Файл: stf079.doc

Ш 39 Биохимия молока и молочных продуктов: Конспект лекций / О.А. Шейфель; Кемеровский технологический институт пищевой промышленности. – Кемерово, 2010. – 126 с.

Рассмотрены состав молока с химической природы, структура, биологическая ценность, функциональные свойства, а также биохимические изменения компонентов молока в процессе его хранения и переработки.

Представлены биохимическе и физико-химические процессы, протекающие в молоке при выработке основных молочных продуктов.

Предназначено для подготовки студентов по специальности 260303 «Технология молока и молочных продуктов» всех форм обучения

УДК

ББК

Введение ……………………………………………… …….	7
Лекция 1. Роль молока и молочных продуктов в питании населения …………………………………….........................	8
1.1 Краткая история развития биохимических исследований молока и молочных продуктов .........................	8
1.2 . Роль молока и молочных продуктов в питании населения ……………………………………………….	9
Лекция 2. Химический состав молока ……………………	11
2.1 Средний химический состав молока…………	11
2.2 Вода в составе молока ………………………….	12
Лекция 3. Белки молока ……………………………………	14
3.1 Общая характеристика, аминокислотный состав и структура белков …………………………………….	14
3.2 Классификация белков молока ……………….	16
3.3 Казеин ………………………………………….	17
3.4 Сывороточные белки …………………………	19
3.5 Белки оболочек жировых шариков …………..	20
Лекция 4. Молочный жир ………………………………….	21
4.1 Общая характеристика липидов ……………...	21
4.2 Характеристика молочного жира ……………..	22
4.3 Фосфолипиды, стеарины и другие липиды ….	24
Лекция 5. Углеводы молока ……………………………….	25
5.1 Общая характеристика углеводов …………….	25
5.2 Молочный сахар ……………………………….	26
5.3 Другие углеводы молока ……………………..	28
Лекция 6. Минеральные вещества в составе молока …….	29
Лекция 7. Ферменты в составе молока …………………...	32
7.1 Оксидоредуктазы ………………………………	33
7.2 Гидролитические и другие ферменты ………..	34
Лекция 8. Витамины в составе молока …………………...	37
8.1 Жирорастворимые витамины …………………	37
8.2 Водорастворимые витамины ………………….	39
Лекция 9. Гормоны и газы. Посторонние химические вещества ……………………………………………………..	41
9.1 Гормоны и газы ………………………………...	41
9.2 Посторонние химические вещества …………	41
Лекция 10. Состояние составных частей молока ………..	45
10.1 Казеин …………………………………………	45
10.2 Молочный жир ………………………………..	47
10.3 Соли кальция ………………………………….	48
Лекция 11. Свойства коровьего молока …………………..	49
11.1 Физико-химические свойства ………………..	49
11.2 Органолептические свойства ………………...	52
11.3 Технологические свойства …………………...	53
Лекция 12. Изменение химического состава молока под влиянием различных факторов …………………………….	55
12.1 Зоотехнические факторы ……………………..	55
12,2 Фальсификация молока ……………………….	58
Лекция 13. Биохимические и физико-химические изменения молока при холодильной обработке ………………..	60
13.1 Охлаждение …………………………………..	60
13.2 Замораживание ……………………………….	61
Лекция 14. Биохимические и физико-химические изменения молока при механической обработке …………	63
14.1 Центробежная очиска и сепарирование …….	63
14.2 Перекачивание и перемешивание ……………	64
14.3 Мембранные методы обработки ……………..	65
14.4 Гомогенизация ………………………………...	65
Лекция 15. Изменение составных частей молока при тепловой обработке …………………………………………..	67
15.1 Белки молока …………………………………..	67
15.2 Соли молока …………………………………..	68
15.3 Молочный сахар ………………………………	69
15.4 Молочный жир ………………………………..	69
15.5 Витамины и ферменты ………………………..	70
Лекция 16. Биохимические и физико-химические процессы при производстве кисломолочных продуктов .........	71
16.1 Брожение молочного сахара …………………	71
16.2 Коагуляция казеина и гелеобразование …….	72
16.3 Влияние состава молока, бактериальных заквасок и других факторов на брожение лактозы и коагуляцию казеина ……………………………………………….	74
Лекция 17. Биохимические основы производства отдельных видов кисломолочных продуктов ……………………	78
17.1 Кисломолочные напитки ……………………	78
17.2 Сметана ……………………………………….	79
17.3 Творог ………………………………………...	80
Лекция 18. Физико-химические процессы при выработке мороженого ………………………………………………….	81
Лекция 19. Биохимические и физико-химические процессы при производстве сыра …………………………	84
19.1 Сычужное свертывание молока ……………..	85
19.2 Биохимические и физико-химические процессы при обработке сгустка и сырной массы ………..	88
Лекция 20. Биохимические и физико-химические процессы при созревании сыров …………………………...	91
20.1 Изменение составных частей молока ……….	91
20.2 Изменение содержания влаги и минеральных веществ ………………………………………	93
20.3 Формирование структуры, консистенции и рисунка сыра ………………………………………………...	93
20.4 Образование вкусовых и ароматических веществ сыра …………………………………………………..	96
Лекция 21. Физико-химические процессы при производстве плавленых сыров …………………………… ………..	97
Лекция 22. Биохимические и физико-химические процессы при производстве масла ……………………………..	99
22.1 Производство масла методом сбивания сливок ……………………………………………………………	99
22.2 Производство масла методом преобразования высокожирных сливок …………………...	100
22.3 Влияние режимов подготовки сливок на процессы маслообразования ………………………………	101
Лекция 23. Изменение масла в процессе хранения ……	104
23.1 Порча жира ……………………………………	104
23.2 Факторы, влияющие на стойкость масла при хранении …………………………………………………….	106
Лекция 24. Физико-химические процессы при производстве молочных консервов и ЗЦМ ………………………….	108
24.1 Сгущенное молоко с сахаром ………………..	109
24.2 Сгущенное стерилизованное молоко ……….	111
24.3 Сухие молочные продукты и ЗЦМ ………….	113
Лекция 25. Биохимические основы производства детских молочных продуктов ………………………………………..	116
25.1 Состав и свойства женского молока …………	116
25.2 Методы приближения молочных смесей к женскому молоку ……………………………………………	119
Лекция 26. Физико-химические процессы при производстве молочно-белковых концентратов и молочного сахара …………………………………..........................................	121
26.1 Молочно-белковые концентраты …………….	121
26.2 Молочный сахар ………………………………	124
Список литературы …………………………………………	126

