Химический состав молока. Формы воды в молоке.

Влияние физиологически, генетических и внешних факторов на состав и свойства молока.

Лактация – (лакто-молоко) это молокообразование – это период молокообразования молока в среднем 305 дней. 1 период – молозивный (7-10 дней после отела) – анормальное молоко. Остальное молоко в период лактации. При попадании примеси анормального молока в сборное в количестве 5-10 % полностью меняется качество всего объема молока, не пригодно к промышленной переработке. Молозиво имеет высокую жирность, не термоустойчиво, высокая кислотность (50 Т),высокая сывороточность, специфический запах, желтый цвет, концентрация сахара низкая. Стародойное молоко – низкая кислотность (9-10 Т), низкое содержание биологически ценных веществ, высокая концентрация солей, много хлора, повышенная электропроводность, мелкие жировые шарики, потеря жира.

Внешний фактор: относят кормление, условия содержания, время года и человеческий фактор. Гинетические факторы: принадлежность животных к той или иной породе. 3 направления пород: молочная продуктивность (галштино-фризская порода и черно-пестрая порода), комбинирование, мясное направление.

Изоэлектрическая точка белков молока.

При рН. свежего молока (рН=6,6) казеин имеет отрицательный заряд. Носителями отрицательных зарядов и кислых свойств казеина являются карбоксильные группы аспарагиновой и глютаминовой кислот, носителями положительных зарядов и основных свойств - аминогруппы лизина, гуанидиновые группы аргинина и имидазольные группы гистидина. Равенство положительных и отрицательных зарядов (ИЭТ - изоэлектрическая точка) наступает при рН 4,6-4,7. Следовательно, в составе казеина преобладают дикарбоновые кислоты. Кроме того, отрицательный заряд и кислые свойства казеина усиливают гидроксильные группы фосфорной кислоты.

Небелковые азотистые соединения молока.

Небелковые азотистые соединения представляют собой промежуточные и конечные продукты азотистого обмена в организме животных и попадают в молоко непосредственно из крови. Важнейшими компонентами фракции небелкового азота молока являются: мочевина, пептиды, аминокислоты, креатин и креатинин, аммиак, оротовая, мочевая и гиппуровая кислоты. Их общее количество составляет около 5% всего содержания азота в молоке.

Мочевина является главным конечным продуктом азотистого обмена у животных. Нормальное содержание мочевины в крови и молоке составляет 15-30 мг %. Увеличение количества мочевины наблюдается в весенне-летний период при избыточном потреблении животными белков с зеленым кормом.

Пептиды и аминокислоты относятся к промежуточным продуктам азотистого обмена. Эти соединения молока являются одним из основных источников азотистого питания микроорганизмов заквасок. Поэтому наблюдаемое весной ослабление развития молочнокислых бактерий может быть обусловлено низким содержанием в молоке свободных аминокислот. В молоке весеннего периода понижено содержание таких важных для молочнокислых бактерий аминокислот, как аргинин, валин, метионин, фенилаланин и тирозин.

Креатин, креатинин и аммиак. Их общее количество в молоке не превышает 2,5 - 4,5 мг %. В свежевыдоенном молоке содержание аммиака невысокое (азот аммиака составляет 0,3-1 мг %), но оно может повышаться при хранении, вследствие развития посторонней микрофлоры.

Оротовая, мочевая и гиппуровая кислоты. Оротовая кислота образуется в процессе синтеза пиримидиновых азотистых оснований (урацила, цитозина, тимина). Ее содержание в молоке составляет 2-8 мг %

Мочевая и гиппуровая кислоты являются конечными продуктами азотистого обмена и в сумме их содержание не превышает 0,7-1,5 мг %.

Биологически активные вещества в молоке, их роль в переработке молока.

Гормоны молока.

В молоко из крови переходят как эндогенные, так и экзогенные гормоны (препараты, применяемые для стимулирования молочной продуктивности и других целей). По химическому строению они относятся к различным классам.

Гормоны пептидной природы представлены пролактином, окситоцином, тиролиберидином. Последние два (рилизинг-факторы, или факторы высвобождения) вырабатываются гипоталамусом и поступают в гипофиз, где стимулируют образование гонадотропных и тиреотропных гормонов.

Стероидные гормоны: кортикостероиды (кортизол, кортикостерон) - способствуют развитию молочной железы; андрогены (андростендион, тестестерон) 0,5-0,15 х 10^-3 мкг/мл.; эстрогены (эстрадиол, эстрон), прогестерон - применяют в ветеринарной практике для стимуляции родов и лактации (1-2) х 10^-3 мкг/мл.

 

Гидролиз молочного белка.

