Молоко - это биологическая жидкость, выделяемая молочной железой млекопитающих и предназначенная для поддержания жизни и роста новорожденного. Молоко синтезируется клетками эпителиальной ткани молочной железы из питательных веществ, поступающих в молочную железу с кровью.
С точки зрения коллоидной химии, биохимия молока представлена полидисперсной системой. Дисперсные фазы молока находятся в ионно-молекулярном (минеральные соли, лактоза), коллоидном (белки, фосфат кальция) и грубодисперсном (жир) состоянии. Водная фаза молока является дисперсной средой (табл. 1)
Таблица 1 – Компоненты молока или биохимия молока
| вода | 150-200 | 90,10 |
| жир | 200-1000 | 4,20 |
| казеин | 40-300 | 2,30 |
| альфа-Лактоглобулин | 5-20 | 0,30 |
| бета-Лактоглобулин | 25-50 | 0,08 |
| Молочный сахар | 1,0-1,5 | 3,02 |
Сырьем в молочной промышленности является цельное молоко и его отдельные компоненты, в частности жир, белок, казеин, лактоза. Различают истинные компоненты молока, которые синтезируются в процессе обмена веществ при секреции молока, и ложные (посторонние, чужеродные) - антибиотики, гербициды, инсектициды, радиоизотопы и др.
При переработке молока происходят некоторые изменения состава и свойств составляющих его компонентов. Поэтому в процессе производства необходимо учитывать количество отдельных компонентов молока, а также характер их изменений под влиянием технологических факторов [Горбатова, 2001; Степанова, 1999].
Основными показателями молока как объекта технологической переработки является состав, степень чистоты, органолептические, биохимические, физико-химические свойства, а также наличие в нем токсичных и нейтрализующих веществ. К органолептическим свойствам молока относят внешний вид, вкус, запах, цвет; к биохимическим - бактерицидную активность и кислотность; физико-механическим - рН, плотность, вязкость, поверхностное натяжение, теплоемкость, теплопроводность, осмотическое давление, электропроводность, температуру замерзания и кипения и др. К токсичным загрязнителям, которые могут содержаться в молоке, относятся тяжелые металлы, антибиотики, гормональные препараты, пестициды, нейтрализующие вещества - соль, аммиак. Органолептические показатели определяют по ГОСТ 26809-86 "Молоко и молочные продукты" при комнатной температуре образца или его нагревании до 35ºС [Буянова, 2002].
Молоко представляет собой сложную полидисперсную систему. Дисперсионной средой в ней есть вода (83-89%), дисперсной фазой - жир, белки и другие компоненты (11-17%) [Товажнянский, 2005; Буянова, 2002; Ведищев, 2005].
Массовая доля жира в молоке и молочных продуктах определяются кислотным методом Гербера по ГОСТ 5867-90 [Буянова, 2002]. Молочный жир представлен преимущественно смешанными триглицеридами. Молочный жир отличается от других жиров значительным содержанием (7,4-9,5%) низкомолекулярных летучих кислот - масляной, капроновой, каприловой, каприновой - и одновременно низким содержанием (5%) биологически ценных полиненасыщенных жирных кислот: линолевой, линоленовой, арахидоновой. Молочный жир образует в неохлажденном молоке эмульсию, в охлажденном - суспензию. Его температура плавления 27-34ºС, т.е. ниже температуры тела человека. Это способствует практически полному усвоению жира молока. Массовая доля жира в коровьем молоке составляет 2,8-4,5%. Диаметр жировых шариков от 0,1 до 20 мкм (средний - 3-5 мкм). Энергетическая ценность молочного жира 37,7 кДж / кг, усвояемость - до 98% [Горбатова, 2001; Товажнянский, 2005; Ведищев, 2005].
Биохимия молока - это белки молока находятся в виде коллоидного раствора и представлены казеином, сывороточными белками (альбумином, глобулином) и белками оболочек жировых шариков. В их состав входят незаменимые аминокислоты - триптофан, фенилаланин, лизин, валин, треонин, метионин и другие. На долю казеина приходится около 80% общего содержания белков в молоке. Казеин в молоке находится в виде казеината кальция, связанного с коллоидным фосфатом кальция. Кальций, который образует кальциевые мостики в глобуле казеина, выполняет важную функцию при агрегации коллоидных частей казеина, при его сычужном или кальциевом осаждении. Коагулирует казеин при рН = 4,6-4,7. Сывороточные белки, отделяемые при этом, по содержанию незаменимых и серосодержащих аминокислот ценнее, чем казеин. Белок определяют рефрактометрическим методом по ГОСТ 25179-90 [Товажнянский, 2005; Буянова, 2002]. Содержание сухих веществ в молоке и молочных продуктах определяют ГОСТ 3626-73 [Калинина, 2008].
Углеводы молока представлены на 90% дисахаридом лактоза (молочный сахар, из моносахаридов наибольшее количество глюкозы и галактозы). Сладость лактозы в 5-6 раз меньше, чем сахарозы. При нагревании молока выше 90оС лактоза образует со свободными аминокислотами соединения - меланоидины, придающие продукту темный оттенок, специфический неприятный вкус, снижают его биологическую ценность, поскольку в этой реакции принимает участие в основном незаменимая аминокислота лизин. При нагревании свыше 160оС лактоза карамелизуется, давая раствору коричневую окраску. Лактоза является необходимым компонентом молочнокислого брожения. Под действием ферментного комплекса молочнокислых бактерий лактоза в результате длительного ряда промежуточных изменений сбраживается, образуя молочную кислоту, стерин, углекислоту, масляную кислоту и другие продукты в зависимости от вида применяемых бактерий. Кисломолочный продукт приобретает специфический кисломолочный вкус и вязкопластичную консистенцию, лечебные свойства благодаря сбраживанию лактозы [Товажнянский, 2005].
В молоке содержатся практически все витамины (жиро- и водорастворимые), необходимые для нормального развития человека. Некоторые витамины молока (например, каротин, витамин В2 - лактофлавин) определяют цвета молока и молочной сыворотки. Содержание витаминов в молоке зависит от породы скота, качества кормов, времени года, условий хранения и режимов обработки молока. В молоке помещается 0,7-0,8% минеральных веществ (Ca, P, K, S, Na, Mg, Cl и др.), причем большую часть составляют соли кальция и фосфора. Наиболее важные с физиологической точки зрения среди минеральных веществ микроэлементы (Fe, Cu, Mn, Zn, Co, I, Al) [Горбатова, 2001; Товажнянский, 2005].
