Біохімічний склад та мікроструктура молока

До складу молока входить близько 250 основних компонентів, у тому чи-слі 20 амінокислот білків, 25 основних карбонових кислот, кілька видів молоч-ного цукру, 45 мінеральних речовин та мікроелементів, 25 вітамінів, значна кі-лькість важливих для обміну речовин ферментів і гормонів, а також імунні тіла, пігменти, фосфатиди, стерини, лимонна кислота та гази (табл. 2.2).

Молоко є неоднорідною біологічною рідиною, полідисперсною системою, окремі компоненти якої перебувають на різних ступенях дроблення. Дисперсна система утворюється з двох основних частин: води і плазми, яка перебуває в безперервній фазі, що називається дисперсним середовищем, а компоненти молока, які в ній містяться, – дисперсною фазою.

Речовини дисперсної фази містяться у дисперсному середовищі в таких чоти-рьох станах:

1. Іонно-дисперсному, що зумовлений мінеральними речовинами, які дисоціюють в рідині на іони.

2. Молекулярної дисперсності, в якому перебувають речовини,що утворю-ють з водою істинні розчини і зумовлюють величинуосмотичного тиску біоло-гічних рідин. У молоці в такому стані перебувають молочний цукор і деякі мінеральні речовини.

Близько 70 – 75% осмотичного тиску молока зумовлено молочним цук-ром. Осмотичний тиск молока і крові має однакове значення – 6,6 МПа. Речо-вини, які знаходяться в іонній та молекулярній дисперсності, не відокремлюються ні відстоюванням, ні фільтруванням, ні центрифугуванням, вони вільно проходять крізь мембрани рослинного і тваринного походження.

3. Колоїдної дисперсності, в якій знаходяться і білкові речовини мо-лока. Цей стан характеризується тим, що розчинені в плазміречовини розпада-ються на молекули не повністю, а у вигляді кон–гломератів найдрібніших час-тинок. Крім цього, колоїдні частинкиорганічних речовин, наприклад, білків, у рідині набухають. Завдяки невеликій величині колоїдні частинки рівномірно розподіляються в плазмі, не відстоюються і не можуть бути виведені простим фільтруванням та центрифугуванням. Однак вони затримуються рослинними і тваринними мембранами. Частинки колоїдних розчинів можна побачити лише під ультрамікроскопом, їх можна виділити за допомогою центрифуги. Розмір частинок білкових речовин молока, що перебувають у колоїдному стані, різний.

4. Ґрубодисперсний стан характеризується значно більшою величиною дисперсних частинок (не менш як 100 нм). У такому стані знаходяться жирові кульки (табл. 2.3).

Колоїдна хімічна структура молока включає такі рівновагові системи: емульсійна фаза – жир – білок (білкові оболонки жирових кульок), жир – плазма (в’язкість); колоїдна фаза – казеїн – вода (гідратація), казеїн – кальцій – фосфат (комплексоутворення), казеїн – рН, окисно-відновний потенціал.

Становить інтерес особливо складна структура оболонок жирових кульок, які стабілізують жирову емульсію молока, вершків та інших молочних продуктів. Ці оболонки складаються із лецитиново-білкового комплексу, який характеризується високою поверхневою активністю. Лецитин розмішується безпосередньо на поверхні кульки. Інший бік оболонки, повернутий до водяної фази молока чи вершків, складається з білкового комплексу. На зовнішній його поверхні додатково перебувають адсорбований альбумін, глобулін і казеїн.

Усі фізіологічні процеси в організмі – травлення, дихання, обмін речовин, окисно-відновні реакції – відбуваються з участю води. Для нормального перебігу цих процесів вода має важливе біологічне значення у будь-якому організмі, який зразу після народження одержує переважно молоко. Джерела води молока неоднорідні. Вона здебільшого надходить з крові. Деяка кількість води утворюється в процесі синтезу речовин молока, наприклад, при синтезі молекули тригліцериду виділяється три молекули води. Вміст води лоці становить від 83 до 89%.

В якому стані перебуває вода молока?

У складі молока є вода вільна, вода набухання та кристалізаційна, зв’яза-на. Вільна вода має важливе значення в технології утворення молока; значна кількість фізико-хімічних і мікробіологічних процесів відбувається завдяки її наявності. Кількість вільної води становить 96 – 97% від усієї води молока. В клітини молочної залози вона надходить з крові і є розчином цукру та мінеральних речовин. При нагріванні молока до температури 100 °С вона переходить у пароподібний стан.

Вода набухання міститься у ліофільних колоїдах, які мають міцелярну будову. Головну роль у набуханні відіграють аніони. Висока концентрація солі при солінні білкового гелю затримує, а незначне підвищення кислотного сере-довища – посилює його набухання. Вода набухання порівняно легко відокрем-люється під час сушіння, стиснення колоїду і має важливе значення у виробництві кисломолочних продуктів та сиру, зумовлюючи їх консистенцію.

Зв’язаної, або адсорбованої, води у молоці небагато (2 – 3,5%). Значна кількість білкових речовин, полісахариди і фосфатиди дуже добре зв’язують воду завдяки наявності у їх складі гідрофільних груп – амінних, амідних, карбоксильних, гідроксильних та гуанідинових. Зв’язана вода утворює на поверхні колоїдної частинки мономолекулярний шар. Вона недоступна для мікроорганізмів. Замерзає адсорбційна вода за температури нижче 0 °С.

Особлива форма зв’язаної води – хімічно зв’язана вода. Це вода кристалогідратів, або кристалізаційна. У молочних продуктах її майже немає, за винятком молочного цукру, який кристалізується з однієї молекули води (С12Н22О11,Н2О).

Сухі речовини молока

До складу сухих речовин входять усі компоненти молока (білок, жир, молочний цукор, мінеральні солі тощо), за винятком води та летких речовин. Вміст сухих речовин свідчить про поживну цінність молока. За їх кількістю ви-значають вихід готових молочних продуктів. У практиці тваринництва продуктивність окремих корів, стад і порід слід оцінювати за надоєм, вмістом у молоці сухих речовин, жирністю та білковістю молока.

Найбільш змінною складовою частиною сухої речовини є жир. Тому у практиці частіше користуються показником сухого знежиреного молочного за-лишку (СЗМЗ).

Вміст сухих речовин у молоці варіює в межах 11–17% із середіченням 12,7 – 13%, СЗМЗ – 7,4 до 8,8%, у середньому 8,4%.

Молочний жир (ліпіди). За хімічною будовою та фізико-хімічними властивостями молочний жир поділяють на прості (гліцериди та стериди; і складні ліпіди, або ліпоїди (фосфоліпіди чи фосфатиди).

Коров’яче молоко містить 3,2 – 4,5% (97 – 95%) простих і 0,04 – 0,06% (2,5%) складних ліпідів. Прості ліпіди – це складні ефіри спирту та жирних кислот. Гліцериди – ефіри, в яких жирні кислоти сполучені з гліцерином.

Молочний жир є переважно сумішшю гліцеридів, у якій переважають тригліцерпди, а також моно- та дигліцериди, вільні жирні кислоти.

Густина гліцерину становить 1,265 г/см3, молекулярна маса – і 92, а гліцеринової основи (радикалу) в складі тригліцериду – 41. Залежно від молекулярної маси жирних кислот і виду жиру масове співвідношення між гліцериновими радикалами та жирними кислотами коливається в різних межах.

Структура зв’язку різних жирних кислот дуже різноманітна. Сполук різних тригліцеридів багато.

До складу молочного жиру входять переважно 10 насичених і 10 ненасичених жирних кислот (табл. 2.4), а всього понад 200 жирних кислот. Між їх молекулярною масою та фізичними властивостями існує взаємозв’язок: чим нижча молекулярна маса кислоти, тим вища густина і навпаки. А від густини й молекулярної маси залежить точка плавлення кислоти. Чим більша молекулярна маса, тим вища точка плавлення. Харчова цінність жиру залежить від температури плавлення.

Наприклад, в овечому жирі багато стеаринової кислоти, температура плавлення якої 69,3 °С, тому він важко розтоплюється. Олеїнова кислота завжди є у складі молочного жиру в значних кількостях (26–44%). За звичайної температури вона

рідка. Високий вміст олеїнової кислоти зумовлює м’яку консистєнцію масла. Кі-лькість лінолевої та лінолеко30ї кислот у складі жиру збільшується при годівлі тварин лляною і конопляною макухою. Жир, який містить в собі лінолеву кислоту, сприятливо впливає на організм людини (профілактично діє проти склерозу).

Перші чотири жирні кислоти у вільному стані леткі з водяною парою при 100 °С. Масляна і капронова розчиняються, а каприлова й капринова за температури нижче 10 °С не розчиняються у воді. Решта кислот нелеткі з водяною парою і нерозчинні у воді.

Кислотний вміст жиру залежить від виду тварин: найвищий вміст летких жирних кислот у коров’ячому молочному жирі.

Хімічні та фізичні властивості молочного жиру залежать від складу жир-них кислот тригліцеридів. Показники властивостей жиру називаються числами, або константами.

Число Рейхерта – Мейссля характеризує вміст жиру летких, розчинних у воді жирних кислот (масляної та капронової). Воно виражається кількістю мілілітрів 0,1н лугу, необхідного для нейтралізації в 100 мл дистиляту летких, розчинних у воді жирних кислот, відігнаних із 5 г жиру. Молочний жир, на відміну від інших жирів, має високе число Рейхерта – Мейссля – від 20 до 35, у середньому 24 – 26. Тому за його величиною роблять висновок про натуральність молочного жиру. В інших тваринних та рослинних жирах воно дорівнює одиниці або трохи більше. Якщо величину числа Рейхерта – Мейссля помножити на 0,204, одержимо відсоток масляної та капронової кислот.

Число Поленське означає вміст летких з водяною парою, але нерозчинних у воді кислот (каприлової та капринової). Це кількість мілілітрів 0,1н лугу, яка пішла на нейтралізацію летких, але нерозчинних у воді капронових кислот, ви-ділених фільтруванням 110 мл дистиляту, відігнаного з 5 г молочного жиру. Для жиру молока воно коливається від 0,3 до 3. Добуток від множення числа Полонське на 0,286 становить вміст летких нерозчинних у воді жирних кислот.

Число омилення (Кетсторфера) виражається кількістю міліграмів калію гідроксиду, необхідного для омилення 1 г жиру. Воно залежить від молекуляр-ної маси жирних кислот. Чим більше у складі жиру високомолекулярних жирних кислот, тим менше число омилення і навпаки. Для молочного жиру воно коливається в межах 222 – 235. За числом омилення можна визначити молекулярну масу тригліцеридів, користуючись формулою

де М – молекулярна маса;

К – число Кетсторфера.

Йодне число дає змогу визначити кількість ненасичених жирних кислот. Виражається кількістю грамів йоду, яке зв’язується з ненасиченими жирними кислотами в 100 г молочного жиру. Для жиру коров’ячого молока йодне число коливається від 25 до 45. Вміст олеїнової кислоти визначають множенням йодного числа на 0,9.

