مشخصات این فایل
عنوان: شیر و فرآورده های آن
فرمت فایل: word( قابل ویرایش)
تعداد صفحات: 50
این مقاله درمورد شیر و فرآورده های آن می باشد.
خلاصه آنچه در مقاله شیر و فرآورده های آن می خوانید .
فصل سوم
شیمی شیر
ترکیبات عمده شیر را آب، چربی، پروتئین ها، لاکتوز ( قند شیر ) و مواد معدنی
( نمک ها ) تشکیل می دهند. شیر همچنین حاوی مقدار جزئی از مواد دیگر مثل : رنگدانه ها، آنزیم ها، ویتامین ها، فسفولیپیدها ( موادی شبیه به چربی ) و گازها می باشد.
وقتی آب و گازها را از شیر حذف نماییم به آنچه که باقی می ماند « ماده خشک » ( Dry matter [ DM ]) یا مواد جامد تام ( Total Solids) اطلاق می گردد. شیر یک ماده بسیار پیچیده می باشد. شرح و توضیح ترکیبات گوناگون شیر و اینکه هر کدام چه تغییرهایی را در اثر مراحل مختلف بهبودسازی ( Treament) متحمل می گردند، لزوم بازنگری به بعضی از مباحث مبانی شیمی ( Terminology ) را ایجاب می نماید. در این فصل، شیمی شیر با یادآوری مختصری از مفاهیم شیمی همراه خواهد بود.
برخی مفاهیم شیمی پایه
اتم ها
اتم ( Atom ) کوچک ترین واحد ساختمانی ماده، در طبیعت بوده و به طریقه شیمیایی قابلیت تقسیم شدن به واحد کوچک تر از خود را دارا نمی باشد. ماده ای که از یک نوع اتم ساخته شده باشد را عنصر ( Element) می نامند. امروزه بیش تر از صد نوع عنصر شناخته شده است.
به طور مثال می توان از عناصری مانند: اکسیژن، کربن، هیدروژن و آهن نام برد. اکثر مواد در طبیعت، از ترکیب چند عنصر مختلف ساخته شده اند. به طور مثال هوا از ترکیب اکسیژن، نیتروژن، دی اکسید کربن و مقداری گازهای دیگر ساخته شده است. آب نیز از نظر شیمیایی ترکیبی از عناصر هیدروژن و اکسیژن می باشد.
هسته اتم ها از دو ذره دیگر به نام های پروتون و نوترون تشکیل شده است شکل (1-2). پروتون حاوی بار مثبت بوده و نوترون از نظر بار الکتریکی خنثی می باشد. لاکترون ها با ساختمان اوربیتالی، دارای بار منفی و برابر با بارهای مثبت پروتون هسته،می باشند. تعداد پروتون ها و الکترونها و در نتیجه تعداد بارهای مثبت و منفی، در هر اتم با هم برابر می باشند، با این فرض، اتم ها از نظر بار الکتریکی خنثی هستند. اتم ذره بسیار ریزی می باشد، شکل (2-2). به طور مثال یک سکه کوچک مسی، بیش تر از صد میلیون، میلیون اتم دارد، با این وجود، اتم ها دارای فضای خالی زیادی بین خود
می باشند به طوری که اگر ما قطر هسته یک اتم را، 1 فرض نماییم، قطر کل اتم حدود 10000 خواهد بود.
یون ها
در واکنش شیمیایی، اتم ممکن است، الکترون از دست داده و یا الکترون به دست آورد. در چنین وضعیتی اتم از حالت خنثی خارج شده و به آن یون ( ION )- اتم باردار- گفته می شود. دراین حالت اگر تعداد الکترون ها از تعداد پروتون ها در یون بیشتر باشد، یون دارای بار منفی خواهد بود. اما اگر اتم یک یا چند الکترون از دست داده باشد، دارای بار الکتریکی مثبت خواهد شد.
معمولاً یون های با بار مثبت و منفی با هم حضور دارند، مثلاً در یک محلول کاتیون ها
( یون های بار مثبت ) و آنیون ها ( یون های بار منفی ) به صورت برابر و در کنار هم قرار می گیرند و در شکل جامد به شکل نمک می باشند. نمک معمولی حاوی یون های سدیم
( Na) و کلر ( Cl ) با فرمول شیمیایی ( NaCl ) بوده و کلرید سدیم نامیده می شود.
اسیدیته
وقتی که یک اسید ( به طور مثال اسید کلریدریک HCL) با آب مخلوط شود، باعث رها شدن یون های هیدروژن ( پروتون ) با بار الکتریکی مثبت ( H+ ) می گردد. آنها به سرعت به مولکول آب پیوسته و یون هیدرونیوم ( H3O+) را تولید می نمایند.
زمانی که یک « باز » ( یک اکسید فلزی یا هیدروکسید ) به آب اضافه می شود، تولید یک محلول « بازی » ( Basic) یا قلیایی ( Alkaline) را می نماید. با احلال « باز » در آب یون هیدرواکسید ( OH-) در آن رها می گردد.
