ФГОУ ВПО «Казанская государственная академия ветеринарной медицины имени Н.Э. Баумана»
Кафедра генетики и селекции сельскохозяйственных животных
РЕФЕРАТ
МИНЕРАЛЬНЫЕ ВЕЩЕСТВА В МОЛОКЕ
Выполнила: студентка факультета
биотехнологии и стандартизации
441 группы Шакирова А.А.
Проверила: доцент Закирова Г. М.
2011
Содержание
1 Введение………………………………………………………………….
2 Химический состав молока……………………………………………..
3 Минеральные вещества молока………………………………………..
3.1 Макроэлементы……………………………………………………….
3.2 Микроэлементы………………………………………………………
4 Список литературы…………………………………………………….
Введение
Молоко – биологическая жидкость, которая образуется в молочной железе млекопитающих и предназначена для вскармливания детеныша и предохранения его от инфекции в первые дни жизни. Это многокомпонентная сбалансированная система, обладающая высокими питательными, иммунологическими и бактерицидными свойствами.
В молоке есть всё, что нужно человеку для нормального роста и развития: вода (87,2%), жиры, белки (казеин, альбумин, глобулин), витамины и минеральные вещества (важнейшие из них – кальций и фосфор, необходимые для формирования, развития и восстановления костной ткани).
Качество и вкус молока во многом определяются его жирностью: чем больше жира, тем оно вкуснее и питательнее. При «отстаивании» молока жир всплывает, образуя на поверхности слой сливок. Специфический сладковатый вкус молоку придает лактоза, то есть молочный сахар.
Наиболее полезно, конечно, парное молоко, ещё не остывшее после дойки. Однако сохранить его непросто. Молоко можно вскипятить, однако почти все полезные вещества при кипячении исчезают, да и хранится оно не так уж и долго.
Топленое молоко получается благодаря долгой тепловой обработке: молоко томят («топят») 3-4 часа при температуре не ниже 95 градусов, не доводя до кипения. Раньше это делали в чугунке в печи, а сейчас можно воспользоваться обычной духовкой.
Если выпарить из молока всю влагу, получится белый порошок, так называемое «сухое молоко». Это очень удобно: стоит развести его водой – и снова получится молоко, разве что не такое вкусное и полезное.
Если прогревать молоко при температуре 74-76 градусов несколько минут (этот способ называется пастеризацией – его придумал еще в XIX веке французский ученый Луи Пастер), то срок его хранения (в прохладном месте) увеличивается до двух недель. Такое молоко называется пастеризованным, оно хранится несколько недель.
Гораздо дольше хранится стерилизованное молоко, которое проходит тепловую обработку при 125-145 градусах. Но в нем, увы, не образуются сливки, да и полезных веществ в нем почти не остаётся.
Полезные свойства молока сохраняются в сгущенном молоке. Его делают из пастеризованного (чаще всего – коровьего): выпаривают влагу, добавляют сахар, и получается густая питательная масса; съев одну банку, можно целый день не чувствовать голода! Не менее вкусна вареная сгущенка — густая, красивого золотисто-коричневого цвета. Остается только сожалеть, что у столь любимого в нашей стране продукта есть один недостаток – от него полнеют.
Химический состав молока
В состав молока входят вода, белки, липиды, углеводы, минеральные вещества, витамины, ферменты, гормоны и ряд других компонентов. Некоторые из основных его компонентов (лактоза, казеин) ни в каких других природных продуктах не обнаружены.
Наибольший удельный вес коровьего молока занимает вода (более 85%). На остальные компоненты, входящие в состав сухого остатка, приходится 11 – 14%. Содержание сухого обезжиренного остатка молока (СОМО) составляет 8-9%. В состав молока входят также газы, содержание которых незначительно.
Большая часть воды молока находится в свободном состоянии (83-86%), а меньшая часть (3-3,5%) – в связанной форме.