  Гидролиз белков, осуществляемый с помощью протеолитических ферментов лишен всех перечисленных недостатков кислотного и щелочного гидролиза. В его ходе не происходит патологических изменений продуктов гидролиза и хотя этот тип гидролиза проходит не более чем на 70-80% полученные результаты расщепления компоненты физиологичны, легко проникают в клетку и включаются в процессы клеточного метаболизма. В этом случае мы имем дело с техническим моделированием функции ЖКТ, в частности с функцией гидролитического расщепления потребляемых организмом белков с помощью протеолитических ферментов животного происхождения. Причем наиболее близки по свойствам к ферментам ЖКТ человека ферменты, выделяемые из организма свиней.
При сравнительной оценке действия гидролизаты, полученные ферментативным гидролизом, проявляли большую активность, нежели кислотные и щелочные гидролизаты аналогичного белкового сырья.

 

26. Гидролиз и окисления молочного жира.

Изменения молочного жира в молочных продуктах начинаются при их выработке и наиболее интенсивно протекают при их хранении. Они могут иметь как биохимическую природу (идти под действием ферментов), так и химическую (под действием высоких темпе­ратур, кислорода воздуха и света). В ряде случаев они приводят к возникновению пороков продукта.

Гидролиз жира - это процесс расщепления триглицеридов жира на глицерин и жирные кислоты при взаимодействии с водой:

 

Ферментативный гидролиз жира (липолиз) в сыром молоке является нежелательным процессом, так как низкомолекулярные жирные кислоты (масляная, капроновая) могут вызывать различные пороки вкуса молока. При условии накопления оптимальных количеств свободных жирных кислот, гидролиз жира играет положительную роль. Так, при выработке многих сыров вследствие накопления СЖК органолептические свойства продукта улучшаются. Из микроорганизмов, обладающих липолитической активностью, в сыроделии применяют молочнокислые и пропионовокислые бактерии и некоторые виды микроскопических грибов родов Penicillium и Rhizopus, обусловливающие острый перечный вкус мягких сыров.

Окисление жира - это его глубокий распад с образованием перекисей, альдегидов, кетонов, оксикислот и других соединений. Окисление жира часто приводит к появлению в продуктах нежелательных привкусов и запахов. Оно может быть биохимическим (ферментативным) или химическим (перекисное окисление). Ферментативное окисление жирных кислот до стадии образование высокомолек метилкетоны: метилбутилкетон, метилпроприлкетон, метиламилкетон, метилгептилкетон. Все метилкетоны придают сырам определенные вкусовые качества, а в масле являются причиной такого порока, как прогоркание.

Не ферментативное (перекисное, масло и сметана) окисление происходит в результате взаимодействия жира с молекулярным кислородом. Окислению подвергается в первую очередь свободный жир. Из жирных кислот преимущественно окисляются ненасыщенные жк.происходит по цепной реакции, происходит отрыв атома Н от жирн кислоты. Инициатором цепных реакций могут быть металлы (ржавая посуда), кислород, ферменты, свет, различные типы излучения. На первой стадии окисления образуются различные гидроперекиси и перекиси. На второй стадии образуются: альдегиды, кетоны (плохой запах). Задержку окислительной порчи продуктов вызывают антиоксиданты, действие которых заключается во взаимодействии со свободными радикалами, в результате чего происходит обрыв цепей окисления. Естественных антиоксидантов наиболее активными являются токоферолы, содержащие подвижный атом водорода, который может взаимодействовать со свободными радикалами. Аскорбиновая кислота обладает как оксидантным, так и прооксидантным действием.

Химический состав молока. Формы воды в молоке.

Молоко - сложная полидисперсная система, содержащая множество взаимозависимых микроструктурных образований: эмульсии шариков жира, коллоидной системы белковых частиц и истинных растворов лактозы, минеральных веществ, витаминов и других водорастворимых соединений. Содержание отдельных компонентов в молоке не постоянно. Оно изменяется в течение лактации и зависит от породы и возраста животных, режимов кормления и условий содержания. Сырое коровье молоко - однородная не тягучая слегка вязкая жидкость без осадка. Наибольший удельный вес (85-87%) в молоке занимает вода, на остальные компоненты, входящие в состав сухого остатка, приходится лишь 11-14%. Вода, входящая в состав молока и м.продуктов, неоднородна по ф-х св-вам, ее роль неодинакова. Большая часть воды молока находится в свободном состоянии, т.е. может принимать участие в биохимических реакциях. Свободная вода молока представляет собой раствор различных органических и неорганических веществ. Ее легко можно превратить в состояние льда при замораживании и удалить при сгущении и высушивании. Меньшая часть воды находится в связанном состоянии. Связанная вода удерживается молекулярными силами около поверхности коллоидных частиц (белков, фосфолипидов, полисахаридов). Она не замерзает при низких температурах, не растворяет соли, сахар и т.д. нельзя удалить из молока при высушивании. В сухой остаток молока входят все химические составные части (жир, белки, м.сахар, м.в-ва), которые остаются в молоке после удаления из него влаги. Сухой остаток является наиболее ценной частью молока, поэтому при производстве молочных продуктов стремятся к максимальному его сохранению. Содержание сухого обезжиренного молочного остатка (СОМО)-величина более постоянная, чем содержание сухого остатка, составляет 8-9 %. СОМО определяют, вычитая из величины сухого остатка содержание жира. По нему судят о натуральности молока, если СОМО ниже 8%, то молоко разбавлено водой. Белки. Общее содержание белков в молоке колеблется от 2,9 до 4,0%, они разнообразны по строению, физико-химическим свойствам и биологическим функциям. Среди белков молока выделяют две главные группы: казеин (78-85%) и сывороточные белки.

