Ценность молочных продуктов. Пищевая и биологическая ценность молока и молочно-кислых продуктов. Роль молока в питании различных групп населения

Всем известна высокая биологическая ценность такого пищевого продукта, как молоко. Осбоенно полезно молоко для детей.

Молоко находится в числе пищевых рекордсменов по содержанию полноценных белков, жиров, фосфатидов, минеральных солей и жирорастворимые витаминов, а в общей сложности в молоке найдено примерно сто веществ, весьма важных с биологической точки зрения.

Химический состав молока

В цифрах химический состав молока, в зависимости от породы, кормов, времени года, возраста коров, периода лактации и технологии переработки продукта может выглядеть примерно так:

• воды 87,8%,
• жиров 3,4%,
• белков 3,5%,
• молочного сахара 4,6%,
• минеральных солей 0,75%.

Важным является, что белки молока являются легким продуктом для пищеварительных ферментов, а уникальность казеина заключается в способности в процессе пищеварения образовывать гликополимакропептид, что повышает усвояемость других пищевых ингредиентов.

Химический состав молока кроме казеина содержит полноценные белки глобулин и альбумин , содержащими все аминокислоты, которые необходимы для организма. Казеин в молоке связан с кальцием и при скисании молока кальций проходит расщепление и казеин свертывается и выпадает в осадок.

При отстаивании молока мельчайшие жировые шарики, находящиеся в нем всплывают вверх, образуя слой вкуснейших и полезнейших сливок. Низкая (28-36 0 С) температура плавления этого продукта, а также высокая дисперсность делает возможной почти полную усвояемость молочного жира.

Пищевая ценность молока

Углеводы молока, это молочный сахар - лактоза, он не так сладок, как растительный сахар, однако совершенно не уступает ему в питательной ценности. При кипячении происходит карамелизация молочного сахара, отчего молоко приобретает буроватый цвет и особые аромат и вкус. Под воздействием молочнокислых бактерий молочный сахар становится молочной кислотой, а казеин при этом сворачивается. В результате получаются простокваша, сметана, кефир, творог – такие вкусные, питательные и полезные продукты. В составе молока имеются кальций, фосфор, калий, железо, натрий и сера, причем в легкоусвояемой форме, а это весьма важно для детского питания, когда основным продуктом в детском меню является именно молоко. В молоке также имеются микроэлементы медь, цинк, фтор, йод, марганец. Из-за химического состава молоко имеет важную пищевую ценность для организма человека.

Главным витаминным богатством и пищевая ценность молока – витамины А и D , но кроме них присутствуют аскорбиновая кислота, рибофлавин, тиамин и никотиновая кислота.

Ферменты молока

Кроме того, в молоке содержится и ряд ферментов, из которых следует выделить:

• пероксидазу,
• амилазу,
• фосфатазу,
• редуктазу,
• каталазу,
• липазу.

По ГОСТ 13277-67 свежее качественное молоко должно быть однородным жидким продуктом, белого цвета со слегка желтоватым оттенком, обладать приятным вкусом и запахом. Если отвлечься от возможных отклонений в качестве этого продукта, вызванных неприемлемыми изменениями в составе, например, присутствии различных вредных микроорганизмов, то его цвет и запах в значительной мере может зависеть от кормов и условий хранения.

Польза и вред свежого молока

Посторонний запах может возникнуть в молоке при хранении его рядом с веществами, для которых характерен резкий запах – рыбой, табаком, нефтепродуктами, в деревянных прогнивших подвалах.

Свежевыдоенное молоко – это далеко не стерильный продукт, поскольку в полости молочных желез вымени всегда присутствует некоторое количество микробов. Это, в основном, микрококки, но имеются и молочнокислые бактерии.

Кроме того, молоко – это питательная среда для микроорганизмов, которые попадают в него в процессе доения и позже. В молоке эти микроорганизмы быстро размножаются.

Вместе с подобной микрофлорой в молоке могут попадаться и патогенные микроорганизмы, такие, как возбудители кишечных инфекций.

Поэтому, по существующим санитарным правилам молоко допускается к применению лишь после обезвреживания.

В основном, для этого применяется метод пастеризации при температуре 70 0 С в течение получаса, либо нагрев не ниже 90 0 С на несколько секунд.

Пищевая ценность и химический состав

Молоко - биологическая жидкость, образующаяся в молочной железе млекопитающих и предназначенная для вскармливания новорожденного детеныша. Это - полноценный и полезный продукт питания, содержащий все необходимые элементы для построения организма. В его состав входят свыше 200 различных компонентов: 20 глицеридов жирных кислот, более 20 аминокислот, 30 макро- и микроэлементов, 23 витамина, 4 сахара и т.д. Состав молока различных млекопитающих зависит от условий окружающей среды, в которых происходит рост молодого организма, и может изменяться в результате заболеваний животных, микробиологических и других происходящих в нем процессов.

Вода. Молоко состоит на 85...89% из воды, которая принимает участие в различных реакциях, протекающих в организме животных: гидролизе, окислении и т.д. Основным источником ее служит кровь, и только часть образуется в процессе синтеза триглицеридов, при этом выделяются три молекулы воды.

Вода в молоке находится в свободном и связанном состоянии. Свободной воды значительно больше (83...86%), чем связанной (3,0...3,5%). Она принимает участие в биохимических реакциях и представляет собой раствор различных органических и неорганических веществ. В свободной воде растворяются молочный сахар, водорастворимые витамины, минеральные вещества, кислоты и т.п. Ее легко можно удалить при сгущении, высушивании молока. Свободная вода замерзает при 0°С.

Связанная вода (адсорбционно-связанная вода) удерживается около поверхности коллоидных частиц (белков, фосфолипидов, полисахаридов) молекулярными силами. Гидратация белковых молекул обусловлена присутствием на их поверхности полимерных групп (гидрофильных центров). К ним относятся карбоксильные, гидроксильные, аминные и другие группы. В результате вокруг частиц образуются плотные гидратные (водные) оболочки, препятствующие их соединению (агрегированию). Связанная вода по своим свойствам отличается от свободной воды молока. Она замерзает при температуре ниже 0 °С, не растворяет сахар, соли и другие вещества, при высушивании трудно удаляется.

Особая форма связанной воды -химически связанная вода. Это вода кристаллогидратов и кристаллизованная. Она связана с кристаллами молочного сахара С 12 Н 22 О м Н 2 0 (лактозой).

Сухие вещества. Сухих веществ (СВ) в молоке содержится в среднем 12,5%, их получают в результате высушивания молока при

102... 105 °С. В состав сухих веществ входят все компоненты молока, кроме воды. Питательная ценность молока определяется содержанием в нем сухого вещества. Расход сырья на 1 кг готовой продукции при переработке молока на творог, сыр, консервы и т.д. также зависит от количества сухого вещества.

Продуктивность и племенное качество животных оценивают не только по содержанию жира в молоке и удою, но и по содержанию в нем сухих веществ.

Белки молока. Белок -самый ценный компонент молока. В нем содержатся разнообразные белки, различающиеся по строению, свойствам и играющие строго определенную роль. Массовая доля белков в молоке 2,1 ...5%.

С химической точки зрения белки -это высокомолекулярные соединения, входящие в состав всех живых структур клеток, тканей и организма в целом. Белки -это строительный энергетический материал, выполняющий различные функции: транспортную, защитную, регуляторную. Построены они по одному принципу и состоят из четырех основных элементов: углерода, кислорода, водорода и азота. Все белки содержат незначительное количество серы, а некоторые-железо, кальций, фосфор, цинк и др. Структурными блоками белков служат остатки аминокислот, расположенных в определенном порядке и связанных между собой в цепочку. Белковая молекула состоит из более чем 20 аминокислот.

В состав кислот входят аминная (NH 2) и карбоксильная (СООН) группы. Аминная группа находится в ^-положении по отношению к карбоксиду. Аминокислоты могут содержать равное число карбоксильных и аминных групп (серин, аланин, цистеин, глицин, фенилаланин и т.д.) - они нейтральны, а есть аминокислоты, содержащие две карбоксильные группы (глутаминовая кислота) или две аминогруппы (лизин); их водные растворы показывают соответственно кислую или щелочную реакцию.

Белок представляет собой длинную цепь различных аминокислотных остатков. Соединение аминокислот в белковый полимер происходит следующим образом: аминогруппа одной аминокислоты вступает в реакцию с карбоксильной группой другой аминокислоты, при этом выделяются молекулы воды и образуется пептидная связь -СО-NH-.

Аминокислоты, соединяясь в разных комбинациях, образуют длинные полипептидные цепи с группами R в виде ответвлений. Последовательность полипептидной цепи аминокислотных остатков специфична для каждого белка. Молекулы белка обладают определенной гибкостью. В воде гидрофобные участки контактируют друг с другом, а гидрофильные - с водой и молекулой. Изгибаясь, молекула сворачивается таким образом, что все гидрофобные боковые цепи оказываются внутри глобулы, а гидрофильные -на ее поверхности, ближе к воде.

Первичная структура - вытянутая нить, вторичная - спираль, третичная - глобула, при объединении глобул в одно целое образуется четвертичная структура. В протеидах (сложных белках) в отличие от протеинов (простых белков) помимо белковой части существует еще и дополнительный компонент небелковой природы (остатки фосфорной кислоты в фосфопротеидах, жиры, углеводы и т.п.), влияющий на свойства белка. В воде белок образует устойчивый коллоидный раствор.

В молоке содержится более 20 различных белков, но основные-казеин и сывороточные белки: альбумин, глобулин и др. Питательная ценность сывороточных белков выше, чем казеина.

Казеин - основной белок молока, его содержание колеблется от 2 до 4,5%. В молоке казеин присутствует в виде коллоидных частиц (мицелл).

Строение казеина. На поверхности мицелл находятся заряженные группы (отрицательный знак) и гидратная оболочка, в связи с этим они не склеиваются и не коагулируют при приближении друг к другу. Частицы казеина в свежем молоке достаточно устойчивы. Как и другие животные белки, казеин содержит свободные аминогруппы (NH 2) и карбоксильные группы (СООН): первых-83, вторых-144, поэтому он обладает кислотными свойствами и имеет изоэлектри- ческую точку при pH 4,6...4,7. Кроме того, казеин содержит -ОН группы фосфорной кислоты, будучи не простым, а сложным белком-фосфопротеидом. В молоке казеин соединен с кальциевыми солями и образует казеинаткальцийфосфатный комплекс, который в свежевыдоенном молоке образует мицеллы, способные связывать значительное количество воды. Формула казеина:

Казеин, выделенный из молока, состоит из следующих фракций: а, Ь, с, п. Они различаются по физико-химическим свойствам, чувствительности к ионам кальция и растворимости. Так, а- и ^-казеин чувствительны к ионам кальция и под их действием выпадают в осадок, нестабильны и располагаются внутри мицелл; с-казеин нечувствителен к ионам кальция и располагается на поверхности. Под действием сычужного фермента осаждаются все три фракции казеина; четвертая фракция - п-казеин - не входит в состав мицелл и под действием сычужного фермента не осаждается, поэтому при производстве творога и сыра сычужным способом он теряется с сывороткой.

Свойства казеина. Выделенный из молока и обработанный спиртом казеин представляет собой аморфный порошок белого цвета без вкуса и запаха, плотностью 1,2...1,3 г/см 3 . Он хорошо растворяется в некоторых растворах солей, хуже -в воде; в эфире и в спирте нерастворим совсем.

Благодаря казеину цвет молока тоже белый. Казеин при нагревании не выпадает в осадок, но коагулирует под действием сычужного фермента, кислот и солей. Эти его свойства используют при производстве кисломолочных продуктов и сыра. Концентрация казеина и размер его частиц определяют скорость осаждения и прочность белковых сгустков. От размера частиц зависит термоустойчивость молока: чем они крупнее, тем оно менее термоустойчиво. Гидрофильные свойства казеина, т.е. его способность связывать и удерживать влагу, определяют качество получаемых кислотных и сычужных сгустков, а также консистенцию готовых кисломолочных продуктов и сыра. Характер взаимодействия казеина с водой зависит от его аминокислотного состава, реакции среды и концентрации в ней солей.

