Введение
Молоко - это экскрет молочной железы млекопитающих. Оно часто является незаменимым продуктом питания, особенно для детей и людей пожилого возраста, а также для молодняка с/х животных.
Высокое пищевое достоинство молока обусловлено определенными соотношениями между всеми его компонентами, и в частности между белками, жирами и углеводами, которые благоприятствуют хорошему усвоению продукта организмом.
Молоко содержит белки, превосходящие по своей полноценности почти все белки растительного и животного происхождения, они не только поддерживают жизненные функции человека и животного, но и обеспечивают их рост и развитие. Усвояемость белков молока составляет 95-97%. Белки молока содержат в себе все так называемые неземные аминокислоты, к которым относят: триптофан, метионин, лизин, лицин, изолейцин, аргенин, гистидин, велин, треонин, фенилоламин.
Жир в молоке находится в состоянии тонкой эмульсии, что способствует лучшей его усвояемости. Молочный жир отличается от тканевого жира сравнительно небольшим содержанием стеариновой кислоты, а также наличием большого количества самых различных жирных кислот; 10% из которых падает на низкомолекулярные летучие и до 6% - на насыщенные жирные кислоты. Его усвояемость находится в пределах 95%.
Состав жирных кислот молочного жира обуславливает его низкую температуру плавления (27-34 °С), что способствует лучшему всасыванию его в пищеварительном тракте. Молочный жир является не только энергетическим материалом, но и источником образования жира в организме.
В молоке содержится лактоза, представляющая собой дисахарид, состоящая из одной молекулы глюкозы и одной молекулы галактозы. Лактоза менее подвержена брожению и поэтому, попадая в кишечник, она благоприятствует развитию некоторых молочнокислых микроорганизмов, которые тормозят развитие в кишечнике гнилостной микрофлоры.
Так же молоко богато минеральными веществами: фосфор, кальций (они являются основой для неорганической части костной ткани), хлориды (участвующие в построении крови, протоплазмы мышечных клеток и клеток других тканей); из числа микроэлементов в молоке обнаруживают - цинк, марганец, кобальт, медь, кремний, бром, йод, фтор, мышьяк. Кроме того, в молоке содержится: алюминий, никель, бор, барий, литий, молибден и другие микроэлементы; физиологическое значение которых еще не достаточно изучено.
Молоко богато содержанием витаминов, и оно является их основным источником для растущего организма.
Следовательно, в молоке как в пищевом продукте содержатся все вещества, необходимые для нормальной жизнедеятельности организма человека. Но, как указывал академик И.П. Павлов: «Мало для пищи состоять из ценных питательных веществ, нужно, чтобы эта пища требовала наименьшей затраты энергии пищеварительных желез и являлась бы химическим возбудителем для пищеварительного тракта. Все этим требованиям отвечает молоко».
Молоко является сырьем для выработки широкого ассортимента ценнейших продуктов питания, таких как: сливочное и топленое масло, сыры, творог, мороженное, молочные консервы и многих других продуктов.
Некоторые молочные продукты являются не только ценными продуктами питания, но и хорошими лечебными средствами. Так, например, кисломолочные продукты усиливают секреторную деятельность желудка, содействуют улучшению перистальтики кишечника, угнетают развитие не только гнилостной, но и патогенной микрофлоры кишечника, но и улучшает обмен веществ.
Ацидофильные палочки и молочные дрожжи, используемые в заквасках при выработке кисломолочных продуктов, способны продуцировать антибиотические вещества, бактерицидно и бактериостатические, действующие на возбудителей кишечных заболеваний (туберкулеза, на стафилококки). [2]
1. Молоко
Физико-химические свойства молока.
Молоко представляет собой сложную, полидисперсную систему, составные части которой находятся во взаимной связи друг с другом в различном физическом состоянии. Малейшие внешние воздействия и изменения в физиологическом состоянии лактирующего организма существенно влияет на физико-химические свойства молока (таб. 1). [6]
Таблица №1. Химический состав молока крупно-рогатого скота
№Составные части коровьего молокаПределы колебаний, %1Вода8,3 - 8,92Сухой остаток11,0-17,03Молочный жир2,8 - 6,04Фосфатиды и стерины0,05 - 0,15Казеин2,0 - 4,06Глобулин и другие азотистые вещества0,05 - 0,27Альбумин0,2 - 0,68Ферменты-9Лактоза4,0 - 5,510Зола0,6 - 0,811Лимонная кислота0,14 - 0,212Газы5,0 - 8,0 в 100мг
Основными белками в молоке являются: казеин, альбумин и глобулин.
Казеин в молоке находится в коллоидном состоянии в количестве 2,7%. По содержанию фосфора, кальция, серы и способности свертываться под действием сычужного фермента, казеин подразделяют на альфа-, бета-, и гамма - формы. Бета- это форма казеина содержит почти половину, а гамма- форма в 10 раз меньше фосфора по сравнению с альфа- формой казеина. Гамма- форма казеина не изменяется под действием сычужного фермента, в то время как альфа- и бета- формы осаждаются с образованием сгустка (параказеина).