Йодне число молочного жиру залежить від стадії лактації корови, пори року, кормів. Воно збільшується влітку і зменшується взимку.

На фізичні властивості молочного жиру впливає його температура плавлення і застигання, коефіцієнт заломлення й густина.

Температура плавлення молочного жиру (за якої жир переходить з твер-дого стану у рідкий) становить 28 – 35 °С, а температура застигання (за якої розтоплений жир стає твердим) – 18 – 23 °С.

Молочний жир є сумішшю тригліцеридів з різною температурою плав-лення, тому його перехід у рідкий стан відбувається поступово.

Коефіцієнт заломлення молочного жиру визначають рефрактометром за температури 40 °С. При цьому вказують не значення коефіцієнта заломлення, а число рефракції (в одиницях шкали рефрактометра). Чим більше у складі жиру високомолекулярних жирних кислот і чим більше подвійних зв’язків у їх моле-кулі, тим вище число рефракції. Для жиру молока число рефракції коливається від 42 до 45, що відповідає коефіцієнту заломлення 1,453–1,455.

Густину жиру визначають ареометром за температури 100 °С і перерахо-вують на температуру 20 °С. Густина молочного жиру за температури 20 °С – від 0,918 до 0,924 г/см3.

Стан жиру в молоці. Жир у молоці міститься у вигляді жирових кульок діаметром 2,3 – 3 мкм. У теплому молоці жир перебуває у вигляді емульсії, а в холодному – суспензії.

В 1 л молока міститься близько 3 млрд. жирових кульок. Величина їх має важливе технологічне значення. Чим вони більші, тим легше відокремлюються під час, сепарування. Цей показник залежить від породи, індивідуальних особливостей тварин, стадії лактації та годівлі корів. Жирові кульки в молоці не склеюються між собою через стабільної адсорбційної білково–ліпідної оболонки. Злипання жирових кульок відбувається після руйнування цієї оболонки під дією механічних факторів (при збиванні вершків на масло). Молочний жир не стійкий проти впливу високих температур, світлових променів, водяної пари, кисню повітря, ферменту ліпази, розчинів лугів і кислот.

Види псування молочного жиру

Гідроліз (омилення) жиру відбувається під впливом лугів, ферментів, води та інших факторів. Він розщеплюється на гліцерин і жирні кислоти. При лу-жному омиленні жиру, що набуло застосування у миловарному виробництві, утворюються гліцерин і солі жирних кислот (мило).

Осалювання жиру відбувається під дією сонячних променів, підвищеної температури, каталізаторів та інших факторів, які викликають насичення жиру киснем, воднем, галоїдами ненасиче–них жирних кислот. Олеїнова кислота в результаті осалювання перетворюється на оксикислоту – діоксистеаринову кислоту. Жир при цьому гіркне, набуває смаку старого сала, важко плавиться, а вершкове масло стає білим, як стеарин.

Окиснення жиру відбувається під тиском повітря, ферментів молока за наявності вологи. При окисненні утворюються альдегіди, кетони, оксикислоти. Жир набуває специфічного гіркувато-пекучого смаку й запаху, а його поверхня – жовтого кольору.

Що таке стерини, фосфатиди, лецитин,кефалін?

Стерини – складні ефіри одноманітних циклічних спиртів (стеринів) і жирних кислот. Вміст їх у молоці – до 0,03%. З вільних стеринів в молоці трапляються холестерин та ергостерин.

Холестерин (С27Н45ОН) в організмі людини і тварини є антагоністом лецитину, бере участь у клітинному обміні. В молоці холестерину дуже мало.

Ергостерин (С28Н43ОН) під впливом ультрафіолетових променів перетворюється на вітамін D, бере участь у регулюванні обміну кальцію та фосфору. У молоці міститься в невеликій кількості.

Фосфатиди –– складні ефіри спиртів та жирних кислот, до складу яких входять фосфорна кислота і азотисті сполуки. Мають важливе значення для організму людини і тварини. В молоці їх міститься 0,05%. Вони беруть участь в окисно-відновних процесах і утворенні жиру молока в молочній залозі. Входять також до складу оболонок жирових кульок та сприяють утворенню стійкої емульсії у плазмі молока. До фосфатидів належать лецитин і кефалін.

Лецитин – складний ефір гліцерину з двома молекулами жирних кислот та одною молекулою фосфорної кислоти, яка, в

свою чергу, утворює складний ефір з холіном. Цей фосфат; титься в навколишньому білковому шарі жирової кульки, має бактерицидну дію. Лецитин бере участь у клітковому обміні речовин людини і тварини. В молоці його близько 0,1%.

Кефалін має таку саму хімічну будову, як і лецитин, з тією лише різни-цею, що фосфорна кислота в молекулі кефаліну зв’язує не холін, а етоноламін. В молоці кефаліну близько 0,05%.

Який хімічний склад білкових компонентів молока?

Азотисті речовини молока. у молоці містяться білкові і небілкові азотисті сполуки. Найбільш біологічно цінними є білкові речовини, роль небілкових порівняно незначна. Білкові речовини молока неоднорідні. До основних білків молока належать казеїн, альбумін і глобулін.

Вміст цих речовин у коров’ячому молоці коливається від 2,8 до 3,8%, у середньому – близько 3,3%, в тому числі казеїну близько 82%, альбуміну 12 і глобуліну 6% загальної кількості білків молока. Співвідношення зазначених білків у молоці змінюється залежно від періоду лактації, рівня годівлі та інших факторів.

Молочний білок відрізняється від рослинного меншим вмістом азоту. Так, для перерахування азоту на рослинний білок використовується коефіцієнт 6,25, на казеїн – 6,32 і на альбумін та глобулін – 6,47.

З чого складаються білки молока?

Білки молока містять майже всі амінокислоти (більше 20), виділені з нату-ральних білків. Відношення різних білків у молоці та їх амінокислотний склад змінюються залежно від породи, періоду лактації, віку та рівня годівлі тварин.

Казеїн молока неоднорідний за своєю хімічною природою. Він складається із чотирьох основних фракцій: αs, β, γ, К.

Так, αs–казеїн – фракція, чутлива до іонів кальцію, а К–казеїн – нечутлива до них. Казеїн – фосфоровмісний та сірковмісний білок .

Окремі фракції казеїну по–різному взаємодіють із сичужним ферментом αS та β–фракції більш багаті на фосфор, добре зсідаються сичужним ферментом, а γ–фракція не піддається коагуляції від цього ферменту. За силосного типу годівлі корів зменшується кількість найбільш цінних фракцій αs, К та β і зростає частка γ–фракції. Внаслідок цього молоко погано зсідається під дією сичужнго ферменту.

Казеїн – білий аморфний порошок без смаку й запаху, його молекулярна маса становить 1,26–1,3. Він не розчиняється у спирті й ефірі, погано розчиняється у воді й добре – у розчинах деяких солей. Два основних компоненти казеїну – кальцієва сіль (казеїнат кальцію) та кальцію фосфат – утворюють казеїн–кальцій-фосфатний комплекс. До складу цього комплексу входять також магній, калій, натрій і цитрати.

Білкова молекула казеїну має вигляд NH2R(COOH)8.

Казеїн має амфотерну реакцію, але для нього більш характерні кислотні властивості, його можна розглянути як 4 – 6–основну, а за даними Я.С. Зайковського, як 8–основну кислоту. Казеїн містить 144 кислотних (СООН) і лише 83 аміногруп (NH2). Цим зумовлюються його кислотні властивості. На нейтралізацію 1 г казеїнової кислоти у присутності фенолфталеинового індикатора витрачається 8,8 мл 0,1н розчину натрію гідроксиду. Загальна кислотна ємкість 3 г казеїну становить 26,4 мл 0,1н розчину лугу, 1 мл 0,1н лугу здатний нейтралізувати 0,11315 г казеїну в розчині.

Вивчення розмірів казеїнових частинок під електронним мікроскопом показує, що близько 1/3 їх мають розміри до 400 А0 (ангстрем) (1 А° дорівнює 0,0001 мкм), 1/3 – 400 – 800 А0 та близько 1/3 – 800 – 1200 А0.

За останніми даними, молекулярна маса становить 1900 – 30 500 мкм. Ізоелектрична точка казеїну настає при рН 4,5 – 4,7. При цьому частки білка стають електронейтральними і втрачають рухливість в електричному полі. В ізоелектричній точці у вигляді осаду виділяється вільний казеїн. Під дією кислот, ферментів, солей кальцію він коагулює. Механізм дії цих речовин різний. Найпоширенішим видом кислотної коагуляції казеїну є зсідання молока під дією молочної кислоти, яка утворюється в результаті молочнокислого бродіння. (Цей процес широко використовують у виробництві кисломолочних продуктів.) При цьому від казеїн–кальцій-фосфатного комплексу поступово відщеплюється фосфат кальцію і при досягненні кислотності середовища, рівного ізоелектричній точці, казеїн випадає в осад у вигляді згустку чистого казеїну. Під дією молочної і оцтової кислот утворюються водорозчинні сполуки цих кислот з кальцієм, причому останній перерехо-дить у сироватку. При обробці казеїну сульфатною (сульфатною) кислотою, а потім лугом одержують казеїновий клей.

Як утворюється параказеїн?

Під дією сичужного ферменту казеїн перетворюється на згусток – napаказеїн. Він є аналогом казеїн–кальцій-фосфатного комплексу молока і багатий на кальцій. Дія сичужного ферменту складається з двох стадій: хімічного перетворення казеїну на параказеїн і власне сичужного зсідання.

Перша стадія відбувається без участі солей кальцію, у другій параказеїн взаємодіє з іонами кальцію, в результаті чого утворюється згусток. При сичуж-ному зсіданні в осад випадає весь казеїн–фосфат–кальцієвий комплекс у такому вигляді, в якому він міститься в молоці, без відщеплення солей кальцію. Цей вид коагуляції казеїну особливо широко використовується у виробництві сирів.

За часом розрізняють три типи зсідання молока під дією сичужного ферменту: за першим типом молоко зсідається протягом 15 хв, за другим – від 16 – 40 і за третім – понад 40 хв.

Параказеїн у процесі визрівання сирів зазнає гідролізу, утворюючи амінокислоти, альбумози, пептони, пептиди. Коагуляція казеїну відбувається при дії на молоко кальцію хлоридом одночасно з його нагріванням за температури 85 °С і концентрації кальцію хлориду у молоці 0,12– 0,15%. При цьому осідає не тільки весь казеїн, а й білки сироватки – альбумін і глобулін. Тому кальцієва коагуляція зумовлює не тільки більш повне виділення білків із молока, а й підвищення біологічної цінності одержаного згустку.

