к изомерным формам лактозы относятся
Молочный сахар
На фото — кристаллы лактозы, или молочного сахара, плавающие в масле. Их можно отличить от кристаллов других сахаров по характерной форме, напоминающей томагавк. Полное химическое название лактозы (C12H22O11) — β-D-галактопиранозил-(1-4)-D-глюкоза. Это не очень большая молекула (хотя ее размеры и не позволяют ей всасываться непосредственно в кровь через стенки тонкой кишки), которая относится к дисахаридам — она состоит из двух моносахаридных строительных блоков, связанных друг с другом через атом кислорода. Лактоза сладка на вкус и представляет собой наиболее распространенный углевод в молоке млекопитающих. В грудном молоке человека содержится почти 7% лактозы, а в целом у большинства млекопитающих ее содержание попадает в пределы 2–8%. Интересно, что чем жирнее молоко у разных видов животных, тем меньше в нем лактозы. А у морских львов молоко настолько жирное, что молочного сахара в нем нет вовсе.
В большинстве случаев судьба лактозы, попадающей в организм человека, достаточно проста и предсказуема — это гидролиз. Вода расщепляет молекулу лактозы на два моносахарида: глюкозу с формулой C6H12O6 и галактозу, которая является оптическим изомером глюкозы — отличается взаимным расположением ряда атомов в пространстве.
Вообще, гидролиз — самый важный химический процесс в нашем организме. Так, расщепление АТФ, в результате которого энергией обеспечивается большинство реакций в живой клетке, — с точки зрения химика является реакцией гидролиза. Это процесс самопроизвольный, то есть благоприятный с точки зрения законов термодинамики, как и большинство процессов гидролиза. В организме для протекания самопроизвольных реакций чаще всего необходимы катализаторы. В целом, мы должны быть благодарны этому обстоятельству — хотя бы за то, что белки нашего собственного тела не распадаются до свободных аминокислот в результате контакта с водой.
Однако в ряде случаев невозможность самопроизвольного протекания самопроизвольной реакции и отсутствие в организме катализатора, способствующего ее протеканию, может приводить к нежелательным последствиям. Если гидролитического расщепления лактозы в организме не произойдет, организм почувствует различные симптомы расстройства пищеварения — вздутие живота, метеоризм, колики, а в ряде случаев и диарею, — которые свидетельствуют о непереносимости лактозы. Она встречается у 6–15% европейцев и белых американцев, 90% китайцев и 100% коренных американцев.
Частота проявления непереносимости лактозы среди взрослого населения в зависимости от региона проживания. Рисунок из энциклопедии Britanniсa
Непереносимость лактозы не является аллергической реакцией — в нее не вовлечена наша иммунная система. Последнее обстоятельство достаточно важно, ведь у некоторых людей может развиваться и аллергическая реакция на молоко (неправильный иммунный отклик на некоторые белки, входящие в состав молока), которая по симптомам в ряде случаев может напоминать непереносимость лактозы, но требует других подходов в лечении.
Фактически причиной непереносимости глюкозы является отсутствие в организме (а точнее, невозможность выработки организмом) всего лишь одного вещества — фермента лактазы. Несмотря на то, что слова «лактоза» и «лактаза» различаются всего лишь одной буквой, различие в строении этих веществ колоссально: лактаза не относится к сахарам, а представляет собой белок-катализатор, молекулярная масса которого где-то в четыре сотни раз превышает молекулярную массу лактозы. Лактаза ускоряет гидролиз лактозы до глюкозы и галактозы, а в случае отсутствия этого фермента в слизистой оболочке двенадцатиперстной кишки усвоение лактозы становится невозможным. Чаще всего способность организма человека вырабатывать лактазу понижается по мере его взросления, однако в тех регионах, где наблюдается повышенное потребление молочных продуктов, многие взрослые сохраняют способность вырабатывать этот фермент и, соответственно, спокойно потребляют молоко и молочные продукты.