Введение

Биологическая химия, или биохимия - наука, изучающая химический состав организмов и химические процессы, лежащие в основе их жизнедеятельности.

Одной из важнейших составных частей биологической химии, занимающейся изучением биохимических процессов, протекающих в сырье растительного и животного происхождения при его хранении и переработке, является техническая биохимия, в частности, биохимия молока, биохимия мяса, биохимия зерна и т. д.

В основе производства молочных продуктов лежат биохимические превращения основных составных частей молока - углеводов, белков, липидов и солей. В связи с этим в курсе «Биохимия молока и молочных продуктов» значительное место отведено изучению состава молока с рассмотрением химической природы, структуры, биологической ценности, функциональных свойств, а также биохимических изменений компонентов молока в процессе его хранения и переработки.

Большое внимание уделяется биохимическим и физико-химическим процессам, протекающим в молоке при выработке основных молочных продуктов, предотвращению возникновения различных пороков, снижению потерь сырья и т.д.

Правильная организация и совершенствование технологических процессов, улучшение качества и свойств молочных продуктов невозможны без знания основ биохимии молока и молочных продуктов.

При изучении биохимии молока и молочных продуктов используют достижения смежных наук, таких как органическая, физическая и коллоидная химия, физиология, животноводство, биохимия питания и др. Вместе с тем, биохимия молока служит научной основой для последующего изучения технологии, микробиологии молока и молочных продуктов.

Конспект лекций предназначен для студентов всех форм обучения по специальности 260303 «Технология молока и молочных продуктов».

Лекция 1

РОЛЬ МОЛОКА И МОЛОЧНЫХ ПРОДУКТОВ

В ПИТАНИИ НАСЕЛЕНИЯ

Краткая история развития биохимических исследований

молока и молочных продуктов

Началом научно-исследовательских работ в области биохимии молока следует считать год создания первой в России молочной лаборатории при Едимоновской молочной школе (1883 г.). Организатором этой лаборатории был проф. Ав. А. Калантар. Ему принадлежит обширное научное наследство в области химии и технологии молочных продуктов (применение при производстве швейцарского сыра солей кальция, разработка лактоденсиметра, формул для расчета сухих веществ молока и т. д.). Важным этапом развития научно-исследовательских работ в области молочного дела стало открытие в 1902— 1904 гг. научно-испытательных лабораторий в городах Западной Сибири и центральной части России. Лаборатории проводили огромную работу по исследованию состава и свойств молока, получаемого от коров местных пород, констант молочного жира, применению чистых культур молочнокислых бактерий в производстве масла и т. д.