محلولی که حاوی تعداد مساوی از یون های هیدرواکسید و هیدرونیوم باشد. خنثی است، شکل ( 8-2 ) .
محلولی که حاوی مقدار بیش تری از یون هیدرواکسید، در مقایسه با تعداد یون هیدرونیوم باشد، قلیایی است، شکل ( 9-2 ).
محلولی که حاوی مقدار بیش تری از یون هیدرونیوم، در مقایسه با تعداد یون هیدرواکسید باشد، اسیدی است، شکل ( 10-2 ).
ترکیبات شیر گاو
مقادیر اجزاء اصلی شیر گاو، به طور شایان توجهی، در بین نژادهای مختلف و حتی در بین افراد یک نژاد، متغیر می باشد. بنابراین محدوده ای از اختلاف، بین مقادیر، می تواند پایه اندازه گیری قار گیرد. اعداد تابلو ( 3-2 ) نمونه ای از این داده ها را نشان می دهد.
مواد جامد تام ( Total solids) و مواد جامد بدون چربی - [SNF] Solids non fat - برای بیان پاره ای از ترکیبات شیر به کار برده می شوند. SNFهمان مواد جامد تام
بدون چربی می باشد. این بدان معنی است که مثلاً در جدول 3-2 مواد جامد بدون چربی مساوی است با :
( 1/9 = 9/3 – 13 )
PH شیر گاو، به طور طبیعی بین 7/6- 5/6 قرار دارد و به طور عمومی 6/6 بیان
می گردد. این مقدار در حرارت 25 درجه سانتیگراد، محاسبه شده است.
چربی شیر
شیر و خامه نمونه هایی از امولسیون چربی در آب ( یا روغن در آب ) می باشند. چربی شیر، به صورت گویچه های کوچک یا قطرات ریز در سرم شیر منتشر می باشد، شکل ( 15-2 ). قطر آنها از 1/0 تا 20 میکرومتر ( µm) نوسان دارد
( 1µm=0.001mm).
اندازه متوسط آنها 4-3 میکرومتر است و حدود پانزده بیلیون عدد گویچه در هر میلی لیتر از شیر وجود دارد. امولسیون به وسیله غشاء نازکی با ضخامت 10-5 نانومتر ( nm)
( 10-9m = نانومتر ) که گویچه را محاط کرده، برقرار می گردد. این غشاء ساختمان بسیار پیچیده ای دارد.
ساختمان شیمیایی چربی شیر
هنگامی که شیر از پستان دام با دمای 37 درجه سانتیگراد خارج می شود، چربی در داخل آن به صورت مایع می باشد. این بدان معنی است که گویچه چربی می تواند، به آسانی در اثر اعمال عملیات ملایم مکانیکی، بدون اینکه غشاء آن تخریب گردد، تغییر شکل دهد. ( به طور نمونه پمپ کردن و رانش در داخل لوله ها، از این دسته از عملیات ها می باشند ).
تمام چربی ها به گروهی از مواد شیمیایی به نام استرها ( Esters ) تعلق دارند. استرها ترکیباتی از « اسید الکل » می باشند. چربی شیر، مخلوطی از استرهای اسیدهای چرب بنام « تری گلیسرید » می باشد، آنها ترکیبی از گلیسرول و انواع اسیدهای چرب هستند. اسید چرب تقریباً 90 درصد چربی شیر را تشکیل می دهد. یک مولکول اسید چرب از یک زنجیره هیدروکربنی و گروه کربوکسیل متصل به آن فرمول
( RCOOH ) تشکیل شده است. در اسیدهای چرب اشباع اتم کربن به وسیله باندهای یگانه ( اتصال ساده ) به هم متصلند. در حالیکه، اسیدهای چرب غیراشباع یکی یا چند باند دوگانه در زنجیره هیدروکربنی خود دارند. هر مولکول گلیسرول ( Glycerol )
می تواند با سه مولکول اسید چرب پیوند ( Bind ) نماید و لازم نیست که هر سه اسید از یک نوع باشند. تعداد بسیار زیادی از انواع گلیسریدها در شیر یافت می شوند.
تابلو ( 4-2 )، فهرستی از مهم ترین اسیدهای چرب موجود در چربی تری گلیسرید شیر را نشان می دهد. مشخصه مهم چربی شیر در روش های آزمایشگاهی وجود مقادیر نسبتاً زیاد اسید بوتیریک ( Butyric ) و اسید کاپروئیک ( Caproic ) می باشد.
پروتئین شیر
پروتئین ها، قسمت مهمی از رژیم غذایی انسان را تشکیل می دهند. پروتئینی که به وسیله انسان خورده می شود، در سیستم گوارشی و کبد به ترکیبات ساده تری شکسته می شود. سپس این مواد کوچک تر، به سلولهای بدن تحویل شده و آنها این مواد را برای ساختن پروتئین های لازم بدن، به کار می برند.