Читайте также:
Рекомендовано редакционно-издательским советом
Шейфель, О.А.
Ш 39 Биохимия молока и молочных продуктов: Конспект лекций / О.А. Шейфель; Кемеровский технологический институт пищевой промышленности. – Кемерово, 2010. – 126 с.
Рассмотрены состав молока с химической природы, структура, биологическая ценность, функциональные свойства, а также биохимические изменения компонентов молока в процессе его хранения и переработки.
Представлены биохимическе и физико-химические процессы, протекающие в молоке при выработке основных молочных продуктов.
Предназначено для подготовки студентов по специальности 260303 «Технология молока и молочных продуктов» всех форм обучения
. © КемТИПП, 2010
. © О.А. Шейфель, 2010
Введение ……………………………………………… …….
7
Лекция 1. Роль молока и молочных продуктов в питании населения …………………………………….........................
8
1.1 Краткая история развития биохимических исследований молока и молочных продуктов .........................
8
1.2 . Роль молока и молочных продуктов в питании населения ……………………………………………….
9
Лекция 2. Химический состав молока ……………………
11
2.1 Средний химический состав молока…………
11
2.2 Вода в составе молока ………………………….
12
Лекция 3. Белки молока ……………………………………
14
3.1 Общая характеристика, аминокислотный состав и структура белков …………………………………….
14
3.2 Классификация белков молока ……………….
16
3.3 Казеин ………………………………………….
17
3.4 Сывороточные белки …………………………
19
3.5 Белки оболочек жировых шариков …………..
20
Лекция 4. Молочный жир ………………………………….
21
4.1 Общая характеристика липидов ……………...
21
4.2 Характеристика молочного жира ……………..
22
4.3 Фосфолипиды, стеарины и другие липиды ….
24
Лекция 5. Углеводы молока ……………………………….
25
5.1 Общая характеристика углеводов …………….
25
5.2 Молочный сахар ……………………………….
26
5.3 Другие углеводы молока ……………………..
28
Лекция 6. Минеральные вещества в составе молока …….
29
Лекция 7. Ферменты в составе молока …………………...
32
7.1 Оксидоредуктазы ………………………………
33
7.2 Гидролитические и другие ферменты ………..
34
Лекция 8. Витамины в составе молока …………………...
37
8.1 Жирорастворимые витамины …………………
37
8.2 Водорастворимые витамины ………………….
39
Лекция 9. Гормоны и газы. Посторонние химические вещества ……………………………………………………..
41
9.1 Гормоны и газы ………………………………...
41
9.2 Посторонние химические вещества …………
41
Лекция 10. Состояние составных частей молока ………..
45
10.1 Казеин …………………………………………
45
10.2 Молочный жир ………………………………..
47
10.3 Соли кальция ………………………………….
48
Лекция 11. Свойства коровьего молока …………………..
49
11.1 Физико-химические свойства ………………..
49
11.2 Органолептические свойства ………………...
52
11.3 Технологические свойства …………………...
53
Лекция 12. Изменение химического состава молока под влиянием различных факторов …………………………….
55
12.1 Зоотехнические факторы ……………………..
55
12,2 Фальсификация молока ……………………….
58
Лекция 13. Биохимические и физико-химические изменения молока при холодильной обработке ………………..
60
13.1 Охлаждение …………………………………..
60
13.2 Замораживание ……………………………….
61
Лекция 14. Биохимические и физико-химические изменения молока при механической обработке …………
63
14.1 Центробежная очиска и сепарирование …….
63
14.2 Перекачивание и перемешивание ……………
64
14.3 Мембранные методы обработки ……………..
14.4 Гомогенизация ………………………………...
65
Лекция 15. Изменение составных частей молока при тепловой обработке …………………………………………..
67
15.1 Белки молока …………………………………..
67
15.2 Соли молока …………………………………..
68
15.3 Молочный сахар ………………………………
69
15.4 Молочный жир ………………………………..
69
15.5 Витамины и ферменты ………………………..
70
Лекция 16. Биохимические и физико-химические процессы при производстве кисломолочных продуктов .........
71
16.1 Брожение молочного сахара …………………
71
16.2 Коагуляция казеина и гелеобразование …….
72
16.3 Влияние состава молока, бактериальных заквасок и других факторов на брожение лактозы и коагуляцию казеина ……………………………………………….
74
Лекция 17. Биохимические основы производства отдельных видов кисломолочных продуктов ……………………
78
17.1 Кисломолочные напитки ……………………
78
17.2 Сметана ……………………………………….
79
17.3 Творог ………………………………………...
80
Лекция 18. Физико-химические процессы при выработке мороженого ………………………………………………….
81
Лекция 19. Биохимические и физико-химические процессы при производстве сыра …………………………
84
19.1 Сычужное свертывание молока ……………..
85
19.2 Биохимические и физико-химические процессы при обработке сгустка и сырной массы ………..
88
Лекция 20. Биохимические и физико-химические процессы при созревании сыров …………………………...
91
20.1 Изменение составных частей молока ……….
91
20.2 Изменение содержания влаги и минеральных веществ ………………………………………
93
20.3 Формирование структуры, консистенции и рисунка сыра ………………………………………………...
93
20.4 Образование вкусовых и ароматических веществ сыра …………………………………………………..
96
Лекция 21. Физико-химические процессы при производстве плавленых сыров …………………………… ………..
97
Лекция 22. Биохимические и физико-химические процессы при производстве масла ……………………………..
99
22.1 Производство масла методом сбивания сливок ……………………………………………………………
99
22.2 Производство масла методом преобразования высокожирных сливок …………………...
100
22.3 Влияние режимов подготовки сливок на процессы маслообразования ………………………………
101
Лекция 23. Изменение масла в процессе хранения ……
104
23.1 Порча жира ……………………………………
104
23.2 Факторы, влияющие на стойкость масла при хранении …………………………………………………….
106
Лекция 24. Физико-химические процессы при производстве молочных консервов и ЗЦМ ………………………….
108
24.1 Сгущенное молоко с сахаром ………………..
109
24.2 Сгущенное стерилизованное молоко ……….
111
24.3 Сухие молочные продукты и ЗЦМ ………….
113
Лекция 25. Биохимические основы производства детских молочных продуктов ………………………………………..
