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

Глава 18. Биохимия молока

Внутри ЖШ содержатся триглицериды, жирные кислоты и стероиды. Кроме того, в составе ЖШ могут присутствовать витамины (A, D, E), ионы металлов (Cu2+, Fe3+, Ca2+, K+ и др.) и функциональные белки (казеин, сывороточные белки), расположение которых определяется их природой. Гидрофобные молекулы обычно бывают погружены во внутреннюю часть ЖШ, тогда как полярные и заряженные молекулы располагаются в поверхностных структурах ЖШ. Стабильность структуры ЖШ определяется в основном слабыми гидрофобными и гидрофильными связями. Поэтому при гомогенизации, сепарировании, транспортировке, низко- и высокотемпературной обработке ЖШ могут разрушаться. Размеры ЖШ имеют значение при определении технологической пригодности молока при производстве сливок, масла, сыра, творога и др. ЖШ способны слипаться, всплывать на поверхность молока, формируя слой сливок.

18.5.МОЛОКО КАК ПИТАТЕЛЬНЫЙ СУБСТРАТ ДЛЯ БАКТЕРИЙ. ЗАКВАСКИ

Вмолоке всегда присутствует определенное количество микроорганизмов. Причем качественный и количественный состав микрофлоры зависит от степени соблюдения гигиены производства молока, чистоты доильных аппаратов, помещений и др. Основными источниками микроорганизмов являются животные, помещения, корма, молокопроводы, цистерны

идр. Поэтому в молоке могут присутствовать различные микроорганизмы: стрептококки серологических групп N и D, молочнокислые палочки (Lactobacterium bulgaricum, Bacterium acidophilum), психрофильные микробы родов Pseudоmonаs, Alcaligens, Achromobacter, Flavobacterium.

Вслучае загрязнения молока в нем могут присутствовать коли-формы, микрококки, коринебактерии, микобактерии, пропионовокислые бактерии, дрожжи, плесневые грибы, спорообразующие бактерии (бациллы), анаэробы (клостридии). Высоко содержание в молоке иммуноглобулинов, лактоферрина, лизоцима и других соединений, которые обеспечивают его бактерицидные свойства. В норме микрофлора свежевыдоенного молока представлена молочнокислыми стрептококками и лактобактериями, которые в процессе своей жизнедеятельности окисляют лактозу, вырабатывая в качестве основного продукта брожения молочную кис-

лоту, а также СО2, диацетил и летучие кислоты (уксусная, пропионовая, муравьиная, янтарная). Среди молочнокислых стрептококков следует выделить виды, активно вырабатываемые молочную кислоту: Str. lactis, Str. cremoris, Str. paracitrovorus. Эти стрептококки используются при изготовлении кисломолочных продуктов (сливки, кефир, простокваша, сыры и др.). Оптимальными условиями для развития стрептококков слу-

398

18.6. Пороки молока биохимического происхождения

жит молоко с кислотностью ниже 120 °Т и температурой среды 30…32 °С. Исключение составляют термофильные стрептококки (Str. termophilus), для которых 43…45 °С является оптимальной температурой развития. Термофильный стрептококк применяется при изготовлении ряженки, йогурта, швейцарского сыра. Поэтому молоко является идеальным питательным субстратом для молочнокислых бактерий. В нем содержатся все необходимые для роста и развития бактерий питательные вещества (углеводы, аминокислоты, витамины и др.).

Кроме того, молоко используется как среда, на которой при создании оптимальных условий культивируют молочнокислые бактерии и эта смесь с молочнокислой культурой, называемая закваской, используется для приготовления кисломолочных продуктов (сметана, кефир, простокваша, ряженка, ацидофилин, ацидофильное молоко и др.).

Для приготовления первичной закваски отбирают 1…1,5 дм3 свежего доброкачественного молока, которое вначале кипятят в течение 10…15 мин, а затем охлаждают. В охлажденное молоко добавляют порцию сухой или влажной закваски, тщательно все перемешивая. Прикрыв сосуд крышкой, помещают его в термостат на 12…15 ч. Для молочнокислого стрептококка температура 36…38 °С, для ацидофильной и болгарской палочки — 42…45 °С. Температура и продолжительность термостатирования зависят от принадлежности закваски.

