Биохимия молока

Размещено на http://www.allbest.ru/

"Биохимия молока"

1.Химический состав молока

молочный химический фосфор

Молоко представляет собой биологическую жидкость, которая образуется в молочной железе млекопитающих и предназначена для вскармливания новорожденного. Химический состав молока не только определяет его пищевую и биологическую ценность, но и влияет на технологическую переработку, выход и качество готовой продукции. Содержание отдельных компонентов в молоке не постоянно, оно изменяется в зависимости от стадии лактации, породы животных, состояния здоровья кормов, времени года, возраста, индивидуальных особенностей, условий содержания, техники доения и т.д.

Вода в составе молока. Вода выполняет разнообразные функции и играет важную роль в биохимических процессах. Она является растворителем органических и неорганических веществ. В водной среде проходят все многочисленные реакции живого организма. В некоторых реакциях вода принимает непосредственное участие (реакции гидролиза, окисления веществ и др.). В молоке содержится в среднем 88 % воды (с колебаниями от 86 до 89 %). Вода, входящая в состав молока и молочных продуктов, неоднородна по физико-химическим свойствам, и роль ее неодинакова.

Большая часть воды молока (84,5 - 85%) находится в свободном состоянии, т. е. может принимать участие в биохимических реакциях. Свободная вода молока представляет собой раствор различных органических и неорганических веществ (сахара, солей и пр.). Ее легко можно превратить в состояние льда при замораживании молока или удалить при сгущении и высушивании. Меньшая часть (3 - 3,5%) воды находится в связанном состоянии. Существует 2 формы связи воды в молоке: 1. Адсорбционно-связанная вода удерживается молекулярными силами около поверхности коллоидных частиц (белков,14 фосфолипидов, полисахаридов). При адсорбировании диполи воды располагаются несколькими слоями вокруг гидрофильных центров белковой молекулы называют гидратной или водной оболочкой. От свойств гидратных оболочек зависит стабильность белковых частиц, а также жировых шариков молока. Последующие слои молекул воды связаны с белком менее прочными связями, и по свойствам она не отличается от свободной воды. 2. Особая форма связанной воды - химически связанная вода. Это вода кристаллогидратов, или кристаллизационная вода. В молоке кристаллизационная вода связана с кристаллами молочного сахара (С12Н22011 Н20). Связанная вода по своим свойствам отличается от свободной. Она не замерзает при низких температурах (ниже - 40°С), не растворяет соли, сахар. Связанную воду нельзя удалить из молока при высушивании. По количеству связанной воды обычно судят о гидрофильности белков, т.е. способности связывать всю влагу (влагу первого и последующих слоев).

Среди огромного количества различных продуктов животного и растительного происхождения наиболее совершенными, т.е. наиболее ценными в пищевом и биологическом отношении, являются молоко и молочные продукты. Молоко - единственный пищевой продукт, который обеспечивает организм млекопитающих всеми необходимыми питательными веществами. Высокая питательная ценность молока обусловлена не только содержанием в нем белковых веществ, жира, углеводов, минеральных солей и благоприятным их соотношением, но и специфическим составом указанных компонентов. В 1 л молока содержится: 32 г белка, что соответствует количеству его в 4-5 куриных яйцах, 32 г молочного жира, что соответствует 36 г сливочного масла, 48 г молочного сахара, что эквивалентно калорийности 12 кусков сахара, а также минеральные соли и почти все известные витамины, необходимые человеку любого возраста. Молоко имеет сложный состав. В нем насчитывается более 100 различных компонентов. Обычно в широкой практике химический состав молока характеризуют по важнейшим веществам, количество которых не является строго постоянным. Оно изменяется в зависимости от различных факторов, и в среднем молоко имеет следующий состав: - вода - 87,5% - молочный жир - 3,8% - белки (казеин, глобулин, альбумин) - 3,3% - молочный сахар - 4,7% - минеральные вещества (кальций, фосфор, магний, калий, натрий) - 0,7%. Молоко - это дисперсная система, в которой отдельные составные части находятся в различных состояниях: молочный сахар, соли и витамины - в молекулярно-дисперсном; белки - в коллоидном, а жиры - в виде эмульсии.

