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

Глава 18. Биохимия молока

способствовать отложению на дне консервов липидных фракций. Высокое содержание ионов кальция в молоке может приводить к возникновению повышенной вязкости молока в консервах.

Образование кристаллов лактозы в концентрированном продукте может наблюдаться вследствие несоблюдения режима охлаждения в производственном процессе. При этом молочный продукт приобретает мучнистую консистенцию с мелкими кристаллами углеводов, что сопровождается засахариванием молочного продукта.

Обезвоживание молока при выработке сухого молочного продукта может сопровождаться сильной денатурацией белков. Кроме того, высокое содержание липидов в сухом порошке способствует слипанию денатурированных белков, обуславливая плохую растворимость компонентов сухих молочных продуктов. При этом в случае нарушения герметичности упаковки, компоненты молочного продукта становятся доступными кислороду воздуха, который вступает в окислительно-восстановительные реакции с липидами и белками. Особенно активно реакции протекают в случае высокой влажности молочного продукта и при наличии высоких концентраций ионов металлов (железа, цинка, меди и др.). Продуктами окисления ненасыщенных жирных кислот являются альдегиды и кетоны, присутствие которых проявляется в появлении неприятного горького вкуса и специфического запаха. Продуктами окисления белков являются денатурированные формы с нарушенной нативной конформацией, агрегирующиеся в хлопьевидные образования.

Длительное хранение сгущенного цельного молока с сахаром при высокой температуре способствует потемнению молочного продукта, что вызвано реакциями между аминогруппами аминокислотных остатков белков и альдегидными группами углеводов. При этом молочный продукт приобретает кремниевую окраску и привкус карамели. Кроме того, повышается вязкость и кислотность молочного продукта. Для предотвращения потемнения молочного продукта необходимо следить за концентрацией сахара в продукте, увеличивать содержание СОМО, добавлять в молоко при сгущении аскорбиновую кислоту и другие антиокислители.

18.9.5. Вторичное молочное сырье

При переработке молока в различных технологических процессах образуются побочные продукты, которые принято называть вторичным молочным сырьем. Так, например, при сепарировании цельного молока получают обезжиренное молоко. При выработке масла вторичным молочным сырьем служит пахта, а при производстве сыра, творога и казеина — молочная сыворотка. При этом в обезжиренном молоке и пахте накапливаются практически все белки, углеводы и минеральные вещества

438

18.9. Биохимические процессы при изготовлении продуктов

молока и до 15 % липидов, тогда как в молочную сыворотку переходят в основном углеводы, сывороточные белки и минеральные соли.

Основные физико-химические показатели вторичного молочного сырья приведены в табл. 18.4.

Та б л и ц а 1 8 . 4

Основные физико-химические показатели вторичного молочного сырья

Данные таблицы свидетельствуют, что обезжиренное молоко и пахта являются ценнейшим белково-углеводным сырьем, а молочная сыворотка преимущественно углеводным сырьем. Кроме белков, углеводов и липидов, в обезжиренное молоко, пахту и молочную сыворотку переходят минеральные соли, витамины, гормоны, органические кислоты и вода. Причем в составе белковых соединений обезжиренного молока и пахты содержатся все фракции казеина и сывороточных белков аналогично цельному молоку.

Химический состав молочной сыворотки представлен фракциями казеина и сывороточных белков (α-лактальбумин, β-лактоглобулин, имму-

439

Глава 18. Биохимия молока

ноглобулины, альбумин сыворотки крови, лактоферрин, церулоплазмин). Кроме того, в нем содержатся все незаменимые аминокислоты.

Следует отметить низкое содержание липидов во вторичном молочном сырье, что обусловливает высокую степень дисперсности жировых шариков, размер которых может быть равен 0,5…10 мкм.

Во вторичном молочном сырье происходит накопление следующих витаминов: В6, С, В4. При этом несколько понижается содержание жирорастворимых витаминов (ретинол, α-токоферол).

Отмечается изменение норм в физических свойствах у вторичного молочного сырья (см. табл. 18.4). Обезжиренное молоко и пахта имеют более высокие показатели плотности, чем цельное молоко, что обусловлено понижением содержания в них липидов.

В производственном процессе может накапливаться значительное количество вторичного молочного сырья. Так, например, при производстве 1 т сливочного масла можно получить до 20 т обезжиренного молока и 15 т пахты, а при выработке 1 т сыра или творога — до 9 т молочной сыворотки. Поэтому значительные объемы вторичного молочного сырья необходимо рационально использовать, организуя их промышленную переработку путем создания безотходных технологий.

18.9.5.1. Обезжиренное молоко

В результате сепарирования молока получают сливки и обезжиренное молоко. Химический состав обезжиренного молока служит показателем процесса сепарирования. В нем сохраняется высокий процент белков

иуглеводов. Следует отметить возрастание низкомолекулярных полярных соединений, среди которых аминокислоты, витамин С, холин. Основным отличительным показателем в обезжиренном молоке является содержание липидов, которые составляют всего 0,05…0,08%. Отсутствуют в обезжиренном молоке и белки оболочек жировых шариков, а присутствующие жировые шарики имеют размер не более 2 мкм.

