Die Milch machts Von der Rohmilch zum Kse
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Die Milch macht‘s! - Von der Rohmilch zum Käse -
Gliederung 1. 2. Allgemeines Inhaltsstoffe Fette Milchzucker Milchsäure Proteine Mineralstoffe Vitamine 3. Milchverarbeitung Pasteurisierung Homogenisierung 4. Milchprodukte Joghurt Butter Käse 5. Ausblick
1. Allgemeines Milch-Definition Milch ist ein aus den Milchdrüsen weiblicher Säugetiere abgesondertes Sekret. Sie enthält als ausschließliche Nahrung des heranwachsenden Lebewesens alle wichtigen Nährstoffe.
1. Allgemeines Geschichtliches • 3000 v. Chr. : erste Zeugnisse der Milchverarbeitung • 17 Jh. erste wissenschaftliche Untersuchungen der Milch • 18. und 19 Jh. technologische Entwicklungen (z. B. Pasteurisierung)
2. Inhaltsstoffe der Milch
2. Inhaltsstoffe Fette • Micellen (0, 1 -10 µm Durchmesser) • Stabiles Kolloid („milchiges“ Aussehen) • Fett-In-Wasser-Emulsion • 95% Triglyceride Proteine und Hydratwasser Phospholipidschicht Fettkern Emulgatorhülle
2. Inhaltsstoffe Versuch 1: Emulsionstyp von Sahne und Butter Lipophiler Farbstoff Sudan III: (Qualitativer Fettnachweis) Hydrophiler Farbstoff Methylenblau:
2. Inhaltsstoffe Emulsionstyp von Sahne und Butter Sahne: Fett-in-Wasser-Emulsion Butter: Wasser-in-Fett-Emulsion
2. Inhaltsstoffe Versuch 2: Verdauung von Milchfett durch Lipase Pancreatin: Enzym aus der Bauchspeicheldrüse (= Pancreas), Lipase Wirkung von Lipase:
2. Inhaltsstoffe Lactose – Milchzucker • Disaccharid • optisch aktiv • reduzierender Zucker α-Lactose (β-D-Galactose, α-D-Glucose) • nur 1/3 der Süßkraft von Rohrzucker • relativ schlechte Wasserlöslichkeit
2. Inhaltsstoffe Lactose Ernährungsphysiologische Aspekte • Lactosespaltung im Dünndarm durch Lactase (β-Galaktosidase) • Langsame Lactosespaltung, längere Sättigung • Fördert Calciumresorption im Darm • Wiederherstellung der Darmflora nach Krankheit • Lactoseintoleranz
2. Inhaltsstoffe Milchsäure • Vergärung von Lactose zu Milchsäure durch Bakterien (Lactobazillus, Streptococcus) • Soxhlet-Henkel-Zahl (SHZ) als Maß für den Gehalt an Milchsäure Soxhlet-Henkel-Zahl: Anzahl Milliliter einer Na. OH (aq) (c= 0, 25 mol/L) zur Titration von 100 m. L Milch
2. Inhaltsstoffe Versuch 3: Ist meine Milch noch frisch? (Bestimmung der SHZ) Reaktionsgleichung: Produkt SHZ p. H-Wert Süße Milch 5 -8 6, 4 -6, 8 Ansaure Milch 9 -12 6, 0 -6, 3 Saure Milch 35 -45 4, 2 -4, 5 Hochsaure Milch 60 -90 3, 0 -4, 0 Joghurt 45 -55 4, 0 -4, 3
2. Inhaltsstoffe Enantiomere der Milchsäure
2. Inhaltsstoffe Proteine Milchproteine Casein (76 -86%) Molkenproteine (14 -24%) α -Casein β-Casein γ-Casein κ-Casein α-Lactalbumin β-Lactoglobulin Immunoglobuline
2. Inhaltsstoffe Casein • • Submicellen mit κ-Casein in der Außenschicht Calciumphosphat-Brücken α- und β-Casein innerhalb der hydrophilen Hülle Caseinmicellen 10 -300 nm groß Casein-Micelle Casein-Submicelle hydrophober Kern hydrophile Reste Calcium. Phosphat. Brücken κ-Casein
2. Inhaltsstoffe Verknüpfung der Casein-Submicellen über Calciumphosphat
2. Inhaltsstoffe Versuch 4: Saure Caseinfällung • Isoelektrischer Punkt des Caseins bei p. H 4, 6 Aggregation • Protonierung • Zwitterionen • Hydrathülle geschwächt 3 H+(aq)
2. Inhaltsstoffe Caseinfällung – Produkte Vollmilch Lab- oder Säurefällung Molke Casein (Wasser, Molkenproteine, Zucker, Vitamine, Mineralstoffe) • Käseherstellung • Süßmolke, Sauermolke • Herstellung von Molkekäse • Gewinnung von Lactose • Getränk
2. Inhaltsstoffe Versuch 5: Proteinnachweis: Biuret-Probe Casein: Violettfärbung positiver Proteinnachweis Struktur des Kupfer-Protein-Komplexes
2. Inhaltsstoffe Versuch 6: Nachweis der Molkenproteine Gelbfärbung (Xanthoproteinreaktion) Bildung des Elektrophils durch Eigenprotonierung: Elektrophile Substitution (am Beispiel Phenylalanin):
