истинный белок что это

Чистый белок – что подразумевается под этим показателем?

Белок содержит до 16% азота. Поэтому в лаборатории определяют содержание азота в корме, умножают его на 6,25 и полученное число показывают как сырой протеин. Сырой протеин состоит из двух групп веществ – собственно белкового вещества и других азотосодержащих веществ, или из трёх фракций сырого протеина — А, В и С.

Фракция А включает другие азотосодержащие вещества (также называемые NPN-непротеиновые вещества). Это, например, свободные аминокислоты, азотосодержащие щёлочи и кислоты, а также мочевина.

Собственно белковое вещество (фракции В1+В2+В3+С) обозначают как чистый белок. Здесь речь идет об аминокислотах. Эти различные фракции отличаются их способностью к расщеплению.

Фракция В1: не связанные клетчаткой низкомолекулярные белковые соединения, которые быстро расщепляются под воздействием энзимов.

Фракция В2: связанные в нейтрально детергентной клетчатке; расщепление посредством энзимов вариативно.

Фракция В3: связанные в кислотно детергентной клетчатке: расщепление под воздействием энзимов вариативно до медленного.

В растении чистый белок составляет от 65 до 75% (Йерох и другие, 2008) или 75-85% (Букстон и Окейли 2003) от сырого протеина. Содержание сырого протеина во втором и последующих укосах ниже, чем в первом укосе (Киршгеснер, 1960).

Защитные механизмы против внешнего влияния на расщепляемость белка у самого растения очень слабы; только ингибиторы протеиназы (тормозят действие энзимов, расщепляющих белок) могут противодействовать расщеплению протеина.

Снижения содержания чистого белка в травяном сенаже по сравнению с исходным материалом нельзя избежать, поскольку во время процесса силосования происходит расщепление протеина из-за протекающего протеолиза (Протеолиз — процесс ферментативного разложения белков, катализирующийся протеолитичес-кими ферментами, прим.пер.)

Длительность пребывания зелёной массы на поле после скашивания мало влияет на содержание чистого белка в сенаже (по Штайнхефелю и др., 2008). Автор проверял сенаж, оставляя его на поле до 5 дней и еще раз после его силосования. Во время пребывания на поле они наблюдали незначительное расщепление чистого белка. Намного более значительное расщепление происходит во время силосования (рис.1)

Рисунок 1. Влияние времени пребывания зелёной массы на поле после скашивания на содержание чистого белка в исходном материале и в силосе (Штайнхефель и др, 2008: без данных о специфике растений, стадии спелости и времени скашивания)

Силосование уменьшает содержание чистого белка

Из-за процесса брожения, при котором протекает протеолиз, значительная доля чистого белка расщепляется до небелковых соединений азота. Таким образом снижается доля нерасщепляемого в рубце протеина (UDP), в то время как доля расщепляемого в рубце сырого протеина увеличивается (рисунок 2).

Рисунок 2. Изменение фракций сырого протеина при сбраживании (по Рихардту)

Если же в процессе ферментации возникают нежелательные процессы гниения, преимущественно из-за клостридий, расщепляющих белок, в конце концов, может в сенаже быть расщеплено и трансформировано так много чистого белка, что его вообще нельзя обнаружить (рисунок 3).

В исследованиях Рихарда и Штайнхефеля (2000) доля чистого протеина в сыром протеине в клевере снизилась с 72,4% в исходном материале до 36,8% в изготовленном из него сенаже. Это означает, что содержание чистого белка снизилось приблизительно на половину из-за сравнительно обширного процесса протеолиза при силосовании. При заготовке силоса из кукурузы расщепление протеина было не настолько обширным. Здесь в исходном материале доля чистого белка составляла 80% сырого протеина, в готовом же силосе – 68,4%.

Рисунок 3. Изменение фракций протеина из-за гниения (по Рихарду)

Проведённые опыты

В рамках диссертации Гаста (2010) в 17 опытных станциях в течение 28 дней (посредством длительной инкубационной системы Рустек) исследовалось влияние 10-ти травяных силосов с низким содержанием чистого белка на ферментацию в рубце. Эти 10 низкокачественных травяных сенажей, скармливание которых привело к разным клиническим симптомам (тяжёлые расстройства пищеварения и заболевания обмена веществ с влиянием на плодовитость и молочную продуктивность до смертельных случаев), сравнили с 7-ю контрольными сенажами (доля чистого белка > 50% СП, без болезнетворных веществ). Исследуемый в данном труде показатель чистый белок состоял из фракций В и С (Штаинхоффель 2008). Эти сенажи, образцы которых направляли в различные лаборатории, показали действительно различное содержание чистого белка. Так, например, в одном контрольном сенаже лаборатория LUFA Nordwest определила содержание чистого белка на уровне 83,2% от сырого протеина. В другой лаборатории для этого же сенажа был установлен показатель 50,5%. Такое отклонение может быть обусловлено различиями в методиках анализа, а также влиянием условий хранения проб.

Источник

Белок: функции, нормы, особенности и источники

Материал проверила и прокомментировала Горбачёва Наталья Леонидовна, диабетолог, диетолог, эндокринолог, ведущий специалист сети клиник «Семейная»

Что такое белок

Белки — главный строительный материал организма. Он участвует в создании мышц, сухожилий, органов и кожи, а также нужен для производства ферментов, гормонов, нейромедиаторов и различных молекул, которые выполняют множество важных функций. Белки состоят из более мелких молекул, аминокислот, которые соединяются вместе, как бусы на нитке. Эти связанные аминокислоты образуют длинные белковые цепи, которые затем складываются в сложные формы. Некоторые аминокислоты организм производит самостоятельно, другие можно восполнить только с помощью еды.

Функции белка в организме

Рост мышц и повышение выносливости

Организму необходим протеин, ведь мышцы в основном состоят из белка. Как и большинство тканей тела, мышцы динамично разрушаются и восстанавливаются, поэтому им необходим строительный материал для роста. Чтобы мышечная масса увеличивалась, в организме должен быть положительный белковый баланс. Его также называют азотным, из-за высокого содержания этого элемента в протеине. Употребление белка помогает не только нарастить мышцы при занятиях спортом, но и предотвратить их потерю, если вы придерживаетесь строгих диет [1] [2].

Биохимические процессы

Белки — ферменты, они помогают тысячам биохимических реакций, происходящих внутри клеток организма [3]. В том числе активируют метаболизм посредством объединения с другими молекулами — субстратами. Ферменты также могут функционировать и вне клетки, например, пищеварительные — лактоза и сахароза, которые помогают переваривать сахар. От их количества зависит пищеварение, свертывание крови и энергетический баланс. Дисбаланс некоторых ферментов может привести к сбоям в работе большинства систем организма [4].

Гормональный баланс

Некоторые белки представляют собой гормоны, которые как химические посредники помогают взаимодействовать различным клеткам организма. Их производят эндокринные ткани и железы, а затем белки транспортируются по внутренним органам. Эти гормоны делят на три группы: белок и пептиды, стероиды и амины [5].

Структура тканей

Некоторые белки являются волокнами, придающими жесткость клеткам: кератин, коллаген и эластин. Они помогают формировать каркас тканей тела [6]. Кератин — строительный материал для кожи, волос и ногтей, коллаген — структурный белок костей, кожи, связок и сухожилий, а эластин позволяет тканям возвращаться в первоначальную форму после растяжений и сокращений.

Правильный pH

Белок играет жизненно важную роль в регулировании концентрации кислот и оснований в крови и других жидкостях организма [7]. Этот баланс измеряется с помощью шкалы pH от 0 до 14, где 0 — максимально кислый, 7 — нейтральный, 14 — наиболее щелочной. Протеины — один из способов регулирования этих показателей. Например, гемоглобин — тоже белок, из которого состоят эритроциты. Он связывает небольшое количество кислоты, помогая поддерживать нормальный уровень pH в крови.

Хороший иммунитет

Белки помогают формировать иммуноглобулины или антитела для борьбы с инфекцией [8] [9]. Антитела — белки в крови, которые помогают защитить организм от бактерий и вирусов. Вырабатывая их в качестве реакции на вторжение чужеродных элементов, клетки в дальнейшем лучше противостоят похожим заболеваниям.

Баланс жидкости

Альбумин и глобулин — белки крови, которые помогают сохранить баланс жидкости в организме, удерживая воду в клетках [10] [11]. При недостатке протеина могут возникать отеки, так как жидкость вытесняется в промежутки между клетками [12].

Нормализация веса

Белок важен для тех, кому необходимо нормализовать вес. Некоторые эксперименты ученых подтверждают, что увеличение количества белка в рационе ведет к повышению скорости метаболизма и снижению аппетита [13]. Протеин хорошо насыщает, в результате чего реже хочется перекусывать, снижается объем порций в основных приемах пищи [14] [15]. В одном из исследований женщины 12 недель употребляли белковую пищу в количестве 30% от дневной калорийности рациона. В среднем каждая из участниц эксперимента потеряла порядка пяти килограмм веса, сохранив здоровые пищевые привычки [16].

Норма белка в день

Если вы каждый день едите продукты животного происхождения, такие как мясо, рыбу, яйца или молочные продукты, вы, вероятно, получаете достаточно белка. Если придерживаетесь растительной диеты, получить незаменимые аминокислоты, необходимые организму, будет сложнее. Среднестатистические нормы протеина в рационе на один килограмм веса:

В некоторых случаях требуется больше белка, например, в периоды болезни, интенсивных занятий спортом, а также при беременности и кормлении грудью [17] [18]. Данные о точном количестве вещества разнятся, поэтому правильно будет проконсультироваться с лечащим врачом, который подберет индивидуальный рацион, исходя из особенностей организма. Так, авторы одного исследования утверждают, что беременным женщинам в день необходимы 1,2–1,52 г протеина на один кг веса [19]. Другие врачи рекомендуют потреблять дополнительно 1,1г белка на кг веса [20]. Суточная норма белка во время грудного вскармливания составляет 1,3 г на килограмм в день плюс 25 дополнительных граммов [21].

Активным людям требуется больше белка, чем тем, кто ведет малоподвижный образ жизни. Спортсменам, предпочитающим тренировки на выносливость, необходимо около 1,2–1,4 г на каждый кг веса [22] [23]. Достаточное количество протеина необходимо для предотвращения развития заболеваний, таких как остеопороз. Пожилым людям, а также тем, кто восстанавливается после травмы или операции, требуется до 1–1,3 г на один кг массы тела [24] [25].

Сколько белка в яйцах, курице и твороге

Эти продукты врачи и диетологи чаще всего упоминают как отличные источники протеина:

Яйца. Содержат 6-7 г белка на штуку среднего размера. Содержатся они именно в белковой части яйца. Поэтому в фитнес-меню часто присутствуют блюда без желтка, но на самом деле, при сбалансированном рационе нет смысла от них отказываться.

Курица. Если необходимо добавить белка в рацион, выбирайте куриную грудку — в ней больше волокон и меньше жира. На 100 г продукта — 27% белка. Оптимальный ингредиент для повышения уровня белка в организме, если вы не придерживаетесь растительной диеты.

Творог. В 200-граммовой пачке творога содержится 35 г белка, что соответствует почти трети среднестатистической дневной нормы. Отдавайте предпочтение творогу средней жирности, так как обезжиренного усваивается меньше необходимым микроэлементов.

