastvori. Osmotski pritisak mlijeka zavisi od P krvi, koja ne podnosi kolebanja P. Zbog toga je P najstalnija fizička osobina mlijeka, iako mlijeko ima promjenljiv sastav. To dolazi otuda što supstance koje u najvećoj mjeri utiču na osmotski pritisak mlijeka (laktoza i soli) podliježu najmanjim kvantitativnim kolebanjima. U slučaju da dođe do znatne promjene u količini jedne od komponenata dolazi do kompenzacije od strane drugih sastojaka. Osmotski pritisak mlijeka nije nepromjenljiv već samo podliježe najmanjim kolebanjima.
Temperatura mržnjenja. Prosječna temperatura mržnjenja iznosi -0,0545oC. Ona je slabo promjenljiva veličina jer direktno zavisi od P. Razvodnjavanje mlijeka izaziva povišenje temperature mržnjenja (približava se 0oC), jer se smanjuje koncentracija materija koje izazivaju njeno sniženje. Ovo je iskorišćeno za utvrđivanje ove vrste falsifikovanja mlijeka. Temperatura mržnjenja se određuje krioskopom (Đorđević, 1987).
Povećana kiselost mlijeka utiče na rezultate temperature mržnjenja. Zbog toga ova određivanja treba vršiti samo na svježem mlijeku. Povećana kiselost mlijeka utiče na temperaturu mržnjenja tako što bakterije mliječne kiseline transformišu 1 mol laktoze u 4 mola mliječne kiseline.
Temperatura ključanja. Za mlijeko iznosi 100,16oC. Tačka ključanja se ne koristi za kontrolu falsifikovanja mlijeka iz dva razloga:
- zagrijevanjem dolazi do isparavanja vode i promjene sastojaka suve materije,
- povećanje temperature ključanja je 3,6 puta manje nego sniženje temperature pa je i mogućnost greške veća.
Rastvorene supstance u mlijeku svojim privlačnim silama snižavaju tenziju njegovih para te je potrebno izvršiti određeni rad da se savladaju te privlačne sile. Posljedica toga je da rastvor ključa na višoj temperaturi (Đorđević, 1987).
.
Specifična toplota
Predstavlja količinu toplote potrebne da se temperatura mase 1kg poveća za 1K (J/kgK). Za mlijeko iznosi 3906,3 J/kgK. Ona je rezultanta količina i specifičnih toplota vode, masti i ostalih komponenata.
Mliječna mast ima najmanju specifičnu toplotu 2*103 J/kgK. Međutim, da bi mast prešla iz čvrstog u tečno stanje, potrebno je utrošiti oko 40 puta više toplote. Ovo znači da specifična toplota mlijeka treba da se određuje kada je sva mast u čvrstom ili tečnom stanju. Zbog odsustva mliječne masti, specifična toplota obranog mlijeka je nešto veća.
Spisak korišćene literature možete naći u Literatura – Tehnologija mleka.