Материал: Рогожин В.В., Рогожина Т.В. Биохимия сельскохозяйственной продукции

Глава 18. Биохимия молока

18.1.6. Витамины молока

В молоке коров содержится более 23 витаминов. Основными источниками витаминов для животных являются травянистые растения, и только часть из них синтезируется микрофлорой рубца. На содержание витаминов в молоке оказывает влияние рацион кормления, физиологическое состояние, вид и порода животного и время года. Кроме того, на содержание витаминов в молоке могут влиять условия хранения и транспортировки продукции, а также воздействие различных физических факторов (низкая и высокая температура, УФ излучение и др.).

Особенно высокое содержание в молоке отмечено следующих витаминов: А, В1, В2, В12 и С.Тиамин преимущественно синтезируется микрофлорой рубца и поступает с кормом животных. В молоке содержание витамина В1 может доходить до 0,8…1,2 мг/кг. Содержание рибофлавина

вмолоке зависит от времени года и может колебаться в пределах 1,0… 2,9 мг/кг. Витамин имеет желтую окраску и при значительных количествах

вмолоке может обусловливать окраску молочной сыворотки. В молозиве

витамина В2 содержится в 3…4 раза больше, чем в молоке. Пантотеновая кислота поступает в организм животных из зеленых растений, а также может быть синтезирована дрожжами и микрофлорой желудочно-кишечно- го тракта животных. Входит в состав КоА и в молоке может содержаться

впределах 2,1…3,8 мг/кг. Содержание В4 в молоке очень низкое и может достигать только 0,2…0,6 мг/кг.

Никотиновая кислота и ее амид могут присутствовать в молоке как в свободном виде, так и в составе коферментов (НАД+ и НАДФ+). При этом

содержание витаминов РР и В5 в молоке может составлять соответственно 1,0…1,2 и 0,8…1,8 мг/кг. Витамин В6 присутствует в молоке в виде восстановленных и окисленных форм (пиридоксол и пиридоксаль), а также их фосфорных эфиров (фосфопиридоксол и фосфопиридоксаль). Общее

содержание витамина В6 и его производных в молоке может определяться в пределах 0,2…1,7 мг/кг. Причем осенью витамина в молоке бывает больше, чем зимой и летом.

Фолиевая кислота совместно с витамином В12 участвует в реакциях метилирования в качестве кофермента. Содержание в молоке фолиевой

кислоты и витамина В12 может составлять соответственно 0,04…2,6 и 2,3… 5,9 мг/кг. Аскорбиновая кислота активно участвует в окислительно-восста- новительных реакциях, протекающих в организме животных. Кроме того, витамин в водной среде может быстро окисляться кислородом воздуха. Реакция окисления витамина С ускоряется в присутствии ионов железа и меди, а также света и высокой температуры. В свежем молоке витамина С может содержаться 3,8…25,2 мг/кг.

388

18.1. Химический состав молока

Биотин активно используется в метаболических процессах дрожжей, молочных бактерий и в животном организме в качестве кофермента карбоксилаз. В молоке отмечает низкое содержание витамина Н, которое может составлять 0,03…0,05 мг/кг. Липоевая кислота входит в состав ферментов пируват- и кетоглутаратдегидрогеназных комплексов в качестве простетической группы, участвуя в реакциях окислительного декарбоксилирования α-кетокислот (пировиноградной и α-кетоглутаровой). В молоке липоевой кислоты содержится 0,02…0,05 мг/кг.

Вмолоке содержится до 0,3 мг/кг витамина В7. Концентрация каротина в молоке зависит от рациона питания, времени года, вида и породы животного. При этом в летний период, когда в кормлении животных преобладает зеленая растительная масса, содержание каротина в молоке составляет 0,5…0,95 мг/кг, а зимой — 0,03…0,18 мг/кг. Высокие концентрации каротина оказывают влияние на окраску масла. Физические воздействия (пастеризация, стерилизация, УФ и видимый свет) могут разрушать каротин, понижая его содержание в молоке и молочных про-

дуктах. В состав витаминов группы А входят несколько соединений (А1, А2 и А3). В молоке преимущественно присутствует витамин А1 (ретинол), содержание которого может колебаться в пределах от 0,08 до 1,0 мг/кг. Количество ретинола в молоке может возрастать в первые месяцы лактации и понижаться к концу лактации. В молозиве содержание ретинола может составлять 0,6…12 мг/кг. Наиболее богато каротинами и витамином А молоко в летний период, когда в питании животных преобладают зеленые корма. Молочные продукты, вырабатываемые в этот период, содержат в 5…6 раз больше каротиноидов, чем в зимнее время.

