Определение содержания белка в молоке методом формольного титрования

• Описание
• Школьный этап
• Межрайонный этап
• Городской этап

Статус

На рассмотрении

Конференция

Школьный этап Конкурса исследовательских и проектных работ обучающихся Образовательного центра «Протон»

Секция

Естественнонаучное направление

Тип работы

Исследовательская работа

Дата отправки заявки

Dec. 28, 2017, 10:58 a.m.

Школа

ОАНО Школа «Ника»

Авторы

Мария К.К. (11 класс)

Особую ценность в молоке представляют белки, они полезнее, чем белки мяса и рыбы, и быстрее перевариваются. Массовая доля белка в молоке является важным показателем качества молока. Россия отстает по этому показателю от других развитых стран.
Поэтому целью работы является исследование образцов молока местных производителей на содержание белка и определение, соответствует ли оно норме. Работа имеет экспериментально-исследовательский характер.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:
• Изучить различные методы определения содержания белка в молоке.
• Оптимальным для себя методом определить содержание белка в молоке и сравнить результаты с заявленной производителем массовой долей.
Результаты:
Массовая доля (в %) общего количества белков в молоке равна количеству 0,1 н раствора гидроксида натрия, затраченного на нейтрализацию в присутствии формалина, умноженному на коэффициент 0,959.
Выводы:
• Исходя из наличия реактивов и оборудования, оптимальным для меня методом определения белка является метод формольного титрования.
• Результаты исследования содержания белка в молоке совпали с массовой долей указанной на упаковке в случаях проб «Молоково!» и «33 коровы», во всех остальных случаях полученный мною результат оказался больше).
• Из результатов видно, что содержание белка в исследуемых образцах молока оказались выше заявленных производителями.

Файлы:

• Презентация: Определение содержания белка в молоке методом формольного титрования
  По состоянию на Dec. 28, 2017, 10:58 a.m. (2.5 MB)

• Текст работы: Определение содержания белка в молоке методом формольного титрования
  По состоянию на Dec. 28, 2017, 10:58 a.m. (36.6 KB)

Не соответствует регламенту — на городской этап допускаются участники 7 — 11 классов.

Не верно выбрано направление. Направление можно изменить при редактировании работы.

Работа не соответствует требованиям, предъявляемым к проектным работам. http://mgk.olimpiada.ru/publishing_rules/

Работа не соответствует требованиям, предъявляемым к исследовательским работам. http://mgk.olimpiada.ru/publishing_rules/

Неполная комплектность работы для экспертизы (нет текста работы/нет презентации работы).

Работа содержит некорректно цитируемый материал (он должен быть взят в кавычки, должны быть указаны источники).

Спасибо за участие. Ваша работа была оценена экспертами. Итоговый балл не достиг величины проходного на очный тур по данной секции. В личном кабинете Вы можете ознакомиться с баллами по критериям.

Белки животного происхождения и польза коровьего молока

Белки животного происхождения являются незаменимыми поставщиками в организм человека легкоусвояемых кальция, белка, лактозы и многих других питательных элементов. Несомненная польза коровьего молока в этом отношении широко используется в детском и младенческом возрасте. Однако и для взрослого человека молочные продукты имеют первостепенное значение в деле сохранения и укрепления здоровья.

Продукты, относящиеся к первой и второй группам, представляют собой главные источники полноценных животных белков. Они содержат сбалансированный набор аминокислот и служат для построения и обновления основных структур человеческого тела.

Белок коровьего молока

Белок коровьего молока отлично усваивается пищеварительной системой человека. Коровье молоко — питательный, легкоусвояемый продукт, подходящий для людей всех возрастов. Многие до сих пор недооценивают его замечательные свойства, однако именно молоко способно в значительной мере удовлетворить потребность детей и взрослых в основных пищевых веществах. В 100 граммах молока содержится около 60 ккал, примерно 3 грамма белка, 3,2 грамма эмульгированного жира, большое количество легкоусвояемых соединений кальция и фосфора, витамины А, В2 и D (летом содержание этих витаминов в молоке гораздо выше, чем зимой).

Сухое молоко особенно богато белком: его доля в составе продукта достигает 26 %. Но в сухом виде съесть его столько невозможно, тем более что энергетическая ценность 100 грамм такого молока составляет 475 ккал.

