Молоко́, биологическая жидкость, продукт нормальной физиологической секреции молочных желёз самок млекопитающих, вырабатываемый в период лактации; предназначен для грудного вскармливания и питания. Молоко – незаменимый продукт питания, особенно для детей.

Сырое молоко характеризуется определёнными органолептическими, или сенсорными, показателями: внешним видом, цветом, запахом, консистенцией и вкусом. Согласно нормативной документации, молоко должно быть однородной жидкостью без осадка и хлопьев, от белого до бледно-кремового цвета, без посторонних, несвойственных ему привкусов и запахов.

Химический состав молока

В химическом составе молоко имеет около 250 истинных компонентов, находящихся в форме раствора, взвеси или водной эмульсии.

Молоко коров в среднем содержит: около 87,5 % воды и около 12,5 % сухих веществ, в том числе до 3,5 % жиров, не менее 2,8 % белков, до 4,8 % углеводов (в том числе лактозы 4,55 %), около 0,8 % минеральных веществ. Энергетическая ценность 100 г молока составляет 274,2 кДж, или 66,3 ккал.

Белки молока в зависимости от физико-химических свойств и биологической функции делят на казеины (до 2,9 %) и сывороточные белки (0,5–0,8 %). Выделяют несколько фракций казеина: $\alpha _{ \mathcal{S} }$-казеин, $\beta$-казеин, $\chi$-казеин, $\gamma$-казеин, которые отличаются содержанием аминокислот, количеством остатков фосфорной кислоты, растворимостью, чувствительностью к ионам кальция и сычужному ферменту. Казеины обусловливают важнейшие технологические качества молока, такие как термоустойчивость, влагоудерживающую и влагосвязывающую способность, от которых зависит прочность кислотного и кислотно-сычужного сгустка, а также консистенция кисломолочных продуктов. Сывороточные белки представлены альбумином ($\alpha$-лактоальбумин и др.), глобулином ($\beta$-лактоглобулин, иммунные глобулины), лактоферрином, лизоцимом, ферментами и другими минорными компонентами. Их питательная ценность на 20–30 % выше, чем у казеиновых белков. Иммуноглобулины молока выполняют функцию антител: обладают свойством агглютинации – склеивают микробы и другие чужеродные клетки. Значительная их часть содержится в молозиве (до 90 % от общего количества сывороточных белков), что обусловливает высокие иммунологические качества молока, предназначенного для скармливания молодняку. Молочные ферменты продуцируются микрофлорой молока и заквасок. Активность ферментов выступает одним из показателей эффективности пастеризации молока и его санитарно-гигиенического состояния.

Молочный жир – главный энергетический компонент молока, определяющий экономическую ценность, особые вкусовые и физико-химические свойства молочных продуктов. Состояние жира в молоке зависит от температуры: в тёплом молоке молочный жир находится в эмульгированном состоянии (в виде капель), а в холодном – в состоянии суспензии (в виде жировых шариков). Количество, величина и свойства жировых шариков зависят от генетических и паратипических факторов и имеют важное технологическое значение в процессе переработки молока. По химической природе молочный жир представляет собой смесь глицеридов: сложных эфиров трёхатомного спирта глицерина и монокарбоновых кислот. В молоке насчитывается около 150 жирных кислот (ЖК), среди которых – масляная, капроновая, каприловая, каприновая, пальмитиновая, миристиновая, стеариновая. Ненасыщенные ЖК представлены олеиновой, пальмитолеиновой, линолевой, линоленовой и арахидоновой. Они определяют своеобразную консистенцию и характерный вкус молочных продуктов, обеспечивают высокую биологическую ценность молочного жира, т. к. многие из них являются незаменимыми ЖК. Кроме того, жир молока является носителем жирорастворимых витаминов и жироподобных веществ, в том числе каротиноидов, придающих молоку желтовато-кремовый цвет.

Лактоза (молочный сахар) – дисахарид, характерный только для молока и молочных продуктов и являющийся источником энергии для новорождённых в первые дни жизни. В желудочно-кишечном тракте под действием фермента лактазы молочный сахар распадается на моносахариды – глюкозу и галактозу, необходимые для питания мозга и нервной системы любого организма. Лактоза играет большую роль в приготовлении кисломолочных продуктов, т. к. в процессе переработки молока происходят ферментативные изменения лактозы, влекущие изменения технологических свойств молочного сырья. Это различные брожения, вызываемые микроорганизмами: молочнокислое, спиртовое, пропионовокислое, маслянокислое и др.

Минеральные вещества в молоке представлены солями неорганических и органических (фосфорной, лимонной, молочной) кислот в молекулярном и коллоидном состоянии. Они необходимы для роста костей, хрящей, образования элементов крови, синтеза витаминов, гормонов и ферментов. Из макроэлементов в молоке присутствуют Са, K, Na, Mg, Fe, P, S, Cl, которые стабилизируют коллоидное состояние белков, участвуют в процессах термостабильности молока, формируют его пищевую и биологическую ценность. Микроэлементы представлены Сu, Co, I, Zn, Cr, Se, Ni, Al и другими, некоторые из них способны катализировать химические реакции в молоке и молочных продуктах, приводящие к образованию пороков. В частности, окисление аскорбиновой кислоты или самоокисление жира может быть обусловлено излишком меди.