Продукты, богатые белком

В первую очередь, протеин попадает в организм из животных продуктов. Средние показатели белка на 100 г продукта:

Вегетарианцам и веганам стоит позаботиться о наличии растительного белка в рационе. Это могут быть бобовые, крупы, соевые и цельнозерновые продукты:

Норма белка в моче и крови

Лучший способ проверить, хватает ли организму белка, — сдать анализы, например биохимический анализ крови. В норме концентрация белка в крови взрослого человека должна составлять 62–86 г/л, а у детей — от 45 до 80 г/л. Снижение этих показателей возникает в результате ряда заболеваний, в том числе первичных иммунодефицитов, нарушениях обмена веществ, дисфункциях желудочно-кишечного тракта, а также дефицита протеина в рационе.

Превышение нормы встречается редко, но оно может указывать на хронические тяжелые инфекции (такие как туберкулез), ускоренный распад эритроцитов, системные опухоли или обезвоживание организма.

С-реактивный белок — фракция протеинов плазмы, которая повышается при наличии в организме воспалительного процесса. Синтезируется в ответ на попадание в кровь токсинов патологических микроорганизмов и обезвреживает их путем их связывания, а также запускает иммунные реакции. С-реактивный белок в норме отсутствует в крови (либо его показатели не превышают 0,4 мг/л). Большие значения указывают на развитие патологий: инфекционных и вирусных заболеваний, панкреатита, пиелонефрита, гепатита, язвенного колита и онкологии.

Помимо крови, белок учитывают в анализе мочи. Небольшое его количество встречается и у здоровых людей, в норме — до 140 мг/л (до 0,140 г/л). При активной физической нагрузке показатели не должны превышать 250 мг/сутки (0,250 г/л). Для того, что точнее узнать потери белка с мочой, необходимо проводить исследование его концентрации в суточных анализах. Их назначают при заболеваниях мочевыделительной системы и почек, инфекциях, а также для контроля осложнений, в том числе при приеме препаратов, оказывающих нефротоксическое действие — поражение почек.

Переизбыток белка

Высокое потребление белка может нанести вред людям с заболеваниями почек [26]. Двумя основными факторами риска почечной недостаточности являются высокое кровяное давление (гипертония) и диабет. И то, и другое провоцируется переизбытком белка [27] [28]. Точное количество необходимого протеина варьируется в зависимости от возраста, состояния здоровья и образа жизни. Исследование с участием здоровых мужчин, занимающихся силовыми тренировками, показало, что ежедневное употребление 3 г белка на кг массы тела в течение года не имело никаких неблагоприятных последствий для здоровья [29]. Даже 4,4 г на кг веса в течение двух месяцев не вызывало никаких побочных эффектов [30].

Нет никаких доказательств того, что потребление белка в разумных количествах причиняет вред здоровым людям. Напротив, существует множество доказанных преимуществ. Однако, если у вас заболевание почек, следует следовать советам врача и ограничить потребление протеинов.

Богатое белками, но бедное жирами и углеводами питание — нагрузка на почки и печень. Переизбыток белка на фоне нехватки других необходимых организму веществ выражается в проблемах с пищеварением, неприятном запахе изо рта и постоянной жажде.

Недостаток белка

Помимо показателей медицинских анализов есть и другие признаки недостатка протеина, которые вы можете заметить перед походом к врачу.

Постоянный голод

Белки насыщают и заряжают энергией надолго, но в качестве перекуса многие из нас используют не белковые продукты, а содержащие углеводы: бананы, печенье, конфеты, выпечку и бутерброды. Еда, богатая углеводами, приводит к быстрому подъему уровня сахара (и мы чувствуем себя сытыми) и такому же быстрому падению (через полчаса мы снова голодны). Этот же эффект вызывает тягу к сладкому: организму не хватает сил, а конфета — самый быстрый способ их получить. Правда, ненадолго.

Слабые волосы и ногти

Ногти и волосы — это тоже белок, а точнее, кератин. Для их здоровья регулярное потребление белковой пищи абсолютно необходимо, иначе организму неоткуда будет брать строительный материал. При дефиците белка волосы становятся тонкими, слабыми и тусклыми, плохо растут и секутся, а ногти начинают ломаться и расслаиваться.

Медленное заживление ран

Если даже маленькая царапина заживает дольше недели, это тоже может быть признаком недостатка белка. Он входит в состав клеток мышечной ткани, кожи и крови, поэтому, если макроэлемента не хватает, на ремонт повреждений у организма уходит гораздо больше времени.

Частые инфекционные болезни

По мнению доктора Алиссы Рамси из американской Академии питания и диетологии, белок также необходим для построения клеток иммунной системы — если вы едите мало белковых продуктов, со временем защита организма может ослабеть.

Без белка замедляется выработка интерферона и лизоцима, «защитников», отбивающих атаки патогенов. Иммунитет перестает справляться с бактериями и вирусами, и мы болеем чаще. Причем любыми инфекционными заболеваниями: у людей на низкобелковой диете часто диагностируют инфекции.

Отеки

Дефицит белка приводит к нарушению водно-солевого баланса, из-за чего жидкость скапливается в тканях. Результат — мешки под глазами и опухшее по утрам лицо, отеки лодыжек и стоп, чувство тяжести в ногах, которое появляется уже в середине дня, даже если вы носите удобную обувь.

Снижение веса

У нашего организма свои приоритеты. Если белка не хватает, то все поступающие протеины направляются туда, где они жизненно необходимы, то есть к внутренним органам. Мышцам при этом почти ничего не достается, и они начинают уменьшаться в объеме. Правда, снижение мышечной массы при белковой недостаточности заметить трудно — за счет отеков вес может оставаться относительно стабильным или снижаться очень медленно. Зато вы точно заметите другие признаки постепенной атрофии мышечной ткани — слабость и быструю утомляемость. Люди, желающие скорректировать вес, часто отказываются от жиров или белка, но это ошибка. Важно соблюдать баланс: основу правильной диеты составляют мясо, рыба (или продукты с высоким содержанием белка растительного происхождения), крупы и овощи.

Плохое настроение

Белок, помимо всего прочего, важен для синтеза нейромедиатора серотонина. Именно он отвечает за хорошее настроение и стрессоустойчивость. Недостаток серотонина приводит не только к хандре, плаксивости и мрачным мыслям, но и к бессоннице, повышенной тревожности, нервозности и склонности взрываться по пустякам.

Комментарии эксперта

Горбачёва Наталья Леонидовна, диабетолог, диетолог, эндокринолог, ведущий специалист сети клиник «Семейная»

«Правильный белковый обмен веществ — баланс между распадом и синтезом белков. Организму должно хватать аминокислот для построения новых соединений. Степень усвоения белка зависит от его происхождения и способа термической обработки. Элемент не способен накапливаться в организме, его излишки выводятся с помощью почек. Поэтому чрезмерное потребление белка негативно сказывается на их состоянии

Причинами нарушений белкового обмена могут стать наследственные заболевания: подагра, а также тяжелые состояния, такие как онкопатологии, следствие радиационного облучения и прочее. Но в большинстве случаев у взрослого человека симптомы нарушения биосинтеза белков говорят о несбалансированном рационе питания.

Недостаток белков — актуальная проблема. Одних она настигает при избавлении от лишнего веса, других — при вегетарианстве, а третьих — из-за заболеваний пищеварительной и эндокринной систем. Дефицит белков может не проявляться клинически, но последствия недостатка протеина довольно печальны:

Если биосинтез белков нарушен на этапе построения, человек может страдать от белкового отравления. Характерными признаками интоксикации являются поражение печени и почек, нарушения работы ЖКТ. Переизбыток белка влияет на центральную нервную систему вплоть до серьезных поражений при врожденных нарушениях обмена веществ. При ухудшении самочувствия необходимо сдать анализы и получить рекомендации специалиста. »

Источник

Истинный белок что это

Белковая недостаточность представляет собой болезненное состояние организма, связанное с недостаточным поступлением и усвоением белка либо с его усиленным распадом. Истинный дефицит поступления белков с пищей может развиваться у лиц, длительное время недоедающих, придерживающихся так называемых монодиет, или у вегетарианцев. Вторичный дефицит белка, связанный с его усиленным распадом, может сопровождать целый ряд заболеваний, например тяжелые формы инфекционных заболеваний, ожоги, патологии почек, наследственные нарушения обмена веществ. Белки являются основным строительным материалом организма, поэтому даже легкие формы белковой недостаточности, внешне протекающие бессимптомно, влияют на способность противостоять инфекции или на скорость заживления ран, замедляют рост ногтей и волос, вызывают сухость кожи. Тяжелая белковая недостаточность может нарушить нормальную работу всех органов и систем. Особенно опасен дефицит белка в детском возрасте, так как он способен повлиять на развитие умственных способностей, формирование мышц, замедлить рост ребенка.

Своевременное выявление белковой недостаточности и установление ее причины крайне важно, так как позволяет избежать опасных для жизни осложнений.

Дефицит белка, белковая дистрофия, белково-энергетическая недостаточность.

Легкие формы белковой недостаточности чаще всего протекают бессимптомно. Исключение могут составлять наследственно обусловленные дефициты отдельных аминокислот (структурных компонентов молекулы белка), характерные признаки которых наблюдаются в раннем детском возрасте.

Внешние проявления дефицита белка:

Проявления со стороны нервной системы:

Проявления со стороны костно-мышечной системы:

Со стороны органов пищеварения:

Кто в группе риска?

Общая информация о заболевании

Белки относятся к числу основных питательных веществ, выполняющих в организме следующие функции.

Реализация этих функций происходит за счет белкового обмена – постоянно протекающих процессов образования (синтеза) и распада белка.

Основные причины белковой недостаточности:

В зависимости от степени выраженности недостаток белка может приводить к:

Белковая недостаточность в первую очередь может быть заподозрена у пациентов с дефицитом массы тела, а также у лиц с симптомами заболеваний, для которых характерен дефицит белков. Для подтверждения диагноза проводится комплекс исследований.

Дополнительные (инструментальные) методы исследования

Объем диагностических исследований зависит от предполагаемой причины белковой недостаточности и должен определяться лечащим врачом. К числу основных методов диагностики относятся:

Лечение белковой недостаточности направлено на восполнение объема белка и нормализацию белкового обмена. Одновременно лечится основное заболевание.

Оно может включать в себя следующие пункты.

Источник

ГК «Униконс»

Продвижение и реализация комплексных пищевых добавок, антисептиков и др. продукции.

«Антисептики Септоцил»

Септоцил. Бытовая химия, антисептики.

«Петритест»

Микробиологические экспресс-тесты. Первые результаты уже через 4 часа.

«АльтерСтарт»

Закваски, стартовые культуры. Изготовление любых заквасок для любых целей.

1.1. Состав коровьего молока

В коровьем молоке (далее по тексту — молоко) различают истинные компоненты, синтезируемые в процессе обмена веществ при секреции мо­лока, и неистинные (посторонние, чужеродные) — антибиотики, пестици­ды, тяжелые металлы, радиоизотопы и т. п., попадающие из кормов и дру­гих источников. Количество вторых небезопасно для здоровья населения и регламентируется соответствующими документами.

Показатели химического состава — среднее содержание (в г/100 г ко­ровьего молока) — приведены ниже:

а также: ферменты, в том числе дегидрогеназы, каталаза, плазмин. ксантиноксидаза, липаза, амилаза, пероксидаза, фосфатаза, лизоцим и др.; гор­моны: пролактии, окситоцин, соматотропин, кортикостероиды, андрогены, эстрогены, прогестерон, тироксин, протогландины и др.; посторонние химические вещества: антибиотики, токсичные элементы, бактериальные токсины, пестициды, радионуклиды (90Sr, 137Cs, 131J, диоксины, детерген­ты, микотоксины и др.; газы, в том числе СО2, О2, Н2.

