19.Химический состав и пищевая ценность коровьего молока. Пороки молока

Молоко – один из самых ценных продуктов питания. По пищевой ценности оно может заменить любой продукт, но ни один другой продукт в полной мере молоко не заменит. Пищевая ценность молока обусловлена содержанием всех необходимых для организма человека веществ: белков, жиров, углеводов, минеральных веществ, витаминов, ферментов, гормонов (табл.5). Причем эти компоненты в молоке находятся в оптимальном сочетании.

Молоко легко усваивается, оно способствует созданию кислой среды в кишечном тракте и подавляет развитие гнилостных процессов; казеин молока образует нерастворимые соли с тяжелыми металлами и выводит их из организма.

Белки молока являются самыми полноценными из всех животных белков. Биологическая ценность молочного жира обусловлена наличием полиненасыщенных жирных кислот (линолевой, линоленовой, арахидоновой) и жирорастворимых витаминов. В молоке велико содержание солей кальция и фосфора, которые необходимы для формирования костной ткани, деятельности мозга, восстановления крови. Эти элементы находятся в молоке в легко усвояемой форме и в сбалансированных соотношениях. Биологическая ценность молока дополняется содержанием в нем почти всего комплекса витаминов.

Энергетическая ценность молока составляет 2720 кДж/кг.

Белки молока. Содержат все незаменимые аминокислоты в сбалансированном соотношении и легко перевариваются в желудочно-кишечном тракте. Из данных табл.1 (Глава 1) видно, что сывороточные белки имеют высокую биологическую ценность, а казеин в некоторой степени дефицитен по серосодержащей аминокислоте цистину.

Небелковые азотистые вещества. Это промежуточные и конечные продукты азотистого обмена, которые попадают в молоко из крови животного. Важнейшими из них являются мочевина, пептиды, аминокислоты, аммиак, оротовая и мочевая кислоты и др. Эти компоненты влияют на кислотность молока, кислотообразующую способность заквасок и другие показатели.

Липиды молока. Основным компонентом молочного жира являются триацилглицерины, на долю которых приходится 97 – 98%. Кроме того в молоке содержатся моно- и диацилглицерины, фосфо- и гликолипиды, свободные жирные кислоты, стерины, жирорастворимые витамины и пигменты.

В триацилглицеринах молочного жира обнаружено почти 400 остатков жирных кислот с числом углеродных атомов от 4 до 26, среди них есть насыщенные, с четным и нечетным числом атомов углерода, моно- и полиненасыщенные (цис- и транс-изомеры), линейного и разветвленного строения, гидрокси- и кетокислоты. Однако лишь 10–13 кислот с четным числом атомов углерода встречаются в количестве более 1 – 5%. Это пальмитиновая, стеариновая, миристиновая, олеиновая, элаидиновая, линолевая, линоленовая, арахидоновая кислоты, а также более низкомолекулярные: масляная, капроновая, каприловая, каприновая, лауриновая. Содержание насыщенных кислот колеблется от 58 до 77%, достигая максимума зимой и минимума летом, содержание ненасыщенных зимой составляет 25–39%, летом – 34–47%. Количество полиненасыщенных жирных кислот (линолевой, линоленовой, арахидоновой) в молочном жире по сравнению с растительными маслами невелико и составляет 3–5%, их содержание выше летом. Однако летом биологическая ценность жира снижается из-за содержания полиненасыщенных жирных кислот с сопряженными связями, которые быстро окисляются кислородом воздуха.

Содержание остальных кислот не превышает 1%, а некоторые (минорные) найдены в следовых количествах.

Моно- и полиненасыщенные жирные кислоты содержатся в молочном жире главным образом в цис-форме, но могут иметь и транс-конфигурацию.

Фосфолипиды и гликолипиды (представленные в молоке в основном цереброзидами) содержатся в оболочках жировых шариков.

Содержание стеринов в молоке составляет 0,01–0,02%, в сливочном масле 0,17–0,19%, в сыре 0,28–1,55%. Стерины в основном растворены в жире, частично входят в состав оболочек жировых шариков. Стерины в молоке в основном представлены холестерином.

Желтая окраска молочного жира обусловлена наличием в нем каротиноидов.

Жирорастворимые витамины А, D, Е, К и их провитамины присутствуют в молоке главным образом в составе оболочек жировых шариков. Витамин А образуется в слизистой кишечника животных из каротинов корма. Для человека сливочное масло, сливки, сметана, сыры являются основными поставщиками витаминов А, D и β-каротина. Витамины Е и К в молоке содержатся в небольшом количестве.

В последнее время во многих странах стало развиваться производство молочных продуктов (сливочного масла, сметаны, мороженого, сухого и сгущенного молока, плавленых сыров, молочных десертов и др.) с комбинированным жировым составом. Это связано с экономией молочного жира, повышением биологической ценности комбинированных молочных продуктов за счет увеличения содержания полиненасыщенных жирных кислот и снижением количества холестерина.