Витамины – важнейшие микронутриенты, не синтезируемые в организме человека, также содержатся в молоке. Они особенно богаты рибофлавином (витамин B₂), который необходим для нормальной работы щитовидной железы, выработки антител и эритроцитов крови, для здоровья кожи, ногтей и роста волос. Молоко является источником уникального витамина B₁₂ (цианокобаламина), который относится к антианемическим факторам, улучшает качество крови и стимулирует процессы кроветворения, а также регулирует многие метаболические процессы в организме. Суточная потребность в витамине B₂ на 50–70 %, а в витамине В₁₂ на 20–70 % удовлетворяется за счёт потребления молока.

В молоке содержатся также газы: кислород (до 70 %), азот (до 30 %) и углекислый газ (до 10 %). Их количество непостоянно и значительно изменяется в процессе доения, температурной обработки молока, хранения, а также во время брожения, центрифугирования и процеживания через фильтры. По количеству газов в молоке судят о его загрязнённости газообразующими бактериями.

Показатели безопасности молока

Согласно требованиям безопасности к сырому молоку, регламентируемыми техническим регламентом Таможенного союза «О безопасности молока и молочной продукции» (ТР ТС 033/2013), для производства продуктов молочной промышленности не допускается использование сырого молока, полученного в течение первых 7 дней после дня отёла животных, а также в течение 5 дней до дня их запуска (перед отёлом), от больных и находящихся на карантине животных.

Уровни содержания потенциально опасных веществ, микроорганизмов и соматических клеток в сыром молоке, сыром обезжиренном молоке, сырых сливках не должны превышать допустимые уровни, установленные техническим регламентом Таможенного союза.

Уровень соматических клеток является индикатором качества и безопасности сырого молока, а также состояния здоровья вымени животного. Они представлены лейкоцитами и эпителием молочных альвеол и молоковыводящих путей, являются характерными компонентами молока. Их количество также строго регламентируется. Если физиологические процессы во всех органах и тканях организма коровы протекают в норме, то содержание соматических клеток, как правило, не более 150 тыс. клеток на 1 см³.

Общая бактериальная обсеменённость – важный критерий безопасности молока, который обозначают КОЕ (колониеобразующие единицы). Этот показатель характеризует количество колоний мезофильных аэробных и факультативно анаэробных микроорганизмов (КМАФАнМ), выросших на питательной среде мясо-пептонный агар, при посеве 1 см³ испытуемого образца и культивировании его при 37 °С в течение 24–48 ч. Считают, что чем выше показатель общей бактериальной обсеменённости объекта, тем выше опасность загрязнения его патогенной микрофлорой. Согласно техническому регламенту Таможенного союза предельно допустимый уровень КМАФАнМ в 1 г (см³) сырого молока составляет 5 × 10⁵, а в 1 г (см³) пастеризованного – 1 × 10⁵.

Контроль качества молочных продуктов оценивают также по показателю отсутствия бактерий группы кишечных палочек (БГКП; колиформные бактерии) в определённой массе продукта. Так, сырое молоко, предназначенное для переработки в высококачественные молочные продукты, оценивают как хорошее, если содержание в нём микроорганизмов меньше, чем 3 × 10⁵ в 1 см³, а БГКП отсутствуют (приложение № 5 к ТР ТС 033/2013).

Биохимические свойства молока

Биохимические показатели молока обусловливаются свойствами его компонентов – активная и титруемая кислотность, буферная ёмкость и бактерицидность.

Важным показателем свежести молока считают кислотность: титрируемую, которую выражают в градусах Тернера (в норме 16–18 °Т), и активную pH – 6,55–6,75.

Буферная ёмкость молока определяется тем количеством миллилитров щёлочи или кислоты, которое нужно добавить, чтобы изменить величину рН на единицу.

Бактерицидность. В молоко, ещё находящееся в вымени, через сосковые каналы проникают микроорганизмы, которые, несмотря на благоприятные температурные условия (36–37 °С) и достаточное количество питательных веществ, не размножаются. В свежевыдоенном молоке количество микроорганизмов также некоторое время не увеличивается. Свойство молока, препятствующее развитию попавших в него бактерий, называется бактерицидностью, а продолжительность действия этих свойств – бактерицидной фазой. Бактерицидная фаза зависит от температуры хранения и степени чистоты молока. К защитным (бактерицидным) веществам молока млекопитающих относятся иммуноглобулины (антитела), лейкоциты, лизоцим, лактоферрин, лактенины, система лактопероксидаза (тиоцианат, Н₂О₂) и некоторые другие компоненты. Их количество зависит от вида, индивидуальных особенностей, физиологического состояния животных и других факторов.

Бактерицидные вещества при нагревании молока до 70 °С почти полностью разрушаются, а в кипячёном и стерилизованном молоке их нет. Попав в такое молоко, бактерии очень быстро размножаются. В сыром молоке в течение 6 ч при температуре 10–12 °С количество бактерий возрастает в 435 раз, а в стерилизованном – через сутки в 5 раз и менее.