Вмолоке могут содержаться практически все формы витамина

D. Однако в количественном соотношении преобладает витамин D3. Содержание витамина в молоке очень сильно зависит от времени года и в среднем может колебаться в пределах от 0,5 до 1,5 мкг/кг. Летом обыч-

но витамина D3 может быть в 5…8 раз больше, чем зимой. На содержание витамина влияет УФ облучение животных, которое способствует его возрастанию.

Токоферолы в молоке представлены в группе из нескольких соединений (α-, β-, γ-, δ-токоферол). Однако среди них в молоке преобладает α- токоферол, содержание которого может варьироваться от 0,2 до 1,9 мг/кг. Витамин входит в состав соединений, обладающих антиоксидантным действием. Поэтому высокие концентрации токоферола в молочных продуктах будут обеспечивать их защиту от действия свободных радикалов при длительном хранении. Витамин K синтезируется преимущественно микрофлорой кишечника животных и в молоке поэтому содержится в очень малых концентрациях (30…40 мкг/кг).

389

Глава 18. Биохимия молока

18.1.7. Элементный состав молока

В молоке содержится более 30 макро- и микроэлементов, которые присутствуют в свободном виде или в составе белков и биологически активных соединений. Молоко богато содержанием таких макроэлементов, как Na+, K+, Ca2+, Cl–, P+5, Mg2+. Тогда как микроэлементный состав молока представлен ионами Zn2+, Si+4, Fe3+, Al3+, F–, B+3, Sn2+, Br–, Cu2+, Mn2+, Mo2+, Pb2+, I–, As3+, Se2+, Cr3+, Ni2+, Cd2+, Hg2+, Co2+ (см. табл. 18.1). При этом их действие в клетках и тканях животных проявляется только в составе белков

ибиологически активных соединений. Так, например, Na+ и K+ участвуют в создании трансмембранного потенциала, активизации Na+/K+-АТФазы. Содержание ионов калия в молоке может составлять 126…170, а ионов натрия — 36…78 мг%. Основная роль ионов калия и натрия в молоке сводится к регулированию содержания ионизированной формы кальция, который принимает основное участие в формировании и стабилизации мицелл казеина.

Mg2+ активирует АТФ-азу мышц, участвует в действии АТФ зависимых ферментов (глюкоза-6-фосфатдегидрогеназа, пируваткиназа, гексокиназа

идр.). В молоке содержится 12…14 мг% ионов магния, которые принимают участие в формировании мицелл казеина.

Fe2+ в организме животных участвует в действии гемоглобина, миоглобина, трансферрина, ферритина. Fe3+ входит в состав цитохромов и гемсодержащих ферментов (пероксидаза, каталаза, цитохром с пероксидаза, глутатионпероксидаза), белка молока лактоферрина.

Фосфор (P) является составной частью фосфорной кислоты, которая входит в состав нуклеотидов, моно-, ди- и нуклеозидтрифосфатов (АТФ, ГТФ, ЦТФ, УТФ) и нуклеиновых кислот (ДНК, РНК), коферментов (НАД, НАДФ, ФАД, ФМН, КоА) и др. Кроме того, фосфор входит в состав казеинаткальцийфосфатных комплексов молока.

Ионы хлора (Cl–) обеспечивают в организме животных поддержание трансмембранного потенциала, используются слизистой кишечника для секреции соляной кислоты. В молоке содержится от 100 до 120 мг% ионов хлора.

Ионы меди, цинка, кобальта, молибдена, марганца, а также фтора, йода и брома присутствуют в молоке в микроколичествах (см. табл. 18.1). При этом эти ионы входят в состав функционально важных ферментов

ибиологически активных соединений. Так, например, Cu2+ входит в состав цитохромоксидазы, пластоцианина, тирозиназы, уратоксидазы, полифенолоксидазы, белка крови церулоплазмина, участвует в процессе эритропоэза. Содержание ионов меди в молоке может достигать 0,013…0,014 мг%. Zn2+ входит в состав карбоангидразы, карбоксиполипептидазы, лактатдегидрогеназы, глутаматдегидрогеназы. В молоке содержится 0,3…0,5 мг%

390

18.2. Физико-химические свойства молока

ионов цинка. Cr3+ активирует фосфоглюкомутазу и трипсин. Mn2+ активирует АТФ зависимые ферменты. В молоке содержится 0,004…0,008 мг% ионов марганца. I– входит в состав гормонов щитовидной железы (тироксин, трийодтиронин), которые оказывают регуляторное действие на функционирование молочной железы.