За температури 85 °С казеїн денатурується. Із молекули казеїну виділя-ється речовина, яка нагадує сірководень. Вона поглинається молочним жиром і стійко утримується, надаючи при цьому перепастеризованому продукту присмаку горіха.

Казеїн – це високопоживний білок, хоча він перетравлюється важче, ніж альбумін і глобулін. У молоці тварин різних видів за хімічним складом він однаковий, але його фізіологічні і технологічні властивості різні. Використовують казеїн здебільшого для виробництва твердих сирів, м’якого сиру, кисломолочних продуктів.

Білки сироватки. Після виділення із молока казеїну в сироватці залиша-ється певна кількість розчинних білків, відомих під назвою сироваткові.

Сироваткові білки відрізняються від казеїну амінокислотним складом.

Альбумін. У молекулі альбуміну замість фосфору міститься сірка. Він роз-чинний у воді, не осідає під дією кислоти й сичужного ферменту. Може бути виділений з молока насиченням його амонію сульфатом. При нагріванні молока до 70 – 75 °С альбумін випадає в осад, а при 85 – 100 °С виділяється повністю. Внаслідок зсідання під час нагрівання він втрачає можливість розчинятися у воді. Ізоелектрична точка альбуміну знаходиться при рН 4,55. У молоці його вміст коливається від 0,4 до 0,6%, у молозиві – до 12%. Це повноцінний білок, який повністю забезпечує організм, що росте, необхідними амінокислотами. Рівень перетравлення молочного альбуміну вищий, ніж альбуміну курячого яйця. Він відрізняється від інших білків більшим вмістом триптофану – близько 7%.

Використанням ультрацентрифугування й електрофорезу виділено три фракції альбуміну: α–лактоальбумін, β–альбумін, який має властивості лактоальбуміну, та γ–альбумін – ідентичний альбуміну сироватки крові.

Альбумін використовують для приготування альбумінового крему, пасти, зеленого сиру.

Глобулін. У молоці його міститься до 0,2%, у молозиві – 8 – 15%. Має важливе значення для новонароджених, оскільки характеризується бактерицид-ними властивостями, підвищує резистентність організму. Глобулін молока, по-дібно до глобуліну крові, є носієм імунних властивостей. Ізоелектрична точка глобуліну знаходиться при рН 5,4. При нагріванні підкисленого молока до температури 80 °С глобулін зсідається. Його зсідання зумовлює також магнію сульфат, доданий до молочної сироватки до насичення.

Цією властивістю користуються при відокремленні глобуліну від альбу-міну. Розрізняють такі фракції глобуліну: Р–лактоглобулін, евглобулін, псевдо-глобулін.

Білок оболонок жирових кульок. Встановлено, що оболонка жирових кульок складається із суміші фосфоліпідів і білків, які називаються ліпопротеї-нами. Білок оболонки зсідається повністю при додаванні кальцію хлориду та нагріванні до температури 100 °С або при додаванні соляної кислоти. В білку оболонки міститься 12 – 12,5% азоту, 1,5 – 2,5% сірки і 0,3 – 0,4% фосфору. Білок становить 64 – 71% речовини оболонки, а відношення його до фосфоліпідів коливається від 1,8 до 2,4. За вмістом азоту та амінокислотним складом білок оболонки відрізняється від інших білків молока.

Низькомолекулярні білки. До них належать протеази, пептони, поліпепти-ди. Ця фракція білків не осідає із знежиреного, підкисленого молока при нагрі-ванні до температури 90 – 100 °С протягом 20 хв, але осідає під дією трихлористої кислоти. Вона становить близько 4% від усіх білків молока.

Ферменти, імунні та бактерицидні речовини належать до білків, які є в молоці у невеликих кількостях. Це власне ферменти, а також білки, які мають антибактерицидні властивості (лактеміни, І і II, лізоцим та інші інгібітори росту бактерій).

Небілкові азотисті речовини. Такими є сечова кислота, сечовина, креати-нін, креатин, ксантин, гуанідин, гіпурова кислота, пуринові основи, амінокис-лоти та аміак. Вони потрапляють у молоко з крові як продукт білкового обміну. Найважливіше значення мають вільні амінокислоти, це переважно триптофан, тирозин, цистин, глутамінова кислота та інші, оскільки вони є одним з основних джерел азотистого живлення молочнокислих бактерій у період їх росту в молоці. До небілкових азотистих речовин належать пігменти кормового походження – хлорофіл, ксантофіл, кератин.

На частку небілкових азотистих речовин молока припадає близько 6% азоту. Кількість небілкових азотистих речовин у коров’ячому молоці становить від 0,1 до 0,2%, у кобилячому – 0,5 – 0,6%.

Вуглеводи молока. Вуглеводи – це альдегіди або кетони багатоатомних спиртів, а також полімери цих сполук.

Вони поділяються на моносахариди, олігосахариди та полісахари. Виконують переважно енергетичну функцію, а також беруть участь у формуванні складних органічних сполук, які мають важливе фізіологічне значення.

У молоці містяться моносахариди (глюкоза, галактоза, а також манноза, фруктоза й арабіноза), а в молозиві – ще й альфакетогеп–тоза та її похідні (фосфорні ефіри і аміноцукри). З амінопохідних у молоці виявлено гексозаміни (глюкозамін, галактозамін) і сіалову кислоту. Моносахариди та їх похідні міс-тяться в молоці як у вільному стані, так і в сполученні з білками, жирами та іншими вуглеводами (у складі мукопротеїдів, муколіпідів і мукополісахаридів).

Із складних цукрів у молоці міститься дисахарид – лактоза і в невеликій кількості – більш складні олігосахариди.

Молочний цукор, або лактоза, є тільки в молоці і являє собою дисахарид, до складу якого входить по одній молекулі глюкози й галактози, які різняться між собою просторовим розміщенням гідроксильних груп та водою. У залозистих тканинах вим’я корів глюкоза і галактоза сполучаються, утворюючи лактозу з виділенням молекули води.

Лактоза – це біла кристалічна речовина, у 5 – 6 разів менш солодка на смак, ніж буряковий цукор (якщо солодкість бурякового цукру прийняти за 100, то солодкість фруктози становить 173, глюкози 74, галактози 32 і лактози 16). Вона значно гірше розчиняється у воді, а в спирті та ефірі не розчиняється зовсім.

Густина лактози становить 1,5453 г/см3. Нагрівання водних розчинів молочного цукру сприяє його карамелізації. Припускається, що це результат взаємодії білків із цукром з утворенням сполук, які називаються меланоїдами. При нагріванні до 110 – 130 °С лактоза втрачає кристалізаційну воду, а при подальшому нагріванні до 185 °С відбувається її побуріння, зумовлене караме–лізацією (реакція Майара). При цьому відбувається трансформація глюкози у фруктозу і утворюється лактулоза, яка є активним біфідогенним фактором і використовується у виробництві продуктів дитячого, дієтичного харчування, а також при лікуванні різних кишкових захворювань людей.

За поживністю молочний цукор не відрізняється від бурякового і майже повністю засвоюється (на 98%) організмом. Він має важливе значення у годівлі молодняку тварин. Вміст лактози у молоці становить 4,7 – 4,8%. В організмі лактуючої корови підтримується співвідношення води й цукру в молоці на рівні 18 : 1, яке не змінюється і в молозиві. Вивчення ролі цукру корму в процесі лактації (М.І. Книга) дало змогу сформулювати таку біологічну закономірність: від можливості і здатності молочної залози синтезувати лактозу залежить надій корови, молочний цукор має виняткове значення для технології приготування сиру, кисломочних продуктів, молочних напоїв. Разом з тим лактоза може бути причиною псування (скисання) молока.

Усі мікробіологічні процеси бродіння при виготовленні молочних проду-ктів можливі лише за наявності молочного цукру.

Лимонна кислота. У складі молока її вміст сягає 0,2%. Це триосновна кислота, що може міститися в молоці в іонному, молекулярному та колоїдному стані, у вигляді кальцієвої, натрієвої, калієвої і магнієвої солей. Лимонна кисло-та має важливе значення для сольової рівноваги молока.

Мінеральні речовини та солі молока. У складі молока близько 1% мінеральних речовин, хоча після їх спалювання залишається тільки 0,7 – 0,8% золи. Молоко містить до 80 елементів періодичної системи Менделєєва. їх поді-ляють на макроелементи (від 1 до 100 мг% і більше), мікроелементи (0,01 – 1 мг%) та ультрамікроелементи (менш як 0,01 мг%). До макроелементів належать кальцій, магній, натрій, калій, фосфор, сірка, хлор, а до мікроелементів – залізо, алюміній, хром, свинець, миш’як, олово, титан, ванадій, срібло, мідь, кобальт, марганець, цинк, йод, селен, молібден, нікель тощо.

Мінеральні елементи містяться у молоці в найрізноманітніших хімічних зв’язках як між собою, так і з органічними компонентами. До складу молока входять солі неорганічних і органічних кислот, з яких найбільше значення ма-ють солі фосфорної та лимонної кислот, казеїну.

Мінеральні речовини молока мають важливе фізіологічне значення для людини і тварини, а також для технології виготовлення молочних продуктів.

Більшість солей у молоці перебуває в іонодисперсному та молекулярнодисперсному, а деякі солі – в колоїдному й нерозчинному стані. Відомо, що 78% кальцію, 65% фосфору і 20% магнію міститься в молоці у вигляді неорганічних солей, причому близько 7% кальцію і 20% фосфору та магнію іонізовані. Встановлено, що приблизно 22% кальцію і стільки ж фосфору сполучені з казеїном.

У золі молока виявлено катіони калію, натрію, кальцію, магнію, заліза та аніони фосфорної, сульфатної, лимонної кислот і хлору. Сума кислотних еквівалентів практично дорівнює сумі основних і рН становить 6,6.

Кальцій молока має важливе фізіологічне значення для людини і тварини, а його солі відіграють важливу роль у технології молочних продуктів. Солі ка-лію і натрію зумовлюють нормальний осмотичний тиск крові та молока, а також підтримують сольову рівновагу молока.

Солі кальцію, магнію, калію і натрію у складі молока містяться переваж-но у вигляді солей фосфорної та лимонної кислот. Солі фосфорної кислоти, які є типовою буферною сполукою, підтримують у рівновазі сольову та колоїдну системи молока.

Солі лимонної кислоти разом з фосфатами і білками зумовлюють титро-вану кислотність та рН свіжовидоєного молока, підтримують його сольову рів-новагу і стійкі колоїдні системи. Кількість солей лимонної кислоти коливається від 140 до 214 мг% (у середньому 176 – 198 мг%).

Кальцій у складі молока зв’язаний з казеїном (22 – 26% від його загальної кількості). Фосфор у вигляді солей фосфорної кислоти становить 63 – 66% від його загального вмісту. На фосфор, зв’язаний з казеїном, фосфатидами та фосфорними ефірами, припадає 34 – 37%. Вміст солі лимонної кислоти в колоїдному стані становить 6 – 10%, у розчинній формі – 90–94%, зв’язані з казеїном – 0,4 – 0,7% вмісту лимонної кислоти.