Свободная вода является растворителем органических и неорганических соединений молока, участвует во всех биохимических процессах, протекающих в молоке при выработке молочных продуктов. Легко удаляется при замораживании и при высушивании.
Связанная вода по форме связи с компонентами делится на три группы: вода химической, физико-химической и механической связи.
Наиболее прочной является химическая связь воды в химических соединениях и кристаллогидратах. В молочных продуктах химически связанная вода представлена водой кристаллогидратов молочного сахара (C12H22O11*H2O). Ее можно удалить при нагревании гидратной формы сахара до температуры 125-1300С.
Физико-химическая связь воды характеризуется средней прочностью. Она образуется в результате притяжения диполей воды полярными группами молекул белков. Гидратация частиц белка обусловлена наличием на их поверхности, а также внутри белковых молекул, полярных групп: -COOH, -OH, >CO-NH2-, -SH и др. При адсорбировании воды диполи располагаются несколькими слоями вокруг гидрофильных центров молекулы белка, образуя т.н. гидратную оболочку.
Связанная вода по своим свойствам значительно отличается от свободной воды. Она не замерзает при низких температурах (-400С), не растворяет электролиты, имеет плотность, вдвое превышающую плотность свободной воды, не удаляется из продукта при высушивании. Связанная вода, в отличие от свободной, недоступна микроорганизмам. Поэтому, для подавления развития микрофлоры в пищевых продуктах свободную воду полностью удаляют или переводят в связанную, добавляя влагосвязывающие компоненты (сахар, соли, многоатомные спирты и пр.). При этом понижается величина так называемой «активности воды».
Белки молока
Общее содержание белков в коровьем молоке колеблется от 2,9 до 4%. В соответствие с номенклатурной схемой Комитета по номенклатуре и методологии молочных белков Американской научной ассоциации молочной промышленности, белки молока делятся на казеины и сывороточные белки.
Таблица 1.Классификация белков молока
Белок
Содержание от общего количества белков обезжиренного молока, %
Молекулярная масса
Изоэлектричес-кая точка, рН
Казеины
78-85
-
-
-казеин
45-55
22000-24000
4,1
-казеин
8-15
19000
4,1
-казеин
25-35
24000
4,5
-казеин
3-7
12000-21000
5,8-6,0
Сывороточные белки
15-22
-
-
-лактальбумин
2-5
14437
5,1
-лактоглобулин
7-12
18000
5,3
Альбумин сыворотки крови
0,7-1,3
68000
4,7
Лактоферрин
0,2-0,8
87000
-
Иммуноглобулины
1,9-3,3
-
-
IgG
1,4-3,3
150000-163000
5,5-6,8
IgA
0,2-0,7
400000
-
IgM
0,1-0,7
1000000
-
Протеозо-пептоны
2-6
4100-200000
3,3-3,7
К белкам молока также относят ферменты, гормоны (пролактин, гормон роста, инсулин и др.), и белки оболочек жировых шариков.
Собственно пищевыми белками являются казеины. Они максимально расщепляются протеиназами пищеварительного тракта в нативном состоянии, в то время как глобулярные белки приобретают эту способность только после денатурации.
Важными биологическими функциями обладают сывороточные белки. Иммуноглобулины являются носителями пассивного иммунитета, лактоферрин и лизоцим обладают антибактериальными свойствами. Лактоферрин и -лактоглобулин выполняют транспортную функцию – переносят в кишечник новорожденного железо, витамины и некоторые другие вещества.
По содержанию и соотношению незаменимых аминокислот белки молока относятся к биологически полноценным белкам.
Сывороточные белки молока содержат большее количество серосодержащих аминокислот (метионин, цистеин), чем казеины. Поэтому оптимальный баланс аминокислот в рационе может быть достигнут изменением соотношения казеина и сывороточных белков.
Иногда при употреблении молока примерно у 1% детей наблюдаются аллергические реакции. Основным аллергенным компонентом коровьего молока для человека считается -лактоглобулин.