Условием получения качественной закваски является формирование ровного, без пузырьков сгустка, кислотность которого равна 80…85 °Т. Если сгусток не образуется в течение суток, то это может происходить в результате гибели используемой в закваске культуры, и поэтому для производства необходимо использовать новую сухую или жидкую закваску.

Из первичной закваски готовят вторичную, путем повторной пересадки культуры. Для этого новую порцию молока кипятят или пастеризуют при 90…95 °С в течение 10 мин. После охлаждения вносят приблизительно до 5 % первичной закваски. Сквашивание вторичной закваски проводят 8…10 ч. Из вторичной закваски готовят рабочую закваску, кислотность которой должна соответствовать для молочнокислого стрептококка 90…100 °Т, а болгарской и ацидофильной палочек — 100…110 °Т. Хранить рабочую закваску рекомендуют при 6…8 °С.

18.6.ПОРОКИ МОЛОКА БИОХИМИЧЕСКОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ

К основным порокам молока можно отнести кормовые привкусы, которые обусловлены скармливанием животным пахучих кормов или технологическими недостатками при хранении молока. Молоко способно

399

Глава 18. Биохимия молока

накапливать различные пахучие вещества, содержащиеся в растениях, а также в окружающей среде. Особенно высокой адсорбирующей способностью обладает парное молоко. Вещества, придающие горечь, способны связываться в основном с белками молока.

Вслучае высокого содержания в молоке солей натрия и калия проявляется солоноватый вкус молока, что характерно преимущественно для стародойного молока, которое может свидетельствовать о нарушении нормальной деятельности молочной железы, развитии воспалительного процесса в вымени животного.

Поскольку в молоке содержится много различных по структуре ли-

пидов, то окисление некоторых из них активными формами кислоро-

да, в частности супероксидрадикалами •О2–, перекисью водорода Н2О2, синглетным водородом 1О2 и другими соединениями, активизирующими протекание свободнорадикальных процессов, приводит к накоплению

вмолоке продуктов окисления, придающих молоку неприятный вкус. Подвержены действию окислителей прежде всего ненасыщенные жирные кислоты (олеиновая, линолевая, линоленовая и арахидоновая), продуктами окисления которых могут быть различные альдегиды.

Вкачестве высокомолекулярных антиоксидантов в молоке проявляется активность каталазы, пероксидазы и супероксиддисмутазы. Причем пероксидаза молока способна катализировать реакции окисления различных неорганических и органических соединений в присутствии кислорода (оксидазные реакции) или перекиси водорода (пероксидазные реакции). Специфичность по отношению субстратов пероксидаза приобретает в реакциях совместного окисления, когда в каталитическом процессе фермента участвуют два и более субстратов. При этом один из субстратов окисляется, а другой активирует фермент. Перекисное окисление

липидов находится под контролем антиоксидантов, которые в молоке представлены витаминами ретинолом, α-токоферолом, аскорбиновой кислотой.

Хранение молока при повышенной температуре способствует активизации процессов окисления ненасыщенных жирных кислот (НЖК) фосфатидами, которые входят в состав мицелл или жировых шариков. Продукты окисления НЖК придают молоку рыбный привкус, а продукты реакции молочной кислоты с корродирующим металлом тары придают молоку металлический вкус. Прогоркий вкус молоку могут придавать продукты действия липаз, которые способны гидролизовать нейтральные липиды и фосфолипиды.

Наличие в молоке гнилостных бактерий и кишечной палочки способствует протеканию процессов гниения, придавая молоку гнилостный, сырный и затхлый привкус (он обусловлен и наличием в молоке продуктов гидролиза белков). При этом кислотность молока понижается за счет

400

18.7. Химический состав молозива

накопления в молоке продуктов жизнедеятельности этих бактерий — молочной кислоты, а также продуктов брожения (этанол, СО2).

В молоке гнилостные микробы (сенная, картофельная бациллы) и неспоровые (бактерии гниения, протей) бактерии, а также микрококки обладают протеолитической активностью, расщепляя белки молока, придавая ему горький вкус. Мыльномолочные бактерии, попадающие в молоко из кормов, образуют щелочи, омыляющие липиды. При этом молоко не скисает, не свертывается, но приобретает вкус мыла. Молоко приобретает тягучую, слизистую консистенцию при действии молочного лейконостока (Leuconostoc lactis), продукты жизнедеятельности которого защелачивают среду, нарушая процесс свертываемости молока.