Благодаря добавленному сахару сгущенное молоко также является высококалорийным продуктом: в 100 граммах продукта содержится около 7% белка, 8 % жира, 50 % углеводов, более 300 ккал.

Пищевая ценность молочных продуктов

О пользе всевозможных кисломолочных продуктов: кефира, простокваши, айрана, кумыса и т. д. — уже сказано так много, что остается лишь повторить индийскую пословицу: «Пей кислое молоко и проживешь долго». При правильной закваске эти напитки не только сохраняют полезные свойства молока, но и обогащаются микроорганизмами, препятствующими развитию гнилостных микробов в толстом кишечнике.

Высокая пищевая ценность молочных продуктов, которой обладают различные виды сыров и творог, в том числе обезжиренный, которым многие напрасно пренебрегают. Между тем именно в нем содержится максимум белка — около 18 % — и сравнительно небольшая доля жира — 0,6 %. Калорийность обезжиренного творога невелика (86 ккал на 100 граммов продукта), что позволяет рекомендовать его тучным людям.

Кроме того, в твороге, как и в других молочных продуктах, присутствует сравнительно большое количество холина, метионина и других веществ, способных предупреждать развитие ожирения печени.

Содержание белка в молочных продуктах

Содержание белка в молочных продуктах настолько высоко, что достаточно 0,5 литра молока в день для восполнения четверти суточной потребности в животном виде этого пищевого элемента. 1 литр молока содержит суточную норму кальция.

Сыры, как правило, довольно калорийны, ведь наряду с высоким содержанием белка (20-25 %) в них имеется не менее значительное количество жира (25-50 %). Белок в молочных продуктах является идеальным строительным материалом для восстановления и регенерации любых тканей человеческого организма.

В 100 граммах сыра содержится примерно 350-400 ккал.

Польза молочных продуктов для человека

Изученная учеными польза молочных продуктов для человека заключается в полноценных поставках белка и кальция в сочетании с некоторыми другими витаминами и минералами.

Таким образом, в молоке и молочных продуктах весьма удачно сочетаются полноценные белки, легкоусвояемые жиры, некоторые минеральные вещества и витамины. Недаром И. П. Павлов называл молоко пищей, приготовленной самой природой.

Молочные продукты обязательно должны входить в ежедневный рацион, так как они являются источником молочного белка и легкоусвояемого кальция.

Молочные белки: хорошие и плохие

Помните, Маленькая Мисс Маффет ела свой творог и сыворотку? Эти два белка содержатся в молоке. Сывороточный белок — это жидкая часть молока, остающаяся после удаления творога, называемого казеином. Но не все казеины одинаковы.

Казеин

Творог из молока используется для производства большинства сыров. Творог — лучший пример того, как выглядят творожки. Тем не менее, творог, казеин, является белком в молоке, на который у большинства людей аллергия на молочные продукты. Новорожденные и маленькие дети особенно уязвимы для творога, потому что их кишечник и иммунная система слишком незрелы, чтобы переносить этот белок.

Но не все казеины одинаковы.

Большая часть белка в молоке — это казеин, но есть и другие виды. Двумя наиболее распространенными из них являются бета-казеин А1 и А2, и они по-разному влияют на наше здоровье. A1 был связан с плохим здоровьем и болезнями, а A2 — нет. Если вы потребляете молочные продукты, важно покупать те, которые сделаны из молока с небольшим содержанием А1 или без него.

Большинство людей считают черных и белых коров источником молока. Эти животные, называемые голштинами (американская порода) и фризами (европейская версия), являются наиболее распространенными источниками молока на рынке. Эти крупные производители молока в больших объемах чаще всего используются крупными корпоративными молочными фермами. Обычно им дают bST (бычий соматотропин — гормон, используемый для увеличения производства коровьего молока) и дают специальные корма из кукурузы и синтетических витаминов, а не травы. Эти коровы производят молоко с высоким содержанием бета-казеина типа А1, белка, который ведет себя как опиат и связан с хроническими заболеваниями. (Рыжеватые коровы, в том числе эрширские и молочные короткорогие, также относятся к этой категории и менее распространены.)

Молочные коровы других видов меньше по размеру и имеют коричневато-белую окраску. Их называют джерсейскими, гернсейскими и коричневыми швицкими коровами. Они производят меньше молока, естественно устойчивы к болезням и довольно эффективно превращают траву в молоко. Уровень казеина А1 у этих животных очень низкий, а уровень А2 у них выше. Их молоко похоже на молоко других животных, включая коз, овец, буйволов, яков, ослов и верблюдов — молоко этих животных содержит в основном А2 и мало А1.