Ферменты молока включают более 20 истинных (нативных), а также многочисленные внеклеточные и внутриклеточные ферменты, продуцируемые микрофлорой молока и бактериальных заквасок. Ферменты молока имеют большое практическое значение, как для переработки молока, так и для оценки его санитарного состояния.
Протеин мембраны жировых шариков представлен глобулином, который не является идентичным ни одному из белков молока. На 100 г жировых шариков приходится 0,4-0,8 г белка их оболочек.
Помимо белковых веществ в молоке содержатся многочисленные азотистые соединения небелкового характера. Они представляют собой промежуточные и конечные продукты азотистого обмена в организме животных и попадают в молоко непосредственно из крови. Важнейшими компонентами фракции небелкового азота молока являются мочевина, пептиды, аминокислоты, креатин и креатинин, аммиак, оротовая, мочевая и гиппуровая кислоты. Их общее количество составляет около 5% всего содержания азота в молоке.
Липиды молока
Молочный жир – одна из наиболее ценных по питательности составных частей молока. Жир в молоке содержится в форме мелких жировых шариков диаметром до 0,1-10 мкм, окруженных липопротеидной мембраной с гидрофильной поверхностью. Содержание жира в молоке колеблется от 2,8 до 5 %.
Главным компонентом молочного жира являются триглицериды (98-99%). Кроме триглицеридов в молоке обнаруживаются лецитин, кефалин, сфингомиелин, холестерин, эргостерин, цереброзиды, жирорастворимые витамины и провитамины, свободные жирные кислоты.
Глицериды молока существенным образом отличаются от таковых в жировых депо организма в первую очередь тем, что включают в свой состав большее количество насыщенных низкомолекулярных жирных кислот. Молекулы триглицеридов молока являются разнокислотными, поэтому
молочный жир имеет низкую температуру плавления и однородную консистенцию.
В составе триглицеридов насыщенные кислоты составляют (58-77%, в среднем – 65%), ненасыщенные жирные кислоты — в среднем 35%.
К основным насыщенным высокомолекулярным кислотам молочного жира относятся пальмитиновая, стеариновая и миристиновая, а к насыщенным низкомолекулярным – масляная, капроновая, каприловая, каприновая и лауриновая. Большинство из насыщенных жирных кислот содержит четное число атомов углерода (С4-С20). Главный компонент этой группы кислот – пальмитиновая.
В то время как насыщенные жирные кислоты (свыше С8) при комнатной температуре являются твердыми, ненасыщенные – большей частью жидкие. Среди последних основное место занимает олеиновая.
По сравнению с жирами животного и растительного происхождения, молочный жир характеризуется высоким содержанием миристиновой кислоты и низкомолекулярных летучих насыщенных жирных кислот – масляной капроновой, каприловой и каприновой, в сумме составляющих 7,4-9,5% общего количества жирных кислот. Количество биологически важных полиненасыщенных жирных кислот (линолевой, линоленовой и арахидоновой) в молочном жире, по сравнению с растительными маслами, невысокое и составляет 3-5%.
Стерины и другие неомыляемые липиды. Общее содержание неомыляемых липидов в молоке составляет 0,3-0,55%. Эти вещества сопутствуют молочному жиру и частично входят в состав оболочек жировых шариков.
Содержание стеринов в молоке – 0,01-0,014%, в молочном жире – 0,2-0,4%. Стерины молока в основном представлены холестерином. Холестерин в основном находится в свободном состоянии.
Желтая окраска молочного жира обусловлена наличием в нем группы веществ, называемых каротиноидами. К ним относятся , и -каротины и
спирты – ксантофиллы. Содержание каротинов в молоке колеблется от 0,05 до 0,9 мг/кг, в зависимости от рациона и времени года.
Углеводы молока
Основным углеводом молока является лактоза. Кроме нее в молоке в небольших количествах обнаруживаются моносахариды, и в следовых количествах – олигосахариды.