При осаждении белков кислотой, сычужным ферментом, после механической и тепловой обработки гидрофильные свойства казеина меняются в результате изменения структуры белковых частиц и перераспределения на их поверхности гидрофобных и гидрофильных групп. На гидрофильные свойства казеина большое влияние оказывают сывороточные белки молока, так как в процессе тепловой обработки они взаимодействуют с его частицами. Сывороточные белки активнее связывают воду, чем казеин; при этом повышаются его гидрофильные свойства. Эти свойства учитывают при выборе режимов пастеризации молока. Под действием кислот, сычужного фермента, хлорида кальция казеин выпадает в осадок, а коллоидный раствор белка превращается в сгусток, или гель; частицы белка соединяются друг с другом в цепочки и образуют пространственные сетки.

Сывороточные белки (альбумин и глобулин). Ихвмо- локе содержится значительно меньше, чем казеина (0,2...0,7%), т.е.

15...22% массы всех белков. Альбумин и глобулин содержат больше серы, чем казеин, они растворимы в воде и не свертываются под действием кислот и сычужного фермента, но выпадают в осадок при нагревании, а вместе с солями образуют «молочный камень».

Альбумин и глобулин имеют огромное значение для новорожденного животного. Иммуноглобулины, переходящие из крови животного в молоко, представляют собой антитела, нейтрализующие чужеродные клетки, т.е. выполняют защитную роль в организме. Особенно много этих белков в молозиве. Так, содержание альбумина может достигать 10...12%, глобулина-до 8...15%.

Сывороточные белки содержатся в молоке в виде мелких по сравнению с казеином частиц, на поверхности которых имеется суммарный отрицательный заряд. Частицы окружены прочной гидратной оболочкой, поэтому они не свертываются даже в изоэлектрической точке. При нагревании молока до 70...75 °С альбумин выпадает в осадок, а глобулин осаждается нагреванием до 80 °С. Нагреванием молока до 90...95 °С можно выделить из сыворотки альбумины и глобулины. Сывороточные белки можно выделить путем совместной тепловой, кальциевой или кислотной обработки. Полученную белковую массу используют при производстве белковых продуктов, плавленых сыров, продуктов детского и диетического питания. Белок оболочки составляет около 70% ее массы. Этот сложный белок представляет собой смесь белка и фосфолипидов. В жировых шариках оболочки белка содержится жироподобное вещество-лецитин. В отличие от других белков молока в сывороточных белках меньше азота, нет фосфора, кальция, магния.

Молочный жир. Представляет собой соединение сложных эфиров глицерина и жирных кислот. Глицерин, входящий в состав триглицеридов, является трехатомным спиртом.

Жирные кислоты содержат карбоксильную группу (СООН) и радикал, на конце которого находятся метальная группа (СН 3) и неодинаковое число углеродных атомов (от 0 до 24), образующих углеродные цепочки разной длины. Углерод может присутствовать в виде насыщенных метиленовых (-СН 2 -) соединений -в этом случае жирные кислоты будут насыщенными (предельными)-или ненасыщенных этиленовых соединений (-СН=) - кислоты будут ненасыщенными (непредельными).

Массовая доля жира в молоке в среднем составляет 3,8%. Жир синтезируется из кормов, составной частью которых являются протеины, углеводы и жиры. Эти вещества, попадая в желудочно-кишечный тракт животного, претерпевают сложные изменения. В желудках жвачных животных (в рубце) при брожении образуются уксусная кислота и другие летучие жирные кислоты (пропионовая, масляная и др.), которые являются предшественниками жира: чем больше образуется уксусной кислоты, тем жирнее молоко. Если увеличивается количество пропионовой кислоты, то содержание жира снижается, а повышается количество белка в молоке. Перечисленные летучие жирные кислоты всасываются сначала в лимфу, затем в кровь, которая переносит их в молочную железу, где происходит синтез жира. Источником молочного жира может быть также нейтральный жир крови, образующийся в печени.

Массовая доля жира в молоке зависит от породы, продуктивности, возраста и рациона кормления животного. В парном молоке жир присутствует в жидком состоянии и образует эмульсию в водной части. В холодном молоке жир твердый и находится в виде суспензии. Жир в молоке имеет форму шариков (рис. 1) с прочной упругой оболочкой, поэтому они не склеиваются. Диаметр шарика 3...4 мкм (размеры колеблются от 0,1 до 10 мкм, в отдельных случаях-до 20 мкм). В 1 мл молока содержится от 1 млрд до 12 млрд, в среднем от 3 млрд до 5 млрд жировых шариков. Содержание жировых шариков в молоке меняется в течение лактационного периода: в начале лактации они более крупные и их меньше, а к концу лактации-наоборот. Жировые шарики незначительного размера всплывают быстрее, так как они слипаются в комочки.

Физическая стабильность шариков жира в молоке и молочных продуктах зависит в основном от состава и свойств их оболочек. Оболочка жирового шарика состоит из двух слоев: внешний - рыхлый (диффузный), легко десорбирует при технологической обработке молока; внутренний-тонкий, плотно прилегающий к кристаллическому слою высокоплавких триглицеридов жировой глобулы (см. рис. 1).

В состав оболочного вещества входят белки, фосфолипиды, сте- рины, 6-каротин, витамины A, D, Е, минеральные вещества Си, Fe, Mo, Mg, Se, Na, К и др.

Рис. 1.

1 - жировая глобула: 2 - внутренний слой; 3 - наружный слой

Рис. 2.

1 - гидрофильная оболочка: 2 - липофильная оболочка: 3 - жир: 4 - вода

Внутренний слой включает лецитин и в незначительном количестве кефалин, сфингомиелин. Фосфолипиды - хорошие эмульгаторы, их молекула состоит из двух частей: липофильной, сходной с жиром, и гидрофильной - присоединяет гидратную воду.

Белковые компоненты оболочки включают две фракции: растворимую в воде и плохо растворимую в воде. Водорастворимая белковая фракция содержит гликопротеид с высоким содержанием углеводов и ферменты: фосфотазу, холинэстеразу, ксантиноксидазу и др.

Плохо растворимая в воде фракция содержит 14% азота, аргинина больше, чем в молоке, и меньше лейцина, валина, лизина, аскорбиновой и глютаминовой кислот. В ее состав входят также в значительном количестве гликопротеиды, содержащие гексозы, гексозамины и сиаловую кислоту. Внешний слой оболочки жирового шарика состоит из фосфатидов, оболочного белка и гидратной воды. Состав и структура оболочек жировых шариков изменяются после охлаждения, хранения и гомогенизации молока и сливок.

Белковая оболочка шариков разрушается также при механическом и химическом воздействии. При этом жир выделяется из оболочки и образует сплошную массу. Эти свойства используют при производстве сливочного масла и при определении жирности молока.

В результате технологической обработки молока в первую очередь изменяется внешний слой оболочки из-за неровной, шероховатой, рыхлой поверхности и довольно большой толщины после перемешивания, встряхивания и хранения. Оболочки шариков жира становятся более гладкими и тонкими в результате десорбции липопроте- идных мицелл из оболочек в плазму. Одновременно с десорбцией мицелл происходит сорбция белков и других компонентов плазмы молока на поверхности мембраны шариков жира. Эти два явления-десорбция и сорбция - вызывают изменение состава и поверхностных свойств оболочек, что приводит к снижению их прочности и частичному разрыву.

Уже в процессе тепловой обработки молока происходит частичная денатурация мембранных белков, что способствует дальнейшему снижению прочности оболочек шариков жира. Они могут разрушиться довольно быстро и в результате специального механического воздействия: при производстве масла, а также под действием концентрированных кислот, щелочей, амилового спирта.

Стабильность жировой эмульсии в первую очередь обусловлена возникновением на поверхности капелек жира электрического заряда благодаря содержанию на поверхности оболочки жирового шарика полярных групп - фосфолипидов, СООН, NH 2 (рис. 2). Таким образом, на поверхности образуется суммарный отрицательный заряд (изоэлектрическая точка при pH 4,5). К отрицательно заряженным группам присоединяются катионы кальция, магния и др. В результате образуется второй электрический слой, силы отталкивания которого превышают силы притяжения, поэтому расслоения эмульсии не происходит. Кроме того, жировую эмульсию дополнительно стабилизирует гидратная оболочка, которая образуется вокруг полярных групп мембранных компонентов.

Вторым фактором устойчивости жировой эмульсии является образование на границе раздела фаз структурно-механического барьера, обусловленного тем, что оболочки жировых шариков обладают повышенной вязкостью, механической прочностью и упругостью, т.е. свойствами, которые препятствуют слиянию шариков. Таким образом, для обеспечения устойчивости жировой эмульсии молока и сливок в процессе выработки молочных продуктов необходимо стремиться сохранить неповрежденными оболочки шариков жира и не снижать степень их гидратации. Для этого необходимо сократить до минимума механические воздействия на дисперсную фазу молока при транспортировании, хранении и обработке, избегать его вспенивания, правильно проводить тепловую обработку, так как длительная выдержка при высоких температурах может вызвать значительную денатурацию структурных белков оболочки и нарушение ее целостности.

Дополнительное диспергирование жира путем гомогенизации стабилизирует жировую эмульсию. Если при выработке одних молочных продуктов перед инженером-технологом стоит задача предотвратить агрегирование и опалесценцию шариков жира, то при получении масла, наоборот, необходимо разрушить (деэмульгировать) стабильную жировую эмульсию и выделить из нее дисперсную фазу.

Молочный жир отличается от других видов жиров тем, что легче переваривается и усваивается. В нем содержится более 147 жирных кислот. Жиры животного и растительного происхождения содержат

5...7 низкомолекулярных жирных кислот с числом углеродных атомов от 4 до 14.

Молочный жир обладает приятным вкусом и ароматом, но под влиянием света, высокой температуры, кислорода, ферментов, растворов щелочей и кислот он может приобрести неприятный запах, прогорклый вкус, привкус сала. Такие изменения происходят при гидролизе, окислении и прогоркании жира.

Гидролиз жира - процесс действия воды на триглицериды при повышенной температуре, в результате которого триглицериды расщепляются на глицерин и жирные кислоты. При гидролизе повышается кислотность жира. Происхождение и способ получения молочного жира могут влиять на скорость гидролиза. Если молочный жир получают вытапливанием при 65 °С, то гидролиз протекает быстрее, чем при 85 °С. Гидролиз протекает медленнее при пониженной температуре (4 °С) и в герметичной упаковке.

Окисление жира происходит под действием солнечных лучей, повышенной температуры или катализаторов, в результате чего по месту двойных связей присоединяются водород и кислород. В процессе окисления молочного жира в результате обесцвечивания каротиноидов обесцвечивается и жир, а также изменяются запах и вкус. Окисление жира возникает в результате перехода жидких ненасыщенных кислот в твердые насыщенные. Прогоркание жира приводит к появлению в молочном жире горького вкуса и специфического запаха, обусловленных образованием пероксида, альдегидов и т.д. Процесс прогоркания происходит под воздействием ферментов, кислорода, тяжелых металлов, микроорганизмов.

Все перечисленные изменения, происходящие в жире, сложно разграничить, так как они протекают совместно и сопровождаются побочными процессами, поэтому в производственных условиях определяют физико-химические константы жира, которые зависят от его количественного и качественного состава. К ним относятся кислотное число, число Рейхерта-Мейссля, йодное число (число Гюбля), число омыления (Кеттсторфера), температура застывания и кипения.

