Состав молока и его значение в питании человека

Введение

В молоке более 160 различных компонентов, в том числе 26 минеральных веществ, более 60 жирных кислот и 20 аминокислот, десяти ферментов, гормонов и т.п. Все  они находятся в таком соотношения которое удовлетворяет потребность в них человека. К особенностям молока можно отнести его высокую питательную ценность содержат всех незаменимых аминокислот и веществ, необходимых для образования клеток организма. Молоко и молочные продукты в рационе резко повышают его биологическую ценность. Благоприятное действие молока на секрецию пищеварительных желез позволяет организму усваивать отдельные его компоненты с меньшей затратой энергии, чем, например, белок хлеба. Молоко и побочные продукты его переработки (обрат, пахта, сыворотка) обладают диетическими свойствами и высокой питательной ценностью.

1. Химия  молока и его значение в  питании человека

Молоко – биологическая жидкость сложного химического состава. Химический состав молока не является, строга постоянным. В табл. 1 приведены средние данные и пределы колебания в содержании отдельных компонентов молока.

Основные части молока – это  вода (в среднем 87,5%) и сухое вещество (12,5%).

Вода является как бы плазмой  молока, в. которой распределено сухое  вещество, образующее коллоидную систему. Для новорожденного организма вода молока имеет важное физиологическое  значение: в первые дни жизни он обеспечивается ею в основном за счет молока. Вода обусловливает физическое состояние продукта, без нее не могут протекать физико-химические процессы, так как все реакции совершаются в водных растворах.

Сухое вещество определяет питательную  ценность молока. Оно включает жир (3,8%), белки (3,3%), сахар (4,7%), минеральные вещества (0,7%). Если из общего количества сухого вещества вычесть содержание жира, то получаем сухой обезжиренный молочный остаток, в среднем 8,7%. Компоненты сухого вещества молока находятся в различной степени дисперсности (дробления): белки – в коллоидном состоянии (имеют размер частиц от 1 до 100 ммк), жир в холодном молоке - в виде жировых шариков размером 100–3000 ммк (грубодисперсное состояние), молочный сахар – в молекулярно-дисперсном состоянии (частицы 1,0–1,5 ммк), минеральные вещества - в ионнодисперсном (0,2–2 ммк). Различная степень дисперсности, составных частей молока и их определенное соотношение, обеспечивают ему устойчивость как коллоидной системы.

В молоке содержатся витамины; ферменты: гидролиэующие – галактаза, амилаза, каталаза; восстанавливающие – редуктаза; окисляющие – пероксидаза, оксидаза; красящие вещества – каротин, ксантофилл; фосфатиды – лецитин, холестерин; газы.

Молоко кобылиц, коз, буйволиц, самок  зебу, яка, оленя, верблюда используется не только как питьевое, но из него получают ценные молочные продукты (брынзу, сыр, кумыс и т.д.).

Свойства отдельных компонентов  молока

Жир – наиболее грубодисперсная  фаза из всех составных частей молока. В парном или нагретом молоке он находится в состоянии эмульсии (капель), в охлажденном – в  виде суспензии (шариков). В 1 мл цельного коровьего молока количество жировых  шариков колеблется от 4 до 6 млрд. Поверхность  жирового шарика окружена белковой оболочкой. Количество и размер жировых шариков  обусловливает технологические  свойства молока при его сепарировании и переработке в масло и сыр. Чем крупнее жировые шарики, тем легче они отделяются при сепарировании, наблюдается меньший отход жира в обрат, сыворотку и пахту и, как правило получается больше масла и сыра. Размер жировых шариков молока зависит от породы и индивидуальных особенностей животного, от стадии лактации и кормления. К концу лактации в молоке более мелкие жировые шарики.

По химическому составу молочный жир – эфиртриглицерид (производное трехатомного спирта глицерина и жирных кислот). Из жирных кислот в него входят летучие – масляная, капроновая, каприловая. Их в молочном жире до 8%, что отличает жир молока от жиров животного и растительного происхождения (в них летучих кислот до 1%). Кроме летучих жирных кислот в молочном жире содержатся: каприновая, лауриновая, миристиновая, пальмитиновая, стеариновая, олеиновая, линолевая, линоленовая и др.

Молочный жир как сложный  эфир – непрочное соединение. Он изменяется под влиянием высокой  температуры, света, ферментов (липазы), кислот, щелочей. Образуется молочный жир из жиров, белков и углеводов  корма. Питательные вещества корма  под действием ферментов пищеварительного тракта распадаются до кислот, всасываются  сначала в лимфу, а затем в  кровь, ею, приносятся, к молочной железе, где и образуется молочный жир (липоиды). К ним относятся фосфатиды (лецитин), (холестерин, эргостерин), Фосфатиды входят в состав оболочек жировых шариков. Эргостерин после воздействия на него ультрафиолетовых лучей превращается в витамин D. В тесной связи с жирами находится красящие вещества молока–ксантофилл и каротин; они обусловливают желтый оттенок жира. Каротин является провитамином А. В молоке содержится пигмент лактофлавин зелено-красного цвета.

