Конспект лекций для студентов ссузов Кемерово 2010
|
|
Скачать 1.51 Mb.
|
|
^ В молоке содержится в среднем около 3,2% белков, колебания составляют от 2,9% до 3,5%. Белки, входящие в состав молока, имеют сложный состав, разнообразны по строению, физико-химическим свойствам и биологическим функциям. Используя современные способы разделения и выделения белков, исследователи установили, что в состав молока входят три группы белков:
На рис. 4 представлен фракционный состав белков молока. Биологические функции белков молока многообразны. Так, казеин является собственно пищевым белком, выполняющим в организме новорожденного структурную функцию. Кроме того, казеин транспортирует в составе своих частиц кальций, фосфор и магний. Транспортные функции также выполняют лактоферрин и β-лактоглобулин, иммуноглобулины обладают защитными функциями, α-лактальбумин - регуляторными и т. д. Общий белок 3,2% Подкисление, рН 4,6  Осадок: Фильтрат: к  азеин 2,6% сывороточные белки 0,6%Нагревание до 93-95°С, раскисление Осадок: Фильтрат: лактоферрин, β-лактоглобулин, протеоз-пептоны 0,06% иммуноглобулины, α-лактальбумин 0,54% действие трихлоруксусной кислоты Рис. 4. Схема фракционного состава белков молока 3.3 Казеин Казеин является главным белком молока, его содержание колеблется от 2,1 до 2,9%. Элементарный состав казеина (в %) следующий: углерод - 53,1; водород - 7,1; кислород - 22,8; азот - 15,4; сера - 0,8; фосфор - 0,8. Он содержит несколько фракций, отличающихся аминокислотным составом, отношением к ионам кальция и сычужному ферменту. В молоке казеин находится в виде специфических частиц, или мицелл, представляющих собой сложные комплексы фракций казеина с коллоидным фосфатом кальция. Казеин – комплекс 4 фракций: αs1, αs2, β, χ. Фракции имеют различный аминокислотный состав и отличаются друг от лруга заменой одного или двух аминокислотных остатков в полипептидной цепи. αs - и β – Казеины наиболее чувствительны к ионам кальция и в присутствии их они агрегируют и выпадают в осадок. χ - Казеин не осаждается ионами кальция и в казеиновых мицеллах, располагаясь на поверхности, выполняет защитную роль по отношению к чувствительным . αs - и β – казеину. Однако χ – казеин чувствителен к сычужному ферменту и под его воздействием распадается на 2 части: гидрофобный пара -χ-казеин и гидрофильный макропротеид. Полярные группы, находящиеся на поверхности и внутри казеиновых мицелл (NH2, COOH, ОН и др.), связывают значительное количество воды — около 3,7 г на 1 г белка. Способность казеина связывать воду характеризует его гидрофильные свойства. Гидрофильные свойства казеина зависят от структуры, величины заряда белковой молекулы, рН среды, концентрации солей и других факторов. Они имеют большое практическое значение. От гидрофильных свойств казеина зависит устойчивость казеиновых мицелл в молоке. Гидрофильные свойства казеина влияют на способность кислотного и кислотно-сычужного сгустка удерживать и выделять влагу. Изменение гидрофильных свойств казеина необходимо учитывать при выборе режима пастеризации в процессе производства кисломолочных продуктов и молочных консервов. От гидрофильных свойств казеина и продуктов его распада зависят водосвязывающая и влагоудерживающая способность сырной массы при созревании сыров, консистенция готового продукта. Казеин в молоке содержится в виде сложного комплекса казеината кальция с коллоидным фосфатом кальция, так называемого казеинаткальцийфосфатного комплекса (ККФК). В состав ККФК также входит небольшое количество лимонной кислоты, магния, калия и натрия. ^ После осаждения казеина из молока кислотой (при рН 4,6 - 4,7) в сыворотке остается около 0,6 % белков, которые называют сывороточными. Они состоят из |β-лактоглобулина, α-лактальбумина, иммуноглобулинов, альбумина сыворотки крови, лактоферрина. β-Лактоглобулин, α-лактальбумин и иммуноглобулины выполняют важные биологические функции и имеют большое промышленное значение, вследствие высокого содержания незаменимых и серосодержащих аминокислот. Из сыворотки их выделяют в нативном