Белки. Казеин является основным белком молока. Его содержание колеблется от 2,1 до 2,9%. Он содержит несколько фракций, отличающихся аминокислотным составом. Все фракции казеина являются фосфопротеидами, т.е. содержат остатки фосфорной кислоты, присоединенные к аминокислоте серину моноэфирной связью (О-Р). Способность казеина связывать воду имеет большое практическое значение. От гидрофильных свойств казеина зависит устойчивость частиц белка в сыром, пастеризованном и стерилизованном молоке. Макромолекулы белка свернуты в компактные глобулы, имеющие отрицательный заряд и очень прочные гидратные оболочки. Выделить белки можно путем уменьшения их растворимости - введением большого количества электролита (кислоты или солей). После осаждения казеина из молока кислотой в сыворотке остаются так называемые сывороточные белки, основными из которых являются альбумин и глобулин. Сывороточные белки по содержанию незаменимых аминокислот (лизина, триптофана, метионина, треонина) и цистеина являются наиболее биологически ценной частью белков молока. Лактоза. Основным углеводом молока является дисахарид лактоза, моносахариды присутствуют в нем в меньшем количестве, олигосахариды - в виде следов. Лактоза выполняет главным образом энергетическую функцию - на нее приходится около 30% энергетической ценности молока. Один из компонентов лактозы - глюкоза - является источником синтеза резервного углевода организма - гликогена, а другой компонент - галактоза - необходим для образования ганглиозидов мозга. В виде готового продукта ее используют в пищевой промышленности и при производстве антибиотиков. Лактоза - дисахарид, построенный из остатков глюкозы и галактозы, соединенных связью 1-4. В молоке лактоза находится в свободном состоянии в виде двух таутомерных форм. Обе формы могут переходить одна в другую, различаются они пространственной конфигурацией полуацетального гидро-7ксила. Свободный полуацетальный гидроксил в глюкозном остатке лактозы обуславливает реакции, характерные для восстанавливающих сахаров, и лактоза легко окисляется слабыми окислителями до лактобионовой кислоты. Это свойство лактозы используется для количественного определения ее в молоке. Минеральные вещества.

Основными минеральными веществами молока являются кальций, фосфор, магний, натрий, хлор и сера. Кальций и фосфор - наиболее важные макроэлементы молока. Около 22% всего кальция в молоке связано с казеином, остальной количество составляют соли - фосфаты, цитраты и др. Фосфаты кальция могут быть в виде Ca3(PO4)2, CaНPO4, Ca(Н2PO4)2 и других более сложных солей, а цитраты в виде Ca3(C6H5O7)2, Ca(C6H6O7). Большая часть этих солей содержится в коллоидном состоянии и небольшая часть в виде истинного раствора. Между ними устанавливается равновесие. Соотношение этих форм играет важную роль в поддержании степени дисперсности и гидратации белковых комплексов, а также их стабилизации при тепловой обработке молока.

2. Влияние различных условий на состав молока

Химический состав и свойства молока могут существенно изменяться под воздействием различных факторов. В большой степени состав и свойства молока зависят от периода (стадии) лактации коровы. За это время свойства молока наиболее ощутимо меняются три раза. В первые 5-7 дней после отела из вымени выделяется молозиво, которое резко отличается от молока последующего, более длительного второго периода, когда оно имеет обычный, более или менее устойчивый состав.

Последний, третий период, длится 12-10 дней перед запуском коровы. В это время молоко называется стародойным.

Для молозива характерно высокое содержание белков, особенно альбумина и глобулина. В первых удоях их в 15-20 раз больше, чем в нормальном молоке. Минеральных солей в молозиве больше в 1,5 раза.

По консистенции молозиво более густое, чем обыкновенное молоко, цвет его от желтого до интенсивно-бурого. Молозиво полноценно по всем питательным веществам, богато витаминами, ферментами.

