2.2. Білки молока

Загальний вміст білків у коров'ячому молоці коливається від 2,9 до 4%. У відповідність з номенклатурної схемою Комітету по номенклатурі і методології молочних білків Американській науковій асоціації молочної промисловості, білки молока діляться на казеїни і сироваткові білки. (додаток А)

До білків молока також відносять ферменти, гормони (пролактин, гормон росту, інсулін та ін.), білки оболонок жирових кульок.

Власне харчовими білками є казеїни. Вони максимально розщеплюються протеиназах травного тракту в нативному стані, в той час як глобулярні білки здобувають цю здатність тільки після денатурації.

Важливими біологічними функціями володіють сироваткові білки. Імуноглобуліни є носіями пасивного імунітету, лактоферин і лізоцим володіють антибактеріальними властивостями. Лактоферин і β-лактоглобулин виконують транспортну функцію - переносять в кишечник новонародженого залізо, вітаміни і деякі інші речовини.

За змістом і співвідношенням незамінних амінокислот білки молока відносяться до біологічно повноцінних білків.

Сироваткові білки молока містять більшу кількість сірковмісних амінокислот (метіонін, цистеїн), ніж казеїни. Тому оптимальний баланс амінокислот у раціоні може бути досягнутий зміною співвідношення казеїну і сироваткових білків.

Іноді при вживанні молока приблизно у 1% дітей спостерігаються алергічні реакції. Основним алергенним компонентом коров'ячого молока для людини вважається β-лактоглобулін.

2.3. Склад і властивості казеїну

Кількість казеїну в молоці становить 2,3-2,9% або 76-86% загального білка плазми молока. У практиці під казеїном розуміють суміш білків (казеїн), загрожених зі знежиреного молока при підкисленні до рН 4,6. Казеїн також виділяється з молока шляхом осадження за допомогою сульфатів натрію або амонію або методом ультрацентріфугірування.

Очищений казеїн, виділений з молока з допомогою оцтової кислоти, являє собою аморфний порошок білого кольору, без запаху і смаку, практично нерозчинний у воді, розчинний у слабких розчинах лугів, солей лужних і лужноземельних металів і мінеральних кислот.

При рН свіжого молока 6,6 казеїн має негативний заряд. Ізоелектричний стан казеїну настає при рН 4,6-4,7. Отже, у складі казеїну переважають дикарбонові кислоти. Крім того, негативний заряд і кислі властивості казеїну посилюють гідроксильні групи фосфорної кислоти. Казеїн належить до фосфопротеідаму, який ​​у своєму складі містить фосфорну кислоту, приєднану моноефірним зв'язком до залишків серину.

Своїми полярними групами і пептидними угрупованнями головних ланцюгів казеїн пов'язує значна кількість води - більше 2 г на 1 г. білка. Гідрофільні властивості казеїну залежать від структури, заряду молекул, рН середовища, концентрації в ній солей та інших факторів.

У молоці казеїн має явно виражені кислі властивості. Його вільні карбоксильні групи дикарбонових амінокислот і гідроксильні групи фосфорної кислоти легко взаємодіють з іонами солей лужних і лужноземельних металів (Na+, K+, Ca₂+, Mg₂+), утворюючи казеїнати.

Нативні молекули казеїну утворюють особливим чином структуровані комплекси - міцели. Крім казеїну, до їх складу входять іони кальцію, неорганічного фосфату і цитрату. В даний час прийнято вважати, що казеїн в молоці міститься у вигляді казеината кальцію, поєднаного з колоїдним фосфатом кальцію, або так званого казеінаткальційфосфатного комплексу (ККФК). ККФК утворює міцели майже сферичної форми, які з субміцелл розміром 40-300 нм.

ККФК стабільний у свіжому молоці, зберігає стійкість при тепловій і механічної обробці молока. Однак при високотемпературній обробці молока і при виробленні кисломолочних продуктів спостерігається порушення його міцелярної і субміцеллярной структури.

Фракційний склад

Казеїн, отриманий із знежиреного молока осадженням кислотою при рН 4,6, є гетерогенним білком.

Попередній поділ казеїну на фракції можна здійснити за допомогою розчину сечовини.

Казеїн повністю розчиняється в 6,6 мг розчину сечовини. При зниженні концентрації сечовини до 4,6 мг в осад випадає a-казеїновий комплекс (молекулярна маса 27000 г/моль). У a-казеїновому комплексі виділяють Са-чутливу частину і Са-нечутливу.

Са-чутлива частина випадає в осад у присутності 0,03-0,04 М CaCl₂ при рН₇ і температурі 0-4 ^оС і зазвичай називається s-казеїном. При електрофорезі на гелях s-казеїн поділяється на фракцію s1 з варіантами A, ··, C, D і групу s-подібних казеїну. Їх різні поєднання в молоці характеризують генотип породи тварин.

До Са-нечутливої частини α-казеїнового комплексу відносять k-, g- і m-казеїни, які розчиняються в 0,03-0,4 г CaCl₂. Найбільш вивченою є k-фракція (М = 10000-26000 г/моль ). k-казеїн є стабілізатором казеїнової міцели від дії іонів Са. Під дією сичужного ферменту відбувається розщеплення k-казеїну, його стабілізуючі властивості втрачаються, і казеїн коагулюються іонами Са.

β-казеїновий комплекс осаджується з розчину сечовини при зниженні її концентрації до 3,3 М. β-казеїн при температурі 0-4 ^оС знаходиться в мономерній формі і не осідає іонами Са, на відміну від s-казеїну. При температурі 35 ^оС β-казеїн полімеризується і осідає іонами кальцію. β-казеїн методами електрофорезу та хроматографії можна розділити ще на 3-4 фракції, зазвичай позначаються A, B, C, D.

g-казеїновий комплекс випадає в осад при зниженні концентрації розчину сечовини до 1,7 мг при рН 4,7 після додавання (NH₄)₂SO₄. Дана фракція вивчена слабо і, по всій видимості, також є гетерогенною.

Крім цих основних білків, в молоці присутня у незначних кількостях ряд ферментів, білки оболонок жирових кульок і інші специфічні білки молока.

Ферменти молока включають більше 20 істинних (нативних), а також численні позаклітинні і внутрішньоклітинні ферменти, які продукують мікрофлорою молока і бактеріальних заквасок. Ферменти молока мають велике практичне значення, як для переробки молока, так і для оцінки його санітарного стану.

Протеїн мембрани жирових кульок представлений глобуліном, який не є ідентичним жодному з білків молока. На 100 г жирових кульок доводиться 0,4-0,8 г білка їх оболонок.

Небілкові азотисті сполуки

Крім білкових речовин в молоці містяться численні азотисті сполуки небілкового характеру. Вони являють собою проміжні і кінцеві продукти азотистого обміну в організмі тварин і потрапляють в молоко безпосередньо з крові. Найважливішими компонентами фракції небілкового азоту молока є сечовина, пептиди, амінокислоти, креатин і креатинін, аміак, оротовая, сечова і гіпурова кислоти. Їх загальна кількість становить близько 5% усього вмісту азоту в молоці.

Ліпіди молока

Молочний жир - одна з найбільш цінних за поживністю складових частин молока. Жир в молоці міститься у формі дрібних жирових кульок діаметром до 0,1-10 мкм, оточених липопротеїдною мембраною з гідрофільною поверхнею. Вміст жиру в молоці коливається від 2,8 до 5%.