Расщепление лактозы под действием лактазы до глюкозы и галактозы. Изображение с сайта evo-ed.org
Лактоза, как и все углеводы, представляет собой полярную молекулу, которая хорошо растворяется в воде и плохо в жирах. Это означает, что такие молочные продукты, как сыр и масло, в которых происходит концентрирование жиров, содержат меньше лактозы, чем молоко. Понижение концентрации лактозы также характерно и для продуктов ферментации молока — кисломолочных продуктов, при приготовлении которых бактерии перерабатывают лактозу в молочную кислоту, C3H6O3.
Понижение содержания лактозы в сырах и маслах по сравнению с молоком также означает, что сыворотка — жидкость, остающаяся после производства сыра, — является хорошим источником лактозы. Именно сыворотка является сырьем для промышленного производства лактозы, которое особо развито в странах, славящихся своими традициями сыроварения. Выделенную из сыворотки лактозу затем применяют для производства других продуктов питания — сливок для кофе, кондитерских и хлебобулочных изделий, мясопродуктов, а иногда даже для вяленых фруктов и овощей. Это означает, что людям, страдающим от непереносимости лактозы, при покупке продуктов нужно внимательнее читать этикетку с составом: исключение из рациона молока и молочных продуктов не означает того, что вероятность контакта с молочным сахаром сведена до нуля. Лактозу также применяют и в фармацевтике для изготовления таблеток, также она является сырьем для производства лактулозы, вещества, обладающего мягким слабительным действием.
Как же жить людям с непереносимостью лактозы в мире регулярных потребителей молока? Есть два варианта. Первый — есть все подряд с чем угодно, но перед едой или во время еды принимать капсулы с препаратом лактазы, которая и будет расщеплять лактозу, раз уж сам организм это делать отказывается. Второй вариант — потребление продуктов питания (в том числе и молочных) с пониженным содержанием лактозы или вообще ее не содержащих. Как их получают? Например, молоко без лактозы производят, добавляя в него лактазу, которая способствует расщеплению лактозы на глюкозу и галактозу еще до того, как бутылка с молоком будет упакована.
Однако превращение лактозы в глюкозу и галактозу дает другую проблему. Дело в том, что сладость лактозы (по шкале, в которой сладость сахарозы — нашего привычного сахара — равна 100 единицам) составляет 20 единиц, а сладость глюкозы и галактозы — 70 и 30 единиц соответственно. Это приводит к тому, что, если мы добились от молока пониженного содержания лактозы именно путем гидролиза, такое молоко будет более сладким, чем обычное. Возможным решением проблемы может стать пропускание молока через колонну, содержащую пористый материал, селективно связывающий лактозу, понижая ее уровень в жидкости, но такую технологию еще предстоит создать. Ну а пока, когда вы в следующий раз увидите в магазине бутылку молока, не содержащего лактозу, вспомните, как один сахарид, распадаясь на две части, увеличивает свою сладость в несколько раз.
Фото © Kayla Saslow, победитель конкурса научных изображений Cool Science Images 2016.
7.2. Структура лактозы, ее изомерные формы и физические свойства
Лактоза образуется путем реакции конденсации D-глюкозы иD-галактозы с отщеплением воды. Связь между молекулой глюкозы и молекулой галактозы образуется у четвертого углеродного атома глюкозы и первого углеродного атома галактозы:
Н ОН СН2ОН
Н Н Н Н
4 ОН Н 1(β) 4 Н 1
Н О ОН Н
6 3 2
Циклическая форма лактозы
Полное химическое название лактозы – 4-О-β-D-галактопиранозил-α-D-глюкопираноза.
Основная часть лактозы в молоке присутствует в циклической форме, а остальная – в альдегидной форме:
Н ОН СН2ОН
3 2 5 ОН
Н Н Н Н
4 ОН Н 1(β) 4 Н С
Н О ОН Н О
НО 5 О
Альдегидная форма лактозы
В зависимости от пространственного расположения гликозидного гидроксила (у первого углеродного атома молекулы глюкозы) различают α- и β-формы лактозы. При изображении лактозы в циклической форме гликозидный гидроксил у α-изомера расположен под плоскостью кольца, а у β-изомера – над плоскостью.