Следует отметить, что вследствие биологического происхождения мо­лока, а также с учетом развития средств измерения, его химический со­став, приводимый в технической литературе различными авторами, мо­жет отличаться по отдельным компонентам от приведенных значений.

Как видно из этих данных, наибольший удельный вес (более 85%) в молоке занимает вода, а на остальные компоненты (белки, липиды, угле­воды и др.), входящие в состав сухих веществ или сухого остатка, прихо­дится около 13%.

Содержание отдельных компонентов в молоке непостоянно. Оно из­меняется в течение лактации и зависит от породы, возраста животных, ра­ционов кормления, болезней, условий содержания, районов разведения скота, климатических условий, времени года и т. п.

Вода. Вода молока является диспергирующей средой и растворителем органических и неорганических веществ. Большая часть содержащейся в мо­локе воды (83. 87%) находится в свободном состоянии, а меньшая часть (3. 3,5%) — в связанной форме.

Свободная вода — это вода, являющаяся растворителем органических и неорганических соединений молока (лактозы, минеральных веществ, кис­лот, ароматических веществ и т. п.). Как растворитель, свободная вода уча­ствует во всех биохимических процессах, протекающих в молоке при вы­работке молочных продуктов. Она легко удаляется при сгущении, сушке и переводится в состояние льда при замораживании молока.

Связанная, или адсорбционная вода — это вода, удерживаемая моле­кулярными силами гидрофильных групп молекул белков и других поли­меров. По форме связи с компонентами (продуктом) вода, согласно клас­сификации П. А. Ребиндера, делится на три группы: вода химической свя­зи; вода физико-химической связи; вода физико-механической связи.

Наиболее прочной является химическая связь воды в химических со­единениях и кристаллогидратах (органически связанная вода). Эта связь возникает при строго определенных стехиометрических соотношениях и с трудом разрушается при надевании. В молочных продуктах органически связанная вода представлена водой кристаллогидратов молочного сахара (С12Н22О11 • Н20). Ее можно удалить при нагревании гидратной формы са­хара до температуры 125. 130 °С.

Физико-химическая связь воды характеризуется средней прочностью, она образуется в результате притяжения диполей воды полярными груп­пами молекул белков (а также фосфолипидов, олигосахаридов и др.). При адсорбировании воды диполи располагаются несколькими слоями вокруг гидрофильных центров молекулы белка, образуя так называемую гидратную (водную) оболочку. От интенсивности и прочности гидратной обо­лочки зависит стабильность мицелл казеина и жировых шариков.

Первый слой оболочки, представляющий собой ориентированные не­подвижные молекулы воды, связан с белком наиболее прочно, последую­щие слои — с меньшей энергией связи.

Воду первого слоя называют влагой мономолекулярной адсорбции; воду остальных слоев — влагой полимолекулярной адсорбции, свойства которой существенно отличаются от свойств свободной воды

Связанная вода по своим свойствам значительно отличается от сво­бодной воды [3, 7, 8]. Она не замерзает при низких температурах (-40°С и ниже), не растворяет электролиты, имеет плотность, вдвое превышающую плотность свободной воды, не удаляется из продукта при сушке и т. п. Свя­занная вода в отличие от свободной недоступна микроорганизмам. Поэто­му для подавления развития микрофлоры (а также химических реакций) в пищевых продуктах свободную воду полностью удаляют или переводят в связанную, добавляя влагосвязывающие компоненты (сахар, соли, много­атомные спирты, белки и т. п.). При этом понижается величина так назы­ваемой «активности воды». Под активностью воды (aω) понимают отноше­ние давления паров воды над данным продуктом к давлению паров над чистой водой при одной и той же температуре.

Вода физико-механической связи по свойствам ближе к свойствам сво­бодной воды. Она механически захватывается и удерживается ячейками структуры (и капиллярами) продукта. В сыре — это влага смачивания и влага макропор.

Сухие вещества. В состав сухих веществ молока входят белки, липиды, углеводы, минеральные вещества, ферменты, витамины и др.

Массовая доля сухих веществ молоке составляет 11. 14% и зависит от его состава. Массовая доля сухого обезжиренного остатка (COMO) колеб­лется от 8 до 9%. Сухой остаток (особенно количество в нем белка) являет­ся наиболее ценной частью молока, максимальное сохранение которого необходимо при производстве сыра.

Белки. Общее содержание белков в молоке колеблется от 2,8 до 3,6%. Белки молока разнообразны по строению, физико-химическим свойствам и биологическим функциям. Они необходимы для обеспечения нормаль­ного развития и роста теленка, а также играют значительную роль в пита­нии людей.

Классификация и биологические функции белков. Основными группами белков молока являются казеины (75. 85% общего количества белков) и сывороточные белки — глобулины, альбумины (15. 22%).

Казеин и сывороточные белки не являются гомогенными, а состоят из смеси различных белков.

Классификация белков молока представлена в табл. 1.1.

Таблица 1.1 Классификация и основные показатели белков молока

25 000—χ-казеин0.2. 0.4

19 0005.45. 5,77β-казеин0,9. 1,1

24 0004,83…5,07Сывороточные белки:β-лактоглобулин0,2…0,4

18 0005,1α-лактальбумин0.06. 0.17

14 0004,2. 4,5альбумин сыворотки крови0.04

Примечание. Классификация белков составлена на основе номенклатурной схемы, раз­работанной Комитетом по номенклатуре и методологии молочных белков Американской на­учной ассоциации молочной промышленности.

К белкам следует также отнести ферменты, некоторые гормоны (пролактин и т. п.) и белки оболочек жировых шариков.

Биологические функции почти всех белков молока определены. Изве­стно, что казеины являются собственно пищевыми белками. Они макси­мально расщепляются пищеварительными протеиназами в нативном со­стоянии, в то время как обычно глобулярные белки приобретают эту спо­собность только после денатурации (М. П. Черников). Казеины обладают свойством свертываться в желудке новорожденного с образованием сгуст­ков высокой степени дисперсности. Кроме того, они являются источни­ком кальция, фосфора и магния, а также целого ряда физиологически ак­тивных пептидов (так, при частичном гидролизе χ-казеина под действием химозина в желудке освобождается гликомакропептиды, регулирующие процесс пищеварения — уровень желудочной секреции; физиологическая активность, по-видимому, присуща и растворимым фосфопептидам, об­разующимся при гидролизе β-казеина).

Не менее важными биологическими функциями обладают сывороточ­ные белки. Так, иммуноглобулины выполняют защитную функцию, явля­ясь носителями пассивного иммунитета, лактоферрин и другой белок — лизоцим, относящийся к ферментам молока, обладают антибактериальными свойствами. Лактоферрин и β-лактоглобулин выполняют транспортную роль — переносят в кишечник новорожденного железо, витамины и другие важ­ные нутриенты. Сывороточный белок α-лактальбумин имеет специфичес­кую регуляторную функцию: он необходим для процесса синтеза лактозы. В-лактоглобулин является ингибитором фермента плазмина.

Аминокислотный состав белков. Белки молока содержат почти все ами­нокислоты, обычно встречающиеся в белках (табл. 1.2).

В состав белков молока входят как циклические, так и ациклические аминокислоты — нейтральные, кислые и основные, причем преобладают кислые. Количество отдельных групп аминокислот в белках, определяе­мое породой, индивидуальными особенностями животных, стадией лак­тации, сезоном и другими факторами, обусловливает их физико-химичес­кие свойства. Белки молока по сравнению с глобулярными белками дру­гих пищевых продуктов содержат сравнительно много лейцина, изолейцина, лизина, глутаминовой кислоты, а казеин — также серина и пролина (но мало цистеина), сывороточные белки характеризуются высоким со­держанием серосодержащих аминокислот.

По содержанию и соотношению незаменимых аминокислот белки моло­ка, особенно сывороточные, относятся к биологически полноценным белкам.

Структура баков. В настоящее время известны первичные структуры всех фракций казеина, α-лактальбумина, β-лактоглобулина и трех компо­нентов бывших протеозопептонов. Получены некоторые данные о вто­ричной, третичной и четверичной структурах основных белков молока и предложены модели структуры мицелл казеина.

Для наглядности на рис. 1.1 представлена схема первичной структуры χ-казеина.

Три компонента протезопептонов (5, 8 «быстрый» и 8 «медленный») также являются фрагментами β-казсина и содержат соответственно ами­нокислотные остатки 1. 28; 1. 105; 1. 107 и др.

Аминокислотный состав белков молока

Состояние казеина в молоке. Основная часть казеина (95%) в молоке содержится в виде сравнительно крупных частиц — мицелл и лишь незна­чительная часть (около 5%) — в виде мономеров, полимеров фракции ка­зеина и субмицелл.

Все фракции казеина являются фосфопротеидами (фосфатные груп­пы присоединяются к остаткам серила цепи), а χ-казеин принадлежит к фосфогликопротеидам. Основные фракции казеина гидрофобны, имеют неравномерное распределение вдоль полипептидных цепей полярных и не­полярных аминокислот.

αs1-, αs2-, β-Фракции чувствительны к ионам кальция, а также самоассоциируют с помощью гидрофобных и электростатических взаимодействий. Чувствительность фракций казеина к кальцию зависит от количества фос­фатных остатков в полипептидных цепях, к которым он присоединяется, образуя кальциевые мостики. Их в αs2-казеине 10. 13 остатков, αs1-казе­ине — 8. 9, β-казеине — 5 остатков, χ-Казеин содержит только один фос­фатный остаток, поэтому практически не присоединяет ионы кальция, то есть не теряет растворимость в их присутствии. При ассоциации с αs- и β-казеином χ-казеин образует стабильные мицеллы и таким образом защи­щает частицы от осаждения ионами кальция.

χ-Казеин содержит чувствительную к сычужному ферменту (химози­ну) пептидную связь, поэтому коагулирует при внесении последнего в молоко (подробнее см. часть II).

Минеральный состав (в %) мицелл казеина коровьего молока следу­ющий:

Частицы казеина различны по величине, их диаметр колеблется от 50 до 300 нм. Средний диаметр мицеллы равен 100. 150 нм.

Предложено много моделей мицеллы казеина. Однако ее структура окончательно не установлена. Сейчас преобладают модели субмицеллярного строения мицелл (модели Мора, Шмидта, Слаттери и др.). Авторы предполагают, что казеиновые мицеллы состоят из плотно упакованных субмицелл размером 10. 20 нм.

Состав мицелл казеина разного диаметра неодинаков. Содержание ми­неральных веществ (КФК) и αs-казеина снижается с уменьшением разме­ра частиц, а количество χ-казеина повышается. Мицеллы казеина имеют рыхлую структуру, так как связывают значительное количество воды; сте­пень гидратации составляет 3,7 г Н20 на 1 г белка.

Способность казеина связывать воду имеет большое практическое зна­чение. От гидрофильных свойств казеина зависит устойчивость частиц бел­ка в сыром, пастеризованном и стерилизованном молоке. В процессе вы­сокотемпературной тепловой обработки молока происходит взаимодей­ствие денатурированного β-лактоглобулина с казеином, в результате чего гидрофильные свойства казеина усиливаются. От интенсивности этого вза­имодействия зависят структурно-механические свойства (прочность, спо­собность отделять сыворотку) кислотного и кислотно-сычужного сгуст­ков, образующихся при выработке сыра. Гидрофильные свойства казеина и продуктов его распада также определяют водосвязывающую и влагоудерживающую способность сырной массы при созревании сыра, то есть консистенцию готового продукта.

