ГИГИЕНА ПРОИЗВОДСТВА И ВЕТЕРИНАРНО-САНИТАРНАЯ ЭКСПЕРТИЗА МОЛОКА

Пищевое значение молока и молокообразование.Молоко пред­
ставляет собой сложную биологическую жидкость, которая образу­
ется в молочной железе самок млекопитающих и обладает высокой
пищевой ценностью, иммунологическими и бактерицидными свой­
ствами. Оно является незаменимой полноценной пищей для ново­
рожденных и высокоценным продуктом питания человека всех
возрастов. Высокая пищевая ценность молока состоит в том, что
оно содержит все вещества (белки, жиры, углеводы, минеральные
--------------------------------- 586-----------

вещества, витамины, ферменты, гормоны и др.), необходимые для человеческого организма, в оптимально сбалансированных соотно­шениях и легкоусвояемой форме. Молоко занимает особое место в питании детей, беременных и кормящих грудью женщин, а также пожилых и больных людей.

Белкимолока в организме человека играют роль пластического материала для построения новых клеток и тканей, образования био­логически активных веществ — ферментов и гормонов. Высокая биологическая ценность белков молока обусловлена их составом, сбалансированностью аминокислот, хорошей переваримостью и ус­вояемостью организмом (96-98%). Незаменимые аминокислоты — метионин, триптофан, лейцин, изолейцин, валин и фенилаланин — содержатся в белке молока в значительно больших количествах, чем в белках мяса, рыбы и растительных продуктов.

Биологическая ценность молочного жира обусловлена содержа­нием в нем ненасыщенных и насыщенных жирных кислот, наличи­ем фосфолипидов. Биологически важно наличие в молочном жире полиненасыщенных кислот — линолевой, линоленовой, арахидоно-вой, играющих большую роль в процессах обмена веществ. Эти кис­лоты участвуют во внутриклеточном обмене, входят в состав нервных клеток, регулируют уровень холестерина в крови, повышают элас­тичность сосудов, способствуют синтезу простогландинов. Липиды молока — носители жирорастворимых витаминов А, Д, Е, К, которых мало в других жирах. Хорошей усвояемости молочного жира (98%) способствует и низкая температура его плавления (28-36° С).

Лактоза— хороший источник энергии для работы сердца, пече­ни, почек, входит в состав клеток, витаминов. Разлагаясь в кишеч­нике до молочной кислоты, она способствует жизнедеятельности микрофлоры, тормозящей развитие гнилостных процессов. Орга­низмом человека лактоза усваивается на 98%.

Минеральные вещества молока,поступающие в организм че­ловека, поддерживают кислотно-щелочное равновесие в тканях и осмотическое давление в крови, способствуют нормальной жизнеде­ятельности организма. Молоко — источник жирорастворимых и водорастворимых витаминов. В молоке содержатся биологически активные вещества — гормоны, ферменты, простогландины, бакте-риостатические и бактерицидные вещества (лизоцим, иммуногло­булины, лактенины, лактоферрин и др.), повышающие устойчивость организма к инфекционным болезням.

Велика роль в питании человека и молочных продуктов — кис­
ломолочных, масла, сыров и др. Кисломолочные продукты (кефир,
творог, катык, сметана, кумыс, ацидофильное молоко и др.) наряду с
■■■•■■•- ■ ----------------------------------------------------- ■------------- 587----------------------------------

высокой пищевой ценностью обладают диетическими и лечебными свойствами (улучшают пищеварение, оказывают терапевтическое действие при желудочно-кишечных заболеваниях, хроническом бронхите, туберкулезе, малокровии, заболеваниях печени, почек, сер­дечно-сосудистой системы). Масло и сыр обладают высокой пище­вой ценностью, обусловленной их химическим составом и хорошей усвояемостью организмом.

Молокообразование. Молоко синтезируется клетками молочной железы самок из составных частей крови. Основные компоненты молока — жир, казеин, лактоза — синтезируются в результате пе­рестройки химических веществ, поступающих с кровью. Избира­тельно из крови в молоко переходят минеральные вещества и, ви­димо, без изменений — витамины, гормоны, ферменты, некоторые белки и пигменты.