Изомерные формы лактозы различаются некоторыми физическими свойствами. Среди различных физических свойств изомеров лактозы практический интерес представляют прежде всего растворимость, удельное вращение плоскости поляризации света и способность к кристаллизации. Изомерные формы лактозы имеют различную растворимость. Растворимость β-лактозы в воде выше, чем α-лактозы. При растворении α-гидратной формы лактозы (кристаллическая лактоза) сначала образуется ее насыщенный раствор, а затем часть растворенной α-лактозы переходит в β-форму. Переход одной изомерной формы в другую осуществляется через альдегидную форму лактозы. Между α- и β-формами лактозы в растворе устанавливается динамическое равновесие, зависящее от температуры. При 20 о С в условиях динамического равновесия раствор лактозы содержит 37,75% α-лактозы и 62,25% β-лактозы.
При растворении β-лактозы (выкристаллизованной при определенных условиях) часть ее переходит в α-форму до установления равновесия. Таким образом, чистых водных растворов α- или β-форм лактозы не существует.
Из пересыщенных растворов лактоза кристаллизируется, причем в зависимости от условий кристаллизации выкристаллизовывается либо α-гидратная форма лактозы, либо – β-лактоза. α-Лактоза выкристаллизовывается из пересыщенных растворов лактозы при температуре ниже 93,5 о С с одной молекулой гидратной воды. β-Лактоза образуется в твердом состоянии из пересыщенных растворов лактозы при температуре выше 93,5 о С.
Получаемый традиционным способом из молочной сыворотки продукт – молочный сахар – представляет собой α-гидратную форму лактозы.
Если кристаллизацию лактозы проводить при температуре выше 93,5 о С, то выкристаллизовывается β-лактоза. В настоящее время разработана промышленная технология выделения β-лактозы в кристаллическом состоянии. Благодаря своему физиологическому действию она используется в производстве продуктов детского питания. В сухих молочных продуктах преимущественно содержится β-лактоза, так как сушку (например цельного молока) проводят при температуре выше 93,5 о С. Известно, что всякий процесс кристаллизации совершается в две фазы: зарождение кристаллов и их рост. Регулирование скорости этих процессов имеет важное практическое значение при проведении отдельных технологических операций при выработке некоторых молочных продуктов. Так, при выработке молочного сахара, как промышленного продукта, содержащуюся в молочной сыворотке лактозу концентрируют до определенной степени путем вакуумирования, а затем полученный концентрат постепенно охлаждают, создавая условия для кристаллизации лактозы (кристаллизацию проводят при температуре ниже 93 о С). При выборе технологических параметров охлаждения концентрата обязательно учитываются свойства изомерных форм лактозы. Так как процесс кристаллизации проводят путем снижения температуры концентрата, то из раствора выкристаллизовывается α-гидратная форма лактозы. Вследствие кристаллизации α-формы нарушается равновесие между α- и β-формами в концентрате и для его восстановления часть β-формы переходит в α-форму, которая вновь выкристаллизовывается. На этой стадии получения продукта очень важно создать такие температурные условия, которые будут обеспечивать определенную скорость перехода одной изомерной формы в другую и максимальную степень кристаллизации α-гидратной формы лактозы. Для повышения выхода продукта необходимо также создать благоприятные условия для роста кристаллов (чем крупнее кристаллы, тем меньше производственные потери). Скорость роста кристаллов зависит от скорости диффузии частиц растворенного вещества, которая в свою очередь обусловлена вязкостью раствора, зависящей от наличия в нем посторонних веществ, концентрации растворенного вещества и температуры раствора. Все эти факторы учитывают при организации технологического процесса кристаллизации лактозы.