Исследования показывают сильную связь между потреблением казеина А1 и различными проблемами со здоровьем. Многочисленные исследования, в том числе данные Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), связывают А1 с повышенным риском сердечных заболеваний, высоким уровнем холестерина, диабетом 1 типа, синдромом внезапной детской смерти и неврологическими расстройствами, такими как аутизм и шизофрения, и, возможно, с аллергией. Но эти проблемы со здоровьем не связаны с потреблением казеина А2.

Как узнать, от какого вида животных получено молоко? К сожалению, в большинстве случаев молоко от многих разных стад коров смешивается к моменту поступления в магазин в виде молока или сыра. Это делает невозможным определение типа казеина, который вы получаете.

За исключением похода на ферму за сырым молоком и наблюдения за типами коров, что может сделать удивительное количество потребителей, у вас скоро будет больше доступа к молоку с более высоким A2 и низким (или нулевым) A1. Новозеландская государственная компания A2 Corp, LTD лицензирует технологию, которая идентифицирует молоко с помощью белка бета-казеина A2. Компания также закупает и поставляет молоко A2, работая в основном в Новой Зеландии, Австралии, а теперь и в США (с планами вскоре выйти на азиатский рынок).

Сыворотка

Молоко, содержащее большинство витаминов и минералов, включая кальций, а также являющееся полноценным белком, является сывороткой. Во время производства сыра, который в основном производится из творога, сыворотку часто скармливают животным по питательным причинам. Тем не менее, приготовление сыра из молочной сыворотки — отличный вариант — большинству людей знакома рикотта. При покупке проверьте этикетку и убедитесь, что основным ингредиентом является сыворотка, а не творог (многие дешевые продукты из рикотты производятся из цельного молока, а не из сыворотки). Сыворотку также превращают в порошки для использования в выпечке и смузи.

Сывороточный компонент молока содержит группу натуральных серосодержащих веществ, называемых биотиолами, которые помогают вырабатывать ключевой антиоксидант в ваших клетках, называемый глутатионом. Поскольку сыворотка помогает иммунной системе, ее используют для профилактики и лечения многих хронических заболеваний, от астмы и аллергии до рака и сердечных заболеваний. Это также может помочь улучшить работу мышц. Большинство людей, страдающих аллергией на коровье молоко, обычно без проблем могут употреблять сыворотку. Небольшое количество лактозы содержится в сыворотке (намного меньше, чем в жидком молоке), но этого обычно слишком мало, чтобы вызвать проблемы с кишечником даже у большинства людей, чувствительных к лактозе. У тех, кто действительно не переносит лактозу (вероятно, менее пяти процентов населения), такое количество лактозы может быть проблемой.

Самое главное, всегда покупайте органические продукты, чтобы избежать химических веществ, гормонов и лекарств, обычно используемых в молочной промышленности. Я не употребляю молоко, а вместо этого покупаю сырое молоко, чтобы делать кисломолочные сыры и масло.

При покупке сыра ищите сорта сырого молока. Людям с воспалительными заболеваниями и другими проблемами, связанными с дисбалансом жиров, следует ограничить употребление молочных продуктов до тех пор, пока здоровье не восстановится. Поддержание баланса жиров, как описано в моих книгах и на этом сайте, может быть достигнуто при употреблении здоровых молочных продуктов в умеренных количествах.

Ультратермическая обработка белков молока

Молоко содержит примерно 3,5% белка по весу, что представляет собой очень сложную систему. Этот молочный белок обычно делят на две основные фракции в зависимости от характера их растворимости. Белки казеина составляют от 75% до 80% от общего количества белка в молоке и осаждаются при рН 4,6 при 20°С, в то время как 20% белка остается в сыворотке.

1. Введение

Молоко представляет собой сложную биологическую жидкость, вырабатываемую в молочной железе самок млекопитающих. Он производится для питания новорожденных от рождения до отлучения от груди ^[1] . Это очень питательная и легко усваиваемая пища, т. е. богатая минералами, белками и энергией в водном растворе. Это обеспечивает новорожденного незаменимыми аминокислотами и многими другими важными соединениями, такими как гормоны, факторы роста и защитные агенты ^[2] .

