Питательная ценность молока и кисломолочных продуктов. Пищевая ценность молока, значение его в питании

Молоко и молочные продукты не зря относят к продуктам высокой пищевой, биологической и диетологической ценности. Все-таки речь идет о более чем сотне ценных компонентов, всех необходимых для жизнедеятельности организма веществах: белках, жирах, углеводах, минеральных солях, витаминах . Эти компоненты хорошо сбалансированы, благодаря чему легко усваиваются. Особенно полезно молочное детям, беременным, кормящим женщинам и пожилым людям .

- Ценность молока заключается в оптимальной сбалансированности его компонентов, легкой усвояемости и активном использовании организмом для своих нужд, - объясняет заведующая лабораторией комплексных проблем гигиены пищевых продуктов РНПЦ гигиены, кандидат медицинских наук Алла Бондарук . - Молочные продукты дают нам энергию, участвуют в «строительстве» клеток и тканей, в обменных процессах. Белки молока содержат незаменимые аминокислоты (триптофан, лизин, метионин, лецитин и др.). Усвояемость молочных белков чрезвычайно высока - 98 процентов. Белки молока регулируют жировой обмен, помогают усвоению других белков. Молочный белок, как известно, защищает организм и от отравляющих веществ. Лактоза, или молочный сахар, является источником энергии для биохимических процессов в организме, способствует усвоению кальция, фосфора, магния, бария ...

Молоко

• Кальций играет важную роль в сложных клеточных процессах, результатом которых является работа мышц. Также кальций регулирует сердечный ритм. Если этого минерала не хватает в первые 20-30 лет жизни, то это самым отрицательным образом сказывается на фигуре, увеличивает риск переломов.
• В молоке гармонично сбалансированы витамины A, B 2 , D, каротин, холин, токоферол, тиамин и аскорбиновая кислота .
• Незаменимый продукт при желудочно-кишечных, сердечно-сосудистых заболеваниях, болезнях печени, почек, сахарном диабете, ожирении, остром гастрите.
• Молоко нормализует .
• Молоко способствует созданию кислой среды в кишечном тракте и подавляет там вредную микрофлору.
• Рекомендуется для ежедневного употребления в качестве части сбалансированной диеты для увеличения продолжительности жизни.
• С грудным молоком дети первого года жизни получают аминокислоты, необходимые для нормального роста и развития организма.
• Противопоказанием к употреблению молока является его непереносимость . Если такого не наблюдается, то можно употреблять до 500 г молока (кефира, кумыса или простокваши), 20 г сметаны и 100 г творога в день.

Кисломолочные продукты

В качестве заквасок используются чистые культуры молочнокислых бактерий (молочнокислых стрептококков, болгарской и ацидофильной палочек и др.), - говорит Алла Бондарук. - По способу приготовления кисломолочные продукты делятся на получаемые в результате только молочнокислого брожения , и те, которые получаются в результате брожения смешанного - молочнокислого и спиртового. К первой группе относятся обыкновенная и мечниковская простокваша, ряженка, ацидофильное молоко . Они обладают кисломолочным вкусом, однородной консистенцией. Ко второй группе относится кефир, кумыс, ацидофильно-дрожжевое молоко . Эти напитки обладают более острым кисломолочным вкусом (из-за небольшого количества спирта и углекислого газа), что придает освежающий эффект, а консистенцию делает неоднородной, с мелкими пузырьками газа...

• Молочнокислые палочки (например, ацидофильная и болгарская ), а также дрожжи образуют антибиотики, воздействующие на кишечную, паратифозную, тифозную, дизентерийную и туберкулезную палочки, а также на гнилостные микроорганизмы.
• Кисломолочные напитки , благодаря молочной кислоте и углекислому газу, улучшают аппетит, побеждают жажду, повышают выделение желудочного сока, усиливают перистальтику, улучшают работу почек, передают организму ряд ценных веществ, в том числе кальций.

Молоко является продуктом высокой биологической ценности. Из составных частей молока особое значение имеет:

Белок, который по аминокислотному составу является полноценным и имеет высокую усвояемость.

Жир молока содержит биологически активные жирные кислоты и является хорошим источником витаминов А и D.

Минеральные вещества в молоке представлены кальцием, фосфором, которые находятся в нем в виде органических солей, легко усвояемых организмом.

Высокая биологическая ценность молока и молочных продуктов делает их совершенно незаменимыми в питании детей, пожилых и больных людей.

Молоко - скоропортящийся продукт, представляющий собой хорошую питательную среду для развития возбудителей различных болезней.

Химический состав и пищевая ценность коровьего молока

Химический состав молока зависит от

Породы животных,

Периода лактации,

Характера кормов,

Способа дойки.

Химический состав молока: белки - 3,2%, жиры - 3,4%, лактоза - 4,6%, минеральные соли - 0,75%, вода - 87-89%, сухой остаток - 11 - 17%.

Белки молока имеют высокую биологическую ценность. Усвояемость их 96,0%. Незаменимые аминокислоты содержатся в достаточном количестве и оптимальных соотношениях. К белкам молока относятся: казеин, молочный альбумин, молочный глобулин, белки оболочек жировых шариков.

На долю казеина приходится 81% всего белка молока. Казеин принадлежит к группе фосфопротеидов и является смесью трех его форм - а, р и у, которые отличаются содержанием фосфора, кальция, серы.

Альбумин молока отличается высоким содержанием серосодержащих аминокислот. Содержание альбумина в молоке составляет 0,4%. Альбумин молока содержит много триптофана. Молочные глобулины идентичны белкам плазмы крови и обусловливают иммунные свойства молока. Молочные глобулины составляют 0,15%, иммунные глобулины - 0,05%. Белок оболочек жировых шариков представляет лецитино-белковое соединение.

Молочный жир в молоке находится в виде мельчайших жировых шариков и представлен 20 жирными кислотами, в основном низкомолекулярными - масляной, капроновой, каприловой и др. Полиненасыщенных жирных кислот в молоке, в сравнении с растительным маслом, мало. Свет, кислород, высокая температура вызывают осаливание и прогоркание молочного жира. В молоке содержатся фосфатиды - лецитин и кефалин. Из стеринов в молоке содержится холестерин, эргостерин.

Углеводы в молоке представлены лактозой, которая при гидролизе расщепляется на глюкозу и галактозу. Лактоза менее сладкая на вкус (в 5 раз), чем свекловичный сахар. Карамелизация лактозы происходит при 170 - 180°С.

Минеральные вещества . Молоко содержит кальций, фосфор, калий, натрий в виде органических легкоусвояемых солей.

Следует отметить высокое содержание солей кальция и хорошее его соотношение с фосфором (1:0,8).

Из микроэлементов в молоке содержатся: кобальт - 0,3 мг/л, медь - 0,08 мг/л, цинк - 0,5 мг/л, а также алюминий, хром, гелий, олово, рубидий, титан.

Витамины. С молоком человек получает витамины А и D, а также некоторые количества тиамина, рибофлавина. Содержание витамина А в молоке подвержено сезонным колебаниям. В кисломолочных продуктах содержание тиамина и рибофлавина увеличивается на 20- 30% за счет синтеза их молочнокислой микрофлорой.

Молоко содержит много ферментов , входящих в его состав и вырабатываемых микрофлорой, присутствующей в нем. Уровень содержания отдельных ферментов используется для оценки степени бактериальной обсемененности молока. Например, редуктаза используется для оценки степени бактериального обсеменения сырого молока, фосфатаза и пероксидаза - для проверки эффективности пастеризации молока..

Санитарно-эпидемиологическое значение молока. Роль молока в возникновении кишечных инфекций, пищевых отравлений бактериальной природы, меры их профилактики. Болезни животных, передающиеся через молоко и санитарная оценка молока, полученного из хозяйств, неблагополучных по туберкулезу, бруцеллезу, ящуру и др. заболеваний животных.

Молоко является прекрасной питательной средой для развития и размножения большинства видов микроорганизмов. Болезни, передаваемые через молоко, можно разделить на две группы:

1) болезни животных

2) болезни человека.

Болезни животных, передающиеся человеку через молоко

Основными заболеваниями, передающимися человеку через молоко, являются

Туберкулез,

Бруцеллез,

Кокковые инфекции.

Бруцеллез вызывается Br. melitensis, Br. abortus bovis, Br. abortus suis.

Бруцеллезом поражаются коровы, овцы, козы, олени; из домашних животных кошки и собаки.

2 формы болезни:

Профессиональная форма при контакте

Бруцеллы устойчивы в окружающей среде и хорошо сохраняются в молоке и молочных продуктах.

Больные животные сводятся в отдельные бруцеллезные хозяйства, молоко, полученное от таких животных, обезвреживается нагреванием, кипячением в течение 5 мин и используется на хозяйственные нужды внутри хозяйства - для выпойки телят.