116
25.1 Состав и свойства женского молока …………
116
25.2 Методы приближения молочных смесей к женскому молоку ……………………………………………
119
Лекция 26. Физико-химические процессы при производстве молочно-белковых концентратов и молочного сахара …………………………………..........................................
121
26.1 Молочно-белковые концентраты …………….
121
26.2 Молочный сахар ………………………………
124
Список литературы …………………………………………
126
.
studfiles.net
1 Шпора. Науч. опред. биохимии м. имол. прод.
Биохимия- Наука, изучающая хим. состав организмов и хим. процессы, лежащие в основе их жизнедеятельности.
В основе пр-ва м. и мол. продуктов лежат биохимические превращения основных составных частей м.(белки, жиры, углеводы, соли и т. д.). В связи с этим в дисциплина биохимия м. и мол. продуктов значительное место отведено изучению состава м. с рассмотрением его хим. природы, стр-ры, биол. ценности, функциональных св-тв, а также биохимическим изменениям компонентов м. в процессе его получения, хранения, переработки обработки. Большое внимание удил-ся биохим-м и физико-хим-м процессам, протекающим в м. при выработке основ. мол-х продуктов, предотвращению развития различных пороков и сниж-е потерь при пр-ве. Без знания основ биохимии м. и мол. пр-тов не возможно правильная орг-ция и совершенствование технол-х процессов для улучшения качества, св-тв мол-х продуктов. При изучении этой дисциплины исп. достижения смежных наук ( химия органическая и неорганич., физколоидная)
2, 3.Биохимические и физ-хим-е изменения м. при его хранении и переработки. Шпора.
М. при хранении, транспортировке и предварительной обработки подверг. воздействию ряда факторов в результате чего в м. происходит частичное или полное разрушение устойчивости коллоидной сис-мы молока. Возникшие изменения на дальнейшие процессы переработки м. и качество продуктов. Изменения касаются главным образом жира, белка, солей и ферментов молока.
Охлаждение и замораживание м. применяют для ув-я продолжительности хранения сырого м., кроме того низкие темп-ры приостанавливают развитие микрофлоры, к-я отрицательно возд-ет на составные части м.,могут вызывать нежелательные изменения составных св-тв молока. При охл-нии жир переходит из жидкого состояния в тв., повыш. его вязкость, плотность, вследствие кристаллизации высокоплавких триглицеридов жиров. шариков. Изменяются состав и св-ва защитных белковых оболочек, а мех-кая обработка может привести к повреждению оболочек и повышению степени дестабилизации жировой фазы и в таком м. активно происходит липолиз и окисление липидов. В результате липолиза в м. ув-ся кол-во свободных ЖК, появ-ся прогорклый вкус. При длительном низкотемпературном хранении ум-ся средний диаметр казеиновых мицелл, ув-ся сод-е γ-фракций казеина, м. очень медленно свер-ся под сычужным ферментом, снижается синерезис сычужных сгустков. В процессе хранения охл-ого м. повыш-ся кол-во ионов Са, поэтому снижается термоуст-ть м. Хранение сырого м. при 4° Сне вызывает заметного снижение сод-я витаминов исключение сост. витамин С.
Изменение состава и св-тв м. под влиянием низких темп-р зависит от темп-ры и ск-ти замораживания (-0,54°С). Процесс ледообр-ния заканчивается при темп-ре -30°С. В процессе замораживания замерзает вначале слой чистой воды, в оставшейся жидкой части концентрируются составные части м. в т. ч. соли Са(электролиты), к-е причиняют вред белкам и жирам. При медленном замораживании м. происх. физ-ко-хим-е изменения белка приводящие к полной
или частичной их коагуляции.
Механическая обработка м.Мех-е воздействия при транспортировке, центробежной очистке, сепарировании, перекачивании, гомогенизации в основном сопровождаются изменением степени дисперсности жира. В завис-ти от конструкции аппаратов, условий работы на них, а также от темп-ры, кислотности м. при мех-кой обработке возможно дробление крупных жировых шариков или наоборот их агрегатирование и даже слияние. Мех-кая обработка может вызвать обр-е пены, к-я снижает уст-ть жировой дисперсии молока и коллоидных частиц белков. Центробежная очистке м. не вызывает сущ-ных изменений в составе м. общие потери белков, жира и размеров жировых шариков незначительно. Кислотность м. может ум-ся на 0,4-4°Т. При сепарировании в основном изменяется жировая часть м. при перекачивании м. и сливок насосами ум-ся кол-во мелких жировых шариков и происходит диспергирование крупных жировых шариков. Эффект разрушения жировой эмульсии возрастает с повышением напора в линии нагнетания, концентрации жировой фазы, кислотности молока. К мембранным методам обработки относят разделение смесей с помощью спец. полупроницаемых мембран ( ультрафильтрация ). Ультрафильтрацию прим-ют с целью концентрирования ц/м, о/м перед выработкой сыра, творога. УФ прм-ют также для получения сывороточных белков. В процессе УФ на мембране задерживаются только высоко молекулярные в-ва, а вода и низкомолекулярные соед-я (лактоза, растворимые соли) проходят через поры мембраны фильтра
4. Изменение составных частей м. при его тепловой обработке
В процессе тепловой обработки изменяются составные части м. и в первую очередь белки. Полностью инактивируются ферменты и частично разрушаются витамины, кроме того меняются физ-хим-е и технол-е св-ва м.( вязкость, поверхностное натяжение, кислотность). Изменяются также вкус, запах, цвет молока.