Кроме того, молоко содержит качественные белки (казеин и белки молочной сыворотки), которые невозможно получить из какого-либо другого пищевого материала ^[3] . Молочные белки также обладают широким спектром полезных для здоровья и терапевтических преимуществ, таких как помощь в росте мышц, потеря жира и укрепление костей как у взрослых, так и у детей. Люди потребляют в основном коровье молоко; однако во всем мире люди получают молоко от многих других животных, включая буйволов, яков, коз, овец, северных оленей и верблюдов. Как правило, коровье молоко содержит 80 % казеина и 20 % сывороточного протеина, и оба протеина всегда полезны для здоровья и являются источником широкого спектра пептидов с потенциальными биологически активными свойствами ^{[4] [5]} . Функция молочного белка заключается в снабжении молодых млекопитающих незаменимыми аминокислотами, необходимыми для роста и развития мускулистого тела ^[5] . В течение последних столетий люди использовали молоко и продукты его переработки в качестве дополнения к своему рациону, и эти молочные продукты по-прежнему являются основным источником пищи. Кроме того, физико-химические свойства и текстурные свойства различных молочных продуктов зависят от функциональных свойств молочных белков ^{[6] [7]} . Свойства молочных белков также влияют на качество молока и молочных продуктов при различных условиях обработки и хранения. Однако из-за скоропортящегося характера молока исследовательские усилия сосредоточены на изучении различных процессов, позволяющих увеличить срок хранения молока в течение более длительного периода. Таким образом, жесткая термическая обработка стала более популярной из-за ее потенциала для увеличения срока годности молока без необходимости дальнейшего хранения в холодильнике 9. 0039 [4] . Ультравысокая температура (УВТ) включает нагрев молока до 135–145 °С в течение 2–3 с, что приводит к гибели спорообразующих патогенных микроорганизмов, в результате чего получается продукт со сроком годности несколько месяцев при хранении при комнатной температуре. ^[6] . Благодаря длительному сроку хранения ультрапастеризованного молока его можно легко транспортировать в отдаленные районы без охлаждения. По сравнению с пастеризованным молоком из-за чрезмерного и сильного нагревания ультрапастеризованное молоко имеет более вареный и сернистый вкус. Кроме того, при хранении изменение физико-химических свойств молока может привести к появлению неприятного привкуса, нежелательному потемнению, отделению жира, образованию осадка или гелеобразованию при последующем хранении ^[7] . Несколько важных факторов, таких как параметры обработки, неправильное время и температура (условия хранения) и тип упаковки, также влияют на характеристики качества и принятие потребителем. Кроме того, психротрофы могут расти в охлажденном молоке, и большинство этих бактерий продуцируют термостабильные внеклеточные протеазы, которые остаются активными после ультрапастеризации. Это придает конечным продуктам ультрапастеризации горький вкус, а также приводит к гелеобразованию ^[8] . Популяция психротрофов в парном сыром молоке, полученном от здоровых коров, составляет менее 10 2 колониеобразующих единиц (КОЕ) мл-1 в приемлемых гигиенических условиях, что составляет 10% от общей микробиоты ^[9] . Температура окружающей среды при переработке и хранении ультрапастеризованного молока может варьироваться от 0 °C до более или равной 50 °C в странах с холодным климатом, тропических зонах и некоторых хранилищах ^[10] . Однако эти изменчивые условия существенно влияют на белки молочных продуктов, которые могут претерпевать несколько изменений перед употреблением продукта. Чтобы избежать снижения пищевой ценности и обеспечить стабильность продукта, эти изменения необходимо понимать так, чтобы можно было свести к минимуму повреждение продукта ^[11] . При обработке и хранении изменения в белках обусловлены ферментативной активностью, физико-химическими взаимодействиями и микробиологической контаминацией. Молоко, обработанное сверхвысокой температурой, имеет срок годности 6–9 месяцев; однако некоторые компании заявляют о сроке годности своей продукции 12 месяцев ^{[6] [12]} . Более того, существует множество способов повреждения продукта при хранении даже в надлежащих условиях. Законный срок годности ультрапастеризованного молока в некоторых странах составляет <9.0 дней ^[13] . Кроме того, молочные белки являются наиболее важными компонентами молока, которые помогают выполнять различные биологические функции в организме человека; однако при хранении ультрапастеризованного молока образуются агрегаты молочных белков или белковые частицы различного размера, которые в конечном итоге влияют на общее качество молока ^[14] . Было показано, что агрегация белков молока увеличивается при изменении температуры хранения ^[15] . Более того, агрегация молочного белка представляет собой трехмерную сеть, которая происходит либо посредством ферментативных, либо неферментативных (сильная жара) процессов. Кроме того, при хранении изменение физико-химических свойств молока может привести к появлению неприятного привкуса, нежелательному побурению, отделению жира, образованию осадка или гелеобразованию при последующем хранении. Несколько важных факторов, таких как параметры обработки, условия хранения и тип упаковки, также влияют на качественные характеристики молока и его приемлемость для потребителей; однако влияние термической обработки на молочный белок непостоянно. Основными модификациями белка, которые происходят во время обработки УВТ, являются денатурация и агрегация белка, а также химические модификации его аминокислот. Эти изменения белков, вызванные УВТ, могут изменить усвояемость и общее биологическое влияние потребления этих белков ^{[12] [13] [14] [15]} . Поэтому в данном обзоре мы обсудили структурную химию белков молока и их фракций. Подробно обсуждаются общее качество ультрапастеризованного молока и токсикологические и физико-химические изменения молочных белков, подвергнутых ультрапастеризации, во время обработки и хранения.