Лактоза представляет собой дисахарид (С12H22O11). Под действием фермента лактазы происходит гидролиз лактозы на моносахариды – глюкозу и галактозу. В молоке этот дисахарид очень легко поддается брожению под действием молочнокислых бактерий и в результате превращается в молочную кислоту. Лактоза, наряду с натрием и калием – один из осмотически активных компонентов молока. Осмотическое давление молока такое же, как и крови. Оно поддерживается на определенном уровне благодаря равновесию между концентрацией лактозы и растворимыми минеральными веществами.
Лактоза выполняет главным образом энергетическую функцию – на нее приходится около 30% энергетической ценности молока.
Содержание лактозы в молоке довольно постоянно и составляет 4,5 – 5,2%. При маститах содержание лактозы в молоке резко снижается.
В молекулу лактозы, как уже говорилось, входят глюкоза и галактоза. В настоящее время принято считать, что основным предшественником обеих составных частей лактозы является глюкоза, поступающая в молочную железу из крови.
Кристаллическая лактоза практически нерастворима в абсолютном этаноле, серном эфире и других органических растворителях. По сравнению с сахарозой, она в 5 раз менее сладкая и хуже растворима в воде.
Минеральные вещества молока
Минеральные вещества поступают в организм животного и переходят в молоко главным образом из кормов и минеральных добавок. Поэтому их количество в молоке находится в прямой зависимости от рационов кормления, окружающей среды, времени года, а также породы животного и его физиологических особенностей.
Для характеристики минеральных веществ было введено понятие «зола». Это весь зольный остаток, получаемый после сжигания и сухого озоления определенной навески (продукта) молока. Количество золы в молоке составляет 0,6÷0,8 %. Зола — это продукт искусственный и не может дать точного представления о солевом составе молока. Входящие в ее состав элементы имеют как органическое, так и неорганическое происхождение, и соотношения между ними за счет потерь летучих соединений могут несколько отличаться от соотношения в исходном продукте.
Исследование минерального состава золы молока с применением полярографии, ионометрии, атомно-адсорбционной спектрометрии и других современных методов, показало наличие в нем более 50 элементов. Они подразделяются на макро- и микроэлементы.
Макроэлементы
Основными минеральными веществами молока являются кальций, магний, калий, натрий, фосфор, хлор и сера, а также соли — фосфаты, цитраты и хлориды.
Кальций является наиболее важным макроэлементом молока. Он содержится в легкоусвояемой форме и хорошо сбалансирован с фосфором. Содержание кальция в коровьем молоке колеблется от 100 до 140 мг%. Его количество зависит от рационов кормления, породы животного, стадии лактации и времени года. Летом содержание Са ниже, чем зимой.
Са присутствует в молоке в трех формах:
в виде свободного или ионизированного кальция — 10 % от всего кальция (8,5÷11,5 мг%)
в виде фосфатов и цитратов кальция — около 68 %
кальция, прочно связанного с казеином — около 22 %
До сих пор не выяснено, в какой форме находятся в молоке фосфаты и цитраты Са. Это могут быть фосфат Са, гидркофосфат Са, дигидроксофосфат Са и более сложные соединения. Однако, известно, что большая часть этих солей находится в коллоидном состоянии и небольшая (20-30 %) — в виде истинных растворов.
Фосфор. Содержание Р колеблется от 74 до 130 мг%. Оно мало меняется в течение года, лишь незначительно снижается весной, а больше зависит от рационов кормления, породы животного и стадии лактации. Р содержится в молоке в минеральной и органической формах. Неорганические соединения представлены фосфатами кальция и других металлов, их содержание составляет около 45÷100 мг%. Органические соединения — это фосфор в составе казеина, фосфолипидов, фосфорных эфиров углеводов, ряда ферментов, нуклеиновых кислот.