Последующее развитие маслоделия и сыроделия в нашей стране потребовало создания специального учебного и научно-исследовательского института. В 1913 г. был открыт Вологодский молочнохозяйственный институт. В институте работали профессора Г. С. Инихов, С. А. Королев, Я. С. Зайковский и др.

Многочисленные исследования Г. С. Инихова по изучению состава и свойств молока и молочных продуктов, разработка методов контроля качества сырья и готовой продукции послужили основой для написания им первых учебников «Химия молока» и «Анализ молока».

Проф. С. В. Паращук является основоположником русской школы сыроделия и маслоделия. Им проведена большая работа по изучению влияния кормов на состав и свойства молока и масла, свойств сычужного фермента и пепсина, разработаны основы производства диетических кисломолочных и детских лечебных молочных продуктов.

Научная деятельность проф. Я. С. Зайковского была посвящена изучению природы белков молока, развитию теории образования масла, изучению физико-химических основ производства сгущенного и сухого молока.

Огромный вклад в развитие научно-исследовательских работ в области биохимии молока внес проф. П.Ф. Дьяченко. За долгую жизнь он много сделал в области химии белков молока. Им разработана теория сычужной коагуляции казеина, технология получения казеинатов, термокальциевых копреципитатов и других белковых продуктов.

В настоящее время большую научно-исследовательскую работу в области молочного дела осуществляют коллективы сотрудников открытого в 1930 г. Всероссийского научно-исследовательского института молочной промышленности в Москве (ВНИМИ) и Всероссийского научно-исследовательского института маслодельной и сыродельной промышленности в Угличе (ВНИИМС), а также их филиалов.

1.2 Роль молока и молочных продуктов в питании населения

Молоко - один из самых ценных продуктов питания человека. По пищевой ценности оно может заменить любой продукт, но ни один продукт не заменит молоко.

Молоко и молочные продукты широко применяют при лечении и профилактике различных болезней человека. Особое значение имеют молочные продукты при лечении болезней печени, легких, желудочно-кишечного тракта и др.

Молоко содержит все необходимые для питания человека вещества - белки, жиры, углеводы, которые находятся в сбалансированных соотношениях и очень легко усваиваются организмом. Кроме того, в нем содержатся многие ферменты, витамины, минеральные вещества и другие важные элементы питания, необходимые для обеспечения нормального обмена веществ.

Особую ценность представляют белки молока. Степень усвоения белков молока составляет 96—98%. Образующиеся в результате расщепления белков аминокислоты идут на построение клеток организма, ферментов, защитных тел, гормонов и т. д. Некоторые аминокислоты легко образуются в организме из других кислот, но есть и такие, которые должны поступать с пищей (человеческий организм не способен их синтезировать). Эти аминокислоты (лизин, триптофан, метионин, фенилаланин, лейцин, изолейцин, треонин, валин) называют незаменимым. По содержанию незаменимых аминокислот белки молока относят к белкам высокой биологической ценности. Особенно богаты незаменимыми аминокислотами сывороточные белки молока.

Большое значение в питании человека имеет молочный жир. Жиры являются источником энергии и выполняют многообразные функции в организме человека. Биологическая ценность жиров определяется наличием в них полиненасыщенных жирных кислот (линолевой, линоленовой и арахидоновой). Эти жирные кислоты не синтезируются в организме человека.

Молочный жир содержит недостаточное количество полиненасыщенных жирных кислот. Присутствие в молочном жире значительных количеств фосфолипидов и витаминов (A, D, Е) повышает его биологическую ценность. Кроме того, молочный жир, по сравнению с другими жирами, лучше усваивается организмом человека. Этому способствуют, во-первых, относительно низкая температура плавления жира (27 - 34°С), во-вторых, нахождение его в молоке в эмульгированном состоянии - в виде мелких жировых шариков.