Молоко – полноценный продукт питания и сырье для молочной промышленности

 

Состав и свойства молока

 

Среди специалистов термином «молоко» обозначают только коровье молоко. Молоко других животных называют с добавлением названия животного, от которого оно получено – молоко овечье, козье, буйволиное, кобылье.

Молоко по своему химическому составу – смесь воды с растворенными в ней солями, сахарами, белками и жиром. Всего в молоке установлено более 160 химических веществ, которые в комплексе удовлетворяют энергетическую и биологическую потребности организма человека, а также формируют вкус, цвет, запах и другие свойства. Состав, свойства, качество молока обусловлены рядом генотипических и фенотипических факторов (рис.).

Воды в молоке, в среднем, 87,7 %, молочного жира – около 4 %, белков – 3,3 %, молочного сахара (лактозы) – 4,5 % и 0,7 % минеральных солей, преимущественно кальциевых и фосфорных.

Белки молока – высокомолекулярные комплексные органические соединения, в которые входят более двадцати аминокислот, в том числе все незаменимые. Поэтому молочные белки относятся к полноценным белкам. Их усвояемость составляет 96-98 %. По данным А.Т. Гасанова (1990) в молочный белок превращается 22-25 % растительного белка корма, в тоже время в животные белки – 10-13 %. Как отмечает П.В. Житенко (1987), 0,3 л молока обеспечивают суточную потребность человека в основных незаменимых аминокислотах. Белки, содержащиеся в 1 л молока, приблизительно равноценны белкам 142 г мяса или рыбы, 5 крупных яиц, или 800 г белого хлеба (Кэмпбелл Д.Ж., Маршалл Г.Т., 1980).

На долю белков в молоке приходится, в среднем, 3,2-3,3 % (Кугенев П.В., 1980, Горбатова К.К., 1997, 2001, Шепелев А.Ф., Кожухова ОН, 2001). Они являются наиболее ценной составной частью молока.

Основным, уникальным молочным белком является казеин, на его долю приходится около 80 % всех белков, что составляет 2,6-2,9 %. На долю сывороточных белков (альбумина, глобулина, иммуноглобулинов) приходится 0,5-0,8 %. Белки находятся в коллоидном состоянии, дисперсионной средой для них является раствор молочного сахара и минеральных солей. Они служат материалом, из которого растущий организм строит свои ткани, а в организме взрослых людей из белка образуются новые клетки взамен отмирающих.

Кроме того, казеин выполняет также и транспортную функцию по перемещению в составе своих частиц кальция, фосфора и магния. Иммуноглобулины обладают защитными свойствами, являются носителями иммунитета.

Молочный жир состоит преимущественно из смеси триглицеридов, то есть эфиров глицерина и жирных кислот. Содержание его в молоке колеблется от 2,8 до 4,5 %. По сравнению с другими жирами животного и растительного происхождения молочный жир характеризуется большим количеством низкомолекулярных летучих жирных кислот – масляной, капроновой, каприловой и каприновой Именно они придают молочному жиру специфические свойства, неповторимый вкус и аромат. Особенно ценно наличие в молочном жире полиненасыщенных жирных кислот (линолевой, линоленовой и арахидоновой), фосфолипидов, участвующих в жировом обмене, повышающих его пищевую и диетическую ценность.

В молоке жир находится в виде большого количества (2-3 млрд. в 1 мл молока) мельчайших жировых шариков диаметром от 0,1 до 10 мкм. Температура плавления молочного жира 28-36 "С. Низкая температура плавления и высокая дисперсность молочного жира обеспечивают его хорошую усвояемость. Молочный жир является не только важным энергетическим компонентом молока, но источником жирорастворимых витаминов A, D, Е и К, которых мало в других жирах, а также провитамина А – каротина, обусловливающего желтый цвет молочного жира.

Лактоза (молочный сахар) в молоке находится в растворенном состоянии. Содержание лактозы в молоке коров составляет в среднем 4,7 % и колеблется довольно незначительно. Это уникальный углевод животного происхождения, который наряду с жиром является энергетическим «горючим» организма. При их окислении освобождается существенное количество энергии. Кроме того, лактоза обусловливает молочнокислое брожение, являясь источником питания для микроорганизмов, входящих в состав заквасок, а также молочный сахар утилизируется микрофлорой желудочно-кишечного тракта человека.

Минеральных веществ в молоке сравнительно немного – 0,7– 0,8 %. В их состав входит более 50 элементов: кальций, фосфор, натрий, калий и другие макро– и микроэлементы. Важно, что они находятся в молоке в легкоусвояемой форме. Роль их огромна, они являются основным строительным материалом костной ткани, поддерживают водно-солевой баланс в организме, входят в состав ферментов, гормонов, обусловливают технологические свойства молока (сычужную свертываемость и термоустойчивость). Молоко, полученное от здоровых животных, обладает термоустойчивостью (термостабильностью) – способностью при высоких температурах сохранять первоначальные свойства. Оно обладает стойкостью при нагревании до 1000 С в течении нескольких десятков минут. При более высоких температурах и продолжительной выдержке его белки могут коагулировать. Продолжительность нагревания при 1300 С до коагуляции белков в различных образцах молока колеблется от 2 до 60 минут и выше.

