Технология молока и молочных продуктов

Стерины в молоке представлены в основном холестерине. Содержание стеринов в молоке 0,012-0,014%. В основном они находятся в оболочке жировых шариков. В молочном жире составляет 0,2-0,4%.

5. Углеводы молока

5.1 Общие понятия о молоке

Молочный сахар вырабатываемый только молочной железой. Лактоза – это белый кристаллический порошок с tпл0 α и β – форм 2020С (гидраты). Лактоза плохо растворима в холодной воде. Она относится к восстановившимся дисахаридом. Она менее сладка, чем сахароза. Содержание лактозы зависит от индивидуальных особенности и физиологического состояния животного.

Снижение концентрации лактозы наблюдается в Молозиве и в молоке при заболевания коров маститом.

Получают лактозу из сыворотки молока, принимают для приготовления питательных сред. При содержания лактозы в молоке составляет в среднем 4,6%, энергетическую (4,4-4,9%). Молочный сахар выполняет функцию и является стимулятором роста полезной микрофлоры кишечника новорожденного.

5.2 Строение молочного сахара

Лактоза – это дисахарид, построенный из остатков α-D – глюкозы β-D – галактозы, соединенных связью 1 – 4.

Молекулярная формула С12Н22О11

Структурная формула

При 200С содержится 40% α - лактозы, 60% β – лактозы. α – лактозы менее растворимы чем β – лактозы, обе формы может переходить одна в другую.

5.3 Свойства молочного сахара

1) При нагревании молока выше 1000С лактоза частично превращается в лактоулозу. Лактоулоза отличается от молочного сахара.

2) При высоких температурах нагревания молочный сахар карамелеобразуется и раствор приобретает коричневую окраску.

3) Нагревание молока выше 1000С вызывает легкое побурение. Оно обусловлено реакция между лактозы белками и некоторыми свободными аминокислотами в результате реакции образуется мелоединый – это вещества темного цвета с привкусом карамелей.

4) Молочный сахар под действием разбавленных кислот гидролизуется и распадается на D – глюкозу.

5.4 Виды брожения

Брожение – это процесс глубокого распада молочного сахара (без участия O2) под действием ферментов микроорганизмов.

При брожения молочного сахара распадается на более простые соединения: кислоты, спирт, углекислый газ, водород и т.д.

Брожение протекает на 2 стадии; На первой стадии лактоза под влиянием лактозы распадается на моносахариды.

Виды брожения:

1) Молочное брожение – это основной процесс при производстве кисломолочных продуктов, сыров и кислосливочного масла. Почти исключительно данный вид брожения протекает при производстве простокваши и ацидофильного масла.

С6Н12О6 2С3Н6О6

Гексоза молочная кислота

2) Спиртовое брожение – вызывают специальные молочные дрожжи. Оно протекает при выработке кефира, кумыса и ацидофилно-дрожжевого молока.

С6Н12О62С2Н5ОН+2СО2+О

Гексоза этанол

3) Пропионовокислые брожение – играет большую роль в созревании сыров с высокой температурой второго нагревания (швейцарский, советский сыр и т.д)

3С12Н22О11+3Н2О8СН3СН2СООН+4СН3СООН+4СО2+4Н2О

Лактоза пропионовая кислота уксусная кислота

4) Масленокислые брожение – при производстве молочных продуктов данный вид брожения не желателен, т.к. является причиной появления в кисломолочном продукте неприятный вкус и запах, а в сырах вспучивания.

С6Н12О6 С3Н7СООН + 2СО2 + 2Н2

Гексоза масленая кислота

5.5 Другие виды углеводов

К другим углеводам молока относят: моносахариды (глюкоза и галактоза) и фосфорные эфиры (глюкоза-1-фосфат, глюкоза-6-фосфат, галактоза-1-фосфат и др.). Все эти вещества являются промежуточным соединениями процесса синтеза лактозы и других ортосахоридов молока. Фосфорные эфиры гексоз и триоз участвуют в различных видов брожения.

