Молоко - это биологическая жидкость, выделяемая молочной железой млекопитающих и предназначенная для поддержания жизни и роста новорожденного. Молоко синтезируется клетками эпителиальной ткани молочной железы из питательных веществ, поступающих в молочную железу с кровью.

С точки зрения коллоидной химии, биохимия молока представлена полидисперсной системой. Дисперсные фазы молока находятся в ионно-молекулярном (минеральные соли, лактоза), коллоидном (белки, фосфат кальция) и грубодисперсном (жир) состоянии. Сырьем в молочной промышленности является цельное молоко и его отдельные компоненты, в частности жир, белок, казеин, лактоза. Различают истинные компоненты молока, которые синтезируются в процессе обмена веществ при секреции молока, и ложные (посторонние, чужеродные) - антибиотики, гербициды, инсектициды, радиоизотопы и др.

При переработке молока происходят некоторые изменения состава и свойств составляющих его компонентов. Поэтому в процессе производства необходимо учитывать количество отдельных компонентов молока, а также характер их изменений под влиянием технологических факторов [Горбатова, 2001; Степанова, 1999].

Основными показателями молока как объекта технологической переработки является состав, степень чистоты, органолептические, биохимические, физико-химические свойства, а также наличие в нем токсичных и нейтрализующих веществ. К органолептическим свойствам молока относят внешний вид, вкус, запах, цвет; к биохимическим - бактерицидную активность и кислотность; физико-механическим - рН, плотность, вязкость, поверхностное натяжение, теплоемкость, теплопроводность, осмотическое давление, электропроводность, температуру замерзания и кипения и др. К токсичным загрязнителям, которые могут содержаться в молоке, относятся тяжелые металлы, антибиотики, гормональные препараты, пестициды, нейтрализующие вещества - соль, аммиак. Органолептические показатели определяют по ГОСТ 26809-86 "Молоко и молочные продукты" при комнатной температуре образца или его нагревании до 35ºС [Буянова, 2002].

Молоко представляет собой сложную полидисперсную систему. Дисперсионной средой в ней есть вода (83-89%), дисперсной фазой - жир, белки и другие компоненты (11-17%) [Товажнянский, 2005; Буянова, 2002; Ведищев, 2005].

Массовая доля жира в молоке и молочных продуктах определяются кислотным методом Гербера по ГОСТ 5867-90 [Буянова, 2002]. Молочный жир представлен преимущественно смешанными триглицеридами. Молочный жир отличается от других жиров значительным содержанием (7,4-9,5%) низкомолекулярных летучих кислот - масляной, капроновой, каприловой, каприновой - и одновременно низким содержанием (5%) биологически ценных полиненасыщенных жирных кислот: линолевой, линоленовой, арахидоновой.

Молочный жир образует в неохлажденном молоке эмульсию, в охлажденном - суспензию. Его температура плавления 27-34ºС, т.е. ниже температуры тела человека. Это способствует практически полному усвоению жира молока. Массовая доля жира в коровьем молоке составляет 2,8-4,5%. Диаметр жировых шариков от 0,1 до 20 мкм (средний - 3-5 мкм). Энергетическая ценность молочного жира 37,7 кДж / кг, усвояемость - до 98% [Горбатова, 2001; Товажнянский, 2005; Ведищев, 2005].

Биохимия молока - это белки молока находятся в виде коллоидного раствора и представлены казеином, сывороточными белками (альбумином, глобулином) и белками оболочек жировых шариков. В их состав входят незаменимые аминокислоты - триптофан, фенилаланин, лизин, валин, треонин, метионин и другие. На долю казеина приходится около 80% общего содержания белков в молоке. Казеин в молоке находится в виде казеината кальция, связанного с коллоидным фосфатом кальция. Кальций, который образует кальциевые мостики в глобуле казеина, выполняет важную функцию при агрегации коллоидных частей казеина, при его сычужном или кальциевом осаждении. Коагулирует казеин при рН = 4,6-4,7. Сывороточные белки, отделяемые при этом, по содержанию незаменимых и серосодержащих аминокислот ценнее, чем казеин. Белок определяют рефрактометрическим методом по ГОСТ 25179-90 [Товажнянский, 2005; Буянова, 2002]. Содержание сухих веществ в молоке и молочных продуктах определяют ГОСТ 3626-73 [Калинина, 2008].

Углеводы молока представлены на 90% дисахаридом лактоза (молочный сахар, из моносахаридов наибольшее количество глюкозы и галактозы). Сладость лактозы в 5-6 раз меньше, чем сахарозы. При нагревании молока выше 90оС лактоза образует со свободными аминокислотами соединения - меланоидины, придающие продукту темный оттенок, специфический неприятный вкус, снижают его биологическую ценность, поскольку в этой реакции принимает участие в основном незаменимая аминокислота лизин. При нагревании свыше 160оС лактоза карамелизуется, давая раствору коричневую окраску. Лактоза является необходимым компонентом молочнокислого брожения. Под действием ферментного комплекса молочнокислых бактерий лактоза в результате длительного ряда промежуточных изменений сбраживается, образуя молочную кислоту, стерин, углекислоту, масляную кислоту и другие продукты в зависимости от вида применяемых бактерий. Кисломолочный продукт приобретает специфический кисломолочный вкус и вязкопластичную консистенцию, лечебные свойства благодаря сбраживанию лактозы [Товажнянский, 2005].

В молоке содержатся практически все витамины (жиро- и водорастворимые), необходимые для нормального развития человека. Некоторые витамины молока (например, каротин, витамин В2 - лактофлавин) определяют цвета молока и молочной сыворотки. Содержание витаминов в молоке зависит от породы скота, качества кормов, времени года, условий хранения и режимов обработки молока. В молоке помещается 0,7-0,8% минеральных веществ (Ca, P, K, S, Na, Mg, Cl и др.), причем большую часть составляют соли кальция и фосфора. Наиболее важные с физиологической точки зрения среди минеральных веществ микроэлементы (Fe, Cu, Mn, Zn, Co, I, Al) [Горбатова, 2001; Товажнянский, 2005].