Углеводы. В молоке они представлены лактозой - молочным сахаром-и состоят из углерода, водорода и кислорода. Лактоза относится к дисахаридам (С |2 Н 22 О п) и включает остатки двух простых сахаров - галактозы и глюкозы. Средняя массовая доля лактозы 4,7%.

Углеводы необходимы для обмена веществ, работы сердца, печени, почек; входят в состав ферментов.

Лактоза образуется в железистой ткани молочной железы путем соединения галактозы, глюкозы и молекулы воды. Молочный сахар содержится только в молоке. Чистая лактоза - белый кристаллический порошок, в 5...6 раз менее сладкий, чем сахар (сахароза). Лактоза хуже растворяется в воде, чем сахароза.

В молоке лактоза присутствует в двух формах: аи Ь, которые различаются физическими и химическими свойствами и могут переходить одна в другую со скоростью, которая зависит от температуры. В перенасыщенном растворе лактоза образует кристаллы более или менее правильной формы.

Кристаллическую лактозу получают из молочной сыворотки. Кристаллизация лактозы происходит также при выработке сгущенного молока с сахаром.

При нагревании молока до температуры выше 150 °С в нем происходит реакция между лактозой и белками или некоторыми свободными аминокислотами. В результате образуются меланоидины - вещества темного цвета, с выраженными запахом и вкусом. При нагревании до 110... 130°С лактоза теряет кристаллизационную воду, а при нагревании до 185 °С происходит ее карамелизация. Разложение молочного сахара в растворах начинается при температуре выше 100 °С, при этом образуются молочная и муравьиная кислоты.

Под действием фермента лактазы, выделяемой молочнокислыми и другими бактериями, лактоза расщепляется на простые сахара. Процесс распада лактозы под действием микроорганизмов называется брожением. До стадии образования пировиноградной кислоты (С 3 Н 4 0 2) все типы брожения идут одинаково. Дальнейшее превращение кислоты проходит в разных направлениях. В результате образуются различные продукты: кислоты (молочная, уксусная, пропионовая, масляная и др.); спирты (этиловый, бутиловый и др.); углекислый газ и т.д.

Различают следующие виды брожения: молочнокислое, спиртовое, пропионово-кислое, маслянокислое.

Молочнокислое брожение вызывается молочнокислыми бактериями (стрептококками и палочками). В процессе брожения пировиноградная кислота восстанавливается в молочную кислоту. Из одной молекулы сахара образуется четыре молекулы молочной кислоты:

После накопления определенного количества молочной кислоты в процессе сбраживания молочнокислые бактерии погибают. Для палочек предел накопления молочной кислоты выше, чем для кокковых форм. Образовавшаяся в процессе брожения молочная кислота имеет большое значение для коагуляции казеина в производстве большинства кисломолочных продуктов - она придает продукту кислый вкус. Выход молочной кислоты зависит от вида молочнокислых бактерий, входящих в состав закваски.

Наряду с молочной кислотой при молочнокислом брожении образуются летучие кислоты (муравьиная, пропионовая, уксусная и др.), спирты, уксусный альдегид, ацетон, ацетоин, диацетил, углекислый газ и др. Многие из них придают готовому продукту специфические кисломолочные вкус и запах. Для улучшения этих свойств кроме молочнокислых бактерий используют и ароматобразующие микроорганизмы, которые из пировиноградной кислоты образуют ароматические вещества -ацетоин, уксусный альдегид, диацетил. Для накопления диацетила необходимо присутствие лимонной кислоты, которую добавляют в молоко, что улучшает вкус и аромат продукта. При производстве кисломолочных продуктов используют разные комбинации молочнокислых бактерий, а также вкусовые и ароматические вещества.

Спиртовое брожение вызывают дрожжи, содержащиеся в бактериальных заквасках (кефирные грибки). Под действием этих заквасок пировиноградная кислота расщепляется до уксусного альдегида и диоксида углерода. Уксусный альдегид затем восстанавливается в этиловый спирт. В результате из одной молекулы лактозы образуется по четыре молекулы спирта и диоксида углерода:

Образующиеся продукты, в которых накапливается 0,2...3% спирта, придают кисломолочным продуктам (кефир, кумыс, айран) острый освежающий вкус.

Пропионово-кислое брожение происходит в созревающих сырах под действием ферментов, которые выделяются пропио- ново-кислыми бактериями. Это брожение начинается после образования молочной кислоты в присутствии молочнокислых бактерий. К продуктам пропионово-кислого брожения относятся пропионовая и уксусная кислоты, диоксид углерода, вода:

Маслянокислое брожение. Этот процесс вызывают спорообразующие маслянокислые бактерии, выделяющие ферменты. Этот вид брожения нежелателен при производстве кисломолочных продуктов. Сыры приобретают неприятные вкус, запах и вспучиваются.

Маслянокислые бактерии попадают в молоко из почвы, навоза, пыли и выдерживают пастеризацию. Их присутствие -результат несоблюдения санитарных правил получения исходного сырья.

Минеральные вещества. Молоко -постоянный источник поступления в организм минеральных веществ. В зависимости от содержания их подразделяют на макро- и микроэлементы. В среднем в молоке содержится 0,7% в виде солей неорганических и органических кислот.

Макроэлементы. Из этой группы важное значение имеют кальций, фосфор, калий, натрий, магний, сера и хлор. В молоке они присутствуют в виде неорганических и органических солей (средних и кислых) и в свободном состоянии. Кислые соли наряду с другими веществами обусловливают кислотность свеженадоенного молока. Основная часть солей находится в молоке в ионном и молекулярном состоянии, а соли фосфорной кислоты образуют коллоидные растворы. Среднее содержание макроэлементов в молоке: натрий- 50 мг%, калий -145, кальций -120, магний -13, фосфор-95, хлор - 100, сульфат - 10, карбонат -20, цитрат (в форме остатка лимонной кислоты) - 175 мг%.

О солевом составе молока можно судить по содержанию и соотношению макроэлементов. Преимущественно в молоке присутствуют соли калия, кальция и натрия, а также неорганических и органических кислот: фосфорнокислые (фосфаты), лимоннокислые (цитраты), хлористые (хлориды). Ионы кальция укрепляют гидратную оболочку, так как адсорбируются на поверхности мицелл казеина и тем самым повышают их устойчивость. В буферной системе молока принимают участие фосфаты, цитраты и карбонаты.

Кальций имеет большое значение для процессов переработки молока. Содержание его в молоке колеблется от 112 до 128 мг%. Около 22% всего кальция связано с казеином, а остальное количество представлено солями- фосфатами и цитратами. Низкое содержание кальция в молоке обусловливает медленное сычужное свертывание казеина при выработке сыра и творога, а его избыток -свертывание белков молока при стерилизации. При скисании молока почти весь кальций переходит в сыворотку, так как под действием молочной кислоты он отщепляется от казеинового комплекса. От содержания кальция в молоке зависят свойства и качество молочных продуктов. Важная роль принадлежит кальцию при производстве плавленых сыров. Он связывает соли-плавители, переходит из казеината кальция в пластичный казеинат натрия. В последнем жир лучше эмульгирует, при этом формируется характерная консистенция сыра. От содержания кальция зависят также качество получаемого сгущенного молока и растворимость сухого молока при производстве восстановленного молока.

Фосфор в молоке входит в состав казеинаткальцийфосфатного комплекса. Устойчивость белка к воздействиям протеолитических ферментов зависит от содержания фосфора. Фосфор придает стабильность оболочке жировых шариков. Развитие микроорганизмов в молоке в производстве кисломолочных продуктов связано с фосфором.

Микроэлементы. В молоке обнаружено 19 микроэлементов. В 1 кг молока содержится примерно (мг): меди -0,067...0,205; марганца-0,1 16...0,365; молибдена- 0,015...0,090; кобальта-0,001...0,009; цинка - 0,082...2,493; магния -84,05... 140; железа-2,55...77,10; алюминия - 1,27...22,00; никеля-0,017...0,323; свинца- 0,017...0,091; олова - 0,004...0,071; серебра - 0,0002...0,11; кремния - 1,73...4,85; йода-0,012...0,020; титана, хрома, ванадия, сурьмы и стронция-десятичные доли и следы. Содержание микроэлементов в молоке зависит от рациона, стадии лактации животных и других факторов. В молозиве некоторых микроэлементов, например железа, меди, йода, кобальта, цинка, значительно больше, чем в молоке. Микроэлементы входят в состав витаминов и ферментов.

Микроэлементам принадлежит важная роль в организме человека. Так, марганец действует как катализатор при окислительных процессах и необходим для синтеза витамина С, а также витаминов В! и D. Кобальт входит в состав витамина В 12 . Йод стимулирует деятельность щитовидной железы. Некоторые микроэлементы способствуют образованию пороков в молоке, так как катализируют химические реакции. Излишнее количество меди приводит к окислению жира, и молоко приобретает окисленный привкус; недостаток ее замедляет процесс молочнокислого брожения.

Витамины. Содержащиеся в молоке витамины практически все переходят в него из корма, поедаемого животными, а также синтезируются микрофлорой рубца. Их количество зависит от времени года, породы, индивидуальных особенностей животных. Недостаток или отсутствие витаминов приводит к нарушению обмена веществ и возникновению таких заболеваний, как рахит, цинга, авитаминоз и др.

Витамины служат регуляторами обмена веществ, поскольку многие из них входят в состав различных органических соединений: кислот, спиртов, аминов и т.п. Отмечена чувствительность витаминов к высокой температуре, действию кислот, кислорода и света. Большинство витаминов растворяется в воде, некоторые -в жирах, эфире, хлороформе и т.д. В связи с этим витамины подразделяют на водорастворимые и жирорастворимые.

Водорастворимые витамины включают витамины В, В 2 , В 6 , В 12 , PP, холин и фолиевую кислоту.

Витамин В / (тиамин) в чистом виде представляет собой белый кристаллический порошок. В 1 кг молока содержится около 500 мг тиамина и количество его зависит от сезона года, а также от микрофлоры желудочно-кишечного тракта. В щелочных растворах витамин разлагается, в кислых он стабилен. При сушке разрушается до 10% тиамина, при сгущении-до 14%.

Витамин В, стимулирует рост микроорганизмов, в том числе и молочнокислых бактерий, так как является коферментом дикар- боксилазы. В связи с этим количество этого витамина в кисломолочных продуктах увеличивается на 30%. В обезжиренном молоке содержание витамина В, повышается и достигает 340 мг/кг, в сыворотке-270, пахте -350 мг/кг. Суточная потребность человека в тиамине составляет 1...3 мг.

Витамин В 2 (рибофлавин) синтезируется в желудочно-кишечном тракте животного. В молоке его содержится 1,6 мг/кг; в молозиве -6; в сыре -3,07 мг/кг; в масле -следы. Рибофлавин устойчив к воздействию высоких температур, пастеризации, в кисломолочных продуктах его количество увеличивается до 5% по сравнению с исходным молоком, и только при сушке его становится меньше на 10... 15%. Витамин В 2 входит в состав ферментов и принимает участие в углеводном и белковом обменах, от него зависит окислительно-восстановительный потенциал молока.

Рибофлавин придает зеленовато-желтый цвет сыворотке и желтую окраску сахару-сырцу. При недостатке витамина В 2 наблюдаются задержка роста, заболевания глаз и т.д. Суточная потребность в витамине В 2 для взрослых людей 1,2...2 мг.

Витамин В 3 (пантотеновая кислота) стимулирует развитие молочнокислых бактерий, входит в состав кофермента А, принимающего участие в синтезе жирных кислот, стирола и других компонентов. В молоке его содержится 2,7 мг/кг; в молочной сыворотке- 4,4; в пахте -4,6; в обезжиренном молоке -3,6 мг/кг. Витамин В 3 разрушается при стерилизации.