Молоко животных, положительно реагирующих на бруцеллез, но без клинических признаков болезни допускается в пищу после предварительной надежной пастеризации (30 мин при 70° С); Пастеризация такого молока должна проводиться на ферме. На молочных заводах молоко, поступающее из неблагополучных по бруцеллезу хозяйств, пастеризуется еще раз. Ввиду особой опасности Br. melitensis дойка овец с клиническими признаками бруцеллеза запрещается.

Для предупреждения заболеваний бруцеллезом необходимо 1 раз в год у всего поголовья скота производить серологические (Райта и Хеддельсона) или аллергические (Бюрне) реакции для выявления больного скота. Это входит в задачи ветеринарных работников, осуществляющих контроль за состоянием животных.

Туберкулез вызывается туберкулезными палочками трех видов: человечьим, бычьим, птичьим. Наибольшее количество туберкулезных палочек попадает в молоко при туберкулезе вымени животных, а также генерализованной и милиарной формах туберкулеза. Палочки туберкулеза сохраняют жизнеспособность в молоке 10 дней, молочных продуктах - 20 дней, масле на холоде - 10 мес, сырах - 260-360 дней. Молоко от больных туберкулезом коров подлежит уничтожению, а от положительно реагирующих, но не имеющих клинической картины туберкулеза допускается использовать в питании после тщательной пастеризации при температуре 85° С в течение 30 мин.

Пастеризация должна проводиться на месте получения молока.

Для профилактики передачи через молоко туберкулеза от человека необходимо:

1) ежегодное обследование работников ферм и молочных предприятий на туберкулез;

2) отстранение от работы больных активной формой туберкулеза;

Сибирская язва вызывается палочкой В. anthracis, которая может выделяться с молоком. Сам микроб нестоек и быстро погибает в окружающей среде, но способен образовывать устойчивые споровые формы. Молоко от коров, больных сибирской язвой, подлежит уничтожению под наблюдением ветеринарного врача. Предварительное обезвреживание молока проводится добавлением 20% хлорно-известкового молока, 2- 3-часовым кипячением, добавлением 10% щелочи и дальнейшей термической обработкой при температуре 60-70° С.

Для профилактики сибирской язвы применяют активную иммунизацию животных живой ослабленной вакциной Ценковского или живой вакциной из авирулентного штамма. Молоко привитых животных вакциной Ценковского в течение 15 дней необходимо кипятить в течение 5 мин. При применении вакцины СТИ молоко используется без ограничений, при подъеме температуры у животного молоко подлежит кипячению.

Ку-лихорадка , или пневмориккетсиоз, вызывается риккетсией Бернета. Риккетсии Бернета животными выделяются с мочой, молоком, испражнениями и плодной оболочкой. Они устойчивы к химическим и физическим факторам, сохраняют жизнеспособность при нагревании их в течение часа при 90° С. В молочнокислых продуктах сохраняют жизнеспособность 30 дней, масле и сыре - 90 дней. Риккетсия Бернета наиболее стойкая из всех других неспоровых патогенных микроорганизмов. Молоко от больных Ку-лихорадкой животных подлежит уничтожению. Лица, ухаживающие за больными животными, должны соблюдать инструкцию по уходу за больными животными.

Ящур вызывается вирусом. Содержится в слюне, моче, фекалиях, молоке больных животных. Употребление сырого молока от больных животных служит причиной заболевания человека. В окружающей среде вирус ящура устойчив, сохраняет жизнеспособность 2 нед, в кормах - 4 мес. К воздействию физических и химических факторов очень чувствителен. При 80- 100 °С погибает моментально, также быстро погибает при рН 6,0-6,5. На неблагополучные хозяйства по ящуру накладывается карантин и вывоз молока запрещается. Молоко от больных животных подлежит обязательному кипячению в течение 5 мин. Такое молоко не содержит вируса и может быть использовано внутри хозяйства. Запрещение вывоза молока связано с опасностью распространения ящурной инфекции на близлежащие территории. В отдельных случаях, когда кипяченое молоко и сливки нельзя использовать в хозяйстве, может быть разрешена доставка на заводы при строгом ветеринарно-санитарном надзоре за обработкой вывозимой тары.

Мастит. Пищевые отравления, передаваемые с молоком, главным образом приходятся на заболевания стафилококковой этиологии. Основной причиной попадания стафилококков в молоко являются маститы у молочного скота. При мастите молоко солоноватое на вкус и имеет щелочную реакцию. У молока изменяются физико-химические показатели. Энтеротоксин, образующийся в молоке, выдерживает нагревание до 120° С, сохраняется в пастеризованном молоке, продуктах, подвергавшихся термической обработке.

Введение

Молоко -- единственный продукт питания в первые месяцы жизни человека. Для старых, ослабевших и больных людей молоко является незаменимой пищей.

«Молоко,-- писал академик И. П. Павлов,-- это изумительная пища, приготовленная самой природой». И. П. Павлов считал, что молоко находится в исключительном положении среди прочих продуктов нашего рациона, является самой легкой пищей.

Правильно организованное питание больного не только удовлетворяет потребности организма, но и активно влияет на течение заболевания. Учитывая это, разработана система лечебного питания, принципы которой широко применяются в лечебной практике. Большое значение имеет количество употребляемой пищи, а также ее температура. Последняя не должна превышать 60°С, и быть ниже 15°С, за исключением специальных холодных блюд, например холодное молоко или сметана при желудочных кровотечениях. Частота приема пищи не менее, чем 4 раза, а при некоторых заболеваниях, в частности - при язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки, до 5-6 раз в день.

Молоко. Пищевая и биологическая ценность молока и молочных продуктов

Общеизвестно, что молоко является важнейшим продуктом детского питания. Молоко представляет собой исключительно ценный продукт и в пищевом рационе взрослых людей. Очень часто молоко и молочные продукты недооценивают в нашем питании и им предпочитают мясо, рыбу, яйца.

Основные качества молока -- его легкая перевариваемость, содержание в нем высокоценных белков и жира в довольно значительном количестве, наличие различных минеральных солей, а также витаминов.

Пищевая и биологическая ценность молока заключается в оптимальной сбалансированности его компонентов, легкой усвояемости (на 95-98%) и высокой используемости всех необходимых для организма пластических и энергетических веществ. Молоко содержит все необходимые организму пищевые вещества, поэтому молоко и молочные продукты незаменимы в питании больных, детей и лиц пожилого возраста. В нем содержатся полноценные белки, жиры, витамины, минеральные соли. Всего в молоке обнаружено около 100 биологически важных веществ. Включение молока и молочных продуктов в пищевой рацион улучшает сбалансированность аминокислотного состава белков всего рациона и значительно повышает снабжение организма кальцием.

Химический состав коровьего молока следующий: белков 3,5%, жиров 3,4% (не менее 3,2%), углеводов в виде молочного сахара (лактозы) - 4,6%, минеральных солей 0,75%, воды 87,8%.

Химический состав молока колеблется в зависимости от породы животных, времени года, характера кормов, возраста животных, периода лактации, технологии переработки молока.

Белки молока представлены казеином, альбумином (лактоальбумином) и глобулином (лактоглобулин). В состав белков молока входят необходимые для организма аминокислоты (триптофан, фенилаланин, метионин, валин, лизин, треонин, гистидин, изолейцин и лейцин).

Белки молока легкодоступны для пищеварительных ферментов, а казеин оказывает регулирующее влияние на повышение усвояемости других пищевых веществ. Казеин при скисание молока отщепляет кальций и створаживается. Альбумин - наиболее ценный белок молока, при кипячении свертывается, образуя пенку, и частично выпадает в осадок.

В питании человека используется молоко коровье, козье, овечье, кобылье, ослиное, оленье, верблюжье, буйволиное. Особо высокими пищевыми и энергетическими свойствами обладает буйволиное и овечье молоко. Самое питательное - оленье молоко, содержащее до 20% жира, белка - 10,5%, витаминов в 3 раза больше, чем в коровьем молоке. Женское молоко содержит 1,25% белка, следовательно, и коровье и всякое другое молоко требует разбавления при вскармливании грудных детей. По характеру белков молоко различных животных можно подразделить на казеиновое (казеина 75% и более) и альбуминовое (казеина 50% и менее). К казеиновому молоку относится молоко большинства лактирующих сельскохозяйственных животных, в том числе коровье, козье. К альбуминовому молоку относится кобылье и ослиное. Особенностями альбуминового молока является более высокая его биологическая и пищевая ценность, обусловленная лучшей сбалансированностью аминокислот, высоким содержанием сахара и способностью при скисании образовывать мелкие, нежные хлопья. Альбуминовое молоко по свойствам приближается к женскому молоку и является наилучшим его заменителем. Частицы альбумина в 10 раз меньше казеина, частицы которого крупнее и при створаживании в желудке грудного ребенка белок коровьего молока образует трудно усвояемые крупные, плотные, грубые хлопья.