Состав и свойства сывороточных белков. После осаждения казеина из обезжиренного молока кислотой в сыворотке остается группа азотистых соединений (15. 22% всех белков), называемых «сывороточными белка­ми». Основными из них являются β-лактоглобулин, α-лактальбумин, аль­бумин сыворотки крови, иммуноглобулины, компоненты протеозопептонной фракции и лактоферрин. Кроме них в сыворотке содержится не­белковый азот.

Сывороточные белки являются глобулярными белками и представля­ют собой гидрофильные коллоиды. В нативном состоянии вследствие проч­ной гидратной оболочки и высокой степени дисперсности они образуют относительно устойчивые коллоидные растворы. Этим свойством объяс­няется их способность выполнять роль защитных коллоидов.

Сывороточные белки по содержанию дефицитных незаменимых ами­нокислот (лизина, триптофана, метионина, треонина) и цистеина (см. табл. 1.2) являются наиболее биологически ценной частью белков молока, поэтому их использование для пищевых цепей имеет большое практичес­кое значение. В настоящее время для их выделения в нативном состоянии из сыворотки и обезжиренного молока применяются мембранные методы обработки — ультра-, гипер- и нанофильтрацию.

α-Лактоглобулин. На долю β-лактоглобулина приходится око­ло половины сывороточных белков (или 7. 12% общего количества белков молока). В молоке белок находится в виде димера, состоящего из двух полипептидных цепей с молекулярной массой около 18 000 каждая (раз­мер частиц равен 25. 50 нм). При нагревании молока до температуры выше 30°С β-лактоглобулин распадается на мономеры, которые при дальнейшем нагревании агрегируют за счет образования дисульфидных связей.

Денатурированный в процессе пастеризации β-лактоглобулин обра­зует комплексы с χ-казеином мицелл казеина и осаждается вместе с ними при кислотной и сычужной коагуляции казеина. Образование комплекса β-лактоглобулин-χ-казеин значительно ухудшает атаку χ-казеина сычуж­ным ферментом.

α-Лактальбумин. В сывороточных белках α-лактальбумин за­нимает второе место после β-лактоглобулина и является гетерогенным белком. Его содержание составляет 2. 5% от общего количества белков молока. Он содержит главный компонент, имеющий два генетических ва­рианта (молекулярная масса около 14 000), а также второстепенные ком­поненты, некоторые из которых являются гликопротеидами. Установле­но, что α-лактальбумин является металлопротеидом — способен связы­вать ионы кальция.

В молоке α-лактальбумин тонкодиспергирован (размер частиц 15. 20 нм). Он не коагулирует в изоэлектрической точке (при рН 4,2. 4,5) в силу своей большой гидратированности, не свертывается под действием сычужного фермента, термостабилен. Повышенная устойчивость α-лактальбумина к нагреванию обусловлена его свойством к ренатурации, для осуществления которой необходимо присоединение к белковой молекуле кальция.

Иммуноглобулины. В обычном молоке иммуноглобулинов содержится очень мало (1,9. 3,3% общего количества белков). В моло­зиве они составляют основную массу (до 90%) сывороточных белков. Иммуноглобулины объединяют группу высокомолекулярных белков (гликопротеидов), выполняющих функцию антител[2]. Содержание всех компонентов бывшей протеозо-пептонной фракции увеличивается в процессе длительного хранения молока при температуре 2. 4°С.

Лактоферрин. Это красный железосвязываюший белок, по сво­им свойствам похожий на трансферрин крови, но отличающийся после­довательностью аминокислот в цепи. Лактоферрин является гликопротеидом с молекулярной массой около 76 500, обладает бактериостатическим действием по отношению к Е.coli. В коровьем молоке содержится в малых количествах, однако, его количество в молоке увеличивается при маститей перед окончанием лактации. Молозиво содержит около 1 мг/мл лактоферрина.

Помимо белкового азота в сыворотке содержится небелковый (оста­точный) азот. Содержание небелковых азотистых веществ, оставшихся в растворе после осаждения всех белков молока, составляет 5. 6% общего азота в молоке. Их роль пока мало изучена. Количество небелкового азота в молоке зависит от породы животного, условий кормления и стадии лак­тации. Эти вещества представляют собой пептиды, свободные аминокис­лоты, а также различные низкомолекулярные азотистые соединения, по­падающие в молоко непосредственно из крови животного (мочевина, мо­чевая кислота, креатин и др.).

Из всех небелковых азотистых соединений наибольшее значение для молочной промышленности имеют свободные аминокислоты, являющи­еся одним из основных источников азотистого питания молочнокислых бактерий.

Липиды. Липиды молока в основном состоят из триацилглицеринов (молочного жира) и жироподобных веществ (фосфолипидов, стеринов и пр.), входящих в состав оболочек (рис. 1.2). Молочный жир яв­ляется энергетически ценным компонентом молока, кроме того, он обусловливает определенный вкус и консистенцию молочных продук­тов (сыра).

Молочный жир. Содержание жира в молоке (молочного жира) колеб­лется от 2,7 до 4,5%. Основной компонент жира молока — ацилглицерины (глицериды), составляющие но массе около 98,5%. Содержание сопутству­ющих жирам веществ (омыляемых и неомыляемых липидов или природ­ных примесей) в нем невелико и обычно равно менее 2%. Они входят в состав липопротеидных оболочек шариков жира и частично связаны с бел­ками молочной плазмы.

Глицеридный и жирнокислотный состав. Триацилглицерины (триглицериды) молочного жира составляют около 97% и пред­ставляют собой сложную смесь сложных эфиров трехатомного спирта гли­церина и жирных кислот, построенных по следующему типу:

В 1- и 3-положениях триглицеридов жира молока преобладают стеа­риновая, олеиновая и низкомолекулярные жирные кислоты С4. С10, в 2-положении — лауриновая, миристиновая, пальмитиновая, пальмитолеиновая.

Наряду с триацилглицеринами жир молока содержит незначительное количество продуктов неполного синтеза или гидролиза липидов — ди- и моноацилглицеринов (1,2. 2,6% всех ацилглицеринов) и свободных жир­ных кислот. Количество свободных жирных кислот увеличивается при хра­нении молока.

Как известно, свойства жиров определяются составом и характером распределения жирных кислот в молекулах триглицеридов.

В триглицеридах молочного жира обнаружено 140 жирных кислот с числом атомов углерода от С4 до C26: насыщенные с четным и нечетным числом атомов углерода, моно- и полиненасыщенные (цис- и транс-изо­меры), изо-, антеизо- и многократно разветвленные насыщенные кисло­ты, гидрокси- и кетокислоты. На основе анализа данных отечественных и зарубежных исследователей (М. Ф. Курковой, А. П. Копниной, С. С. Гу­ляева-Зайцева, А. П. Белоусова, А. Тепель и др.) авторами подготовлена справочная таблица (табл. 1.3) по жирнокислотному составу молочного жира. При этом помимо распространенных (тривиальных) названий жир­ных кислот приведены наименования по Женевской номенклатуре (сис­тематические).

Как видно из этой таблицы, состав жирных кислот молочного жира непостоянен и содержание отдельных жирных кислот в нем может менять­ся. Он зависит от кормовых рационов, стадии лактации, сезона, географической зоны, породы животных и других факторов.

Жирнокислотный состав молочного жира

Низкомолекулярные жирные кислоты обусловливают запах и вкус молочного жира. Жирные кислоты, содержащие более 12 атомов углерода, практически не имеют запаха и вкуса.

Ненасыщенные жирные кислоты в триглицеридах молочного жира оказывают гораздо большее влияние, чем насыщенные, на его физические и химические свойства.

Наличие двойных связей у ненасыщенных жирных кислот объясняет большое количество изомерных форм, которые могут переходить из одной в другую, легкую окисляемость кислородом воздуха, способность к реак­циям с галогенами, что используется для определения ненасыщенности молочного жира.

В составе триглицеридов жира преобладают насыщенные кислоты, их общее содержание колеблется от 58 до 77% (среднее составляет 65%), дос­тигая максимума зимой и минимума летом. Среди них преобладают паль­митиновая, миристиновая и стеариновая.

Среди ненасыщенных жирных кислот, составляющих в среднем 35% (при колебании летом 34. 47%, зимой — 25. 39%) преобладает олеиновая.

Содержание стеариновой и олеиновой кислот повышается летом, а миристиновой и пальмитиновой — зимой. Это связано с разницей в кормо­вых рационах и с физиологическими особенностями (интенсивностью син­теза отдельных жирных кислот) животных.

По сравнению с жирами животного и растительного происхождения молочный жир характеризуется высоким содержанием миристиновой кис­лоты и низкомолекулярных летучих насыщенных кислот — масляной, кап­роновой, каприловой и каприновой, в сумме составляющих 7,4. 9,5% об­щего количества жирных кислот.

Количество биологически важных полиненасыщенных жирных кис­лот (линолевой, линоленовой и арахидоновой) в молочном жире по срав­нению с растительными маслами невысокое и составляет 3. 5%. Их содер­жание в жире весной и летом выше, чем осенью и зимой.

Физические и химические свойства жиров. Физико-химические свойства жиров и отдельных фракций триглицеридов определяются составом и рас­положением жирных кислот в молекулах триглицеридов. Для их характе­ристики служат так называемые константы, или химические и физические числа жиров. По этим числам оценивают качество молочного жира и, в какой-то степени, его натуральность.

К физическим показателям относятся: температура плавления; тем­пература отвердевания (застывания); показатель преломления и др. К важ­нейшим химическим числам относятся: число омыления, йодное число, число Рейхерта-Мейссля, число Поленске, кислотное число, перекисное число и др.

Характеристики химических чисел и физических показателей жиров, подготовленные авторами по литературным источникам, приведены в табл. 1.4.

Для выявления возможной фальсификации молочного жира необхо­димо знание характеризующих чисел других жиров. Кроме того, это необ­ходимо также при производстве молочных продуктов с использованием растительных и других жиров немолочного происхождения. Авторами под­готовлена справочная таблица (табл. 1.5), которая позволяет читателю про­водить сравнение показателей молочного и других жиров животного и ра­стительного происхождения.

Числа жиров находятся в определенной зависимости между собой, изменение одного числа вызывает изменение другого. Так более низкое число рефракции молока объясняется высоким числом Рейхерта-Мейссля и низким йодным числом.

Числа молочного жира характеризуют качество жира, а также являют­ся факторами, позволяющими регулировать технологические процессы. На­пример, йодное число одновременно является показателем консистенции масла и служит для выбора режима переработки сливок в масло.

Из химических свойств жира для промышленности наибольшее зна­чение имеют те, которые могут привести к изменениям молочного жира в процессе производства или хранения молочных продуктов. К ним отно­сятся прежде всего ненасыщенность жира и способность его гидролизоваться, окисляться, осаливаться, прогоркать.

Гидролиз, или омыление является типичной реакцией для жира. Для гидролиза глицеринов в молоке необходимо наличие активной липазы и воды. При этом образуются ди- и моноглицериды, а также сво­бодные жирные кислоты. О степени гидролиза молочного жира судят по количеству образовавшихся свободных жирных кислот.