Магний. Количество магния в молоке незначительно и составляет 12÷14 мг%. Mg является необходимым компонентом животного организма — он играет важную роль в развитии иммунитета новорожденного, увеличивает его устойчивость к кишечным заболеваниям, улучшает их рост и развитие, а также необходим для нормальной жизнедеятельности микрофлоры желудка рубца, положительно влияет на продуктивность взрослых животных. Mg, вероятно, встречается в молоке в тех же химических соединениях, что и Са. Состав солей Mg аналогичен составу солей Са, но на долю солей, находящихся в истинном растворе, приходится 65÷75 % Mg.
Калий и натрий. Содержание К в молоке колеблется от 135 до 170 мг%, Na — от 30 до 77 мг%. Их количество зависит от физиологического состава животных и незначительно изменяется в течение года — к концу года повышается содержание натрия и понижается калия.
Соли калия и натрия содержатся в молоке в ионно-молекулярном состоянии в виде хорошо диссоциирующих хлоридов, фосфатов и нитратов. Они имеют большое физиологическое значение. Хлориды натрия и калия обеспечивают определенную величину осмотического давления крови и молока, что необходимо для нормальных процессов жизнедеятельности. Их фосфаты и карбонаты входят в состав буферных систем молока, поддерживающих постоянство концентрации водородных ионов в узких пределах. Кроме того, фосфаты и цитраты калия и натрия создают в молоке условия для растворения плохо растворимых в чистой воде солей кальция (и магния). Таким образом, они обеспечивают солевое равновесие, то есть определенное соотношение между ионами кальция и анионами фосфорной и лимонной кислот, способствующих растворению. От него зависит количество ионизированного кальция, который в свою очередь влияет на дисперсность мицелл казеина и их тепловую стабильность.
Содержание хлора (хлоридов) в молоке колеблется от 90 до 120 мг%. Резкое повышение концентрации хлоридов (на 25-30 %) наблюдается при заболевании животных маститом.
Микроэлементы
Микроэлементами принято считать минеральные вещества, концентрация которых невелика и измеряется в микрограммах на 1 кг продукта. К ним относятся железо, медь, цинк, марганец, кобальт, йод, молибден, фтор, алюминий, кремний, селен, олово, хром, свинец и др. В молоке они связаны с оболочками жировых шариков (Fe, Cu), казеином и сывороточными белками (I, Se, Zn, Al,), входят в состав ферментов (Fe, Mo, Mn, Zn, Se), витаминов(Co). Их количество в молоке значительно колеблется в зависимости от состава кормов, почвы, воды, состояния здоровья животного, а также условий обработки и хранения молока.
Микроэлементы обеспечивают построение и активность жизненно важных ферментов, витаминов, гормонов, без которых невозможно превращение поступающих в организм животного (человека) пищевых
веществ. Также от поступления многих микроэлементов зависит жизнедеятельность микроорганизмов рубца жвачных животных, участвующих в переваривании корма и синтезе многих важных соединений (витаминов, аминокислот).
Дефицит селена вызывает у животных замедленный рост, сосудистую патологию, дегенеративные изменения поджелудочной железы и репродуктивных органов. Выяснено, что селен является важнейшим антиоксидантом — он входит в состав фермента глутатионпероксидазы, который препятствует пероксидному окислению липидов в клеточных мембранах и подавляет свободные радикалы.
Дефицит йода в среде вызывает гипофункцию щитовидной железы у животных, что отрицательно отражается на качестве молока. Ежедневное введение в рацион коров йодида калия, муки из морских водорослей улучшает функцию щитовидной железы и увеличивает содержание йода в молоке.
Дефицит цинка вызвать замедление роста и полового созревания у животных, нарушение процессов пищеварения.
Многие микроэлементы могут попадать в молоко дополнительно после дойки с оборудования, тары и воды. Количество внесенных микроэлементов может в несколько раз превышать количество натуральных. В результате появляются посторонние привкусы, понижается устойчивость при хранении, кроме того, загрязнение молока токсичными элементами и радионуклидами представляет угрозу для здоровья человека.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