Температура замерзания молока

Температура замерзания - постоянное физико-химическое свойство молока, которое обусловлено только его истинно растворимыми составными частями лактозой и солями, причем в соответствии с законом Вигнера последние содержатся в молоке примерно в постоянной концентрации. Влияние сывороточных белков молока можно не учитывать, так как, например β-лактоглобулин Обладает в 1000 раз большей относительной молекулярной массой по сравнению с лактозой, и поэтому степень его влияния на по нижение температуры замерзания равна только одной тысячной от степени влияния лактозы.

Температура замерзания молока в зависимости от породы животных и региона имеет колебания от минус 0,525 до минус 0,565 °С, сборного - в пределах от минус 0,530 до минус 0,550 °С Наиболее часто встречающаяся температура замерзания молока которую можно применять в качестве величины сравнения составляет минус 0,540 °С, по ГОСТ Р 52054-2003 "Молоко натуральное коровье-сырье. Технические условия» - минус 0,520 °С. Молозиво, состав которого несколько изменен по отношению к нормальному молоку, имеет наиболее низкую температуру замерзания - от минус 0,570 до минус 0,580 °С.

Зависимость температуры замерзания от концентрации истинно растворимых составных частей молока позволяет установить фальсификацию его водой. Не обусловленные технологическими приемами, изменения концентрации истинно растворимых частей молока наблюдаются в следующих случаях: при фальсификации водой, при добавлении нейтрализующих или ингибирующих веществ вследствие биохимического превращения лактозы.

Зависимость температуры замерзания молока от количества добавленной воды приведена в таблице:

Температура замерзания резко снижается при подкислении молока, при изменении рН с 6,6 до 6,0 этот показатель изменялся с минус 0,543 до минус 0,564 °С. При кислотности более 24 °Т вообще невозможно провести измерение температуры его замерзания, так как накопление молочной кислоты приводит к денатурации белков.

Если масса и состав истинно растворимых составных частей молока остаются постоянными, можно рассчитать процентное содержание воды, добавленной к фальсифицированной пробе. В подобных случаях пользуются понятием «точка замерзания» под которым подразумевается абсолютная величина температуры замерзания умноженная на 100.

В связи с введением в действие ГОСТ 52054-2003 «Молоко натуральное коровье-сырье. Технические условия» появилась необходимость постоянного контроля качества по температуре замерзания молока и установления его фальсификации по количеству добавленной воды.

В насюящее время стандартизированы два метода измерения температуры замерзания молока - ГОСТ 30562-97 (ИСО 5764-87) «Молоко. Определение точки замерзания. Термисторный криоскопический метод» и ГОСТ 25101-82 «Молоко. Метод определения точки замерзания». Метрологические характеристики методов опреде­ления приведены в таблице ниже:

Термисторный криоскопический метод (ГОСТ 30562-97 ИСО 5764-87) состоит в том, что молоко охлаждают до заданной температуры, механической вибрацией вызывают кристаллизацию воды входящей в состав молока после чего температуру быстро повышают до плато, которому соответствует точка замерзания пробы. При этом необходимо использовать стандартные образцы по точкам замерзания растворов, что значительно замедляет процесс проведения измерения.

Другой стандартизованный метод (ГОСТ 25101-92) основан на измерении понижения точки замерзания молока по сравнению с точкой замерзания бидистиллированной воды. Для анализа используют ручной криоскоп с метастатическим термометром типа ТЛ-1 (или прибор Бекмана).

Большинство криоскопических приборов работает следующим образом: образец помещают в охладительную смесь и охлаждают до определенной заранее температуры (на 5-7 °С ниже точки замерзания). Затем вызывают мгновенную кристаллизацию при помощи быстрого и эффективного перемешивания.

В связи с насущной необходимостью определения температуры замерзания молока активизировался рынок приборов и оборудования для проведения измерений данного показателя. Поэтому была поставлена задача - пpoвeдeние измерений температуры замерзания молока и определение его фальсификации, применяя стандартизованные инструментальные методы и по возможности используя оборудование, основанное на разных принципах измерения (ультразвуковые и инфракрасные анализаторы).

Использовали следующие приборы: миллиосмометры МТ-5-02, МТ-4 (НПП «Буревестник», Санкт-Петербург), «MilkoSkan Minor» (фирма Foss-Electric, Дания), АКМ-98 (Новосибирск) и ручной прибор Бекмана (ГОСТ 25101-82). Результаты сравнительных испытаний приведены в таблице ниже. Испытания проведены на одном и том же молоке-сырье в одних и тех же условиях проведения измерений.

Анализируя полученные результаты с применением приборов различных типов, видно, что более достоверные данные получены на оборудовании, специализированном на измерении температуры замерзания молока. Экспресс-анализаторы, применяемые для измерений физико-химических показателей, в том числе точки замерзания, не справляются с довольно сложной задачей измерений, так как они основаны на математическом обсчете содержания массовой доли лактозы в молоке («MilkoSkan Minor», AKM -98), а этого недостаточно для того, чтобы достоверно проводить измерения и выявлять фальсификацию молока-сырья. «MilkoSkan Minor» довольно постоянно выдает одно и то же значение, что, вероятно, связано с калибровкой прибора на молоке-сырье Европы.

Для подтверждения полученных данных проведены измерения температуры замерзания молока-сырья в условиях заводской лаборатории для выявления систематической погрешности определения с применением различных типов приборов:

Анализ результатов сравнительных испытаний криоскопических приборов и ультразвукового анализатора АКМ-98, использующего ультразвуковой метод определения показывает, что полученные значения различаются на величину от 0,013 до 0,020 °С (0,005 °С соответствует 1 % добавленной воды) что в 2-3 раза превышает значение воспроизводимости результатов измерений, равное 0,006 °С по ГОСТ 30562-97 (ИСО 5764-87).

На основании получечных данных может быть сделан вывод о том что ультразвуковые приборы и ИK-анализаторы не могут быть рекомендованы для измерения температуры замерзания молока.