Ca2+ в организме животных необходим для формирования костной ткани, проведения нервного импульса, активирует VIII фактор свертываемости крови, участвует в мышечном сокращении, стабилизирует белки. Содержание кальция в молоке составляет 114…130 мг%. Около 20% всего количества ионов кальция принимают участие в формировании мицелл казеина. Остальная часть их находится в растворе в виде солей фосфорной и лимонной кислот. Основное количество Са2+ поступает в организм животного в виде солей фосфорной кислоты (см. также гл. 7). Всасывание ионов Са2+ происходит главным образом в проксимальных участках тонкого отдела кишечника. Причем наиболее активно процесс всасывания кальция наблюдается у растущего организма, а также при беременности и лактации.

18.2. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МОЛОКА

Общая, или титруемая, кислотность молока определяется содержанием

вего составе карбоновых кислот, лимонной кислоты, солей, аминокислот, белков. Накопление в молоке молочной кислоты свидетельствует об активной деятельности молочнокислых бактерий, использующих молочный сахар в реакциях брожения. Общая кислотность молока выражается

вградусах Тернера (°Т) или для масла в градусах Кеттстофера (°К). При этом один градус Тернера соответствует объему 0,1 М водного раствора гидроксида натрия, необходимого для нейтрализации 100 г исследуемого продукта. Один градус Кеттстофера соответствует объему 0,1 М водного раствора гидроксида натрия, необходимого для нейтрализации 5 г сливочного масла или его жировой фазы, умноженному на два. Кислотность свежевыдоенного коровьего молока колеблется в пределах 16…18 °Т.

Вотличие от общей кислотности, активная кислотность молока определяется приборами (рН-метрами), в основе работы которых положен потенциометрический метод (рН — это отрицательный логарифм концентрации ионов водорода. См. также п. 17.1.10). Присутствие в молоке аминокислот, белков, карбоновых кислот и аминосодержащих соединений обеспечивает постоянство рН молока и его буферную емкость. рН свежего коровьего молока 6,2…6,9.

Плотность молока КРС зависит от содержания липидов и СОМО. Плотность коровьего молока может колебаться в пределах 1,029…1,032 г/см3. Плотность обезжиренного молока 1,033…1,035 г/см3. Плотность оленьего

391

Глава 18. Биохимия молока

молока 1,048 г/см3. Добавление к молоку воды приводит к понижению плотности молока.

Молоко имеет осмотическое давление, которое по величине близко к осмотическому давлению крови и зависит от содержания в молоке углеводов и солей.

Вмолоке содержатся различные ионы, которые и будут определять величину электропроводности. Возрастание электропроводности отмечается при болезни животного, а понижение ее возможно при разбавлении молока водой.

Вязкость молока обусловлена взаимодействиями частиц молока при их перемещении относительно друг друга. Вязкость молока больше вязкости воды и зависит от содержания белков, липидов и солей. С повышением температуры вязкость молока понижается, но может возрастать с увеличением

вмолоке липидов и СОМО. Скисание молока сопровождается повышением вязкости молока. Предел колебания вязкости молока от 1,6 до 2,1.

Поверхностное натяжение молока ниже воды, что обусловлено присутствием в молоке молекул белка и жировых шариков.

Вмолоке животных присутствуют следующие газы: углекислый газ, кислород, азот. При этом молоко в молочной железе коровы может содержать

до 10% СО2 от всего объема. Во время доения количество углекислого газа снижается до 4…5% вследствие вспенивания молока в подойнике. После

доения концентрация СО2 снижается в течение нескольких часов до 3%. Свертываемость — способность компонентов молока свертываться под действием сычужного фермента в определенных условиях среды. Имеет значение при производстве сыра и является оценочным критерием молока на сыропригодность. Продолжительность свертывания молока зависит от его кислотности и температуры среды. В диапазоне низких и высоких температур отмечается понижение свертываемости компонентов молока за счет того, что при низких температурах понижается активность сычужного фермента, а высокие температуры (более 65 °С) приводят к его денатурации, сопровождаемой утратой нативной структуры белковой глобулы. Оптимальной для свертывания молока считается температура 40…42 °С. Продолжительность свертывания молока увеличивается с возрастанием его кислотности. Свертываемость молока и качество сгустка

напрямую зависят от условий кормления и содержания животных.

18.3. БАКТЕРИЦИДНЫЕ СВОЙСТВА МОЛОКА

Свеженадоенное молоко содержит вещества, придающие молоку бактерицидные свойства, т. е. способность препятствовать размножению бактерий. Среди группы соединений, обладающих бактерицидным дейс-

392