Мікроелементи мають важливе фізіологічне значення для живого органі-зму. Вони входять до складу біологічно активних речовин – вітамінів, ферментів, гормонів.

Встановлено, що марганець бере участь в окисно-відновних процесах та утворенні вітамінів С, В і D. Мідь потрібна для синтезу гемоглобіну крові. Цинк бере участь у процесах розмноження, а миш’як, як припускається, зв’язаний з процесами утворення молока. Кобальт входить до складу вітаміну В12, йод є структурним компонентом гормону щитоподібної залози – тироксину і стимулює її діяльність. Мідь, марганець, залізо входять до складу деяких ферментів – каталази, пероксидази тощо. Мідь сприяє засвоєнню організмом кальцію, селен бере участь в обміні сірковмісних амінокислот.

У молоці мікроелементи зв’язані з казеїном і сироватковими білками (алюміній, марганець, мідь, цинк, селен, йод, залізо), з оболонками жирових кульок (до 25% заліза і до 35% міді) та небілковими органічними сполуками (до 60% йоду). Вони мають важливе значення в утворенні молока, впливають на біологічну повноцінність та поживні якості молока та молочних продуктів.

Вміст у молоці цинку сягає 0,48–3 мг/кг, заліза 0,1–0,6, міді – 0,05–0,4, кобальту 0,11, молібдену – 0,01–1,0, йоду – і 0,05 – 0,2, свинцю – 0,02 – 0,2 і марганцю 0,06 мг/кг.

2.2.3. Біологічно активні речовини молока

До них належать вітаміни, ферменти, гормони, імунні та бактерицидні речовини, антибіотики.

Вітаміни мають важливе значення для живлення, обміну речовин, росту та розвитку людини і тварини. Вони беруть участь в і окисно-відновних процесах організму. В молоці як фізіологічній рідині виявлено більшість вітамінів, які є в організмі тварини. Вітаміни молока – це важлива його складова частина, біологічно пов’язана з ним. Більшість вітамінів, сполучаючись з білками, утворюють ферменти. У молоці є достатня кількість різних вітамінів, і оскільки воно належить до поширених продуктів харчування, то є джерелом вітамінів для організму людини. Синтезуються вітаміни переважно рослинами і частково – у травному каналі жуйних 5 тварин.

За здатністю розчинятися вітаміни поділяють на розчинні в жирах і розчинні у воді.

Жиророзчинні вітаміни. До цієї групи належать вітамін А (ретинол, С20Н29ОН), кількість якого в молоці залежить від вмісту каротину в кормах тварин. Вітаміну А найбільше в молоці та вершках літньо-осіннього періоду, коли тварини використовують зелений корм. Масло, виготовлене із літнього молока, містить у 4 рази більше вітаміну А, ніж масло із зимового молока.

Вітамін А і каротин витримують нагрівання за високих (вище 120 °С) температур без доступу повітря, але легко окиснюються у присутності повітря та світла.

У процесі пастеризації і зберігання молока кількість зазначеного вітаміну зменшується до 20%. При виробництві кисломолочних продуктів вміст вітаміну А збільшується на 10 – 33%. При виготовленні сиру він повністю переходить у готовий продукт. В 1 кг молока в середньому міститься 0,13–0,16 мг вітаміну А, у молозиві його у 5 – 10 разів більше.

Вітамін D (кальциферол, D2 – С28Н44О і D3 – С27Н44О) антирахітичний, має важливе значення в мінеральному обміні, особливо в обміні солей кальцію та фосфору. У молоці міститься вітамін D3, у якому близько 0,005 мг% вітаміну D з коливанням від 0,0007 до 0,12 мг%. Пасовищне утримання корів сприяє збільшенню цього вітаміну в кілька разів, а в разі дії на молоко ультрафіолетовими променями його кількість різко збільшується і досягає 0,02 – 0,05 мг%. Багато цього вітаміну є у складі молозива. У вершках кількість вітаміну D змінюється залежно від вмісту жиру.

Вітамін D досить стійкий, витримує нагрівання до високої температури. При переробці молока він не руйнується, а переходить з жиром у кінцевий продукт.

Вітамін Е (токоферол, С29Н50О2) антистерильний, характеризується антиоксидними властивостями, сприяє засвоєнню вітаміну А. Його нестача або відсутність порушує утворення статевих гормонів гіпофізу і призводить до не-плідності. Вітамін Е міститься в зелених частинах рослин, тому молоко корів, яких випасали, багате на цей вітамін. У молозиві його міститься більше (до 0,45 мг%), ніж у молоці. Вітамін стійкий проти високої температури, кислот, лугів, але під впливом кисню повільно окиснюється. Руйнується при нагріванні до температури 170 °С протягом 3 год.

У процесі пастеризації, а також при тривалому зберіганні молока кількість вітаміну Е зменшується на 17–32%. При виробництві сиру із молока в кінцевий продукт переходить до 35% вітаміну Е.

Вітамін К (К1 – філохінон, С20Н39 і К2 – фарнохінон, С30Н49) – фактор зсідання крові. Його кількість у молоці залежить від наявності в раціоні зелених кормів, сіна конюшини.

В організмі тварин та людей синтезується мікрофлорою кишок.

Вітамін F – комплекс ненасичених карбонових кислот: лінолевої, ліноленової, арахідонової. Ці кислоти значною мірою сприяють прояву фізіологічної дії тіаміну, аскорбінової кислоти, каротину. В молоці вітаміну F міститься близько 0,16%.

Водорозчинні вітаміни. Вітамін B1 (аневрин, тіамін, C12H18ОN4C1) бере участь у вуглеводному обміні організму, входячи до складу ферменту карбоксилази. Брак його спричинює у людей поліневрит, а у тварин – порушення функцій нервової системи. У складі молока цього вітаміну мало – в середньому 0,045 мг% з коливаннями від 0,02 до 0,07 мг%. Корми на кількість вітаміну В1 в молоці впливають незначною мірою. Він синтезується мікроорганізмами рубця жуйних.

При пастеризації руйнується від 10 до 23% тіаміну, при згущенні молока з цукром – до 14%, при висушуванні – до 10%.

У кисломолочних продуктах вітаміну В1 міститься на 20 – 30% більше, ніж у молоці. Тому його кількість можна збільшити, використовуючи активні закваски.

Вітамін В2 (рибофлавін, лактофлавін, C12H20O6N4 має важливе значення для організму, оскільки входить до складу ферментів, що беруть участь у вуглеводному та білковому обмінах. Сприяє росту тварин, активізує кровотворення, бере участь у процесах відновлення 30рового пурпуру. У разі його нестачі порушуються процеси окиснення органічних речовин, припиняється ріст тварин та ін. У молоці його 0,1 – 0,25 мг% (у середньому 0,15 – 0,20 мг%), у молозиві – в 3 – 4 рази більше. В молоко цей вітамін надходить з корму і рубця, де синтезується мікрофлорою. Протягом лактації його кількість у молоці мало змінюється. Пастеризація молока значною мірою не впливає на кількість вітаміну В2. У кисломолочних продуктах його більше, ніж у молоці, на 5%. У процесі виготовлення сухого молока руйнується 10 – 15% вітаміну В2.

Вітамін B3 (пантотенова кислота, C9H17О5N) вперше виділений із дріж-джів. Стимулює ріст молочних бактерій та інших мікроорганізмів. Пантотенова кислота входить до складу коферменту А, за участі якого відбувається синтез карбонових кислот, лимонної кислоти, багатьох амінокислот. Вміст вітаміну В3 у молоці сягає 0,27 мг%, в знежиреному – 36 мг%, у відвійках – 46 мг%, у мо-лочній сироватці – 44 мг%.

Вітамін РР (нікотинова кислота, C6H5О2N) має важливе значення для організму як складова частина ферментів, що беруть участь у клітинному диханні. Вміст його в молоці коливається від 0,2 до 0,5 мг%. Причому молоко, видоєне взимку, багатше на цей вітамін, ніж видоєне влітку. Триптофан молока виступає як провітамін РР, з якого в організмі синтезується вітамін. Нагрівання нікотинової кислоти до кипіння, автоклавування за температури 110 °С протягом 5 год не інактивують вітаміну. Він не руйнується також при дії окисників, лугів та світла. Протягом лактації його кількість в молоці майже не змінюється і не залежить від кормів.

Пастеризація молока не руйнує нікотинову кислоту. В готовому сирі її у 5 разів менше, ніж у вихідній сировині. Мабуть, вітамін РР використовується бактеріями у процесі визрівання сиру. При висушуванні молока кількість нікотинової кислоти практично не змінюється. Під час згущення молока з цукром втрати цього вітаміну сягають 10%.

Вітамін В6 (піридоксин С8Н11О3N2) входить до складу ферментів, має важливе значення для білкового і ліпідного обміну, бере участь у гемопоезі, синтезується рослинами і багатьма мікроорганізмами. В молоці його міститься від 0,05 до 0,17 мг%, у маслі – 0,26 мг%. При переробці молока на молочні продукти кількість вітаміну В6 не змінюється, оскільки він стійкий проти високих температур.

Вітамін Н (біотин, C10H16O3N2) сприяє росту деяких дріжджів. Пошире-ний у природі, в організмі тварини, людини може бути як у вільному стані, так і в складі активної групи карбоксилаз білків, інтенсивно утворюється плісенями та дріжджами. У зв’язку з цим на поверхні м’яких сирів його значно більше, ніж усередині. Пастеризація і ультрапастеризація біотин не руйнують, і він не окиснюється киснем повітря.

У молоці його кількість сягає 0,005 мг%, причому у видоєному влітку йо-го удвічі більше, ніж в одержаному взимку.

Фолієва кислота (C19H19O6N7) складається із залишків глютамінової, параамінобензойної кислот та пуринових основ. Синтезується у рослинах, в організмі тварин – мікрофлорою рубця. Міститься як у вільному стані, так і в складі ферментів. Є фактором росту багатьох мікроорганізмів. Вміст фолієвої кислоти в молоці становить 0,05 мг%.

Холін (C5H15O2N) є основною складовою частиною фосфатиду лецитину і регулює жировий та білковий обмін в організмі, бере участь у реакції трансметилування, входить до складу ацетилхоліну. В молоці холін міститься у складі фосфатиду ліцетину, тому холін є здебільшого в тих молочних продуктах, в яких збереглися ясирові кульки. У разі його нестачі розвивається жирове переродження печінки. Холін синтезується рослинами в організмі жуйних тварин і мікроорганізмами. Кількість холіну в молоці сягає 6 – 48 мг%. У складі молозива його у 2 – 5 разів більше, ніж у молоці, в сирах 50 – 60 мг%, у сухому незбираному молоці – 150 мг%.

