Факторы формирования биохимии молока

Размещено на http://www.allbest.ru/

2

Реферат

Факторы формирования биохимии молока

Содержание

1. Введение

2. Стадия лактации

3. Порода и возраст животных

4. Состояние здоровья животных

5. Режим кормления

6. Время года и другие факторы

7. Хранение и транспортировка молока

Список используемой литературы

кормление порода скот лактация молоко

1. Введение

Химический состав, физико-химические и органолептические свойства молока зависят от стадии лактации, породы, возраста, состояния здоровья животных, режимов кормления, условий содержания и других зоотехнических факторов. Вместе с тем эти факторы значительно влияют и на технологические свойства молока: состав и размер жировых шариков, мицелл казеина, термостабильность, скорость сычужного свертывания молока и пр.

Следовательно, выход и качество молочных продуктов (сыра, масла и др.), определяемые составом молока, структурой и свойствами его компонентов, находятся в большой зависимости от зоотехнических факторов. В некоторых случаях изменения состава и свойств сырого молока под влиянием физиологического состояния животных, кормов и других факторов настолько значительны, что оно становится непригодным к переработке на молочные продукты. Примером этого могут служить молозиво, стародойное молоко, молоко, полученное от больных (маститом, лейкозом, кетозом и другими заболеваниями) животных, а также молоко с резко выраженными кормовыми и другими посторонними привкусами и запахами и т. д.

2. Стадия лактации

Процесс образования и выделения молока из молочной железы, называемый лактацией, у коров в среднем составляет 305 дней, т. е. около 10 мес. В нем различают три периода (стадии): молозивный (продолжительностью 5--10 дней после отела), период выделения нормального молока (285--277 дней) и период отделения стародойного молока (7-15 дней до запуска).

Резкое изменение физиологического состояния животного в начале и конце лактации сопровождается образованием секрета, состав, физико-химические, органолептические и технологические свойства которого значительно отличаются от этих же показателей нормального молока. В молозиве по сравнению с молоком содержится в 3--5 раз больше белков (60--80 % которых составляют сывороточные белки, главным образом иммуноглобулины), почти в 1,5 раза больше жира и минеральных веществ, но меньше лактозы (таблица 5.13). Кроме того, в нем содержится больше, чем в молоке, фосфолипидов (в 3--5 раз), каротина (в 3,5--4 раза), витаминов (А, Е, D, В₂, С и др.), макро- и микроэлементов (Са, Mg, P, Fe, Cu, Zn, Co и др.), ферментов (особенно каталазы и пероксидазы), гормонов, лизоцима, лактоферрина, лейкоцитов и других защитных факторов, предохраняющих организм теленка от заболеваний и отравлений. В первый день лактации кислотность молозива достигает 40°Т, плотность 1037-- 1055 кг/м³, вязкость 25^.10^-3 Па-с. Оно имеет интенсивно желтый цвет, солоноватый вкус, специфический запах, густую, вязкую консистенцию.

Стародойное молоко характеризуется повышенным количеством лейкоцитов, жира, белков, ферментов (липазы и др.), минеральных веществ и уменьшенным содержанием лактозы (таблица 5.14). Его кислотность снижается до 14--16 °Т, а иногда до 9--12°Т, вкус из-за повышенного количества свободных жирных кислот, образующихся при гидролизе жира, и хлоридов становится горьковато-солоноватым.

Таблица 5.13 - Содержание сухих веществ в молозиве КРС в первые дни лактации

Отличие технологических свойств молозива и стародойного молока от свойств нормального молока заключается в следующем. Молозиво имеет мелкие жировые шарики и измененный состав жира: по сравнению с жиром молока жир молозива содержит больше кислот группы C₁₈ и меньше кислот С₄--С₁₀, имеет более высокую температуру плавления и отвердевания и т. д. Вследствие наличия большого количества термолабильных сывороточных белков оно свертывается при нагревании. Стародойное молоко содержит мелкие жировые шарики и мицеллы казеина, казеин отличается повышенным содержанием g-фракции. Молозиво и стародойное молоко медленно свертываются сычужным ферментом и являются плохой средой для развития молочнокислых бактерий. Продукты, изготовленные из молока с примесью молозива и стародойного молока, быстро портятся и имеют неприятный вкус.