Способность лактозы выкристализовываться из пересыщенных растворов учитывают и при производстве сгущенных молочных консервов с сахаром. В процессе хранения таких продуктов возможно появление порока вкуса – песчанистость, из-за чрезмерного роста кристаллов лактозы. Это происходит вследствие снижения скорости образования зародышей кристаллов при недостаточном пересыщении лактозой. Поэтому при производстве сгущенных молочных консервов с сахаром вносят готовые кристаллы лактозы в качестве зародышей будущих кристаллов (внесение затравки). Это обеспечивает образование большого количества центров кристаллизации и замедление роста кристаллов.
Лактоза
| Лактоза | ||
 | ||
| Химическая структура лактозы. | ||
| Идентификация | ||
|---|---|---|
| Название ИЮПАК | β-D-галактопиранозил (1 → 4) β-D-глюкопираноза | |
| Синонимы | ||
| Объем | 716,61 Å 3 | |
| Меры предосторожности | ||
| WHMIS | ||
Неконтролируемый продуктРезюмеСостав
Лактоза представляет собой дисахарид (или дисахарид), состоящий из одной молекулы β-D- галактозы (Gal) и одной молекулы α / β-D- глюкозы (Glc), соединенных гликозидной связью β (1 → 4). Физические свойстваРастворимостьМощность вращенияПодслащивающая силаПодслащивающих мощность лактозы является достаточно низкой (0,16) по сравнению с сахарозой (1 по конвенции). Лактитол (E966) составляет 0,3-0,4. Химические свойстваПроизводствоМетаболизм
Толерантность к лактозеЛактоза хорошо усваивается младенцами и молодыми млекопитающими, которые в большом количестве вырабатывают лактазу. Однако большинство здоровых взрослых млекопитающих вырабатывают меньше лактазы, иногда очень мало. Часть лактозы (не менее 30%) затем обычно разлагается в толстой кишке, и эта скорость сильно варьируется между людьми, гораздо больше, чем между видами. Это означало бы сказать, что умеренное вздутие живота не обязательно является признаком плохого пищеварения и что каждый человек должен адаптировать свое потребление.
Повсеместное присутствие лактозы и ее производных в промышленных продуктах питанияПрессованные сыры и масло содержат только небольшое количество лактозы. Многие пищевые продукты и блюда, приготовленные промышленным способом, содержат значительное количество лактозы (колбасы, колбасы, паштеты, бекон, сурими, соусы, чипсы, кондитерские изделия, жевательная резинка, печенье, кондитерские изделия) без присутствия молока. подготовка. В этих случаях лактоза, дешевый побочный продукт производства сыра и масла, придает продуктам слегка кремообразную консистенцию, может улучшить вкус и увеличить вес, продаваемый по более низкой цене. Сливочные десерты, рисовый пудинг, закуски из плавленого сыра и сыры для похудения, промышленные шоколадные десерты и закуски могут даже содержать намного больше лактозы, чем молоко. ПредупреждениеНепереносимость лактозы должен диагностировать врач. Замена грудного молока или смеси у младенцев молоком без лактозы или растительным молоком без какого-либо медицинского контроля может иметь чрезвычайно серьезные последствия. Другое молоко животного происхождения (коровье, козье, овечье, ослиное, кобылье и т. Д.) Не может заменить грудное молоко, которое более богато лактозой и содержит определенные элементы для младенцев. У маленьких детей с симптомами раздражения кишечника было принято заменять коровье или грудное молоко на козье молоко. Однако козье молоко содержит лактозу, даже если ее меньше, и его недостаточно в случае истинной непереносимости. Использование лактозыСостав и свойства молокаСостав и свойства молокаМолоко — это продукт нормальной секреции молочной железы коровы. С физико-химических позиций молоко представляет собой сложную полидисперсную систему, в которой дисперсной 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 (альбумин и глобулин) и коллоидном (казеин) состоянии, молочный жир — в виде эмульсии. Химический состав молока непостоянен и зависит от таких факторов, как порода и возраст животного, лактационный период, условия кормления и содержания, уровень продуктивности, способ доения и др.