Вітамін В12 (кобаламін C63H90О14N14PCo) має високу біологічну актив-ність, містить кобальт, бере участь у процесі обміну речовин, каталізує реакції, пов’язані з утворенням крові, сприяє переходу каротину у вітамін А. Синтезується бактеріями в рубці жуйних. Нагрівання молока до температури 120 °С не руйнує цей вітамін. Кількість вітаміну В12 у молоці коливається від 0,022 до 0,059 мг% (у середньому 0,039 мг%). Молоко та молочні продукти забезпечують більш як 20% добової потреби людей у вітамін В12.

Вітамін С (аскорбінова кислота, антицинготний вітамін, C6H8О6) – фактор обміну речовин. Є одним з ланцюгів окисно-відновних ферментних систем. Дуже чутливий до окиснення, руйнується за високої температури (пастеризація руйнує до 30% вітаміну С, сушіння – до 50%, згущення – до 30%) і в лужному середовищі, під дією ультрафіолетових променів. Його кількість у коров’ячому молоці коливається від 0,3 до 2,5 мг%, а в кобилячому – від 8 до 30 мг%. У молоці, одержаному взимку, його значно менше, ніж в одержаному влітку. Вітамін синтезується в організмі тварин (мікроорганізмами рубця). При зберіганні молока кількість аскорбінової кислоти зменшується. На вміст вітаміну С впливають погода, індивідуальні особливості тварин, лактація, клімат, умови одержання і зберігання молока. Потреба людини у вітаміні С становить 5–10 мг% на добу.

Вітамінний склад молока та продуктів із нього можна підвищити за раху-нок штучного використання різних технологічних схем. При виготовленні сирів та молочнокислих продуктів збільшення вмісту в них вітамінів можливе за рахунок включення окремих штамів мікроорганізмів. Наприклад, пропіоновокислі, бактерії утворюють вітамін В12, плісеневі гриби синтезують фолієву кислоту в деяких сирах. Виділені штами бактерій, які підвищують вміст у кисломолочних продуктах вітаміну С у 2 – 4 рази, РР – в 5 – 10 разів, В12 – у 20 – 50, В2 – в 1,5 – 2 рази.

З технологічного погляду, збагачення молока та молочних продуктів вітамінами має велике значення. Наприклад, каротин застосовується як барвник, вітамін Е – як антиоксидант з метою надання стійкості вершковому маслу під час зберігання.

Ферменти – це хімічні речовини, які утворюються в рослинах, організмах тварин, синтезуються мікроорганізмами. Всі вони мають білкову природу, високу молекулярну масу, утворюють колоїдні розчини. Беруть участь у багатьох обмінних реакціях і окисно-відновних процесах. Ферменти можуть каталізувати реакції великої кількості речовин. Так, одна частка сичужного ферменту може зумовити зсідання 17–18 млн частинок молока.

У водних розчинах ферменти нестійкі і чутливі до впливу навколишнього середовища, частково – до високої температури. Температура 80 °С є критич-ною для їх розчинів. Специфічних ферментів молоко не має, але вони потрап-ляють до його складу з клітин молочної залози.

За існуючою класифікацією всі ферменти поділяють на три групи: ферменти гідролаз і фосфорилаз, ферменти розщеплення, окисновідновні.

Ферменти гідролаз і фосфорилаз поділяють на ферменти естерази, карбогідрази та протеази. До останніх належать сичужний фермент, рослинні протеїнази та пепсин.

Естерази – ферменти, що каталізують розщеплення і синтез складних ефі-рів. Це ліпаза і фосфатаза.

Ліпаза каталізує гідроліз жиру на гліцерин і жирні кислоти. Міститься в молоці в невеликих кількостях. Руйнується за температури вище 80 °С. Молоко, багате на ліпазу, гірке на смак і характерне для пізніх стадій лактації перед запуском корів. Джерелом ліпази в молоці, крім молочної залози, є мікрофлора молока (плісень).

Фосфатаза гідролізує органічно складні ефіри фосфорної кислоти. Вона є в організмі тварин, рослин і мікробів. У молоко потрапляє з молочної залози, виробляється мікроорганізмами. У технології молока за допомогою фосфатази визначають тривалість його пастеризації (нагрівання при 63 °С протягом 30 хв).

Карбогідрази – ферменти, які каталізують гідроліз і синтез ди- та полісахаридів.

Лактаза входить до складу молока і розщеплює лактозу на глюкозу і галактозу. Вона потрапляє в молоко з молочної залози і, утворюється молочнокислими бактеріями, дріжджами, плісенями.

Амілаза каталізує гідроліз крохмалю до мальтози. Очевидно, цей фермент бере участь у перетворенні глікогену на молочний цукор.

Галактозу також виявлено у складі молока.

Протеази гідролізують білок з утворенням пептонів, поліпептидів. та амі-нокислот. До протеолітичних ферментів рослини походження належать ферме-нтні препарати, одержані з вищих рослин, грибів, плісені та бактерій. Протеолітичними фермента: тваринного походження є пепсин, ренін і трипсин.

Пепсин утворюється з пепсиногену слизової оболонки шлунка тварин (свиней). Він каталізує розщеплення білків до альбумоз і пептонів. Температурний мінімум пепсину 45 – 55 °С, причому він залежить від реакції середовища. Оптимальні умови для дії пепсину при рН 1,5 – 2. Пепсин використовують для зсідання молока у виробництві твердого і м’якого сиру: 1 г кристалічного пепсину зумовлює зсідання 100 кг молока.

Сичужний фермент (ренін, фрамаза, лабфермент, хімозин) виробляється у сичузі молочних телят, ягнят і козенят. Він також спричинює зсідання молока і, подібно до пепсину, має протеолітичну дію. Технічний сичужний фермент виробляють із сичугів молодих телят. Одержаний порошок має активність 300 – 400 тис. одиниць. Його розведенням активність доводять до 100 тис. одиниць. Зсідаюча активність сичужного ферменту визначається числом, яке показує, скільки частин молока за температури 35 °С спричинює зсідання 1 частина ферменту протягом 40 хв. Використанням особливого способу очищення активність ферменту було доведено до 72 300 000 одиниць (за температури 40 °С, рН 5,75 –5,8 протягом 10 хв). Сичужний фермент каталізує розщеплення казеїну, а зсідання молока – це самостійніш процес, який є однією з форм прояву гідролізу казеїну. Температурний оптимум ферменту залежить від реакції середовища (оптимум рН 5,2 – 6,3) і становить 41 – 45 °С.

Трипсин виробляється підшлунковою залозою великої рогатої худоби і свиней. Випускається у вигляді препарату, відомого під назвою панкреатину.

До ферментів розщеплення належать каталаза, яка розщеплює пероксид водню на воду і молекулярний кисень. Цей фермент поширений у природі, вхо-дить до складу крові, молока, міститься у печінці, різних мікроорганізмах. Каталаза руйнує отруйний для клітин організму пероксид водню, що утворюється в процесі дихання. В молоко потрапляє з молочної залози і бактеріальних клітин. Для визначення вмісту цього ферменту в молоці використовують прилад каталазник. Вміст каталази в молоці виражають каталазним числом, яке визначають за кількістю кисню, виділеного з 15 мл молока, змішаного з 5 мл 1%-го розчину пероксиду водню протягом 2 год за температури 25 °С. У свіжому натуральному молоці в середньому 2,5 мл кисню, тобто каталазне число сягає 2,5. Кількість каталази збільшується при протіканні патологічних процесів.

Каталазна проба – спосіб діагностування захворювання корів на мастит. Молоко і молозиво, одержане від хворих на мастит тварин, мають каталазні числа, що досягають 15. Фермент руйнується при нагріванні до температури 75 – 80 °С.

До окисно-відновних ферментів належать пероксидаза і редуктаза. Пероксидаза окиснює ті чи інші сполуки за допомогою пероксиду водню чи будь-яких органічних пероксидів. Вона розщеплює пероксид водню до води і активного кисню.

Пероксидаза міститься в рослинах, тілі тварин, лейкоцитах, молоці, її не-має у бактерій, вона руйнується внаслідок нагрівання протягом будь-якого часу до високої температури. Нетривале (3 с) нагрівання молока до температури 80 °С так само, як і півгодинне до температури 72 °С, руйнує пероксидазу.

За вмістом пероксидази визначають ступінь пастеризації молока. Цей ме-тод широко використовують у технології виробництва пастеризованого молока. Недолік проби на пероксидазу полягає в тому, що її активність відновлюється при зберіганні пастеризованого молока протягом 4 год.

Редуктаза належить до відновних ферментів, має здатність відновлювати метиленовий синій. У молоці її виробляють мікроорганізми і лейкоцити. Нагрі-вання молока, до 75 °С протягом 5 хв руйнує фермент. Чим більше мікроорганізмів у молоці, тим більше редуктази, тим швидше відбувається знебарвлення метиленового синього. На цій основі розроблено спеціальну методику проведення редуктазної проби та шкалу залежності часу знебарвлення метиленового синього від кількості бактерій і санітарно-гігієнічної якості молока.

У деяких країнах для проведення редуктазної проби замість метиленового синього використовують резазурин.

Пробу молока на редуктазу широко використовують при визначенні його бактеріальної забрудненості. Редуктазна проба дає уявлення про кількість мікробів у молоці з точністю до 80%.

Гормони виділяються залозами внутрішньої секреції і надходять у кров. Безпосередній зв’язок з утворенням молока і його складом мають гормони пролактин і тироксин.

Пролактин – гормон передньої частки гіпофіза, стимулює виділення молока, а гормон жовтого тіла яєчників – прогестерон затримує його. Інший гормон яєчників – фолікулін стимулює ріст і розвиток залозистої тканини молочної залози.

Тироксин – гормон щитовидної залози, регулює в організмі білковий, вуглеводний і жировий обміни, підвищує жирність молока. В молоці також виявлено гормони адреналін (гормон наднирникїв), інсулін (гормон підшлункової залози), окситоцин (гормон гіпоталамусу).

Імунні тіла. Організм тварин здатний боротися з хвороботворними мікроорганізмами завдяки наявності в крові імунних тіл – антитоксинів, аглютинінів, опсонінів (білі кров’яні тільця), преципітинів та ін. Імунні тіла потрапляють у молоко з крові, особливо їх багато в молозиві. Наявність імунних тіл у молозиві має профілактичне значення, оскільки вони захищають організм новонароджених від впливу хвороботворних мікроорганізмів і сприяють я формуванню захисних сил молодого організму (імунітету). Бони е зумовлюють також бактерицидні властивості молока.

Антибіотики. В молоко антибіотики можуть потрапляти природним шляхом внаслідок синтезу їх у молочній залозі, а також у процесі росту й розмноження мікроорганізмів, здатних виробляти антибіотичні речовини.