В клетках молочной железы из аминокислот крови образуют­ся казеин, а- лактальбумин, /3- лактоглобулин. Альбумин, имму-ногло-булины переходят в молоко из крови. Основной источник аминокислот для синтеза белков молока — свободные аминокис­лоты крови. В процессе синтеза белков принимают участие ДНК, РНК, АТФ, ГТФ и ферменты. Молочный жир, фосфолипиды, стери-ны и другие липиды молока синтезируются в клетках молочной железы. Жирные кислоты поступают в молочную железу в соста­ве липидов крови или синтезируются ее клетками. Из липидов крови образуются главным образом высокомолекулярные жир­ные кислоты. Низкомолекулярные жирные кислоты образуются в клетках молочной железы. Их предшественниками являются ацетат и /3 - оксибутират, содержащиеся в крови животных.

Лактоза синтезируется в клетках молочной железы из D-глю-козы и УДФ-галактозы под действием фермента лактосинтазы.

Выведение компонентов молока из клеток молочной железы осуществляется путем активной диффузии через мембраны кле­ток без повреждения или с частичным нарушением их целост­ности.

Секреторная деятельность молочной железы находится в не­разрывной связи с функцией остальных систем и органов живот­ного — нервной, пищеварительной, дыхательной, кровеносной, эн­докринной и др. Главный регулирующий центр образования и выведения молока — центральная нервная система. Регуляция осуществляется нейрогуморальным путем — через нервно-реф­лекторные связи и посредством гормонов эндокринных желез.

Рефлекс выведения молока осуществляется в результате взаи­модействия нервной, эндокринной и сосудистой систем.

-------------- 588-----------

ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ МОЛОКА

Молоко состоит более чем из 300 компонентов, основные из ко­торых вода, белки, жир, лактоза, микроэлементы, витамины, фермен­ты, гормоны и др.

Вода — среда, в которой растворены или распределены все ос­тальные компоненты молока, образующие устойчивую коллоидную систему, позволяющую подвергать молоко различным технологи­ческим процессам. 95-97% воды находится в свободном состоя­нии. Эту воду можно удалить при нагревании молока. В ней ра­створены лактоза, минеральные вещества, кислоты. Кроме того, раз­личают воду связанную (2,0-3,5%), набухания и кристаллизацион­ную. Способностью связывать воду обладают белковые вещества, полисахариды, фосфатиды, так как они имеют гидрофильные груп­пы. Вода набухания содержится в лиофильных коллоидах с мицел-лярным строением (в белках). Кристаллизационная вода связана с молекулами лактозы.

После высушивания навески молока при температуре 103-105°С до постоянной массы остается сухое вещество (сухой остаток), в со­став которого входят все компоненты молока, за исключением воды. Компоненты сухого вещества обусловливают пищевую ценность молока и его технологические свойства при производстве молоч­ных продуктов.

Белки. Содержание белков в молоке коров в среднем составляет 3,3%. 78-85% белков представлены казеином, остальная часть — сывороточные белки, к которым относятся а - лактальбумин, Р - лак­тоглобулин, альбумин, иммуноглобулины, протеозопептоны и лак-то-феррин. К белкам молока относятся также ферменты, некоторые гормоны (пролактин), белки оболочек жировых шариков и белковые вещества микробных клеток.

Казеин в молоке находится в количестве 2,7% в коллоидном состоянии. Он является гетерогенным белком и в зависимости от содержания фосфора, серы и способности к свертыванию кислотой или сычужным ферментом его можно разделить на альфа-, бета-, гамма- и каппа-фракции. Нефракционный казеин содержит угле­рода 53%, водорода - 7,1, азота - 15,6, кислорода - 22,6, серы - 0,8, фосфора - 0,9%. Гамма-формат казеина не изменяется под дей­ствием сычужного фермента, тогда как альфа- и бета-формы осаж­даются с образованием сгустка (параказеина). Каппа-фракция изу­чена слабо.

При рН свежего молока 6,8 казеин имеет отрицательный заряд. Равенство положительных и отрицательных зарядов (изоэлектри-

ческое состояние) наступает в кислой среде при рН 4,6-4,7. Он относится к фосфопротеинам (содержит фосфор) и имеет свобод­ные аминные и карбоксильные группы. Карбоксильных групп в казеине почти в 2 раза больше, чем аминных, поэтому в нем кис­лотные свойства преобладают над основными. В молоке казеин со­единен с кальциевыми солями и образует казеинфосфаткальцие-вый комплекс.

Казеин обладает амфотерными свойствами — кислотными и щелочными. Свободные аминогруппы казеина взаимодействуют с альдегидами, например, с формальдегидом, на чем основано опреде­ление содержания белков в молоке методом формольного титрова­ния. Казеин можно выделить и воздействием слабых кислот. В этом случае казеинфосфаткальциевый комплекс распадается на чистый казеин и соль кислоты, в реакцию с которой он вступил. Такая реакция наблюдается при естественном скисании молока, когда под действием молочно-кислых микроорганизмов происхо­дит разложение лактозы с образованием молочной кислоты.

