Kontrola kvality mlieka využitím rozptylu elektromagnetického žiarenia

Oblasť výskumu

Mlieko je veľmi významnou potravinou, na ktorej sme hlavne v rannom detstve mimoriadne závislí. To vyjadruje aj názov cicavce (lat. Mammalia), ktoré sú vývojovo pokročilou triedou stavovcov, ktorá sa v súčasnosti vyskytuje takmer všade na Zemi. V súčasnosti je na celom svete zistený výskyt takmer 5500 druhov cicavcov.  Pojem mlieko je veľmi rozšírený a mnohovýznamový, môže to byť kvapalina produkovaná prsnými žľazami samíc cicavcov na výživu mláďat, kvapalina alebo šťava podobná mlieku cicavcov (napr.: kokosové mlieko, pleťové mlieko, kaučukové mlieko, cementové mlieko, vápenné mlieko, sójové mlieko, ryžové mlieko, mandľové mlieko a iné mlieka). Významovo a prenesene môže znamenať biele sfarbenie, belosť. Tiež sa vyskytuje v nárečových názvoch niektorých rastlín - žabacie mlieko (mlieč močiarny), vtáčié mlieko (lastovičník väčší).

Viac o mlieku pozri na https://sk.wikipedia.org/wiki/Mlieko_(cicavce).

Obr. 1 Obrázok mlieka

Mlieko je veľmi zložitou zmesou látok, z ktorých významnú úlohu pre náš vývoj má mliečna bielkovina – kazeín. Kazeín sa vyskytuje len v mlieku cicavcov. Jeho obsah kolíše medzi 70 – 80 % z celkového počtu bielkovín. V sušine mlieka je ho asi 2,5 – 2,6 %. Je to bielkovina syntetizovaná v sekrečných bunkách mliečnej žľazy. Vytvára zložité útvary - nachádza sa vo forme kazeínových miciel (koloidná fáza – 90 – 95 %) a ako rozpustný (molekulárna fáza – 5 – 10 %). Micely sú útvary, ktoré vznikajú vo vodnej fáze mlieka ako dôsledok prítomnosti tukových kvapôčok, ktoré sa neznášajú s vodou (sú hydrofóbne, po grécky je hydor voda a fobein znamená báť sa) a nevedia sa v nej rozpustiť na pravý roztok. Micely v mlieku a ich agregáty vnímame ako biele, pretože majú veľkosť väčšiu (rádovo mikrometre, 10-6 metra) ako je vlnová dĺžka červeného svetla (cca 600-700 nm; 0,7 mikrometra) a odrážajú do naších očí všetky fotóny denného svetla (od 400 nm po 750 nm). Pri dostatku Ca prevládajú micely. Ďalším faktorom je teplota. Pod 5 °C (2 – 3 dni) prechádzajú micely na rozpustný kazeín. Nad 70 °C pribúda rozpustný kazeín (vzniká nerozpustný Ca). Pri dlhodobom skladovaní sa uvoľňuje β-kazeín (50 %). Degraduje na γ-kazeín a ten degraduje proteózo–peptónovú frakciu. Veľkosť miciel 80 – 300 nm. Pri ovčom 80 nm. Micely sa skladajú zo submiciel, ktorých je od 300 do 500. Tieto sú pospájané iónmi Ca 2+, Mg 2+, HPO42- ,citrátovými, v malom množstve aj Na+, K+, Mn 2+.

Na povrchu submiciel je nerozpustný Ca3(PO4)2 a tiež zabudovaný ϰ-kazeín. Medzi micelami sa nachádza kapilárna voda. Vodu viažu cukry ϰ – kazeínu a bielkoviny (aminokyseliny COO-). Všetky vlastnosti sa odvíjajú od existencie hydratačného obalu. Micely majú na povrchu hydratačný obal, ktorý je tým väčší, čím má micela väčší náboj. V izoelektrickom bode má vody najmenej a rozpustnosť a stabilita micely je najnižšia. Hydratačný obal sa zmenšuje teplom, sólami (vysoľovanie), dobre rozpustnými látkami vo vode (alkohol), blokovaním polárnych skupín ťažkými kovmi alebo hydrokoloidmi.

Kazeín v čerstvom mlieku sa vyznačuje veľkou termostabilitou, zráža sa pri teplote 150 0C za niekoľko sekúnd a varom po niekoľkých hodinách. Zráža sa syridlom, kyselinami, niektorými soľami (CaCl2, nasýteným roztokom síranu horečnatého alebo amónneho, soľami ťažkých kovov atď.) https://vsetkomlieko.webnode.sk/news/kazein-v-mlieku-zlozenie-mlieka-/.

Keď si kupujeme kravské mlieko, podľa obsahu tuku si vyberáme nízkotučné, polotučné alebo plnotučné mlieko. Obsah tuku určuje, ako nám mlieko chutí. Na trhu máme rôznych výrobcov a distribútorov kravského mlieka. Ak sa chceme presvedčiť, či kúpené mlieko je kvalitné a či obsahuje uvádzané množstvo tukov, potrebujeme zistiť, ako je pôvodné kravské mlieko riedené vodou. Biela farba mlieka, ktorú vnímame, je závislá od koncentrácie miciel (t. j. od množstva bielkovín a tukov v mlieku). Čím je mlieko väčšmi riedené vodou, tým je koncentrácia miciel menšia.

Obr. 2 Komerčne dostupné nízkotučné, polotučné alebo plnotučné mlieko