Витамин В 6 (пиридоксин) в молоке содержится в свободном и связанном с белками состоянии. В свободном состоянии количество его в молоке составляет 1,8 мг/кг; в связанном - 0,5; в масле -2,6; в сгущенном молоке с сахаром -0,33...0,4 мг/кг. Пиридоксин стимулирует рост микроорганизмов, устойчив к высоким температурам. Недостаток витамина В 6 в организме приводит к заболеваниям нервной системы и кишечника.

Витамин В /2 (кобаломин) синтезируется микрофлорой желудочно-кишечного тракта. Содержание в молоке - 3,9 мг/кг. В весенний и летний периоды в молоке содержится значительно меньше витамина В 12 , чем в осенний период. Снижение содержания витамина происходит также при обработке молока высокими температурами (стерилизация), потери могут составлять 90%. При производстве кефира на 10...35% количество кобаломина снижается в связи с тем, что он используется молочнокислыми бактериями.

Кобаломин принимает участие в обменных процессах, катализирует реакции кровообращения.

Витамин С (аскорбиновая кислота) - кристаллическое соединение, легко растворимое в воде с образованием кислых растворов. Содержание: в сыром молоке -3...35 мг/кг; в сыворотке -4,7; в сухом молоке -2,2; в сгущенном -3,9; в сыре -1,25 мг/кг.

Витамин синтезируется в организме, участвует в окислительновосстановительных процессах, инактивирует токсины, улучшает всасывание гормонов. Отсутствие витамина вызывает болезнь десен, при недостатке его организм становится менее устойчивым к инфекционным заболеваниям. При хранении сырого молока содержание витамина С значительно снижается. Длительная пастеризация, а также сгущение уменьшают содержание витамина С до 30%.

Витамин PP (никотиновая кислота, или инацин) синтезируется микрофлорой кишечника. В сыром молоке его содержится 1,51 мг/кг (колебания 1,82... 1,93 мг/кг). Много витамина PP в сухом молоке-4,8 мг/кг; в твороге -1,5; в сливках -1,0; в сметане -0,9; в сыре-0,37 мг/кг. В простокваше его меньше на 27...73%, а при производстве сгущенного молока содержание инацина уменьшается на 10%.

Витамин Н (биотин) устойчив к высоким температурам как при пастеризации, так и при стерилизации. Содержание в молоке-0,047 мг/кг. В летнее время количество биотина в молоке увеличивается в 2 раза. При сушке и сгущении молока содержание витамина снижается на 10... 15%. Биотин благоприятно действует на рост микроорганизмов (дрожжей и т.п.).

Холин входит в состав лецитиново-белковой оболочки жирового шарика. Содержание: в молоке - 60...480 мг/кг, в молозиве - в 2,5 раза больше, в сухом молоке - 1500, в сыре - 500 мг/кг. Холин неустойчив к высоким температурам, при пастеризации потери достигают 15%. При производстве кисломолочных продуктов содержание холина увеличивается в простокваше на 37%, в кефире-в 2 раза.

Фолиевая кислота содержится в сыром молоке в количестве 0,5...2,6 мг/кг. Она синтезируется молочнокислыми бактериями, поэтому в кисломолочных продуктах содержание фолиевой кислоты увеличивается на 50%. В пастеризованном молоке фолиевой кислоты на 6...7% больше, чем в сыром (из-за высвобождения связанных форм витамина).

Жирорастворимые витамины включают витамины A, D, К, Е и F.

Витамин А (ретинол) образуется в печени животных из поступающего с кормами провитамина (^-каротина) под действием кароти- назы. При расщеплении одной молекулы каротина образуются две молекулы витамина А, который поступает сначала в кровь, а затем в молоко. Таким образом, содержание витамина А в молоке полностью зависит от содержания каротина в кормах.

В весенне-летний период с кормами поступает больше каротина, чем в осенне-зимний.

В сыром молоке содержится 0,15 мг/кг витамина А, в молозиве-в 5... 10 раз больше, в масле -4 мг/кг. В пастеризованном сухом молоке распылительной сушки и при хранении содержание витамина А снижается до 15%, а в кисломолочных продуктах -повышается до 33%.

Отсутствие витамина вызывает поражение глаз («куриная слепота») и сухость роговицы. Присутствие витамина А в рационе повышает сопротивляемость организма к инфекционным заболеваниям, способствует росту молодых животных и т.д. Суточная потребность человека в витамине А составляет 1,5...2,5 мг.

Витамин D (кальциферол) образуется под действием ультрафиолетовых лучей. В молоке его содержится в среднем 0,5 мг/кг; в молозиве-2,125 мг/кг в первые сутки и 1,2 мг/кг во вторые; в топленом масле- 2,0...8,5; в сладкосливочном масле (летом)-до 2,5 мг/кг. Пастбищное содержание коров увеличивает количество витамина D.

Витамин принимает участие в минеральном обмене, т.е. в обмене солей кальция. При продолжительном недостатке витамина D кости становятся мягкими, хрупкими, возникает рахит.

Витамин Е (токоферол) является антиокислителем в жире молока и способствует лучшему усвоению витамина А. Содержание в молоке зависит от его содержания в корме. В молоке оно составляет 0,6...1,23 мг/кг; в масле -3,4...4,1; в сухом молоке - 6,2; в молозиве-4,5; в сметане -3,0; в простокваше -0,6 мг/кг. При пастбищном содержании коров количество витамина Е увеличивается, при стойловом -уменьшается. К концу лактации содержание токоферола в молоке достигает 3,0 мг/кг. Длительное хранение молока при температуре ниже 10 °С приводит к снижению содержания витамина.

Витамин К синтезируется зелеными растениями и некоторыми микроорганизмами, по биологической активности сходен с витамином Е.

Витамин F нормализует жировой и водный обмены, предупреждает заболевания печени и дерматиты. В молоке его содержится примерно 1,6...2,0 мг/кг.

Ферменты. В молоке содержатся различные биологические катализаторы - ферменты, ускоряющие химические реакции и способствующие расщеплению крупных молекул пищевых веществ на более простые. Действие ферментов строго специфично. Они чувствительны к изменению температуры и реакции среды. В молоке присутствует более 20 истинных, или нативных, ферментов, а также ферменты, которые вырабатываются микроорганизмами, попадающими в молоко. Одна часть нативных ферментов образуется в клетках молочной железы (фосфотаза и др.), другая переходит из крови в молоко (пероксидаза, каталаза и др.) Содержание нативных ферментов в молоке постоянно, но их увеличение указывает на нарушение секреции. Количество ферментов, вырабатываемых бактериями, зависит от степени обсемененности молока.

Ферменты подразделяют на группы в зависимости от их специфического действия на различные субстраты: гидролазы и фосфори- лазы; ферменты расщепления; окислительно-восстановительные.

Изгидролаз и фосфорилаз для молочного дела наибольший интерес представляют липаза, фосфотаза, протеаза, карбоги- драза и др.

Липаза катализирует гидролиз триглицеридов молочного жира, при этом высвобождаются жирные кислоты. В молоке содержатся нативная и бактериальная липазы. Бактериальной липазы больше, нативной меньше.

Нативная липаза связана с казеином, а небольшая ее часть адсорбируется на поверхности оболочек жировых шариков. Молочный жир свежего молока обычно не подвергается самопроизвольному воздействию липазы.

Гидролиз жира под действием липазы называют липолизом. Липо- лиз молока происходит при механическом воздействии (гомогенизации, перекачивании молока насосом, сильном перемешивании, а также при замораживании и оттаивании, быстрой смене температуры).

Бактериальная липаза, обладающая высокой активностью, выделяется плесневыми грибками и бактериями, которые могут вызывать прогорклый вкус молока, масла и других продуктов.

Нативная липаза инактивируется при температуре пастеризации 80 °С, а бактериальная более устойчива к высоким температурам.

Протеаза - результат жизнедеятельности молочнокислых бактерий. Этот фермент активен при 37...42 °С, разрушается при 70 °С в течение 10 мин или при 90 °С в течение 5 мин. Много протеазы в сырах, которая образуется в них в процессе созревания. Она придает сырам характерные вкус и запах, но в молоке и масле может вызывать пороки вкуса.

Карбогидразы включают амилазу и лактазу. Амилаза вырабатывается клетками железистой ткани и из них попадает в молоко. Ее очень много в первых порциях молозива, и увеличивается количество амилазы при воспалении молочной железы. Фермент не устойчив к высоким температурам. При температуре 65 °С в течение 30 мин разрушается. Предполагают, что в молочной железе идет превращение гликогена в лактазу.

Фосфотаза синтезируется секреторными клетками вымени и некоторыми микроорганизмами молока. Она катализирует отщепление от фосфорных эфиров остатков фосфорной кислоты. В молоке присутствуют кислотная и щелочная фосфотазы. Последней больше, и она попадает в молоко из клеток молочной железы. Щелочная фосфотаза чувствительна к нагреванию, она полностью разрушается при нагревании молока до 74 °С и при экспозиции 15...20 с. Это свойство фосфотазы лежит в основе метода контроля эффективности пастеризации молока. Кислотная фосфотаза устойчива к нагреванию и разрушается при нагревании молока свыше 100 °С.

Из ферментов расщепления наибольший интерес для молочного дела представляет каталаза. В молоке она образуется из секреторных клеток молочной железы и в результате деятельности гнилостных бактерий. Молочнокислые бактерии каталазу не выделяют. При добавлении пероксида водорода она разлагается под действием каталазы на молекулярный кислород и воду.

Каталазу идентифицируют добавлением в молоко пероксида водорода.

Окислительно-восстановительные ферменты включают редуктазу и пероксидазу. С их помощью определяют качество молока и результаты пастеризации.

Редуктаза в отличие от других ферментов выделяется только микроорганизмами и является продуктом их жизнедеятельности. Молочная железа редуктазу не синтезирует. В асептическом молоке редуктаза не содержится, поэтому ее присутствие свидетельствует о бактериальной обсемененности продукта.

По редуктазной пробе оценивают качество молока. В свежевыдо- енном молоке микробов очень мало. По мере их накопления содержание редуктазы увеличивается. При добавлении в молоко окислительно-восстановительной краски (метиленовый синий или резазу- рин) она восстанавливается: чем больше в молоке фермента, тем быстрее оно обесцвечивается.

Пероксидаза вырабатывается молочной железой, ее используют для определения пастеризации молока.

Гормоны. Они необходимы для нормальной жизнедеятельности организма, а также для регулирования образования и выделения молока, в которое они попадают из крови.

Пролактин стимулирует выделение молока, вырабатывается передней долей гипофиза.

Лютеостерон затормаживает действие пролактина и выделение молока, является гормоном желтого тела, активизируется при глубокой стельности лактирующих животных.

Фолликулин стимулирует развитие железистой ткани вымени у первотелок и сухостойных коров, образуется в тканях яичника.

Тироксин - гормон щитовидной железы. Регулирует в организме жировой, белковый и углеводный обмены, содержит йод. В молоке присутствуют и другие гормоны: инсулин (гормон поджелудочной железы), адреналин (гормон надпочечников) и др.

Пигменты. К ним относятся каротиноиды, обеспечивающие кремовый цвет молока. Содержание их в молоке зависит от сезона года, кормов, породы коров.

Иммунные тела. К иммунным телам относятся агглютинины, антитоксины, оксонины, преципитины и др. В молозиве их содержится значительно больше, чем в молоке. От иммунных тел до некоторой степени зависят бактериальные и бактерицидные свойства молока. В молоке животных, перенесших какие-либо заболевания, содержится больше иммунных тел, чем в молоке здоровых. Содержание в молозиве иммунных тел обеспечивает теленку иммунитет.

