Сывороточные и другие белки молока
После осаждения казеина из молока кислотой (при рН 4,6—4,7) в сыворотке остается около 0,6% белков, которые называют сывороточными.Они состоят из β-лактоглобулина, α-лактальбумина, иммуноглобулинов, альбумина сыворотки крови, лактоферрина.
β-Лактоглобулин, α-лактальбумин и иммуноглобулины выполняют важные биологические функции и имеют большое промышленное значение, вследствие высокого содержания незаменимых и серосодержащих аминокислот. Из сыворотки их выделяют в нативном состоянии с помощью ультрафильтрации и применяют для обогащения различных пищевых продуктов.
Альбумин сыворотки крови содержится в молоке в незначительных количествах и не имеет практического значения. Лактоферрин, несмотря на малое содержание, выполняет важные биологические функции и необходим для организма новорожденного.
К другим белкам молока относятся белки, входящие в состав оболочек жировых шариков, их значение огромно.
β-Лактоглобулин. β-Лактоглобулин составляет 50—54% белков сыворотки (или 7—12% всех белков молока). Он имеет изоэлектрическую точку при рН 5,1, в сыром молоке находится в виде димера, состоящего из двух полипептидных цепей с молекулярной массой по 18 000 каждая. При нагревании молока до температуры 30°С β-лактоглобулин распадается на мономеры.
α-Лактальбумин.В сывороточных белках β-лактальбумин занимает второе место после β-лактоглобулина.
α-лактальбумин устойчив к нагреванию, он является самой термофильной частью сывороточных белков (β-лактоглобулин и особенно иммуноглобулины отличаются от α-лактальбумина своей термолабильностью). Большая устойчивость α-лактальбумина к нагреванию обусловливается обратимостью денатурации белка — после охлаждения наблюдается восстановление его нативной структуры за счет самопроизвольною повторного свертывания цепей. Этот процесс называется ренатурацией.
Иммуноглобулины. В обычном молоке иммуноглобулинов содержится мало, в молозиве они составляют основную массу (до 90%) сывороточных белков.
Иммуноглобулины объединяют группу высокомолекулярных белков, обладающих свойствами антител. Антитела — вещества, образующиеся в организме животного при введении в него различных чужеродных белков (антигенов) и нейтрализующие их вредное действие. Следовательно, выделение антител связано с иммунными реакциями организма. Иммуноглобулины молока имеют большую молекулярную массу (150 000 и выше), в своем составе содержат углеводы, термолабильны, т. е. коагулируют при нагревании молока до температуры выше 70°С.
Лактоферрин.Представляет собой гликопротеид молекулярной массой около 76 000, содержит железо. Белок выполняет транспортную функцию — связывает и переносит в организм новорожденного железо; кроме того, обладает защитными свойствами — связывая железо, задерживает развитие нежелательной кишечной микрофлоры. В молоке содержится в малых количествах (менее 0,3 мг/мл), в молозиве его в 10—15 раз больше.
Белки оболочек жировых шариков
К ним относятся белки, являющиеся структурными элементами оболочек жировых шариков и способствующие их стабильности во время технологической обработки. Это, как правило, гликопротеиды молекулярной массой от 15 000 до 240 000, содержащие 15—50% углеводов и характеризующиеся различной растворимостью в воде. Некоторые из них обладают свойствами ферментов. Важный белковый компонент оболочки — нерастворимый в воде (гидрофобный) гликопротеид с молекулярной массой свыше 60 000. Он прочно встроен во внутренний слой оболочки и сохраняется на поверхности жировых шариков во время тепловой и механической обработки молока (сливок).
Липиды
Липиды (от греч. lipos — жир) — это общее название жиров и жироподобных веществ, обладающих одинаковыми физико-химическими свойствами. Липиды не растворяются в воде, но хорошо растворяются в органических растворителях (эфире, хлороформе, ацетоне и др.). К ним относятся нейтральные жиры, фосфолипиды (лецитин, кефалин, сфингомиелин и др.), гликолипиды (цереброзиды и др.), стерины и др.
Жиры служат энергетическим материалом, выполняют функции запасных и защитных веществ; фосфолипиды и гликолипиды являются структурными элементами мембран клеток. Главный представитель стеринов — холестерин — имеет большое биологическое значение, являясь предшественником витаминов группы D, желчных кислот, некоторых гормонов. Однако избыток холестерина в крови может вызвать атеросклероз.
Нейтральные жиры представляют собой смесь сложных эфиров трехатомного спирта глицерина и жирных кислот – триглицеридов.
Молочный жир. Содержание молочного жира в молокеколеблется от 2,8 до 4,5%. По химическому строению молочный жир ничем не отличается от других жиров. Он представляет собой смесь многочисленных триглицеридов.