Казеин может быть представлен схематической формулой:
2R(COOH)6
В молоке казеин находится в виде комплексного соединения -казиеината кальция
NH2 -R-(COOH)4(COO)2Ca
Ввиду того, что казеин содержит больше карбоксильных групп, чем аминных, а также кислую реакцию, то он может быть оттитрован. Изоэлектрическая точка казеина находится в пределах рН 4,6 - 4,7.
На нейтрализацию одного грамма казеина в растворе нейтральных солей при индикаторе, фенолфталеине, требуется, примерно, 8,1 мл деценормального раствора щелочи. На этом принципе основаны методы определения количества казеина в молоке, из которых метод Маттиопуло вполне удовлетворяет требования ветеринарно-санитарного эксперта.
Коагулированный химозином казеинат кальция изменяет лишь свое агрегатное состояние, то есть казеин превращается в параказеин - плотный сгусток приятного сладковатого вкуса.
Казеин может быть выделен и воздействием слабых растворов кислот, при этом из казеината кальция образуется чистый казеин и кальциевая соль той кислоты, в реакцию, с которой он вошел. Такая реакция наблюдается при естественном скисании молока, когда под действием молочнокислых микроорганизмов подвергаются разложению лактоза с образованием молочной кислоты. Ход реакции может быть представлен в следующем виде:
-R-(COOH)4(COO)2Ca + 2CH3CH(OH)COOH
=[CH3CH(OH)COO]2Ca + NH2(COOH)6.
При таком способе осаждения казеина получается осадок в виде тонких хлопьев, кислых на вкус. По физическому состоянию сгустка и его вкусу можно точно определить способ его получения. [3]
Альбумин в молоке составляет в среднем 0,4%. Этот белок растворим в воде, и обладает способностью коагулироваться в слабокислом растворе при нагревании до 70-80°С. При температуре выше 80°С альбумин настолько денатурируется, и поэтому он не может растворяться в воде. Эта способность альбумина положена в основу лактоальбуминовой пробы, используемой для установления правильности, проведенной тепловой обработки молока.
Пастеризация молока при температуре выше 80°С приводит к тому, что альбумин полностью выпадает в осадок и остается на стенках (молочный камень) пастеризатора. Следовательно, при соблюдении режима пастеризации в пастеризованном молоке альбумин должен отсутствовать.
Глобулин в молоке составляет в среднем 0,1% . Этот белок находится в растворенном состоянии и при нагревании в слабокислом растворе до 75°С выпадает в осадок. При пастеризации молока он осаждает вместе с альбумином.
Количество белков в молоке зависит, как и содержание других компонентов, от целого ряда причин и прежде всего от вида животного.
Аминокислотный состав белков молока в основном одинаков, но процентное содержание аминокислот в казеине, альбумине и глобулине различное (таб. 2).
Таблица №2. Средний аминокислотный состав белков молока КРС
№Аминокислотыбелки молока и содержание в них аминокислот, %казеинальбуминглобулин1Гликокол2,03,21,42Аланин3,22,47,43Валин7,24,75,84Лейцин9,211,515,65Изолейцин6,16,88,46Серии6,34,85,07Глютаминовая кислота22,412,919,58Аспирогиновая кислота7,118,711,49Аргинин4,11,22,910Лизин8,211,511,411Цистин0,46,42,912Фенилоламин5,04,53,513Тирозин6,35,43,814Триптофан1,77,01,915Гистидин3,12,91,616Метионин2,81,03,217Треонин4,95,55,818Пролин10,61,54,1
Определение общего белка в молоке осуществляется методами Къельдоля, Кофрони и другими.
Молочный и тканевой жиры нейтральны, так как в них все три гидроксильные группы глицерина замещены жирными кислотами. В молочном жире определяется до 20 насыщенных и ненасыщенных жирных кислот и в зависимости от того, какие жирные кислоты встали на место гидроксильных групп глицерина, будут изменяться физические свойства молочного жира.
Более 75% молекул молочного жира содержат 1 или 2 ненасыщенные жирные кислоты. Этим объясняется низкая температура плавления молочного жира в сравнении с тканевым жиром, в котором доминируют насыщенные кислоты.
Отличительной особенностью молочного жира от тканевого является: наличие в нем низкомолекулярных кислот (масляной, капроновой, некапроновой), способных улетучиваться с водяным паром. [2]
Число Рейхерта-Мейссля - это количество миллилитров деценормального раствора щелочи, необходимых для нейтрализации летучих, растворимых в воде жирных кислот. Эти кислоты, как правило, отсутствуют в жирах тканей животных и растений, или находятся в них в очень малых количествах. Определение числа Рейхерта-Мейсселя имеет большое значение при установлении фальсификации сливочного масла тканевого жира. [3]
Из физических и химических свойств молочного жира наибольший интерес для Ветеринарно-санитарной эксперта имеет температура плавления и замерзания, число Рейхерта-Мейсселя.