Таблица 5.14 - Содержание питательных веществ в молоке

Минимальное содержание жира и белка в молоке, как правило, наблюдается на первом и втором месяцах лактации, которые характеризуются максимальным удоем. Затем по ходу лактации с понижением удоев содержание этих компонентов в молоке постепенно возрастает. Частицы казеина до шестого месяца лактации укрупняются, затем уменьшаются. Их максимальные размеры отмечены на шестом месяце лактации, минимальные-- на девятом. На шестом месяце лактации казеин содержит меньше g-казеина сравнению с девятым месяцем. Количество молочного сахара и минеральных веществ в течение лактации практически не изменяется. Кислотность молока несколько повышается в начале лактации, в остальные месяцы остается постоянной.

3. Порода и возраст животных

От породы и возраста животных зависят молочная продуктивность, состав, физико-химические и технологические свойства молока. Высокое содержание жира и белка в молоке наблюдается у коров джерсейской, айрширской и красной горбатовской пород, низкое -- у коров черно-пестрой породы.

Молочная продуктивность, состав и технологические свойства молока изменяются с возрастом коров. Удои и содержание жира в молоке повышаются до шестого отела, а затем медленно снижаются.

Коровы среднего возраста (шесть лактации) продуцируют молоко лучших химического состава и технологических свойств, а также более биологически полноценное по сравнению с молоком коров молодого (две лактации) и старшего (десять лактации) возраста.

4. Состояние здоровья животных

Состояние здоровья животных значительно влияет на продуктивность и качество молока. При заболевании животных (туберкулезом, бруцеллезом, лейкозом, маститом и др.) могут резко изменяться состав, физико-химические, органолептические и технологические свойства молока.

В молоке коров, больных туберкулезом легких в начальной стадии, повышается содержание жира, уменьшается количество белка, кислотность молока снижается до 14 °Т. В дальнейшем резко уменьшается содержание лактозы, жира, увеличивается содержание белка, кислотность понижается до 7 °Т, молоко приобретает мыльный и соленый привкусы.

При бруцеллезе (без клинических признаков заболевания) состав молока и его органолептические показатели значительно не изменяются. Вакцинация от бруцеллеза снижает удой и жирность молока, несколько меняет состав белков и технологические свойства. Творог, вырабатываемый из такого молока, имеет низкое качество, сыр -- нечистый вкус и грубую консистенцию.

В молоке, полученном от коров, подозрительных по заболеванию лейкозом, увеличивается содержание жира и уменьшается количество казеина, сывороточных белков и молочного сахара. Оно содержит повышенное количество лейкоцитов и микроорганизмов. Примесь такого молока нарушает технологические и микробиологические процессы при выработке сыра.

Значительное место среди болезней животных занимают мастит и болезни, обусловленные неполноценным рационом кормления.

Молоко коров, больных маститом, изменяется в зависимости от глубины и характера заболевания. Мастит -- воспаление тканей вымени (в основном инфекционного происхождения), сопровождающееся нарушением секреции молока, изменением его состава и свойств. Маститы могут быть с ярко выраженными клиническими признаками и скрытые (субклинические). Более широко распространены субклинические формы маститов.
Любые формы мастита неблагоприятно сказываются на составе, физико-химических свойствах и санитарно-гигиенических показателях молока. Так, в молоке понижается содержание сухих веществ вследствие уменьшения количества лактозы, жира, казеина и кальция, а содержание хлоридов и сывороточных белков возрастает. Меняется жирнокислотный состав триглицеридов жира (повышается содержание высокомолекулярных жирных кислот и понижается количество низкомолекулярных), уменьшаются размеры мицелл казеина с одновременным повышением в молоке содержания фракции g-казеина. Молоко содержит повышенное количество бактерий (стафилококков, стрептококков и др.), соматических клеток (лейкоцитов), ферментов (каталазы, липазы, альдолазы и др.). Оно имеет горьковато-солоноватый вкус. Титруемая кислотность молока понижается до 12 °Т с колебаниями от 5 до 13 °Т, рН повышается до 6,83--7,19 и более, плотность снижается до 1,024--1,025 г/мл. Электропроводность такого молока повышается, а вязкость понижается.

Примесь 20--25 % молока, полученного от больных маститом животных, снижает качество масла, творога и кефира.

Все вышеизложенное указывает на необходимость тщательного контроля работниками молочных ферм и заводов заготовляемого молока на мастит.

5. Режим кормления

Режим кормления влияет определенным образом на синтез молока и, следовательно, на продуктивность животных и состав молока. Однако у нормально упитанных коров при полноценном рационе кормления те или иные корма не могут быть причиной значительных изменений состава молока. Исключение составляет увеличение содержания жира и белков на 0,2--0,4%. Состав молока определяется главным образом породой и индивидуальными качествами животных. Только неполноценное, одностороннее кормление при недостатке (реже избытке) протеина, углеводов, минеральных веществ и витаминов приводит к резкому снижению продуктивности и изменению состава, а также физико-химических свойств молока.

