Биохимия молока

     Недостаток  витамина Р сопровождается потерей  устойчивости и проницаемости капилляров, повышенной ломкости кровеносных сосудов, приводящих к мелкоточечным кровоизлияниям.

     Витамин РР (никотиновая кислота, антипеллагрический) – является пиридин-3-карбоновой кислотой.

     В организме животных и человека витамин  образуется из триптофана, а в растениях – из аспартата и производных триоз. Основными источниками витамина для человека являются рис, пшеница, картофель, мясо, печень, почки, морковь и др. Богаты витамином РР пивные дрожжи. В молоке содержится 0,8…1,8 мг/кг.

     При недостатке в организме развивается  заболевание пеллагра (кожа краснеет, становится шершавой, покрывается пузырями, трещинами, на месте лопающихся пузырей  остаются изъязвления).

     Витамин U (S-метилметионин, антигистаминный) – предшественником S-метилметионин является метионин.

     Много витамина U в овощах (свежая капуста, зелень петрушки, лук, перец), фруктах (бананы). Особенно высокое содержание в капустном соке. Богаты витамином молоко и животные ткани (печень). Витамин используется при лечении язвенной болезни в качестве антигистаминного препарата. 

     Жирорастворимые витамины.

     Витамин А (ретинол, антиксерофтальмический) – в составе витамина шестичленное β-иононовое кольцо, два остатка изопрена и спиртовая группа.

     Высокое содержание витамина отмечается в печени крупного рогатого скота и свиней, яичном желтке, сметане, сливках. В молоке витамина А может содержаться от 0,08 до 1,0 мг/кг, а в молозиве – от 0,6 до 12 мг/кг. Особенно богаты витамином овощи (морковь, томаты, перец).

     Витамин D (кальциферолы, антирахитический) – предшественником витамина является эргостерин, представляющий собой одноатомный ненасыщенный циклический спирт, в основе структуры которого пергидрофенантренциклопентан.

     Витамин образуется под действием УФ-облучения  из холестерина или 7-дегидрохолестерина.

     В тканях животных витамин накапливается  в почках, мозге, поджелудочной железе, гипофизе, молочной железе. В молоке содержится от 0,5 до 1,5 мг/кг. Высокое  содержание витамина отмечается в сливочном  масле, желтке яиц, печени трески, в  рыбьем жире, икре. В растениях витамины группы D не синтезируются, однако они являются поставщиками 7-дигидрохолестерина.

     Витамин Е (токоферолы, антиоксидантный) – представляют производные 2-метил-2(4,8,12-триметилтридецил)-хроман-6-ола или токолы.

     Высоко  содержание витамина в растительных маслах (подсолнечное, хлопковое, соевое, кукурузное и др.). Много витамина в капусте, салате, семенах злаков, проростках пшеницы. Витамин Е может накапливаться в животных тканях (мышцы, поджелудочная железа, жировая ткань).  В молоке содержание витамина может доходить до 0,7…1,9 мг/кг. Основной функцией витамина Е является антиокислительная. Они способны защищать от окисления полиненасыщенные жирные кислоты, входящие в состав биомембран, жировых шариков молока.

     Витамин F (эссенциальные жирные кислоты) – представляет собой сумму ненасыщенных жирных кислот, которые не синтезируются в организме животного, но необходимы для его жизнедеятельности. Из НЖК синтезируются простагландины, лейкотриены, простациклины, тромбоксаны, за счёт активности которых и проявляются свойства витамина F. Кроме того, компоненты витамина участвуют в образовании структур биомембран, служат материалом для энергетических потребностей клетки, окисляясь в митохондриях. Недостаток витамина в организме животных приводит к развитию бесплодия.

     Витамин К (нафтохиноны, антигеморрагический). Богаты витамином листья каштана, крапивы, люцерны. Среди овощей больше всего витамина К в капусте, шпинате, тыкве, зелёных томатах. В животных тканях витамина содержится очень мало. Основным источником витамина в детском возрасте является молоко.

     При недостатке витамина К возникают  самопроизвольные паренхиматозные  и капиллярные кровотечения, снижается  скорость свёртывания крови. Проявление недостатка витамина может быть вследствие перенесённых заболеваний печени, обтурационной желтухи, хронических заболеваний кишечника и др.

     Таким образом, мы определили значение и роль витаминов, содержащихся в молоке. 

     Элементный  состав молока

     В молоке содержится более 30 макро- и  микроэлементов, которые присутствуют в свободном виде или в составе белков и биологически активных соединений. Молоко богато содержанием таких макроэлементов, как Na⁺, K⁺, Ca²⁺, Cl^-, P⁺⁵, Mg²⁺ , тогда как микроэлементный состав молока представлен ионами Zn²⁺  Si⁺⁴ Fe³⁺ Al³⁺ F^- B⁺³ Sn²⁺ Br^- Cu²⁺ Mn²⁺ Mo²⁺ Pb²⁺ I^- As³⁺ Se²⁺ Cr³⁺ Ni²⁺ Cd²⁺ Hg²⁺ Co²⁺. При этом их действие в клетках и тканях животных проявляется только в составе белков и биологически активных соединений.

     Mg²⁺ активирует АТФ-зу мышц, участвует в действии АТФ-зависимых ферментов. В молоке содержится 12…14 мг% ионов магния, которые принимают участие в формировании мицелл казеина.