Белки. Главные из них казеин – 2,7%, альбумин – 0,5% и глобулин – 0,1% по отношению к общему количеству сухих веществ» В состав белков молока входят незаменимые аминокислоты, без которых организм не может нормально развиваться (лизин, метионин, триптофан, фенилаланин, валин, треонин, лейцин, изолейцин).

Казеин – основной белок молока – относится к группе фосфорпротеидов (содержащих фосфор) и к нерастворимым в воде, входит в состав сыров и творожных изделий. Из общего количества белков в молоке на долю казеина приходится 82%. Казеин придает молоку «белый цвет и непрозрачность. Известны три его формы: а, (5 и 7, отличающиеся между собой содержанием фосфора, кальция, а также свертываемостью от сычужного фермента. Фракция а-казеина хорошо свертывается от сычужного фермента, р – несколько хуже, а у–не свертывается. Выделенный из молока кислотой и обработанный спиртом казеин представляет собой белый порошок без запаха и вкуса с плотностью 1,26.

Казеин обладает рядом особенностей, обусловливающих его практическое применение. При кипячении молока он не выпадает в осадок, свертывается под действием сычужного фермента, образуя плотный, сладкий на вкус сгусток и сладкую сыворотку. Эта особенность используется при  переработке молока в сыр, творог, а также для получения казеина. Он свертывается также яри действии на него слабых растворов кислот. При  скисании молока казеин образует под  действием молочной кислоты плотный  сгусток, называемый простоквашей (молочная кислота накапливается в молоке в результате брожения молочного  сахара с участием молочнокислых  бактерий). В крепких кислотах и  щелочах казеин растворяется. Это  свойство используют при определении  жира в молоке. Казеин обладает амфотерными свойствами, при добавлении небольшого количества слабой кислоты или щелочи нейтрализует их, не изменяя реакций.

Альбумин и глобулин. После удаления фильтрованием свернувшегося казеина остается прозрачный фильтрат, который содержит альбумин, глобулин, молочный сахар, витамины, ферменты, минеральные вещества и др.

Альбумин и глобулин в отличие  от казеина растворимы в воде, не содержат фосфора и кальция, выпадают в осадок только при нагревании свыше 70°. Известны следующие основные фракции  сывороточных белков: сывороточный альбумин, р-Лактоглобулин, а-лактоальбумии, иммунные глобулины. Если общее количество белков молока принять за 100%, то на долю альбумина приходится 12%, а глобулина – 6%. Кроме физиологического значения для организма, эти белки используются для приготовления белковых лечебных и диетических препаратов, для установления степени пастеризации молока.

Молочный сахар содержится только в молоке относится к дисахаридам. Состоит он из глюкозы и галактозы. В воде растворяется значительно хуже и в 5–6 раз менее сладок, чем свекловичный. При температуре свыше 100° придает молоку коричневую окраску, при 170–180° карамелизируется. Под действием ферментов микроорганизмов молочный сахар ображивается й образуются кислоты. В зависимости от действия различных видов микроорганизмов брожения бывают: молочнокислое, пропионовокислое, спиртовое, маслянокислое. Первые три вида брожения имеют важное практическое значение в технологии кисломолочных продуктов, кислосливочного масла, сыров. Молочный сахар имеет важное биологическое значение. Он входит в состав ферментов-коэнзимов, участвует в синтезе белка, жиров, ферментов, витаминов, необходим для нормального внутриклеточного обмена, нормальной работы сердца, печени и почек, способствует лучшему усвоению кальция. Молочный сахар широко применяется в питании детей грудного возраста и в медицине. В молоке обнаруживается и лимонная кислота в количестве до 0,2%.

Минеральные вещества. Минеральный состав молока определяют по элементам, которые остаются после сжигания молока. Больше половины минеральных веществ приходится на долю кальция и фосфора. Минеральные вещества имеют важное физиологическое значение и также технологическое – при переработке молока. В молоке находятся все минеральные вещества, обеспечивающие минеральный обмен в организме, нормальный рост и развитие организма. При выработке сыра важно наличие в молоке достаточного количества кальциевых и фосфорных солей. При переработке молока в молочные консервы существенную роль играет соотношение фосфорнокислых солей натрия и кальция. Повышенное содержание хлора в молоке ухудшает его технологические качества. Кроме указанных в табл. 1 веществ, молоко содержит микроэлементы в исключительно малых количествах: алюминий, хром, свинец, мышьяк, олово, титан, ванадий, серебро, кобальт, марганец, медь, цинк, магний и другие которые входят в состав ферментов, а также активизируют деятельность многих ферментов.

В молоке содержатся газы. В 1 л свежего молока содержится 50–80 см³ газов. Из них на долю углекислого газа приходится 50–70%, кислорода – 5–10%, азота –20–30%. В молоке, только что выдоенном, газов больше, а затем количество их уменьшается и устанавливается на определенном уровне в зависимости от давления, температуры воздуха и прочих условий.