Физические свойства молока

К физическим свойствам молока относятся плотность, вязкость, поверхностное натяжение, точки замерзания и кипения, электропроводность, удельная теплоёмкость, окислительно-восстановительный потенциал, число рефракции, осмотическое давление.

Плотность натурального молока не должна быть ниже 1,027 г/см³ = 1027 кг/м³ = 27 °А (градусов Ареометра).

Вязкость – сопротивление, которое испытывают и оказывают частицы молока при перемещении относительно друг друга. Вязкость молока при 20 °С в среднем соответствует 1,8 × 10^-3, колебания от 1,3 × 10^-3 до 2,2 × 10^-3 Па × с (паскалей на сантипуаз). Этот показатель обусловлен массовой долей сухого остатка в молоке и физическим состоянием его частей.

Поверхностное натяжение сырого молока при 20 °С – 49 × 10^-3 (колеблется от 45 до 60 × 10^-3) нм. Молекулы жидкости, находящиеся на поверхности, притягиваясь нижележащими молекулами, стремятся уйти с поверхности внутрь, поэтому под поверхностным натяжением понимается сила, действующая вдоль поверхности жидкости.

Точка замерзания. Нормальное коровье молоко замерзает при –0,54 °С.

Точка кипения. Коровье молоко при давлении 760 мм рт. ст. кипит при 100,2–100,5 °С.

Электропроводность молока. Определяется наличием в нём ионов, зависящих от солей, а также от заряда других компонентов. Наибольшее влияние на электропроводность молока оказывают ионы хлоридов натрия. Средняя электропроводность молока при 18 °С составляет 43,91 × 10^-4 (колеблется от 39,38 × 10^-4 до 51,29 × 10^-4) Ом^-1 × см^-1.

Удельная теплоёмкость. Под удельной теплоёмкостью понимается количество тепла, выраженное в кДж, необходимого для нагревания 1 кг молока на 1 °С при интервале температур от 14,5 до 15,5 °С. Удельная теплоёмкость цельного молока равна 3,81–3,88 кДж/кг.

Теплопроводность молока. Свойство молока передавать тепло от более тёплых точек к более холодным называется теплопроводностью. Теплопроводность молока при 20 °С равна примерно 0,5 Вт/(м×К). Теплопроводность молока увеличивается с повышением температуры и незначительно уменьшается с увеличением содержания в нём жира.

Окислительно-восстановительный потенциал. Он показывает разность в напряжениях, возникающую между платиновым электродом, опущенным в молоко, и нормальным водородным электродом. Для свежего молока этот показатель колеблется от 250 до 350 мВ.

Число рефракции. Его определяют с помощью рефрактометров (Цейсса – Вольни, Аббе и др.) при постоянной температуре 17,5 °С. Показатель преломления молока колеблется от 1,3470 до 1,3615. Данному показателю преломления соответствует число рефракции 37,5–41,2.

Осмотическое давление. Этот параметр зависит от количества растворённых в молоке солей и лактозы. Увеличение содержания лактозы в молоке повышает его осмотическое давление. Оно связано с температурой замерзания молока. Средняя температура замерзания коровьего молока −0,55 °С с колебанием от −0,54 до −0,57 °С, что соответствует осмотическому давлению 0,7–0,74 МПа.

Виды обработки молока

Для увеличения безопасности потребления молоко подвергают термической обработке. В зависимости от режимов обработки, отличающихся различными температурами и временем воздействия, полученное питьевое молоко подразделяют на пастеризованное, топлёное, ультрапастеризованное, стерилизованное. Для длительного хранения вырабатывают молоко сухое и консервированное (концентрированное, или сгущённое). Выпускается несколько видов молока, различающихся массовой долей жира, в том числе молоко обезжиренное (не более 1,5 %). Срок годности питьевого молока, в зависимости от обработки, вида, условий хранения и упаковки, составляет от 36 ч до 12 месяцев, сгущённого – до 12 месяцев, сухого – до 24 месяцев. Из молока производят различные молочные продукты.

Производство молока в РФ и мире

По итогам 2019 г. крупнейшими производителями молока являются: Индия (187,9 млн т); США (98,7 млн т); Пакистан (45,7 млн т); Китай (35,6 млн т); Бразилия (34,1 млн т); Германия (33 млн т); Россия (30,56 млн т); Новая Зеландия (21,86 млн т). Наибольшая часть вырабатываемого в мире молока (81 %) – получают от коров; 10 % – от буйволиц; 9 % – от самок верблюда, а также от коз, овец и др.

В 2020 г., по данным Международной молочной федерации (International Dairy Federation), объём мирового производства сырого молока (коровьего, козьего, буйволиного и др.) составил 906 млн т – увеличился на 2 % по сравнению с 2019 г.

В 2020 г. в РФ производство молока составило 32,2 млн т: в сельскохозяйственных организациях – 17,9 млн т, в хозяйствах населения – 11,5 млн т, в крестьянских (фермерских) хозяйствах – 2,8 млн т.