Сывороточные белки.После осаждения казеина из обезжирен­ного молока сычужным ферментом или кислотой в сыворотке ос­тается 0,5-0,8% белков. Основными из них являются /3- лактогло-булин, о - лактальбумин, альбумин сыворотки крови, иммуноглобу­лины, протеозо-пептоны, лактоферрин. Сывороточные белки по со­держанию незаменимых аминокислот биологически более полно­ценны.

Р - лактоглобулин составляет около 50% всех белков сыворот­ки. При пастеризации он подвергается денатурации. Биологичес­кая роль его не выяснена.

а- лактальбумина в молоке 2-5% от общего количества его белков. Он тонкодисперсирован, не коагулирует в изоэлектричес-кой точке в силу большой гидратированности не свертывается под действием сычужного фермента, термостабилен. Необходим для син­теза лактозы из галактозы и глюкозы.

Иммунные глобулины составляют 1,9-3,3% общего количества белков молока. В молозиве их количество повышается и достигает 90% всех сывороточных белков. Они выполняют функции анти­тел. Из молока коров выделено 3 группы иммуноглобулинов: G, А и М. В количественном отношении преобладают иммуноглобули­ны группы G. Аминокислотный состав основных белков коровьего молока представлен в табл. 21.

Протеозо-пептоны составляют около 24% сывороточных белков и 2-6% всех белков молока, относятся к наиболее термостабиль­ным сывороточным белкам. Они не осаждаются при нагревании

-------------- 590-----------

до 100°С в течение 20 мин. Количество их увеличивается в процессе хранения молока при низких плюсовых температурах (3-5°С). Био­логическая роль этих белков не выяснена.

Лактоферрин — красный железосвязывающий белок, по свой­ствам напоминающий трансферрин крови. Обладает бактериостати-ческим действием. В молоке коров его содержится 0,1-0,4мг/мл, в молозиве - 1-6, мг/мл.

Небелковые азотистые вещества молока представляют собой про­межуточные и конечные продукты азотистого обмена и поступают в молоко из крови. К ним относятся пептиды, аминокислоты, мочеви­на, аммиак, креатин, креатинин, оротовая, мочевая и гшшуровая кис­лоты. Они составляют около 5% всего содержания азота в молоке.

Ферменты.Из молока здоровых животных выделено более 20 истинных ферментов. Одни из них секретируются в клетках молоч­ной железы (щелочная фосфатаза, лактосинтаза, лизоцим), другие переходят в молоко из крови животных (альдолаза, каталаза, протеи-наза). Кроме истинных, в молоке присутствуют ферменты, вырабаты­ваемые микрофлорой молока. Ферменты, находящиеся в молоке и молочных продуктах, имеют большое практическое значение. На дей­ствии ферментов классов оксидоредуктаз, гидролаз, трансфераз и дру­гих основано производство кисломолочных продуктов и сыров. Про-теолитические и липолитические ферменты вызывают изменения, приводящие к снижению пищевой ценности и возникновению поро­ков молока и молочных продуктов. По активности некоторых фер­ментов можно судить о санитарно-гигиеническом состоянии сырого молока и эффективности его пастеризации. К оксидоредуктазам от­носят редуктазы, оксидазы, пероксидазу и каталазу.

Редуктазы накапливаются в сыром молоке при размножении в нем бактерий. Поэтому бактериальную обсемененность молока мож­но определить по продолжительности восстановления добавленно­го к молоку резазурина или метиленового голубого. Оксидазы вы­рабатываются клетками молочной железы (ксантиноксидаза) и мик­рофлорой молока (оксидазы аминокислот). Ксантиноксидаза ката­лизирует окисление пуриновых оснований — гипоксантина и ксан-тина до мочевой кислоты, а альдегидов — до карбоновых кислот. Пероксидаза синтезируется клетками молочной железы и частич­но освобождается из лейкоцитов, обладает антибактериальными свой­ствами; инактивируется при температуре около 80°С, что использу­ют в молочной промышленности для контроля эффективности пас­теризации молока.

Каталаза переходит в молоко из клеток молочной железы, а также вырабатывается микрофлорой молока и лейкоцитами. В молоке

—591

здоровых животных каталазы содержится мало, а в молозиве и мо­локе больных животных ее количество резко увеличивается. В свя­зи с этим определение активности каталазы используют в.качестве метода обнаружения молока, полученного от больных животных (мастит и др.).

