Білки молока

Молоко містить сотні типів білка, більшість яких представлена у дуже малих кількостях. Ці білки можуть бути класифікованими багатьма способами залежно від їх хімічних та фізичних властивостей чи біологічних функцій. Традиційно молочні білки поділяють на казеїни, сироваткові білки та «мінорні» білки. До «мінорних» білків відносять білки, розташовані на поверхні жирових кульок, а також ферменти.

Сироватковими білками прийнято вважати білки сироватки м’якого сиру, але до цієї групи білків слід відносити й білки сироватки твердого сиру. До цієї сироватки потрапляють фрагменти молекул казеїну, що утворюються під час згортання білків у сирний згусток. Водночас масова частка певних фракцій сироваткових білків міститься у сироватці у заниженій кількості внаслідок їх денатурації впродовж пастеризації молока перед виготовленням сиру.

Зазначені три основних групи білків молока значною мірою відрізняються за станом та властивостями. Казеїни легко осаджуються під впливом ферментів типу ренину чи високого вмісту кислот, у той час як сироваткові білки залишаються у розчиненому стані. Глобуліни сироватки денатурують при помірних температурах, а казеїни за таких умов стабільні. Білки мембран жирових кульок, відповідно до назви, розташовуються на поверхні жирових кульок і можуть бути виділені тільки внаслідок механічного оброблення, наприклад, під час збивання вершкового масла.

Казеїн

Під назвою «казеїн» розуміють найбільшу за масовою часткою групу білків молока. Казеїни присутні у молоці усіх видів тварин, а також у материнському молоці людини. У коров’ячому молоці казеїни містяться у кількості близько 26 г/л, а їх частка у загальній кількості білкових речовин молока становить близько 80 %.

Казеїни поділяють на чотири фракції: α σ-, αs2-, ß- i κ-казеїн. Кожна з цих фракцій гетерогенна за своїм складом і містить від 2 до 8 генетичних варіацій, які відрізняються лише кількома амінокислотами. Як a -, так і ß-казеїн містять у своєму складі амінокислоти, етерифіковані фосфорною кислотою. Залишки фосфорної кислоти зв’язують кальцій, який завжди є в молоці, з утворенням кальцієвих «містків» як усередині молекули, так і між різними молекулами.

Завдяки цьому казеїни легко утворюють полімери, що містять молекули одного чи різних типів казеїнів. Через наявність надлишку фосфатних груп та гідрофобних ділянок у молекулі казеїну полімери, що складаються з залишків казеїнів різних типів, є дуже специфічними та стабільними сполуками. Таки полімери будуються із сотень чи навіть тисяч залишків молекул казеїнів. У воді вони утворюють колоїдний розчин, що й надає молоку білого кольору. Такі конгломерати молекул називають казеїновими міцелами. Казеїнова міцела, показана на рис. 1, складається з комплексу субодиниць діаметром від 10 до 15 нм (1 нм = 10 -9 м ). Міцела середнього розміру складається з 400…500 субодиниць і може досягати розміру 0,4 мкм ( 0.0004 мм ).

Рис. 1 : Казеїнова міцела; A – субодиниця; B – вільні ланцюжки на поверхні міцели; C – фосфат кальцію; D – κ -казеїн; E – фосфатні групи.

Молекули фосфату кальцію та гідрофобні взаємодії між субодиницями забезпечують стабільність казеїнових міцел. Гідрофільні ділянки κ -казеїну містять залишки вуглеводів, які виступають за межі міцел (фрагменти B на рис. 1). Це надає міцелам «ворсистого» вигляду, але саме залишки вуглеводів попереджають агрегацію окремих міцел.

Важливість κ -казеїну та залишків вуглеводів у його молекулі стає очевидною у виробництві сиру. Сичужний фермент, що використовується на першому етапі виробництва сирів, відщеплює залишки вуглеводів κ -казеїну з поверхні міцел. Це призводить до втрати їх розчинності та початку агрегації з подальшим утворенням згустку.