Известно, что вкус молока ухудшается при скармливании коровам больших количеств продуктов технических производств и некоторых видов кормов, пастьбе на пастбищах, засоренных некоторыми травами и сорняками, а также при нарушении в рационах соотношения между отдельными видами кормов. В результате молоко приобретает кормовой, чесночный, горький, коровий и другие привкусы.

Кормовые привкусы являются наиболее распространенными пороками вкуса и запаха молока, особенно зимой и весной. Они возникают при скармливании животным больших количеств силоса, кормовой свеклы, капусты, некоторых видов сена, зеленой ржи и т. д. Многие летучие соединения кормов -- эфиры, спирты, альдегиды и кетоны, обладающие специфическим вкусом и запахом, легко и быстро выделяются в рубце жвачных, вместе со жвачкой отрыгиваются коровой, попадают в легкие, затем в кровь и молочную железу. Их привкусы и запахи могут появиться в молоке через 20--30 мин после дачи кормов. Некоторые соединения содержатся в кормах в связанной форме, высвобождаются только при пищеварении и поэтому медленнее (в течение 1--3 ч) всасываются в кровь и поступают в молоко. Например, диметилсульфид может образоваться в процессе пищеварения из 5-метил-цистеина, содержащегося в капусте, турнепсе и некоторых других растениях из семейства крестоцветных.

Коровий (хлевный) привкус обусловлен повышением в молоке концентрации кетоновых тел -- ацетона, ацетоуксусной и b-оксимасляной кислот. К мерам предупреждения возникновения в молоке кормового, коровьего и других привкусов физиологического происхождения относятся: правильное составление рационов и подбор кормов, исключение применения некачественного корма, сена, содержащего более 10 % растений, обладающих специфическими вкусом и запахом, соблюдение правил кормления (скармливание кормов за 2--4 ч до доения, а силоса, барды, мелассы -- после доения, удаление из скотного двора неиспользованного корма и т. д.), улучшение культурных пастбищ, вентиляция помещений скотного двора и т.д.

6. Время года и другие факторы

Сезонные изменения содержания основных компонентов в молоке обусловливаются одновременно действующими факторами-- стадией лактации, режимами кормления, состоянием здоровья, условиями содержания животных и т. д. Существуют данные о том, что в заготовляемом молоке наибольшим сезонным колебаниям подвергается содержание жира и белка и в меньшей степени -- лактозы и хлоридов. Уменьшение содержания жира и белка в молоке наблюдается, как правило, весной и в начале лета, осенью и зимой их количество повышается. Содержание лактозы незначительно снижается к концу года при одновременном повышении количества хлоридов. Размеры мицелл казеина обычно увеличиваются в начале и конце года и уменьшаются весной и летом. Связанная с размерами мицелл казеина и свойствами других компонентов термоустойчивость молока возрастает во II и III кварталах и снижается в I и IV кварталах.

На состав и свойства молока могут влиять генетические факторы (индивидуальные особенности животных), физиологические факторы (функциональное состояние гормональной системы, стельность, продолжительность лактации и сухостойного периода), а также факторы внешней среды (способ, техника и частота доения, условия содержания животных, рацион и т.д.).

7. Хранение и транспортировка молока

В процессе длительного хранения молока на фермах при температуре 3--5°С в течение 2--5 сут и транспортировке на молочные заводы происходит в той или иной степени изменение почти всех основных составных частей молока и его свойств. Более значительному изменению подвергаются жир и белки, менее значительному -- витамины, соли. Нарушение структуры липидных и белковых компонентов часто сопровождается ухудшением органолептических и технологических свойств молока. Вследствие перехода жира из жидкого состояния в твердое при хранении несколько повышается вязкость и плотность молока, титруемая кислотность увеличивается на 0,5--2°Т и т. д.

В процессе хранения и транспортировки молока нарушается структура оболочек шариков жира и происходит гидролиз жира под действием нативных и бактериальных липаз - липолиз. Гидролиз жира приводит к прогорканию молока. Он может быть вызван нативными липазами молока и липазами психротрофных микроорганизмов. При хранении молока в условиях низких температур бактериальные липазы играют незначительную роль в липолизе. Гидролитическое прогоркание молока может быть обусловлено деятельностью психротрофных бактерий лишь при содержании их в количестве свыше 10⁶--10⁷ клеток в 1 мл. Нативные липазы, вступая в контакт с жиром при определенных условиях, вызывают его гидролиз. При этом различают два вида липолиза: спонтанный (самопроизвольный) и индуцированный (наведенный).

