تركيبات شیر:
شیر غذايي بسيار كامل و با ارزش و مخصوصی است، چون غذاي منحصر به فرد نوزاد در ماه هاي اول تولد را تامين مي‌نمايد، داراي اهميت زيادي است. تركيب عمده شیر از سه قسمت مختلف تشكيل شده است: آب، چربي و مواد جامد غير چرب كه شامل پروتئين هاي شیر (كازئين، آلبومين، گلوبولين)، لاكتوز، اسيدلاكتيك، اسيدسيتريك و مواد معدني مي‌باشد. جدول زير تركيب شیر‌هاي مختلف را به طور متوسط نشان مي‌دهد.
| تركيبات | گاو | بز | انسان | گوسفند | ماديان |
| آب | 7/87 | 0/86 | 2/88 | 3/81 | 8/89 |
| چربي | 61/3 | 6/4 | 3/3 | 9/6 | 2/1 |
| لاكتوز | 65/4 | 2/4 | 8/6 | 2/5 | 9/6 |
| پروتئين (38/6 N) | 29/3 | 4/4 | 5/1 | 6/5 | 8/1 |
| خاكستر | 75/0 | 8/0 | 2/0 | 0/1 | 3/0 |
عوامل موثر در تركيبات و فساد شیر:
تركيب شير دام هاي مختلف ثابت نبوده و عوامل متعددي سبب تغيير تركيبات شير مي‌شوند. اين عوامل ممكن است مربوط به حالت بيماري و يا مرضي در دام باشند و يا مربوط به نژاد، نوع تغذيه، فصل، دوره شيردهي، سن و ساير عوامل باشند. در ادامه اين عوامل را به طور مختصر در گاو مورد بررسي قرار مي‌دهيم.
نژاد:
تركيب شير يك نوع دام در نژادهاي مختلف متغير مي‌باشد و اين تغيير بيشتر از نظر مقدار چربي داراي اهميت است. جدول زير اين تغيير را در برخي از نژادها نشان مي‌دهد. علاوه بر اين در افراد مختلف يك نژاد هم تغيير تركيب شير مشاهده مي شود.
| آيرشا | فريزين | كرنزي | شورت هورن | |
| درصد چربي | 69/3 | 46/3 | 49/4 | 53/3 |
| درصد ماده خشك بدون چربي | 82/8 | 61/8 | 08/9 | 74/8 |
فصل:
تركيب شير دام‌هاي مختلف در فصول مختلف سال متغير است. اين تغيير بر حسب آب و هوا، نوع تغذيه و دوره شيردهي دام متفاوت است. به طور كلي در تابستان كه حيوان بيشتر از علوفه سبز تغذيه مي‌نمايد، مقدار شير افزايش يافته ولي درصد چربي شير كاهش مي يابد و برعكس در زمستان مقدار چربي شير بيشتر مي‌شود.
سن:
مقدار چربي و ماده خشك بدون چربي در دوره‌هاي شيردهي متعاقب به نسبت كاهش مي‌يابد و اين كاهش به ميزان 0/1 درصد در دفعات دوم، سوم و چهارم شيردهي است. در دفعات بعد نسبت اين كاهش بيشتر خواهد بود.
نسبت ويت:
در شير كه حاوي مقدار معمولي و طبيعي ماده خشك بدون چربي (8/4 تا 9 درصد) باشد، نسبت لاكتوز: پروتئين: خاكستر، 13 : 9 : 2، مي‌باشد. اين نسبت به نام ويت مرسوم است و عوامل مختلف مثل افزودن و يا خارج نمودن آب تغييري در اين نسبت ندارد و جهت تشخيص شيرهاي غيرطبيعي و غيرمعمولي وسيله خوبي است.
حالت قليايي و اسيدي و تاثیر بر فساد شیر:
شير گاو در برابر مصرف فنل فتالئين اسيدي و در برابر معرف متيل اورانژ قليايي است اما در برابر كاغذ ليتموس بواسطه وجود فسفاتهاي موجود بي‌تفاوت است. pH شير گاو معمولاً در حدود 6/4 و 6/6 است.
اسيديته شير تازه، در حدود 0/14 درصد (بر حسب اسيدلاكتيك) است. اين مقدار در نگهداري به‌واسطه فعاليت ميكروارگانيسم افزايش يافته و هرگاه اسيديته به 0/3 درصد برسد، طعم ترش در شير احساس مي‌شود و هرگاه مقدار اسيديته به 0/6 درصد برسد، در حرارت معمولي، شير منعقد مي‌شود. اين حالت در شير حرارت ديده متفاوت است چون در اثر حرارت نوع و تعداد ميكروب‌هاي عادي شير تغيير مي‌كند.