اکثر واکنش های بزرگ و پیچیده شیمیایی بدن به وسیله یک دسته از پروتئین های فعال بنام آنزیم ها، کنترل و یا هدایت می شوند. پروتئین ها مولکول های غول آسای هستند که از واحدهای کوچک تری بنام اسیدآمینه( Amino acids ) ساخته شده اند،شکل( 23-2 )
یک مولکول پروتئینی شامل یک یا چند رشته از زنجیره به هم پیوسته اسیدهای آمینه
می باشد که بر اساس طرح ویژه ای ردیف شده اند. یک مولکول پروتئینی معمولاً حاوی تقریباً 200-100 اتصال اسید آمینه است. به هر حال مولکول های کوچک یا خیلی بزرگ حاوی اسید آمینه را به عنواهن مولکول پروتئینی می شناسند.
شیر یک محلول بافر است
شیر حاوی مقدار زیادی از موادی است که می توانند مانند یک اسید ضعیف یا یک « باز » ضعیف عمل نمایند. مانند: اسید لاکتیک، اسید سیتریک و اسید فسفریک و نمک های مربوطه مثل لاکتات ها، سیترات ها و فسفات ها. در شیمی به سیستم هایی که وقتی به آنها اسید یا باز اضافه گردد و آنها در یک محدوده معینی، قادر به مقابله در برابر تغییرهای مقدار PH باشند و PH را ثابت نگهدارند، سیستم های بافر ( Buffer )
می گویند. ( مثلاً خون یک محلول بافر است – مترجم ) این اثر را می توان به وسیله ویژگیهای کیفی پروتئین توضیح داد. وقتیکه شیر، اسیدی می شود. مقدار زیاد یون هیدروژن ( H+ ) به محلول اضافه می گردد. این یون ها، اغلب به گروههای آمینه، در کناره های زنجیره اسید آمینه ها، متصل شده و تشکیل یون ( NH3+ ) می دهند تا زمانی که مقدار اسید اضافه شده بسیار زیاد نباشد. این اثر به طور قابل ملاحظه ای از افزایش غلظت یون های هیدورژن آزاد در داخل شیر، جلوگیری بعمل می آورد. زمانی که یک« باز » به شیر اضافه می گردد، یون های هیدروژن (H+ ) در گروه COOH در کناره های زنجیره، آزاد شده و به شکل گروه COO- در می آیند و PH کم و بیش ثابت باقی می ماند.
اگر بدنبال آن مقدار « باز » بیش تری، اضافه شود، مقدار زیادی یون هیدروژن، برای مقابله با آن از طریق این سیستم، آزاد می گردد.اجزای دیگری نیز در شیر وجود دارند که توانایی مقابله با تغییرات PH را دارا هستند، آنها می توانند با اتصال یا آزادسازی یون ها، باعث تغییر بسیار بطئی مقدار PHگردند. تقریباً تمام ظرفیت « بافری » شیر برای مقابله با تغییرهای PHبا نگهداری شیر به مدت طولانی مصرف می گردد. در چنین حالتی اضافه شدن مقدار ناچیزی اسید می تواند مقدار PH را به طور وسیعی تغییر دهد.
بخشی از فهرست مطالب مقاله شیر و فرآورده های آن
پیشگفتار1
مقدمه3
شیر گوسفند 4
عملیات صنعتی در فرآیند شیر 5
دیدگاه تجاری لبنیات در جهان5
تولید شیر در ایران 6
فصل دوم
صنعت شیر 8
مقدمه ای بر تولید شیر 9
شیر گاو 10
پاکیزگی و بهداشت11
تناوب تحویل شیر 11
فصل سوم
شیمی شیر 13
برخی مفاهیم شیمی پایه 13
ترکیبات شیر گاو 15
چربی شیر 16
ساختمان شیمیایی چربی شیر 18
پروتئین شیر 19
شیر یک محلول بافر است20
آنزیم ها در شیر 21
ویتامین ها در شیر 22
مواد معدنی و نمک ها در شیر 23
دیگر ترکیبات موجود در شیر 24
فصل چهارم
تغییرها در شیر و اجزای آن 25
آزمایش های مربوط به شیر 25
آزمایش های مربوط به ماست26
آزمایش های خامه27
آزمایش های شیر کاکائو 28
آزمایش های دوغ 28
کره 28
جمع آوری و دریافت شیر29
سرد نگه داشتن شیر 29
جمع آوری شیر در مخزن 31
آزمایش کیفی شیر 31
بو و طعم 32
امتحان پاکیزگی 32
آزمایش رسوبی 33
آزمایش بهداشتی یا آزمایش رزازرین 33
فصل پنجم
دریافت شیر 35
اندازه گیری بر اساس حجم 35
اندازه گیری بر اساس وزن 36
فصل ششم
روش های متداول سالم سازی شیر39
دستگاه پاستوریزه کننده ( Pasteurizer )42
سیستمهای گرمادهی دستگاه های پاستوریزه کننده44
سیستم های سرمادهی دستگاههای پاستوریزه کننده 45
اجتناب از آلودگی دوباره شیر پاستوریزه 45
دستگاه کامل پاستوریزه شیر 46
بخش تبادل حرارت اولیه
دانلود مقاله شیر و فرآورده های آن