Одно из важных качеств молозива -- наличие в нем антител. Обороняясь от вредных микробов, организм животного вырабатывает антитела -- защитные вещества. Новорожденный был бы обречен на гибель в первые же дни своей жизни, если бы у матери отсутствовал механизм защиты потомства. Ко времени отела в плазме крови матери резко уменьшается количество гамма-глобулина, той фракции крови, в которой содержатся антитела. Зато много его оказывается в вымени и с молозивом передается новорожденному. Большую часть защитных тел новорожденные получают с молозивом в первые часы кормления. Молозиво, кроме того, обладает послабляющим свойством, способствующим освобождению кишечника молодняка после рождения.

Вследствие высокого содержания белков и минеральных веществ молозиво имеет повышенную плотность, а кислотность достигает 50°Т, поэтому в переработку на молочные продукты оно не используется.

В последующий период лактации значительным изменениям подвергается содержание жира в молоке. Начиная с 4-5-го месяца, процент жира и белка постепенно повышается. Содержание жира и сухого вещества на 6-7-месяце лактации часто становится близким к средней за лактацию величине.

Перед запуском коровы, в третий период, количество жира, белков и минеральных веществ в молоке значительно повышается, а молочного сахара понижается. Жировые шарики становятся более мелкими. Изменяются и органолептические свойства молока: оно приобретает горьковато-соленый вкус. Кислотность такого молока может быть 10°Т и даже ниже. Молоко, полученное от коров за 8-10 дней до запуска, молочными заводами не принимается. Коровы разных пород продуцируют молоко различной жирности (от 2,5 до 6%). Животные одной и той же породы, но находящиеся в различных климатических условиях кормления и содержания, дают молоко, различающееся по количественным и качественным показателям. Так, например, содержание жира в молоке коров черно-пестрой породы в различных зонах бывшего Союза колеблется от 3,28 до 3,85%.

Корма и кормление оказывают влияние на качество молока, сливок, на консистенцию молочного жира. Полноценным и разнообразным кормлением можно не только повысить молочную продуктивность, но и улучшить состав молока, хотя и незначительно. Так, увеличение количества протеина в рационе на 25-30% по сравнению с нормой повышает удой примерно на 10%, а содержание жира и белка в молоке лишь на 0,2-0,3%.

Тип рационов существенно влияет на рубцовое брожение. От использования рационов с большим количеством грубых кормов образуется в рубце 75% уксусной, 15-20 пропионовой и 5-10% масляной кислот. Высококонцентратное кормление коров снижает количество уксусной кислоты до 50-60%, но повышает уровень пропионовой до 24-40%, что приводит к существенному снижению содержания жира в молоке.

Включение в рацион коров жмыхов (подсолнечникового, льняного) временно повышает жирность молока на 0,2-0,3%. Однако при больших дачах жмыхов ухудшаются технологические качества молока. Масло, полученное из такого молока, приобретает излишнюю мягкость, мажущуюся консистенцию и нестойкость при хранении. Из него также нельзя приготовить сыр хорошего качества.

Нередко жирность молока снижается в весенний период, при переводе коров на кормление зеленой травой. В это время зеленые корма содержат небольшое количество клетчатки и коровы получают ее в рационе недостаточно. Это оказывает влияние на характер бродильных процессов в рубце, в частности угнетает образование уксусной кислоты, что отрицательно влияет на синтез жира молочной железой. Для предотвращения снижения жирности молока следует при кормлении коров молодой зеленой массой включать в их рацион 1,5-2 кг хорошего сена или другого корма, богатого клетчаткой.

При пастьбе коров на пастбищах с кислой растительностью на низинных лугах молоко нередко дает дряблый, плохого качества сгусток.

Основными факторами, влияющими на содержание белка в молоке, являются: наследственно-генетический фактор и фактор кормления. Бедный энергией рацион приводит к уменьшению содержания белка в молоке, а богатый -- к увеличению. При продолжительном дефиците протеина в рационе содержание белка в молоке также может снизиться.

Положительное влияние на содержание белка в молоке оказывает молодая пастбищная трава и свекла. Эти корма богаты легкопереваримыми углеводами, из которых в результате микробиологических процессов в рубце образуются пропионовая и масляная кислоты, способствующие повышению синтеза белка в организме, а, следовательно, и увеличению его содержания в молоке.