6. Минеральные вещества молока

6.1 Основные понятия о минеральных веществах

Минеральные вещества делятся:

Макроэлементы (Са, Р, Mg, Na, K, Cl, S)

Микроэлементы (Fe, Cu, Zn, J2, Co).

Количество минеральных веществ в молоке зависит: от рациона кормления, окружающей среды, времени года, а так же от природы животного и его физиологических особенностей.

Функции минеральных веществ:

Обеспечить построение костной ткани.

Создают осмотическое давления и буферные системы крови (Na, K)

Входят в состав некоторых гормонов (Cu, Zn, J2)

Входят в состав ферментов и витаминов (Fe, Co)

Минеральные вещества имеют большое, питательное и физиологическое значение; Они определяют некоторые свойства молока и особенности технологических процессов.

6.2 Макроэлементы

Среднее содержание наиболее важных макроэлементов в молоке (в мг, %) следующие, кальций- 120, фосфор- 95, калий- 140, натрий- 50, магний- 12, хлор- 100.

По содержанию катионов и анионов можно судить о солевом составе молока. К катионам молока относят Na+, K+, Ca2+, Mg2+. К анионам – фосфаты (, , Н2РО), цитраты (Zit, HZit, H2Zit-), хлориды (Cl-), сульфаты (SO), карбонаты (НСО). Считают, что в молоке преобладают фосфаты, цитраты и хлориды кальция, калия, натрия, магния. Они находятся в виде истинных и коллоидных растворов.

Большое значение для человека, особенно в детском возрасте имеют соли Са, поступающие из молока и молочных продуктов.

Минеральные вещества	мг, Суточная потребность		Содержание в 100г. продукта, мг.
	Взрослого человека	Грудных детей	Молоко пастеризованного	Творог жирного	Сыр, голландского
Кальций Фосфор Магний Железо	800 1200 400 10 – 18	400 – 600 300 – 500 55 – 70 4 – 10	120,00 90,00 14,00 0,06	150,0 216,0 23,0 0,4	1040,0 540,0 50,0 1,2

Кальций находится в молоке в легко усвояемой и хорошо сбалансированной с фосфором форме. Соли кальция имеют огромное значение для процессов переработки молока. Например, недостаточное количество солей (ионов) кальция обусловливает медленное сычужное свертывание молока (в сыроделии считается нормальным содержание 125— 130 мг % кальция в молоке), а их избыток вызывает коагуляцию белков молока при стерилизации.

Содержание кальция в молоке колеблется от 100 до 140 мг % (в молоке, заготовляемом в РФ, среднее количество кальция составляет от 110 до 126 мг %). Около 22% всего количества кальция прочно связано с казеином (от его содержания зависят размер казеиновых мицелл и их устойчивость), остальные 78% составляют фосфаты и цитраты. Большая часть этих солей (в основном фосфаты кальция) содержится в коллоидном состоянии (в виде агрегатов молекул) и небольшая часть (около 30%) — в виде истинного раствора.

Содержание магния в молоке составляет около 12 мг %. На долю солей, находящихся в виде истинного раствора, приходится 65—70% магния. Магний, вероятно, встречается в молоке в тех же химических соединениях и выполняет ту же роль, что и кальций. Сейчас роль магния пересматривается — выяснено, что его содержание в молоке, и особенно в молозиве, играет важную роль в развитии иммунитета теленка и защите его кишечника от инфекций.

Соли калия и натрия содержатся в ионно-молекулярном состоянии в виде хорошо диссоциирующих хлоридов, фосфатов и цитратов. Содержание калия в молоке колеблется от 113 до 170 мг %, натрия — от 30 до 77 мг %. Соли калия и натрия имеют большое физиологическое значение. Они создают нормальное осмотическое давление крови и молока и обусловливают их буферную емкость. Кроме того, фосфаты и цитраты калия и натрия обеспечивают так называемое солевое равновесие молока, т. е. определенное соотношение между катионами кальция (и магния) и анионами фосфатов и цитратов. Иначе говоря, фосфаты и цитраты калия и натрия регулируют в молоке количество ионизированного кальция, влияющего на размеры и стабильность казеиновых мицелл.