2. Белки молока и их фракции

Молоко содержит примерно 3,5% по весу белка, что представляет собой очень сложную систему. Этот молочный белок обычно делят на две основные фракции в зависимости от характера их растворимости. Белки казеина составляют от 75% до 80% от общего количества белка в молоке и осаждаются при рН 4,6 при 20°С, в то время как 20% белка остается в сыворотке. В сыворотке около 15% составляют белки молочной сыворотки, растворимые в указанных выше условиях. Остальные белки, обнаруженные в молоке, являются следовыми фракциями гликопротеинов ^[16] . Белки состоят из полипептидной цепи аминокислотных остатков, соединенных между собой пептидными связями и сшитых дисульфидными связями. Кислотная карбоксильная группа и слабоосновная аминогруппа соединены углеводородной цепью, уникальной для каждой аминокислоты ^[17] . Однако казеиновая мицелла имеет сферическую форму и состоит из более мелких единиц, известных как субмицеллы. Здесь субмицеллы различаются по составу и состоят из κ-казеина и αs-казеина или αs-казеина и β-казеина. Они связаны между собой небольшими кальциево-фосфатными кластерными мостиками 9.0039 [11] . Более того, четвертичные, вторичные и третичные структуры являются частью трехмерной организации белков. Трехмерное расположение аминокислотных остатков, близких друг к другу в линейной последовательности, называется вторичной структурой. Вторичные структуры, возникающие из регулярных и периодических стерических связей, включают спираль и складчатый лист. Третичная структура относится к пространственному расположению аминокислотных остатков, которые широко разнесены в линейной последовательности, что позволяет происходить большему сворачиванию и скручиванию ^[16] . Белок считается глобулярным, если он плотно скручен и свернут в сферическую форму, и волокнистым белком, если он состоит из длинных пептидных цепей, связанных межмолекулярными связями. Когда белки с двумя или более субъединицами полипептидной цепи связаны, они образуют четвертичную структуру ^[12] . Белки молока включают αs1-казеин, αs2-казеин, β-казеин, κ-казеин, α-лактальбумин (αLA) и β-лактоглобулин (βLG), которые являются основными компонентами молока и сывороточных продуктов.

κ-казеин отвечает за стабильность казеиновых мицелл и очень устойчив к осаждению кальция. Расщепление сычужного фермента по связи Phe105-Met106 устраняет стабилизирующую способность, оставляя гидрофобную часть, пара-κ-казеин, и гидрофильную часть, называемую гликомакропептидом κ-казеина ^[18] .

Белки молочной сыворотки, также известные как белки сыворотки, представляют собой глобулярные белки, составляющие 20% общего белка коровьего молока и практически весь белок сыворотки. Это сложные по структуре белки с высоким уровнем вторичной и третичной белковых структур. Кроме того, сывороточные белки дополнительно фракционируются на различные важные фракции, такие как β-лактоглобулин (55%), α-лактальбумин (20%), иммуноглобулины (13%) и бычий сывороточный альбумин (БСА) (7%). минорные белки (5%) ^[19] . β-лактоглобулин, который является основным сывороточным белком в коровьем молоке, имеет сложную структуру с α-спиралями или β-слоями, образуя упакованную глобулярную структуру с прочными внутренними дисульфидными (S-S) мостиками. Физические свойства сывороточных белков показаны в таблице 1 ^[20] .

