Современные аппаратные методы определения физико-химических показателей молока

В настоящее время многие лаборатории ветеринарно-санитарной экспертизы, а также лаборатории молочных заводов и хозяйств оснащены автоматическими анализаторами молока «Клевер-2», «Лактан 1-4» «АКМ-98», «Ekomilk-М» «LactoSkop С4», «MilkoScan FT2» «LactoStar» и др. Эти приборы предназначены для определения в молоке массовой доли жира, белка, плотности и вычисления сухого обезжиренного молочного остатка (СОМО), некоторые из них могут определять количество лактозы и других сахаров, витамины, минералы, казеин, мочевину, лимонную кислоту и другие вещества.

Аппаратные методы исследования молока имеют свои преимущества и недостатки. Преимущества: высокая точность, низкая трудоемкость, минимальное влияние человеческого фактора на результат, высокая скорость исследования, минимальные затраты на расходные материалы и персонал. Недостатки: высокая стоимость оборудования и его технического обслуживания.

Принцип действия автоматических анализаторов качества молока различный: ультразвуковой, термооптический и инфракрасный.

Ультразвуковые анализаторы молока «Клевер-2», «Лактан 1-4» «АКМ- 98», «Ekomilk-М» (рис. 32) являются наиболее распространенными, их отличает: невысокая точность, средняя производительность, портативность, низкая стоимость. Принцип действия этих приборов основан на измерении скорости распространения ультразвука, которая зависит от содержания в молоке жира, белка, сухого остатка молока и его плотности.

Рис. 32. Ультразвуковые анализаторы молока «Ekomilk-М», «Лактан 1-4»

Инфракрасные автоматические анализаторы молока «LactoSkop С4», «MilkoSkan FT2» (рис. 33), «Bentley-150» и др. обладают наиболее высокой точностью измерения, высокой скоростью измерения, большими габаритами и высокой стоимостью.

Метод инфракрасной спектроскопии, особенно в ближнем диапазоне (0,7—2,4 мкм), в настоящий момент является наиболее точным и эффективным. Слабая абсорбция в этой области спектра и использование

Рис 33. Инфракрасные автоматические анализаторы молока «LactoSkop С4», «MilkoSkan FT2» диффузного отражения от анализируемой пробы делают возможным прямой анализ молока без предварительного разведения и сложной пробоподготовки. Сущность метода заключается в том, что проба молока облучается инфракрасным излучением определенного диапазона, которое определенным образом поглощается или рассеивается разными компонентами молока (белки, жиры, углеводы и др.), а датчики прибора регистрируют возникающие при этом обертоны и полосы поглощения; эта информация пересчитывается в процентное или количественное содержание исследуемых веществ.

Анализатор молока «LactoStar» (рис. 34) использует термооптический метод исследования молока. Проба молока 12-20 мл с помощью насоса с трубкой закачивается в два измерительных отсека. В первом измерительном отсеке с использованием термических измерительных эффектов измеряется жирность и сухой обезжиренный остаток молока. Оптическим методом (измерением оптической плотности) определяется содержание белка, лактозы и минеральных веществ во втором измерительном отсеке. Точка замерзания рассчитывается на основании определенных термооптическим методом показателей молока.

Рис. 34. Анализатор молока «LactoStar» (дисплей и панель управления)

Следует помнить, что при эксплуатации автоматических анализаторов молока для обеспечения точности измерения очень важно соблюдать следующие правила:

• • правильный отбор проб и пробоподготовка;
• • обеспечение необходимых условий для эксплуатации приборов;
• • правильная эксплуатация;
• • регулярная промывка и обработка;
• • периодическая проверка и калибровка с использованием традиционных аналитических методов исследования;
• • регулярное техническое обслуживание;
• • своевременная поверка приборов.

Молочный анализатор «Клевер-2» (рис. 35) в настоящий момент является одним из самых распространенных и доступных приборов, которым оснащены многие ветеринарные лаборатории России. В основу работы анализатора положен принцип измерения скорости распространения ультразвука, которая зависит от содержания в молоке жира, белка и его плотности. Молочный анализатор определяет содержание белка, жира, температуру и плотность молока. На основании этих показателей прибор рассчитывает СОМО и добавленную воду. Прибор имеет флэш-накопитель и может также передавать информацию об измерениях в компьютер.