За низьких температур структура міцел послаблюється, оскільки ланцюжки κ -казеїну починають дисоціювати, що супроводжується вивільненням гідроксифосфату кальцію. Цей феномен можна пояснити тим, що гідрофобні взаємодії зі зниженням температури послаблюються. Гідроліз ß-казеїну, який є найбільш гідрофобною фракцією казеїнів, до γ -казеїну та протеозопептонів призводить до зменшення виходу сиру, оскільки фракція протеозопептонів переходить до сироватки.

Окрім сичужного ферменту у виробництві сирів можуть використовуватися інші протеолітичні ферменти. Як правило, усі вони відносяться до групи реніну. Сир, що виробляється без реніну – з протеазами рослинного походження для виготовлення вегетаріанських сирів – часто має дещо інший смак і занижений вихід.

Осадження кислотами

Якщо до молока, нормальні значення активної кислотності якого коливаються у межах 6,5…6,7, додати кислоти або внести молочнокислі закваски, його рН знижується. Це спричиняє такі процеси:

  • Розкладання фосфатів кальцію, наявних у казеїнових міцелах, з утворенням міцних внутрішніх зв’язків за участю іонізованого кальцію, що пронизують усю структури міцели.
  • Коли рН розчину досягає значень ізоелектричних точок для окремих типів казеїну, що коливаються у межах 4,2…4,7, тобто значень, коли ці білки найменш розчинні, вони переходять в осад.

Ці обидва процеси спричиняють зміни, які починаються ростом міцел завдяки процесу агрегації та закінчуються утворенням згустку різної густини.

Ці процеси мають місце у сквашеному молоці. У кисломолочних продуктах, наприклад, йогурті, молочнокислі бактерії продукують полісахариди, що сприяють виготовленню сиру більшої жирності.

Казеїн, осаджений кислотним способом, може бути відновлений великої кількості гідроксиду натрію. Внаслідок цього утворюється казеїнат натрію, який має виражені емульгуючи властивості та використовується як харчова добавка. Проте природна структура казеїнової міцели додаванням гідроксиду натрію не відновлюється

Рис. 2 : Розділення м’якого сиру та сироватки.

Сироваткові білки

Сироватковими білками прийнято називати білки сироватки, яку отримують під час виробництва як м’якого, так і твердого сиру. Білки цих видів сироватки подібні за фракційним складом і хімічною будовою.

Масова частка сироваткових білків становить близько 20% білкової фракції молока. Сироваткові білки є легко розчинними. Їх можна поділити на такі групи :

  • α- лактоальбумин,
  • ß- лактоглобулін,
  • альбумін сироватки крові,
  • імуноглобуліни,
  • змішані білки та поліпептиди.

Сироваткові білки у цілому та α- лактоальбумин зокрема мають високу біологічну цінність. Їх амінокислотний склад вважають дуже близьким до складу «ідеального» білка. Похідні сироваткових білків широко застосовують у харчових технологіях.

Сироваткові білки денатурують під час нагрівання молока, що призводить до агрегації їх переважно з казеїновими міцелами.

У промислових масштабах сироваткові білки виділяють мембранною технологією.

α-лактоальбумин

Цей білок можна вважати типовим сироватковим білком. Він присутній у молоці усіх ссавців і відіграє значну роль у синтезі лактози (молочного цукру).

ß-лактоглобулін

Цей білок знайдено лише у молоці копитних тварин. Він є основним сироватковим білком коров’ячого молока. За температури нагрівання молока вище 60 ° C починається процес денатурації, важливу роль у якому відіграють сірковмісні амінокислоти ß- лактоглобуліну. Висока температура сприяє поступовому вивільненню сірковмісних сполук. Саме ці сполуки беруть участь в утворенні характерного запаху термічно обробленого молока.

Імуноглобуліни

Імуноглобуліни відіграють важливу роль у захисті новонародженої тварини (чи людини) від бактерій та захворювань.

Лактоферін

Лактоферін є глікопротеїном, що належить до родини трансферінів – транспортерів заліза в організмі. Його було виділено з коров’ячого молока, проте він присутній у молоці інших тварин. Окрім того, що лактоферін міститься у молоці, його також знайдено у екзокринних виділеннях ссавців.