Углеводы молока. Основным углеводом молока является дисахарид лактоза (молочный сахар), моносахариды (глюкоза, галактоза и др.) присутствуют в молоке в небольшом количестве, более сложные олигосахариды – в виде следов.

Содержание лактозы в коровьем молоке составляет 4,5–5,0%, в основном она находится в свободном состоянии.

При окислении лактозы слабыми окислителями (раствор Фелинга, йод и др.) образуется лактобионовая кислота (рис.50), эта реакция используется для количественного определения лактозы в молоке.

При восстановлении лактозы получается сахарный спирт лактит (лактитол)(рис.51). В отличие от лактозы он хорошо растворим в воде, имеет чистый освежающий вкус, хорошие адсорбционные и эмульгирующие свойства, по сладости сравним с лактозой. Лактитол используют при производстве мороженого для диабетиков.

Минеральные вещества. Количество минеральных веществ в молоке составляет 0,6–0,8%, они подразделяются на макро- и микроэлементы.

Наиболее важными макроэлементами являются фосфор и кальций. Они находятся в молоке в легкоусвояемой форме и в сбалансированных соотношениях. Установлено, что в молоке всех млекопитающих существует высокая корреляционная зависимость между содержанием фосфора и кальция и количеством казеина.

Кальций в молоке присутствует в трех формах: в виде ионов, в виде фосфатов и цитратов и кальций, прочно связанный с казеином.

Фосфор содержится в молоке в минеральной и органической формах. Неорганические соединения (63–66% общего количества фосфора) представлены фосфатами кальция и других металлов, органические соединения – это фосфор в составе казеина, фосфолипидов, фосфорных эфиров углеводов, нуклеиновых кислот и др.

Кроме фосфора и кальция к макроэлементам относятся магний, калий, натрий, хлор. Хлориды натрия и калий обеспечивают определенную величину осмотического давления молока, их фосфаты и карбонаты входят в состав буферных систем молока, фосфаты и цитраты обеспечивают солевое равновесие молока, т.е. определенное соотношение между ионами кальция и анионами фосфорной и лимонной кислот. От него зависит количество ионизированного кальция, который в свою очередь влияет на дисперсность и стабильность мицелл казеина.

Важным показателем биологической активности молока является содержание цитратов. Они необходимы для развития ароматизирующих бактерий, входят в состав буферных систем молока и казеиновых мицелл.

Микроэлементами считают те минеральные вещества, концентрация которых невелика и измеряется в мкг/кг. К ним относятся железо, медь, цинк, марганец, кобальт, йод, молибден, фтор, алюминий, кремний, селен, олово, хром и др. В молоке микроэлементы связаны с оболочками жировых шариков, казеином и сывороточными белками, входят в состав ферментов, витаминов, гормонов.

Ферменты. В молоке содержится около 100 ферментов различного происхождения. Различают нативные ферменты, которые синтезируются непосредственно в секреторных клетках молочной железы или поступают в молоко из крови животного и ферменты, продуцируемые микробиотой молока.

Ферменты имеют большое практическое значение. На действии одних (гидролаз, оксидоредуктаз и др.) основано производство кисломолочных продуктов и сыров. Другие (липазы, протеазы и др.) вызывают глубокие изменения составных частей молока при хранении, что может привести к снижению его пищевой ценности и возникновению пороков. И, наконец, по активности некоторых ферментов можно судить о санитарно-гигиеническом состоянии сырого молока или эффективности его пастеризации.

Витамины. Молоко содержит практически весь комплекс витаминов. В табл.6 приведено среднее содержание витаминов в молоке и суточная потребность в их взрослого человека и грудных детей.

Гормоны. В молоко из крови переходят эндогенные гормоны (выделяемые эндокринными железами животного) и экзогенные (гормональные препараты, применяемые для стимулирования молочной продуктивности, развития животных, усвоения кормов и т.д.). По химическому строению некоторые из них являются пептидами и белками, большая группа имеет стероидную структуру, другие представляют собой производные аминокислот и жирных кислот.

Газы. Молоко при получении, хранении, транспортировке и переработке соприкасается с воздухом, газы которого растворяются в нем. Общее содержание газов в молоке составляет 60–120 мг/кг, основные – диоксид углерода, кислород, азот, незначительное количество аммиака.

Чужеродные вещества. К чужеродным веществам молока относятся антибиотики, пестициды, тяжелые металлы, радионуклиды, нитраты, нитриты, микотоксины, бактериальные яды, моющие и дезинфицирующие вещества и др. Одни из них являются токсичными (вызывают пищевые отравления и инфекции), другие могут обладать канцерогенным, мутагенным действием, некоторые нарушают ход технологического процесса, что приводит к снижению качества и пищевой ценности молочных продуктов.

Присутствие антибиотиков, например, подавляет развитие молочнокислых бактерий, применяемых при производстве кисломолочных продуктов, нарушает сычужное свертывание молока.