Белки Шпора.Наиб. Глубоким изменениям при нагревании м. подвергаются сывороточные белки. Денатурация сывороточных белков начинается при сравнительно низких темп-рах - 62°С, степень денатурации зависит от от темп-ры и продолжительности ее возд-я нам. Из сывороточных белков наиб. чувствительны к нагреванию имунноглобулины, сывороточный альбумин, β-лактоглобулин, α-лактоальбумин термостойкий белок. Казеин более устойчив к температурам, он не коагулирует даже при нагревании м. до 130-150°С, однако тепловая обработка при высоких температурах изменяет состав и структуры казеинового комплекса. От комплекса отщепляется органический фосфор и кальций. С повышением темп-ры ув-ся размеры мицелл казеина. изменение состава и стр-ры казеиновых мицелл влияет на скорость получения сычужного сгустка, продолжительность свертывания м. сычужным ферментом ув-ся в несколько раз. Тепловая обработка влияет также на структурно-мех-кие св-ва кислотного и сычужного сгустков, т. е. прочность и интенсивность отделения сыв-ки с повышением темп-ры пастеризации прочность сгустков ув-ся, а процесс отделения сыв-ки замедляется.Соли при тепловой обработке м. изменяются. эти изменения часто имеют необратимый хар-р и в первую очередь нарушается соотношение форм соей Са в плазме м. в процессе нагревания гидрофосфат Са, находившийся в виде истинного р-ра переходит в плохо растворимый фосфат. Образовавшийся фосфат Са агркгиурет и в виде коллоида осаждается на казеиновых мицеллах. Часть его выпадает на пов-ти нагревательного аппарата образуя молочные камни. После пастеризации и стерилизации м. снижается сод-е растворимых солей Са, что приводит к ухудшению спос-ти м. к сычужному свёртыванию, поэтому перед сычужным свёртыванием при пр-ве сыров внос. Хлористый кальций для восполнения недостатка солевого баланса.
Мол. сахар В процессе длительной высокотемпературной пастеризации и особенно при стерилизации лактоза взаимодействует с белками и свободными аминокислотами, происх-т р-ция Майара или р-ция мелаидообразования, вследствие чего изменяется цвет и вкус м.
Мол. жир Наиб. устойчив к тепловому воздействию. глицериды молюжира практически не изменяются, а при стерилизации лишь незначительно изменяется жирнокислотный состав глицеридов.
Витамины и ферменты тепловая обработка вызыв. снижение в м. витаминов. Потери вит. зависят от темп-ры и продолжительности нагревания, наиб. потери при стерилизации м. в автоклавах. Особенно большим изменениям подвергается вит. С. При пастер. инактивируются ферменты, наиб. чувствительна щелочная фосфатаза, каталаза и липаза.
Шпаргалка. 5. Сущность метода опр-я лактозы в молоке
Массовая доля лактозы опр-ют физ-ими(рефрактометрический, спектрофотометрический, поляриметрический) и хим-ими (йодометрический и метод Бертрана)
Рефрактометрический метод доступен, прост и достаточно точен. Им опр-ют м. д.лактозы в свежем м. кислотностью не выше 20°Т
Принцип метода. Основан на способности сыворотки полученной из м. осаждением белка, преломлять проходящий через нее свет в завис-ти от концентрации лактозы. Показатель преломления мол. сыв-ки уст-ют по углу отклонения светового луча слоем сыв-ки, заключенной между призмами рафрактометра.
Последовательность опр-я:В тостостенную пробирку отмеривают 5мл молока добавляют 5 кап.4%-ого р-ра СаCl2, пробирку закрывают пробкой и для полного осаждения белка ставят в кипящую водяную баню ч/з 10мин. проб. вынимают из бани и охл-ют. Затем берут стеклянную трубку или пипетку с ватным тампономв нижней части и набирают сыв-ку, фильтруя ёё ч/з вату. Сод-е лактозы опр-ют при помощи рефрактометра, для этого в теч.10-15мин. ч/з призму рефрактометра пропускают воду с тепм-рой 17,5°С. Далее откидываем верхнюю призму и на пов-ть нижней призмы быстро наносим неск. капель мол. сыворотки. закрываем верхней призмой. Наблюдая в окуляр движением спец. рукоятки вверх или вниз совмещают границу между темной и светлой частями поля зрения с пунктирной линией – указателем. Если граница между темной и светлой полем не отчетлива, вращением винта компенсатора достигают резкости. Показатель преломления мол. сыв-ки отсчитывают по левой шкале с точностью до 0,0001. м. д.лактозы в молоке находят по спец. таблице.
6. Витамины молока. Опр-ние аскорбиновой кислоты
Витамины м. – это составная часть молока, биологически связанная с ним. В настоящ. время зарегистрировано около 30 витаминов м. по спос-ти растворятся витамины делятся на жирорастворимые и водорастворимые. К жирорастворимым относятся: провитамин А-каротин, непосредственно вит. А, Д,К, Е. К водорастворимым: вит. группы В, к-х насчитывается более 12 наименований. Каротин растворим в мол. жире – это желтый пигмент сообщает желтизну мол. жиру. В м. кол-во каротина зависит от поступления его с кормом. КРС способен депонировать каротин в жировой ткани, когда с кормом получают в изобилии. Сод-е вит. А – 0,1-1,0мг% Пастеризация м. ум-ет сод-е каротина. Витимин Д. Главная роль в м. играет вит. Д3 Коровы не получающие зеленые корма дают молоко, лишенное вит. Д. А коровы, находящиеся на сухом корме, но под действием солн. лучей продуцируют м. с вит. Д. Водорастворимые В1- попадает в м. не только из кормов, но и обр-ся в результате синтеза его бактериями. При пр-ке к/м продуктов резко ув-ся. В2 – рибофлавин, с этим витюсвязана желто-зеленая окраска сыв-ки молока( красящее в-во лаклтохром). С - аскорбиновая к-та, синтезируется в организме коровы и зависит от интенсивности обмена в-тв, чем активнее двигается животное, тем больше обр-ся вит. С, до 250мг – в кобыльем молоке. Вит. С легко разрушается при длительном хранении м., на солнце, при пастеризации, поэтому его дополнительно вносят в м. для восполнения недостачи вит. С
Опр-е аскорбиновой к-ты: вит. С способен легко окисляться, восстанавливая многие соед-я, в т. ч.специальные ОВ индикаторы изменяющие при этом свою окраску. На данном св-ве витамина и основаны методы опр-я аскорб. к-ты в пищ. продуктах и в частности в молоке. Принцип метода: В основе метода лежит спос-ть аскорб. к-ты обесцвечивать р-р индикатора 2,6 – дихлорфенилиндофенола, восстановлением его в кислой среде. В результате реакции аскорб. к-тапереходит в дигидроаскорбиновую, окрашенный в синий цвет индикатор восс-ся до бесцвет. формы. в эквивалентной точке избыток краски в кислой среде дает розовое окрашивание. По кол-ву индикатора 2,6 – дихлорфенилиндофенола израсходованного на окис-е аскорб. к-ты рассчит. Ее сод-е в молоке. Обычно титрование аскорб. к-ты индикаторомведут в прозрачном р-ре, поэтому для ан-за необх. уд-ть из него белок. Последовательность опр-Я: в конич. колбу вместимостью 50см3 отмер. пипеткой 5мл м. приливают10см3 дистил. воды и пермешивают смесь. В др. колбу внос.5см3 разбавленного в 3 раза молока и 1 мл 2%0ого р-ра соляной к-ты и 10 см3дистил воды. Содержимое колб тщательно перемеш. и титруют из бюретки 0,001Н р-ром 2,6 – дихлорфенилиндофенола, прибавляя его по каплям до тслаборозового окрашивания, к-е не исчезает в теч.30-60сек., м. д.аскорб. к-ты рассчит. по след. ф-ле:
X=(V1*K*3*0.088*0.97*100)/V, гдеV1 – объем р-ра 2,6 – дихлорфенилиндофенола, пошедшего на титрование, см3;V- объем, исп-ого р-ра, взятого на титрование, см3; K - поправочный коэф. к титру краски; 3-разведение м. в 3 раза;0,088-кол-вот аскорб. к-ты, соот-щие1 см30,001 Н р-ра 2,6 – дихлорфенилиндофенола
При исследовании 5 см3 разведенного в 3 раза мо. Ф-ла может приобрести след. :X=V1*K*5.12
10. Контроль состава и св-тв сыра. Определение степени зрелости и микроструктуры сыра. Шпаргалка.
