книги из ГПНТБ / Овчинников, А. И. Биохимия молока и молочных продуктов

Данные таблицы показывают, что нагревание вызывает за­ метное перераспределение фосфатидов между жировой и вод­ ной фазами. По данным того же автора, пастеризация молока при температурах 74 и 63° С (30 мин) способствует переходу в водную фазу 5—6 и 14—17% фосфатидов, связанных с жиро­ выми шариками, соответственно. Гомогенизация молока при давлении менее 140 ат вызывает освобождение 15,4—16,4% свя­ занных фосфатидов и переход их в водную фазу.

-Фосфатиды ответственны за стойкость жировой эмульсии молока, а также имеют большое значение в технологическом процессе приготовления масла. При хранении жира они ока­ зывают антиокислительное действие и усиливают действие антиокислителей фенольного типа. Фосфатиды*могут быть при­ чиной появления в масле посторонних привкусов: рыбного, салистого, прогорклого, металлического и др. [325, 357].

Из фосфатидов в молоке содержатся лецитин, кефалин, сфингомиэлин, фосфатидилсерин и фосфатидилинозит.

Лецитин совместно с белками образует липопротеидную обо­ лочку жировых шариков. В состав лецитина входят глицерин,

В качестве азотистого основания в лецитине содержится одна молекула холина, связанная с первичной или вторичной спир­ товой группой глицерина через фосфорную кйслоту.

Положение в глицерине остатка фосфорной кислоты п свя­ занного с ней холина определяет два изомера лецитина а п (3. Если остаток фосфорной кислоты соединен с первичной спир­ товой группой глицерина, образуется а-лецитин, если со вто­ ричной— р-лецитин. а-Лецитин имеет следующую структурную формулу:

О

II

C H o - 0 - C - R ,

О

СН - О - С - R,

В чистом виде лецитин (а и Р) — воскообразное вещество бело­ го цвета, быстро окисляющееся на воздухе, нерастворимое в воде, растворимое в спирте и других органических раствори­

20

телях. Природные лецитины,- а следовательно, и молочный являются а-лецитинами.

При длительном хранении соленого кислосливочного масла, находящийся в нем лецитин может разлагаться с выделением холина, а последний в свою очередь распадается с освобожде­ нием триметиламина. Реакция разложения лецитина в ' этом

ного привкуса в масле зарубежные ученые, не связывают с осво­ бождением триметиламина. Так Форс и другие исследователи считают, что рыбный привкус возникает по причине накопления карбонильных соединений (альдегидов: н-гексанала, н-гептанала;

21

и др.), образующихся при окислении ненасыщенных жирных кислот фосфатидов (или молочного жира) [325, 398].

Таблица 7

Переход фосфатидов из жировой фазы в водную при нагревании с перемешиванием сливок

Кефалин отличается от лецитина, главным образом, азо­ тистым основанием. В кефалине азотистым основанием явля­ ется этаноЛамин или, как его принято называть — коламин. Химическая формула кефалина имеет следующий вид:

О

СН2 — О — С — R,

О

СН - О - С - R2

ОН

I

СН, - О - Р - О - СН, - СН, - NH,.

О

Кефалин аналогично лецитину может иметь два изомера а и (3. Природные кефалины встречаются в виде а-кефалинов. В чис­ том виде кефалин — твердое крошащееся вещество, белого цвета, по своим физико-химическим свойствам близок к леци­ тину. Обычно лецитин и кефалин встречаются одновременно.

Сфингомиэлин, в отличие от лецитина и кефалина, содержит в своем составе не глицерин, а одну жирную кислоту, фосфор­

22

ную кислоту, холин и сфингозин. Химическая формула его сле­ дующая:

Сфингомиэлины, выделенные из разных животных органов, отличаются друг от друга составом жирных кислот. В одних были найдены лигноцериновая, в других нервоновая жирные кислоты и др. В состав сфингомиэлина молока входят лигноцериновая, бегеновая, трикозановая, стеариновая кислоты. Сфингомиэлин более устойчив к действию на него кислорода воздуха, чем лецитин и кефалин.

Свойства остальных фосфатидов, а также и цереброзидов в данной монографии не приводятся из-за их незначительного содержания в молоке и отсутствия литературных данных.

Стероиды

К стероидам относятся стеролы (стерины) и- стериды. Стеролы представляют собой высокомолекулярные ароматические спирты и имеют довольно широкое распространение как в рас­

и в виде эфиров жирных кислот (стеридов). Представителями группы стеролов являются холестерол и эргостерол. Холестерол имеет следующую структурную формулу:

25

Эргостерол отличается от холестерола двумя дополнительными двойными связями и метальной группой:

н о - \ / ч /

Стеролы, подобно жирам, нерастворимы в воде, но хорошо растворимы в эфире, хлороформе, горячем спирте и других органических растворителях. Они бесцветны, хорошо кристал­ лизуются. По некоторым свойствам стеролы противоположны фосфатидам. Например, фосфатиды образуют гидрофильные коллоиды, а стеролы являются типичными гидрофобными кол-

.лоидами. Обычно фосфатиды и стеролы сопутствуют друг дру­ гу, особенно в протоплазме клеток, участвуя в построении внутриклеточных мембран, и в молоке на границе жир — вода. Стеролы, подобно фосфатидам, выполняют важную биологиче­ скую роль, регулируя обмен веществ. Кроме того, стеролы явля­ ются провитамином D. Эргостерол, например, при облучении ультрафиолетовыми лучами превращается в витамин D2, холестерол дает биологически активный витамин D 3 .