состоянии с помощью ультрафильтрации и применяют для обогащения различных пищевых продуктов. Альбумин сыворотки крови содержится в молоке в незначительных количествах и не имеет практического значения. Лактоферрин, несмотря на малое содержание, выполняет важные биологические функции и необходим для организма новорожденного. β-Лактоглобулин. β-Лактоглобулин составляет 50 - 54% белков сыворотки (или 7 - 12% всех белков молока). Он имеет изоэлектрическую точку при рН 5,1. При пастеризации молока денатурированный β-лактоглобулин вместе с Са3(Р04)2 выпадает в осадок в составе молочного камня и образует комплексы с χ-казеином казеиновых мицелл (осаждаясь вместе с ними при коагуляции казеина). Он не свертывается сычужным ферментом и не коагулирует в изоэлектрической точке в силу своей большой гидратированности. α-Лактальбумин. В сывороточных белках α-лактальбумин занимает второе место после β-лактоглобулина (его содержание составляет 20 - 25% сывороточных белков, или 2 - 5% общего количества белков). α-Лактальбумин устойчив к нагреванию, он является самой термостабильной частью сывороточных белков. Он является специфическим белком, необходимым для синтеза лактозы из галактозы и глюкозы. Иммуноглобулины. В обычном молоке иммуноглобулинов содержится мало, в молозиве они составляют основную массу (до 90%) сывороточных белков. Иммуноглобулины объединяют группу высокомолекулярных белков, обладающих свойствами антител. Антитела - вещества, образующиеся в организме животного при введении в него различных чужеродных белков (антигенов) и нейтрализующие их вредное действие. Иммуноглобулины молока имеют большую молекулярную массу (150 000 и выше), в своем составе содержат углеводы, термолабильны, т. е. коагулируют при нагревании молока до температуры выше 70°С. Лактоферрин. Представляет собой гликопротеид молекулярной массой около 76 000, содержит железо. В молоке содержится в малых количествах (менее 0,3 мг/мл), в молозиве его в 10 - 15 раз больше. ^ К ним относятся белки, являющиеся структурными элементами оболочек жировых шариков и способствующие их стабильности во время технологической обработки. Они могут быть прочно встроенными во внутренний липидный слой оболочки, пронизывать ее или располагаться на внешней поверхности оболочки. Некоторые из них обладают свойствами ферментов. Контрольные вопросы:
Лекция 4 ^ 4.1 Общая характеристика липидов Липиды (от греч. lipos - жир) - это общее название жиров и жироподобных веществ, обладающих одинаковыми физико-химическими свойствами. Липиды не растворяются в воде, но хорошо растворяются в органических растворителях (эфире, хлороформе, ацетоне и др.). К ним относятся нейтральные жиры, фосфолипиды, гликолипиды, стерины и др. Нейтральные жиры представляют собой смесь сложных эфиров трехатомного спирта глицерина и жирных кислот - триглицеридов. Все они построены по следующему типу:  nриглицерид диглицерид моноглицерид В нейтральных жирах обнаружено несколько десятков различных жирных кислот, которые делят на насыщенные и ненасыщенные. Чаще других встречаются из насыщенных жирных кислот:
из ненасыщенных жирных кислот:
Три последние полиненасыщенные жирные кислоты незаменимые, так как не синтезируются в организме. ^ Содержание молочного жира в молоке колеблется от 2,8 до 4,5%. По химическому строению молочный жир ничем не отличается от других жиров. Он представляет собой смесь многочисленных триглицеридов (содержание ди- и моноглицеридов составляет всего 1,2 - 2,6% всех глицеридов). Триглицериды молочного жира содержат, как правило, остатки разных кислот. Молочный жир, выделенный из молока, содержит сопутствующие жироподобные вещества, или природные примеси. К ним относятся фосфолипиды, гликолипиды, стерины, жирорастворимые пигменты (каротин и др.), витамины (A, D, Е). Несмотря на незначительное количество примесей, некоторые из них существенным образом влияют на пищевую ценность молочного жира. Так, фосфолипиды способствуют обмену липидов, стерины служат исходным материалом для синтеза витамина D, каротин - для образования