Отбор проб готовых сыров осущ-ют в соостветсвии с с требованием действующего ГОСТа. Затем отобранные пробы тв. сычужных, рассольных сыров протирают ч/з мелкую сетку или терку, тщат. перемешивают и выделяют для исследования образцы массой 50 г. Пробы мягких, пастообразных сыров растирают в фарфоровой ступке до однородного состояния. Пробы плавленых сыров тщат. измельчают ножом, перемеш. и также отбирают образцы массой 50 г. все отобранные образцы сыров помещают в в сухие стеклянные банки с плотнозакрывающимися банками и крышками. В образцах сыра контролируют сод-е влаги, жира, соли, к-ть, зрелость.
Определение степени зрелости Степень зрелости сыров выражается в градусах буферности или градусах Шеловича. Для этого опр-ют буферное св-во части пр-та, растворимой в воде. По мере созревания сыра повышаются его буферные св-ва, что объясняется ув-ем кол-ва продукта распада белка, обладающих большей буферностью по сравнению с исходными белками.
Принцип метода: Определение буферности водной вытяжки сыра оснсвано на ее титровании р-ром NaOH с использованием двух индикаторов, отличающихся интервалом перехода окраски. Тимолфталеин, меняющего цвет в интервале рН 9,4-10,6 и ф/ф при рН 8,0-9,8. буферные св-ва водной вытяжки сыра в зоне около рН 8,0 обусловлено в основном к-тами и их солями, а при рН 9,0-10,0 к ним добавляются продукты распада белка, след-но на титрование вытяжки с индикатором тимолфталеином должно расходоваться больше щелочи по сравнению с ф/ф. разница в тировании зависит от степени накопления в сыре продуктов распада белков.
Последовательность определения: навеску сыра в5 г тщательно растирают в ступке, прибавляя небольшими порциями 45 см3 воды, нагретой до 40-45ºС. после отстаивания в течении неск. минут, полученную однородную эмульсию фильтруют через бумажный фильтр, тщательно отделяя жир и осадок. В 2 колбы отмеривают пипеткой по 10 см3 фильтрата. В одну колбу прибавляют 3к. р-ра ф/ф и титруют 0,1Н р-ром NaOH до слаборозового окрашивания, к-е не исчезает при встряхивании, а в др. колбу вносят 10-15 к. тимолфталеина, титруем до синего окрашивания.
Степень зрелости сыра в градусах Шеловича вычисляют, умножая на 100 разность между кол-вом щелочи, израсходованной на 10 мл фильтрата с индикатором тимолфталеином и кол-вом щелочи, пошедшей на титрование 10 мл фильтрата с ф/ф.
Микроструктура сыра Микростр-ру м. и мол. продуктов изучают с помощью микроскопа. Для выявления структурных элементов размером свыше 0,2 микрона необходим оптический микроскоп, а для более мелких – электронный микроскоп.
Принцип метода: Метод основан на рассматривании под микроскопом и при необходимости в зарисовке или в микрофотографировании специальных приготовленных препаратов сыра. Для приготовления микроскопических препаратов образцы сыра фиксируют, готовят из них очень тонкие срезы и окрашивают, толщина среза продукта д. б.более20-30микро. Жировые и белковые структурные эл-ты срезов окрашивают спец. красителями – Суданом-3 , гематоксилином.
Последовательность определения: для приготовления микроскопических препаратов образцы сыра объёмом 0,75-1,0 см3 фиксируют в 10%-ном р-ре формалина в теч.12-24 часов, а затем 2-3 промыв. в проточной воде. Если сыр не фиксировать, то препараты будут хуже окрашиваться. Далее готовят тонкие срезы сыра. Их делают с пом. стальных бритв спец. прибора «Микротон». Можно делать срезы используя лезвия безопасной бритвы. Обычно делают неск. срезов от каждого образца и хранят их в сосуде с водой. Срезы сыра окрашивают красителями, к-й применяется в микроскопии. Судан-3 окраш. жир в желтый цвет или оранжевый, а гемотоксилин караци окп=рашивает белковые образования в серо-синий цвет.
Окрашивание ведут следующим образом:готовые срезы пинцетом или иглой помещ. на 2 мин в 50%-й спиртовой р-р, затем на 10 мин в в р-р Судана-3. После этого срезы ополаскивают дистил. водой, переносят на 5-10 мин в гемотоксилин караци. Промывают сначала водопроводной водой, к-й усиливают окраску, а затем дистил-й. окрашенный срез помещают на предметное стекло, заливают каплей расплавленного глицерин-желатина и покрывают покровным стеклом. Нажимая на покровное стекло равномерно распределяют желатин, к-й застывает и препарат готов к рассмотрению.
11. Шпаргалка. Биохимические процессы при пр-ве к/м продуктов.