Основным белком коровьего молока является казеин, которого в молоке 81,9% от общего количества белков молока. Лактоальбумин содержится в молоке в количестве 12,1%,лактоглобулина 6%. Молочный жир относится к жирам наиболее ценным по пищевым и биологическим свойствам. Он находится в состоянии эмульсии и высокой степени дисперсности. Этот жир обладает высокими вкусовыми свойствами. В молочном жире представлены фосфолипиды (0,03 г в 100 г коровьего молока) и холестерин (0,01 г). Благодаря низкой температуре плавления (в пределах 28-36?С) и высокой дисперсности молочный жир усваивается на 94-96%. Как правило, содержание жира в молоке осенью, зимой и весной выше, чем летом. При хорошем уходе за животными количество жира в коровьем молоке может достигать 6-7%. Углеводы в молоке находятся в виде молочного сахара - лактозы. Это единственный углевод молока, нигде более ни встречающийся. Лактоза относится к дисахаридам; при гидролизе она распадается на глюкозу и галактозу. Поступление лактозы в кишечник оказывает нормализующее действие на состав полезной кишечной флоры. Непереносимость молока, отмечаемая у многих людей, обуславливается отсутствием в организме ферментов, расщепляющих галактозу.

Молочный сахар имеет большое значение в производстве молочнокислых продуктов. Под действием молочно-кислотных бактерий он превращается в молочную кислоту; при этом свертывается казеин. Этот процесс наблюдается при производстве сметаны, простокваши, творога, кефира.

Минеральные вещества. В молоке представлен большой ассортимент макро- и микроэлементов. В минеральном составе молока особое значение имеют кальций и фосфор. Также в его состав входят калий, натрий, железо, сера. Они находятся в молоке в легкоусвояемой форме. Из микроэлементов содержится цинк, медь, йод, фтор, марганец и др. Содержание кальция в молоке - 1,2 г/кг.

Витамины. В молоке в небольших количествах представлены почти все известные витамины. Основными витаминами молока являются витамины А и Д, а также содержатся некоторые количества аскорбиновой кислоты, тиамина, рибофлавина, никотиновой кислоты. Летом, когда животные питаются сочными зелеными кормами, содержание витаминов в молоке повышается. Калорийность молока невысока и составляет в среднем 66ккал на 100г продукта. В молоке имеется ряд ферментов.

Молоко вызывает слабую секрецию желудочных желез и поэтому показано при язвенной болезни и гиперацидных гастритах. Благодаря наличию лактозы при употреблении молока в кишечнике развивается микрофлора, задерживающая гнилостные процессы. В молоке мало соли, и поэтому его рекомендуют лицам, страдающим нефритом и отеками. В молоке нет нуклеиновых соединений, следовательно, оно показано лицам с нарушенным пуриновым обменом. Для лихорадящих больных молоко является одновременно легкой пищей и питьем.

Одним из частых нарушений здоровья в пожилом возрасте является заболевание кровеносных сосудов -- атеросклероз. Среди пищевых веществ, имеющих профилактическое и лечебное значение при атеросклерозе, особенно следует отметить витамины А, Е, витамины группы В, холин и аминокислоту метионин. Все эти вещества имеются в молоке.

Общая сбалансированность всех веществ, входящих в состав молока, характеризуется антисклеротической направленностью, которая оказывает нормализующее влияние на уровень холестерина сыворотки крови.

Благодаря легкой перевариваемости молока оно широко применяется при лечении больных язвенной болезнью желудка, гастритом с повышенной кислотностью желудочного сока. В последние годы установлено благоприятное действие молока и на нервную систему. Знаменитый русский врач С. П. Боткин считал, что молоко является драгоценным средством при лечении болезней сердца и почек. Молочный белок способствует лучшей деятельности печени у здорового человека, а также употребляется в лечебном питании при болезнях печени, инфекционных болезнях и др.

Ценность молочнокислых продуктов заключается также в том, что молочнокислые бактерии препятствуют развитию в кишечнике гнилостных болезнетворных бактерий. Поэтому эти продукты широко используются в профилактических и лечебных целях при заболеваниях желудочно-кишечного тракта.

Большую роль в питании беременной женщины играет молоко, как наиболее совершенный источник обеспечения организма «строительным материалом», необходимым для нормального развития плода. В период кормления грудью молочное питание матери обеспечивает ребенка необходимыми веществами.

Физиологические нормы суточного рациона (всего 3000-- 3200 калорий) предусматривают потребление 400--500 г молока (в свежем и кислом виде), 25--30 г творога, 15--20 г сыра и 15--20 г сметаны в среднем. Молоко и молочнокислые продукты должны получить значительно более широкое, чем это имеется в настоящее время, применение в повседневном питании взрослого человека.

Молоко - уникальный по пищевой и биологической ценности, усвояемости и значению для организма продукт. Действительно, молоко и молочные продукты содержат многочисленные и важные пищевые вещества, необходимые для роста, развития и поддержания важнейших жизненных функций человеческого организма.

Гиппократ впервые сформулировал основы лечения молоком. Авиценна считал молоко наилучшей пищей для людей пожилого возраста. Молоко использовали при лечении многих болезней, а также употребляли его и как противоядие.

А. П. Чехов писал, что «от больших животов» он употреблял диету, при которой страждущий в течение двух недель не ест ничего, а чувство голода утоляет полустаканом молока. Чрезмерное употребление молока ухудшает аппетит. Это полезно тем, кто собирается похудеть. Диета предусматривала возможность употреблять в течение дня за 10-15 приемов 1,5 л свежего молока, что составляет примерно 12 г белков, 48 г жиров и 70 г углеводов. Энергетическая ценность такой диеты 870 ккал.

Однако прежде чем применять такое древнее средство от излишней полноты, необходимо посоветоваться с врачом. Дело в том, что при некоторых болезнях, например при галактозии (наследственная болезнь, связанная с отсутствием или недостаточным синтезом фермента, способствующего усвоению молочного сахара - лактозы, находящегося в нормальных условиях в эпителиальных клетках слизистой толстого кишечника), применение его нежелательно. При отсутствии этого фермента молочный сахар лактоза не расщепляется на глюкозу и галактозу. В таком случае ее начинают использовать кишечные бактерии. В результате этого образуются молочная, уксусная и другие органические кислоты, а также газы. Эти побочные продукты раздражают слизистую кишечника и задерживают всасывание воды, что и является причиной возникновения поносов. Необходимо отметить, что аллергия пищеварительного тракта не имеет своей специфической клинической симптоматологии. Так, в случае молочной аллергии или при отсутствии фермента лактозы в слизистой тонкого кишечника возникают одинаковые нарушения. Причины этих нарушений различные. При аллергии тонкого кишечника происходит спазм мышечного слоя, усиление перистальтики и отек слизистой, что приводит к поносам.

Как в случаях аллергических реакций, так и при малой абсорбции лактозы у больных после приема молока наступают чувство тяжести, боли в животе и метеоризм.

Физиологическими экспериментами в лаборатории И. П. Павлова было доказано, что молоко и молочные продукты, содержащие многочисленные и важные элементы, необходимые для роста и развития человека, обеспечивают поддержание важнейших жизненных функций и обладают высокой биологической ценностью.

И. М. Гордеев, сотрудник этой лаборатории, изучал воздействия цельного и снятого молока, сливок, сметаны, простокваши, сливочного масла и творога на желудочные железы собаки. Оказалось, что оно зависит прежде всего от содержания в этих продуктах жира и молочной кислоты.

Присутствие жира в пище увеличивает время ее нахождения в желудке. Для молока это время приблизительно равно 4-5 часам, для сыра 6-7 часам.

Так как молочные продукты часто употребляются вместе с другой пищей, то важно подчеркнуть, что смешанная пища переваривается в желудке с меньшей затратой сил, чем соответствующее по содержанию калорий количество чистых пищевых веществ. На хлеб с молоком и на хлеб с сыром изливается меньше сока с меньшей переваривающей силой, чем на те же 300 калорий хлеба с мясом или с яйцами.

Это свойство молока, а также то, что на усвоение белков молока требуется меньшее напряжение пищеварительной энергии, чем на усвоение белков хлеба, дали основание И. П. Павлову считать молоко «самой легкой пищей… которая дается при слабых и больных желудках и при массе других тяжелых общих заболеваний, например сердечных, почечных и т. д.». Ведь известно, что белок является важнейшим питательным веществом, идущим на построение клеток организма, ферментов, гормонов, защитных тел и жидкостей. Он активно участвует во всех жизненных процессах (обмене веществ), выполняя в организме многочисленные и разнообразные функции.