Окисление жира характеризуется глубокими изменениями его со­става и образованием перекисей, альдегидов, кетонов, оксикислот, дикарбоновых кислот, эфиров и других соединений, влияющих на вкус молоч­ного жира. Окисление протекает в присутствии кислорода воздуха, при по­вышенных температурах, световом облучении и наличии катализаторов, на­пример ионов тяжелых металлов. Окисление жира может идти фермента­тивным и неферментативным путем. При ферментативном окислении мик­роорганизмы выделяют ферменты, катализирующие реакции окисления насыщенных свободных жирных кислот и глицеридов. Перекисное окис­ление является результатом взаимодействия жира с молекулярным кисло­родом. При этом прежде всего окисляются свободный жир и ненасыщен­ные жирные кислоты. Насыщенные кислоты также способны окисляться и образовывать перекиси, хотя и очень медленно.

Характеристика молочного жира

Физико-химические показатели различных жиров

Процесс окисления, в результате которого образуются вещества, при­дающие специфические резкий прогорклый вкус и запах, называется прогорканием.

Осаливание характеризуется появлением сального привкуса, по­вышением температуры плавления и обесцвечиванием жира. Подобные изменения жира обусловлены образованием оксисоединений, и в частно­сти оксикислот. Перекись водорода, образующаяся в результате взаимо­действия атомарного кислорода с водой, при окислении жира вступает в реакцию с непредельными соединениями с получением диоксисоединений. Осаливание жира интенсивно происходит под воздействием ультра­фиолетового облучения. Обесцвечивание молочного жира при осаливании обусловлено окислением каротина.

Фосфолипиды и гликолипиды. В состав омыляемой липидной фракции наряду с простыми липидами входят разнообразные фосфолипиды, про­дукты их распада и гликолипиды (цереброзиды). Фосфолипиды (а также гликолипиды) содержатся в оболочках жировых шариков. В молоке фос­фолипиды представлены главным образом лецитином, кефалином и сфингомиелином, составляющими в сумме 0,02. 0,06%.

Технологическая обработка молока вызывает перераспределение фосфолипидов между фазами. Так, при гомогенизации и пастеризации 5. 15% фосфолипидов оболочек шариков жира переходит в водную фазу. При се­парировании молока 65. 70% фосфолипидов переходит в сливки (а при сбивании сливок — 55. 70% — в пахту).

Фосфолипиды обладают эмульгирующей способностью, так как их молекулы построены из двух частей: полярной (несущей электрические заряды «головки»); неполярной (двух углеводородных цепей — «хвос­тов»). На поверхности раздела «жир-плазма» они образуют мономоле­кулярный слой: неполярная часть ориентируется к жиру, полярная — к плазме.

Вследствие большого содержания ацилов полиненасыщенных жирных кислот фосфолипиды относительно легко окисляются кислородом возду­ха, особенно при наличии меди и железа и под действием тепла. Образую­щиеся в результате окисления жирных кислот карбонильные и другие со­единения могут быть причиной появления в молочных продуктах посто­ронних привкусов, в частности — олеистого привкуса. Однако фосфоли­пиды также обладают свойствами антиокислителей.

Вещества, сопутствующие ацилглицеринам. К ним относятся стерины и их эфиры, жирорастворимые витамины (содержание и свойства жирора­створимых витаминов будут рассмотрены ниже), пигменты, а также угле­водороды и свободные жирные кислоты. Они растворены в молочном жире, частично входят в состав оболочек шариков жира, и лишь незначительная их часть находится в плазме молока.

Стерины (стероиды). Содержание стеринов составляет: в мо­локе 0,012. 0,014%; в молочном жире 0,2. 0,4%. Стерины молока пред­ставлены в основном холестерином (холестеролом). В небольших коли­чествах и в виде следов встречаются стерины животного и растительного происхождения (ланостерин, 7-дегидрохолестерин, эргостерин, β-ситостерин и др.).

Жирорастворимые пигменты. Желтая окраска молочного жира обусловлена наличием в нем группы веществ, называемых каротиноидами. К ним относятся тетратерпеновые углеводороды — каротины (α, β, γ) и спирты — ксантофиллы. β-Каротин является провитамином А. Со­держание каротинов зависит в первую очередь от кормовых рационов, фиэкологического состояния животных, времени года и составляет 0,02..0,09 мг в 100 г молока.

Углеводороды. В неомыляемой фракции липидов молока выде­лено несколько углеводородов с четным и нечетным числом атомов угле­рода, в том числе обнаружены следы ациклического тритерпенового угле­водорода — сквалена, а также следы дитерпенов и сесквитерпенов расти­тельного происхождения.

Свободные жирные кислоты. Эти кислоты в небольшом количестве всегда присутствуют в молоке и молочном жире. В результате гидролиза жира под действием липаз количество свободных жирных кис­лот увеличивается. По количеству свободных кислот (масляной, капроно­вой и др.) судят о вкусе молока, сыра и других продуктов. Например, при их содержании более 20 мг в 100 г молока, продукты приобретают прогор­клый и другие посторонние привкусы.

Углеводы. Основным углеводом молока является лактоза; моносаха­риды (глюкоза и галактоза) присутствуют в нем в меньшем количестве, олигосахариды — в виде следов.

После удаления из молока жира и белка остается молочная сыворотка, представляющая собой истинный раствор лактозы, а также водораствори­мых витаминов и минеральных солей (в молоке часть лактозы связана с другими углеводами и белками). Содержание лактозы в молоке довольно постоянно и составляет 4,5. 5,2%. Оно зависит от индивидуальных осо­бенностей и физиологического состояния животных. Так, при заболева­нии коров маститом резко снижается концентрация лактозы в молоке.

Лактоза находится главным образом в виде двух гидратных α- и β-форм. Формы лактозы различаются пространственным расположением ОН-групп по отношению к первому атому углерода глюкозы. β-Лактоза слаще α-лактозы. обладает большей растворимостью, кристаллизуется из растворов при температуре выше 93,5°С.

Из физических свойств лактозы наиболее важными являются раство­римость и способность к кристаллизации. В пересыщенных растворах мо­лока лактоза легко кристаллизуется, образуя характерные кристаллы дли­ной 10. 20 мкм и более крупные (100. 150 нм) в сыворотке. При темпера­туре ниже 93,5 °С она выделяется с одной молекулой кристаллизационной воды в α-гидратной форме; при температуре выше 93,5°С — в безводной β-форме. Кристаллизация лактозы из пересыщенного сывороточного си­ропа является одной из стадий технологического процесса при производ­стве лактозы.

При нагревании водных растворов лактозы до температуры 100°С (в щелочной среде до более низкой температуры) происходит трансфор­мация глюкозы во фруктозу и образуется лактулоза. Кристаллическая лактулоза хорошо растворяется в воде, в 1,5. 2 раза более сладкая, чем лакто­за. Ее широко применяют в производстве продуктов детского питания, так как она стимулирует развитие бифидобактерий в кишечнике детей.

Лактоза под действием раствора сильных щелочей и кислот подверга­ется гидролизу. Гидролиз лактозы может быть осуществлен ферментатив­ным путем — с помощью β-галактозидазы (лактазы), получаемой из дрож­жей и микроскопических грибов.

Ферментативный гидролиз и глубокий распад (брожение) лактозы про­исходят в молоке и сырной массе под воздействием ферментов молочно­кислых бактерий. Основным продуктом сбраживания лактозы является мо­лочная кислота. Молочнокислое брожение лактозы — основной процесс при производстве сыров.

Минеральные вещества. Общее содержание минеральных веществ в пищевых продуктах характеризуется понятием «зола», которую получа­ют путем сжигания и сухого озоления определенной навески продукта (мо­лока). Количество золы в молоке составляет 0,6. 0,8%.

Минеральные вещества поступают в организм животного и переходят в молоко главным образом из кормов и минеральных добавок. Поэтому их количество в молоке находится в прямой зависимости от рационов корм­ления, окружающей среды (состава почвы, воды и т. п.), времени года, а также от породы животного и его физиологических особенностей.

Все минеральные вещества подразделяются на макро- и микроэлемен­ты. Среднее содержание макро- и микроэлементов молока приведено выше.

Макроэлементы. Основными макроэлементами являются кальций, фос­фор, магний, калий, натрий и хлор. Они находятся в молоке главным об­разом в виде солей фосфорной и лимонной кислот.

Кальций, магний и фосфор — это наиболее важные макроэлементы молока, которые находятся в нем в легкоусвояемой форме и в хорошо сба­лансированных соотношениях. Они имеют исключительно важное физио­логическое и биохимическое значение для животных и человека, особен­но для новорожденных. Их соединения также играют большую роль в про­цессах переработки молока.

Содержание кальция колеблется от 100 до 140 мг в 100 см3 молока. Оно зависит от рационов кормления, породы животных, стадии лактации и вре­мени года. Около 22% всего кальция прочно связано с казеином, осталь­ное количество (78%) составляют соли: фосфаты — в виде Са3(Р04)2, СаНР04, Са(Н2Р04)2 и других более сложных солей; цитраты — в виде Са3(С6Н507)2, Са(С6Н607).

Кальций присутствует в молоке в основном в коллоидной форме (30% — в виде коллоидного фосфата кальция и около 40% — в виде казеинат-кальцийфосфатного комплекса). На долю истинного раствора приходится около 30% всего кальция, из которого только 7. 10% ионизировано, что составляет 7. 11,5 мг/см3. Соотношение этих форм кальция играет важ­ную роль в поддержании определенной степени дисперсности, гидрата­ции белковых частиц, прохождении сычужного свертывания, а также их стабилизации при тепловой обработке [1,2, 9].

Нормальной концентрацией кальция считается величина равная 120 мг/см3, если она уменьшается до 80 мг/см3, молоко становится «сычужновялым» (при его концентрации более 160 мг/см3 молоко легко свер­тывается при повышении температуры). Оптимальным содержанием каль­ция в молоке для сыроделия считается 125. 130 мг/см3.

Количество магния в молоке составляет 12. 14 мг%. Состав солей маг­ния аналогичен составу солей кальция, но на долю солей, находящихся в виде истинного раствора, приходится 65. 70% магния. Остальное количе­ство магния входит в состав коллоидного фосфата магния, а также связано с казеином.

Соли калия и натрия содержатся в виде истинного раствора — в виде хорошо диссоциирующих хлоридов, фосфатов и цитратов. Они имеют боль­шое физиологическое значение — создают нормальное осмотическое дав­ление крови и молока, а также входят в состав буферных систем.

Микроэлементы. К микроэлементам, составляющим в сумме 0,1% всех минеральных веществ, относятся: железо (Fе), медь (Сu), цинк (Zп), мар­ганец (Мn), кобальт (Со), иод (I), молибден (Мо), фтор (F), алюминий (Аl), кремний (Si), селен (Sе), олово (Sn), хром (Сr), свинец (Рb) и др.

Микроэлементы молока условно можно подразделить на «естественные», то есть поступившие в молоко из клеток молочной железы коровы, и «вне­сенные», то есть попавшие в молоко с поверхности тары и оборудования.

Многие микроэлементы имеют огромное физиологическое значение для новорожденного теленка и обусловливают в значительной степени пи­щевую и биологическую ценность молока для человека. Они обеспечива­ют построение и активность жизненно важных ферментов, витаминов и гормонов. Молочнокислые бактерии, входящие в состав бактериальных заквасок, чувствительны к содержанию некоторых микроэлементов в мо­локе (Fе, Мn. Со и др.).