Важным биохимическим процессом, протекающим при выработки к/м продуктов яв-ся брожение мол. сахара, вызываемое м/о бактериальных заквасок, его ск-ть и направления определяют консистенцию, вкус, и запах готовых продуктов. При м/к брожении пировиноградная к-та, образующаяся из молекулы глюкозы, восстанавливается с участием ОВ фермента лактодегидрогеназы до мол. к-ты. Многие м/к бактерии образуют др. хим-е в-ва, к ним относятся летучие к-ты (уксусная и пропионовая), карбонильные соед., спирт и СО2 . способность дрожжей вырабатывать спирт и СО2 зависит от вида используемых дрожжей, кол-ва мол. сахара в исходном сырье , темп-ры, рН среды.
Коагуляция казеина и гелеобразование, накопление мол. к-ты при м/к брожении лактозы имеет сущ-ное значение для обр-ния белкового сгустка, определяющего консист. к/м продуктов. Сущность кислотной коагуляции сводиться к следующему: образовавшаяся мол. к-та снижает отрицательный заряд казеиновых мицелл, а также гидроксильных групп фосфорной к-ты. В результате этого достигается равенство положительных и отрицательных зарядов в изоэлектрической точке казеина. При кисло коагуляции помимо снижения отрицательного заряда казеина нарушается стр-ра казеинаткальциевого фосфатного комплекса, т. к Са и фосфат Са яв-ся важными стр-ыми элементами комплекса, то тих переход в р-р дополнительно дестабилизирует казеиновые мицеллы.
При выработке творога кислотно-сычужным способом на казеин совместно действует мол. к-та и сычужный фермент, под влиянием к-ого казеин превращается в параказеин. Эти частицы при скоплении агрегируют, образуют цепочки или нити, а затем пространственную сетку, в ячейки или петли к-й захватывается дисперсионная среда с жировыми шариками или др. составными частями м., т. е.происходит гелеобразование. При пр-ве к/м продуктов этот процесс делят на такие 4 стадии:
1.стадия скрытой коагуляции
2.стадия массовой коагуляции
3. структурообразование и уплотнение сгустка
4.синерезис
12.Биохимические процессы при пр-ве мороженого
Мороженое обладает высокой пищевой ценностью. Основной процесс, определяющий стр-ру и консист. гот. продукта – это фризерование смеси. Его протекание зависит от состава смеси, режимов пастеризации, гомогенизации, охл-я, ск-ти замораживания смеси. Сод-е в смесим жира, СОМО, а также вид и кол-во вводимого стабилизатора влияют на стр-ру и консист. морож. Ув-ние в смеси кол-ва жира и СОМО положительно действует на стр-ру морож. В пр-те обр-ся мелкие кристаллы льда, т. к.создается механическое препятствие их ротсу. Сод-е СОМО в мор.8-12%, выше 12% сильно повышает вязкость смеси и может вызвать усиленную кристаллизацию лактозы. Выпадение отдельно крупных кристаллов льда приводит к порокам – мучнистости, песчанистости. Появ-ю этих пороков часто способст. колебания темп-ры воздуха в камере закаливания. Поэтому для предупреждения пороков необх. слеледить за соот-ем сод-я воды и СОМО, оно д. б.не менее 6,6%. Стр-ра морож. улучшается с ув-ем в нем сахарозы, онва снижает тепм-ру замерзания смеси и положительно влияет на кристаллизацию воды, однако сод-е лактозы выше 17% ухудшает консист. морож., ум-ет его взбитость. Сущ-ное влияние на стр-ру и консист. морож. оказ. стабилизаторы. Все стабил-ры обладают большой водосвязывающей спос-тью, тем самым повышая вязкость смеси, препятствует обр-нию крупных кристаллов льда и морож. приобретает мелкокристаллическую стр-ру, эластичную консист. Чрезмерное кол-вор стабилизаторов способст. плохой взбитости, обр-0ся тягучая консист. Кач-во готового продукта зависит от режимов пастеризации и гоморгенизации смеси, пожтому пастер. смеси при высокой темп-ре о боле продолжительных сроках выдержки. Гомоген. смеси способствует улучшению стр-ры морож. В гомогенизированной смеси на происходит отстаивание жира, а при фризеровании не обр-ся комочки масла. При охл-нии смеси мол. жир отвердевает, свободная влага связывается белками и стабилизатором, повыш. вязкость смеси, улучшается взбитостьи консист. мороженого. От правильности проведения замор. смеси зависит стр-ра и консист. гот. пр-та. Замораживание проводят в 2 стадии:
1.частичное замораживание влаги (45-55% всего кол-ва) с одновременным взбиванием смеси во фризере.
2. окончательное превращение в лед оставшейся влаги во время закалки мороженого.
Во время замораживания смеси создается стр-ра морож., от к-й зависит консист. И вкусовые кач-ва пр-та. Стр-ра морож. опр-ся размерами крист. льда. на стр-ру морож. влияют ск-ть замораживания и ст-нь взбитости смеси. При быстром замораживании смеси обр-ся много мелких крист. льда, а при медленном созд-ся много центров кристаллизации и при закаливании обр-ся крупные крист. льда и морж. приобретает грубую стр-ру. Для получение морож. хорошего кач-ва необходимо, чтобы пузырьки воздуха были мелкими, равномерно распределены по всему объемупродукта, крупные пузырьки воздуха нежелательны, они обр-ся чаще всего при слишком высокой взбитости молочной смеси. Морож. с высокой взбитостью приобретает снежную или хлопьевидную стр-ру, а при недостаточной взбитости – грубую, очень плотную консист. Взбитость морож. зависит от состава смеси, режимов технол. обработки, она повышается при введении стабилизаторов, ув-нии СОМО, ум-нии размеров жировых шариков.