Пищевая ценность и химический состав

Молоко - биологическая жидкость, образующаяся в молочной железе млекопитающих и предназначенная для вскармливания новорожденного детеныша. Это - полноценный и полезный продукт питания, содержащий все необходимые элементы для построения организма. В его состав входят свыше 200 различных компонентов: 20 глицеридов жирных кислот, более 20 аминокислот, 30 макро- и микроэлементов, 23 витамина, 4 сахара и т.д. Состав молока различных млекопитающих зависит от условий окружающей среды, в которых происходит рост молодого организма, и может изменяться в результате заболеваний животных, микробиологических и других происходящих в нем процессов.

Вода. Молоко состоит на 85...89% из воды, которая принимает участие в различных реакциях, протекающих в организме животных: гидролизе, окислении и т.д. Основным источником ее служит кровь, и только часть образуется в процессе синтеза триглицеридов, при этом выделяются три молекулы воды.

Вода в молоке находится в свободном и связанном состоянии. Свободной воды значительно больше (83...86%), чем связанной (3,0...3,5%). Она принимает участие в биохимических реакциях и представляет собой раствор различных органических и неорганических веществ. В свободной воде растворяются молочный сахар, водорастворимые витамины, минеральные вещества, кислоты и т.п. Ее легко можно удалить при сгущении, высушивании молока. Свободная вода замерзает при 0°С.

Связанная вода (адсорбционно-связанная вода) удерживается около поверхности коллоидных частиц (белков, фосфолипидов, полисахаридов) молекулярными силами. Гидратация белковых молекул обусловлена присутствием на их поверхности полимерных групп (гидрофильных центров). К ним относятся карбоксильные, гидроксильные, аминные и другие группы. В результате вокруг частиц образуются плотные гидратные (водные) оболочки, препятствующие их соединению (агрегированию). Связанная вода по своим свойствам отличается от свободной воды молока. Она замерзает при температуре ниже 0 °С, не растворяет сахар, соли и другие вещества, при высушивании трудно удаляется.

Особая форма связанной воды -химически связанная вода. Это вода кристаллогидратов и кристаллизованная. Она связана с кристаллами молочного сахара С 12 Н 22 О м Н 2 0 (лактозой).

Сухие вещества. Сухих веществ (СВ) в молоке содержится в среднем 12,5%, их получают в результате высушивания молока при

102... 105 °С. В состав сухих веществ входят все компоненты молока, кроме воды. Питательная ценность молока определяется содержанием в нем сухого вещества. Расход сырья на 1 кг готовой продукции при переработке молока на творог, сыр, консервы и т.д. также зависит от количества сухого вещества.

Продуктивность и племенное качество животных оценивают не только по содержанию жира в молоке и удою, но и по содержанию в нем сухих веществ.

Белки молока. Белок -самый ценный компонент молока. В нем содержатся разнообразные белки, различающиеся по строению, свойствам и играющие строго определенную роль. Массовая доля белков в молоке 2,1 ...5%.

С химической точки зрения белки -это высокомолекулярные соединения, входящие в состав всех живых структур клеток, тканей и организма в целом. Белки -это строительный энергетический материал, выполняющий различные функции: транспортную, защитную, регуляторную. Построены они по одному принципу и состоят из четырех основных элементов: углерода, кислорода, водорода и азота. Все белки содержат незначительное количество серы, а некоторые-железо, кальций, фосфор, цинк и др. Структурными блоками белков служат остатки аминокислот, расположенных в определенном порядке и связанных между собой в цепочку. Белковая молекула состоит из более чем 20 аминокислот.

В состав кислот входят аминная (NH 2) и карбоксильная (СООН) группы. Аминная группа находится в ^-положении по отношению к карбоксиду. Аминокислоты могут содержать равное число карбоксильных и аминных групп (серин, аланин, цистеин, глицин, фенилаланин и т.д.) - они нейтральны, а есть аминокислоты, содержащие две карбоксильные группы (глутаминовая кислота) или две аминогруппы (лизин); их водные растворы показывают соответственно кислую или щелочную реакцию.

Белок представляет собой длинную цепь различных аминокислотных остатков. Соединение аминокислот в белковый полимер происходит следующим образом: аминогруппа одной аминокислоты вступает в реакцию с карбоксильной группой другой аминокислоты, при этом выделяются молекулы воды и образуется пептидная связь -СО-NH-.

Аминокислоты, соединяясь в разных комбинациях, образуют длинные полипептидные цепи с группами R в виде ответвлений. Последовательность полипептидной цепи аминокислотных остатков специфична для каждого белка. Молекулы белка обладают определенной гибкостью. В воде гидрофобные участки контактируют друг с другом, а гидрофильные - с водой и молекулой. Изгибаясь, молекула сворачивается таким образом, что все гидрофобные боковые цепи оказываются внутри глобулы, а гидрофильные -на ее поверхности, ближе к воде.

Первичная структура - вытянутая нить, вторичная - спираль, третичная - глобула, при объединении глобул в одно целое образуется четвертичная структура. В протеидах (сложных белках) в отличие от протеинов (простых белков) помимо белковой части существует еще и дополнительный компонент небелковой природы (остатки фосфорной кислоты в фосфопротеидах, жиры, углеводы и т.п.), влияющий на свойства белка. В воде белок образует устойчивый коллоидный раствор.

В молоке содержится более 20 различных белков, но основные-казеин и сывороточные белки: альбумин, глобулин и др. Питательная ценность сывороточных белков выше, чем казеина.

Казеин - основной белок молока, его содержание колеблется от 2 до 4,5%. В молоке казеин присутствует в виде коллоидных частиц (мицелл).

Строение казеина. На поверхности мицелл находятся заряженные группы (отрицательный знак) и гидратная оболочка, в связи с этим они не склеиваются и не коагулируют при приближении друг к другу. Частицы казеина в свежем молоке достаточно устойчивы. Как и другие животные белки, казеин содержит свободные аминогруппы (NH 2) и карбоксильные группы (СООН): первых-83, вторых-144, поэтому он обладает кислотными свойствами и имеет изоэлектри- ческую точку при pH 4,6...4,7. Кроме того, казеин содержит -ОН группы фосфорной кислоты, будучи не простым, а сложным белком-фосфопротеидом. В молоке казеин соединен с кальциевыми солями и образует казеинаткальцийфосфатный комплекс, который в свежевыдоенном молоке образует мицеллы, способные связывать значительное количество воды. Формула казеина:

Казеин, выделенный из молока, состоит из следующих фракций: а, Ь, с, п. Они различаются по физико-химическим свойствам, чувствительности к ионам кальция и растворимости. Так, а- и ^-казеин чувствительны к ионам кальция и под их действием выпадают в осадок, нестабильны и располагаются внутри мицелл; с-казеин нечувствителен к ионам кальция и располагается на поверхности. Под действием сычужного фермента осаждаются все три фракции казеина; четвертая фракция - п-казеин - не входит в состав мицелл и под действием сычужного фермента не осаждается, поэтому при производстве творога и сыра сычужным способом он теряется с сывороткой.

Свойства казеина. Выделенный из молока и обработанный спиртом казеин представляет собой аморфный порошок белого цвета без вкуса и запаха, плотностью 1,2...1,3 г/см 3 . Он хорошо растворяется в некоторых растворах солей, хуже -в воде; в эфире и в спирте нерастворим совсем.

Благодаря казеину цвет молока тоже белый. Казеин при нагревании не выпадает в осадок, но коагулирует под действием сычужного фермента, кислот и солей. Эти его свойства используют при производстве кисломолочных продуктов и сыра. Концентрация казеина и размер его частиц определяют скорость осаждения и прочность белковых сгустков. От размера частиц зависит термоустойчивость молока: чем они крупнее, тем оно менее термоустойчиво. Гидрофильные свойства казеина, т.е. его способность связывать и удерживать влагу, определяют качество получаемых кислотных и сычужных сгустков, а также консистенцию готовых кисломолочных продуктов и сыра. Характер взаимодействия казеина с водой зависит от его аминокислотного состава, реакции среды и концентрации в ней солей.

При осаждении белков кислотой, сычужным ферментом, после механической и тепловой обработки гидрофильные свойства казеина меняются в результате изменения структуры белковых частиц и перераспределения на их поверхности гидрофобных и гидрофильных групп. На гидрофильные свойства казеина большое влияние оказывают сывороточные белки молока, так как в процессе тепловой обработки они взаимодействуют с его частицами. Сывороточные белки активнее связывают воду, чем казеин; при этом повышаются его гидрофильные свойства. Эти свойства учитывают при выборе режимов пастеризации молока. Под действием кислот, сычужного фермента, хлорида кальция казеин выпадает в осадок, а коллоидный раствор белка превращается в сгусток, или гель; частицы белка соединяются друг с другом в цепочки и образуют пространственные сетки.

