Состав и потребительские свойства молока
Молоко – это продукт нормальной секреции молочной железы коровы. С физико-химической точки зрения молоко представляет собой сложную полидисперсную систему, в которой дисперсионной средой является вода, а дисперсной фазой – вещества, находящиеся в молекулярном, коллоидном и эмульсионном состоянии. Молочный сахар и минеральные соли образуют молекулярные и ионные растворы. Белки находятся в растворенном и коллоидном состоянии, молочный жир – в виде эмульсии.
Состав молока непостоянен и зависит от породы и возраста коровы, условий кормления и содержания, уровня продуктивности и способа доения, периода лактации и других факторов. Период лактации у коров длится 10-11 мес, в течение этого времени от коров получают доброкачественное молоко.
С технологической и экономической точки зрения молоко можно разделить на воду и сухое вещество, в которое входит молочный жир и сухой обезжиренный молочный остаток (СОМО):
Наибольшие колебания в химическом составе молока происходят за счет изменения содержания воды и жира. Лактоза, минеральные вещества и белки отличаются постоянством. Поэтому по содержанию СОМО можно судить о натуральности молока.
Белки молока – это высокомолекулярные соединения, состоящие из α-аминокислот, связанных характерной для белков пептидной связью. Белки молока делят на две основные группы – казеины и сывороточные белки.
Казеин в сухом виде – белый порошок без вкуса и запаха. В молоке казеин находится в коллоидном растворе в виде растворимой кальциевой соли. Под действием кислот, кислых солей и ферментов он свертывается (коагулирует) и выпадает в осадок. Эти свойства позволяют выделять общий казеин из молока. После удаления казеина в молоке остаются сывороточные белки.
Основные сывороточные белки – альбумин и глобулин. Альбумин относится к простым белкам, хорошо растворим в воде. Под действием сычужного фермента и кислот альбумин не свертывается. При нагревании до 70 ºС он выпадает в осадок. Глобулин присутствует в молоке в растворенном состоянии. Он также относится к простым белкам, свертывается при нагревании в слабокислой среде до температуры 72 °С.
Сывороточные белки с точки зрения физиологии питания более полноценные, чем казеин, так как содержат больше незаменимых кислот и серы. Из других белков наибольшее значение имеет белок жировых шариков, который относится к сложным .белкам. Степень усвоения белков молока составляет 96–98%.
Молочный жир в чистом виде представляет собой сложный эфир трехатомного спирта глицерина, предельных и непредельных жирных кислот. Он состоит из триглицеридов насыщенных и ненасыщенных кислот, свободных жирных кислот и неомыляемых веществ (витаминов, фосфатидов). В молочном жире преобладают олеиновая и пальмитиновая кислоты, и в отличие от других жиров он содержит повышенное (около 8%) количество низкомолекулярных (летучих) жирных кислот(масляной, капроновой, каприловой, каприновой).
Молочный жир находится в молоке в виде жировых шариков размером от 0,5 до 10 мкм, окруженных лецитиново-белковой оболочкой. Он малоустойчив к воздействию высоких температур, световых лучей, водяных паров, кислорода воздуха, растворов щелочей и кислот. Под влиянием этих факторов он гидролизуется, осаливается, окисляется и прогоркает.
Кроме нейтральных жиров в молоке содержатся жироподобные вещества: фосфатиды (фосфолипиды) и стерины. Основные фосфатиды – лецитин и кефалин, а стерины – холестерин и эргостерин.
Молочный сахар (лактоза) по современной номенклатуре углеводов относится к классу олигосахаридов (дисахарид).
Лактоза играет важную роль в физиологии развития, так как является практически единственным углеводом, который получает новорожденное млекопитающее с пищей. Химическая формула лактозы С12Н22О11.Этот дисахарид расщепляется ферментом лактазой и является не только источником энергии, но и регулирует кальциевый обмен.
Лактоза существует в двух изомерных формах, которые обладают разными физическими свойствами. Это α- и β-формы лактозы, каждая из которых может быть гидратной и ангидридной (безводной).
Лактоза по сравнению с сахарозой менее сладкая и хуже растворяется в воде. Особенность лактозы – медленное всасывание (усвоение) стенками желудка и кишечника. Попадая в толстый кишечник, она стимулирует жизнедеятельность бактерий, продуцирующих молочную кислоту, которая подавляет развитие гнилостной микрофлоры.
Усвояемость молочного сахара составляет 99%.
Минеральные вещества (соли молока) содержатся в молоке в количестве 0,7-0,8%. Большую часть составляют средние и кислые соли фосфорной кислоты. Из солей органических кислот присутствуют главным образом соли казеиновой и лимонной'кислот.
В зависимости от концентрации в молоке минеральные вещества делят на макроэлементы – катионы Na, К, Са, Mg и микроэлементы – катионы Fe, Cu, Co, Zn, Pb, Mn и др.
Витамины. В молоке содержатся все жизненно необходимые витамины, но некоторые – в недостаточных количествах. Содержание витаминов зависит от сезона года, породы животных, качества кормов, условий хранения и обработки молока.
Жирорастворимые витамины A, D, Е, К и β-каротин устойчивы к нагреванию и начинают разрушаться при температуре свыше 120 °С (витамин А), но не устойчивы к действию воздуха, ультрафиолетовых лучей и кислот. Витамин А придает сливочному маслу желтый цвет. Витамин Е является антиокислителем жиров и защищает витамин А от окислительного разрушения.
Водорастворимые витамины, за исключением витаминов С и В12, устойчивы к нагреванию. Они хуже выдерживают нагревание в щелочной среде. Витамин РР практически полностью сохраняется после тепловой обработки и в процессе хранения молока. В наибольшей степени разрушается при пастеризации и хранении витамин С.
Ферменты молока образуются в молочной железе животного (на-тивные ферменты) или выделяются микроорганизмами. Важную роль играют такие ферменты молока, как лактаза, фосфатаза, редуктаза, пероксидаза, липаза, протеаза, амилаза.
Ферменты молока могут играть как положительную, так и отрицательную роль, их активность зависит от температуры, величины рН, концентрации сухих веществ молока, количества самого фермента и других факторов.
Иммунные тела (антитела), гормоны обладают бактерицидными свойствами. Они образуются в организме животного, на непродолжительное время подавляют развитие микроорганизмов. Время, в течение которого проявляются бактерицидные свойства молока, называется бактерицидной фазой. Продолжительность ее зависит от температуры молока и составляет при 30 °С 3 ч, при 5 °С – более суток.
Красящие вещества (пигменты) имеют двоякую природу: животного и растительного происхождения. Пигменты растительного происхождения попадают в молоко из кормов (каротин, хлорофилл). Пигмент рибофлавин придает желтый цвет молоку и зеленовато-желтый – сыворотке.
Газы содержатся в молоке в небольшом количестве – 50-80 мл в 1 л, в том числе 50-70% углекислоты, 10 – кислорода и 30% азота. При тепловой обработке молока часть газов улетучивается.
Вода – основная составная часть молока. Количество ее определяет физическое состояние продукта, физико-химические и биохимические процессы в нем. От активности воды, ее энергии связи зависит интенсивность биохимических и микробиологических процессов, а также сохраняемость молочных продуктов.