ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.07.2019
Просмотров: 13034
Скачиваний: 63
ГЛАВА 26
ГИГИЕНА ПРОИЗВОДСТВА
И ВЕТЕРИНАРНО-САНИТАРНАЯ
ЭКСПЕРТИЗА МОЛОКА
ПИЩЕВОЕ ЗНАЧЕНИЕ
МОЛОКА
И МОЛОКООБРАЗОВАНИЕ
Пищевое значение и биологические свойства молока. Молоко представляет собой сложную биологическую жидкость, которая образуется в молочной железе самок млекопитающих и обладает высокой пищевой ценностью, иммунологическими и бактерицидными свойствами. Оно является незаменимой полноценной пищей для новорожденных и высокоценным продуктом питания человека всех возрастов. Высокая пищевая ценность молока состоит в том, что оно содержит все вещества (белки, жиры, углеводы, минеральные вещества, витамины, ферменты, гормоны и др.), необходимые для человеческого организма, в оптимально сбалансированных соотношениях и легкоусвояемой форме. Молоко занимает особое место в питании детей, беременных и кормящих грудью женщин, а также пожилых и больных людей.
Белки молока в организме человека играют роль пластического материала для построения новых клеток и тканей, образования биологически активных веществ — ферментов и гормонов. Высокая биологическая ценность белков молока обусловлена их составом, сбалансированностью аминокислот, хорошей перевариваемостью и усвояемостью организмом (96-98%). Незаменимые аминокислоты — метионин, триптофан, лейцин, изолейцин, валин и фенилаланин — содержатся в белке молока в значительно больших количествах, чем в белках мяса, рыбы и растительных продуктов. Биологическая ценность молочного жира обусловлена содержанием в нем ненасыщенных и насыщенных жирных кислот, наличием фосфолипидов. Биологически важно наличие в молочном жире полиненасыщенных кислот — линолевой, линоленовой, арахидоновой, играющих важную роль в процесса обмена веществ. Эти кислоты участвуют во внутриклеточном обмене, входят в состав нервных клеток, регулируют уровень холестерина в крови, повышают эластичность сосудов, способствуют синтезу простогландинов. Липиды молока — носители жирорастворимых витаминов A, D, Е, К, которых мало в других жирах. Хорошей усвояемости молочного жира (98%) способствует и низкая температура его плавления (28-36°С),
Лактоза — хороший источник энергии для работы сердца, печени, почек, входит в состав клеток, витаминов. Разлагаясь в кишечнике до молочной кислоты, она способствует жизнедеятельности микрофлоры, тормозящей развитие гнилостных процессов. Организмом человека лактоза усваивается на 98%.
Минеральные вещества молока, поступающие в организм человека, поддерживают кислотно-щелочное равновесие в тканях и осмотическое давление в крови, способствуют нормальной жизнедеятельности организма. Молоко — источник жирорастворимых и водорастворимых витаминов. В молоке содержатся биологически активные вещества — гормоны, ферменты, простогландины, бактериостатические и бактерицидные вещества (лизоцим, иммуноглобулины, лактенины, лактоферрин и др.), повышающие устойчивость организма к инфекционным болезням.
Велика роль в питании человека и молочных продуктов — кисломолочных, масла, сыров и др. Кисломолочные продукты (кефир, творог, катык, сметана, кумыс, ацидофильное молоко и др.) наряду с высокой пищевой ценностью обладают диетическими и лечебными свойствами (улучшают пищеварение, оказывают терапевтическое действие при желудочно-кишечных заболеваниях, хроническом бронхите, туберкулезе, малокровии, заболеваниях печени, почек, сердечно-сосудистой системы). Масло и сыр обладают высокой пищевой ценностью, обусловленной их химическим составом и хорошей усвояемостью организмом.