До антибіотиків належать лактеніни (речовини білкового походження), що утворюються в молочній залозі і зумовлюють якості сирого молока. Лактеніни здатні затримувати ріст молочнокислих та інших бактерій. Нині з молока виділено два види лактенінів: І і II. Крім лактенінів І і ІІ, в молоці е й інші інгібітори (лізоцим, лейкоцити), близькі за своєю природою до глобулінів. Стрептококові форми молочнокислих бактерій, ацидофільна паличка та деякі дріжджі здатні продукувати антибіотичні речовини, завдяки наявності яких багато кисломолочних продуктів мають лікувальні властивості. В чистому вигляді виділено дві антибіотичні речовини – нізин (кристали) та диплококцин.

Інші речовини молока. Пігменти. Забарвлення молока (слабко-жовте, кремове) і молочного жиру зумовлюється наявністю в них каротину, вміст яко-го в молоці залежить від його кількості 5 в кормах і від породи тварин. У молоці містяться пігменти хлорофіл і ксантофіл. Перший надає рослинам зеленого кольору, другий – оранжевого. Пігмент лактофлавін (вітамін В2 зумовлює о жовто-зелене забарвлення сироватки молока.

Гази. При видоюванні і обробці молоко контактує з повітрям, гази якого розчиняються в ньому. Їх вміст в 1 л молока становить близько 70 мл (7 об’ємних відсотків), з яких приблизно 60 – 70% – а це вуглекислий газ, 25 – 30% – азот і 5 – 10% – кисень. Іноді в молоці міститься невелика кількість аміаку. Безпосередньо після видоювання вміст газів у молоці підвищений, потім він знижується до певного рівня. При зберіганні молока частина газів видаляється і їх співвідношення змінюється: кількість вуглекислого газу зменшується, а кисню та азоту – збільшується. При нагріванні та центрифугуванні кількість газів зменшується, а при кип’ятінні практично всі гази видаляються.

Шкідливі хімічні речовини молока. Радіоактивна забрудненість. У результаті розщеплення ядер радіоактивних речовин утворюється близько 200 радіоактивних ізотопів 35 елементів. Найбільшу загрозу для людини становлять ізотопи з тривалим періодом напіврозпаду, насамперед стронцій–90 і цезій–137. Стронцій–90 відкладається разом з кальцієм у кістковій тканині організму і може спричинити її небажані зміни. Цезій–137 нагромаджується в м’язах і може негативно впливати на органи розмноження. Радіоактивний йод також становить загрозу здоров’ю, особливо дітей.

Можливі забруднення молока.

Дослідженнями встановлено, що в продуктах тваринного і рослинного походження відбувається нагромадження радіонуклідів. Із загального добового надходження в організм людини радіоактивного стронцію і цезію більш як 1% припадає на вдихуване повітря, 4 – 5% – на питну воду і 90 – 95% – на харчові продукти. Надходження їх відбувається переважно (близько 80%) з хлібом та молочними продуктами. Вважається, що концентрація радіоактивних стронцію і цезію у молоці тварин з країн північної півкулі вища, ніж південної, в гірських місцевостях вища, ніж на рівнині. Вміст зазначених радіоактивних речовин у молоці підвищується навесні та на початку літа. Ніші внаслідок аварії на Чорнобильській АЕС молочні та інші харчові продукти контролюють на вміст у них небезпечних для здоров’я людини радіонуклідів – стронцію – 90 та цезію – 137.

Забруднення пестицидами. В молоці і молочних продуктах не повинно бути залишкових хімічних засобів захисту рослин і тварин (отрутохімікати, пестициди). Найбільш загрозливими для здоров’я людини є хлорорганічні препарати ДДТ, гексахлоран, ліндан тощо), фосфорорганічні (фосфамід, хлорофос та ін.). Хлорорганічні препарати можуть нагромаджуватися в грунті. Так, ДДТ знаходили в ґрунті через 7–12 років після його застосування, причому він може перетворюватися на значно токсичніші форми. Ці сполуки характеризуються кумулятивними властивостями і накопичуються в жировій тканині людей і тварин, виявляючи дуже токсичну дію. Пестициди, які застосовують у сільському господарстві, переходять у продукти харчування рослинного та тваринного походження.

У молоці і молочних продуктах іноді виявляються хлорорганічні пести-циди. За технологічної обробки молока ДДТ, гексахлоран та інші пестициди не руйнуються. У зв’язку з великою небезпекою для здоров’я людини залишкових кількостей пестицидів треба контролювати їх вміст у молоці та молочних про-дуктах.

Забруднення мийними та дезінфекційними засобами.

Потрапляючи в молоко, мийні та дезінфекційні засоби негативно вплива-ють на склад мікрофлори молока, погіршують його здатність до сквашування та сироваріння. Найбільшу небезпеку становлять препарати, що утримують активний хлор та чотириз аміщені сполуки амонію (гіпохлорити) тощо.

Забруднення лікарськими препаратами і антибіотиками. Лікарські препарати потрапляють у молоко тварин при їх лікуванні, причому концентрація їх у молоці буває значною. Таке молоко слід збирати окремо і згодовувати тваринам. При лікуванні тварин, хворих на мастит та інші захворювання, застосовують пеніцилін, стрептоміцин, ауреміцин, хлормщетин, тетрациклін та інші, які частіше виявляються у молоці, їх наявність небажана, оскільки негативно впливає на розвиток молочнокислих бактерій, спричинює алергічні реакції у людей (пеніцилін).

При виготовленні молочнокислих продуктів і сиру найнебезпечнішим є пеніцилін, який не руйнується при пастеризації молока й різко сповільнює про-цес сквашування. Пеніцилін може впливати на результат редуктазної проби. В молоці та молочнокислих продуктах, до складу яких входять антибіотики, виникають різні вади: гнильний смак і запах, гіркий смак, вади консистенції сиру, непридатність масла для тривалого зберігання та ін.

Молоко не повинно містити радіоактивних речовин, отрутохімікатів (пестицидів), залишків мийних та дезінфекційних речовин, лікарських препаратів і антибіотиків, що застосовуються під час лікування тварин.

Хімічний склад молока ДЕРЖСТАНДАРТ

міністерство охорони здоров’я україни

національний медичний університет

імені О.О.Б огомольця

« Затверджено »

на методичній нараді

кафедри гігієни харчування

доцент ________ Н .В. Велика

«_31» серпня 2020 р.

методичні ВКАЗіВКИ

до практичного (семінарського) заняття

НУТРИЦІОЛОГІЯ

Заняття 1 „Нутриціологічна та дієтлогічна характеристика молока та молочних продуктів”.

Укладач: – доцент Н.В. Велика

к иїв – 2020

Заняття 1 „Нутриціологічна та дієтлогічна характеристика

молока та молочних продуктів”.

1. Актуальність теми

Молоко та молочні продукти посідають значне місце у харчуванні населення України, і є особливо важливим у харчуванні дітей та підлітків, осіб похилого та старечого віку, вагітних жінок, матерів-годувальниць, а також лікувальному та дієтичному харчуванні хворих і реконвалесцентів, лікувально-профілактичному харчуванні працівників шкідливих виробництв.

Унікальний склад молока та молочних продуктів дозволяє широко використовувати їх парафармакологічні властивості у аліментарній корекції різних фізіологічних станів та захворювань.

2. Конкретні цілі

2.1. Поглибити знання студентів щодо складу, нутриціологічних особливостей, загальних, специфічних, лікувальних та дієтичних властивостей молочних продуктів.

2.2. Засвоїти вміння рекомендувати та застосовувати молоко та молочні продукти в раціональному харчуванні різних верств населення, лікувальному, дієтичному та лікувально-профілактичному харчуванні.

2.3. Оволодіти методикою призначення молока та молочних продуктів людям різного віку, стану здоров’я, фізичного та фізіологічного статусу.

3. Базові знання, вміння, навички, необхідні для вивчення теми:

Отримані знання та навички

Аналізувати процеси травлення, метаболічних перетворень , транспорту, нутрієнтів в організмі, участь макро- та мікронутрієнтів у синтетичних процесах. Вікові особливості функціонування організму та роль нутрієнтів у забезпеченні основних фізіологічних функцій.

Аналізувати значення нутрієнтів (білків, амінокислот, жирів, ліпідів, ліпоідів, вітамінів, мінеральних речовин) у формуванні розвитку та функціонуванні організму.

Аналізувати механізми забруднення харчових продуктів мікроорганізмами, вірусами, гельмінтами.

Аналізувати умови розмноження, накопичення мікроорганізмів, вірусів, гельмінтів у харчовій сировині та продуктах харчування, як передумови виникнення харчових отруєнь, інфекційних захворювань з харчовим чинником передачі, гео-та біогельмінтозів.

Медична і біологічна фізика

Володіти вміннями використовувати відповідні прилади для визначення показників натуральності та якості продуктів харчування та харчової сировини.

Використовувати методи аналітичної хімії у аналізі складу харчових продуктів та домішок (харчових добавок, забруднювачів, фальсифікантів тощо).

Гігієна та екологія (розділ „Гігієна харчування”)

Якість харчових продуктів – сукупність властивостей, що відображають здатність продукту забезпечувати потреби організму людини у харчових речовинах, органо лептичні характеристики продукту, безпечність його для здоров’я споживачів, надійність відносно стабільності складу та збереження споживчих властивостей.

Безпечність харчових продуктів – відсутність токсичної, канцерогенної, мутагенної чи іншої несприятливої дії продуктів на організм людини уразі споживання їх у загальноприйнятних кількостях.

Безпечний харчовий продукт – харчовий продукт, який не створює шкідливого впливу на здоров’я людини безпосередньо чи опосередковано за умов його виробництва та обігу з дотриманням вимог санітарних заходів та споживання (використання) за призначенням.

Х арчова цінність – органолептичні властивості продукту, його енергетична цінність та інтегральний скор (загальним вміст білків, жирів та вуглеводів), стійкість до процесів мікробної та фізико-хімічної денатурації, можливий асортимент страв, здатність приїдатися, перетравлюватись та рівень засвоєння нутрієнтів його складу. Тобто харчова цінність характеризує споживчі властивості продукту.

Біологічна цінність – вміст у харчових продуктах пластичних, каталітичних, та інших незамінних нутрієнтів, необхідних для забезпечення росту, розвитку, функціонування організму.

Енергетична цінність харчових продуктів – кількість енергії (ккал, кДж), що звільняється у організмі внаслідок біохімічного окислення харчових речовин, обумовлена їх інтегральним скором – загальним вмістом білків, жирів та вуглеводів.

Санітарна доброякісність – відсутність у продукті ознак мікробної та фізико-хімічної денатурації, залишків екзогенних хімічних і отруйних речовин органічної та неорганічної природи, радіонуклідів у кількостях, що не перевищують максимально допустимі рівні залишків.

Епідемічна безпека – відсутність або обмеження рівнів забруднення харчових продуктів патогенними та потенційно патогенними мікроорганізмами, відсутність гельмінтів та їх личинок, бактеріальних та грибкових токсинів.