Рис. 35. Ультразвуковой анализатор «Клсвер-2»

Методика исследования молока на приборе «Клевер-2» заключается в следующем. Прибор собирают, включают в сеть и нажимают кнопку включения на блоке питания. Прибор прогревается в течение 20—30 с. Во время прогрева на индикаторе высвечивается серийный номер прибора.

После выхода прибора в режим готовности к измерениям (на индикаторе прибора высвечен символ «Г»), нажимая кнопку «Номер градуировки» на лицевой панели прибора, устанавливают необходимый для измерений номер градуировки на нижнем индикаторе: 1 или 2(1— для цельного молока, обрата, сливок (стандартный режим при котором прибор определяет температуру, жирность и плотность молока и рассчитывает СОМО); 2 — используется для молока с жирностью до 5% и позволяет помимо вышеперечисленных показателей определять содержание белка). Молоко с добавлением двухромовокислого калия анализируется по градуировке 1.

После того как выбран режим градуировки и прибор готов к работе, готовят пробу молока или сливок. Пробу необходимо тщательно перемешать. При наличии отстоявшегося слоя жира (сливок) пробу молока нагревают в водяной бане до 40—45 °С, перемешивают, охлаждают до температуры (25 ± 1) °С и снова перемешивают. При этой температуре пробы достигается наиболее высокая точность измерений. Перемешивание проводят переливанием из одной емкости в другую не менее трех раз.

Подготовленную пробу перемешивают и заливают в пробоприемник до уровня на 10-15 мм ниже его верхней кромки. После залива пробы прибор начинает измерение и на индикаторе высвечивается символ «—». Для получения правильного результата не следует сливать или доливать пробу, передвигать прибор. Заливают пробу в пробоприемник только во время индикации «Г». Выливают пробу во время индикации «—»(если необходимо прервать анализ), индикации «С» и после вывода на индикатор результатов измерения.

Через 1,5-2,0 мин после залива пробы прибор высвечивает на индикаторе температуру пробы. Значения температуры дополняются индикатором «темп°С». По истечении следующих 1 — 1,5 мин измерение пробы заканчивается; прибор подает звуковой сигнал, а на цифровом индикаторе поочередно выводятся значения; массовая доля жира (в %), массовая доля белка (в %), плотность молока (в градусах ареометра). При нажатии и удержании кнопки «Режим» на дисплей выводятся показатели СОМО (в %), количество добавленной воды (в %) (показатель выводится только при СОМО ниже 8,2 %) и температура (в °С). Одновременно с цифровым индикатором подсвечиваются индикаторы показателей: «жир», «СОМО», «доб вода», «темп°С» и др. Желтый индикатор «!» загорается, если молоко не соответствует норме. Для уточнения причины необходимо нажать и удерживать кнопку «№ градуировки»: «cd 1» — проба молока по измеряемым параметрам отличается от нормы, «cd 2» — молоко подверглось переработке, «cd 3» — проба содержит воздух, «cd 4» — для пробы рассчитана добавленная вода, «cd 5» — проба перегрета.

Через 2 мин после начала индикации результатов измерения прибор начинает подавать прерывистый звуковой сигнал, напоминающий о необходимости заливки новой пробы. Записывают результаты измерения и выливают пробу из пробоприемника. Через несколько секунд прибор переходит в режим готовности к следующему измерению, на индикаторе высвечивается символ «Г».

После залива следующей пробы в течение 1,5 мин нажатием кнопки «Режим», расположенной на передней панели прибора, можно вывести на индикатор результаты предыдущего измерения.

При измерении пробы молока с жирностью, отличающейся от предыдущей измеренной пробы более чем на 3%, необходимо промыть измерительную камеру прибора молоком новой пробы. В режиме «Г» заливают молоко новой пробы в пробоприемник и во время индикации «—» выливают его. Затем при индикации «Г» заливают пробу для измерения.

Для обеспечения высокой точности измерений необходимо следовать следующим рекомендациям:

• • при перерыве между измерениями до 2 ч в режиме «Г» заливают в пробоприемник дистиллированную или чистую кипяченую воду с температурой 15-30 °С и после перехода в режим «—» выливают ее. Повторяют эту операцию еще один раз. Затем в режиме «Г» заливают дистиллированную воду и оставляют прибор включенным до следующего измерения;
• • при перерывах в работе продолжительностью более 2 ч или перед выключением прибора в конце рабочего дня измерительную камеру прибора промывают моющим раствором «Асептодин» или «Алюбрек-экстра».