Однако загрязнение молока медью, железом, оловом, цинком и осо­бенно свинцом, ртутью, кадмием и мышьяком представляет угрозу для здо­ровья человека. Поэтому их содержание в молоке ограничено предельно-допустимыми уровнями.

Ферменты. В молоке имеются нативные (истинные) ферменты, попа­дающие в него из секреторных клеток молочной железы или непосред­ственно переходящие из крови. Из молока, полученного от здоровых жи­вотных при нормальных условиях их содержания, выделено более 20 нативных ферментов различных классов (оксидоредуктаз, трансфераз, гидролаз, лиаз и др.) [1,9, 16].

Кроме нативных ферментов в молоке содержатся многочисленные микробные ферменты (внутриклеточные и внеклеточные), продуцируемые микрофлорой, попадающей в молоко из воздуха и других источников в процессе получения, хранения и транспортирования, а также в составе бактериальных заквасок.

Ферменты, встречающиеся в молоке и молочных продуктах, имеют большое практическое значение. Так, некоторые ферменты могут вызвать глубокие изменения составных частей молока во время хранения с воз­никновением различных пороков вкуса и запаха. Распад липидов, белков, сбраживание углеводов при производстве сыров происходит под действи­ем целого ряда липолитических, протеолитических, окислительно-восста­новительных и других ферментов.

Сыродел должен в первую очередь знать свойства оксидоредуктаз и гидролаз.

Оксидоредуктазы. К ним относятся дегидрогеназы, оксидазы, лактопероксидаза и каталаза.

Многочисленные дегидрогеназы (редуктазы) накапливаются в сы­ром молоке при размножении в нем различных бактерий. По количе­ству дегидрогеназ судят о бактериальном обсеменении молока (редуктазная проба).

Дегидрогеназы, вырабатываемые молочнокислыми, пропионовокислыми и другими бактериями заквасок (глюкозо-6-фосфат-дегидрогеназа, лактатдегидрогеназа, пируватдегидрогеназа и др.), принимают активное участие в молочнокислом, пропионовокислом, а также в маслянокислом брожениях во время созревания сыров.

К оксидазам относятся ксантиноксидаза и оксидазы аминокислот.

Ксантиноксидаза (Н. Ф. 1.2.3.2) катализирует окисление пуриновых оснований (гипоксантина и ксантина) до мочевой кислоты, а также различных альдегидов (ацетальдегида и др.) до соответствующих кислот. В молоке он с большей скоростью окисляет альдегиды, чем пурины.

Образующийся в процессе окисления альдегидов Н2О2 обладает бактерицидным действием (при высокой концентрации) и (или) может активизировать антибактериальную лактопероксидазную систему.

Лактопероксидаза (Н. Ф. 1.11.1.7) содержится в коровьем мо­локе (женское молоко содержит миелопероксидазу — пероксидазу, выде­ляемую лейкоцитами) в значительном количестве; фермент термостаби­лен, инактивируется при температуре около 80°С. Пероксидазы обычно катализируют следующую реакцию окисления:

Лактопероксидаза входит в состав антибактериальной системы моло­ка по отношению к бактериям родов Escherichia, Pseudomonas, Salmonella и др. Система содержит три компонента — лактопероксидазу, Н202 и тиоциамат. Тиоцианат (SCN-) образуется в молоке из тиосульфата и цианида под действием фермента роданезы; Н202 является продуктом метаболизма молочнокислых и других бактерий, содержащихся в молоке, а также окис­ления ацетальдегида ксантиноксидазой.

При взаимодействии всех трех компонентов происходит окисление тиоцианата с образованием гипотиоцианата (OSCN-), являющегося силь­ным окислителем, который система использует для атаки бактерий.

Для стабилизации качества сырого молока в тропических странах ре­комендуют данную антибактериальную систему активизировать путем незначительного повышения концентрации Н202 или тиоцианата.

Каталаза (Н. Ф. 1.11.1.6) окисляет пероксид водорода:

Каталаза переходит в молоко из крови, а также вырабатывается бакте­риями и лейкоцитами. В свежем молоке с низким количеством микрофло­ры каталазы содержится мало. Однако ее количество резко повышается при бактериальном обсеменении молока, мастите, и в начале лактации (в молозиве). Определение активности каталазы используют для контроля анормального молока и выявления его обсемененности психротрофной микрофлорой.

Гидролазы. В молоке обнаружены липазы, фосфатазы, протеазы и дру­гие менее важные гидролитические ферменты.

К липолитическим ферментам относятся липаза (Н. Ф. 3.1.1.3), липопротеидлипаза (Н. Ф. 3.1.1.34) и различные фосфолипазы (Н. Ф. 3.1.1.4; Н. Ф. 3.1.4.3; Н.Ф. 3.1.4.4 и др.) [1.9, 15, 16].

Гидролиз триацилглицеринов молочного жира осуществляют липаза (адсорбируемая на оболочках жировых шариков) и липопротеидлипаза (свя­занная с мицеллами казеина). Механизм их действия на жир аналогичен и происходит по уравнению:

Нативная липаза молока показывает активность при рН 6. 10, липопротеидлипаза — при рН 8,7. 9.

Кроме нативных липаз расщепление молочного жира осуществляют многочисленные липолитические ферменты, выделяемые микрофлорой молока, особенно психротрофными бактериями родов Pseudomonas, Achromobacter, Alcaligenes, Micrococcus, Bacillus и др.

Бактериальные липазы термостабильны, обладают высокой активно­стью и могут вызвать прогоркание молока вследствие накопления низко­молекулярных жирных кислот (масляной, капроновой и др.).

Липолитические ферменты заквасочных культур (молочнокислых и пропионовокислых бактерий) принимают участие в формировании органолептических показателей сыров. Среди молочнокислых бактерий осо­бенно активны термофильные палочки и стрептококки — L. helveticum, L. lactis, Str. thermophilus (M. С. Уманский).

Пропионовокислые бактерии (P. shermanii и др.) обладают более вы­сокой липазной активностью по сравнению с молочнокислыми бактерия­ми. И особенно высокой липазной активностью отличаются плесени рода Pénicillium (Реn. album, Реn. candidum, Реn. roqueforti и др.) и дрожжи ро­дов Candida, Torulopsis и др.

Фосфолипазы (A1, A2, С, D и др.) катализируют гидролиз фосфо­липидов с образованием жирных кислот и других продуктов:

Нативные фосфолипазы молока имеют незначительную активность, более активны фосфолипазы. продуцируемые психротрофными бактери­ями, — в результате их работы молоко может приобрести «окисленный» и «рыбный» привкусы.

В настоящее время хорошо изучена фосфолипазная активность мо­лочнокислых бактерий. Высокая активность характерна для Leu. cremoris, средняя — для Lac. lactis и Lac. diacetilactis, низкая — для Lac. cremoris. Пропионовокислые бактерии обладают сравнительно высокой фосфолипазной активностью. Так, около 47,5% всех изученных штаммов, по дан­ным М. С. Уманского и Г. А. Козловой, показали высокий уровень актив­ности. Продукты гидролиза фосфолипидов принимают важное участие в формировании вкуса сыров [15].

В свежевыдоенном молоке обнаружены щелочная и незначительное количество кислой фосфатазы (Н. Ф. 3.1.3.1; Н. Ф. 3.1.3.2). Фермент гидролизуют различные эфиры фосфорной кислоты с образованием неор­ганического фосфата:

Щелочная фосфатаза (с оптимумом рН 9,6) попадает в молоко из кле­ток молочной железы и концентрируется на оболочках жировых шариков. Она чувствительна к повышенной температуре; кислая фосфатаза (с опти­мумом рН около 5) термостабильна. Высокая чувствительность щелочной фосфатазы к нагреванию положена в основу метода контроля эффектив­ности пастеризации молока.

В молоке содержатся разнообразные нативные и бактериальные протеиназы (протеазы), отличающиеся строением каталитического центра, оптимум рН и субстратной специфичностью. Все они катализируют гид­ролиз пептидных связей белков (казеина) молока:

К нативным протеиназам молока относится главным образом щелочная (сериновая) протеиназа — плазмин (содержание второй щелочной протеиназы — тромбина, а также кислой потей пазы в молоке незначительно) [1, 16].

Плазмин (Н. Ф. 3.4.21.7) попадает в молоко из крови, содержится в основном в виде профермента — плазминогена (его количество в 6. 8 раза выше содержания плазмина).

Механизм перехода плазминогена в плазмин до конца не выяснен. Об­наружены активаторы и ингибиторы этого процесса. Активаторами явля­ются ионы кальция, хлорид натрия (в концентрации 2%) и др. В качестве ингибитора может выступать β-лактоглобулин. Молекулярная масса плазмина составляет 48 000, по-видимому, он может находиться также в виде димера с массой около 100 000. Фермент работает в интервале температур 5. 55°С и при рН 6,5. 9 [17].

Плазмин достаточно термостабилен. Так, пастеризация молока при температуре 72 ± 2°С в течение 15 с снижает активность фермента и его предшественника лишь на 10%. По некоторым данным, пастеризация мо­лока может повысить активность фермента на 30. 40%, вероятно, за счет инактивации ингибитора плазмина.

Фермент проявляет специфичность по отношению к фракциям казеи­на — наиболее чувствителен к плазмину β- и αs2-казеин. Действие плазми­на на β-казеин ведет к разрыву пептидных связей с остатками лизина с образованием γ-казеинов и фосфопептидов. По-видимому, расщепление β-казеина под действием плазмина с образованием γ-казеинов происхо­дит при производстве некоторых видов сыров (чеддер, гауда, мягкие сыры, созревающие при участии микрофлоры сырной слизи и др.). Оптималь­ные условия для работы плазмина — высокий рН (6,2) и низкая концент­рация NaСL (около 2%). Таким образом, при определенных условиях β-казсин может подвергаться активному протеолизу, влияя на консистен­цию белковых сгустков и качество готового сыра.

Психротрофные бактерии, попадающие в молоко, выделяют активные протеиназы, которые могут вызвать различные пороки вкуса молока и мо­лочных продуктов.

Молочнокислые бактерии заквасок продуцируют кислые протеиназы, которые могут иметь важное значение при производстве сыров. Лактококки и стрептококки обладают более низкой протеолитической активно­стью по сравнению с молочнокислыми палочками, особенно термофиль­ными лактобактериями.

Амилаза и лизоцим — это ферменты, гидролизующие гликозидные свя­зи в различных соединениях.

В нормальном молоке содержится в основном α-амилаза (Н. Ф. 3.2.1.1). Фермент катализирует расщепление полисахаридных цепей крахмала с образованием декстринов и мальтозы. В нормальном молоке со­держится небольшое количество α-амилазы. При заболевании коров масти­том ее содержание повышается. Фермент термолабилен — нагревание мо­лока до 63°С в течение 30 мин инактивирует α-амилазу полостью.

Лизоцим, или мурамидаза (Н. Ф. 3.2.1.17) катализирует гидролиз гликозидных связей в полисахаридах клеточных стенок бактерий, вызывая их гибель. Он губительно действует на патогенные стрептококки и стафилококки, эшерихии, сальмонеллы и другие возбудители мастита животных.