4. Завдання для самостійної роботи під час підготовки до заняття:

4.1. Значення харчування у формуванні та підтриманні здоров’я населення.

4.2. Поняття „аліментарні захворювання”, класифікація.

4.3. Поняття „раціональне харчування”, закони раціонального харчування.

4.4. Поняття „харчовий статус” організму, методика його визначення.

4.5. Білки, амінокислоти, основні функції, потреби у білках дорослої здорової людини.

4.6. Жири, ліпіди, жирні кислоти, ліпоїди, основні функції, потреби у жирах дорослої здорової людини.

4.7. Вуглеводи, основні функції, потреби у вуглеводах дорослої здорової людини.

4.8. Вітаміни, класифікація, основні функції, потреби у вітамінах дорослої здорової людини.

4.9. Мінеральні речовини, класифікація, основні функції, потреби у макро- та мікроелементах дорослої здорової людини.

5. Перелік основних термінів параметрів, характеристик, які повинен засвоїти студент на занятті:

Терміни, параметри, характеристики

Хімічний склад молока тварин

Особливості складу та властивостей молочних білків, жирів, специфічних вуглеводів, мінеральних речовин та вітамінів різних видів тварин, які обумовлюють значення молока у раціональному харчуванні населення.

Ненутритивні речовини молока та молочних продуктів.

Додаткові складники молока – ферменти, гормони, органічні кислоти, імунні комплекси та бактеріостатичні речовини, інш.

Органічні форми мінералів

Сполуки мінеральних елементів з органічними кислотами (молочною, лимонною, фумаролою, інш.) або амінокислотами. Таке поєднання покращує всмоктування у ШКТ і сприяє транспорту мінералів у кров та відповідні тканини організму. Засвоєння органічних форм мінералів відбувається двома шляхами: при іонізації органічної сполуки мінералу та у складі комплексу макро- чи мікроелемента з органічною речовиною.

Циклічні (клішневидні) сполуки мінеральної речовини з хелатуючим агентом, в ролі якого виступають амінокислоти, вуглеводи, ліпіди, порфирини (гемоглобін і хлорофіл), вітаміни (В₁₂, С, інші).

Хелатні комплекси макро- та мікроелементів полегшують їх міграцію з просвіту кишечника у ентероцити, кров’яне русло та транспорт у органи та системи організму.

Специфічний вуглевод молока, дисахарид, який складається з глюкози та галактози. В організмі людини розщеплюється специфічними ферментами – лактазами (галактозидазами) до глюкози та галактози. Кисломолочні мікроорганізми перетворюють лактозу на молочну кислоту, яка відіграє важливу роль у процесах травлення, як хелатуючий агент (лактат кальцію), у підтриманні нормального мікробіоцентозу кишковика та організму вцілому.

Непереносимість лактози, селективна мальабсорбція лактози – відсутність або суттєве зниження активності лактази (галактозидази), яке призводить до непереносимості молока і диспептичних явищ внаслідок його вживання.

6. Теоретичні питання до заняття.

6.1. Значення молока і молочних продуктів у харчуванні населення вцілому та окремих його контингентів (дітей, підлітків, осіб похилого віку та ін.).

6 .2. Хімічний склад молока тварин, його харчова та біологічна цінність.

6.3. Обґрунтувати необхідність споживання молока і молочних продуктів здоровою людиною з метою задоволення фізіологічних потреб у нутрієнтах (яких саме).

6.4. Хімічний склад материнського молока, його особливості у порівнянні з коров’ячим молоком.

6.5. Обґрунтувати необхідність природного годування немовлят материнським молоком, його переваги.

6.6. Зміни складу і властивостей молока при термічній обробці.

6.7. Лікувальні та дієтичні властивості молока, показання та протипоказання до призначення.

6.8. Зміни складу і властивостей молока при кисломолочному бродінні в залежності від культури кисломолочної мікрофлори та тривалості зберігання.

6.9. Хімічний склад, нутриціологічні особливості, лікувальні та дієтичні властивості кисломолочних продуктів (простокваші, йогуртів, кумису, геролакту, кислого сиру, сметани та інш.).

6.10. Значення кисломолочних продуктів і напоїв у раціональному харчуванні різних верств населення.

6.11. Показання та протипоказання до призначення кисломолочних продуктів при різних станах та захворюваннях.

6 .12. Склад та властивості твердих сирів. Показання та протипоказання до призначення в раціональному, лікувальному, лікувально-профілактичному харчуванні.

6.13. Санітарна доброякісність молока.

6.14. Епідемічна безпека молока. Роль молока у розповсюдженні інфекційних захворювань, особливо небезпечних інфекцій, харчових отруєнь.

6.15. Особливості дієтичної кулінарії молочних страв.

6.16. Використання молока і молочних продуктів в лікувально-профілактичному харчуванні.

Додаткові матеріали до практичного занять

І.1. Харчова і біологічна цінність молока.

Харчова цінність молока і молочних продуктів обумовлена переважно їх чудовими органолептичними властивостями, здатністю не приїдатися та високим рівнем засвоєння нутрієнтів, що входять до їх складу. Біологічна цінність характеризується вмістом у молоці і молочних продуктах усіх незамінних амінокислот, ПНЖК, вітамінів, макро- і мікроелементів. Серед всіх харчових продуктів молоко є найбільш повноцінним, найбільш збалансованим за незамінними поживними речовинами продуктом, рекомендованим для харчування людей всіх вікових груп. Завдяки вмісту необхідних організму людини поживних речовин у легкодоступній для засвоєння формі молоко займає особливе місце у харчуванні дітей, вагітних жінок і годувальниць, літніх і хворих людей, а також в дієтичному і лікувально-профілактичному харчуванні.

Для харчування у нашій країні в основному використовують коров’яче молоко та продукти з нього, але в сільській і приміській місцевості досить розповсюджене споживання козиного молока, а в Західній Україні, Криму та південних регіонах використовують також молоко овець та кобил.

Білки є найважливішою і найціннішою складовою частиною молока, що обумовлює його біологічне значення. Білки молока неоднорідні, вони складаються з казеїну і сироваткових білків – альбуміну та глобуліну. Якщо взяти вміст білків у молоці за 100%, то на казеїн припадає 80-82%, а на сироваткові білки – 18-20%. Казеїн є основним компонентом кисломолочних та сичужних сирів.

Білки молока належать до групи повноцінних і містять у своєму складі усі життєво необхідні (есенціальні) амінокислоти в оптимальному співвідношенні.

Біологічна цінність білків молока характеризується високим амінокислотним скором, який для жіночого молока наближається до 100%, коров’ячого – до 95%. Білки коров’ячого молока особливо багаті на лейцин і лізин. Колоїдний стан білків молока зумовлює їх легку доступність для травлення. Так, казеїн засвоюється організмом людини на 95%, а сироваткові білки – на 97%. Біологічна цінність продукту поліпшується завдяки хелатним зв’язкам білкових молекул з вітамінами, особливо вітамінами групи В, мінеральними речовинами – кальцієм, фосфором, магнієм, калієм, натрієм, цинком та іншими мінералами, а також ліпідами, які загалом підвищують засвоєння окремих амінокислот організмом. Казеїн – основний білок коров’ячого молока, який під час кисломолочного бродіння утворює згусток, що використовується при виготовленні кислого сиру.

Альбуміни і глобуліни молока називають сироватковими тому, що ці білки на відміну від казеїну не зсідаються і під час виготовлення сиру вони залишаються у молочній сироватці. Молочна сироватка порівняно багата на вітаміни групи B, а також містить фосфор, кальцій, калій і натрій у розчинній і легко доступній формі. Альбумін містить незамінну амінокислоту – триптофан (до 7%) і сірковмісну амінокислоту – цистин (до 6%). Білок β-казоморфін, який містить багато триптофану, фенілаланіну, гліцину надає молоку седативні властивості і снодійний ефект. Глобуліни є основними носіями імунних властивостей молока, які забезпечують ще лактоферин і лізоцим.

Жири. Молочний жир є цінним за своїми харчовими та біологічними властивостями, що обумовлено вмістом у ньому життєво важливих насичених і ненасичених, в тому числі поліненасичених жирних кислот, наявністю фоcфоліпідів, фосфопротеїдів, стеринів, жиророзчинних вітамінів, смакових та ароматичних речовин. Ліпіди молочного жиру беруть участь у синтезі білків і складають основну масу ліпідів мозку. Завдяки високій дисперсності, наявності оболонки і електричного заряду частини молочного жиру на відміну від інших жирів можуть проникати в клітини організму в нативному стані, без попереднього розщеплення їх ліполітичними ферментами. Високому засвоєнню жирів молока (96%) сприяє також його низька температура плавлення (28-31 ºС).

У жирнокислотному складі молочного жиру переважають насичені та мононенасичені жирні кислоти, проте важливо, що серед насичених значний вміст становлять такі, що мають середню довжину вуглеводного ланцюга (С₄ – С₁₀) – масляна, капронова, каприлова, капринова – особливістю яких є здатність всмоктуватися у кишечнику без участі ліпаз, завдяки чому зменшується навантаження на травну систему і, в першу чергу, на підшлункову залозу. Крім того такий жирнокислотний склад сприяє інактивації соляної кислоти у шлунку, гальмуванню шлункової секреції і моторики, справляючи тим самим антацидний ефект, а уповільнення моторики у свою чергу уповільнює евакуацію вмісту шлунка, створюючи відчуття насичення. Як недоліки молочного жиру деякі нутріціологи відмічають недостатній вміст ПНЖК – лінолевої, ліноленової та арахідонової, які виводять з організму надлишок холестерину і нормалізують функцію печінки, а також вміст холестерину (у коров’ячому сирому молоці – 10 мг/100 г, у вершках 10% жирності – 30 мг/100 г, 20% жирності – 80 мг/100 г, 30% жирності – 130 мг/100 г, у вершковому маслі – 200 мг/100 г), завдяки чому людям похилого і літнього віку з метою профілактики розвитку атеросклерозу рекомендують обмежувати (або навіть виключати) споживання вершкового масла та жирних молочних продуктів, замінюючи їх маложирними і знежиреними. На противагу сказаному належить відмітити, що молоко містить у собі цілий комплекс протисклеротичних речовин, що дає право відносити його до продуктів з вираженими антисклеротичними властивостями. Біологічна цінність вершків обумовлена високим вмістом у них фосфатидів, головним чином лецитину, який нормалізує обмін холестерину, попереджуючи розвиток атеросклерозу. У вершках, на відміну від усіх інших молочних продуктів, лецитин переважно знаходиться у вигляді лецитино-білкового комплексу, який ніде більше не зустрічається і відзначається високою біологічною активністю. Лецитино-білкова сполука є головною структурною частиною оболонки жирових кульок. Ця оболонка не стійка і під впливом різних чинників легко руйнується. Наприклад, під час сколочування масла вона піддається руйнуванню, внаслідок чого до 50-70% лецитину переходить у плазму і сколотини, не залишаючись у маслі. Молочний жир містить до 1,2 – 1,4% фосфатидів, тоді як у вершковому маслі їх кількість не перевищує 0,3 – 0,4%. Таким чином, вершки є молочним продуктом, найбільш багатим лецитино-білковими речовинами, що сприяють нормалізації холестеринового обміну і попередженню атеросклерозу.