Молочный жир подвержен различным изменениям под влиянием температуры, солнечных лучей, кислорода, микроорганизмов и ряда других причин. Чаще всего встречаются гидролитический распад (гликолиз) жира, прогоркания и осаливания. Свободные жирные кислоты, появившиеся в результате гидролиза, обуславливают: понижение консистенции жира, изменения его цвета, появления горьковатого привкуса жира.
Процесс прогоркания жира характеризуется появлением кетонов, альдегидов, оксикислот и других соединений, вследствие чего жир принимает резкий прогорклый запах. В таком жире обнаруживается эпигидриновый альдегид.
Под влиянием прямых солнечных лучей молочный жир обесцвечивается и приобретает вкус и запах сала, что обуславливается появлением оксикислот и окислением каротина. Молочный жир в охлажденном молоке находятся в соответствии эмульсии, количество его в молоке может быть от 2 до 6 % и более. Иногда встречаются отдельные коровы, процент жира в молоке которых бывает ниже 2%.
Жировые шарики имеют сферическое очертание и в молоке сохраняют индивидуальные формы. Основная масса жировых шариков имеет в диаметре 2-4м, но встречаются они и размером более 10м.
Жировые шарики хорошо видны под микроскопом при увеличении в 400-500 раз. В 2 мл молока может быть от 2 до 4 млрд. жировых шариков, что зависит от их величины.
В молоке были обнаружены молочные тельца, по внешнему виду напоминающие жировые шарики размером от 40 до 200 м. Эти тельца способны к почкованию и поглощению разных частиц (кусочков краски, капелек туши и т. д.); в молочных тельцах образуются игольчатые, ветвистые, звездчатые и других форм кристаллы.
Из углеводов в молоке содержаться преимущественно лактоза, но могут быть обнаружены следы глюкозы (в молоке коровьем может достигать 4,7 %, а в молоке кобыл - 6,7 %).
Наличие лактозы в молоке позволяет вызвать направленное брожение, что широко используется в технологии приготовления молочных продуктов. При введении в молоко чистых культур, молочнокислые бактерии вызывают молочнокислое брожение, во время которого образуется гексозы глюкозы и галактоза. Затем глюкоза, претерпевает ряд ферментативных изменений, -образует пировиноградную кислоту, которая, восстанавливаясь, превращается в молочную кислоту.
При введении в молоко дрожжи вызывают спиртовое брожение, при котором пировиноградная кислота расщепляется на углекислый газ и уксусный альдегид, последний, восстанавливаясь, образует этиловый спирт.
По накоплению молочной кислоты в молоке судят о свежести (кислотности) молока. [4]
Следует отметить, что лактоза в молоке находится в определенном соотношении с хлоридами. При возникновении патогенического процесса в организме животного (например, мастит) количество лактозы в молоке уменьшается, а содержание хлоридов увеличивается. Это положение используют для установления хлор - сахарного числа по формуле:
Х=%ХП* 100/% Л
где: Х - хлор - сахарное число;
Хп - содержание хлора в молоке (в %);
Л - содержание лактозы в молоке (в %).
В молоке содержаться газы: кислород, азот и двуокись углерода в количестве примерно 50 - 80 мл в одном литре.
В состав молока входят ферменты: амилаза, липаза, протеиназа, кислая и щелочная фосфатазы, каталаза, пантопероксидаза, ксантиноксидаза, рибонуклеаза и др. Свойства многих ферментов широко используется в практике ветеринарно - санитарной экспертизы и технологии молока и молочных продуктов. Так, например, фосфатаза инактивируется при температуре 60°С в течении 525 минут, а пероксидаза - при нагревании молока до 80°С. Следовательно, качественные реакции на эти ферменты позволяют устанавливать правильность проведения того или иного режима пастеризации молока. Фермент каталаза в молоке здоровых животных содержится в очень небольшом количестве, но при увеличенном числе лейкоцитов в молоке, что наблюдается при маститах, содержание каталазы повышается. На свойстве каталазы различать примесь водорода на воду и молекулярный кислород - основа каталазная проба. [2]
В молоке может быть обнаружена редуктаза, как продукт жизнедеятельности микроорганизмов. Этот фермент обладает способностью восстанавливать метиленовую синьку, обесцвечивая ее. Чем больше молоко насыщено микроорганизмами, тем быстрее восстанавливается метиленовая синька. Редуктазу также можно улавливать резазурином.
Свежевыдоенное молоко имеет амфотерную реакцию по лакмусу, однако, по фенолфталеину оно имеет, кислую реакцию. Это объясняется наличием в молоке, казеинапела в котором превалируют карбоксильные группы, и других кислотных соединений.
Свежее (нативное) молоко коровы имеет градус титруемой кислотности примерно 16 - 18°С по Герберу, активную кислотность рН 6,3-6,8.
Нарастание кислотности вызывает свертывание молока при кипячении. Молоко может свернуться при 24 - 26 °С, при кислотности выше 26 °С молоко, как правило, свертывается.
Градусы титрируемой кислотности, как и активная реакция (рН) молока при наличии патогенического процесса в организме животного могут значительно отклонятся в показателях в ту или иную сторону.
Титрируемая кислотность молока зависит от его химического состава, а поэтому в свежем молоке различных животных оно будет разной.