Таблица 21 Аминокислотный состав основных белков молока коров,%

Сывороточные белки

Не-

Белки оболочек жировых шариков

Глютаминовая

Пролин

Лейцин

Лизин

Валин

Аспарагиновая

Серии

Тирозин

Изолейцин

Фенилаланин

Треонин

Аргинин

Гистидин

Алании

Метионин

Глиюкол

Глищн

Триптофан

Цистин

К гидролазам и ферментам других классов относят липазы, фос- | фатазы, /3 - галактозидазу, лизоцим, протеиназы, рибонуклеазу и др.

Липазы представлены нативной и бактериальной липазами, А-, В-эстеразами, холинэстеразой и липопротеидлипазой. Они спо- | собствуют гидролизу жира с выделением низкомолекулярных кис­лот, что приводит к прогорканию молока. Истинные липазы раз­рушаются при температуре 74-80°С, бактериальные — при 85- |

-------------- 592----------------

90°С. Фосфатазы — в молоке содержатся щелочная фосфатаза, сек-ретируемая клетками молочной железы и микроорганизмами, а также фосфопротеидфосфатазы, неорганическая пирофосфатаза и АТФаза. Щелочная фосфатаза катализирует гидролиз эфиров фос­форной кислоты с образованием неорганического фосфора. Инак-тивируется она при температуре 72-74°С и выше, что положено в основу метода контроля эффективности пастеризации молока и

сливок.

Лактаза (/3- галактозидаза) синтезируется молочнокислой мик­рофлорой (бактериями и дрожжами). Катализирует реакцию гид­ролитического расщепления лактозы на моносахариды —глюкозу и галактозу. Амилаза связана с лактоглобулиновой фракцией бел­ка молока. Количество ее повышается при заболеваниях живот­ных. При пастеризации инактивируется. Лизоцим катализирует гидролиз полисахаридов клеточных стенок некоторых видов мик­робов. Он обусловливает бактерицидные свойства молока, термо­стабилен в кислой среде. В молоке коров его количество составляет около 13 мкг в 100 мл.

Протеиназы в молоко, видимо, переходят из крови, а также синтезируются микроорганизмами и лейкоцитами. Они катали­зируют гидролиз молока, в основном казеина. Микрофлора мо­лока (гнилостные бактерии, микрококки) синтезирует протеина­зы, вызывающие пороки вкуса молока и молочных продуктов. Молочнокислые бактерии вырабатывают кислые протеиназы, име­ющие важное значение при производстве кисломолочных про­дуктов и сыров. Рибонуклеаза переходит в молоко из крови. Она катализирует расщепление рибонуклеиновой кислоты на нук-

леотиды.

Трансферазы (истинные и бактериальные) катализируют пере-аминирование аминокислот в клетках молочной железы. Лиазы (истинные и бактериальные) в молоке представлены альдолазой, играющей важную роль в углеводном обмене молочной железы и микроорганизмов; карбоангидразой, катализирующей процесс де­гидратации угольной кислоты; декарбоксилазами, имеющими важ­ное значение при производстве кисломолочных продуктов. Изоме-разы играют важную роль в обмене веществ в клетках молочной железы и при брожении лактозы.

Липиды молока представлены молочным жиром и жироподоб-ными веществами — фосфолипидами и стероидами.

Молочный жир— производное спирта глицерина и жирных кислот. Среднее содержание его в молоке составляет 3,8%. В мо­лочном жире обнаружено около 150 жирных кислот с числом ато-

-------------- 593----------------

мов углерода от С₄ до С_ж (насыщенные, моно- и полиненасыщен­ные). Содержание в молоке главных жирных кислот представлено в табл. 22.

Таблица 22 Жирные кислоты молочного жира

В парном или нагретом молоке жир находится в состоянии эмульсии, а в охлажденном — в виде суспензии. В 1 мл коровьего молока содержится от 1 до 12 млрд жировых шариков диаметром 0,1-20 мкм. Поверхность жирового шарика окружена лецитино-белковой оболочкой. Температура плавления молочного жира 28-36°С, температура застывания 18-23'С, коэффициент преломления — 1,453-1,455.

Из насыщенных жирных кислот в молочном жире в большом количестве содержатся пальмитиновая, миристиновая и стеарино­вая, а из ненасыщенных — олеиновая, пальмитолеиновая, линоле­вая и миристолеиновая.