Газы. В свежевыдоенном молоке содержатся газы, в том числе диоксид углерода, которые присутствуют в крови животных. Они легко адсорбируются во время дойки, обработки и хранения. Кислорода в молоке - 5.. Л 0%, азота - 20...30, диоксида углерода-55...70%. Последний растворяется в плазме и является одним из компонентов, обеспечивающих ее кислотность. В момент процеживания молока через фильтры содержание кислорода увеличивается до 25%, азота-до 50%, диоксида углерода - снижается до 25%. При нагревании количество газов в молоке уменьшается.

«Молоко,- писал академик И. П. Павлов,- это изумительная пища, приготовленная самой природой». Установлено, что этот продукт содержит свыше ста ценнейших компонентов. В него входят все необходимые для жизнедеятельности организма вещества: белки, жиры, углеводы, минеральные соли, витамины. Эти компоненты молока хорошо сбалансированы, благодаря чему легко и полностью усваиваются.

Молоко, как и хлеб, человечество начало использовать в пишу более пяти тысячелетий назад. Молоко - единственный продукт питания в первые месяцы жизни человека. Важное значение оно имеет и в питании взрослого. Для старых, ослабевших и больных людей молоко является незаменимой пищей.

С давних времен молоко используется и как лечебное средство от многих болезней при лечении сердца, почек и других органов.

Включение молочных продуктов в пищевой рацион повышает его полноценность и способствует лучшему усвоению всех компонентов.

Молоко оказывает благоприятное действие на секрецию пищеварительных желез. Для его усваивания организмом требуется энергии в 3-4 раза меньше, чем для усвоения, например, хлеба.

От коров одной и той же породы в зависимости от климатических условий, кормления, содержания получают различное количество молока, качество его также различно. Состав молока изменяется в зависимости от времени года, возраста коровы, ее индивидуальных особенностей и многих других факторов. Сотрудниками Всесоюзного научно-исследовательского молочного института (ВНИИМИ) было проведено исследование молока, поступившего на 220 предприятий молочной промышленности 55 зон РСФСР и 12 союзных республик. Всего было исследовано около 80 тыс. образцов молока, составляющего около 25-30% общих заготовок его в изучаемых районах. Исследования проводились ежемесячно. При среднем содержании жира в молоке 3,55% колебания были в пределах 3.36-3,86%, т. е. на уровне существующих базисных показателей. Количество общего белка составило 3,1З% при колебаниях от 2,96 до 3,30% . Показатель плотности молока равнялся в среднем 1,0283 (23,3 %) при колебаниях от 27,4 до 29,4 %. Содержание же сухих веществ в молоке в среднем оказалось 11,93% с колебаниями от 11,60 до 12,36 %.

Кроме коровьего молока в пищу используется молоко и других видов сельскохозяйственных животных, причем как в цельном виде, так и в виде молочных продуктов: брынзы, изготовляемой в основном из овечьего молока, кумыса - из кобыльего.

1. Пищевая ценность молока

Биологическая ценность

Важнейшей составной частью молока являются белки, общее количество которых составляет в коровьем молоке в среднем 3,2 % (2,7 % -- казеин и 0,5 % -- сывороточные белки -- альбумины и глобулины). Пол-литра молока -- это почти 1/3 суточной потребности человека в животном белке. Молочные белки по сбалансированности аминокислот и усвояемости относятся к наиболее ценным. У них практически нет аминокислот, лимитирующих биологическую ценность. Правда, имеет место некоторый дефицит серосодержащих аминокислот (в основном цистина) в казеине, но зато ими богаты сывороточные белки молока, которые характеризуются высоким содержанием двух других наиболее дефицитных аминокислот -- лизина и триптофана, часто недостающих в рационах питания человека. Белки молока под воздействием вырабатывающихся в желудке соляной кислоты и пищеварительных ферментов свертываются мелкими хлопьями, что значительно облегчает их переваривание и усвоение. Особенно хорошо усваиваются сывороточные белки. Усвояемость белков молока составляет 96--98%. Нужно отметить, что именно сывороточные белки являются носителями специальных защитных факторов -- иммуноглобулинов, которые участвуют в выработке антител против болезнетворных микроорганизмов и вирусов.

Из казеинов в процессе переваривания образуются физиологически активные пептиды, один из которых, так называемый казеиновый гликомакропептид, угнетает желудочную секрецию и моторику. В процессе переваривания коровьего молока могут освобождаться пептиды с опиоподобной (наркотической) активностью (?-казоморфины), которые оказывают регуляторное влияние на мозговое кровообращение. Из коровьего казеина выделены вещества, снижающие кровяное давление, поэтому молоко, молочные продукты и блюда из них применяются в комплексном лечении ишемической болезни сердца, атеросклероза венечных, мозговых, периферических сосудов, гипертонической болезни II--III стадии. Кроме того, выделенные из казеина молока пищевые пептиды можно использовать как перспективные лекарственные средства для лечения гастродуоденальной патологии, связанной с гиперфункцией желудка, для ослабления чувства голода и как антистрессовые препараты. Однако имеются научные данные о том, что казеин молока увеличивает содержание холестерина в крови и способствует атеросклерозу. Поэтому злоупотреблять молочными продуктами, в особенности обезжиренным творогом, состоящим почти из чистого казеина, не стоит.

По сравнению с другими жирами животного происхождения жир молока лучше усваивается в организме человека, чему способствует относительно низкая температура его плавление (28-- 33 °С) и тонкодисперсное состояние. Перевариваемость молочного жира составляет 97--99%. Он содержит сравнительно мало незаменимых полиненасыщенных жирных кислот, но при употреблении пол-литра молока покрывается около 20 % суточной потребности в них человека. Присутствие в молочном жире дефицитной арахидоновой кислоты, жирных кислот с короткой цепью (а всего молочный жир включает более 30 различных жирных кислот), а также значительных количеств фосфолипидов и витаминов А и D повышает его биологическую ценность. Кроме того, соотношение жира и белка в молоке близко к оптимальному (1:1). Молоко, особенно жирное, является слабым возбудителем желудочной секреции и моторики, обладает выраженным антацидным действием, то есть прямо взаимодействует в желудке с соляной кислотой, инактивируя ее. Поэтому рекомендуется применять молоко при гиперацидных (с повышенной кислотностью) гастритах, язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки.

В связи с тем что жиры замедляют эвакуацию из желудка, тормозят желудочную секрецию и вызывают чувство сытости, на более жирное молоко выделяется меньше желудочного сока в начале пищеварения и оно дольше задерживается в желудке. Поэтому жирное молоко (и сливки) оказывает более выраженное лечебное действие при данных заболеваниях, чем обезжиренное.

Углеводы в молоке представлены в основном лактозой (молочным сахаром), количество которой составляет в среднем 4,5--5 % . В отличие от других сахаров она относительно плохо растворима в воде, медленно всасывается в кишечнике, стимулирует развитие в нем молочнокислых палочек, которые образуя молочную кислоту, подавляют гнилостную микрофлору и способствуют лучшему всасыванию кальция и фосфора. Лактоза в 5--6 раз менее сладкая, чем сахароза (свекловичный сахар), поэтому молоко не обладает выраженным сладким вкусом. Под влиянием ферментов желудка и кишечника лактоза расщепляется на глюкозу и галактозу, которые всасываются в кровь и служат источником энергии. Особенно важна роль лактозы в питании грудных детей.

Однако, у детей и взрослых может быть непереносимость молока (так называемая селективная мальабсорбция лактозы), связанная с дефицитом кишечного фермента лактазы, что приводит к нарушению переваривания молочного сахара, его брожению в желудочно-кишечном тракте, сопровождающемуся вспучиванием, болями в животе и другими явлениями несварения. Причем первичная лактазная недостаточность является генетически обусловленным состоянием и зависит от принадлежности к различным этническим группам. Так, дефицит лактазы встречается у 15-20% взрослых жителей Северной и Средней Европы и у 75-100% коренных народностей Северной и Южной Америки, Африки, Юго-Восточной Азии. У русских частота дефицита лактазы - 12,5-16,3%, у белорусов - 13 %, у украинцев - 5,8%.

Следует отметить высокое содержание в молоке и молочных продуктах таких минеральных элементов, как кальций и фосфор. Оба они находятся в молоке в хорошо сбалансированных соотношениях, что обусловливает их сравнительно высокую усвояемость. Так, соотношение между кальцием и фосфором в молоке составляет 1:1 - 1,4:1 (в твороге и сыре -- 1: 1,5 - 1: 2), в то время как в мясе и рыбе оно равно, соответственно, 1:13 и 1:11. Около 80 % суточной потребности человека в кальции удовлетворяется за счет молока и молочных продуктов. Вместе с тем молоко сравнительно бедно некоторыми микроэлементами: железом, медью, марганцем, йодом, фтором. Поэтому при питании преимущественно молочными продуктами, особенно детей, может развиться анемия. Молоко и молочные продукты являются постоянным источником почти всех витаминов. Особенно богаты они относительно дефицитным в пищевых продуктах рибофлавином около 50 % суточной потребности человека в этом витамине удовлетворяется за счет молока и молочных продуктов.

Биологическую ценность молока дополняют разнообразные ферменты, гормоны, антитела, антибиотики и другие биологически активные вещества. Таким образом, пищевая и биологическая ценность молока бесспорна, и оно является незаменимым продуктом питания человека. Однако не все так идеально с молоком: в нем мало железа, которое даже телята пополняют с травой; у тех, кому начиная с грудного возраста добавляют в пищу коровье или козье молоко, чаще развиваются диатезы, малокровие, дисфункция желудочно-кишечного тракта. Кроме того, как указывает И. П. Неумывакин, казеин (белок), содержащийся в молоке матери, расщепляется с помощью так называемого сычужного фермента, и, когда потребность в казеине отпадает (фундамент образования ногтей, волос -- заложен) -- а это, как правило, бывает в 1--2-летнем возрасте, -- он исчезает. Кроме того, молоко, попадая в желудок, под влиянием кислого содержимого свертывается, образуя как бы творог, обволакивает частицы другой пищи и изолирует ее от желудочного сока. И пока свернувшееся молоко не переварится, процесс переработки другой пищи не начнется, вот почему молоко надо пить отдельно от другой пищи.

Энергетическая ценность и усвояемость

Биологическая ценность молока заключается в том, что:

Его компоненты хорошо сбалансированы

Они легко усваиваются

Компоненты молока используются в основном для синтетических и "строительных" (пластических) целей.

Аминокислоты молока настолько хорошо сбалансированы, что его белки усваиваются на 98%. По этому показателю они уступают (и только на 2%) белкам яйца, аминокислотный баланс которого принят Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ) за эталон (100%). Кроме того, некоторые необходимые организму вещества встречаются только в молоке. Назовем лишь дефицитную арахидоновую кислоту и биологически активный белково-лецитиновый комплекс. Оба эти компонента препятствуют развитию атеросклеротических процессов в организме.

Кальций молока самый легкоусваиваемый из существующих в природе. Исключительно благоприятно сбалансирован в нем комплекс витаминов А, В2, D3, каротина, холина, токоферолов, тиамина и аскорбиновой кислоты. Все это оказывает нормализующее влияние на уровень холестерина сыворотки крови.

В состав минеральных веществ молока входят все элементы периодической системы Менделеева. В нем содержатся соли калия, натрия, магния, железа, лимонной, фосфорной и соляной кислот и ряда других. Все они находятся в молоке в легко усвояемой форме.

В наибольшем количестве в молоке содержатся углеводы, жиры, белки и минеральные соли. Витамины, ферменты, микроэлементы, гормоны, иммунные тела и другие вещества содержатся в молоке в очень малых количествах, но обладают высокой биологической активностью и роль их в питании человека огромна.

1. ПИЩЕВАЯ ЦЕННОСТЬ, СОСТАВ И СВОЙСТВА КОРОВЬЕГО

МОЛОКА

Государственный стандарт «Молоко натуральное коровье-сырьё. Технические условия»: ГОСТ Р.