Лактоферін вважають багатофункціональним білком, оскільки він бере участь у виконанні кількох біологічних завдань. Окрім основної функції зв’язування та транспортування заліза лактоферін відіграє важливу роль у всмоктуванні цього елемента слизовою оболонкою кишечнику новонароджених дітей впродовж усього періоду лактації. Лактоферін також проявляє антибактеріальні, антивірусні, протигрибкові, протизапальні властивості та виконує функції антиоксиданту та імуномодулятора. Спектр активності лактоферіну інтенсивно вивчається. Загальні відомості з цього питання та повідомлення про поточні дослідження дивись на сайті http :// www . lactoferrinresearch . org .

Лактопероксидаза

Лактопероксидазу вважають антибактеріальним компонентом молока, слини та сліз. Її вважають природним антибактеріальним агентом завдяки тому, що вона каталізує окиснення тіоцианатів (SCN – ) перекисом водню. Усі ці компоненти містяться у біологічних рідинах і разом з лактопероксидазою складають лактопероксидазну систему (LP-s ). Доведено, що LP-s має бактерицидний та бактеріостатичний вплив на широкий спектр мікроорганізмів, проте не впливає на стан білків та ферментів організму-продуценту.

«Мінорні» білки

Білки мембран

Мембранними білками називають групу білків, що формують захисний шар навколо жирових кульок. Саме це стабілізує емульсію жирових краплин у молоці. Деякі білки містять залишки молекул жиру – їх називають ліпопротеїнами. Глобуліни мембран є найменшою фракцією білків молока, їх масова частка становить орієнтовно 1,5 % від загальної кількості білків у молоці.

Гідрофобні ділянки ліпідів та гідрофобних амінокислот цих білків повернені у бік поверхні жирової кульки, у той час як порівняно менша кількість гідрофільних груп цих білків орієнтована на воду.

Ферменти молока

Фосфоліпіди у цілому та ліполітичні ферменти зокрема містяться у структурі мембран.

Ферменти молока походять як з материнського організму, так і з бактерій, що зазвичай містяться у молоці. Зазначимо, що тут не йдеться про бактеріальні ферменти, які спеціально отримують з бактерій і як ферментні препарати використовують у харчових виробництвах.

Декілька ферментів молока використовують для товарознавчої оцінки та контролю якості молочної продукції. Найважливішими з цих ферментів є пероксидаза, фосфатаза та ліпаза.

Лактопероксидаза

Пероксидаза переносить кисень з перекису водню (H2O2) до інших сполук, що легко окиснюються. Цей фермент інактивується впродовж декількох секунд у разі прогрівання молока до 80°C Саме тому наявність чи відсутність у молоці активної пероксидази може бути маркером досягнення температури пастеризації вище 80 °C. Цей тест має назву «Storch’s peroxidase test».

Фосфатаза

Фосфатаза здатна розщеплювати певні ефіри фосфатної кислоти на фосфатну кислоту та відповідні спирти. Присутність фосфатази в молоці може бути виявлена додаванням фосфорнокислого ефіру та реагенту, що змінює колір за наявності вільного спирту. Зміна кольору свідчить про наявність у молоці активної фосфатази. Фосфатаза інактивується звичайною пастеризацією ( 72 ° C впродовж 15 – 20 с ) , тому фосфатаз ний тест може бути використаний для виявлення, чи було витримано задану температуру пастеризації.

Ліпаза

Ліпаза розщеплює молекулу жиру на гліцерин та вищі жирні кислоти. Надлишок вільних жирних кислот у молоці та молочних продуктах виявляється пероксидним числом (тестом на згіркнення). Дія ліпази у більшості випадків може здаватися слабкою, проте у деяких видах молока ліпаза має значну активність. Вважають, що кількість ліпази в молоці зростає ближче до завершення періоду лактації. Якщо поверхня жирових кульок непошкоджена, реакції між молекулою жиру та ліпазою не відбувається. У разі пошкодження цієї поверхні ліпаза відразу знаходить свій субстрат, що призводить до вивільнення жирних кислот. Якщо холодне молоко перекачувалося несправним насосом або якщо гомогенізацію холодного молока було проведено без пастеризації, у молоці дуже швидко з’являються вільні жирні кислоти, які разом з деякими іншими продуктами цієї ферментативної реакції надають продукту згірклого присмаку.