Фосфолипиды, стерины и другие липиды
Наиболее распространенные фосфолипиды молока - лецитин и кефалин), надолю приходится свыше 60% всех фосфолипидов. Основная частьфосфолипидов молока (60—70%) входит в состав оболочек жировых шариков.
Фосфолипиды обладают способностью эмульгировать жиры и легко образуют комплексы с белками, чем объясняется их участие в формированииклеточных и других мембран.
Вследствие большого содержания полиненасыщенных жирных кислот фосфолипиды легко окисляются кислородом воздуха (образующиеся в результате окисления альдегиды могут быть причиной появления в жире посторонних привкусов).
При гомогенизации и пастеризации молока часть фосфолипидов (5-15%) переходит из оболочек жировых шариков в водную фазу. При сепарировании молока 65—70% фосфолипидов переходите сливки, при сбивании сливок 55—70% фосфолипидов переходит в пахту, а остальные остаются в плазме масла.
Стерины молока представлены в основном холестерином (холестеролом), но в небольших количествах могут встречаться другие стерины животного и растительного происхождения. Содержание стеринов в молоке составляет 0,012—0,014%.
Окраска молочного жира и молока обусловлена наличием в них жирорастворимого пигмента оранжевого цвета — каротина, входящего группу каротиноидов.Содержание каротина в молоке зависит от состава корма, сезона года и породы животных. Пастеризация и стерилизация молока незначительно разрушают каротин (на 10—13%). При хранении молока и масла на свету его содержание снижается.
Углеводы
Углеводы представляют собой альдегиды или кетоны многоатомных спиртов и полимеры этих соединений. Их делят на моносахариды, олигосахариды и полисахариды.
Углеводы выполняют главным образом энергетическую функцию, также принимают участие в построении сложных органических соединений. К моносахаридам относятся простые сахара: триозы, пентозы, гексозы и т. д. Среди них наиболее распространены гексозы — глюкоза, галактоза и фруктоза.
Основным углеводом молока является молочный сахар, или лактоза. Лактоза и часть моносахаридов находятся в сыворотке в свободном состоянии. Молочный сахар выполняет главным образом энергетическую функцию, а также является стимулятором роста полезной микрофлоры кишечника новорожденного. При высоких температурах нагревания (160-1800С) молочный сахар карамелизуется и раствор лактозы приобретает коричневую окраску. Нагревание молока при температуре выше 950С вызывает его побурение. В результате реакции образуются меланоидины – вещества черного цвета с явно выраженным привкусом карамелизации.
Минеральные вещества
Минеральные, или зольные, вещества встречаются в организме в различных количествах. В зависимости от содержания их разделяют на макроэлементы (Ca, P, Mg, Na, K,Cl, S) и микроэлементы (Fe, Cu, Zn, I и др.).
В золе молока содержание костной ткани составляет 0,7-0,8%, обнаружены следующие элементы: Ca, P, Mg, Na, K,Cl, S, Fe, Cu, Zn, I, Со,Mn, F и др. В молоке данные элементы содержатся в идее катионов и анионов, в прочном соединении с органическими веществами (в составе белков, ферментов, нуклеиновых кислот).
Витамины
Витамины (от лат. vita - жизнь) — низкомолекулярные соединения разнообразного химического строения, необходимые для нормальной жизнедеятельности животных, человека, растений и микроорганизмов.
В настоящее время известно более 20 витаминов и выяснена их химическая природа. По признаку раствори мости все витамины можно разделить на жирорастворимые (А, D, Е и К) и водорастворимые (витамины группы В, С и др.)
Молоко содержит практически все витамины, необходимые для нормаль- ного развития человека. Они попадают в него из поедаемого животными корма и синтезируются микрофлорой рубца. Содержание витаминов в молоке колеблется в зависимости от сезона года, стадии лактации, рационов кормления, породы и индивидуальных особенностей коров. Кроме того, содержание некоторых витаминов изменяется и при хранении и тепловой обработке молока (пастеризации, сгущенки, сушке).
Жирорастворимые витамины молока включены в оболочки жировых шариков, водорастворимые содержатся в свободном виде и в составе коферментов различных ферментов.
Посторонние химические вещества
Из организма животного в молоко могут переходить различные химические вещества, опасные для здоровья человека. Некоторые из этих веществ затрудняют технологические процессы при выработке молочных продуктов, снижают их качество и пищевую ценность.
К ним относятся антибиотики (пенициллин, стрептомицин, тетрациклин и др.), которые переходят в результате лечения мастита и др. заболеваний, пестициды, применяемые для защиты растений, соли тяжелых металлов – ртуть, кадмий, свинец медь, цинк, попадающие через корма, радионуклиды – попадают в молоко из окружающей среды, моющие и дезинфицирующие вещества, токсины, нитраты, нитриты, диоксины, бензапирен и др.