Коровье молоко характеризуется высокой пищевой ценностью, которая обусловлена оптимальным содержанием в нем белков, жиров, углеводов, минеральных солей и витаминов , причем соотношение и форма, в которой компоненты присутствуют в молоке, способствуют их хорошей перевариваемости и усвояемости. В настоящее время в молоке известно свыше 200 различных компонентов. К главным компонентам относят воду, белок, жир, лактозу и минеральные вещества. В молоке также присутствуют витамины, ферменты, гормоны и пр. Из посторонних веществ могут содержаться антибиотики , пестициды, детергенты, токсичные элементы, радионуклиды, афлатоксины и т. п.

Химический состав молока, степень дисперсности его составных частей определяют химические и физические свойства молока. Наиболее важные для процессов переработки молока свойства приведены в табл. 1.

Таблица 1. Химические и физические свойства коровьего молока

Показатель	Среднее значение	Интервал колебаний
Титруемая кислотность, °Т
Величина рН"
Окислит-восстановительн потенциал, мВ
Плотность", кг/м3
Вязкость", Па с		(1,1...2,5)-10-3
Температура замерзания, °С
Удельная электропроводимость, См/м
Теплоемкость", Дж/(кг x К)
Теплопроводность", Вт/(м x К)

Молоко и молочные продукты, характеризуются энергетической ценностью, которая дополняет пищевую ценность продукта. Ее можно рассчитать по следующей формуле:

Э = (37,7Ж + 16,7Б + 15,9Л) x 10,

где Э - энергетическая ценность, кДж; Ж, Б, Л - соответственно массовая доля содержания жира, белка и лактозы в сырье или продукте, %; 37,7, 16,7 и 15,9 - коэффициенты.

1.1. Вода и сухое вещество молока

Как видно из данных табл. 2, основной удельный вес в молоке составляет вода (влага); на остальные компоненты, входящие в состав сухого вещества, приходится 10...13% (за исключением овечьего и буйволиного молока). Большая часть влаги в молоке (до 85%) находится в свободном состоянии и может представлять угрозу для сохранности молочных продуктов, однако она сравнительно легко удаляется при сгущении и сушке.

Средняя массовая доля сухого вещества в коровьем молоке составляет 12,5 %, но она может колебаться в течение лактации, а также в зависимости от возраста животных, рационов кормления и других факторов. В сухое вещество входят жир, белок, молочный сахар, минеральные вещества, витамины, ферменты и др. При вычитании из массовой доли сухого вещества массовой доли жира получают сухой обезжиренный молочный остаток (СОМО), содержание которого должно быть равным 8% или выше. Существуют различные формулы для расчета сухого вещества. Формула Фаррингтона:

Колл" href="/text/category/koll/" rel="bookmark">коллоидных частиц размером 50...300 нм и характеризуется высокой термоустойчивостью.

Сывороточные белки представлены B -лактоглобулином (0,4%), А -лактальбумином (0,1 %), а также иммуноглобулинами и альбумином сыворотки крови, в сумме составляющими около 0,1%. Глобулины и альбумины молока находятся в коллоидно-дисперсном состоянии, имеют размер частиц 15...50 нм и выше, не свертываются под действием сычужного фермента, являются термолабильными белками (при нагревании молока частично выпадают в осадок и вместе с солями образуют «молочный камень»).

Биологическая ценность сывороточных белков выше, чем казеина, поэтому они широко используются при производстве детских и диетических продуктов (альбуминного творога, различных паст и др). От содержания белков в заготовляемом молоке зависит выход продукции при выработке творога, сычужных сыров, казеина и молочно-белковых концентратов.

1.4. Углеводы

В молоке углеводы представлены в основном лактозой - углеводом, характерным только для молока, а также глюкозой и галактозой. Лактоза - дисахарид, находящийся в молоке в виде молекулярной дисперсии . Лактоза присутствует практически во всех молочных продуктах, участвует в формировании их свойств, обусловливает пищевую и энергетическую ценность молока. В организме человека под действием лактазы и микроорганизмов желудочно-кишечного тракта лактоза сбраживается до молочной кислоты, создавая среду, препятствующую развитию гнилостных микроорганизмов. В молоке средняя массовая доля его - 4,7 % (колебания от 4,5 до 5,3 %). Молочный сахар - углевод, необходимый для питания новорожденных в первые дни жизни; он нужен для нормального обмена веществ, работы сердца, почек и печени. Калорийность 1 г лактозы составляет 3,8 ккал (15,909 кДж). В чистом виде молочный сахар представляет собой кристаллический порошок белого цвета. На предприятиях вырабатывается молочный сахар-сырец и рафинированный, которые используются для получения лактулозы и в фармацевтической промышленности. Лактоза является источником углерода для молочнокислых бактерий, которые подвергают ее сбраживанию под действием ферментов - на этом свойстве основано производство кисломолочных продуктов, сыра, кислосливочного масла.

1.5. Минеральные вещества

Молоко служит постоянным источником поступления в организм минеральных веществ, наибольшее значение из которых имеют макроэлементы - кальций, фосфор, калий, натрий и магний. Больше половины всех минеральных веществ составляют соли кальция и фосфора. Кальций в молоке находится в растворимом состоянии, и значительная часть его связана с казеином в виде казеинаткальцийфосфатного комплекса (ККФК), что делает его практически полностью усвояемым. Фосфор входит в состав белка всех клеток организма, является компонентом нервной ткани и клеток мозга. Микроэлементы молока (железо, медь, йод, марганец, цинк, кобальт и др.) имеют большое значение для нормального обмена веществ в организме, синтеза витаминов, ферментов, гормонов. В настоящее время начался выпуск молочных продуктов, обогащенных кальцием, железом и йодом.

1.6. Витамины

В молоке находятся все жизненно необходимые витамины. Витамины делятся на две группы: жирорастворимые (A, D, Е, К) и водорастворимые (С, группы В, биотин и др.). Между этими группами витаминов существуют функциональные различия. Так, жирорастворимые витамины участвуют в окислительно-восстановительных реакциях, транспорте кальция и фосфора, обладают антиоксидантными свойствами; водорастворимые комплексы витаминов входят в состав ферментов, в том числе ферментов молока. Многие витамины отличаются большой чувствительностью к высоким температурам, свету, действию кислот, оснований, кислорода. Учитывая большое значение витаминов для жизнедеятельности организма, в промышленности налажено производство различных продуктов, обогащенных витаминами.

1.7. Ферменты и гормоны

В молоке обнаружено большое количество ферментов различного происхождения. Различают ферменты нативные и бактериального происхождения. В зависимости от специфического действия на различные субстраты ферменты подразделяются на окислительно-восстановительные, трансферазы, гидролазы, ферменты расщепления и др. Для молочной промышленности имеют важное значение ферменты молока, относящиеся к группам оксидоредуктаз и гидролаз. Так, оксидоредуктазы играют исключительно важную роль во многих технологических процессах в сыроделии, при производстве кисломолочных продуктов и т. д. Количество некоторых ферментов, например каталазы, служит ценным показателем качества молока. Концентрация лактопероксидазы обусловливает антибактериальную активность молока, а результаты пероксидазной (и фосфатазной) пробы дают представление об эффективности пастеризации молока.

Липаза , относящаяся к гидролазам, образуется в организме животного (нативная) и с кровью поступает в молочную железу, а затем - в молоко. Бактериальная липаза вырабатывается посторонней микрофлорой - плесеня­ми, микрококками, псевдомонадами, попадающими в молоко. Липаза может адсорбироваться на поверхности жировых шариков. При гидролизе она расщепляет эфирные связи в триацилглицеринах, в результате чего образуются жирные кислоты и глицерин.

Воздействию липазы в первую очередь подвергаются глицериды низкомолекулярных кислот. Она может быть причиной ярко выраженных пороков вкуса и запаха молока и молочных продуктов. Максимальное действие липазы (нативной) проявляется при рН 8,8 и температуре 37°С, бактериальной - при рН 7. В свежем молоке молочный жир обычно не подвергается самопроизвольному воздействию липазы. Однако при сильном переме­шивании молока с образованием пены, при гомогенизации, перекачивании его насосами, быстрой смене температур липаза активируется и вызывает липолиз. Нативная липаза инактивируется при низких температурах (65...75°С), а бактериальная - полностью разрушается при температуре выше 80°С.

Другая гидролаза - фосфатаза попадает в молоко из секреторных клеток вымени, а также вырабатывается некоторыми бактериями молока. Она катализирует гидролиз сложных эфиров фосфорной кислоты. В молоке присутствуют кислая и - в большем количестве - щелочная фосфатаза. К гидролазам также относятся протеазы, лизоцим и некоторые другие ферменты. На­тивная протеаза - плазмин переходит в молоко из сыворотки крови, бактериальные протеазы вырабатываются посторонней микрофлорой. Плазмин проявляет специфичность по отношению к фракциям казеина - наиболее чувствителен к нему В -казеин. В результате его действия образуются Y -казеины, при этом снижается выход творога и сыра (Y - казеин мы «теряем» с сывороткой) и могут образовываться горькие пептиды. Лизоцим обладает антибактериальными свойствами - разрушает клеточные стенки стафилококков и других возбудителей мастита коров. К гормонам молока относятся пролактин, окситоцин, соматотропин, половые гормоны, тироксин и др.

1.8. Токсичные вещества в молоке

К токсичным загрязнителям молока и молочной продукции относят пестициды, антибиотики, гормональные препараты, микотоксины, тяжелые металлы и др. Источником поступления пестицидов является использование ядов химического и биологического происхождения в сельскохозяйственном производстве для защиты культурных растений от сорняков (гербициды), насекомых (инсектициды), болезней (фунгициды). Пестициды используются также при специальной профилактической обработке животных от кровососущих насекомых и некоторых видов заболеваний. Причиной поступления в молоко антибиотиков может служить несоблюдение сроков, в течение которых запрещено использовать молоко коров, подвергавшихся лечению при каких-либо заболеваниях. Кроме того, иногда для предотвращения скисания молока его фальсифицируют антибиотиками. Гормональные препараты могут обнаруживаться в молоке лишь при специальном их использовании (например, для наращивания массы животных), что в молочном производстве недопустимо. Источник поступления в молоко микотоксинов - некачественные корма и кормовые смеси. В молоке нормируется содержание афлакотоксина М1. Особую группу токсических веществ составляют тяжелые металлы и мышьяк (также нормируются радионуклиды - цезий-137, стронций-90). Источниками их поступления в молоко могут быть корма, вода для питья животных, воздух, а также вода, используемая для восстановления сухих молочных продуктов.

*свинец, кадмий, ртуть, мышьяк - являющиеся высокотоксичными элементами;

*олово и хром - загрязняющие продукты при хранении в жестяной и хромированной таре. Для этих элементов установлены максимально допустимые уровни их содержания в молоке и молочных продуктах, а также стандартизированы методики их определения в пищевых продуктах, включая молочные.

1.9. Микрофлора сырого молока

В молоко микроорганизмы попадают непосредственно из вымени или внешней среды, из воздуха, воды, с рук обслуживающего персонала, с посуды, кожи животного и т. д. На любом этапе производства, переработки, транспортирования и хранения молока возможно попадание в него микроорганизмов. В молоке обнаружены бактерии, дрожжи и плесени. Молоко, содержащее только микрофлору, поступившую в него из вымени здоровой коровы, условно называют асептическим. В 1 см3 такого молока насчитывается от нескольких сотен до нескольких тысяч микроорганизмов.

Бактерии.