Под сычужной свёртываемостью молока понимают способность его белков коагулировать под действием внесённого сычужного фермента (химозина) с образованием плотного сгустка. Продолжительность сычужной коагуляции молока составляет от 20 до 60 минут.

Следует отметить, что в коровьем молоке содержится мало железа, поэтому при выработке детских продуктов его добавляют в виде глицерофосфата железа.

В молоке также содержится комплекс биологически активных веществ (БАВ) – ферменты, витамины и гормоны, жизненно важные для организма.

Ферменты – естественные биокатализаторы, необходимы организму для осуществления обменных процессов. Они ускоряют биохимические процессы в десятки тысяч и миллионы раз. Действие ферментов строго специфично. По химической природе ферменты представляют собой белковые вещества. Из молока, полученного от здоровых животных, выделено около 20 нативных ферментов. Кроме того, ряд ферментов синтезируется микроорганизмами. Действие ферментов в молоке имеет две составляющие: желательную и нежелательную. Во-первых, при участии ферментов происходит выработка кисломолочных продуктов и сыра. Присутствие таких ферментов, как пероксидаза, лизоцим, обусловливает бактерицидность свежевыдоенного молока. Некоторые свойства ферментов используются при контроле санитарно-гигиенического состояния сырого молока и эффективности пастеризации.

Во-вторых, ферменты могут вызвать нежелательные изменения (гидролиз, липолиз и др.) составных частей молока и молочных продуктов с последующим возникновением пороков.

Витамины – низкомолекулярные органические соединения небелковой природы, необходимые для правильного обмена веществ в организме, так как многие из них входят в состав активных групп (коферментов) ферментов. Недостаток или отсутствие того или иного витамина вызывает соответствующее заболевание. Молоко содержит практически все витамины, необходимые для нормального развития человека. Они попадают в него из поедаемого животными корма и синтезируются микрофлорой рубца.

В молоко из крови переходят гормоны – химические стимуляторы, образующиеся в клетках желез внутренней секреции и регулирующие обмен веществ в организме. В молоке обнаружены в незначительном количестве следующие гормоны: пролактин, стимулирующий развитие молочных желез, окситоцин, стимулирующий выделение молока, тироксин – йодосо-держащий гормон щитовидной железы.

Все биологически активные вещества разрушаются с течением времени и под воздействием внешних факторов (свет, нагревание) поэтому их содержание в молоке непостоянно и имеет тенденцию к снижению.

Свойства молока (физические, химические) зависят от его состава, условий получения и хранения. Важнейшими свойствами молока, характеризующими его натуральность и свежесть, являются плотность и кислотность.

Плотность нормального молока находится в пределах 1028-1033 кг/ м3, она зависит от содержания в молоке сухого молочного остатка (СО-МО). Чем больше в молоке белков, лактозы и солей, тем выше его плотность. И, наоборот, чем жирнее молоко, тем ниже его плотность. Однако плотность натурального молока не может быть ниже 1026 кг/м3, поэтому для сборного молока установлен нижний предел плотности 1027 кг/м3.

Кислотность свежего молока равна 16-18 °Т. На белки приходится 4-5 °Т, на кислые соли – 11-13 °Т, на С02 и органические кислоты – 1-3 °Т.

Титруемая кислотность молока зависит от кормового рациона, породы, возраста, периода лактации, состояния здоровья и ряда других факторов. Кислотность снижается при заболевании коров маститом, туберкулезом, а также в период запуска. Влияет на кислотность получаемого молока и экология. В. Иванов и В. Воропаев (1995) сообщают, что причиной снижения кислотности молока, получаемого в зоне разведения айрширского скота – Архангельской, Вологодской и Мурманской областях – является дисбаланс микроэлементов в крови из-за специфичности среды обитания: высокого содержания железа и марганца, низкого уровня йода, кобальта и селена.

При кислотности 60-65 °Т молоко свертывается (образует сгусток). Молоко кислотностью 24-26 °Т коагулирует при нагревании.

Антибактериальные, или бактерицидные свойства молока обусловлены наличием антител и других антимикробных веществ. К антителам относятся антитоксины, агглютинины, бактериолизины, а к веществам, обладающим бактерицидными свойствами – иммуноглобулины, лизоцим, пероксидаза и лейкоциты. Период, в течение которого бактерии, попавшие в молоко, не размножаются, называется бактерицидной фазой. Ее длительность зависит от исходной бактериальной обсемененности молока и температуры молока. Если молоко после доения не охлаждать, то период бактерицидной фазы составит всего 2 ч, при температуре 10 °C -24 ч, а при 5 °C – 36 ч. При нагревании молока до 70 °C и выше бактерицидные вещества разрушаются.

Показатели химического состава и свойств заготовляемого молока необходимы для установления научно обоснованных требований к молоку – сырью, совершенствование стандартов на заготовляемое молоко и молочные продукты, уточнения технологических режимов и норм расхода сырья при переработке молока, рациональной специализации и размещения предприятий молочной промышленности.

В табл. 2.1 отражены показатели состава молока, заготовляемого в различных регионах Северного Кавказа.

 

Таблица 2.1

Массовая доля (в %) основных компонентов в молоке и плотность молока

 

Наивысшее значение жирности 3,63 % отмечено в Чеченской республике, белка – 3,12 % в Ставропольском крае и в Кабардино-Балкарии. Однако следует отметить, что абсолютное значение этих показателей очень невелико. Поэтому есть большие резервы для их повышения.