شیر معمولي و غير‌مرضي:
شير معمولي يا غیر‌مرضي شيری است كه از پستان دام بيمار بدست مي‌آيد: اورام پستان گاو در وهله اول باعث آلودگي و تغيير كيفيت شير مي‌شود. علاوه بر روشهاي متعددي كه بر اساس آزمايشات ميكروبيولوژيك براي تشخيص اورام پستان متداول است، برخي از عوامل مربوط به تغيير تركيبات شير دام بيمار نيز مي‌تواند جهت اين تشخيص مفيد واقع شود.
مقدار كلرید شير سالم معمولاً از 0/13 درصد تجاوز نمي‌نمايد، در حاليكه اين مقدار در شير مربوط به دام مبتلا به ورم پستان خيلي بيشتر است. مقدار لاكتوز و پروتئين شير مبتلا و به طور كلي مقدار ماده خشك نيز كاهش مي‌يابد.
نسبت كازئين به پروتئين كه در شير دام سالم 80 درصد است، كاهش پيدا مي‌كند و از طرفي نسبت كلرورها به لاكتوز كه در شير سالم در حدود 2/3 است، افزايش يافته و به 3 و يا بيشتر مي رسد. شير دامي كه به ورم پستان مشكوك باشد، بايستي جداگانه جمع آوري شود و از هر چهار قسمت پستان جداگانه شير دوشيده و جهت آزمايشات مختلف ميكروبي و شيميايي به آزمايشگاه ارسال شود.
استاندارد های شیر :
بر حسب استانداردهاي بين المللي شير خام بايستي داراي مشخصات زير باشد: چربي شير خام نبايد از 3 درصد كمتر باشد، ماده خشك بدون (SNF) نبايد از 8/5 درصد كمتر باشد.
حرارت نديده:
در برخي از كشورها دامداري‌هايي كه داراي گواهينامه مخصوص بهداشتي هستند، اجازه دارند كه شير را بدون اعمال روشهاي حرارتي به فروش برسانند. چنين شيري بايستي داراي نتيجه رضايت بخش در برابر آزمايش متيلن بلو باشد.
پاستوريزه :
پاستوريزاسيون به عملي اطلاق مي شود كه شير مدت نيم ساعت در حرارت حداقل 63 درجه سانتي‌گراد (150-145 درجه فارنهایت) و يا مدت 15 ثانيه در حرارت 71 تا 72 درجه سانتي‌گراد (159/161-8/6 درجه فارنهایت)، نگهداري شده و سپس بلافاصله سرد شود. چنين شيري بايستي داراي نتيجه رضايت بخش در برابر آزمايش متيلن بلو و فسفاتاز باشد.
استرليزه:
شير استرليزه شيري است كه پس از صاف و يكنواخت شدن در حرارت حداقل 105 درجه سانتی‌گراد (212 درجه فارنهایت)، به مدتي نگهداري شود تا نتيجه آزمايش كدورت آن، رضايت بخش باشد.
استرليزه UHT:
چنين شيري بايستي حداقل به مدت يك ثانيه در حرارت بالاتر از 122 درجه سانتی‌گراد (270 درجه فارنهایت)، نگهداري شود و سپس به طور استريل بسته بندي شود. به طور كلي دو روش براي اين منظور متداول است.
يكي روش مستقيم كه بخار گرم به داخل شير نفوذ داده مي‌شود و سپس مقدار آب اضافه از شير خارج مي‌گردد و ديگر روش غيرمستقيم كه عمل لازم با عمل تبادل حرارتي به شير مي‌رسد.
شير پاستوريزه و عوامل موثر بر فساد شیر:
تعيين مقدار چربي شیر :
چربي شير را با استفاده از بوتيرومتر 40، اندازه مي‌گيريم. ابتدا با استفاده از پيپت 10، به مقدار 10 سی‌سی اسيدسولفوريك (1+9) را برداشته و در بوتيرومتر مي‌ريزيم. سپس با استفاده از پيپت حبابدار 11، به مقدار 11 سی‌سی شير برداشته و آرام آرام از كنار ديواره بوتيرومتر آن را به اسيد اضافه مي‌كنيم.
بايد توجه داشته باشيم كه سطح مابين اسيد و شير، سياه نشود، چون سياه شدن به معني سوخته شدن چربي شير است. در آخر با استفاده از پيپت 1، به مقدار 1 سی سی الكل اتيليك را برداشته و به محتويات بوتيرومتر مي‌افزایيم. دهانه بوتيرومتر را با پنبه خشك مي‌كنيم و در آن را مي‌بنديم. سپس چند بار بوتيرومتر را به آرامي سردتر مي‌كنيم تا محتويات داخل آن به خوبي با هم مخلوط شوند.
