Сливочное масло как дисперсная система. Важнейшие показатели
Сливочное масло представляет собой полидисперсную, многофазную и многокомпонентную систему переменного состава. Полидисперсность сливочного масла обусловлена тем, что твердая фаза молочного жира, водная и газовая фазы находятся в виде раздробленных частиц, размеры которых меняются в определенных пределах. Так, кристаллы молочного жира имеют размеры 0,01-2 мкм, капельки влаги 1-30 мкм, пузырьки воздуха до 20 мкм.
Многофазность - это наличие в масле компонентов в твердом, жидком и газообразном состоянии. Фазой называют совокупность всех гомогенных частиц системы, одинаковых во всех точках по составу и по всем химическим и физическим свойствам и отграниченных от других частей некоторой видимой поверхностью (поверхность раздела). Твердая фаза масла представлена смешанными кристаллами молочного жира, белками оболочек жировых шариков и белками плазмы молока. Жидкая фаза состоит из жидких фракций молочного жира, свободной воды, находящейся в виде капель, и связанной воды в капиллярах, пронизывающих непрерывную жировую фазу. Газообразная фаза представлена пузырьками воздуха и растворенным воздухом. Состав газовой фазы в свежем масле такой же, как и воздуха, т. е. 78% азота, 20,9% кислорода, не более 0,5% углекислого газа. В процессе хранения содержание кислорода быстро уменьшается. Объем газовой фазы в сливочном масле составляет 1-13 мл в 100 г.
Физические свойства масла определяются химическим составом и степенью дисперсности его основных компонентов. Химический состав сливочного масла направленно регулируется в зависимости от вида вырабатываемого продукта. Состав масла подвержен сезонным колебаниям, он также зависит от методов производства.
Сливочное масло обладает комплексом разнообразных свойств, характеризуемых такими показателями, как термоустойчивость, восстанавливаемость структуры, вытекание жидкого жира, дисперсность влаги и др.
Термоустойчивость - способность масла сохранять форму при повышенных температурах. Она определяется термостатированием цилиндрического образца масла диаметром 20 мм и высотой 20 мм при температуре 30 °С в течение 2 ч. Мерой термоустойчивости служит отношение начального диаметра образца масла к среднему диаметру основания образца, полученному после термостатирования.
Вытекание жидкого жира - способность структуры сливочного масла удерживать жидкий молочный жир. Пробу масла в форме кубика со стороной 3,5 см помещают на 5 слоев фильтровальной бумаги, уложенной в чашку Петри. Кубики выдерживают в термостате при 25 °С в течение 24 ч. После этого пробу охлаждают при 5°С в течение 30 мин, осторожно удаляют с бумаги остатки масла. Определяют количество вытекшего жира (в %).
Восстанавливаемость структуры характеризует степень обратимости связей в структурной сетке образца. Определяют отношением восстановленной прочности разрушенной структуры к прочности исходного образца.
Индикаторный метод определения дисперсности влаги основан на способности капелек влаги, находящихся на поверхности образца масла, при соприкосновении с поверхностью индикаторной бумаги, пропитанной раствором: бромфеноласинего, образовывать сине-фиолетовые точки и пятна.
Кислотность масла характеризует наличие в нем молочной кислоты, кислых солей, а также свободных жирных кислот молочного жира; выражают в градусах Кеттсторфера (°К) - число миллилитров однонормального раствора щелочи, израсходованного на нейтрализацию 100 г масла. Кислотность сладкосливочного масла составляет 0,6-1,2 °К, а кислосливочного - 1,5-2,5 °К.
К важнейшим физическим характеристикам молочного жира относятся температура плавления, температура отвердевания, температура полного отвердевания, показатель преломления и число рефракции.
Температура плавления молочного жира - температура, при которой высокоплавкая фракция молочного жира полностью переходит в жидкое состояние; она составляет 28-36 °С.
Температура отвердевания молочного жира - температура, при которой начинают появляться первые кристаллы высокоплавкой фракции. Эта характеристика колеблется от 18 до 24 °С.
Температура полного отвердевания молочного жира - это температура, при которой кристаллизуется самая легкоплавкая фракция молочного жира. Она колеблется от -40 °С до -36 °С.
Показатель преломления - оптическое свойство молочного жира, характеризующее его способность преломлять световую волну определенной длины. Обычно табличные показатели преломления приводятся для длины волны 589 нм, излучаемой натровой лампой. Молочный жир при температуре 40 °С имеет показатель преломления 1,453-1,462. По показателю преломления рассчитывают число рефракции, которое для молочного жира находится в пределах от 40 до 45.
Оптическая плотность служит мерой непрозрачности слоя вещества для световых лучей; она выражается десятичным логарифмом отношения потока излучения, падающего на слой, к прошедшему через этот слой.
Оптическая плотность молочного жира при длине волны 450 нм и температуре 50 °С составляет 0,220-0,586.
Химический состав молочного жира можно характеризовать или количественным содержанием жирных кислот (газожидкостная хроматография), или с помощью так называемых констант, или чисел. Важнейшими химическими числами молочного жира являются следующие.
йодное число - условная величина, представляющая собой число граммов йода, присоединившегося к 100 г жира, и выраженная в процентах. Оно позволяет судить о степени ненасыщенности жирных кислот, входящих в состав жира. Йодное число в течение года изменяется от 25 до 45.
Число омыления характеризует среднюю молекулярную массу смеси свободных жирных кислот, входящих в состав глицеридов жира; определяется количеством миллиграммов едкого калия, необходимого для омыления глицеридов и нейтрализации свободных жирных кислот в 1 г жира. Число омыления молочного жира находится в пределах от 220 до 234.
Под числом Рейхерта-Мейссля понимают условную величину, выражаемую числом миллилитров децинормального раствора едкого калия, необходимого для нейтрализации растворимых в воде летучих жирных кислот, выделенных из 5 г жира; показатель характеризует содержание низкомолекулярных жирных кислот (масляной и капроновой). Молочный жир имеет данное число 20-32, тогда как говяжий, свиной и бараний жиры - 0,1-1,2, а подсолнечное, хлопковое, кукурузное, соевое и кокосовое масло - 0-8. Указанное различие используют для определения натуральности молочного жира при подозрении на фальсификацию.
Число Поленске характеризует количество низкомолекулярных летучих нерастворимых в воде жирных кислот (каприловой и каприновой) в 5 г жира. Молочный жир имеет число Поленске 1,9-5.