Обезжиренное молоко характеризуется повышенной кислотностью

иплотностью (1,031…1,035 г/см3). Высокая пищевая ценность обезжиренного молока позволяет использовать его сразу после тепловой обработки. В результате технологической обработки из обезжиренного молока получают сухое молоко. Хранение обезжиренного молока осуществляется при 4…8 °С.

18.9.5.2. Пахта

Побочным продуктом технологического процесса получения масла является пахта. В этом продукте отмечается более высокое содержание

440

18.9. Биохимические процессы при изготовлении продуктов

липидов, чем в обезжиренном молоке. Основными представителями липидов в пахте являются фосфолипиды. При производстве сливочного масла в пахту переходит до 75 % фосфолипидов. Особую ценность пахта приобретает из-за высокого содержания в нем лецитина, ненасыщенных жирных кислот. При этом в пахте содержится минимальное количество холестерина (10 мг%). Липиды пахты образуют дисперсную среду, размер жировых шариков которой не превышает 1 мкм. Химический состав пахты зависит от качества молока и способа сбивания сливок. Различают пахту, полученную при производстве сливочного масла методом сбивания сливок в маслоизготовителях непрерывного и периодического действия, а также методом преобразования высокожирных сливок. При этом более полноценной является пахта, полученная методом сбивания периодическим способом, в особенности кисломолочного масла. Массовая доля липидов в пахте обычно составляет 0,4…0,7 % при плотности 1,027 г/см3 и кислотности 15…50 °Т.

Высокая пищевая ценность пахты позволяет непосредственно употреблять готовый продукт, а также использовать его в приготовлении различных продуктов питания. Хранят пахту при температуре 6…8 °С в закрытых резервуарах. Срок хранения не более 36 ч.

18.9.5.3. Молочная сыворотка

Молочная сыворотка является побочным продуктом технологических процессов производства сыров, творога и казеина. В зависимости от вида основного продукта вырабатывают подсырную, творожную или казеиновую сыворотки.

Основным компонентом в химическом составе молочной сыворотки является лактоза, которая составляет в сухом веществе 70…75%. В составе сухого вещества молочной сыворотки может быть до 6,3…12,4% липидов при жирности продукта в технологическом процессе от 0,05 до 1,0%. Причем липиды в молочной сыворотке диспергированы больше, чем в цельном молоке. Фракционный состав в молочной сыворотке представлен в основном сывороточными белками.

Молочная сыворотка также является ценным пищевым продуктом, особенно за счет высокого содержания лактозы и витамина С. Однако молочная сыворотка имеет среди молочных продуктов вторичного сырья самую высокую кислотность — до 70…75 °Т и самую низкую плотность — 1,023 г/см3.

Высокое содержание лактозы, которая является питательным субстратом микроорганизмов, способствует размножению молочнокислых бактерий. В результате могут возрастать показатели титруемой кислотности сыворотки, понижаться значения рН, повышаться мутность. Поэтому

441

Глава 18. Биохимия молока

ее рекомендуется хранить при 4…8 °С. Длительное хранение молочной сыворотки можно обеспечить за счет добавления перекиси водорода — до 0,03 % к общему объему сыворотки.

18.9.6. Молочно-белковые концентраты

Обезжиренное молоко, пахта и молочная сыворотка служат источниками получения молочно-белковых концентратов (МБК), поскольку содержат до 90 % белков, обогащены углеводами, витаминами и минеральными веществами. В составе МБК высокое содержание незаменимых аминокислот, фосфолипидов. В зависимости от содержания сухих веществ МБК подразделяются на жидкие (до 80% сухих веществ) и сухие (до 12% влажности). В составе МБК содержатся различные белки: казеин, казеинаты, копреципитаты, сывороточные белки.

18.9.6.1. Казеин и технология его производства

Казеин является основным белком молока. В коровьем молоке содержится около 2,8…3,4% белка, на долю которого приходится до 80% казеина (2,2…2,8%). Присутствует казеин в молоке не в свободном виде, а в соединении с кальцием (казеинат кальция). В свежем молоке казеин находится

вформе небольших частиц (мицелл казеина). При скисании молоко свертывается, и казеин может выпасть в осадок в виде творожного сгустка.

Казеин принадлежит к группе белков, называемых фосфопротеинами. Как и все белки, он образован за счет последовательного связывания аминокислотных остатков, соединенных друг с другом в полипептидную цепь и имеющую компактную нативную конформацию. На поверхности белковой глобулы располагаются аминокислотные остатки, содержащие гидроксильные группы, часть из которых фосфорилировано. Эти остатки фосфорной кислоты способны связывать ионы кальция.

Растворимость казеина в различных растворах служит важным фактором, определяющим его промышленное получение. Казеин растворим в разбавленных растворах щелочей и в сильных кислотах, однако нерастворим в разбавленных слабых кислотах, где он может выпасть

восадок.

Для производства казеина используют обезжиренное молоко или пахту с максимально допустимым содержанием липидов не более 0,05%. Казеин получают разными способами. Один из них состоит в том, что в молоко добавляют немного кислоты. Этим казеин освобождают от кальция, а затем его осаждают слабым нагреванием. Второй способ основан на добавлении сычужного фермента, вызывающего свертывание молока. Получаемый при этом творожный сгусток служит для изготовления сыров.

442