بعد از اينكه يك مايع قهوه اي يك دست پديدار شد، بوتيرومتر را به مدت 5 دقيقه در حرارت 60 درجه سانتي‌گراد با دور 1200 سانتريفیوژ مي‌كنيم. با توجه به اينكه روي بوتيرومتر مدرج است، مقدار چربي جدا شده از شير را مي‌توان با استفاده از درجه بندي‌ها معين نمود.
تعيين اسيديته شیر:
براي تعيين اسيديته شير از تيتراسيون اين ماده با سود 0/1 نرمال استفاده مي‌شود. بدين ترتيب كه در يك ارلن كوچك (مثلاً 100)، با استفاده از پيپت 10، به مقدار 10 سی سی شير و 10 سی سی آب مقطر جوشيده سرد مي‌ريزيم.
چند قطره فنل فتالئين جهت شناسايي نقطه پایان عمل مي‌ريزيم و با سود 0/1 نرمال آن را تيتر مي‌كنيم. لازم به ذكر است براي تهيه آب مقطر جوشيده، مقداري آب مقطر را مي‌جوشانيم. به محض اينكه جوشيد، آن را خاموش مي‌كنيم و بلافاصله روي ظرف را (با پنبه يا فويل)، مي پوشانيم.
بعد از سرد شدن كامل سرپوش ظرف را بر مي داريم و در آن را مي بنديم تا گاز Co2 هوا در آن حل نشود. اگر آب را بجوشانيم يا پس از جوشيدن در آن را نبنديم، Co2 حل شده در آن باعث مي‌شود كه اسيديته زياد نشود و در نتيجه سود بيشتري براي خنثي كردن آن لازم است.
درصد ماده خشك:
پليت را در اتوكلاو و در دماي 110-100 درجه سانتی‌گراد به مدت حداقل نيم ساعت قرار مي‌دهيم. بعد آن را در دسيكاتور مي‌گذاريم تا سرد شده و به وزن ثابت برسد. آن را وزن مي كنيم و وزنش را يادداشت مي كنيم. 10-5 گرم نمونه در آن مي‌ريزيم (وزن دقيق نمونه را يادداشت مي‌كنيم)، پليت را در آون با دماي حدود 100 درجه سانتی‌گراد و به مدت 2-1 ساعت قرار مي‌دهيم. سپس پليت را از آون خارج كرده و در دسيكاتور مي‌گذاريم تا سرد شود. پس از سرد شدن مجدداً آن را وزن مي‌كنيم.
تعيين دانسيته شیر:
براي تعيين دانسيته شير از لاكتو استفاده مي‌كنيم. بدين ترتيب كه در يك مزو 250 سی‌سی به مقدار 200 سی‌سی شير مي‌ريزيم. لاكتو دانسيته را به آرامي وارد مزو مي‌كنيم (شير بايد به حدي باشد كه وقتي لاكتو دانسيته وارد مي‌شود، شير سرريز كند). دانسيته بر اساس 15 درجه سانتی‌گراد طراحي شده است.
بعد از ثابت شدن دانسیته لاکتو، ابتدا درجه حرارت را يادداشت كرده، بعد عدد دانسيته را مي‌خوانيم. بهتر است حرارت نمونه 15 درجه‌سانتی گراد باشد تا خطاي كار كمتر باشد. به ازاي هر يك واحد بيشتر از 15 تا 20 درجه سانتی‌گراد به اندازه 0/2 به عدد خوانده شده اضافه مي‌شود و به ازاي هر يك درجه كمتر از 15 تا 20 درجه‌سانتی گراد به اندازه 0/2 از عدد خوانده شده كم مي شود.
به ازاي هر يك واحد بيشتر از 20 درجه سانتی‌گراد به مقدار 0/3 به عدد خوانده شده اضافه مي‌كنيم. همچنین به ازای يك واحد كمتر از 20 درجه سانتی‌گراد به اندازه 0/3 از عدد خوانده شده كم مي كنيم. مثلاً در دماي 23 درجه سانتی‌گراد عدد خوانده شده 26/5 است. بنابراين:
با استفاده از جدول مرجع، دانسيته شير را در 28/4 درجه سانتي‌گراد مي‌خوانيم. عدد نوشته شده 1/0284 است.