В молоке обычно встречаются молочнокислые, колиформные, маслянокислые, пропионовокислые и гнилостные бактерии. Группа молочнокислых бактерий включает палочки и кокки, которые могут образовывать цепочки различной длины. Молочнокислые бактерии не образуют спор, они являются факультативными анаэробами. Большинство из них погибает при нагревании до 70°С. В качестве источника углерода молочнокислые бактерии используют лактозу, сбраживая ее до молочной кислоты, а также уксусной кислоты, углекислого газа, этанола. Многие из них используются при производстве молочных продуктов. Колиформные бактерии (бактерии группы кишечных палочек) - факультативные ана­эробы, их оптимальная температура развития составляет 30...37°С. Они обнаружены в ки­шечнике, на поверхности рук, в нечистотах, в загрязненной воде и на растительности. Колиформные бактерии сбраживают лактозу до молочной кислоты и других органических кислот, углекислого газа и этанола. Кроме того, они разрушают белки молока, в результате чего появляется посторонний запах. Некоторые виды бактерий являются причиной мастита у коров.

Колиформные бактерии могут нанести существенный вред при производстве сыров. Помимо возникновения посторонних запахов в результате повышенного газообразования в процессе их жизнедеятельности, нарушается текстура сыра на ранней стадии его созревания. Развитие бактерий прекращается при рН ниже 6, поэтому их активность наблюдается именно на ранних стадиях созревания сыра, когда лактоза еще не полностью сброжена. Колиформные бактерии, как правило, погибают при пастеризации молока.

Маслянокислые бактерии - анаэробные спорообразующие микроорганизмы, оптимальная температура их развития - 37°С. Они плохо развиваются в молоке, однако прекрасно чувствуют себя в сырах, где соблюдаются анаэробные условия. По сути, данные бактерии являются «разрушителями» сыра. Маслянокислое брожение , сопровождающееся образованием в большом объеме углекислого газа, водорода и масляной кислоты, что приводит к образованию «рваной» текстуры сыра и прогорклого вкуса. Споры маслянокислых бактерий не обезвреживаются при режимах пастеризации. Для их удаления и подавления развития используют специальные операции: микрофильтрацию, бактофугирование, добавление селитры, посолку сыров.

Пропионовокислые бактерии не образуют спор, оптимальная температура их развития - 30°С. Некоторые виды выдерживают пастеризацию. Сбраживают лактаты до пропионовой кислоты, углекислого газа и других продуктов. Чистые культуры пропионово-кислых бактерий используют при производстве некоторых видов кисломолочных продуктов и сыров.

Гнилостные бактерии включают очень большое число видов различных форм, образующих споры и бесспоровых, аэробных и анаэробных. Попадают в молоко с кормами, водой, с рук работников и т. п. Гнилостные бактерии продуцируют ферменты, расщепляющие белки; они могут разрушить их полностью до аммиака . Этот тип разложения известен как гниение. Многие из гнилостных бактерий продуцируют также фермент липазу, т. е. могут разлагать молочный жир.

Дрожжи.

Это - микроорганизмы круглой, овальной или палочковидной формы. Размножаются почкованием, спорообразованием, иногда делением. Размеры дрожжей приблизительно на порядок выше размеров бактерий. Как и все микроорганизмы, дрожжи развиваются при определенных условиях. Кислотность (рН) нормальной среды их обитания составляет 3...7,5, при оптимуме - 4,5...5. Оптимальная температура для их развития составляет 20...30°С. Дрожжи жизнеспособны как в присутствии, так и в отсутствии кислорода воздуха, т. е. факультативно анаэробны. В присутствии кислорода они сбраживают сахар до углекислого газа и воды, при его отсутствии - до спирта и воды.

Плесени.

Развиваются только при доступе воздуха. Оптимальная температура развития плесеней - 20...30°С (рН среды варьирует от 3 до 8,5, однако многие виды предпочитают кислую среду). Как правило, плесени ухудшают качество молочных продуктов, кроме единичных видов, используемых при производстве сыров типа рокфор и камамбер.

О полезности продуктов, вырабатываемых из молока, мы все наслышаны еще с детства, однако далеко не каждый человек имеет достаточное представление о той роли, которую они играют в жизнедеятельности нашего организма.

Пожалуй, никто не станет отрицать того, что мы просто не задумывается о достоинствах молочной продукции. И в самом деле, выпивая стакан молока или съедая творожный сырок, не думаем же мы о их составе и полезности.

И все же каждому человеку надо проникнуться сознанием того, что молоко занимает исключительное место в нашем питании, что без молочных продуктов наш рацион был бы обеднен, лишен многих ценных и дефицитных веществ и, наконец, что молочная пища - обязательная и непременная часть нашего питания. Вот почему информация о полезных свойствах молока и продуктов из него необходима каждому потребителю этой продукции.

Итак, что же представляет собой молоко, эта секреторная жидкость, выделяемая молочными железами млекопитающих животных и предназначенная для вскармливания молодняка? С точки зрения питания - это уникальный по пищевой ценности и значению для организма природный продукт, который человек в процессе сознательной деятельности приспособил для своих нужд.

За высокую пищевую ценность молоко называют «элексиром жизни», «белой кровью», «даром природы», а И. П. Павлов назвал его изумительной пищей, приготовленной самой природой, и отметил, что оно занимает «исключительное положение между сортами человеческой еды».

Молоко и продукты, получаемые из него, - пища не только изумительная по своей усвояемости и полезности, но она еще и универсальна, и разнообразна, и повседневна. Универсальна потому, что, во-первых, содержит почти все необходимые организму вещества, которые к тому же благоприятно сбалансированы, и во-вторых, в одинаковой степени необходима детям и взрослым, больным и здоровым. Разнообразна потому, что насчитывает многие десятки видов и наименований продуктов. Повседневна потому, что употребляется изо дня в день.

Молочные продукты обладают еще и лечебными свойствами и успешно применяются в лечебно-профилактическом и диетическом питании.

Если все необходимые организму и находящиеся в продуктах питания вещества разделить (условно, разумеется) на энергетические, удовлетворяющие потребности в энергии, пластические, из которых «строятся» клетки и ткани, и регуляторные, участвующие в обменных процессах, то придется отметить, что в молоке содержатся как первые (углеводы и отчасти жир), так и вторые (белковые и минеральные вещества) и третьи (микроэлементы, витамины, ферменты).

Ценность молока как продукта питания характеризуют следующие факторы: богатейший и благоприятно сбалансированный состав компонентов, высокая усвояемость всех пищевых веществ молока.

По своему химическому составу молоко - уникальный продукт питания, так как в нем содержатся все те вещества, без которых организм человека не может нормально развиваться. В молоке уже сейчас насчитывается свыше 200 различных веществ, а ведь исследования продолжаются.

Для промышленной переработки у нас в наибольших количествах используется молоко коровье, среднее содержание основных веществ которого приведено ниже.

Конечно, кроме этих основных в молоке содержатся и другие вещества: кислоты, витамины, ферменты и т. д. О некоторых из них речь пойдет дальше. Сначала более подробно рассмотрим значение и свойства основных компонентов молока.

Исходя из современных представлений о питании и из анализа фактического потребления пищевых веществ, наиболее дефицитной составной частью пищи сегодня являются белки, особенно белки полноценные, а это, как правило, белки животного происхождения. Поэтому и рассмотрение составных частей молока целесообразнее всего начать именно с белков.

Суммарное содержание белков в молоке (мы будем вести речь только о коровьем молоке) составляет в среднем 3,2%. Белки молока неоднородны. Они состоят из казеина, альбумина и глобулина. Содержание казеина составляет 2,7%, альбумина - 0,4%, глобулина и других белков - 0,1%. Наибольшее практическое значение имеет казеин, и не только потому, что на его долю приходится 80-83% всех белков молока, но и потому, что он выделяется из молока при изготовлении творога и сыра, тогда как альбумин и глобулин остаются в сыворотке (их называют потому еще и сывороточными белками).

Казеин - специфический белок и встречается только в молоке, где он находится в соединении с кальцием и фосфором в растворимой форме. Если кальций от казеина отщепляется, то, будучи в водной среде нерастворимым, казеин коагулирует, т. е. образует сгусток. Сам по себе казеин неоднороден, в нем различают несколько фракций, отличающихся друг от друга содержанием фосфора.

В молоке казеин находится в виде коллоидного раствора и представляет собой мельчайшие шарообразные частицы - глобулы. Они настолько малы, что с помощью обычного микроскопа их увидеть нельзя и только электронный микроскоп, дающий увеличение в 20-30 тыс. раз, позволяет разглядеть его шарообразные частички. Их величина составляет приблизительно одну стотысячную долю миллиметра.

В отличие от многих других белков казеин термоустойчив. Даже кратковременное нагревание, например, яйца приводит к свертыванию его белков, к коагуляции. Молоко же мы можем вскипятить, но свертывания белков не происходит. Это очень важное свойство казеина позволяет производить нагревание молока для уничтожения в нем микроорганизмов без существенного изменения свойств продукта.

А вот к действию кислот казеин очень чувствителен. Каждому приходилось наблюдать, что если оставить молоко в теплом месте или внести в него закваску, то в нем быстро происходит молочнокислое брожение. При этом молочный сахар превращается микробами в молочную кислоту, и мы видим, как уже через несколько часов образуется сгусток. Это коагулировал казеин. Такое свойство казеина положено в основу выработки кефира, простокваши, творога и других кисломолочных продуктов.

Казеин переходит в нерастворимую форму, образовывая сгусток, и под действием сычужного фермента. Однако сычужный сгусток молока не имеет кислого вкуса, он по вкусу такой же, как и свежее молоко. Этот способ осаждения белков молока используется в практике при изготовлении сыров и некоторых видов творога.

В последнее время все более широкое применение находит и третий вид коагуляции белков молока: под действием ионов кальция. Этот способ разработан и теоретически обоснован профессором П. Ф. Дьяченко. Ионы кальция как бы соединяют глобулы казеина, образуя между ними «мостики» и вызывая коагуляцию белков. О практическом применении всех этих способов коагуляции казеина и других белков молока мы поговорим несколько позже, рассматривая технологию производства некоторых молочных продуктов.

Следует упомянуть еще об одном свойстве казеина - способности его к набуханию. По данным П. Ф. Дьяченко, 1 г казеина связывает около 0,7 г воды. Благодаря этому свойству такие молочные продукты, как сыр, творог, при кажущейся «сухости» содержат значительное количество воды. Например, в сыре, имеющем твердую эластичную консистенцию, содержится 40-45% воды.

Альбумин и глобулин относятся к простым белкам. Они растворимы в воде, а также в слабых кислотах и щелочах. Как и казеин, они находятся в молоке в коллоидном растворе. Однако их молекулы имеют еще меньшую величину, чем казеин, и не видны даже в электронный микроскоп при обычном увеличении. В отличие от казеина эти белки нетермостабильны, и уже при температуре выше 75° С они коагулируют. При этом сгустка не образуют, а выпадают в виде тонкой взвеси. Зато кислоты и сычужный фермент не вызывают коагуляцию их, и они остаются в сыворотке при выработке творога и сыра. Это дало основание назвать их сывороточными белками.

Еще до недавнего времени сывороточные белки, остающиеся в сыворотке после изготовления сычужных сыров и творога, использовались в пищу крайне недостаточно, а между тем по своему аминокислотному составу сывороточные белки не только не уступают казеину, но даже превосходят его. Например, самой. дефицитной в питании аминокислоты лизина в альбумине и глобулине молока содержится почти в 1,5 раза больше, чем в казеине, почти в 4 раза больше в молочном альбумине и триптофана. Богаты сывороточные белки и такой аминокислотой, как цистин. В альбумине ее почти в 19 раз больше, чем в казеине. Конечно, потери этих белков нежелательны, поэтому в настоящее время предприятия молочной промышленности выделяют их из сыворотки, получая альбуминный творог, а из него вырабатывают сырки, пасты и другие молочно-белковые продукты.

Кроме отмеченных здесь технологических свойств белки молока обладают еще и очень важными биологическими свойствами. Все белковые вещества молока легко и быстро расщепляются пищеварительными ферментами организма. По мере расщепления молекула белка постепенно распадается на более простые элементы, вплоть до аминокислот. Последние и являются теми «кирпичиками», из которых состоят белки.