Содержание хлоридов в нормальном молоке колеблется от 80 до ПО мг %. При заболевании животных маститом их количество в молоке резко повышается до 120—165 мг % и выше.

6.3 Микроэлементы

К ним относят медь, железо, цинк, кобальт, марганец, иод, фтор, селен, свинец и некоторые другие элементы.

В молоке микроэлементы связаны с белками и оболочками жировых шариков. Их содержание зависит от рационов кормления, стадии лактации, состояния здоровья животных и в сумме составляет около 800 мкг* на 100 г молока, или около 0,1% всех минеральных веществ.

Микроэлементы влияют на пищевую ценность и качество молока и молочных продуктов. Следует отметить, что коровье молоко при высокой пищевой ценности содержит мало железа и меди, поэтому при производстве сухих молочных продуктов детского питания в молочную основу добавляют глицерофосфат железа, сульфат меди и другие соли. Молочнокислые бактерии, входящие в состав бактериальных заквасок, чувствительны к содержанию некоторых микроэлементов в молоке (Мn, Fе, Со, Zn и др.).

Микроэлементы могут попадать в молоко дополнительно после дойки (из воды, оборудования, тары и т. д.). Тогда они отрицательно влияют на качество молочных продуктов. Так, повышенное содержание меди и железа приводит к появлению в молоке окисленного привкуса, ускоряет процессы прогоркания и осаливания масла. Увеличенное количество в молоке свинца, кадмия, ртути может представлять угрозу для здоровья человека.

6.4 Пищевые ценности минеральных веществ

Пищевая ценность коровьего молока, как пищевого продукта, питания человека заключается в его высоком содержания Са. Са является важным компонентом костной части и зубов человека. 1% Са находится в составе клеточных тканевых жидкостей, которая необходима для свертывания крови механизмом мышечных сокращений, работой ферментов и стимуляции секреции гормонов. В коровьем молоке Са хорошо сбалансирован с Р, их соотношение составляет 1:1 – 1.3:1. Недостаток Mg в организме человека нагружает работу сердечных мышц, повышает предрасположенность к инфарктам.

7. Ферменты молока их характеристика, попадания в молоко

7.1 Основные понятия о ферментов

Ферменты (от лат. fermentum— закваска) — биологические катализаторы, ускоряющие химические реакции в живых организмах. Под действием ферментов крупные молекулы белков, углеводов, жиров расщепляются па более мел кие, В свою очередь, продукты распада благодаря другим ферментам окисляются, освобождая энергию, содержащуюся в них*

Ферменты ускоряют реакции в десятки тысяч и миллионы раз. Действие ферментов строго специфично, т. е. каждый фермент катализирует только одну химическую реакцию. Фермент соответствует своему субстрату (веществу, химическое превращение которого он катализирует). На первой стадии ферментативной реакции фермент соединяется с субстратом и образуется так называемый фермент-субстратный комплекс, который затем преобразуется с разрывом химических связей субстрата, и продукты реакции отщепляются от фермента.

Ферменты действуют при определенной температуре, рН среды; их активность зависит от наличия химических веществ — активаторов и ингибиторов. Важнейшим фактором, от которого зависит действие фермента (скорость катализируемой им реакции) являемся температура. Оптимальная температура, т. с. температура, при которой наблюдается максимум активности ферментов, для большинства из них равна 40—500С. Доказано, что некоторые ферменты обладают способностью восстанавливать свою активность после тепловой денатурации. Важным фактором, влияющим на активность ферментов, является рН среды.

7.2 Классификация ферментов по их химической природе.