shporua.ru
Материнское молоко – основной продукт питания новорожденных и грудных детей, оно обеспечивает ребенка жизненно необходимым питанием, диапазон возможности пищеварительного тракта весьма ограничен. Ни одна молочная смесь не сможет заменить жм полностью. Содержание воды 87-88%, удельная плотность 1030-1032, калорийность 67-69 кКалл/100мл (как и в км). В женском молоке белков 15 г/л, а в коровьем 34 г/л, жиров одинаковое кол-во 39 г/л, углеводов в женском молоке больше – 74,5 г/л, а в коровьем – 46,5 г/л. В женском молоке преобладают мелкодисперсные белки (альбумины), а в коровьем крупнодисперсные (казеин). Отношение альбуминов к казеину в жм 3:2, а в км 1:4. рН 6,8-7,4, а в км рН 6,4-6,8. Буферность в жм минимальная, в км высокая, за счет лимонной к-ты и щелочно-земельных фосфатов. Лизоцима больше в женском молоке. Содержание витаминов в женском молоке зависит от времени года и питания матери, преобладают жирорастворимые витамины A, D, E, меньше водорастворимых, а в км наоборот. Минеральный состав (ммоль/л): жм – Cl 12, Na 7, K 14, Ca 8,25, Mg 1,6, P 4,8, Cu 6,28, Fe, 26,8, Zn 81. КМ – Cl 29, Na 25, K 35, Ca 31,25, Mg 4,9, P 31, Cu 4,7, Fe 17,9, Zn 58. Общее количество минеральных солей в жм меньше чем в км, но меди, железа и цинка больше. Нехватка витаминов и минеральных веществ компенсируется за счет прикорма – овощное и фруктовое пюре, соки. В молоке содержатся заменимые и незаменимые а/к, высокая концентрация фосфолипидов, преобладают ненасыщенные эссенциальные жирные к-ты и полиненасыщенные жирные кислоты, которые незаменимы в пластических процессах. Молоко содержит молочный сахар, бета-лактозу, которая усиливает рост бактериальной флоры, синтез витаминов группы В, бифидогенный фактор, который способствует более быстрому заселению кишечника бифидобактериями. В жм липаза активнее в 20-25 раз, чем в км.
У ребенка на естественном вскармливании лучше иммунитет (в жм присутствуют лимфоидные клеточные элементы, нейтрофилы, макрофаги, Т- и В-лимфоциты), молоко стерильно и не требует обработки, все компоненты жм лучше усваиваются, их количественный состав сбалансирован.
Вода – это структурный компонент нашего организма, входит в состав всех клеток, тканей и органов, больше всего воды находится в биологических жидкостях: в моче -95-99%, в крови – 85-92%, мало воды в костной и жировой ткани. Суточная потребность в воде составляет 2,5-3 литра: 1,5 литра за счет питья, 1 литр в составе пищи. Экзогенная вода поступает из вне, а эндогенная вода образуется в дыхательной цепи, является конечным продуктом обмена белков и жиров. При катаболизме жиров воды образуется больше всего, т.о. эндогенно образуется 300-400 мл воды. Выводится из организма 2,5-3 литра воды; если она не выводится, развивается отек; если выводится много – обезвоживание организма. Потеря воды с почками – 1,5 литра, потоотделение – 0,5-1 литр, в процессе дыхания – 300 мл, через кишечник – 100 мл. Вода составляет 2/3 от массы тела, Внутриклеточно воды содержится 70% от всего объема, а внеклеточной 30%: внутрисосудистый и интерстициальный (межклеточный) сектор.
Функции воды: 1) транспортирует все, что в ней растворяется: а/к, ионы и тд. 2) участвует в терморегуляции – испарение, потоотделение, подержание постоянной температуры 3) защитная функция 4) связана с обменом минеральных веществ 5) нейтрально является растворителем для всех полярных заряженных веществ, неполярные соединения вода не растворяет, образует мицеллы 6) участвует в реакциях гидролиза белков, жиров и углеводов.
Водный баланс – соотношение поступающей и выводящейся воды – водное равновесие. Положительный водный баланс – поступает больше чем выводится, у взрослых развиваются отеки, в норме наблюдается после кровопотерь, водного истощения, выздоровления, у беременных женщин; для детей это норма – рост и формирование детей (анаболизм). Отрицательный водный баланс – поступает больше чем выводится – патологическое состояние, возникает при дефиците вазопрессина.
Суточная потребность в воде новорожденных – 250-300 мл/сут, 1 год – 1,3-1,5 литра/сут.
studfiles.net
В молоке идентифицированы представители четырёх классов иммуноглобулинов – IgG, IgA, IgM, IgE.
Иммуноглобулины образуются в ответ на введение в организм антигена. Иммуноглобулины содержатся в сыворотки крови, слюне, выделениях слюнных желёз и т.д. Действие Ig осуществляется через образование комплекса с антигеном. Если при этом проявляется образование осадка, то это называется реакцией преципитации; если взаимодействие приводит к склеиванию клеток, то их называют агглютининами, если происходит лизис – лизинами.
Церулоплазмин и лактоферрин . Они являются соответственно медь- и железосодержащими белками молока. Оба белка предназначены для накопления и переноса ионов меди и железа, адсорбируя их на поверхности белковой глобулы. Как специализированные переносчики они способны обеспечить поступление ионов меди и железа в организм детёнышей, ликвидируя, таким образом, недостаток этих ионов в растущем организме. Однако между собой церулоплазмин и лактоферрин различаются по молекулярной массе – 151 и 76,5 кДа соответственно.
Очищенный церулоплазмин имеет голубую окраску за счёт высокого содержания меди (8 атомов меди на молекулу белка). Катализирует реакции оксидазного окисления аскорбиновой кислоты, гидрохинона, катехолов и p -фенилендиамина. Оптимум активности церулоплазмина приходится на pH 5,6…6,0. Ингибиторами фермента являются цеанид и азид, а активаторами – Fe2+ . Содержание церулоплазмина в молоке составляет менее 1 мг/кг.
Так как лактоферрин содержит в своём составе углеводы, то он является гликопротеином. Синтез лактоферрина происходит в клетках молочной железы. В молоке крупного рогатого скота содержится 20…350 мг/кг лактоферрина. При этом его концентрация может возрастать в молозиве и стародойном молоке в десятки и более раз.
Биологическая ценность казеина
Биологическая ценность белка пищи определяется двумя главными признаками: сбалансированностью незаменимых аминокислот, лёгкой гидролизуемостью пищеварительными протеиназами.
В настоящее время изучен аминокислотный состав пратически всех пищевых белков. Следовательно, может быть рассчитано соотношение незаменимых аминокислот и скор, т.е. отклонение в содержании аминокислот по сравнению с эталонными белками, имеющими наивысшую биологическую ценность. Известно, что белки животного происхождения обладают лучшим соотношением незаменимых аминокислот и скором, чем растительные. К белкам с наибольшей биологической ценностью относятся белки яйца, мышц животных и рыбы, а также молока, в том числе и казеин. Гидролизуемость пищеварительными ферментами до настоящего времени ещё недостаточно изучена и не полностью осмыслена.