Таблица 1. Физические свойства, молекулярная масса и концентрация сывороточных белков в молоке.

Молочные белки (сывороточные белки)	% сывороточного протеина	Изоэлектрическая точка (pI)	Концентрация (г/л)	Молекулярная масса (кДа)	Каталожные номера
β-лактоглобулин	55–65	5,35–5,49	3,3	18,4	[2] [20]
α-лактальбумин	15–25	4,2–4,5	1,2	14,2	[2] [20]
Альбумин бычьей сыворотки (БСА)	5–6	5. 1	0,3	66,3	[2] [20]
Иммуноглобулины	10–15	5,5–8,3	0,5	80–900	[2] [20]
Протеозопептоны	10–20	5,1–6,0	0,2	4,1–80	[2] [20]

Молоко содержит несколько второстепенных белков, в том числе около 60 местных ферментов, таких как оксидоредуктаза, ксантин, лактопероксидаза, фосфатазы, протеиназа и липопротеинлипаза. Они важны с научной точки зрения. Большинство минорных белков выполняют биологические функции и, вероятно, играют очень важную роль ^[21] .

3. Типы систем ультрапастеризации молока

Как правило, ультрапастеризация пищевых продуктов представляет собой комбинацию термической обработки с асептической упаковкой, которая обеспечивает срок годности пищевого продукта с минимальными химическими повреждениями по сравнению со стерилизацией в контейнере. продукты питания. Несмотря на то, что ультрапастеризованное молоко имеет срок годности до 12 месяцев, пастеризованное молоко занимает больший сектор молочного рынка, так как оно используется в качестве полуфабриката ^[22] . Ультрапастеризованному молоку может потребоваться долгосрочная стабильность, но в последнем случае желаемый срок годности может быть короче трех месяцев. Для достижения «коммерческой стерильности», т. е. маловероятности роста бактерий в продукте при типичных условиях хранения, используется УВТ-обработка в диапазоне 135–150 °C в сочетании с надлежащим временем выдержки ^[23] . На практике продукты проверяют на стерильность путем инкубации при 55°С в течение 7 дней или при 30°С в течение 15 дней и тестирования на рост бактерий. УВТ-обработка в основном состоит из двух типов: прямой и непрямой термообработки. Насыщенный пар непосредственно смешивают с молоком, и с помощью вакуумного испарителя пар (добавленную воду) удаляют из молока методом прямого нагрева ^[24] . С другой стороны, теплоноситель, а именно горячая вода или пар, используется для косвенного нагрева молока путем конвекции или прохождения через барьер в виде теплообменника в косвенном методе, как показано на рис. 9.0111 Рисунок 1 . Основное отличие этих двух методов состоит в том, что воздействие на белки молока можно дифференцировать по температурному и временному профилям. При прямом способе нагревания молоко нагревается и охлаждается очень быстро от температуры стерилизации по сравнению с косвенным методом нагревания. По этой причине прямой метод нагревания вызывает меньше химических изменений, чем непрямой метод нагревания. При обработке молока прямым методом ультрапастеризации образование осадка происходит в большей степени по сравнению с осадком, происходящим в молоке из непрямых систем, причем скорость осадка прямо пропорциональна увеличению тепловой нагрузки и температуры хранения ^[22] . Стерилизация во время асептической упаковки молока используется в процессе ультрапастеризации, и эта операция позволяет упаковывать ультрапастеризованное молоко без загрязнения, что обеспечивает длительный срок хранения молока при температуре окружающей среды ^[23] .

Рисунок 1. Полимерная структура различных фракций казеинового белка. Казеин существует в свежем молоке в виде мицеллярной структуры, представляющей собой сложную совокупность белков (α _s1 -казеина, α _s2 -казеин, β-казеин, κ-казеин и несколько второстепенных белков) и коллоидный фосфат кальция.

4. Влияние ультрапастеризованной обработки на молочные белки

Существует множество признаков того, что молочные белки присутствуют в ультрапастеризованном молоке, и молочные продукты изменяются в процессе обработки и хранения. Термическая обработка оказывает широкий спектр воздействия на компоненты молока в зависимости от ее интенсивности, но обычно она связана с нежелательными изменениями цвета, текстуры и питательных свойств продукта ^[25] .