В молоке и молочных продуктах стеролы находятся главным -образом в свободном состоянии и представлены холестеролом (и эргостеролом). Очень малая часть холестерола (5—10% от всего количества) содержится в виде эфиров [396]. Содержание холестерола в молоке.незначительно и составляет 0,012—0,013% (236 мг на 100 г жира). По данным ряда исследователей [139, 396, 429], стеролы концентрируются в оболочках жировых шари­ ков. Be исключена возможность, что часть их удерживается белками в виде сложных комплексов.

АЗОТИСТЫЕ ВЕЩЕСТВА МОЛОКА

В молоке -содержится в среднем около 3,4% азотистых веществ, из них 3,3-% приходится на белковые и 0,1%.—на не­ белковые соединения. .

Белковые вещества молока

Об щ а я х а р а к т е р и с т и к а

•В коровьем молоке содержится в среднем около 3,2% бел­ ковых веществ с колебаниями от-2,9 до 4,0%.

24

Используя современные способы разделения и выделения белков: высаливание, осаждение спиртом, осаждение нагрева­ нием, ультрацентрифугирование, электрофорез, хроматогра­

р-лактоглобулин, иммунные глобулины, протеозо-пептонная фракция.и другие белки молока, а’ также продукты распада белков. В табл. 8 приведена современная номенклатура белковмолока и .некоторые их свойства.

.Белки молока, как и все другие белковые вещества, пред­ ставляют собой сложные высокомолекулярные азотистые сое­ динения. Элементарный состав белков определен в следующих

[127]. Элементарный состав белков молока мало отличается от приведенного, казеин дополнительно содержит фосфор.

Несмотря на то, что в состав различных белков входят одни и те же элементы и примерно в одинаковых соотношениях, тем не менее молекулярный весих значительно отличается друг от друга. Так, -например, а-лактальбумин имеет молекулярный вес

Обладая большим молекулярным весом, белки в то же вре­ мя проявляют большое сродство к воде .и при определенных условиях легко в ней растворяются. Растворение белков в воде связано с гидратацией белковых молекул. Вследствие большого размера белковых частиц водные растворы их имеют коллоид­ ный характер и обладают типичными гидрофильными свойства­ ми; устойчивость коллоидных растворов обусловливается, как известно, наличием гидратной оболочки и электрическим заря­ дом частиц. Для устойчивости белков гндратная оболочка имеет большее значение, чем электрический заряд.

Водные растворы белков неустойчивы. Воздействие любого водоотнимающего фактора на белковые растворы вызывает выпадение (коагуляцию) белка. Коагуляция белков под влия­ нием водоотнимающих веществ есть обратимый процесс. Другой особенностью белковых растворов является необр'ЗТимое свер­ тывание или денатурация, которая может быть вызвана воз­ действием целого ряда физико-химических факторов (соли тяжелых металлов, нагревание). Денатурация белков при на­ гревании является сложным процессом, который приводит к на­ рушению структуры белка и, прежде всего, к потере гидрофиль­ ных и приобретению гидрофобных свойств. Предполагают, что при денатурации белков происходит раскручивание полипептидных цепей с выводом на поверхность гидрофобных групп.

Белки в водных растворах вследствие электрической заряд­ ное™ их-частиц обладают свойствами амфотерного электролита, т. е. они одновременно . могут диссоциировать с образованием

25

миновая кислота. Рассмотрим строение и свойства наиболее важных аминокислот. •

Аланин (а-аминопропионовая кислота) имеет следующую формулу: ■

СН3- С Н - С О О Н .

I

NHJ

Аланин чрезвычайно распространен в природе и является весь­ ма важной аминокислотой, играющей большую роль в обмене веществ животных. Имеет сладкий вкус, вместе с другими ами­ нокислотами создает в сыре основной вкусовой фон.

Представителем группы оксиаминокислот является серин (а-амино-р-оксипропионовая кислота)

РСН2 - ОН

аСН— NH, I

СООН

В казеине он содержится в виде сложного эфира — так назы­ ваемой серинфосфорной кислоты

ОН

СН2 — О - Р = О

C H - N H , ОН

СООН

Формула серусодержащей аминокислоты цистеина (а-амино- Р-тиопропионовой кислоты)

рСН2 - SH

аСН - NH, I

СООН

_ /

Цистеин играет большую роль в. обмене веществ в качестве источника серы и как восстанавливающий агент. Восстанавли­

28

Группа —S—S—, содержащаяся в цистине, носит название дисульфидной группы. Цистеин и цистин входят в состав молоч­ ных белков, много их содержатся в р-лактоглобулине, а-лакт- альбумине и белках оболочек жировых шариков. При пасте­ ризации молока происходит развертывание полипептидных цепей белков, в результате чего освобождаются сульфгидрильные группы, и молоко приобретает так называемый привкус пастеризации [139, 167, 250, 251, 346]. Вследствие своей легкой окисляемости сульфгидрильные группы обладают сильным редуцирующим действием и, следовательно, являются анти­ окислителями.

Формула второй оксиаминокислоты треонина (а-амино-р- оксимасляной кислоты):

В казеине, подобно серину, он образует эфиры с фосфорной кислотой.

Весьма важную роль как источник метальных групп играет в организме метионин (а-амино-у-метилтиол-н-масляная кис­ лота)

К моноаминодикарбоновым аминокислотам белков принад­ лежат аспарагиновая (а-аминоянтарная) и глютаминовая

(а-аминоглютаровая) кислоты, имеющие следующие формулы:

СООН - СН2СН - СООН,

n h 2

Аспарагиновая кислота

СООН - СН2 - СН, - СН — СООН.

I

n h 2

Глютаминовая кислота

29