Сывороточные белки (альбумин и глобулин). Ихвмо- локе содержится значительно меньше, чем казеина (0,2...0,7%), т.е.

15...22% массы всех белков. Альбумин и глобулин содержат больше серы, чем казеин, они растворимы в воде и не свертываются под действием кислот и сычужного фермента, но выпадают в осадок при нагревании, а вместе с солями образуют «молочный камень».

Альбумин и глобулин имеют огромное значение для новорожденного животного. Иммуноглобулины, переходящие из крови животного в молоко, представляют собой антитела, нейтрализующие чужеродные клетки, т.е. выполняют защитную роль в организме. Особенно много этих белков в молозиве. Так, содержание альбумина может достигать 10...12%, глобулина-до 8...15%.

Сывороточные белки содержатся в молоке в виде мелких по сравнению с казеином частиц, на поверхности которых имеется суммарный отрицательный заряд. Частицы окружены прочной гидратной оболочкой, поэтому они не свертываются даже в изоэлектрической точке. При нагревании молока до 70...75 °С альбумин выпадает в осадок, а глобулин осаждается нагреванием до 80 °С. Нагреванием молока до 90...95 °С можно выделить из сыворотки альбумины и глобулины. Сывороточные белки можно выделить путем совместной тепловой, кальциевой или кислотной обработки. Полученную белковую массу используют при производстве белковых продуктов, плавленых сыров, продуктов детского и диетического питания. Белок оболочки составляет около 70% ее массы. Этот сложный белок представляет собой смесь белка и фосфолипидов. В жировых шариках оболочки белка содержится жироподобное вещество-лецитин. В отличие от других белков молока в сывороточных белках меньше азота, нет фосфора, кальция, магния.

Молочный жир. Представляет собой соединение сложных эфиров глицерина и жирных кислот. Глицерин, входящий в состав триглицеридов, является трехатомным спиртом.

Жирные кислоты содержат карбоксильную группу (СООН) и радикал, на конце которого находятся метальная группа (СН 3) и неодинаковое число углеродных атомов (от 0 до 24), образующих углеродные цепочки разной длины. Углерод может присутствовать в виде насыщенных метиленовых (-СН 2 -) соединений -в этом случае жирные кислоты будут насыщенными (предельными)-или ненасыщенных этиленовых соединений (-СН=) - кислоты будут ненасыщенными (непредельными).

Массовая доля жира в молоке в среднем составляет 3,8%. Жир синтезируется из кормов, составной частью которых являются протеины, углеводы и жиры. Эти вещества, попадая в желудочно-кишечный тракт животного, претерпевают сложные изменения. В желудках жвачных животных (в рубце) при брожении образуются уксусная кислота и другие летучие жирные кислоты (пропионовая, масляная и др.), которые являются предшественниками жира: чем больше образуется уксусной кислоты, тем жирнее молоко. Если увеличивается количество пропионовой кислоты, то содержание жира снижается, а повышается количество белка в молоке. Перечисленные летучие жирные кислоты всасываются сначала в лимфу, затем в кровь, которая переносит их в молочную железу, где происходит синтез жира. Источником молочного жира может быть также нейтральный жир крови, образующийся в печени.

Массовая доля жира в молоке зависит от породы, продуктивности, возраста и рациона кормления животного. В парном молоке жир присутствует в жидком состоянии и образует эмульсию в водной части. В холодном молоке жир твердый и находится в виде суспензии. Жир в молоке имеет форму шариков (рис. 1) с прочной упругой оболочкой, поэтому они не склеиваются. Диаметр шарика 3...4 мкм (размеры колеблются от 0,1 до 10 мкм, в отдельных случаях-до 20 мкм). В 1 мл молока содержится от 1 млрд до 12 млрд, в среднем от 3 млрд до 5 млрд жировых шариков. Содержание жировых шариков в молоке меняется в течение лактационного периода: в начале лактации они более крупные и их меньше, а к концу лактации-наоборот. Жировые шарики незначительного размера всплывают быстрее, так как они слипаются в комочки.

Физическая стабильность шариков жира в молоке и молочных продуктах зависит в основном от состава и свойств их оболочек. Оболочка жирового шарика состоит из двух слоев: внешний - рыхлый (диффузный), легко десорбирует при технологической обработке молока; внутренний-тонкий, плотно прилегающий к кристаллическому слою высокоплавких триглицеридов жировой глобулы (см. рис. 1).

В состав оболочного вещества входят белки, фосфолипиды, сте- рины, 6-каротин, витамины A, D, Е, минеральные вещества Си, Fe, Mo, Mg, Se, Na, К и др.

Рис. 1.

1 - жировая глобула: 2 - внутренний слой; 3 - наружный слой

Рис. 2.

1 - гидрофильная оболочка: 2 - липофильная оболочка: 3 - жир: 4 - вода

Внутренний слой включает лецитин и в незначительном количестве кефалин, сфингомиелин. Фосфолипиды - хорошие эмульгаторы, их молекула состоит из двух частей: липофильной, сходной с жиром, и гидрофильной - присоединяет гидратную воду.

Белковые компоненты оболочки включают две фракции: растворимую в воде и плохо растворимую в воде. Водорастворимая белковая фракция содержит гликопротеид с высоким содержанием углеводов и ферменты: фосфотазу, холинэстеразу, ксантиноксидазу и др.

Плохо растворимая в воде фракция содержит 14% азота, аргинина больше, чем в молоке, и меньше лейцина, валина, лизина, аскорбиновой и глютаминовой кислот. В ее состав входят также в значительном количестве гликопротеиды, содержащие гексозы, гексозамины и сиаловую кислоту. Внешний слой оболочки жирового шарика состоит из фосфатидов, оболочного белка и гидратной воды. Состав и структура оболочек жировых шариков изменяются после охлаждения, хранения и гомогенизации молока и сливок.

Белковая оболочка шариков разрушается также при механическом и химическом воздействии. При этом жир выделяется из оболочки и образует сплошную массу. Эти свойства используют при производстве сливочного масла и при определении жирности молока.

В результате технологической обработки молока в первую очередь изменяется внешний слой оболочки из-за неровной, шероховатой, рыхлой поверхности и довольно большой толщины после перемешивания, встряхивания и хранения. Оболочки шариков жира становятся более гладкими и тонкими в результате десорбции липопроте- идных мицелл из оболочек в плазму. Одновременно с десорбцией мицелл происходит сорбция белков и других компонентов плазмы молока на поверхности мембраны шариков жира. Эти два явления-десорбция и сорбция - вызывают изменение состава и поверхностных свойств оболочек, что приводит к снижению их прочности и частичному разрыву.

Уже в процессе тепловой обработки молока происходит частичная денатурация мембранных белков, что способствует дальнейшему снижению прочности оболочек шариков жира. Они могут разрушиться довольно быстро и в результате специального механического воздействия: при производстве масла, а также под действием концентрированных кислот, щелочей, амилового спирта.

Стабильность жировой эмульсии в первую очередь обусловлена возникновением на поверхности капелек жира электрического заряда благодаря содержанию на поверхности оболочки жирового шарика полярных групп - фосфолипидов, СООН, NH 2 (рис. 2). Таким образом, на поверхности образуется суммарный отрицательный заряд (изоэлектрическая точка при pH 4,5). К отрицательно заряженным группам присоединяются катионы кальция, магния и др. В результате образуется второй электрический слой, силы отталкивания которого превышают силы притяжения, поэтому расслоения эмульсии не происходит. Кроме того, жировую эмульсию дополнительно стабилизирует гидратная оболочка, которая образуется вокруг полярных групп мембранных компонентов.

Вторым фактором устойчивости жировой эмульсии является образование на границе раздела фаз структурно-механического барьера, обусловленного тем, что оболочки жировых шариков обладают повышенной вязкостью, механической прочностью и упругостью, т.е. свойствами, которые препятствуют слиянию шариков. Таким образом, 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 этого необходимо сократить до минимума механические воздействия на дисперсную фазу молока при транспортировании, хранении и обработке, избегать его вспенивания, правильно проводить тепловую обработку, так как длительная выдержка при высоких температурах может вызвать значительную денатурацию структурных белков оболочки и нарушение ее целостности.

Дополнительное диспергирование жира путем гомогенизации стабилизирует жировую эмульсию. Если при выработке одних молочных продуктов перед инженером-технологом стоит задача предотвратить агрегирование и опалесценцию шариков жира, то при получении масла, наоборот, необходимо разрушить (деэмульгировать) стабильную жировую эмульсию и выделить из нее дисперсную фазу.