Коровье молоко содержит небольшое количество лизоцима (около 0,2 мкг/мл), в женском молоке его во много раз больше. С учетом также низкого уровня в коровьем молоке другого защитного вещества — лактоферрина, по-видимому, главным фактором естественного (неспецифичес­кого) иммунитета следует считать лактопероксидазную систему молока. Для сравнения, в женском молоке именно высокое содержание лизоцима и лактоферрина (вместе с секреторным иммуноглобулином А) обусловли­вает его бактерицидное и бактериостатическое действие.

Антибактериальные компоненты. В течение определенного времени в свежевыдоенном молоке размножение микроорганизмов не происходит из-за наличия в нем антимикробиальных веществ. Время, в течение которого в молоке не размножаются микроорганизмы, называют бактерицидной фазой

Продолжительность бактерицидной фазы зависит от температуры и степе­ни обсеменения молока микробами. В неохлажденном молоке микроорга­низмы начинают размножаться уже через 2 ч после выдаивания, в молоке, охлажденном сразу после выдаивания до 10°С, — примерно через 24 ч.

Естественные антимикробиальные вещества молока полностью раз­рушаются при нагревании его до 95°С в течение 5 мин. Изучены антимик­робиальные вещества двух типов ингибирования: специфического (имму­ноглобулины, клеточный иммунитет, фагоцитоз) и не специфический (лизоцим, лактоферрин, система лактопероксидаза).

Специфический тип ингибирования. Иммуноглобулины. Пере­ходят в молоко из крови, а также образуются в самой молочной железе. Образование специфических иммуноглобулинов в молочной железе ин­дуцируется антигенами из кишечника коровы, микроорганизмами, попав­шими в железу через сосковый канал, из доильных машин, от телят под­сосного периода и из других объектов внешней среды. Содержание имму­ноглобулинов в молозиве достигает 15%, что предохраняет телят от ин­фекции в период, пока не сформировались их собственные защитные силы.

Клеточный иммунитет. Клеточный иммунитет обусловлен наличием в молоке клеток В- и Т-лимфоцитов, которые способны реаги­ровать на бактериальные клетки, попавшие в молоко (антигены) и образо­вывать специфические антитела, уничтожающие эти микроорганизмы.

Фагоцитоз. В 1 мл нормального молока содержится (1. 3) Ч 105 соматических клеток, из которых 80. 90% составляют эпителиальные клет­ки, не более 8% полиморфноядерные лейкоциты и лимфоциты, менее 1% — макрофаги. В 1 мл молока из инфицированных долей вымени количе­ство соматических клеток повышается до 106. 107, из которых > 90% явля­ются полиморфноядерные лейкоциты и лимфоциты, обладающие в моло­ке пониженной бактерицидной активностью, так как захватывают жиро­вые шарики и казеин.

Неспецифический тип ингибирования. Лизоцим. Лизоцим молока об­ладает значительно большей активностью и более широким спектром дей­ствия, чем наиболее изученный из лизоцимов — лизоцим яичного белка.

Лактоферрин. Лактоферрин — белок, связывающий железо, встречается в молоке и других биологических жидкостях, полиморфноядерных лейкоцитах и лимфоцитах. Лактоферрин связывает Fe только в при­сутствии бикарбонатов (моль/моль). Бактериостатическое действие лактоферрина исчезает в присутствии цитратов и усиливается в присутствии специфических антител. В женском молоке, по сравнению с коровьим, лактоферрина содержится примерно в 100 раз больше.

Система лактопероксидаза (тиоцинат, перекись водорода). В лактопероксидазной системе лактопероксидаза катали­зирует окисление тиоцинатов перекисью водорода, промежуточные про­дукты этого окисления задерживает рост многих микроорганизмов. Лактопероксидазы и тиоцинаты попадают в молоко из организма коровы, пе­рекись водорода образуют сами микроорганизмы, в том числе молочно­кислые бактерии. Тиоцинаты могут образовываться из глюкозидов непос­редственно в молоке под действием фермента роданазы.

Витамины. В молоке содержатся практически все витамины, необхо­димые для нормального развития новорожденного в первые недели и даль­нейшей его жизни.

Большинство витаминов поступает в организм животного с кормом и синтезируется микрофлорой. Содержание витаминов в сыром молоке за­висит от кормовых рационов, времени года, физиологического состояния, породы и индивидуальных особенностей животного. При этом зависимость содержания витаминов от состава кормов в большей степени характерна для жирорастворимых витаминов, чем для водорастворимых. Последние могут синтезироваться микрофлорой рубца коровы. Содержание некото­рых витаминов в молоке изменяется при его транспортировке, храпении и тепловой обработке.

В сырах обнаруживается большая часть присутствующих в молоке жи­рорастворимых витаминов и значительное количество водорастворимых ви­таминов (последние в большом количестве остаются в сыворотке). Микро­флора, участвующая в созревании сыров, обогащает сыры некоторыми ви­таминами. Например, пропионовокислые бактерии синтезируют в сырах ви­тамин В12, микрофлора поверхностной слизи — фолиевую кислоту. Молоко нормального состава полностью обеспечивает потребность микрофлоры зак­васки в витаминах. Среднее содержание витаминов в молоке приведено выше.

Жирорастворимые витамины. В молоке присутствуют жирораствори­мые витамины А, D, Е, Fи К в активной и неактивной формах (в виде провитаминов).

Витамин А (ретинол) и каротиноиды (провитами­ны А). Витамин образуется в организме животных из каротинов, кото­рые синтезируются зелеными растениями, а также микроорганизмами руб­ца. Содержание витамина А повышается в молозиве и в молоке первого месяца лактации и понижается к концу лактации. Наиболее богато вита­мином молоко летом, когда животные поедают зеленый корм, содержа­щий много каротина. В течение стойлового периода содержание витамина А снижается, особенно во второй его половине, когда в организме живот­ного истощаются резервы провитамина А. В молоке наряду с витамином А присутствуют каротиноиды, которые легко окисляются кислородом, осо­бенно на свету в присутствии металлов (меди и железа).

Витамин D (кальциферолы). Молоко содержит незначитель­ное количество витамина — в основном D3, который синтезируется в организ­ме животного из провитамина (7-дегидрохолестерина) при УФ-облучении. Ле­том в молоке содержится витамина D3 в 5. 8 раз больше, чем зимой. Эффек­тивным средством увеличения содержания витамина в молоке является облу­чение животных ультрафиолетовыми лучами и скармливание им препаратов этого витамина. В сыры витамин D3, почти полностью переходит с жиром.

Витамин Е (токоферолы). В молоке содержится наиболее активный α-токоферол. Токоферолы термоустойчивы, но легко окисля­ются, особенно при УФ-облучении. Витамин Е является антиоксидантом и предотвращает окисление липидов, витамина А, β-каротина. Стабилиза­тором витамина Е является аскорбиновая кислота. В сыры переходит боль­шая часть токоферолов молока.

Водорастворимые витамины. К водорастворимым витаминам молока от­носятся витамины группы В, биотин (Н), аскорбиновая кислота (С) и др.

Тиамин (витамин В1). В молоке содержится свободный тиа­мин (50. 70% всего количества), а также в форме тиаминдифосфата, ос­тальное количество связано с белком. Количество тиамина в молоке в те­чение года практически постоянно, то есть не зависит от состава кормов.

Рибофлавин (витамин В2). В молоко переходит из корма и синтезируется микрофлорой рубца животных. В молоке 65. 69% витами­на содержится в свободном состоянии, а часть в виде коферментов (ФМН и ФАД) входит в состав окислительно-восстановительных ферментов мо­лока. Обладает свойствами желто-зеленого пигмента и обуславливает ок­раску молочной сыворотки. Молоко и молочные продукты являются основным источником витамина В2 для человека. Концентрация рибофла­вина в сырах в 2. 3 раза выше, чем в молоке.

Пантотеновая кислота (витамин В3). Участвует в син­тезе кофермента А, обмене жирных кислот, липидов и стеринов. Является фак­тором роста для молочнокислых, пропионовокислых бактерий и дрожжей, при ее недостатке в молоке замедляется рост бактериальных культур заква­сок. Синтезируется растениями и микрофлорой желудочно-кишечного трак­та животных. Концентрация В3 в сырах примерно такая же, как и в молоке.

Ниацин (витамин РР). В молоке содержится мало витамина РР, но молочные белки богаты триптофаном, который в организме живот­ного и человека метаболизируется до никотиновой кислоты. Витамин син­тезируется микроорганизмами рубца животного, его содержание в молоке относительно стабильно. Витамин РР устойчив к повышенным темпера­турам, свету и окислителям. Концентрация в сырах ниацина возрастает по сравнению с молоком.

Пиридоксин (витамин В6). Витамин входит в состав фер­ментов, катализирующих переаминирование и декарбоксилирование не­которых аминокислот. Синтезируется растениями, микрофлорой пищева­рительного тракта. Содержание в молоке зависит от стадии лактации. В цельном молоке небольшая часть витамина находится в связанной фор­ме, а большая часть — в свободной. Концентрация пиридоксина в сырах в 2. 3 раза выше, чем в молоке.

Витамин В12 (цианокобаламин). Синтезируется микро­флорой рубца и кишечника животных, а также поступает с кормами жи­вотного происхождения (рыбная, мясокостная мука, сыворотка и др.). При­нимает участие в метаболизме пропионовой кислоты, синтезе нуклеино­вых кислот, метионина, холина и др. В молоке значительная часть витами­на В12 связана с защитным белком. Концентрация витамина В12 в сырах в 3. 4 раза выше, чем в молоке.

Фолацин (фолиевая кислота, витамин Вс). Витамин участвует в процессах кроветворения, синтезе нуклеиновых кислот, холина и других соединений. Вместе с входящей в ее состав парааминобензойной кис­лотой является фактором роста для многих микроорганизмов. Поэтому недо­статок ее и других факторов роста (ниацина, пантотеновой кислоты и биоти­на) в молоке весной может быть причиной замедленного развития молочно­кислых бактерий заквасок. Фолацин синтезируется растениями, большинством микроорганизмов, в том числе микрофлорой желудочно-кишечного тракта животных.

Биотин (витамин Н). Витамин, параду с другими витаминами (пантотеновая и фолиевая кислоты), необходим для развития дрожжей и мо­лочнокислых бактерий. В сырах концентрация биотина ниже, чем в молоке.

Аскорбиновая кислота (витамин С). Синтезируется ра­стениями и животными, но не синтезируется человеком. Витамин актив­но участвует в окислительно-восстановительных процессах, происходящих в молоке. Содержание в молоке зависит от индивидуальных особенностей животных, обычно повышается осенью и зимой, а летом понижается. В свежем молоке содержится 67. 78% восстановленной формы аскорбино­вой кислоты и 22. 33% — дегидроаскорбиновой кислоты.

Витаминоподобные соединения. К ним относятся холин, n-аминобензойная кислота, оротовая кислота и некоторые другие.

Холин. Входит в состав некоторых фосфолипидов (лецитина, сфингомиелина), обладает мощным липотропным действием. Синтезируется ра­стениями и животными, но не синтезируется человеком; в молоке содер­жание холина в течение года относительно стабильно. Концентрация в сы­рах примерно такая же, как и в молоке.

Парааминобензойная кислота. Имеет большое биологи­ческое значение — является фактором роста микроорганизмов.

Оротовая кислота. Является промежуточным продуктом био­синтеза пиримидиновых оснований (урацила, цитозина и тимина). У мле­копитающих оротовая кислота синтезируется из аспарагиновой и карбамоилфосфата. Она способна усиливать рост микроорганизмов и жи­вотных. В молоке содержится в сравнительно больших количествах.