Из фосфолипидов в молоке имеется лецитин, кефалин, сфинго-миелин, цереброзиды. Суммарное их количество — около 0,06%. Фосфолипиды входят в состав оболочек жировых шариков, а также находятся в связи с белковой фазой и плазмой молока. Из стерои­дов в молоке присутствует холестерин (в комплексе с белками и в плазме молока) и эргостерин (входит в состав оболочек жировых шариков). В молоке стероидов 0,01-0,014%.

Лактозав молоке коров составляет в среднем 4,7%, находится в молекулярном состоянии и представляет собой дисахарид, состо­ящий из глюкозы и галактозы. По сравнению с сахарозой лактоза в 5 раз менее сладкая и хуже растворима в воде.

------------- " 594----------

Минеральные вещества. Минеральный состав молока во мно­гом зависит от минерального состава кормов. Минеральных веществ в молоке содержится в среднем 0,7%. Их подразделяют на макро-и микроэлементы. Макроэлементы содержатся в относительно боль­ших количествах — 10-100мг/кг, их концентрация в молоке срав­нительно постоянна; микроэлементы — в количествах, измеряемых микрограммами, концентрация их значительно варьирует в зависи­мости от кормления животных, условий первичной обработки и хранения молока.

К макроэлементам относят калий, натрий, кальций, магний, фос­фор, хлор и серу. Калий, натрий, кальций и магний находятся в молоке в основном в виде солей фосфорной и лимонной кислот. Около 95% калия и натрия присутствует в истинном растворе в виде легко диссоциирующих солей, остальное их количество связа­но с казеином и находится в коллоидном состоянии. Кальций име­ется в молоке в основном в коллоидной форме (около 30% — в виде коллоидного фосфата кальция и около 40% — в виде казеин-кальцийфосфатного комплекса). На долю истинного раствора при­ходится около 30% всего кальция.

Магнийнаходится в молоке в истинном растворе (73-82% ), ос­тальное его количество входит в состав коллоидного фосфата маг­ния и связано с казеином.

Фосфорв молоке представлен следующими соединениями (%): неорганическими солями в виде истинного раствора — 37, органи­ческими эфирами в виде истинного раствора — 7, казеинкальций-фосфатным комплексом — 20, неорганическими солями в виде коллоидного раствора — 38,5, липидами — 1,5. Сера входит глав­ным образом в состав белков.

Из микроэлементов в молоке содержатся алюминий, барий, бор, бром, ванадий, железо, йод, кадмий, кобальт, кремний, литий, марга­нец, медь, молибден, никель, селен, серебро, стронций, сурьма, фтор, хром, цинк. Распределение их между составными компонентами молока изучено недостаточно. Известно, что алюминий, медь, марга­нец, молибден, никель, цинк и йод связаны с белками молока, а бор — с жировой фазой. Около 90% всей меди молока связывается с казеином и сывороточными белками, 10% — с жировыми шарика­ми (2-3% — с оболочечными белками, остальные 7-8% — с фосфо-липидами). Большая часть железа соединяется с а-казеином, ос­тальная с /3 -казеином и лактотрансферрином. Марганец связыва­ется с сывороточными белками, олово — с /3 -казеином. С белками молока соединяется йод (около 30%), а около 60% его количества находится в небелковых органических соединениях. 40% йода при-

-------------- 595-----------

сутствует в сыворотке молока в виде неорганических соединений и около 5% связано с жиром.

Витаминысодержатся в молоке в различных количествах, что обусловлено поступлением их в организм коровы с кормом, интен­сивностью синтеза микрофлорой рубца и степенью разрушения при обработке и хранении молока. Среднее содержание витаминов в 100 г молока составляет (мг): жирорастворимых - А - 0,02-0,2, Д -0,002, Е - 0,06; К - 0,032; водорастворимых - В_х- 0,05; В₂- 0,2; В„

- 0,1-0,15; В₁₂- 0,1- 0,3, РР - 0,05-0,4, В₃- 0,28-0,36, С - 0,5-2,8,
Н - 0,00001-0,00003.

Гормоныв молоко поступают из крови. Они принимают учас­тие в образовании и выделении молока (пролактин, тироксин, люте-остерон, фолликулин, окситоцин, адреналин, инсулин и др.).

Газысоставляют 60-80 мл в 1 л молока, из них двуокиси углерода (углекислого газа) — 50-70%, азота — 20-30, кислоро­да - 5-10%.

Химический состав молока представляет собой сложную поли­дисперсную систему. На его показатели оказывают влияние корм­ление и содержание животных, состояние здоровья, породность и многие другие факторы. Все это необходимо учитывать при ветсан-экспертизе молока и молочных продуктов.