Молочный жир отличается от других видов жиров тем, что легче переваривается и усваивается. В нем содержится более 147 жирных кислот. Жиры животного и растительного происхождения содержат

5...7 низкомолекулярных жирных кислот с числом углеродных атомов от 4 до 14.

Молочный жир обладает приятным вкусом и ароматом, но под влиянием света, высокой температуры, кислорода, ферментов, растворов щелочей и кислот он может приобрести неприятный запах, прогорклый вкус, привкус сала. Такие изменения происходят при гидролизе, окислении и прогоркании жира.

Гидролиз жира - процесс действия воды на триглицериды при повышенной температуре, в результате которого триглицериды расщепляются на глицерин и жирные кислоты. При гидролизе повышается кислотность жира. Происхождение и способ получения молочного жира могут влиять на скорость гидролиза. Если молочный жир получают вытапливанием при 65 °С, то гидролиз протекает быстрее, чем при 85 °С. Гидролиз протекает медленнее при пониженной температуре (4 °С) и в герметичной упаковке.

Окисление жира происходит под действием солнечных лучей, повышенной температуры или катализаторов, в результате чего по месту двойных связей присоединяются водород и кислород. В процессе окисления молочного жира в результате обесцвечивания каротиноидов обесцвечивается и жир, а также изменяются запах и вкус. Окисление жира возникает в результате перехода жидких ненасыщенных кислот в твердые насыщенные. Прогоркание жира приводит к появлению в молочном жире горького вкуса и специфического запаха, обусловленных образованием пероксида, альдегидов и т.д. Процесс прогоркания происходит под воздействием ферментов, кислорода, тяжелых металлов, микроорганизмов.

Все перечисленные изменения, происходящие в жире, сложно разграничить, так как они протекают совместно и сопровождаются побочными процессами, поэтому в производственных условиях определяют физико-химические константы жира, которые зависят от его количественного и качественного состава. К ним относятся кислотное число, число Рейхерта-Мейссля, йодное число (число Гюбля), число омыления (Кеттсторфера), температура застывания и кипения.

Углеводы. В молоке они представлены лактозой - молочным сахаром-и состоят из углерода, водорода и кислорода. Лактоза относится к дисахаридам (С |2 Н 22 О п) и включает остатки двух простых сахаров - галактозы и глюкозы. Средняя массовая доля лактозы 4,7%.

Углеводы необходимы для обмена веществ, работы сердца, печени, почек; входят в состав ферментов.

Лактоза образуется в железистой ткани молочной железы путем соединения галактозы, глюкозы и молекулы воды. Молочный сахар содержится только в молоке. Чистая лактоза - белый кристаллический порошок, в 5...6 раз менее сладкий, чем сахар (сахароза). Лактоза хуже растворяется в воде, чем сахароза.

В молоке лактоза присутствует в двух формах: аи Ь, которые различаются физическими и химическими свойствами и могут переходить одна в другую со скоростью, которая зависит от температуры. В перенасыщенном растворе лактоза образует кристаллы более или менее правильной формы.

Кристаллическую лактозу получают из молочной сыворотки. Кристаллизация лактозы происходит также при выработке сгущенного молока с сахаром.

При нагревании молока до температуры выше 150 °С в нем происходит реакция между лактозой и белками или некоторыми свободными аминокислотами. В результате образуются меланоидины - вещества темного цвета, с выраженными запахом и вкусом. При нагревании до 110... 130°С лактоза теряет кристаллизационную воду, а при нагревании до 185 °С происходит ее карамелизация. Разложение молочного сахара в растворах начинается при температуре выше 100 °С, при этом образуются молочная и муравьиная кислоты.

Под действием фермента лактазы, выделяемой молочнокислыми и другими бактериями, лактоза расщепляется на простые сахара. Процесс распада лактозы под действием микроорганизмов называется брожением. До стадии образования пировиноградной кислоты (С 3 Н 4 0 2) все типы брожения идут одинаково. Дальнейшее превращение кислоты проходит в разных направлениях. В результате образуются различные продукты: кислоты (молочная, уксусная, пропионовая, масляная и др.); спирты (этиловый, бутиловый и др.); углекислый газ и т.д.

Различают следующие виды брожения: молочнокислое, спиртовое, пропионово-кислое, маслянокислое.

Молочнокислое брожение вызывается молочнокислыми бактериями (стрептококками и палочками). В процессе брожения пировиноградная кислота восстанавливается в молочную кислоту. Из одной молекулы сахара образуется четыре молекулы молочной кислоты:

После накопления определенного количества молочной кислоты в процессе сбраживания молочнокислые бактерии погибают. Для палочек предел накопления молочной кислоты выше, чем для кокковых форм. Образовавшаяся в процессе брожения молочная кислота имеет большое значение для коагуляции казеина в производстве большинства кисломолочных продуктов - она придает продукту кислый вкус. Выход молочной кислоты зависит от вида молочнокислых бактерий, входящих в состав закваски.

Наряду с молочной кислотой при молочнокислом брожении образуются летучие кислоты (муравьиная, пропионовая, уксусная и др.), спирты, уксусный альдегид, ацетон, ацетоин, диацетил, углекислый газ и др. Многие из них придают готовому продукту специфические кисломолочные вкус и запах. Для улучшения этих свойств кроме молочнокислых бактерий используют и ароматобразующие микроорганизмы, которые из пировиноградной кислоты образуют ароматические вещества -ацетоин, уксусный альдегид, диацетил. Для накопления диацетила необходимо присутствие лимонной кислоты, которую добавляют в молоко, что улучшает вкус и аромат продукта. При производстве кисломолочных продуктов используют разные комбинации молочнокислых бактерий, а также вкусовые и ароматические вещества.

Спиртовое брожение вызывают дрожжи, содержащиеся в бактериальных заквасках (кефирные грибки). Под действием этих заквасок пировиноградная кислота расщепляется до уксусного альдегида и диоксида углерода. Уксусный альдегид затем восстанавливается в этиловый спирт. В результате из одной молекулы лактозы образуется по четыре молекулы спирта и диоксида углерода:

Образующиеся продукты, в которых накапливается 0,2...3% спирта, придают кисломолочным продуктам (кефир, кумыс, айран) острый освежающий вкус.

Пропионово-кислое брожение происходит в созревающих сырах под действием ферментов, которые выделяются пропио- ново-кислыми бактериями. Это брожение начинается после образования молочной кислоты в присутствии молочнокислых бактерий. К продуктам пропионово-кислого брожения относятся пропионовая и уксусная кислоты, диоксид углерода, вода:

Маслянокислое брожение. Этот процесс вызывают спорообразующие маслянокислые бактерии, выделяющие ферменты. Этот вид брожения нежелателен при производстве кисломолочных продуктов. Сыры приобретают неприятные вкус, запах и вспучиваются.

Маслянокислые бактерии попадают в молоко из почвы, навоза, пыли и выдерживают пастеризацию. Их присутствие -результат несоблюдения санитарных правил получения исходного сырья.

Минеральные вещества. Молоко -постоянный источник поступления в организм минеральных веществ. В зависимости от содержания их подразделяют на макро- и микроэлементы. В среднем в молоке содержится 0,7% в виде солей неорганических и органических кислот.

Макроэлементы. Из этой группы важное значение имеют кальций, фосфор, калий, натрий, магний, сера и хлор. В молоке они присутствуют в виде неорганических и органических солей (средних и кислых) и в свободном состоянии. Кислые соли наряду с другими веществами обусловливают кислотность свеженадоенного молока. Основная часть солей находится в молоке в ионном и молекулярном состоянии, а соли фосфорной кислоты образуют коллоидные растворы. Среднее содержание макроэлементов в молоке: натрий- 50 мг%, калий -145, кальций -120, магний -13, фосфор-95, хлор - 100, сульфат - 10, карбонат -20, цитрат (в форме остатка лимонной кислоты) - 175 мг%.

О солевом составе молока можно судить по содержанию и соотношению макроэлементов. Преимущественно в молоке присутствуют соли калия, кальция и натрия, а также неорганических и органических кислот: фосфорнокислые (фосфаты), лимоннокислые (цитраты), хлористые (хлориды). Ионы кальция укрепляют гидратную оболочку, так как адсорбируются на поверхности мицелл казеина и тем самым повышают их устойчивость. В буферной системе молока принимают участие фосфаты, цитраты и карбонаты.