що міститься в молоці корови

Молоко-неймовірно цінний продукт, який людина включила в свій раціон ще з давніх часів. Його п’ють як самостійний напій, а також включають до складу різних страв.

Серед європейців найбільш популярно молоко корови. Чим саме корисний цей напій і які елементи містить, давайте розбиратися разом.

  • Калорійність і харчова цінність
  • Що міститься в коров’ячому молоці
    • Білки
    • Молочний жир
    • Молочний цукор( лактоза)
    • Вітаміни
    • Мінеральні речовини

    Калорійність і харчова цінність

    Енергетична цінність 100 г (100 мл = 103 г) продукту становить 60 ккал або 250 кДж. 1 л молока по калорійності наближений до 370 г яловичини або 700 г картоплі.

    В середньому 100 г напою містять:

    • Білків-3,2 г;
    • Жирів-3,25 г;
    • Вуглеводів-5,2 г;
    • Води-88 г;
    • Сухих речовин-12,5%.

    Чи знаєте ви? у Стародавній Русі, щоб зупинити процес скисання, в глечик з молоком кидали жабу.

    Що міститься в коров’ячому молоці

    Хімічний склад і калорійність молока не є постійними.

    Справа в тому, що число мінералів, вітамінів і відсоток його жирності залежать від пори року, умов утримання корови, меню і стану здоров’я тварини, віку та інших факторів, які впливають на молокоутворення і молоковіддачу.

    Навіть за одну річну лактацію, тривалість якої становить близько 300 днів, склад, вид і смак напою змінюється три рази.

    Як і більшість продуктів, молоко містить білки, жири, вуглеводи, вітаміни і мінерали. Пропонуємо пильніше поглянути на усереднений хімічний склад напою.

    Білки

    Існує думка, що білки — це найцінніші речовини в складі молока. Зокрема, в напої присутні повноцінні білки, що включають 20 амінокислот, в тому числі 8 незамінних. Казеїн-це складний білок, користь і шкода якого для людини викликає безліч дискусій. Одні з останніх наукових досліджень свідчать про те, що казеїн може засвоюватися людським організмом лише до досягнення ним віку 9-10 років. Потім же фермент реннін, який відповідає за його розщеплення, вже не виробляється.

    Тому, щоб розщепити даний білок, шлунок виробляє більшу кількість соляної кислоти. Казеїн становить близько 81% від усіх білків, що входять в молоко.

    У напої також присутні сироваткові білки-альбумін (0,4%) і глобулін (0,15%). Це прості білки, в користь яких не сумнівається ніхто. Вони вміщують незамінні амінокислоти і сірку. Людський організм засвоює їх на 96-98%.

    Ще один білок, що входить до складу молока і має важливе значення для людини, — жирових кульок. Сполуки, які він включає, утворюють лецитино-білковий комплекс.

    Білки в молоці: відео

    Молочний жир

    Молочний жир має форму кульок з поперечником 0,5 – 10 мкм, поміщених в оболонку зі складною структурою і складом. Жир містить кислоти-олеїнову, пальмітинову, масляну, капронову, капринову, нейтральні жири, а також речовини, що відносяться до жироподібним, — фосфоліпіди, лецитин, кефалін, холестерин, ергостерин.

    Людським організмом Молочний жир засвоюється на 95%.

    важливо! незважаючи на незаперечну біологічну і харчову цінність, є припущення, що молочний жир через вміст насичених жирних кислот здатний збільшувати в крові рівень холестерину і тим самим приводити до ризику розвитку атеросклерозу, серцево-судинних захворювань.

    Молочний цукор( лактоза)

    Молочний цукор — це майже єдиний вуглевод, який потрапляє до новонародженого ссавця через їжу. Безсумнівна користь лактози в тому, що вона є джерелом енергії і активним учасником кальцієвого обміну.