За время лактационного периода (около 300 дней) свойства молока трижды ощутимо меняются. Молоко, получаемое в первые 5−7 дней после отела (первый период), называют молозивом, во второй период получают обычное молоко, а в третий (последние 10−15 дней перед отелом) — стародойное. Молозиво по консистенции более густое, чем обычное молоко, цвет его интенсивно желтый, оно солоновато на вкус, имеет специфический запах. Молозиво характеризуется большим содержанием белков (до 11%) и минеральных веществ (до 1,2%), высокой кислотностью (40−50 °Т). Молозиво не подлежит приему на завод и переработке. Молочный жир раньше рассматривался как самая ценная составная часть молока. В настоящее время содержание молочного жира тесно связывают с количеством белка. Как правило, молоко с повышенным содержанием жира отличается и значительным количеством белка. Удой молока и содержание жира увеличиваются с возрастом животного (до шестого года), а затем постепенно уменьшаются. Содержание молочного сахара на протяжении всех лет лактации остается постоянным. Количество и состав молока определяются уровнем продуктивности и полноценностью кормления. При увеличении дозы перевариваемого протеина в рационе на 25−30% по сравнению с нормой удой повышается на 10%, а содержание жира и белков в молоке — на 0,2−0,3%. Увеличив содержание жира в молоке всего на 0,1%, по стране можно получить дополнительно десятки тысяч тонн масла. Компоненты молока делят на истинные и посторонние, а истинные — на основные и второстепенные исходя из содержания в молоке. Наличие посторонних веществ в молоке обусловлено химизацией сельского хозяйства, лечением заболеваний крупного рогатого скота, загрязнением окружающей среды предприятиями и транспортом. Такие основные компоненты, как молочный жир, лактоза, казенны, лактоальбумин, лактоглобулин, синтезируются в молочной железе и встречаются только в молоке. При производстве, оценке состава и качества молока принято выделять содержание жировой фазы и молочной плазмы (все остальные компоненты, кроме жира). С технологической и экономической точек зрения молоко подразделяют на воду и сухое вещество, в которое входят молочный жир и сухой обезжиренный молочный остаток (СОМО). Наибольшие колебания в химическом составе молока происходят за счет изменения воды и жира; содержание лактозы, минеральных веществ и белков постоянно. Поэтому по содержанию СОМО можно судить о натуральности молока. Белки молокаЗа последние годы сформировалось устойчивое мнение, что белки являются самой ценной составной частью молока. Белки молока — это высокомолекулярные соединения, состоящие из аминокислот, связанных между собой характерной для белков пептидной связью. Белки молока делят на две основные группы — казеины и сывороточные белки. Казеин относится к сложным белкам и находится в молоке в виде гранул, которые формируются при участии ионов кальция, фосфора и др. Размер казеиновых гранул зависит от содержания ионов кальция. С уменьшением содержания кальция в молоке эти молекулы распадаются на более простые казеиновые комплексы. Казеин в сухом виде представляет собой белый порошок, без вкуса и запаха. В молоке казеин связан с кальцием и находится в виде растворимой кальциевой соли. Под действием кислот, кислых солей и ферментов казеин свертывается (коагулирует) и выпадает в осадок, что используется в производстве кисло-молочных напитков, сыров, творога. После удаления казеина в молочной сыворотке остаются растворимые сывороточные белки (0,6%), основными из которых являются альбумин и глобулин, которые относятся к белкам плазмы крови. Альбумин относится к простым белкам, хорошо растворим в воде. Под действием сычужного фермента и кислот альбумин не свертывается, а при нагревании до 70 °C выпадает в осадок. Глобулин — простой белок — присутствует в молоке в растворенном состоянии, свертывается при нагревании в слабокислой среде до температуры 72 °C. Глобулин является носителем иммунных тел. В молозиве количество сывороточных