Установлено, что по быстроте перевариваемости белки молоку находятся на первом месте, опережая белки мяса, рыбы, злаков. Усвояемость белков молока составляет 95-97%.

Но самым большим достоинством белков молока является их биологическая полноценность, обусловленная аминокислотным составом белков.

В белках молока содержатся все аминокислоты, необходимые организму человека. Среди двух десятков аминокислот в составе белков содержатся такие, которые организм может синтезировать самостоятельно, и такие, которые не синтезируются, а должны поступать «в готовом виде» с пищей. Первые называют заменимыми, вторые - незаменимыми. Естественно, что более ценными в питании являются белки, содержащие все незаменимые аминокислоты. Белки молока потому и относятся к полноценным, что они содержат все незаменимые аминокислоты и в благоприятном соотношении. Более того, белки молока богаты наиболее дефицитными незаменимыми аминокислотами, которых зачастую недостает в рационе питания человека. К этим аминокислотам относят лизин, триптофан, метионин. А без этих аминокислот или при недостатке их организм не может синтезировать «собственные» белки и «строить» из них свои клетки, ткани, ферменты, антитела, гормоны и другие структурные и физиологические элементы. Кроме того, недостаток лизина в пище приводит к нарушению кровообразования, триптофан необходим для процессов роста, метионин нормализует деятельность печени, необходим для профилактики атеросклероза.

Биологическая ценность белков молока может быть проиллюстрирована данными, в которой приведено и сопоставлено содержание незаменимых аминокислот в нежирном твороге, говядине I категории, крупе гречневой и муке пшеничной (содержание белков в этих продуктах относительно велико и составляет соответственно 18,0; 18,6; 12,6; 10,6%).

Незаменимые аминокислоты	творога нежирного		крупы гречневой	муки пшеничной
Изолейцин
Метионин
Триптофан
Фенилаланин
Итого незаменимых аминокислот

Из четырех очень распространенных и часто употребляемых пищевых продуктов наибольшее содержание незаменимых аминокислот, как видим, приходится на творог. В его составе больше, чем в других продуктах, метионина, треонина, изолейцина и лейцина. В мясе только две аминокислоты (валин и лизин) превосходят по содержанию творог, крупу и муку, а общее количество незаменимых аминокислот в мясе на 11 % ниже, чем в твороге.

Жира в молоке в зависимости от породы скота и периода лактации содержится от 3 до 5%. Жир молока легко переваривается и хорошо усваивается организмом человека (на 96-97%) благодаря тому, что его температура плавления на несколько градусов ниже температуры тела человека (28-33°С). В состав молочного жира входит более 20 жирных кислот и среди них масляная, капроновая, каприловая и др., обусловливающие ценность молочного жира с точки зрения физиологии питания, так как благодаря им молочный жир очень легко переваривается в организме. Содержатся здесь, правда, в небольшом количестве (до 4%) и так называемые незаменимые жирные кислоты: линолевая, линоленовая, арахидоновая.

В молоке жир находится в виде жировой эмульсии. Размер жировых шариков в основном 2-4 микрона. Если учесть, что микрон составляет одну тысячную часть миллиметра, то можно представить себе, какую тонкую жировую эмульсию являет собой молоко. Из-за малых размеров жировые частицы легко доступны воздействию пищеварительных соков.

Под действием ферментов в желудочно-кишечном тракте жир расщепляется с выделением жирных кислот, которые и всасываются в кровь.

В молоке частицы жира не сливаются воедино, так как каждый шарик окружен прочной лецитиново-белковой оболочкой, препятствующей этому.

В молочном жире содержатся фосфатиды, стерины, жирорастворимые витамины A, D, Е, К и другие сопутствующие вещества, поэтому жир молока следует рассматривать не только как источник энергии, но и как продукт высокой биологической ценности, богатый биологически активными веществами.

Как и все другие жиры, молочный жир имеет высокую энергетическую ценность (калорийность). При «сгорании» в организме 1 г жира выделяется 9 ккал, 1 г белков - 4 ккал, 1 г углеводов - 3,75 ккал. Следовательно, 1 г жира поставляет организму в 2,4 раза больше энергии, чем углеводы, и в 2,25 раза больше, чем белки. Значит, чем больше в продукте содержится жиров, тем выше его калорийность и тем выше калорийность рациона питания, в который включен этот продукт.

Хорошо это или плохо? Все зависит от многих факторов - о них речь впереди.

Фосфатиды, стерины играют важную роль в организме: они входят в состав тканей и физиологических жидкостей, участвуют в процессах обмена веществ и т. д. Наибольшее значение из фосфатидов в питании имеет лецитин. Он содержит органический фосфор и азотистое вещество холин, которые обусловливают высокую физиологическую активность лецитина. Эти вещества способствуют нормализации жирового и холестеринового обмена в организме. Фосфатиды препятствуют излишнему отложению жира в печени и нарушению тем самым ее важнейших функций. Фосфатиды. обладают также антисклеротическим действием, поскольку участвуют в регулировании процессов холестеринового обмена.

Углеводы в молоке представлены в основном молочным сахаром - лактозой (4,5-5%). В воде лактоза растворяется гораздо хуже, чем сахароза (свекловичный сахар), и в 5-6 раз менее сладкая. Именно этим: объясняется то обстоятельство, что, присутствуя в молоке почти в том же количестве, в каком содержится свекловичный сахар, например, в сладком чае, молочный сахар не придает молоку выраженного сладкого вкуса. Однако, как и другие углеводы, молочный сахар хорошо усваивается организмом, обладает высокой энергетической ценностью. Молочный сахар, как и свекловичный, относится к дисахаридам, в кишечнике под действием ферментов он расщепляется на глюкозу и галактозу и в таком виде всасывается в кровь. В кишечнике лактоза служит питательной средой для подавляющих гнилостную микрофлору молочнокислых микроорганизмов.

Лактоза под влиянием молочнокислых микроорганизмов сбраживается с образованием молочной кислоты. Это ее свойство широко используется при получении многих кисломолочных продуктов: кефира, простокваши, сметаны, творога и др. Являясь питательной средой для молочнокислой микрофлоры, молочный сахар тем самым участвует в технологических процессах получения многих молочных продуктов.

Под влиянием высоких температур молочный сахар карамелизуется, при этом цвет продукта становится слегка буроватым. Если подобные условия создаются в растворе, содержащем казеин, то при взаимодействии сахаров и аминокислот образуются меланоидины. Появление буроватого цвета в стерилизованном и топленом молоке, ряженке объясняется именно этими реакциями.

Что касается минеральных веществ, то, образно выражаясь, можно сказать, что в молоке сосредоточена почти вся таблица Менделеева. В молоке содержатся как макроэлементы - натрий, калий, кальций, фосфор, магний и др., так и микроэлементы - медь, алюминий, цинк, олово, мышьяк, кобальт, марганец, хром и др. Как первые, так и вторые участвуют в построении клеток и тканей организма, а многие микроэлементы являются регуляторами процессов обмена веществ. Общее количество минеральных веществ в молоке составляет 0,6-0,7%. В молоке присутствуют в основном соли фосфорной, а также казеиновой и лимонной кислот. Недостаток или избыток солей приводит к нарушению равновесия, и белки могут выпадать в осадок. Это свойство молока используется при выработке кисломолочных продуктов и сыров.

Более половины всего количества минеральных веществ молока приходится на два элемента: кальций и фосфор. Ни в каких других продуктах кальций не содержится в таких больших количествах, как в молочных, особенно в сырах и твороге. Исследованиями установлено, что особенно благоприятно для усвоения кальция и фосфора сочетание их с белком молока. Именно в молоке оба эти элемента связаны с молекулой казеина и, значит, находятся в наиболее приемлемой для организма форме. Кальций входит в большом количестве в состав зубов, вместе с фосфором он составляет основу костной ткани, участвует в целом ряде обменных процессов.

Огромное значение для организма человека имеют и микроэлементы. Будучи катализаторами многих биохимических процессов, они, по существу, являются минеральными «витаминами». Так, кобальт участвует в кровообразовании, цинк влияет на функцию размножения, фтор способствует образованию костной и зубной ткани и т. д.

Уже перечисление физиологического значения небольшой части элементов, содержащихся в молоке, свидетельствует о важнейшей их роли в организме человека.

По содержанию витаминов молоко нельзя рассматривать как высоковитаминный продукт, но, поскольку молочные продукты являются повседневным продуктом питания, молоко обеспечивает организм значительной долей этих незаменимых факторов питания. В молоке содержатся почти все известные как водо-, так и жирорастворимые витамины: витамин С (аскорбиновая кислота), РР (никотиновая кислота), B 1 (тиамин), В 2 (рибофлавин), В 6 (пиридоксин), B 12 (дианкобаламин), А (ретинол), D (кальциферол), Е (токоферол), К (филлохинон) и др. Вместе с другими продуктами питания молоко участвует в обеспечении организма человека этими биологически активными веществами, регулирующими жизненно важные функции организма. На уровень содержания витаминов в молоке и молочных продуктах существенное влияние оказывают условия кормления животных, период лактации, технологическая обработка молока и другие факторы. Под действием высоких температур и при длительном хранении продуктов некоторые витамины разрушаются.

Итак, мы отметили, что в молоке содержатся разнообразные химические вещества, играющие важную роль в организме человека, каждая из составных частей молока имеет то или иное значение в питании и в количественном отношении большинство из них соответствует формуле сбалансированного питания, что свидетельствует о высокой пищевой и биологической ценности молока и продуктов его переработки.

Другим фактором, характеризующим пищевую ценность молока, является легкая перевариваемость и усвояемость его главных составных частей. Она объясняется тем, что все компоненты находятся в молоке в виде мельчайших частичек, благодаря чему они быстро и полно расщепляются пищеварительными ферментами. О величине этих мельчайших частичек можно судить по такому факту: в 1 мл молока содержится в среднем до 3 млрд жировых шариков! Что же говорить о величине элементарных частиц белков и других компонентов, если их даже нельзя увидеть с помощью обычного микроскопа? Естественно, что благодаря такой высокодисперсной системе, каковой является молоко, оно быстро усваивается организмом человека.

Третьим фактором, характеризующим пищевую ценность молока, хотя и не столь существенным, как первые два, является благоприятное соотношение его основных пищевых веществ.

Известно, что в рационе питания человека основные пищевые вещества, т. е. белки, жиры и углеводы, должны быть в соотношении 1:1:4. Естественно, что достигается это за счет суммарного содержания их в наборе различных продуктов питания. Но если говорить об отдельных продуктах, то только молоко имеет наиболее близкое к оптимальному соотношение основных пищевых веществ, т. е. 1:1:1,5. Это, конечно, не идеальное соотношение, но, если учесть, что во всех остальных видах натуральных продуктов оно намного больше отклоняется от оптимума, то следует признать, что молоко имеет наиболее близкое к желаемому соотношение этих пищевых веществ.

Кроме коровьего молока в различных районах нашей страны используется также козье, овечье, кобылье молоко, в пустынных местностях Средней Азии - верблюжье, в горных районах Кавказа - буйволиное, а на Крайнем: Севере - молоко оленей. Хотя каждый из этих видов молока имеет свои особенности и сохраняет индивидуальность, все же общие свойства их, состав и основные факторы пищевой ценности близки к коровьему молоку.

В таблице сопоставлены данные о степени удовлетворения суточной потребности человека в основных пищевых веществах и энергии при употреблении некоторых молочных продуктов и мяса.

Пищевые вещества	Степень удовлетворения суточной потребности человека
	500 г молока	100 г творога жирного	100 г сыра российского
В том числе:
животные
дефицитные аминокислоты
триптофан
метионин
Минеральные вещества
Энергетическая ценность