Спонтанный липолиз происходит при охлаждении молока, склонного к прогорканию. В процессе охлаждения плазменная липаза связывается с оболочками шариков жира и вызывает его гидролиз. Чувствительность молока к липолизу обусловливается зоотехническими факторами -- индивидуальными особенностями животных, их физиологическим состоянием, стадией лактации, режимами кормления и др. Спонтанный липолиз характерен для стародойного молока и молока, полученного от больных маститом животных.

Индуцированный липолиз возникает при разрушении оболочек шариков жира в процессе получения и обработки молока с одновременным активированием липазы. Прогорканию молока способствуют многочисленные факторы. К ним следует отнести нарушение техники машинного доения -- неправильную установку молокопроводов, завышение их диаметра, особенно на стыках, подсос воздуха в системе и пр. Установлено, что частота возникновения липолиза молока при доении коров вручную в 1,5--2 раза ниже, чем при машинном доении.
Сильное разрушение оболочек шариков жира и повышение активности липазы обусловлено интенсивным механическим воздействием на молоко при транспортировке, а также многократном перемешивании и переливании в процессе длительного хранения при низких температурах. Например, транспортировка молока на расстояние 100 км в цистернах со степенью заполнения 100, 75, 50 % способствует повышению количества СЖК соответственно на 5, 12 и 20 %. Содержание же СЖК в молоке к концу первых суток хранения при 3--5 °С увеличивается в среднем на 30%, к концу вторых суток - на 50%.

Прогоркание молока наступает при определенном содержании СЖК. Так, прогорклый вкус и посторонние запахи (кормовой, мыльный, рыбный) молоко приобретает при концентрации СЖК более 20 мг%. Степень влияния отдельных жирных кислот на вкус молока не выяснена.

Одни исследователи считают, что прогорклый вкус молока обусловливает преимущественно масляная кислота, другие полагают, что каприновая и лауриновая. Возможно, все жирные кислоты от С₄ до C₁₂ в равной степени влияют на вкус молока, так как имеют почти одинаковые пороги чувствительности в молоке: С₄ --46,1 мг/кг; С₆ --30,4; С₈ -- 22,5; С₁₀ --28,1; C₁₂ -- 29,1 мг/кг.

Молочные продукты, и особенно масло, выработанное из молока, в котором протекают липолитические процессы, имеют пороки вкуса и запаха. Для их предупреждения необходимо соблюдать правила получения, транспортировки и хранения молока и контролировать степень липолиза перед его переработкой. Количество СЖК можно определить путем титрования молочного жира, выделенного из молока, раствором гидроксида калия. На практике пригодность молока для переработки на масло и другие молочные продукты контролируют в основном органолептическим путем.

Распад белков (протеолиз) в сыром охлажденном молоке при длительном хранении могут вызывать нативные протеазы (протеиназы) молока, а также протеолитические ферменты.

Нативные протеазы молока, обладающие специфичностью по отношению к b-казеину, связаны главным образом с мицеллами казеина, и лишь небольшое их количество находится в плазме. При низких температурах (3--5 °С) происходит переход b-казеина и протеаз из мицелл казеина в плазму молока, в результате чего под действием ферментов b-казеин распадается на g-казеины и компоненты протеозо-пептонной фракции. Расщепление белков нативными протеазами происходит в сыром молоке в незначительной степени, что некоторые исследователи объясняют наличием в нем белкового ингибитора типа ингибиторов трипсина и химотрипсина, найденных в животных тканях и растениях. В основе механизма действия белковых ингибиторов лежит образование стабильных комплексов с ферментами. Физиологические функции ингибиторов протеолитических ферментов животных сводятся к защите тканей от собственных и чужеродных протеиназ.

Предполагают, что ингибиторы протеаз в молозиве и молоке защищают иммуноглобулины от переваривания протеолитическими ферментами в пищеварительном тракте новорожденных.

При хранении и транспортировке молока не наблюдается заметного снижения количества витаминов. Исключение составляет витамин С. Так, при хранении молока в течение 2 сут он разрушается на 18 %, а в течение 3 сут. -- на 67%. Общие потери витамина С при хранении и транспортировке молока могут составлять 50 % и более. В процессе хранения может происходить перераспределение форм минеральных веществ (солей).

Список используемой литературы

1. Р.Е.Киселева, Р.В.Борченко, Л.В.Кузьмичева. Биохимия молока и мяса. Учебное пособие / Саранск: ООО «Референт», 2007.

2. Малахов А. Г., Вишняков С. И. Биохимия сельскохозяйственных животных. - М.: Колос.

Размещено на Allbest.ru