2. Inhaltsstoffe Vitamine fettlöslich wasserlöslich Vitamin A Vitamin D Vitamin E Vitamin B 1 Vitamin B 2 Vitamin B 12 Vitamin C → gelbe Farbe der Butter → Antioxidation → gelbgrüne Farbe der Molke → Antioxidation
2. Inhaltsstoffe Mineralstoffe in der Milch Kalium 0, 15% Calcium 0, 12% Chlorid 0, 11% Phosphor 0, 09% Natrium 0, 05% Spurenelemente Calciumbedarf zu 60% durch Milch und Milchprodukte abgedeckt Calcium: • Knochenbau • Zahnstoffwechsel • Blutgerinnung • Muskulatur • Nervensystem
3. Milchverarbeitung Rohmilch: • „…das unveränderte Gemelk einer Kuh oder mehrerer Kühe, das nicht über die Gewinnungstemperatur (ca. 40°C) erhitzt worden ist. “ • Fettgehalt unverändert ca. 3, 8% • Vor Genuss abkochen (Keimgehalt) • Rohmilch „rahmt auf“ (Demonstration)
3. Milchverarbeitung Rohmilch Reinigung Entrahmung Vollmilch Fettarme Milch entrahmte Milch Hitzebehandlung Pasteurisierung Ultrahocherhitzung Sterilisation Homogenisierung Frischmilch H-Milch Sterilmilch
3. Milchverarbeitung Hitzebehandlung • Abtötung pathogener Mikroorganismen • Denaturierung von Proteinen • Inaktivierung von Enzymen →verlängerte Haltbarkeit →bessere Verdaulichkeit
3. Milchverarbeitung Hitzebehandlung • Pasteurisierung (72 -75°C, 15 -30 s) Frischmilch • Ultrahocherhitzen (135 -150°C, mind. 1 s) H-Milch • Sterilisation (110 -120°C, 10 -30 min) Sterilmilch
3. Milchverarbeitung Versuch 7: Nachweis der Pasteurisierung Erklärung: • Schardinger-Enzym (Aldehyd. Dehydrogenase) • Schardinger-Enzym überträgt Wasserstoff von Formaldehyd auf Methylenblau Farbloses Leukomethylenblau • Enzym wird bei 60°C zerstört (Pasteurisierung) • Nachweis für Pasteurisierung in der Molkereitechnik
3. Milchverarbeitung Reaktionsgleichungen Formaldehyd als Wasserstoffdonator (Oxidation): Methylenblau als Wasserstoffakzeptor (Reduktion)
3. Milchverarbeitung Homogenisierung nicht homogenisierte Milch Große Fetttröpfchen rahmen auf kleine Fetttröpfchen bleiben fein verteilt
4. Milchprodukte • Sauermilcherzeugnisse – Joghurt – Dickmilch – Saure Sahne – Kefir • Butter • Käse – Sauermilchkäse – Labkäse
3. Milchprodukte Joghurt Herstellung: • Homogenisierung, Hitzebehandlung • Versetzen mit Mischkulturen: Streptococcus thermophilus Lactobazillus bulgaricus • Bebrüten bei 42 -45°C • Kühlen →stichfester Joghurt • Probiotische Produkte
3. Milchprodukte Butter Herstellung: • „Wenn man Milch stößt, macht man Butter daraus“ (Salomon 30, 33) • Emulgatorhülle der Fetttröpfchen wird zerstört Fett-In-Wasser-Emulsion Wasser-In-Fett-Emulsion • Produkte: Butterflocken Buttermilch
3. Milchprodukte Käseherstellung – Übersicht Lab-Enzym, Reifungskulturen Milchsäurebakterien Quark, Frischkäse schneiden, formen, salzen Molke Reifungskulturen Reifung gereifte Sauermilchkäse Milch Dickete schneiden Käsebruch Molke formen, salzen, pressen Molke gereifte Labkäse
3. Milchprodukte Versuch 8: Enzymatische Caseinfällung mit Lab: • Enzym aus dem Labmagen von Kälbern • enthält die Protease Rennin (Chymosin) 1 Labfällung von Casein: 105 106 169 Peptid····Phe - Met····Peptid κ-Casein Lab 1 105 106 Peptid····Phe + Met····Peptid Paracasein Glycopeptid 169
Käse Herstellung (Mozzarella-Käse) Schneiden Labenzym Dicklegen Dickete Käsebruch formen pressen abtropfen Molke Mozzarella Guten Appetit!
og ol Bi Chemie Analyse Synthese von Zusatzstoffen e hr le its So zi Milchbildung Mikrobiologie der Milch Gentechnik Hygiene Ernährung be Landwirtschaft Milch Ar al ku nd e Transport Produkt- und umweltgerechte Um Verpackung erz we ieh ltun g ie 5. Ausblick: Milch in der Schule Industrielle Milchverarbeitung
Vielen Dank!
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