Кальций имеет большое значение для процессов переработки молока. Содержание его в молоке колеблется от 112 до 128 мг%. Около 22% всего кальция связано с казеином, а остальное количество представлено солями- фосфатами и цитратами. Низкое содержание кальция в молоке обусловливает медленное сычужное свертывание казеина при выработке сыра и творога, а его избыток -свертывание белков молока при стерилизации. При скисании молока почти весь кальций переходит в сыворотку, так как под действием молочной кислоты он отщепляется от казеинового комплекса. От содержания кальция в молоке зависят свойства и качество молочных продуктов. Важная роль принадлежит кальцию при производстве плавленых сыров. Он связывает соли-плавители, переходит из казеината кальция в пластичный казеинат натрия. В последнем жир лучше эмульгирует, при этом формируется характерная консистенция сыра. От содержания кальция зависят также качество получаемого сгущенного молока и растворимость сухого молока при производстве восстановленного молока.

Фосфор в молоке входит в состав казеинаткальцийфосфатного комплекса. Устойчивость белка к воздействиям протеолитических ферментов зависит от содержания фосфора. Фосфор придает стабильность оболочке жировых шариков. Развитие микроорганизмов в молоке в производстве кисломолочных продуктов связано с фосфором.

Микроэлементы. В молоке обнаружено 19 микроэлементов. В 1 кг молока содержится примерно (мг): меди -0,067...0,205; марганца-0,1 16...0,365; молибдена- 0,015...0,090; кобальта-0,001...0,009; цинка - 0,082...2,493; магния -84,05... 140; железа-2,55...77,10; алюминия - 1,27...22,00; никеля-0,017...0,323; свинца- 0,017...0,091; олова - 0,004...0,071; серебра - 0,0002...0,11; кремния - 1,73...4,85; йода-0,012...0,020; титана, хрома, ванадия, сурьмы и стронция-десятичные доли и следы. Содержание микроэлементов в молоке зависит от рациона, стадии лактации животных и других факторов. В молозиве некоторых микроэлементов, например железа, меди, йода, кобальта, цинка, значительно больше, чем в молоке. Микроэлементы входят в состав витаминов и ферментов.

Микроэлементам принадлежит важная роль в организме человека. Так, марганец действует как катализатор при окислительных процессах и необходим для синтеза витамина С, а также витаминов В! и D. Кобальт входит в состав витамина В 12 . Йод стимулирует деятельность щитовидной железы. Некоторые микроэлементы способствуют образованию пороков в молоке, так как катализируют химические реакции. Излишнее количество меди приводит к окислению жира, и молоко приобретает окисленный привкус; недостаток ее замедляет процесс молочнокислого брожения.

Витамины. Содержащиеся в молоке витамины практически все переходят в него из корма, поедаемого животными, а также синтезируются микрофлорой рубца. Их количество зависит от времени года, породы, индивидуальных особенностей животных. Недостаток или отсутствие витаминов приводит к нарушению обмена веществ и возникновению таких заболеваний, как рахит, цинга, авитаминоз и др.

Витамины служат регуляторами обмена веществ, поскольку многие из них входят в состав различных органических соединений: кислот, спиртов, аминов и т.п. Отмечена чувствительность витаминов к высокой температуре, действию кислот, кислорода и света. Большинство витаминов растворяется в воде, некоторые -в жирах, эфире, хлороформе и т.д. В связи с этим витамины подразделяют на водорастворимые и жирорастворимые.

Водорастворимые витамины включают витамины В, В 2 , В 6 , В 12 , PP, холин и фолиевую кислоту.

Витамин В / (тиамин) в чистом виде представляет собой белый кристаллический порошок. В 1 кг молока содержится около 500 мг тиамина и количество его зависит от сезона года, а также от микрофлоры желудочно-кишечного тракта. В щелочных растворах витамин разлагается, в кислых он стабилен. При сушке разрушается до 10% тиамина, при сгущении-до 14%.

Витамин В, стимулирует рост микроорганизмов, в том числе и молочнокислых бактерий, так как является коферментом дикар- боксилазы. В связи с этим количество этого витамина в кисломолочных продуктах увеличивается на 30%. В обезжиренном молоке содержание витамина В, повышается и достигает 340 мг/кг, в сыворотке-270, пахте -350 мг/кг. Суточная потребность человека в тиамине составляет 1...3 мг.

Витамин В 2 (рибофлавин) синтезируется в желудочно-кишечном тракте животного. В молоке его содержится 1,6 мг/кг; в молозиве -6; в сыре -3,07 мг/кг; в масле -следы. Рибофлавин устойчив к воздействию высоких температур, пастеризации, в кисломолочных продуктах его количество увеличивается до 5% по сравнению с исходным молоком, и только при сушке его становится меньше на 10... 15%. Витамин В 2 входит в состав ферментов и принимает участие в углеводном и белковом обменах, от него зависит окислительно-восстановительный потенциал молока.

Рибофлавин придает зеленовато-желтый цвет сыворотке и желтую окраску сахару-сырцу. При недостатке витамина В 2 наблюдаются задержка роста, заболевания глаз и т.д. Суточная потребность в витамине В 2 для взрослых людей 1,2...2 мг.

Витамин В 3 (пантотеновая кислота) стимулирует развитие молочнокислых бактерий, входит в состав кофермента А, принимающего участие в синтезе жирных кислот, стирола и других компонентов. В молоке его содержится 2,7 мг/кг; в молочной сыворотке- 4,4; в пахте -4,6; в обезжиренном молоке -3,6 мг/кг. Витамин В 3 разрушается при стерилизации.

Витамин В 6 (пиридоксин) в молоке содержится в свободном и связанном с белками состоянии. В свободном состоянии количество его в молоке составляет 1,8 мг/кг; в связанном - 0,5; в масле -2,6; в сгущенном молоке с сахаром -0,33...0,4 мг/кг. Пиридоксин стимулирует рост микроорганизмов, устойчив к высоким температурам. Недостаток витамина В 6 в организме приводит к заболеваниям нервной системы и кишечника.

Витамин В /2 (кобаломин) синтезируется микрофлорой желудочно-кишечного тракта. Содержание в молоке - 3,9 мг/кг. В весенний и летний периоды в молоке содержится значительно меньше витамина В 12 , чем в осенний период. Снижение содержания витамина происходит также при обработке молока высокими температурами (стерилизация), потери могут составлять 90%. При производстве кефира на 10...35% количество кобаломина снижается в связи с тем, что он используется молочнокислыми бактериями.

Кобаломин принимает участие в обменных процессах, катализирует реакции кровообращения.

Витамин С (аскорбиновая кислота) - кристаллическое соединение, легко растворимое в воде с образованием кислых растворов. Содержание: в сыром молоке -3...35 мг/кг; в сыворотке -4,7; в сухом молоке -2,2; в сгущенном -3,9; в сыре -1,25 мг/кг.

Витамин синтезируется в организме, участвует в окислительновосстановительных процессах, инактивирует токсины, улучшает всасывание гормонов. Отсутствие витамина вызывает болезнь десен, при недостатке его организм становится менее устойчивым к инфекционным заболеваниям. При хранении сырого молока содержание витамина С значительно снижается. Длительная пастеризация, а также сгущение уменьшают содержание витамина С до 30%.

Витамин PP (никотиновая кислота, или инацин) синтезируется микрофлорой кишечника. В сыром молоке его содержится 1,51 мг/кг (колебания 1,82... 1,93 мг/кг). Много витамина PP в сухом молоке-4,8 мг/кг; в твороге -1,5; в сливках -1,0; в сметане -0,9; в сыре-0,37 мг/кг. В простокваше его меньше на 27...73%, а при производстве сгущенного молока содержание инацина уменьшается на 10%.

Витамин Н (биотин) устойчив к высоким температурам как при пастеризации, так и при стерилизации. Содержание в молоке-0,047 мг/кг. В летнее время количество биотина в молоке увеличивается в 2 раза. При сушке и сгущении молока содержание витамина снижается на 10... 15%. Биотин благоприятно действует на рост микроорганизмов (дрожжей и т.п.).

Холин входит в состав лецитиново-белковой оболочки жирового шарика. Содержание: в молоке - 60...480 мг/кг, в молозиве - в 2,5 раза больше, в сухом молоке - 1500, в сыре - 500 мг/кг. Холин неустойчив к высоким температурам, при пастеризации потери достигают 15%. При производстве кисломолочных продуктов содержание холина увеличивается в простокваше на 37%, в кефире-в 2 раза.

Фолиевая кислота содержится в сыром молоке в количестве 0,5...2,6 мг/кг. Она синтезируется молочнокислыми бактериями, поэтому в кисломолочных продуктах содержание фолиевой кислоты увеличивается на 50%. В пастеризованном молоке фолиевой кислоты на 6...7% больше, чем в сыром (из-за высвобождения связанных форм витамина).

Жирорастворимые витамины включают витамины A, D, К, Е и F.