Гормоны. В молоко из крови переходят эндогенные гормоны (гормо­ны, выделяемые эндокринными железами животного) и экзогенные гор­моны (гормональные препараты, применяемые для стимулирования мо­лочной продуктивности, усвоения кормов, развития животных и т. д.). По химическому строению некоторые из них являются пептидами и белками, большая группа имеет стероидную структуру, другие представляют собой производные аминокислот и жирных кислот.

К гормонам пептидной природы молока относятся пролактин, окситоцин, соматотропин и др. Пролактин (лактогенный гормон) яв­ляется гормоном передней доли гипофиза, стимулирует развитие молоч­ных желез, образование и секрецию молока. Окситоцин — это гормон зад­ней доли гипофиза, стимулирующий секрецию молока и синтез белка. Со­матотропин (или гормон роста) повышает удои молока при даче препара­тов гормона животным.

Из стероидных гормонов в молоке обнаружены кортикостероиды и половые гормоны — андрогены, экстрогены и прогестерон. К гормо­нам — производным аминокислот и жирных кислот — можно отнести тироксин и простагландины.

Посторонние химические вещества. К посторонним химическим ве­ществам молока, имеющим значение с точки зрения охраны здоровья человека, относится широкий диапазон примесей: антибиотики, пестициды, детергенты, дезинфектанты, тяжелые металлы и мышьяк, радионуклиды, микотоксины, бактериальные яды, нитраты, нитриты, диоксины и др.

Помимо токсичности многие из этих веществ обладают свойством нару­шать ход технологических процессов при выработке молочных продуктов, что приводит к снижению качества этих продуктов и их пищевой ценности.

Уровень загрязненности молока химическими примесями подлежит систематическому контролю в соответствии с принятыми стандартами, рег­ламентирующими их содержание. Ниже приведены гигиенические требо­вания к качеству и безопасности молока как продукта продовольственно­го сырья и пищевого продукта (допустимые уровни) [21]:

Кроме естественных антибактериальных систем молока, которые мы рассматривали выше, в перерабатываемом сырье могут быть ингибиторы роста бактерий, отсутствующие в нормальном молоке. Последние попада­ют в молоко при использовании недоброкачественных кормов или лече­нии коров химическими препаратами, а также в результате жизнедеятель­ности нежелательной микрофлоры.

При загрязнении молока антибиотиками, лекарственными вещества­ми и дезинфицирующими соединениями ухудшаются гигиенические свой­ства молока. Употребление его в пищу может привести к возникновению аллергических заболеваний.

Антибиотики. При лечении мастита и других заболеваний животных широко применяют различные антибиотики (антибиотики также могут вно­сить в корма или молоко при его фальсификации): пенициллин, стрепто­мицин, окситетрациклин (терромицин), левомицетин и др. Наиболее широкое распространение в ветеринарной практике нашли антибиотики пе­нициллинового ряда.

Растворы антибиотиков вводят внутримышечно или непосредствен­но в пораженные бактериальными инфекциями доли молочной железы лактирующих животных. При этом 10. 40% используемой дозы антиби­отиков переходят в молоко в течение 48. 72 ч и более после инъекции в молочную железу. Содержание антибиотиков в молоке зависит от дозы, свойств применяемого препарата и индивидуальных особенностей жи­вотного.

Тепловая обработка молока лишь незначительно разрушает антибио­тики. Так, поданным И. И. Архангельского, после пастеризации в молоке остается 72. 94% первоначального количества антибиотиков.

Чувствительность микроорганизмов к антибиотикам представлена в табл. 1.6.

Чувствительность молочнокислых и пропионовокислых бактерий к антибиотикам

Наиболее чувствительны к антибиотикам термофильный стрептококк и молочнокислые палочки. Антибиотики нарушают сычужное свертыва­ние молока при производстве творога и сыра, что отрицательно сказывает­ся на консистенции и вкусе этих продуктов. Поэтому полученное в течение 2. 5 дней после применения антибиотиков молоко не подлежит сдаче на молочные заводы.

Пестициды. В молоко пестициды попадают через загрязненный корм или кожу при санитарной обработке шерстного покрова животных против насекомых. Для этой цели широко используются фосфорорганические пестициды (кар­бофос, хлорофос, метафос, фосфамид), а ранее применялись хлорорганические (альдрин, гексахлорциклогексан, ДДТ). Степень перехода в молоко и ток­сичность этих двух групп соединений различна.

Моющие и дезинфицирующие вещества. Остатки средств для санитарно-гигиенической обработки попадают в молоко при недостаточно тщатель­ном ополаскивании водой доильных установок и оборудования на фермах после использования синтетических моющих или моюще-дезинфицирующих средств. Соблюдение инструкций по мойке и дезинфекции оборудо­вания и технологических трубопроводов на перерабатывающих предприя­тиях исключает возможность попадания этих средств в молоко, однако при неполадках автоматических устройств и безразборной мойке возможно загрязнение ими молока.

Наличие в молоке моющих веществ ухудшает его технологические свойства — приводит к нарушению процесса получения сгустков при про­изводстве сыров. Наиболее опасны препараты, содержащие сульфонол, активный хлор, йод и четырехзамещенные соединения аммония.

Тяжелые металлы и мышьяк. Некоторые из тяжелых металлов (свинец, ртуть, кадмий) и мышьяк высокотоксичны, другие (медь, цинк и др.) ток­сичны только при высоких концентрациях, поэтому их предельное содер­жание регламентировано во всех пищевых продуктах.

В большинстве случаев загрязнение молока наиболее опасными тя­желыми металлами (Рn, Hg, Сd) и мышьяком имеет эндогенное проис­хождение. Эти токсичные элементы поступают в окружающую среду с отходами промышленных предприятий, выхлопными газами автотран­спорта, пестицидами и удобрениями и попадают в организм животных через корм. Отравление коров ртутью и мышьяком также возможно при использовании для кормовых целей зерна, протравленного ртутьсодержащими (гранозан, меркуран) и мышьяковистыми (арсенат кальция) препаратами. Однако в молоко выделяется лишь незначительная часть токсичных веществ. Поэтому молоко по сравнению с другими пищевы­ми продуктами (мясо, рыба) меньше загрязнено тяжелыми металлами и мышьяком.

Радиоактивные вещества. Источниками радиоактивного загрязнения пи­щевых продуктов являются радионуклиды, выделяемые в атмосферу при до­быче, испытании и хранении ядерного топлива и выпадающие на земную поверхность с атмосферными осадками. Молоко загрязняется искусствен­ными радионуклидами стронция (90Sr, 89Sr), цезия (137Cs), иода (131I) и други­ми в основном биологическим путем по цепи атмосфера → почва → расте­ния → животные → молоко. Наибольшую опасность для животных и чело­века представляют радионуклиды с длительным периодом полураспада — 90Sr и 137Cs; для детей также опасен короткоживущий 131I. (При загрязнении молока радиоизотопами его можно очистить с помощью ионообменных смол и альгинатов, задерживающих 75. 95% радиоактивного стронция и цезия. Из такого молока рекомендуется вырабатывать сливочное и топле­ное масло — в масло переходит менее 1 % общего количества радиоизотопов молока — или сыр и творог кислотным способом.)

Микотоксины, бактериальные и растительные яды. Несомненную опас­ность представляет развитие в кормах и продуктах питания некоторых ви­дов микроскопических плесневых грибов (Aspergillus, Fusarium, Pénicillium и др.). При поражении кормов (сено, солома, рыбная мука, фураж) микро­скопическими грибами в них образуются и накапливаются так называе­мые микотоксины — афлатоксины, патулин, охратоксин, зеараленон и др. Скармливание заплесневелых кормов может привести к отравлению жи­вотных и выделению части микотоксинов в молоко.

К числу наиболее опасных микотоксинов относятся афлатоксины — канцерогенные вещества, синтезируемые грибами Asp. flavus и Asp. parasiticus. Известно и идентифицировано более восьми различных афлатоксинов (В1 В2, G1, G2, M1, М2 и др.). Из них наибольшей токсичностью обладает В1, который в организме млекопитающих переходит в менее опас­ный метаболит М1.

Ввиду высокой токсичности афлатоксинов ФАО/ВОЗ установлена до­пустимая их концентрация в кормах для молочного скота 20 мкг/кг. В мо­локе допустимый уровень содержания афлатоксина М1, установленный СанПиН 2.3.2.1078-01, составляет 0,0005 мг/кг. При пастеризации моло­ка количество афлатоксинов снижается незначительно.

Потенциальную опасность для человека могут представлять токсины бактериального происхождения: энтеротоксины, вырабатываемые коагулазоположительными стафилококками; эндотоксины, продуцируемые грамотрицательными и грамположительными бактериями родов (Salmonella, Escherichia, Proteus, Clostridium, Bacillus и др.).

Энтеротоксины, синтезируемые штаммами Staph. aureus, делятся на семь типов (А, В, С, D, Е и др.). Они представляют собой термоустойчи­вые белки. Активность их снижается лишь при длительном 2. 3 часовом кипячении или автоклавировании молока. Оптимальные условия для роста Staph. aureus и образования ими энтеротоксинов: температура 40°С, pH 6,5. 7,3. Высокие концентрации NaCl (8. 10% и более) не задерживают их рост и синтез токсинов. Энтеротоксины (оставшиеся в молоке после пастеризации или образующиеся при вторичном обсеменении) могут быть причиной пищевых токсикозов.

Эндотоксины, вырабатываемые бактериями Salm. typhimirium, Е. coli, Р. vulgaris, Cl. perfringens. Bac. cereus и др., при употреблении молочных продуктов, содержащих большое количество живых микробов, вызыва­ют пищевые токсикоинфекции — острые кишечные заболевания (гаст­роэнтерит).

Иногда молоко загрязняется различными растительными ядами, вы­зывающими отравления молодых животных и человека. В организм жи­вотных они попадают при поедании ядовитых растений (безвременник осенний, белена черная, полевой хвощ, лютик и пр.), неумеренных коли­честв хлопчатникового жмыха, проросшего картофеля и др.

Нитраты, нитриты и другие посторонние вещества. Молоко обычно со­держит незначительное количество нитратов (0,2. 0,8 г/кг) и нитритов (2. 3 мкг/кг). Нитраты корма и образующиеся из них в рубце нитриты по­чти полностью разрушаются в организме животного. При большом содер­жании их в некоторых кормах (силос, гидролизные дрожжи и другие) мо­жет наблюдаться более активный переход нитратов и нитритов в молоко.

Нитраты и нитриты представляют опасность для человека, так как яв­ляются предшественниками синтеза в его организме (и в пищевых про­дуктах) канцерогенных Н-нитрозаминов (НА) — соединений типа: R-(R1)N-NО.

В группу нитрозируемых предшественников НА входят вторичные и третичные амины (диметил-, диэтил-, триметиламин и др.), содержащие­ся во многих пищевых продуктах (сыр, мясо, рыба и т.д.).

К числу посторонних веществ, загрязняющих молоко и молочные про­дукты, можно отнести следующие соединения: полициклический арома­тический углеводород — 3,4-бенз(а)пирен (содержащийся в кормах, дыме, смолах, парафине и т. д.); диоксины и диоксиноподобные соединения; гор­мональные препараты (эстрадиол 17β и др.); соединения, применяемые в ряде стран в качестве красителей, стабилизаторов, ароматизаторов и дру­гих добавок без должной проверки их на пищевую безопасность.

Источник