Большинство основных белков молочной сыворотки представляют собой высокоупорядоченные глобулярные белки, поэтому они очень чувствительны к нагреванию, поскольку подвержены структурным повреждениям во время обработки в молочной промышленности (например, гомогенизация под высоким давлением и термообработка). . Как правило, сывороточные белки имеют тенденцию разворачиваться из своей первоначальной структуры, обнажая аминокислоты, такие как цистеин, который содержит свободную сульфгидрильную (-SH) группу, когда они подвергаются воздействию температур выше 65 °C ^[26] . Более того, открытая свободная сульфгидрильная группа теперь легкодоступна и обладает высокой реакционной способностью, что позволяет другим денатурированным сывороточным белкам и белкам, содержащим открытые сульфгидрильные группы (например, κ-казеин), взаимодействовать и агрегировать с образованием новой (S-S) дисульфидной связи ^{. 27]} . Фракции сывороточного белка состоят из нескольких белков, таких как лактоферрин (LTF), α-лактальбумин (α-LA), β-лактоглобулин (β-LG), небольшое количество лактопероксидазы (LP), бычий сывороточный альбумин (BSA) и иммуноглобулин. (ИГ). Структуры α-ЛК, β-ЛГ и БСА показаны в Рисунок 2 . Кроме того, β-LG имеет две дисульфидные связи, сохраняющие структурную целостность при термообработке и гидролизе, и одну свободную цистеиновую группу.

Рисунок 2. Полимерная структура сывороточных белков и их фракций. β-lg принадлежит к семейству липокалиновых белков, все из которых содержат β-ствол, состоящий из антипараллельных β-листов. В β-Ig каждый β-лист имеет одну гидрофобную сторону и одну гидрофильную сторону. Две гидрофобные стороны обращены друг к другу, образуя гидрофобную полость. α-лактальбумин (α-la) представляет собой глобулярный белок с массой 14,2 кДа, состоящий из 123 аминокислот. A, B и C считаются генетическими вариантами, а BSA представляет собой белок из 582 аминокислотных остатков. Структура состоит из трех доменов, стабилизированных 17 дисульфидными связями и одной свободной тиольной группой 9.0039 [16] .

Сывороточные белки более подвержены тепловой денатурации, и их восприимчивость зависит от структурной химии белков. Иммуноглобулины являются наиболее чувствительными к нагреванию сывороточными белками, за ними следуют бычий сывороточный альбумин (БСА), β-лактоглобулин (β-Lg), α-лактальбумин (α-La) и протеозопептоны, хотя последние не подвержены влиянию нагревать. В большинстве случаев обработка УВТ денатурирует иммуноглобулины и большую часть бычьего сывороточного альбумина (БСА), поскольку эти белки присутствуют в более низких концентрациях, чем β-лактоглобулин и α-лактальбумин. Структура иммуноглобулинов объясняется в Рисунок 3 . Эффекты денатурации и взаимодействия с другими белками незначительны по сравнению с β-лактоглобулином и α-лактальбумином, тогда как в молоке в денатурации сывороточных белков преобладает денатурация β-лактоглобулина, составляющая около 50% сывороточные протеины. Однако α-лактальбумин также важен ^[26] .

Рисунок 3. Полимерная структура различных типов иммуноглобулинов, присутствующих в молоке.

Кроме того, денатурированные сывороточные белки могут взаимодействовать с фракциями казеина и образовывать композит из сывороточного белка и к-казеина либо в фазе сыворотки, либо на поверхности мицеллы казеина ^[16] . Такое композитное образование может предотвратить диссоциацию αs-казеина и β-казеина при повышении температуры ^[28] , и, таким образом, снизить их уровень в сыворотке ультрапастеризованного молока по сравнению с пастеризованным молоком. Отделение κ-казеина от мицеллы казеина является важным фактором, связанным с денатурацией β-лактоглобулина. При УВТ-обработке обезжиренного молока (сухой остаток 12–15%) суммарное процентное содержание к-казеина из казеиновой мицеллы при рН 6,6 составляло 30–60% ^[29] . Таким образом, κ-казеин взаимодействует с денатурированным β-лактоглобулином либо в мицеллярной, либо в сывороточной фазе казеина.