Для определения биологической ценности белка важное значение имеют вид, возраст животного и человека, потребляющих данный белок. А.Э. Шарпенак отмечал, что биологическая ценность пищевого белка будет тем выше, чем ближе аминокислотный состав этого белка к аминокислотному составу тотального белка тела реципиента.
Необходимо отметить, что численная величина биологической ценности белка находится в тесной связи с его количеством в диете. При увелечении содержания белка в диете наблюдается снижение его биологической ценности и наоборот. В 1946 г. группа американских авторов выдвинула представление об «абсолютной» биологической ценности, под которой понималась биологическая ценность при уровне белка, покрывающем эндогенную потребность организма.
Биологическая ценность белка определяется сбалансированностью аминокислот. Незаменимые аминокислоты в организме используются: 1) для синтеза тканевых белков; 2) в качестве источника энергии, метаболизируя до конечных продуктов обмена; 3) для синтеза биологически активных веществ небелковой природы. При снижении количества белка в диете организм экономит незаменимые аминокислоты за счёт второго пути использования аминокислот, что приводит к увеличению абсолютной величины биологической ценности, являющейся в конечном итоге мерой рационального использования аминокислот, т.е. их утилизации по первому и третьему пути.
Потребность в незаменимых аминокислотах зависит так же от физиологического состояния организма. В конечном итоге, оптимальная потребность организма в незаменимых аминокислотах является интегральной величиной, зависящей от: 1) аминокислотного состава тканевых белков; 2) относительной массы этих белков в организме; 3) скорости их обмена; 4) уровня использования незаменимых аминокислот по второму и третьему метаболическим путям; 5) выделения незаменимых аминокислот в неизменённом или малоизменённом виде с экскретами. Все эти обстоятельства определяют потенциальный пул незаменимых аминокислот.
Полученные данные о наличии максимальной гидролизуемости в нативном состоянии делают казеин вне конкуренции с обычными глобулярными белками. Здесь важно подчеркнуть биологический аспект такого вывода, так как человек давно использует различные виды кулинарной обработки, вызывющие денатурацию глобулярных белков и соответственно увеличение их перевариемости.
Скорость гидролиза казеина пепсином зависит от степени дисперстности сгустков этого белка, именно она убывает с её уменьшением. Это обстоятельство должно иметь большое значение для обычных продажных препаратов казеина, в которых белок может подвергаться различным нежелательным изменениям, что должно приводить к снижению перевариваемости, а следовательно, и биологической ценности таких препаратов.
Таким образом, мы определили, что основным белком молока является казеин.
[3]
Сравнимая усвояемость казеина и сывороточного белка
Два главных белка в молоке - сыворотка и казеин. Целый ряд исследований выявил особенности их усвоения и влияния на метаболизм человеческого организма. Сывороточный протеин всасывается быстро и достигает пикового уровня в крови через 90 минут после приема. Казеин - медленный белок. Свертываясь в желудке, он постепенно высвобождает аминокислоты в кровь. Наблюдения показали, что приток аминокислот из казеина не прекращается на протяжении семи часов. Аминокислоты в крови подавляют распад мышечного белка. Быстрая абсорбция сывороточного белка приводит к большему окислению аминокислот в печени и повышению белкового синтеза (по причине увеличения количества аминокислот). Но сывороточный белок обладает меньшим антикатаболическим действием, чем казеиновый.
В недавно проведенном научной исследовании молочных белков приняли участие люди, ведущие активный образ жизни, и выяснилось, что употребление незаменимых аминокислот до и после тренировок заметно способствует синтезу белка, и соответственно, росту размеров и силы.
Если казеин и сыворотка усваиваются с разной скоростью, какой из них лучше стимулирует мышечный рост после тренировок с тяжестями? На этот вопрос и попытались ответить ученые. Участники эксперимента получали один из трех напитков через час после окончания тренировки ног. Напитки были следующими:
1) 20 г казенна
2) 20 г сывороточного протеина
3) плацебо
Для отслеживания метаболизма белка ученые замеряли уровень в крови двух незаменимых аминокислот - лейцина и фенилаланина. Как и ожидалось, оба белка обеспечили положительное белковое равновесие, но уровень лейцина достигал своего пика раньше. В начале эксперимента казеин и сыворотка показали сходное усвоение фенилаланина, но казеин дал более стойкий во времени результат, что подтвердило его «медленное» действие.
Между тем, к концу эксперимента оба белка привели к одинаковому уровню фенилаланина. Такой результат навел ученых на мысль, что с анаболической точки зрения нет особых различий между приемом сывороточного белка и казеина. Также было отмечено, что только фенилаланин использовался мышцами для синтеза белка. Лейцин, как аминокислота с разветвленной цепочкой, может накапливаться мышечными волокнами для получения энергии. Таким образом, уровень фенилаланина служит более точным показателем анаболического отклика мышц. Быстрое всасывание сывороточного белка также обеспечивает скорейшую оксидацию лейцина. Инициаторы эксперимента сообщили о незначительном окислении лейцина из казеина и 57%-ном его окислении из сывороточного протеина.
Из двух рассмотренных аминокислот только фенилаланин полностью использовался для синтеза мышечного белка. Поскольку результаты действия этой аминокислоты были сходными в случаях приема обоих белков, ученые заключили, что [4] сыворотка и казеин одинаково эффективно усиливают синтез мышечного белка после тренировок.
Ферменты молока
В молоке присутствуют ферменты: пероксидаза, каталаза, липаза, щелочная фосфатаза, ксантиноксидаза и др.
Пероксидаза – самый распространённый фермент растительных и животных тканей. Пероксидаза относится к группе двухкомпонентных ферментов (железогликопротеин), в составе которых гемин (протопорфирин IX в комплексе с трёхвалентным железом) и полипептидная цепь. Участки полипептидной цепи, входящие в эпитопы, представлены в виде затемнённых сплошных лент.
Пероксидаза катализирует реакции оксигеназного, оксидазного и пероксидазного окисления субстратов.
Каталаза является гемсодержащим ферментом, состоит из четырёх субъединиц, каждая из которых содержит по атому железа. Фермент катализирует реакции разложения (диспропорционирования) перекиси водорода на воду и кислород.
В молоке содержится незначительное количество каталазы. Возрастание активности фермента отмечается у новотельных и стародойных коров. Особенно высокая активность фермента проявляется при заболеваниях вымени у коров (маститах).
mirznanii.com