белков достигает 15%. Сывороточные белки все шире используют в качестве добавок при производстве молочных и других продуктов, так как с точки зрения физиологии питания они более полнопенные, чем казеин, поскольку содержат больше незаменимых кислот и серы. Степень усвоения белков молока — 96−98%. Из других белков наибольшее значение имеет белок жировых шариков, который относится к сложным белкам. Оболочки жировых шариков состоят из соединений фосфолипидов и белков (липопротеиды) и представляют собой лецитино-белковый комплекс. Молочный жирМолочный жир в чистом виде — сложный эфир трехатомного спирта глицерина и предельных (и/или непредельных) жирных кислот. Молочный жир состоит из триглицеридов, свободных жирных кислот и неомылясмых веществ (витаминов, фосфагидов) и находится в молоке в виде жирных шариков диаметром 0,5−10 мкм, окруженных лепитино-белковой оболочкой. Оболочка жирового шарика имеет сложную структуру и химический состав, обладает поверхностной активностью и стабилизирует эмульсию жировых шариков. В молочном жире преобладают олеиновая и пальмитиновая кислоты, кроме того, в отличие от других жиров в нем содержится повышенное (около 8%) количество низкомолекулярных (летучих) жирных кислот (масляная, капроновая, капри- ловая, каприновая), которые определяют специфический вкус и запах молочного жира. Для характеристики жирно-кислот- ного состава молочного жира используют важнейшие химические числа — кислотное, омыления, йодное, Рейхерта-Мейсля, Поленске. Малоустойчивый к воздействию высоких температур, световых лучей, водяных паров, кислорода воздуха, растворов щелочей и кислот, молочный жир под их влиянием гидролизуется, осаливается, окисляется и прогоркает. Кроме нейтральных жиров в молоке содержатся жироподобные вещества — фосфатиды (фосфолипиды) лецитин и кефалин и стерины — холестерин и эргостерин. Энергетическая ценность 1 г молочного жира составляет 9 ккал, усвояемость — 95%. Молочный сахарМолочный сахар (лактоза) C12H22O11, в современной номенклатуре углеводов относится к классу олигосахаридов. Этот дисахарид играет важную роль в физиологии развития живых организмов, так как является практически единственным углеводом, получаемым новорожденными млекопитающими с пищей. Лактоза расщепляется ферментом лактазой, выступает источником энергии и регулирует кальциевый обмен. В желудке человека фермент лактазу обнаруживают уже на третьем месяце развития плода, и содержания се достаточно на протяжении всей жизни, если молоко постоянно входит в рацион питания. Лактоза существует в изомерных формах α— и β— обладающих разными физическими свойствами. В молоке преобладает «α-форма лактозы, которая придает молоку сладковатый привкус, легко усваивается организмом, но не проявляет выраженных бифидогенных свойств (не является регулятором микробиологических процессов). По сравнению с сахарозой лактоза менее сладкая и хуже растворяется в воде. Если принять сладость сахарозы за 100 ед., то сладость фруктозы будет 125 ед., глюкозы — 72 ед., а лактозы — 38 ед. Растворимость лактозы 16,1% при температуре 20 °C 30,4% при 50 °C, 61,2% при 100 °C, в то время как растворимость сахарозы при этих температурах составляет соответственно 67,1; 74,2 и 83%. Лактоза является главным источником энергии для молочно-кислых бактерий, которые сбраживают ее на глюкозу и галактозу и далее до молочной кислоты. Под влиянием молочных дрожжей конечные продукты распада лактозы — главным образом спирт и углекислый газ. Особенность лактозы — медленное всасывание (усвоение) стенками желудка и кишечника. Достигая толстого кишечника, она стимулирует жизнедеятельность бактерий, продуцирующих молочную кислоту, которая подавляет развитие гнилостной микрофлоры. Кроме лактозы в молоке в небольших количествах содержатся и другие сахара, прежде всего аминосахара, которые связаны с белками и действуют как стимуляторы роста микроорганизмов. Энергетическая ценность 1 г углеводов (лактозы) — 3,8 ккал. Усвояемость молочного сахара составляет 