Сколотини, що залишаються після отримання масла, також є корисним продуктом у харчуванні людей різного віку. Характеризуючись малою жирністю (0,5%) і невисокою калорійністю (38 ккал у 100 г), сколотини містять лецитин і ненасичені жирні кислоти, до 3,3% цінного молочного білка, багатого на метіонін, який, проявляючи ліпотропну дію, запобігає ожирінню, а також містять вуглеводи (до 4,9%), що відіграють важливу роль у нормалізації життєдіяльності корисної кишкової мікрофлори.

Вуглеводи в молоці представлені переважно молочним цукром – лактозою. Цей унікальний вуглевод міститься тільки в молоці. Лактоза гідролізується на глюкозу і галактозу. Ступінь солодкості лактози майже у п’ять разів меншій, ніж сахарози. Особливістю цього дисахариду є те, що він всмоктується у кишковому тракті повільніше за інші цукри, тому надходить до початкових відділів товстої кишки, де розщеплюються лактобактеріями з утворенням молочної кислоти, яка підтримує життєдіяльність нормальної кишкової мікрофлори (лакто- та біфідобактерій), поліпшує всмоктування мінеральних речовин і гальмує розвиток гнильної мікрофлори, завдяки чому така властивість молочного цукру використовується у лікуванні та профілактиці дизбактеріозів та дизбіозів. Молочний цукор в організмі засвоюється на 98%.

Під час молочнокислого бродіння в молоці також накопичується молочна кислота, яка, відщеплюючи від молока кальцій, спричиняє зсідання казеїну і утворення згустку. На цьому ґрунтується виробництво кисломолочних продуктів.

Лактоза у молоці може знаходитися у α- та β-формах, які в організмі людини розщеплюються відповідними ферментами – α- та β-лактазами (галактозидазами). Активність лактази найвища після народження дитини і залишається досить високою протягом усього життя, якщо молоко постійно входить до складу раціону. Навпаки, тривале невживання молока або захворювання органів травлення призводить до зниження активності лактази, внаслідок чого молочний цукор в організмі не розщеплюється, а зброджує у кишечнику, що спричиняє розвиток диспепсії. Лактозна ферментопатія призводить до непереносимості молока (селективної мальабсорбції лактози). Після вживання кисломолочних продуктів подібні явища не відбуваються тому, що лактоза під час молочнокислого процесу розщеплюється в самому продукті до утворення молочної кислоти та вуглекислого газу.

Мінеральні речовини. До складу молока входять майже всі макро- та мікро елементи. Їх кількість і співвідношення у молоці якнайкращє задовольняють потреби організму дитини.

Біодоступність мінеральних речовин з молока відрізняється від багатьох інших продуктів, які також є відносно багатими на мінерали, вмістом хелатуючих агентів, котрі сприяють солюбілізації мінералів, переводячи їх у розчинний стан і тим самим полегшуючи всмоктування у кишечнику. Представниками такого роду хелаторів є казеїнові фосфопептиди (CPP_s – caseino phosphopeptides), які здатні зв’язувати мінерали і підтримувати їх у розчинному стані в лужній зоні рН тонкої кишки. Ось чому молоко і кисломолочні продукти є найважливішими джерелами постачання організму людини кальцію і фосфору, які, перебуваючи у сполуці з білками (CPP_s), забезпечують високу розчинність мінералів у тонкому кишечнику та їх біодоступність із молока та молочних продуктів. Крім того, молочні продукти здатні підвищувати засвоюваність сполук кальцію та інших мінералів, що містяться в рослинних продуктах – зернових, овочах та фруктах. Одна молекула CPP_s здатна зв’язати 40 молекул Са, 7 молекул Zn тощо.

У молоці міститься відносно мало заліза, а також кобальту, міді, цинку марганцю, фтору, брому, йоду тощо, але завдяки здатності СРР_s зв’язувати мінерали, вони також легко засвоюються організмом у складі молочних продуктів.

Вітаміни . Молоко містить близько 30 вітамінів та вітаміноподібних речовин, в тому числі водорозчинних В₂ і В₆ та жиророзчинних вітамінів А, D, Е, К. Під час перевезення, зберігання, у разі тривалої температурної обробки молока частина вітамінів руйнується. У молоці містяться також вітаміноподібні речовини – холін, інозит, параамінобензойна та оротова кислоти.

Ферменти. Із молока здорових тварин виділяють до 100 різних видів ферментів, які переходять у молоко із молочної залози, або внаслідок життєдіяльності мікроорганізмів.

Ліполітичні, протеолітичні та гліколітичні ферменти, які відповідно розщеплюють жири, білки та вуглеводи молока, сприяючи їх перетравлюванню, що є необхідним для процесів травлення немовлят, власна ферментна система яких ще є недорозвиненою. Бактерицидні властивості свіжовидоєного молока забезпечує фермент лізоцим, який руйнує стінки бактерій. Захисні властивості молока – антибактеріальну та антивірусну –забезпечують також імуноглобуліни, простагландини, лактоферин і клітинні елементи – макрофаги та нейтрофіли.

Гормони надходять у молоко під час його секреції. У незначній кількості у молоці знаходять пролактин, окситоцин, кортикостероїди, адреналін, інсулін, гормони статевих залоз тощо.

Окрім коров’ячого молока в різних регіонах України використовують у харчуванні та виготовленні продуктів молоко кіз, овець і кобил, хімічний склад яких наведений у додатку 1.

Козяче молоко вживають парному, охолодженому і кип’яченому вигляді, використовують з метою виготовлення кисляку, кисломолочного сиру та сирів. На відміну від коров’ячого, козяче молоко має чисто білий колір , слабкосолонуватий смак і специфічний запах. Запах обумовлений поглинанням летких жирних кислот з нашкірного жиру на вимені тварини. Ще однією особливістю козячого молока є відсутність утворення шару вершків на його поверхні в процесі зберігання, що обумовлено надзвичайно високою дисперсністю жиру.

Овече молоко за складом і властивостями відрізняється від коров’ячого значно більшим вмістом білків, особливо сироваткових, і, відповідно, незамінних амінокислот: лейцину, лізину, метіоніну, фенілаланіну, а також жирів, вітамінів і сухих речовин, завдяки яким має більш щільну консистенцію. Колір молока білий тому, що містить у п’ять разів більше ретінолу ніж каротину. З овечого молока виробляють специфічні сири, бринзу тощо.

Кобиляче молоко більш водянисте, ніж коров’яче, містить менше сухих речовин, менше білків, у складі яких доля сироваткових майже рівна за вмістом долі казеїну, чому після скисання кобилячого молока не утворюється щільний згусток, а казеїн розповсюджується в усій масі кисломолочного продукту у вигляді ніжних дрібних пластівців. В кобилячому молоці загалом також менше жирів, ніж у коров’ячому, проте у жирнокислотному складі превалюють середньоланцюгові жирні кислоти, що підвищує його дієтичні можливості. Кобиляче молоко солодкувате на смак завдяки вищому вмісту лактози, яка окрім кисломолочного процесу забезпечує ще й помітне спиртове бродіння під час виготовлення надзвичайно цілющого кисломолочного напою з кобилячого молока – кумису.

Завдання для самостійної роботи студентів під час практичного заняття

Завдання 1. Проана лізуйте х імічний склад молока різних тварин . Скористайтесь для нього додатком 1 цієї інструкції.

1.1. Визначте основним джерелом яких мінеральних речовин і вітамінів є молоко за умови вживання його дорослою людиною 500 мл на добу /співставте з потребами для дорослої людини/.

1.2. Розрахуйте, чи одержує дитина у 2/3-місячному віці за рахунок натурального молочного харчування всі необхідні незамінні амінокислоти в достатній з фізіологічними потребами кількості /скористуйтесь інформацією додатків 2 та 3.

Маса тіла дитини 2 міс. – 5 кг; 3 міс. – 6 кг;

Харчування 6-разове по 180 мл по 200 мл

1.3. Розрахуйте необхідне добове вживання молока чи кисломолочних продуктів /просто кваші, кислого сиру /для забезпечення добової фізіологічної потреби дорослою людини у кальції.

Врахуйте, що вміст кальцію в 100 гр:

простокваші – 126 мг

кислого сиру: жирного – 150 мг

напівжирного – 164 мг

знежиреного – 176 мг

1.4. Обґрунтуйте, чому кальцій молочних продуктів добре всмоктується?

1.5. Обґрунтуйте, чому молоко є легким діуретиком?

Завдання 2 . Проаналізуйте склад жіночого молока та обґрунтуйте необхідність грудного вигодовування немовлят.

2.1. Співставте і проаналізуйте склад та відмінності коров’ячого та жіночого молока, скориставшись інформацією, наведеною у додатку 3.

2.2. Обґрунтуйте, чому не можна годувати коров’ячим молоком /за співставним аналізом складу коров’ячого молока і жіночого молока/.

Завдання 3. Проаналізуйте інформацію відносно впливу кисломолочних продуктів на організм наведену у додатку 4. Співставте показання та протипоказання до їх вживання і призначення з їх складом. Занотуйте в протокол дієтологічні рекомендації щодо використання в лікувальному і дієтичному харчуванні пацієнтів з різними станами захворювання молока та кисломолочних продуктів.

Завдання 4. Проаналізуйте технологію приготування дієтичних молочних страв, яка наведена в додатку 5 цієї інструкції.

5.1. Чому страви на харчоблоку готують з кип’яченого молока?

5.2. Які технологічні прийоми забезпечують максимальне збереження харчової та біологічної цінності молока та масла?

5.3. Чому сметану з ЛПЗ використовують лише для приготування страв?

5.4. Визначте гігієнічні особливості приготування сметанного соусу.

5.5. Що є основними протипоказаннями для призначення кислого сиру в лікувальному харчуванні? Чим обґрунтовано призначення кальціонованого чи прісного сиру? При яких захворюваннях його призначають?

5.6. Визначте гігієнічні особливості приготування кальціонованого чи прісного сиру?

Завдання 6. Показники санітарної та епідеміологічної безпеки молока і молочних продуктів.

6.1. Обґрунтуйте, чому молоко є епідеміологічно небезпечним продуктом?

6.2. Ознайомтесь з вимогами щодо санітарної доброякісності молока та молочних продуктів, скориставшись додатком 6.

6.3. Ознайомтесь з інформацією щодо захворювань, які передаються через молоко скориставшись додатком 8.

6.3. Ознайомтесь з методикою визначення свіжості і натуральності /фасифікації/ молока /демонстрація/, оцініть результати.