Молокообразование. Молоко синтезируется клетками молочной железы самок из составных частей крови. Основные компоненты молока — жир, казеин, лактоза — синтезируются в результате перестройки химических веществ, поступающих с кровью. Избирательно из крови в молоко переходят минеральные вещества и, видимо, без изменений — витамины, гормоны, ферменты, некоторые белки и пигменты.
В клетках молочной железы из аминокислот крови образуются казеин, £-лактальбумин, β-лактоглобулин. Альбумин, иммуноглобулины переходят в молоко из крови. Основной источник аминокислот для синтеза белков молока — свободные аминокислоты крови. В процессе синтеза белков принимают участие ДНК, РНК, АТФ, ГТФ и ферменты. Молочный жир, фосфолипиды, стерины и другие липиды молока синтезируются в клетках молочной железы. Жирные кислоты поступают в молочную железу в составе липидов крови или синтезируются ее клетками. Из липидов крови образуются главным образом высокомолекулярные жирные кислоты. Низкомолекулярные жирные кислоты образуются в клетках молочной железы. Их предшественниками являются ацетат и β-оксибутират, содержащиеся в крови животных.
Лактоза синтезируется в клетках молочной железы из D-глюкозы и УДФ-галактозы под действием фермента лактосинтазы.
Выведение компонентов молока из клеток молочной железы осуществляется путем активной диффузии через мембраны клеток без повреждения или с частичным нарушением ее целостности.
Секреторная деятельность молочной железы находится в неразрывной связи с функцией остальных систем и органов животного — нервной, пищеварительной, дыхательной, кровеносной, эндокринной и др. Главный регулирующий центр образования и выведения молока — центральная нервная система. Регуляция осуществляется нейрогуморальным путем — через нервно-рефлекторные связи и посредством гормонов эндокринных желез.
Рефлекс выведения молока осуществляется в результате взаимодействия нервной, эндокринной и сосудистой систем.
ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ
МОЛОКА
Молоко состоит более чем из 300 компонентов, основные из которых вода, белки, жир, лактоза, микроэлементы, витамины, ферменты, гормоны и др.
Вода — среда, в которой растворены или распределены все остальные компоненты молока, образующие устойчивую коллоидную систему, позволяющую подвергать молоко различным технологическим процессам. 95-97% воды находится в свободном состоянии. Эту воду можно удалить при нагревании молока. В ней растворены лактоза, минеральные вещества, кислоты. Кроме того, различают воду связанную (2,0-3,5%), набухания и кристаллизационную. Способностью связывать воду обладают белковые вещества, полисахариды, фосфатиды, так как они имеют гидрофильные группы. Вода набухания содержится в лиофильных коллоидах с мицеллярным строением (в белках). Кристаллизационная вода связана с молекулами лактозы.
После высушивания навески молока при температуре 103-105°С до постоянной массы остается сухое вещество (сухой остаток), в состав которого входят все компоненты молока, за исключением воды. Компоненты сухого вещества обусловливают пищевую ценность молока и его технологические свойства при производстве молочных продуктов.
Белки. Содержание белков в молоке коров в среднем составляет 3,3%. 78-85% белков представлены казеином, остальная часть сывороточные белки, к которым относятся (£-лактальбумин, β-лактоглобулин, альбумин, иммуноглобулины, протеозо-пептоны и лактоферрин. К белкам молока относятся также ферменты, некоторые гормоны (пролактин), белки оболочек жировых шариков и белковые вещества микробных клеток.
Казеин [NH2R(COOH)4(COO)2Ca] в молоке находится в количестве 2,7% в коллоидном состоянии. Он является гетерогенным белком, и в зависимости от содержания фосфора, серы и способности к свертыванию кислотой или сычужным ферментом его можно разделить на альфа-, бета-, гамма- и каппа-фракции. Нефракционированный казеин содержит углерода 53%, водорода— 7,1%, азота — 15,6%, кислорода — 22,6%, серы — 0,8%, фосфора — 0,9%. Гамма-форма казеина не изменяется под действием сычужного фермента, тогда как альфа- и бета-формы осаждаются с образованием сгустка (параказеина). Каппа-фракция изучена слабо.