Казеины

α – казеины

х – казеины

β – казеины

γ – казеины

Сывороточные белки

β – лактоглобулин

α – лактальбумин

Альбумин сыворотки крови

Иммуноглобулины

Ферменты. Оксидоредуктазы. К ним относятся, например, дегидрогеназы (лактатдегидрогеназа, малатдегидрогеназа, глюкозо-6-фосфат, ДГ, цитохром-С-редуктазы). Пероксидаза синтезируется клетками молочной железы. Каталаза вырабатывается клетками молочной железы. В свежем молоке каталазы мало. Липаза катализирует гидролиз триглицеридов молочного жира. Фосфотазы катализирует гидролиз большого числа различных эфиров фосфорной кислоты с образованием неорганического фосфора. Амилаза катализирует расщепление полисахаридных цепей крахмала с образованием декстринов и мальтозы. Жир. Содержание жира в молоке колеблется от 2,8 до 5%. Главный компонент жира молока - ацилглицерины.

Ацилглицерины составляют основную массу жира молока (99%). Фосфолипиды, гликолипиды, стерины входят в состав липопротеидных оболочек шариков жира и частично связаны с белками молочной плазмы. В составе триглицеридов жира преобладают насыщенные жирные кислоты: масляная, капроновая, каприловая, каприновая, лауриновая, миристиновая, пальмитиновая, стеариновая; их общее содержание колеблется от 58 до 77%. Летом их количество меньше, зимой больше; ненасыщенных - наоборот. Это связано с различиями в кормовых рационах и физиологическими особенностями организма. Среди ненасыщенных - пальмитоолеиновая, олеиновая, линолевая, линоленовая, арахидоновая. Фосфолипиды. Содержание фосфолипидов в молоке составляет 0,03-0,05%, их них на долю лецитина приходится 28-40%, кефалина — 29-43%, сфингомиелина - 19-24%, фосфатидинсерина - 10%, цереброзидов - 6%. Стерины принадлежат к веществам, сопутствующим жиру молока и представлены в основном холестерином. Их общее содержание в жире молока 0,2-0,4%. Углеводы. В молоке содержатся моносахариды (глюкоза, галактоза), их производные и дисахарид - лактоза (молочный сахар). Минеральные вещества: макроэлементы (Са, Р, К, Na, Mg,Cl), микроэлементы (Fe, Cu, I, Zn). Витамины. Жирорастворимые (A, D, E), водорастворимые В1 (тиамин) - 0,2-0,8 мг/кг. Синтезируется микрофлорой кишечника и поступает с кормом.

В2 (рибофлавин) - 1,2,8 мг/кг. Желто-зеленый пигмент, обусловливает окраску молочной сыворотки.

РР (никотиновая кислота) - 0,7-1,5 мг/кг. Является коферментом дегидрогеназ.

В6 (перидоксин) в молоке животных находится в нескольких формах. Гормоны пептидной природы представлены пролактином, окситоцином, тиролиберидином. Последние два (рилизинг-факторы, или факторы высвобождения) вырабатываются гипоталамусом и поступают в гипофиз, где стимулируют образование гонадотропных и тиреотропных гормонов.

Стероидные гормоны: кортикостероиды (кортизол, кортикостерон) - способствуют развитию молочной железы; андрогены (андростендион, тестестерон) 0,5-0,15 х 10-3 мкг/мл.; эстрогены (эстрадиол, эстрон), прогестерон - применяют в ветеринарной практике для стимуляции родов и лактации (1-2) х 10-3 мкг/мл. Жирорастворимые пигменты. Желтая окраска молочного жира обусловлена наличием в нем каротиноидов - α-, β- и γ- каротинов. Содержание каротинов в молоке колеблется от 0,05 до 0,09 мг/кг, летом их значительно больше. Посторонние вещ-ва: антибиотики, пестициды, моющие и дезинфицирующие вещ-ва, соли тяжелых металлов, радиоактивные в-ва, яды.