Развитие гнилостных, маслянокислых бактерий и дрожжей сопровождается брожением молока, обусловливая накопление газов и кислот. Этот порок называют «бродящее молоко». Действие маммококков и микрококков способствует повышению кислотности молока, а вырабатываемые этими бактериями протеолитические ферменты приводят к преждевременному его свертыванию.

18.7. ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ МОЛОЗИВА

В первые дни лактации молочная железа самки выделяет молозиво. Это густая, желтоватая, солоноватая на вкус жидкость слабокислой реакции. В молозиве содержится в 3,5 раза больше белков, чем в молоке. Среди белков молозива преобладают иммуноглобулины, легко перевариваемые альбумины и глобулины. Молозиво богато лецитинами и ферментами, но бедно лактозой. В составе липидов молозива много ненасыщенных жирных кислот, каротина и витамина А.Из минеральных веществ в большом количестве содержится фосфор, кальций, магний. Плотность молозива 1,040…1,080 г/см3. Состав молозива коровы следующий (в %): воды — 72, казеина — 4,8, альбуминов и глобулинов — 10…11, липидов — до 8,5, лактозы — 2,5, золы — 1,0…1,4. Иммуноглобулины молозива без предварительного гидролиза всасываются в кровь через стенку кишечника новорожденных, принимающих в качестве корма молозиво, и создают у них колостральный (молозивный) иммунитет, обеспечивающий устойчивость к ряду инфекционных болезней в первые 1,5…2 месяца постнатальной жизни.

Отличительная особенность молозива — высокое содержание в нем липидов, богатых витаминами А, D и Е.Каротина и витамина А в молозиве содержится в 5…6, а витамина Е в 6…7 раз больше, чем в молоке. В нем присутствует необходимое количество витаминов группы В, но это только при условии обеспечения коровы полноценным питанием.

401

Глава 18. Биохимия молока

Титруемая кислотность хорошего молозива достигает в первых удоях 45…500, а у отдельных животных 540 °Т, что связано с наличием значительного количества белков и кислых фосфатов, которые придают молозиву слабокислую реакцию и определенные буферные свойства. Молозиво содержит много кальция, фосфора, калия, а также натрий, магний, хлор и микроэлементы (железо, медь, марганец, кобальт и др.).

Питательная ценность 1 кг молозива в первый день лактации равна

всреднем 0,43 кормовых единицам и 93…96 г белка, что в 1,5 раза выше питательной ценности молока по кормовым единицам и в 2,5 раза — по белку. Питательные вещества молозива усваиваются теленком почти полностью.

Молозиво богато ферментами — ускорителями химических процессов

вживых организмах; наибольшее значение среди них имеют пероксидаза, редуктаза, каталаза, липаза, кислая и щелочная фосфатазы, лактаза, протеиназа и пептидаза.

Вмолозиве находятся нейтрофильные лейкоциты, малые и средние эпителиальные клетки и другие форменные элементы, которые предохраняют организм новорожденных телят от действия патогенной микрофлоры. Эти клетки постепенно исчезают из секрета по мере превращения молозива в молоко. Наибольшее количество соматических клеток, лейкоцитов

и сывороточных белков содержится в молозиве первых трех дней лактации. Значительно меньше в таком молозиве содержится α-лактальбумина, β-лактоглобулина, альбуминов, трансферринов. Уже на 2…3 сутки лактации неполноценное молозиво по содержанию клеточных и гуморальных компонентов защиты соответствует полноценному секрету молочных желез коров на 5…7 дни лактации.

Кроме большой питательной ценности, молозиво играет исключительно важную роль в обеспечении защиты организма новорожденного теленка от действия патогенной микрофлоры.

На состав и качество молозива влияют породные и индивидуальные особенности коров, их возраст, сезон отела, состав и питательность рационов, технологические параметры содержания животных (продолжительность сухостойного периода, схема запуска и подготовки к отелу и т. п.). Однако в большинстве исследований рассматриваются лишь отдельные аспекты использования молозива, причем выводы носят зачастую противоречивый характер из-за недостаточно полного учета комплекса действующих факторов (биологических, технологических и экономических).

Возможность беспрепятственного прохождения молозива через покровный эпителий тонкого кишечника существует только в первые 24…36 ч жизни теленка. Эта способность после указанного срока утрачивается, и белки, в том числе и иммуноглобулины, подвергаются, как и другие пищевые белки молозива, ферментативному распаду, а затем всасыванию.

402