витамина А, витамин Е является естественным антиокислителем жира и т. д. Жирнокислотный и триглицеридный состав. В состав молочного жира входит свыше 100 жирных кислот. Жирнокислотный состав молочного жира зависит от рационов кормления, стадии лактации, времени года, породы животных и т. д. В составе жира преобладают насыщенные жирные кислоты, среднее количество которых составляет 65% (колебания от 53 до 77%). Содержание ненасыщенных кислот в среднем равно 35% (при колебании летом 34 - 47%, зимой - 25-39%). Из насыщенных жирных кислот в молочном жире преобладают пальмитиновая, миристиновая и стеариновая, среди ненасыщенных - олеиновая кислота. Олеиновой и стеариновой кислот в жире содержится больше летом, а миристиновой и пальмитиновой - зимой. По сравнению с жирами животного и растительного происхождения молочный жир характеризуется большим количеством низкомолекулярных насыщенных жирных кислот - масляной, капроновой, каприловой и каприновой. Их содержание в течение года колеблется от 7,4 до 9,5%. Кроме того, только молочный жир содержит 2,5 - 7% трансизомеров олеиновой кислоты - элаидиновую и вакценовую кислоты. По числу жирных кислот триглицериды разделяют на тринасыщенные, динасыщенно-мононенасыщенные, мононасыщенно-диненасыщенные и триненасыщенные. От их соотношения зависят физические свойства молочного жира (температура плавления, отвердевания и др.). Зимой в молочном жире увеличивается количество тринасыщенных и динасыщенно-мононенасыщенных триглицеридов. Летом их содержание снижается и возрастает количество легкоплавких триглицеридов, содержащих ненасыщенные жирные кислоты. По этой причине сливочное масло, выработанное летом, часто имеет мягкую консистенцию, выработанное зимой - твердую и крошливую. Физико-химические свойства. Физико-химические свойства жиров определяются свойствами входящих в их состав жирных кислот. Для их характеристики служат так называемые константы, или физические и химические числа жиров. К важнейшим физическим числам относят температуру плавления и отвердевания, число рефракции, к химическим - число омыления, йодное число, число Рейхерта-Мейссля и число Поленске. ^ жира считают температуру, при которой он переходит в жидкое состояние (и становится совершенно прозрачным). Молочный жир является смесью триглицеридов с различными температурами плавления, поэтому его переход в жидкое состояние происходит постепенно. ^ температура, при которой жир приобретает твердую консистенцию. Число рефракции характеризует способность жира преломлять луч света, проходящий через него. Чем больше в жире ненасыщенных и высокомолекулярных жирных кислот, тем выше коэффициент преломления, или число рефракции. ^ определяется количеством миллиграммов гидроксида калия, которое необходимо для омыления 1 г жира. Оно характеризует молекулярный состав жирных кислот жира - чем больше в нем содержится низкомолекулярных кислот, тем оно выше. ^ показывает содержание в жире ненасыщенных жирных кислот. Оно выражается в граммах йода, которые связываются 100 г жира. Йодное число молочного жира зависит от стадии лактации, сезона года, кормов. Оно повышается летом и понижается зимой. ^ характеризует содержание в жире летучих, растворимых в воде жирных кислот (масляной и капроновой). Молочный жир, в отличие от других жиров, имеет высокое число Рейхерта-Мей-ссля. Поэтому по его величине судят о натуральности молочного жира. Число Поленске показывает количество в жире летучих, нерастворимых в воде жирных кислот (каприловой, каприновой и частично лауриновой). ^ Наиболее распространенные фосфолипиды молока - лецитин (от греч. lekitos — яичный желток) и кефалин (от лат. cephalus -голова), на их долю приходится свыше 60% всех фосфолипидов. Основная часть фосфолипидов молока (60 - 70%) входит в состав оболочек жировых шариков. Их количество в молочном жире вместе с гликолипидами составляет около 1%. Небольшая часть фосфолипидов находится в плазме молока в виде комплексов с белками. Фосфолипиды обладают способностью эмульгировать жиры и легко образуют комплексы