     Fe²⁺ в организме животных участвует в действии гемоглобина, миоглобина, трансферрина, ферритина. Fe³⁺ входит в состав цитохромов и гемсодержащих ферментов, белка молока лактоферрина.

     Фосфор  является составной частью костной  ткани и зубов животных, компонентом  фосфорной кислоты, которая входит в состав нуклеотидов, моно-, ди- и  нуклеозидтрифосфатов и нуклеиновых  кислот, коферментов и др., тогда как ионы хлора обеспечивают в организме животных поддержание трансмембранного потенциала, используются слизистой кишечника для секреции соляной кислоты. В молоке содержится от 100 до 120 мг% ионов хлора.

     Ионы  меди, цинка, кобальта, молибдена, марганца, а также фтора, йода и брома присутствуют в молоке в микроколичествах. При этом, эти ионы входят в состав функционально важных ферментов и биологически активных соединений. Содержание ионов меди в молоке может достигать 0,013…0,014 мг%.

     Zn²⁺ входит в состав карбоангидразы, карбоксиполипептидазы, лактатдегидрогеназы, глютаматдегидрогеназы. В молоке содержится 0,3…0,5 мг% ионов цинка.

     Co²⁺ входит в состав витамина В₁₂, участвует в механизме действия трансфераз, изомераз, дипептидазы, активирует пируваткарбоксилазу, рибофлавинкиназу, аргиназу, щелочную фосфатазу, тогда как Mo²⁺ присутствует в составе ксантиноксидазы.⁴

     Cr³⁺ активирует фосфоглюкомутазу и трипсин, тогда как Mn²⁺ активирует АТФ-зависимые ферменты. В молоке содержится 0,004…0,008 мг% ионов марганца.

     F^- накапливается в костной ткани зубов и скелетных костей, тогда как Br^- принимает участие в биосинтезе гормонов гипофиза, а I^- входит в состав гормонов щитовидной железы, которые оказывают регуляторное действие на функционирование молочной железы.

     Са²⁺ в организме животных необходим для формирования костной ткани, проведения нервного импульса, активирует VIII фактор свёртываемости крови, участвует в мышечном сокращении, стабилизирует белки.

     Содержание  кальция в молоке составляет 114…130 мг%. Около 20% всего количества ионов кальция принимают участие в формировании мицелл казеина. Остальная часть ионов кальция находится в растворе в виде солей фосфорной и лимонной кислот.

     Далее в таблице мы рассмотрим содержание веществ в молоке.

Содержание веществ  в молоке                                                                Таблица

     Таким образом, мы определили значение и роль минеральных веществ в молоке. 

     Устойчивость  природной эмульсии при кипячении  молока

     При технологической обработке молока в первую очередь изменяется внешний  слой оболочки, имея неровную, шероховатую, рыхлую поверхность и довольно большую толщину после перемешивания, встряхивания и хранения. Оболочки шариков жира становятся более гладкими и тонкими. Это объясняется десорбцией липопротеидных мицелл из оболочек в плазму. Одновременно с десорбцией мицелл происходит сорбция белков и др. компонентов плазмы молока на поверхности мембраны шариков жира. Вот эти два явления десорбции — сорбции вызывают изменение состава и поверхностных свойств оболочек, что приводит к снижению прочности и частичному разрыву.

     В процессе тепловой обработки молока уже происходит частичная денатурация  мембранных белков, что способствует дальнейшему снижению стабильности оболочек шариков жира. Они могут  быть разрушены довольно быстро и  в результате специального механического воздействия: например, при производстве масла, при действии концентрированных кислот и щелочей, амилового спирта.

     Стабильность  жировой эмульсии в первую очередь  объясняется возникновением на поверхности капелек жира электрического заряда за счет содержания на поверхности оболочки жирового шарика полярных групп — фосфолипидов, СООН, NH₂, СООН — группы маловой кислоты белковых и углеводных компонентов. Значит на поверхности создается суммарный отрицательный заряд (изоэлектрического тока — рН 4,5). К отрицательно заряженным группам присоединяется катион кальция, магния и др. В результате образуется второй электрический слой, силы отталкивания которого превышают силы притяжения. И поэтому не происходит расслоения эмульсии, кроме того дополнительно стабилизирует жировую эмульсию гидратная оболочка, которая образуется вокруг полярных групп мембранных компонентов.

     Вторым  фактором устойчивости жировой эмульсии является создание на границе раздела  фаз структурно-механического барьера  за счет того, что оболочки жировых шариков обладают повышенной вязкостью, механической прочностью и упругостью, которые препятствуют слиянию шариков. Этот фактор наиболее сильный фактор стабилизации концентрированных эмульсий, например, высокожирные сливки. Следовательно, для обеспечения устойчивости жировой эмульсии молока и сливок в процессе выработки молочных продуктов необходимо стремиться сохранить неповрежденными оболочки шариков жира и не снижать степень их гидратации. Для этой цели надо сократить до минимума  механические воздействия на дисперсную фазу молока при транспортивке, хранении и обработке, избегать его вспенивания, правильно проводить тепловую обработку, т. к. длительная выдержка при высоких температурах может вызвать значительную денатурацию структурных белков оболочки и нарушение ее целостности. А также для стабилизации жировой эмульсии необходимо широко применять дополнительное диспергирование жира путем гомогенизации.