№ п/п	Классификация ферментов	Характеристика
1.	Сложные белки: Коферменты Простые белки.	По химической природе ферменты представляют собой белковые вещества. Они могут быть простыми и сложными белками. Небелковая часть сложных белков называется коферментом. Коферментами могут быть металлы, витамины и другие соединения. Большинство гидролитических ферментов является простыми белками, окислительно-восстановительные и некоторые другие ферменты - сложными. Ферменты называют по тому веществу, на которое они действуют, прибавляя к корню названия окончание «аза»: липаза, лактаза, пептидаза и пр.
2.	Внеклеточные	Внеклеточные ферменты (экзоферменты), в основном, связаны с процессом питания и поэтому легко выделяются клетками в окружающую среду.
3.	Внутриклеточные	Внутриклеточные (эндоферменты) действуют внутри клетки и выделяются только после ее отмирания и автолиза (распада).

7.3 Основные классификации ферментов

№ п/п	Классификация ферментов	Характеристика
1.	Оксидоредуктазы	Это большая группа ферментов, катализирующих окислительно-восстановительные реакции в живых организмах.
2.	Дегидрогеназы	Это ферменты клетки молочной железы почти не вырабатывают. Накапливаются и молоке при размножении в нем бактерий. С увеличением количества бактерий в молоке активность редуктаз, как правило, возрастает. Вырабатываемые молочнокислыми бактериями и дрожжами, имеют большое значение при молочнокислом и спиртовом брожении.
3.	Оксидазы	К ним относятся, главным образом, ксантиноксидазу, выделяемую клетками молочной железы. Она окисляет различные альдегиды и пуриновые основания (ксатин и др.) до соответствующих кислот.
4.	Пероксидаза	Фермент окисляет различные соединения с помощью пероксида водорода. Пероксидаза (лактопероксидаза) содержится в молоке в больших количествах, попадает в него из клеток молочной железы. Фермент довольно термостабилен, разрушается при температуре около 800С. Реакцией на пероксидазу в молочной промышленности определяют эффективность пастеризации молока (проба па пероксидазу). Лактопероксидаза вместе с другими ингибиторами обусловливает бактерицидную фазу молока.
5.	Каталаза	Это фермент окисляет пероксид водорода. Катализа переходит в молоко из тканей молочной железы, а также вырабатывается бактериями. Содержание нативной и бактериальной катализы колеблется. В свежем молоке с низким содержанием микрофлоры и полученном от здоровых животных, каталазы содержится мало.

