Научно-исследовательский проект "Домашняя лаборатория молока"

Научно-исследовательский проект
"Домашняя лаборатория молока"

Актуальность. 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 И.П. Павлова. Качественным составом молока и молочных продуктов широко занимались также А.С. Королев, А.Ф. Войткевич.
В современных магазинах огромное разнообразие молочных продуктов. Это – йогурты, творожки, мороженое... Чтобы сохранить своё здоровье, важно употреблять молочную пищу не только в нужном количестве, но и качественного состава. Не секрет, что многие производители подмешивают в молочную продукцию различные добавки, например крахмал, соду, мел, антибиотики или разбавляют молоко водой.
Мы решили исследовать молоко и молочные продукты, которые потребляем в пищу, провести опыты по определению их качества.

Цель исследования: 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.

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

Предмет исследования: реакция веществ, входящих в молочные продукты, на действие реактивов

Объект исследования: молоко и молочные продукты.

Методы исследования: чтение книг, изучение научной литературы, Интернет-ресурсов по исследуемой проблеме, работа с энциклопедиями, беседа со специалистами, самостоятельное обдумывание, наблюдение, опыт.
 
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 – это 320-340 кг. 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.
Самым ценным считается цельное молоко – это молоко без добавления каких-либо веществ, в том числе воды с природной жирностью, которая у каждого животного бывает разная (от 2,6 до 6%). 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. Причем стандартом такое молоко должно называться «молочным напитком».
Сухое молоко получают путем высушивания обычного коровьего молока при очень высокой температуре (около 170 градусов) .
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 молока в нем образуются вредные вещества, гибнут полезные микроорганизмы, разрушаются витамины. В России такое молоко должно называться «молочным напитком», а не молоком.
 
Виды обработки молока
По пути от коровки до потребителя молоко подвергается обработке с целью уничтожения микробов и увеличения срока хранения. 
Пастеризация - молоко нагревают до 90 градусов и греют в течение часа. Так бактерии погибают, а полезные вещества сохраняются.
Стерилизация  - молоко обрабатывают при температуре выше 100 градусов несколько минут, чтобы уничтожить все споры и бактерии, и сразу же охлаждают.
Ультрапастеризация - молоко обрабатывают при температуре 130 градусов нескольких секунд и затем охлаждают.
В пищу лучше использовать молоко пастеризованное, так как в нем больше сохраняется 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 своё 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 тоже время губят и полезные бактерии.
Крахмал подмешивают для придания молоку, сливкам и сметане большей густоты. Крахмал бывает природный  (естественный) – он содержится в овощах, фруктах, злаках, орехах и совершенно безопасен для организма человека. Есть модифицированный крахмал - это белый порошок без вкуса и запаха, который может повышать  уровень инсулина во время процесса пищеварения, что приводит  к  нарушениям в организме гормонального равновесия и аллергии.
Из энциклопедий я узнал, что определить наличие крахмала в молоке и молочных продуктах можно при помощи йода. Впервые эту химическую реакцию открыли в 1814 г. Жан-Жак Колен и Анри-Франсуа Готье де Клобри. 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.
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, наблюдали несколько минут. Результаты опыта нас порадовали. Молоко не изменило своей окраски на синий цвет.
Вывод: ни один из образцов молока не содержит крахмала.
 
Опыт по выявлению крахмала в молочных продуктах
Мы повторили опыт на различных молочных продуктах. Большая часть продукции не содержала крахмала.
Однако в двух продуктах мы выявили содержание крахмала. Это был йогуртный продукт «Нежный». В его составе производитель указал наличие крахмала, поэтому результат опыта был ожидаемым.
Вторым продуктом, содержащим крахмал, стало мороженое «ГОСТ». Фактический состав оказался отличным от состава, указанного на этикетке. Как оказалось, не все производители честны с потребителем.

Выявление разбавленного водой молока
Часто производители разбавляют молоко водой. Мы решили выяснить, так ли это. Часть экспериментов мы проводили в лаборатории кафедры «Микробиологии, вирусологии, эпизоотологии и ветеринарно-санитарной экспертизы» Ульяновской ГСХА.
 
Для опытов использовали три вида молока для детского питания:
образец №1 – Молоко «Крепыш», стерилизованное, 3,2%;
образец №2 – Молоко «Крепыш», стерилизованное, витаминизированное, 3,2%;
образец №3 – Молоко «Агуша», стерилизованное, 2,5%.
В чашку Петри налили по 2 мл образцы молока №1, 2, 3. Добавили по 4 мл (т.е. вдвое больше) спирта (подкрашенного «зеленкой» для наглядности). Под воздействием спирта молочный белок казеин имеет свойство сворачиваться. 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 - более требуется времени для появления хлопьев.

Результаты опытов были следующими:
образец №1 – хлопья образовались через 4-6 секунд,
образец №2 - хлопья образовались через 2-3 секунды,
образец №3 - хлопья не образовались.
Вывод. Образец молока под №3 сильно разбавлен водой. Это молоко «Агуша», стерилизованное, 2,5%.
 
Тест на скисание
Мы разлили молоко в пробирки по 5 мл. 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, или оно сделано из молочного порошка.
Результаты были следующими:
образец №1 – слой сливок составил 1,5 мм на 5 мл молока;
образец №2 – слой сливок составил 1 мм на 5 мл молока;
образец №3 – сливки в молоке не образовались, молоко за сутки не скисло.
 
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, либо молоко изготовлено из молочного порошка.

Выявление в молоке примесей соды и мела
Чтобы молоко долго не портилось, производители добавляют в него мел или соду. Выявить эти примеси в молоке можно добавлением уксусной кислоты – молоко мгновенно скиснет (створожится). Появление же пены будет свидетельствовать о наличии мела или соды в молоке.
Вывод: образцы молока не содержат примесей мела и соды.
 
Чтобы убедится в правильности проводимого эксперимента, мы добавили в молоко небольшое количество соды, а затем уксусную кислоту. Образовалась пена. Наличие мела в молоке также дает о себе знать пеной.
Вывод: результаты опыта по выявлению примесей соды и мела в молоке достоверны.

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.
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 проверяем путем добавления в молоко соды. Обмакнув тест-полоску в молоко с содой, видим изменение цвета на зеленый, что соответствует щелочной среде (pH=9).
Вывод: результаты опыта по выявлению примесей соды и мела в молоке достоверны.