Витамин А (ретинол) образуется в печени животных из поступающего с кормами провитамина (^-каротина) под действием кароти- назы. При расщеплении одной молекулы каротина образуются две молекулы витамина А, который поступает сначала в кровь, а затем в молоко. Таким образом, содержание витамина А в молоке полностью зависит от содержания каротина в кормах.

В весенне-летний период с кормами поступает больше каротина, чем в осенне-зимний.

В сыром молоке содержится 0,15 мг/кг витамина А, в молозиве-в 5... 10 раз больше, в масле -4 мг/кг. В пастеризованном сухом молоке распылительной сушки и при хранении содержание витамина А снижается до 15%, а в кисломолочных продуктах -повышается до 33%.

Отсутствие витамина вызывает поражение глаз («куриная слепота») и сухость роговицы. Присутствие витамина А в рационе повышает сопротивляемость организма к инфекционным заболеваниям, способствует росту молодых животных и т.д. Суточная потребность человека в витамине А составляет 1,5...2,5 мг.

Витамин D (кальциферол) образуется под действием ультрафиолетовых лучей. В молоке его содержится в среднем 0,5 мг/кг; в молозиве-2,125 мг/кг в первые сутки и 1,2 мг/кг во вторые; в топленом масле- 2,0...8,5; в сладкосливочном масле (летом)-до 2,5 мг/кг. Пастбищное содержание коров увеличивает количество витамина D.

Витамин принимает участие в минеральном обмене, т.е. в обмене солей кальция. При продолжительном недостатке витамина D кости становятся мягкими, хрупкими, возникает рахит.

Витамин Е (токоферол) является антиокислителем в жире молока и способствует лучшему усвоению витамина А. Содержание в молоке зависит от его содержания в корме. В молоке оно составляет 0,6...1,23 мг/кг; в масле -3,4...4,1; в сухом молоке - 6,2; в молозиве-4,5; в сметане -3,0; в простокваше -0,6 мг/кг. При пастбищном содержании коров количество витамина Е увеличивается, при стойловом -уменьшается. К концу лактации содержание токоферола в молоке достигает 3,0 мг/кг. Длительное хранение молока при температуре ниже 10 °С приводит к снижению содержания витамина.

Витамин К синтезируется зелеными растениями и некоторыми микроорганизмами, по биологической активности сходен с витамином Е.

Витамин F нормализует жировой и водный обмены, предупреждает заболевания печени и дерматиты. В молоке его содержится примерно 1,6...2,0 мг/кг.

Ферменты. В молоке содержатся различные биологические катализаторы - ферменты, ускоряющие химические реакции и способствующие расщеплению крупных молекул пищевых веществ на более простые. Действие ферментов строго специфично. Они чувствительны к изменению температуры и реакции среды. В молоке присутствует более 20 истинных, или нативных, ферментов, а также ферменты, которые вырабатываются микроорганизмами, попадающими в молоко. Одна часть нативных ферментов образуется в клетках молочной железы (фосфотаза и др.), другая переходит из крови в молоко (пероксидаза, каталаза и др.) Содержание нативных ферментов в молоке постоянно, но их увеличение указывает на нарушение секреции. Количество ферментов, вырабатываемых бактериями, зависит от степени обсемененности молока.

Ферменты подразделяют на группы в зависимости от их специфического действия на различные субстраты: гидролазы и фосфори- лазы; ферменты расщепления; окислительно-восстановительные.

Изгидролаз и фосфорилаз для молочного дела наибольший интерес представляют липаза, фосфотаза, протеаза, карбоги- драза и др.

Липаза катализирует гидролиз триглицеридов молочного жира, при этом высвобождаются жирные кислоты. В молоке содержатся нативная и бактериальная липазы. Бактериальной липазы больше, нативной меньше.

Нативная липаза связана с казеином, а небольшая ее часть адсорбируется на поверхности оболочек жировых шариков. Молочный жир свежего молока обычно не подвергается самопроизвольному воздействию липазы.

Гидролиз жира под действием липазы называют липолизом. Липо- лиз молока происходит при механическом воздействии (гомогенизации, перекачивании молока насосом, сильном перемешивании, а также при замораживании и оттаивании, быстрой смене температуры).

Бактериальная липаза, обладающая высокой активностью, выделяется плесневыми грибками и бактериями, которые могут вызывать прогорклый вкус молока, масла и других продуктов.

Нативная липаза инактивируется при температуре пастеризации 80 °С, а бактериальная более устойчива к высоким температурам.

Протеаза - результат жизнедеятельности молочнокислых бактерий. Этот фермент активен при 37...42 °С, разрушается при 70 °С в течение 10 мин или при 90 °С в течение 5 мин. Много протеазы в сырах, которая образуется в них в процессе созревания. Она придает сырам характерные вкус и запах, но в молоке и масле может вызывать пороки вкуса.

Карбогидразы включают амилазу и лактазу. Амилаза вырабатывается клетками железистой ткани и из них попадает в молоко. Ее очень много в первых порциях молозива, и увеличивается количество амилазы при воспалении молочной железы. Фермент не устойчив к высоким температурам. При температуре 65 °С в течение 30 мин разрушается. Предполагают, что в молочной железе идет превращение гликогена в лактазу.

Фосфотаза синтезируется секреторными клетками вымени и некоторыми микроорганизмами молока. Она катализирует отщепление от фосфорных эфиров остатков фосфорной кислоты. В молоке присутствуют кислотная и щелочная фосфотазы. Последней больше, и она попадает в молоко из клеток молочной железы. Щелочная фосфотаза чувствительна к нагреванию, она полностью разрушается при нагревании молока до 74 °С и при экспозиции 15...20 с. Это свойство фосфотазы лежит в основе метода контроля эффективности пастеризации молока. Кислотная фосфотаза устойчива к нагреванию и разрушается при нагревании молока свыше 100 °С.

Из ферментов расщепления наибольший интерес для молочного дела представляет каталаза. В молоке она образуется из секреторных клеток молочной железы и в результате деятельности гнилостных бактерий. Молочнокислые бактерии каталазу не выделяют. При добавлении пероксида водорода она разлагается под действием каталазы на молекулярный кислород и воду.

Каталазу идентифицируют добавлением в молоко пероксида водорода.

Окислительно-восстановительные ферменты включают редуктазу и пероксидазу. С их помощью определяют качество молока и результаты пастеризации.

Редуктаза в отличие от других ферментов выделяется только микроорганизмами и является продуктом их жизнедеятельности. Молочная железа редуктазу не синтезирует. В асептическом молоке редуктаза не содержится, поэтому ее присутствие свидетельствует о бактериальной обсемененности продукта.

По редуктазной пробе оценивают качество молока. В свежевыдо- енном молоке микробов очень мало. По мере их накопления содержание редуктазы увеличивается. При добавлении в молоко окислительно-восстановительной краски (метиленовый синий или резазу- рин) она восстанавливается: чем больше в молоке фермента, тем быстрее оно обесцвечивается.

Пероксидаза вырабатывается молочной железой, ее используют для определения пастеризации молока.

Гормоны. Они необходимы для нормальной жизнедеятельности организма, а также для регулирования образования и выделения молока, в которое они попадают из крови.

Пролактин стимулирует выделение молока, вырабатывается передней долей гипофиза.

Лютеостерон затормаживает действие пролактина и выделение молока, является гормоном желтого тела, активизируется при глубокой стельности лактирующих животных.

Фолликулин стимулирует развитие железистой ткани вымени у первотелок и сухостойных коров, образуется в тканях яичника.

Тироксин - гормон щитовидной железы. Регулирует в организме жировой, белковый и углеводный обмены, содержит йод. В молоке присутствуют и другие гормоны: инсулин (гормон поджелудочной железы), адреналин (гормон надпочечников) и др.

Пигменты. К ним относятся каротиноиды, обеспечивающие кремовый цвет молока. Содержание их в молоке зависит от сезона года, кормов, породы коров.

Иммунные тела. К иммунным телам относятся агглютинины, антитоксины, оксонины, преципитины и др. В молозиве их содержится значительно больше, чем в молоке. От иммунных тел до некоторой степени зависят бактериальные и бактерицидные свойства молока. В молоке животных, перенесших какие-либо заболевания, содержится больше иммунных тел, чем в молоке здоровых. Содержание в молозиве иммунных тел обеспечивает теленку иммунитет.

Газы. В свежевыдоенном молоке содержатся газы, в том числе диоксид углерода, которые присутствуют в крови животных. Они легко адсорбируются во время дойки, обработки и хранения. Кислорода в молоке - 5.. Л 0%, азота - 20...30, диоксида углерода-55...70%. Последний растворяется в плазме и является одним из компонентов, обеспечивающих ее кислотность. В момент процеживания молока через фильтры содержание кислорода увеличивается до 25%, азота-до 50%, диоксида углерода - снижается до 25%. При нагревании количество газов в молоке уменьшается.