99%. Минеральные вещества (соли молока)Под минеральными веществами понимаются ионы металлов, а также соли неорганических и органических кислот молока. В молоке содержится около 1% минеральных веществ. Большую часть из них составляют средние и кислые соли фосфорной кислоты. Из солей органических кислот присутствуют главным образом соли казеиновой и лимонной кислот. Минеральные вещества содержатся во всех тканях организма, участвуют в формировании костей, поддерживают осмотическое давление крови, являются составной частью ферментов, гормонов. Соли молока и микроэлементы наряду с другими основными компонентами обусловливают высокую биологическую ценность молока. Избыток солей влечет за собой нарушение коллоидной системы белков, в результате чего они выпадают в осадок. Это свойство молока используется для ускорения коагуляции белка в производстве творога и сыров. В зависимости от концентрации в молоке минеральные вещества делятся на макро- и микроэлементы. Содержание макроэлементов в молоке зависит от породы коров, стадии лактации, средние их значения приведены в табл. 1. Та6лица 1. Макроэлементный состав коровьего молока Среднее содержание, мг/100 г Микроэлементы присутствуют в молоке в виде ионов и являются жизненно необходимыми веществами. Они входят в состав многих ферментов, активизируют или ингибируют их действие, могут быть катализаторами химических превращений веществ, вызывающих различные пороки молока. Поэтому концентрация микроэлементов не должна превышать допустимых значений. Средний микроэлементный состав молока представлен в табл. 2. Таблица 2. Микроэлементный состав коровьего молока Среднее содержание, мкг/100 г Организм человека испытывает высокую потребность в таких микроэлементах, как железо, медь, кобальт, цинк, йод. Растущий детский организм особенно нуждается в кальции, фосфоре, железе, магнии. Особенности состава молока различных сельскохозяйственных животныхВ пищу и для выработки различных молочных продуктов используется не только коровье молоко, но и молоко ряда других сельскохозяйственных животных. Так, высококачественную брынзу получают из овечьего молока, кумыс — из кобыльего. Средний химический состав основных компонентов молока сельскохозяйственных животных приведен в табл. 3. Таблица 3. Характеристика молока животных различных видов Вид молока сухие вещества белок лактоза зола Козье молоко наиболее близко к коровьему по составу и свойствам. Оно характеризуется сладковатым вкусом и характерным запахом. В козьем молоке больше жира, кальция, фосфора, молочный жир имеет более высокую дисперсность. Овечье молоко имеет белый цвет с сероватым оттенком, что объясняется отсутствием каротина, хотя содержание витамина, А значительное. Кобылье молоко обладает сладким, немного терпким вкусом и запахом, более вязкое, белого с голубоватым оттенком цвета. По сравнению с коровьим молоком оно содержит меньше жира, белка, минеральных веществ, в его белках преобладают альбумин и глобулин. Молоко богато витаминами, особенно витамином С (в 5−7 раз больше, чем в коровьем молоке). Молоко кобылицы оказывает бактерицидное действие. Жир в кобыльем молоке более диспергирован, чем в коровьем. Ослиное молоко по химическому составу, органолептическим показателям незначительно отличается от кобыльего. Молоко ослицы при свертывании образует хлопьевидный сгусток, имеет высокую биологическую ценность и относится к лечебным продуктам питания. Буйволиное молоко обладает приятным вкусом и запахом, более вязкое, чем коровье, за счет значительного содержания жира и СОМО. Для верблюжьего молока характерны сладковатый вкус, вязкая консистенция, повышенное содержание фосфорных и кальциевых солей. Органолептические и физико-химические свойства молокаМолоко, полученное от здоровых сельскохозяйственных животных, характеризуется определенными органолептическими показателями (вкус, запах, цвет, консистенция) и физико-химическими (титруемая и активная кислотность, плотность, вязкость, поверхностное натяжение, осмотическое давление, температура