При рН свежего молока казеин имеет отрицательный заряд. Равенство положительных и отрицательных зарядов (изоэлектрическое состояние) наступает в кислой среде при рН 4,6-4,7. Казеин относится к фосфопротеинам (содержит фосфор) и имеет свободные аминные и карбоксильные группы. Карбоксильных групп в казеине почти в 2 раза больше, чем аминных, поэтому в нем кислотные свойства преобладают над основными. В молоке казеин соединен с кальциевыми солями и образует казеинфосфаткальциевый комплекс.
Казеин обладает амфотерными свойствами — кислотными и щелочными. Свободные аминогруппы казеина взаимодействуют с альдегидами, например с формальдегидом, на чем основано определение содержания белков в молоке методом формольного титрования. Казеин можно выделить и воздействием слабых кислот. В этом случае казеинфосфаткальциевый комплекс распадается на чистый казеин и соль кислоты, в реакцию с которой он вступил. Такая реакция наблюдается при естественном скисании молока, когда под действием молочнокислых микроорганизмов происходит разложение лактозы с образованием молочной кислоты. Эту реакцию можно представить в следующем виде:
NH2- R-(COOH)4(COO)2Ca +
+ 2СН3СН(ОН)СООН ->
-> (СН3СН(ОН)СОО)2Са +
+ NH2-R- (СООН)6.
При этом способе осаждения казеина получается осадок в виде мелких хлопьев, кислых на вкус.
Сывороточные белки. После осаждения казеина из обезжиренного молока
сычужным ферментом или кислотой в сыворотке остается 0,5 - 0,8% белков. Основными из них являются β-лактоглобулин, £-лактальбумин, альбумин сыворотки крови, иммуноглобулины, протеозопептоны, лактоферрин. Сывороточные белки по содержанию незаменимых аминокислот биологически более полноценны.
β-лактоглобулин составляет около 50% всех белков сыворотки. При пастеризации он подвергается денатурации. Биологическая роль его не выяснена.
£-лактальбумина в молоке 2-5% от общего количества его белков. Он тонкодиспергирован, не коагулирует в изоэлектрической точке в силу большой гидратированности, не свертывается под действием сычужного фермента, термостабилен. Необходим для синтеза лактозы из галактозы и глюкозы.
Иммунные глобулины составляют 1,9-3,3% общего количества белков молока. В молозиве их количество повышается и достигает 90% всех сывороточных белков. Они выполняют функцию антител. Из молока коров выделено 3 группы иммуноглобулинов: I, А и М. В количественном отношении преобладают иммуноглобулины группы I. Протеозопептоны составляют около 24% сывороточных белков и 2-6% всех белков молока, относятся к наиболее термостабильным сывороточным белкам. Они не осаждаются при нагревании до 100°С в течение 20 минут. Количество их увеличивается в процессе хранения молока при низких плюсовых температурах (3-5°С). Биологическая роль этих белков не выяснена.
Лактоферрин — красный железосвязывающий белок, по свойствам напоминающий трансферрин крови. Обладает бактериостатическим действием. В молоке коров его содержится 0,1-0,4 мг/мл, в молозиве — 1-6 мг/мл.
Небелковые азотистые вещества молока представляют собой промежуточные и конечные продукты азотистого обмена и поступают в молоко из крови. К ним относятся пептиды, аминокислоты, мочевина, аммиак, креатин, креатинин, оротовая, мочевая и гиппуровая кислоты. Они составляют около 5 % всего содержания азота в молоке.