Витамины молока делятся на две группы: водорастворимые – Растворимые – А, Е, Д, К (попадают в молоко из корма), канне водорастворимых и жирорастворимых витаминов в молоке зависит от породы животного, рационов кормления, периода лактации, климатических и других условий. Содержание витаминов (в мкг) молока следующее: Bj (тиамин) – 400^s–500; В₂ (рибофлавин) – В₆ (пиридоксин) –155-760; В₃ (пантотенрвая кислота) – 100; В12 (цианкобаламин) – 2–7; С (аскорбиновая кислота) – -20000; РР (никотинамид) –1000–1700; А (ретинол) – 30–350; коферол) – 700–900; Д (кальциферол) –0,07–1,2; К (филлохи) 1–3–4.

Витамины имеют большое значение для организма. Они входят гав  ферментов, принимающих участие  в белковом, жировом и других обменах. Недостаток витаминов приводит к  заболеваниям (авитазам).

Ферменты – вещества, которые, ускоряют химические процессы в организме, а сами не изменяются. В молоке обнаружены многие ферменты (пероксидаза, фосфатаза, редуктаза, липаза, каталаза, лактаза и др.). Их вырабатывает молочная железа, или микрофлора молока.

В Молоке содержатся гормоны – вещества, выделяемые железами внутренней секреции, имеющие важное значение в нормальной жизнедеятельности организма, а также регулирующие образование и выделение молока. Это окситоцин, пролактин. Из иммунных тел в молоке обнаружены антитоксины, агглютины, опсонины, преципитины и др. Их особенно много в молозиве.

Кислотность молока различают титруемую  и активную. Титруемая кислотность  молока определяется в условных градусах, или в градусах Тернера, обозначаемых Т. Под условными градусами понимается количество миллилитров 0,1 н. щелочи (КОН или NaOH), необходимых для нейтрализации 100 мл молока, разбавленного вдвое дистиллированной водой, при индикаторе фенолфталеине. Титруемая кислотность свежего молока колеблется в пределах 16–18°Т. Она обусловливается наличием в молоке казеина, углекислого газа, лимонной кислоты, солей кислого характера. При хранении молока, особенно полученного в плохих санитарных условиях, кислотность повышается за счет образования кислот (молочной и др.), являющихся продуктами жизнедеятельности микроорганизмов. Активная кислотность молока характеризуется концентрацией водородных ионов и обозначается как рН. Этот показатель колеблется в пределах 6,3–6,9 (в среднем 6,5).

Свежевыдоенное молоко характеризуется  определенными органолептическими свойствами (вкус, запах, цвет, консистенция), точкой замерзания (–0,54–0,58°), кипения (100,2°), плотностью, электропроводностью, вязкостью и т.п.

На состав молока влияет ряд факторов: стадия лактации, порода животных, возраст, кормление, условия содержания и  ухода за ними, моцион, способы и  частота доения, массаж вымени, индивидуальные особенности животных и др.

Молоко – это незаменимый  и полноценный продукт питания  новорожденных. Оно необходимо и  для человека в любом возрасте. Особенности молока как высокоценного  пищевого Продукта обусловлены его  химическим составом и свойствами отдельных  компонентов, а также их соотношением.

В молоке более 160 различных компонентов, в том числе 26 минеральных веществ, более 60 жирных кислот и 20 аминокислот, десяти ферментов, гормонов и т.п. Все  они находятся в таком соотношения которое удовлетворяет потребность в них человека. К особенностям молока можно отнести его высокую питательную ценность содержат всех незаменимых аминокислот и веществ, необходимых для образования клеток организма. Молоко и молочные продукты в рационе резко повышают его биологическую ценность. Благоприятное действие молока на секрецию пищеварительных желез позволяет организму усваивать отдельные его компоненты с меньшей затратой энергии, чем, например, белок хлеба. Молоко и побочные продукты его переработки (обрат, пахта, сыворотка) обладают диетическими свойствами и высокой питательной ценностью.

Молоко – исключительно ценное сырье для отдельных отраслей молочной промышленности. Так, на свойстве казеина свертываться под действием  сычужного фермента основана отрасль  сыроделия. На способности жировых  шариков молока под действием  механических факторов выделяться и  образовывать концентрат жира основано маслоделие. Производство кисломолочных продуктов возможно благодаря способности казеина свертываться под воздействием молочной кислоты, образующейся при действии ферментов молочнокислых бактерий на молочный сахар. Естественное устойчивое состояние свежего молока как коллоидной системы, обусловленное определенным соотношением компонентов, и в частности солей, белка и др., лежит в основе получения молочных консервов и организации исключительно ценной отрасли – молочно-консервной. На свойстве белков молока свертываться от действия сычужного фермента и слабых кислот основано производство пищевого и технического казеина. Неизменяемость молочного сахара при сушке сыворотки позволяет получать его в чистом виде для использования в медицинской промышленности и в качестве сырья для культивирования микроорганизмов, производящих антибиотики. Важное значение имеет получение солей молока, производство которых основано на неизменяемости минеральных веществ при соответствующей обработке сыворотки молока.