замерзания и кипения, электрическая проводимость, диэлектрическая постоянная, светопреломление). По изменению органолептических и физико-химических свойств можно судить о качестве молока. Такие факторы, как болезнь животных, изменение рациона их кормления, хранение молока в неблагоприятных условиях, фальсификация и др., способствуют снижению качества молока и ставят под сомнение возможность его использования в качестве сырья для выработки других продуктов питания. В соответствии со стандартом молоко-сырье должно иметь однородную консистенцию без осадков и хлопьев, белый цвет (со слабым желтым оттенком), без привкусов и запахов, не свойственных натуральному свежему продукту. Белый цвет и непрозрачность молока обусловлены тем, что свет, попадающий на молоко, рассеивается коллоидными частицами белков и шариками жира. Присутствие в молоке желтоватого оттенка зависит от наличия каротина, растворенного в жире. Характерный слабовыраженный сладковатый вкус определяют такие вещества, как лактоза, хлориды, жирные кислоты и жир. Присущий молоку запах вызван наличием некоторых летучих соединений (ацетона, летучих жирных кислот, ди метил сульфида и др.). Общая (титруемая) кислотность является важнейшим показателем свежести молока и отражает концентрацию составных частей молока, имеющих кислотный характер. Она выражается в градусах Тернера °Т и для с веже выдоен, но го молока составляет 16−18 °Т. Основными компонентами молока, обусловливающими титруемую кислотность, выступают кислые фосфорно-кислые соли кальция, натрия, калия, лимонно-кислые соли, углекислота, белки. На долю белков в создании титруемой кислотности молока приходится 3−4 °Т. При хранении молока титруемая кислотность увеличивается за счет образования молочной кислоты из лактозы. Активная кислотность рН является одним из показателей качества молока и определяется концентрацией водородных ионов. Для свежего молока рН находится в пределах 6,4- 6,8, у молока слабокислая реакция. От значения рН зависит коллоидное состояние белков молока, развитие полезной и вредной микрофлоры, термоустойчивость молока, активность ферментов. Молоко обладает буферными свойствами благодаря наличию белков, гилрофосфатов, цитратов и диоксида углерода. Это доказывается тем, что рН молока не изменяется при некотором повышении титруемой кислотности. Под буферной емкостью молока понимают количество 0,1 н кислоты или щелочи, необходимое для изменения рН среды на 1 ед. При образовании молочной кислоты равновесие между отдельными буферными системами сдвигается и рН снижается. Молочная кислота растворяет также коллоидный фосфат кальция, что приводит к повышению содержания титруемых гидрофосфатов и увеличению действия кальция на результат титрования. Осмотическое давление молока довольно близко к осмотическому давлению крови и составляет около 0,66 МПа. Главную роль в создании осмотического давления играют молочный сахар и некоторые соли. Жир в создании осмотического давления не участвует, белку принадлежит ничтожная роль. Осмотическое давление молока благоприятно для развития микроорганизмов. Оптические свойства выражаются коэффициентом рефракции, который для молока составляет 1,348. Зависимость коэффициента преломления от содержания сухих веществ используют для контроля СОМО, белка и определения йодного числа рефрактометрическими исследованиями. Диэлектрическая постоянная молока и молочных продуктов определяется количеством и энергией связи влаги. Для воды диэлектрическая постоянная 81, для молочного жира 3,1−3,2. По диэлектрической постоянной контролируют содержание влаги в масле, сухих молочных продуктах. Показатель преломления молока при 20 °C составляет 1,3340−1,3485. Он определяется показателем преломления воды 1,3329 и наличием сухого обезжиренного остатка (СОМО), а точнее, лактозы, казеина и других белков, минеральных солей и прочих веществ. В связи с этим по показателю преломления, который измеряют рефрактометром, контролируют массовую долю СОМО, белков и лактозы.
| ||