Ферменты. Из молока здоровых животных выделено более 20 истинных ферментов. Одни из них секретируются в клетках молочной железы (щелочная фосфатаза, лактосинтаза, лизоцим), другие переходят в молоко из крови животных (альдолаза, каталаза, протеиназа). Кроме истинных, в молоке присутствуют ферменты, вырабатываемые микрофлорой молока. Ферменты, находящиеся в молоке и молочных продуктах, имеют большое практическое значение. На действии ферментов классов оксидоредуктаз, гидролаз, трансфераз и других основано производство кисломолочных продуктов и сыров. Протеолитические и липолитические ферменты вызывают изменения, приводящие к снижению пищевой ценности и возникновению пороков молока и молочных продуктов. По активности некоторых ферментов можно судить о санитарно-гигиеническом состоянии сырого молока и эффективности его пастеризации. К оксидоредуктазам относят редуктазы, оксидазы, пероксидазу и каталазу.
Редуктазы накапливаются в сыром молоке при размножении в нем бактерий. Поэтому бактериальную обсемененность молока можно определить по продолжительности восстановления добавленного к молоку резазурина или метиленового голубого. Оксидазы вырабатываются клетками молочной железы (ксантиноксидаза) и микрофлорой молока (оксидазы аминокислот). Ксантиноксидаза катализирует окисление пуриновых оснований — гипоксантина и ксантина — до мочевой кислоты, а альдегидов — до карбоновых кислот. Пероксидаза синтезируется клетками молочной железы и частично освобождается из лейкоцитов, обладает антибактериальными свойствами; инактивируется при температуре около 80°С, что используют в молочной промышленности для контроля эффективности пастеризации молока.
Каталаза переходит в молоко из клеток молочной железы, а также вырабатывается микрофлорой молока и лейкоцитами. В молоке здоровых животных каталазы содержится мало, а в молозиве и молоке больных животных ее количество резко увеличивается. В связи с этим определение активности каталазы используют в качестве метода обнаружения молока, полученного от больных животных (мастит и др.).
К гидролазам и ферментам других классов относят липазы, фосфатазы, β-галактозидазу, лизоцим, протеиназы, рибонуклеазу и др.
Липазы представлены нативной и бактериальной липазами, А-, В-эстеразами, холинэстеразой и липопротеидлипазой. Они способствуют гидролизу жира с выделением низкомолекулярных жирных кислот, что приводит к прогорканию молока. Истинные липазы разрушаются при температуре 74-80°С, бактериальные — при 85-90°С.
Фосфатазы: в молоке содержатся щелочная фосфатаза, секретируемая клетками молочной железы и микроорганизмами, а также фосфопротеидфосфатазы, неорганическая пирофосфатаза и АТФаза. Щелочная фосфатаза катализирует гидролиз эфиров фосфорной кислоты с образованием неорганического фосфора. Инактивируется она при температуре 72-74°С и выше. Это свойство положено в основу метода контроля эффективности пастеризации молока и сливок.
Лактаза (β-галактозидаза) синтезируется молочнокислой микрофлорой (бактериями и дрожжами). Катализирует реакцию гидролитического расщепления лактозы на моносахариды — глюкозу и галактозу. Амилаза связана с лактоглобулиновой фракцией белка молока. Количество ее повышается при заболеваниях животных. При пастеризации инактивируется. Лизоцим катализирует гидролиз полисахаридов клеточных стенок некоторых видов микробов. Он обусловливает бактерицидные свойства молока, термостабилен в кислой среде. В молоке коров его количество составляет около 13 мкг в 100 мл.
Протеиназы в молоко, видимо, переходят из крови, а также синтезируются микроорганизмами и лейкоцитами. Они катализируют гидролиз белков молока, в основном казеина. Микрофлора молока (гнилостные бактерии, микрококки) синтезируют протеиназы, вызывающие пороки вкуса молока и молочных продуктов. Молочнокислые бактерии вырабатывают кислые протеиназы, имеющие важное значение при производстве кисломолочных продуктов и сыров. Рибонуклеаза переходит в молоко из крови. Она катализирует расщепление рибонуклеиновой кислоты на нуклеотиды.