При скармливании силоса тенденция к повышению белка в молоке зависит от исходного сырья и времени вегетации. При скармливании карбамида содержание белка в молоке повышается только на фоне рационов, дефицитных по протеину.

Аминокислотный состав молока изменяется незначительно. Однако установлено, что в летний период, когда животные получают пастбищную траву, в молоке незначительно повышается содержание незаменимых и снижается содержание заменимых аминокислот. При скармливании кормовой свеклы, увеличивается количество аргинина, лизина, тирозина, а при скармливании силоса содержание незаменимых аминокислот в молоке уменьшается.

Корма оказывают влияние и на органолептические свойства молока. Так, зеленые подножные корма придают молоку, сливкам, маслу кремово-желтый цвет. Кормовая капуста, силос, морковь и травяная мука способствуют сохранению этого цвета и в зимний период.

Некоторые корма (брюква, турнепс, кочанная и кормовая капуста, ботва, сахарная свекла и кислый силос) могут придавать молоку неприятный вкус и запах, особенно при скармливании их в больших количествах. Поэтому эти корма следует давать коровам после дойки и в ограниченном количестве. Свекольная ботва перед скармливанием должна немного подвянуть, при этом содержание в ней щавелевой кислоты заметно уменьшается.

Состав молока коров в течение года не остается постоянным. Однако учесть влияние именно сезона затруднительно, так как изменение качества молока вызывается многими факторами. Все же обычно в летнем молоке жира на 0,2-0,3%, а иногда и на 0,5% меньше, чем в зимнем.

Удой и содержание жира в молоке зависят от возраста коров. Они увеличиваются обычно до шестого отела, а потом постепенно падают.

Соотношение жира и других веществ в молоке по мере его выдаивания по порциям неодинаково. Жировых шариков с большим диаметром в последних порциях молока в два с лишним раза больше, чем в первых. Этот факт и обусловливает высокое содержание жира в последних порциях молока. Поэтому массаж вымени, особенно заключительный, и последующее полное выдаивание вполне обоснованы.

Качество молока также зависит от того, пользуется ли животное моционом и его продолжительности. В любое время года корове необходимы прогулки на расстояние 2-3 км.

При оценке качества молока надо учитывать и индивидуальные особенности животных.

На химическом составе и свойствах молока резко отражается состояние здоровья коров. Изменяются состав и качество молока при заболевании коров маститом, ящуром и другими болезнями. В молоке коров, больных клинической и субклинической (скрытой) формами мастита, а также коров-бактерионосителей обнаруживают большое количество стафилококков и других микроорганизмов. Бактерионосительство и выделение с молоком болезнетворных стафилококков у коров, переболевших маститом, может продолжаться от 25 дней до 9-11 и даже 16 месяцев.

Молоко, полученное от маститных коров, может явиться причиной пищевых отравлений и различных токсикоинфекций.

Качество молока в значительной степени зависит от условий содержания животных. На ферме существует много источников механического и бактериального загрязнения молока. В молоко может попасть пыль, чешуйки с кожи сосков, частицы подстилки, прилипшие к вымени и т. д. В молоко могут попасть многочисленные микроорганизмы, находящиеся в воздухе, подстилке. Попадая в молоко, микробы быстро размножаются.

Важное значение для качества молока имеет и личная гигиена работников фермы.

Существенное влияние на молочную продуктивность и качество молока оказывают температура, влажность и насыщенность газами окружающей среды. Высокая температура и относительная влажность воздуха в помещении ухудшает общее состояние животного, отрицательно влияет на его продуктивность и состав молока. Вредно действует на состояние животных, их продуктивность и качество молока повышенное содержание в воздухе помещений углекислого газа, аммиака, сероводорода.

Стрессовыми факторами, отрицательно влияющими на количество и состав молока, могут быть нарушение спокойной обстановки в помещении, излишний шум, несоблюдение распорядка дня и другие факторы. В молоко могут переходить некоторые лекарственные вещества, используемые при лечении больных животных.

Размещено на Allbest.ru