7.4 Другие ферменты молока

№ п/п	Классификация ферментов	Характеристика
1.	Липаза	Ферменты катализируют гидролиз триглицеридов молочного жира; отщепляются жирные кислоты преимущественно и 1-м и 3-м положениях (с освобождением свободных жирных кислот, ди- и моно- глицеридов) Липазы, выделяемые микрофлорой молока — психотрофными бактериями и плесневыми грибами, — обладают высокой активностью. Они могут вызвать прогорклый вкус молока, масла и других продуктов.
2.	Фосфатаза	Фермент фосфатаза гидролизует зфиры фосфорной кислоты. В свежевыдоенном молоке обнаружены щелочная фосфатаза (с оптимумом рН 9,6) и незначительное количество кислой фосфатазы (с оптимумом рН около 5). Фосфатазы попадают в молоко из клеток молочной железы. Щелочная фосфатаза концентрируется на оболочках жировых шариков, кислая связана с белками.
3.	Протеазы	Протеазы катализируют гидролиз пептидных связей белков и полипептидов (обладая строгой специфичностью по виду связи). В молоке содержится небольшое количество нативной протеазы плазмина, переходящей из крови. Она вызывает гидролиз β-казеина с образованием γ – казеинов. Фермент термостабилен, инактивируется при температуре выше 750С . Микрофлора молока выделяет более активные протеазы, которые могут вызвать различные пороки молока и масла. Так, при размножении в молоке микрококков и гнилостных бактерий появляется горький вкус, при пониженной кислотности (35—40Т) наблюдается его свертывание.
4.	Лактаза	Лактаза катализирует реакцию гидролитического расщепления лактозы на глюкозу и галактозу. Молочная железа фермент почти не вырабатывает, его выделяют молочнокислые бактерии и некоторые дрожжи. Лактаза имеет оптимум действия при рН 5 и температуре 400С. В последние годы возрос интерес к лактазе, так как е ее помощью можно превратить не усваиваемый некоторыми людьми молочный сахар и хорошо усваиваемую смесь глюкозы и галактозы.
5.	Амилаза	Этот гидролитический фермент катализирует расщепление крахмала до декстринов и мальтозы. В нормальном молоке содержится небольшое количество α -амилазы, при заболевании коров маститом ее содержание повышается. Амилаза связана лактоглобулиновой фракцией, имеет оптимум действия при рН 7,4 и температуре 37°С. Фермент инактивируется при пастеризации молока — нагревание до 63°С в течение 30 мин разрушает α-амилазу полностью.
6.	Лизоцим	Это очень важный фермент молока: он гидролизует связи в полисахаридах клеточных стенок бактерий и вызывает их гибель. Вместе с другими антибактериальными факторами (имму-ноглобулинами, лактоферрином, лактопероксидазой, лейкоцитами и др.) лизоцим обусловливает бактерицидные свойства свежевыдоенного молока. Коровье молоко содержит небольшое количество лизопича, в женском молоке его в 3000 раз больше. Он относится к основным белкам (имеет изоэлектрическую точку при рН 9,5), в кислой среде термостабилен.

8. Витамины молока, газы и пигменты молока

8.1 Основные понятия о витаминах молока

Витамины (от лат. Vita - жизнь) — низкомолекулярные соединения разнообразною химического строения, необходимые для нормальной жизнедеятельности и животных, человека, растений и микроорганизмов. Витамины играют важную роль в обмене веществ, так как многие из них входят в состав активных групп двухкомпонентных ферментов. Отсутствие или недостаток в пище витаминов приводит к нарушению обмена веществ, и в конечном итоге к заболеваниям (авитаминозам и гиповитаминозам).

Витамины были открыты в 1880г. русским ученым Н. И. Луниным. Он установил, что ниша человека и животною кроме белков, жиров, углеводов и солей должна содержать незначительное количество каких-то неизвестных жизненно важных веществ. Позже польский ученый К. Функ назвал эти вещества витаминами. В настоящее время известно более 20 витаминов и выяснена их химическая природа. По признаку растворимости все витамины можно разделить на жирорастворимые (А, D, Е и К) и водорастворимые (витамины группы В, С и др.)

Молоко содержит практически все витамины, необходимые для нормального развития человека. Они попадают в него из поедаемого животными корма и синтезируются микрофлорой рубца. Содержание витаминов в молоке колеблется в зависимости от сезона года, стадии лактации, рационов кормления, породы и индивидуальных особенностей коров (табл. 8). Кроме того, содержание некоторых витаминов изменяется при храпении и тепловой обработке молока (пастеризации, сгущении, сушке).

Жирорастворимые витамины молока включены в оболочки жировых шариков, водорастворимые содержатся в свободном виде и в составе коферментов различных ферментов.

Витамин	Суточная потребность, мг		Количество в молоке, мг %
	Взрослого чел-ка	Грудных детей
1) А (ретинол) 2) D (кальциферол) 3) Тиамин (витамин В1) 4) Рибофлавин (витамин В2) 5) Ниацин (витамин РР) 6) аскорбиновая кислота (витамин С)	0,8 – 1,0 2,5*10-3 1,1 – 2,5 1,3 – 2,4 14 – 28 70 – 100	0,4 10*10-3 0,3 – 0,5 0,4 – 0,6 5 – 7 30 – 40	0,03 0,05*10-3 0,04 0,15 0,10 1,50

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8