    Розщеплює лактозу фермент лактаза. Молочний цукор повільно всмоктується шлунком і кишечником. А потрапляючи в товстий кишечник, провокує зростання корисних бактерій, які продукують молочну кислоту і пригнічують розвиток патогенної мікрофлори.

    Молочний цукор засвоюється людським організмом на 99%.

    Відео: чим корисна лактоза в молоці

    Вітаміни

    З вітамінів в молоці корови присутні:

    • Вітамін А (ретинол) — 28 мкг;
    • Вітамін В1 — тіамін) – 0,04 мг;
    • Вітамін В2 — рибофлавін) – 0,18 мг;
    • Вітамін В12 — Кобаламін) – 0,44 мкг
    • Вітамін D — 2 МО.

    Тіамін бере участь в обмінних процесах, стимулює мозкову діяльність, кровотворення.

    Рибофлавін необхідний для нормального функціонування практично всіх систем. Він бере участь в окислювально-відновних реакціях, перетворенні амінокислот, синтезуванні різних вітамінів.

    Основна функція кобаламина-участь у формуванні еритроцитів і нервових волокон, а також в процесі обміну речовин.

    Користь вітаміну D неоціненна. Без нього не зможуть нормально протікати обмін речовин, процеси засвоєння фосфору і кальцію, діяльність нервової системи.

    важливо! незважаючи на величезну користь молока для людини, його не слід вживати людям, які мають індивідуальну непереносимість лактози, захворювання шлунково-кишкового тракту, печінки, підшлункової залози.

    Мінеральні речовини

    Всього в молоко входить близько 50 мінеральних речовин.

    Найбільш істотними з них є:

    • Кальцій-100-140 мг;
    • Магній-10 мг;
    • Калій – 135-170 мг;
    • Фосфор — 74-130 мг;
    • Натрій-30-77 мг;
    • Хлор-90-120 мг.

    Кальцій в напої добре засвоюється травним трактом людини і знаходиться в оптимальному балансі з фосфором. Його рівень залежить від харчування, породи, фази лактації, пори року. У літній період його набагато менше, ніж в холодну пору року.

    Вміст фосфору практично завжди стабільно і мало залежить від зовнішніх факторів. Так, лише у весняний період його рівень може бути дещо знижений. А ось порода тварини, якість його харчування і період лактації істотно впливають на його зміст.

    Магнію в коров’ячому молоці трохи, проте цей елемент дуже важливий для формування імунітету потомства, його зростання і розвитку.

    Рівень калію і натрію коливається в залежності від фізіології тварини, а також несуттєво змінюється в різні пори року.

    У незначній кількості в напої є мікроелементи: залізо, мідь, цинк, марганець, кобальт, йод, кремній, селен та ін.

    Хімічний склад молока інших тварин

    Молоко корови є найбільш популярним видом серед інших ссавців. Набагато рідше вживається молоко кіз. Деякі народи використовують верблюже, овече і те, яке дають лами.

    Залежно від виду тварини поживність і склад молока істотно відрізняються. Хоча в кожному з них обов’язково присутні жири, протеїн, вуглеводи, вітаміни і мінерали. Нижче ви знайдете приблизний склад рідини, яка утворюється в молочних залозах самок ссавців тварин.

    Вид молока протеїни, % жири, % вуглеводи( лактоза), % Вода, % суха речовина, % мінерали, мг
    козяче3–3,33,6–64,4–4,986,3–88,913,7кальцій — 143;

    чи знаєте ви? у китайців, африканців, американських індіанців і жителів Південного Сходу Азії відсутній ген, який відповідає за засвоєння лактози. Тому молоко вживають лише діти до 5 років. Дорослі люди його не п’ють через непереносимості.

    Таким чином, молоко — це популярний напій, виробництво якого є великою промисловою галуззю. Цей напій представляє велику цінність для людини, оскільки містить ряд необхідних для нього елементів, зокрема білки, Молочний жир, молочний цукор, вітаміни, макро – і мікроелементи. Однак пити його можна не всім. У деяких людей є індивідуальна непереносимість даного напою.