جستجوي تقلبات در شیر :
بسيار اتفاق مي‌افتد كه افراد سودجو به طرق مختلف تقلباتي در شير انجام مي‌دهند. افزودن آب به شير و يا در حقيقت رقيق كردن آن و يا گرفتن قسمتي از چربي شير از اعمال متداولي است كه به اين ترتيب انجام مي‌شود.
در بسياري از مواقع پي بردن به اين نوع تقلبات آسان بوده و در برخي موارد آزمايش كننده را با اشكال روبرو مي‌كند. افزودن آب به شير و يا رقيق كردن آن با اندازه‌گيري وزن مخصوص شير، امكان پذير است.
بدين معني که چون وزن مخصوص آب كمتر از شير است، اضافه نمودن حجم معيني از آب به شير باعث كم شدن وزن مخصوص شير مي‌شود. از طرفي هرگاه قسمتي از چربي شير گرفته شود، وزن مخصوص شير افزايش مي‌يابد و هرگاه عمل گرفتن چربي و افزايش آب به شير با هم انجام شود، ممكن است تفاوت قابل ملاحظه اي در وزن مخصوص شير بوجود نيايد.
ولي نتيجه آزمايشات ديگر از قبيل تعيين ماده خشك و ماده خشك بدون چربي و نيز مقدار چربي شير اطلاعات لازم در مورد خلوص و يا وجود تقلب در شير را در اختيار آزمايش كننده قرار مي‌دهد.
نسبت ويت كه عبارت است از نسبت لاكتوز: پروتئين: خاكستر، معمولاً در حد 2:9:13 مي باشد و خيلي كمتر اتفاق مي‌افتد كه اين نسبت در مخلوط شير يك دامداري و يا شير ارسالي به كارخانه تغيير نمايد. البته ممكن است كه شير يك سر دام به علل مختلف تغييرات قابل ملاحظه اي را از نظر ميزان تركيبات نشان دهد ولي اين تغييرات در مخلوط شير دام‌هاي سالم معمولاً اتفاق نمي‌افتد.
مقدار خاكستر نيز در حدود 8 درصد از ماده خشك بدون چربي را تشكيل می‌دهد.
مقدار آلبومين شير سالم در حدود 0/6 درصد است. بالا بودن اين مقدار يا به علت وجود كلستروم (شير اوايل دوران شيردهي)، يا به علت مرضي است. تعيين نقطه انجماد معمولاً براي اندازه گيري ميزان آب اضافه شده به شير مورد استفاده قرار مي‌گيرد ولي هر گاه به جاي آب از يك مايع ايزوتونيك با شير استفاده شده باشد، تعيين نقطه انجماد نيز كمك زيادي در كشف اين تقلب نمي‌كند.
البته در عين حال هرگاه براي ساختن مايع ايزوتونيك با شير از املاح مختلف استفاده شده باشد، بالا بودن خاكستر در تشخيص كمك مي‌كند و هرگاه از املاح آمونياك استفاده نشده باشد بالا بودن ازت كلي نيز كمك موثر در تشخيص خواهد بود.
بسته بندی هوشمند ویرا برای شیر :
تیم ویرا با بررسی و آزمایش‌هایی که بر روی ترکیبات و عوامل موثر بر فساد شیر انجام داده، با بدست آوردن اطلاعات دقیق از وضعیت سلامت شیر، بهترین زمان مصرف و شرایط نگهداری آن با استفاده از برچسب های هوشمندی که طبق این داده ها تولید می‌کند، به کارخانه‌های لبنی و مردم کمک می‌کند که از زمان تولید شیر و بسته بندی آن توسط کارخانه تا مصرف آن توسط مردم، به صورت لحظه ای، بسیار دقیق و کاربردی وضعیت سلامت شیر را با استفاده از شبیه سازی محیط داخلی بسته بندی پایش کند.
این مسئله باع این می‌شود تا به راحتی تنها با یک تغییر رنگ ساده مایع هوشمندی که در وسط برچسب قرار دارد در سه وضعیت تازه، سالم و فاسد اطلاع می‌دهد که شیر از لحاظ سلامت در حال حاضر در چه وضعیتی قرار دارد تا از هدررفت و مسمومیت های احتمالی، به علت عدم آگاهی از وضعیت سلامت شیر که تاریخ های انقضاء فعلی توانایی پایش و بررسی آن را ندارند، جلوگیری کند.
این برچسب‌های هوشمند کاملا از مواد طبیعی ساخته شده و دوست‌دار محیط زیست هستند، هیچ گونه آلودگی برای محیط زیست ندارند و کاملا زیست تخریب پذیر هستند.