с белками. Так, липопротеидный (лецитино-белковый) комплекс входит в состав оболочек жировых шариков и обеспечивает стойкость жировой эмульсии молока. Вследствие большого содержания полиненасыщенных жирных кислот фосфолипиды легко окисляются кислородом воздуха (образующиеся в результате окисления альдегиды могут быть причиной появления в жире посторонних привкусов). Они обладают также свойствами слабых антиокислителей (антиоксидантов) и могут усиливать действие истинных антиоксидантов. При гомогенизации и пастеризации молока часть фосфолипидов (5 - 15%) переходит из оболочек жировых шариков в водную фазу. Стерины молока представлены в основном холестерином , но в небольших количествах могут встречаться другие стерины животного и растительного происхождения. Содержание стеринов в молоке составляет 0,012 - 0,014%. Они, как и фосфолипиды, находятся в оболочках жировых шариков. Окраска молочного жира и молока обусловлена наличием в них жирорастворимого пигмента оранжевого цвета - каротина, входящего в группу каротиноидов. Содержание каротина в молоке зависит от состава корма, сезона года и породы животных. Летом в молоке содержится 0,3 - 0,9 мг/кг каротина, зимой - 0,05 - 0,2 мг/кг. Зимой и особенно весной, когда животные получают недостаточное количество каротина с кормами, его содержание в молоке снижается. Сезонные колебания цвета сливочного масла также связаны с изменением содержания каротина в корме животных. Пастеризация и стерилизация молока незначительно разрушают каротин (на 10 - 13%). При хранении молока и масла на свету его содержание снижается. Контрольные вопросы:
Лекция 5 ^ 5.1 Общая характеристика углеводов Углеводы представляют собой альдегиды или кетоны многоатомных спиртов и полимеры этих соединений. Их делят на моносахариды, олигосахариды и полисахариды. Углеводы выполняют главным образом энергетическую функцию, а также принимают участие в построении сложных органических соединений (гликопротеидов и др.), выполняющих важную физиологическую роль. К моносахаридам относятся простые сахара, содержащие три и более углеродных атома: глюкоза, галактоза и, фруктоза, арабиноза, рибоза и ксилоза К олигосахаридам относится: сахароза, мальтоза и лактоза, к полисахаридам – крахмал, клетчатка и пектин. Основным углеводом молока является молочный сахар, или лактоза. Наряду с лактозой в молоке содержатся другие углеводы: моносахариды (глюкоза и галактоза) и их производные, а также трисахариды и более сложные олигосахариды. Лактоза и часть моносахаридов находятся в сыворотке в свободном состоянии (в виде истинного раствора), часть моносахаридов и их производных входит в состав углеводных компонентов гликопротеидов. Молочный сахар выполняет главным образом энергетическую функцию и, кроме того, как и другие олигосахариды, является стимулятором роста полезной микрофлоры кишечника новорожденного. ^ Содержание лактозы в молоке коров составляет в среднем 4,6% (4,4 - 4,9%). Лактоза - дисахарид, построенный из остатков D-глюкозы и D-галактозы, соединенных связью 1→4,  Остаток галактозы Остаток глюкозы α-Лактоза Лактоза в 5 - 6 раз менее сладкая, чем сахароза, и хуже растворяется в воде. В молоке молочный сахар находится в двух формах: α и β. При 20°С содержится 40% α-лактозы и 60% β-лактозы. α-Форма менее растворима, чем β-форма. Обе формы могут переходить одна в другую, скорость перехода одной формы в другую зависит от температуры. Из водных растворов лактоза кристаллизуется с одной молекулой кристаллизационной воды в α-гидратной форме. В такой форме ее получают из молочной сыворотки и используют в производстве пенициллина, в пищевой и фармацевтической промышленности. Кристаллизация лактозы при выработке сгущенного молока с сахаром - очень важная технологическая операция, обусловливающая качество молочных консервов. При нагревании молока до температуры выше 100°С (особенно при стерилизации и высокотемпературной обработке) молочный сахар частично превращается в лактулозу. Лактулоза отличается от молочного сахара тем, что содержит вместо остатка глюкозы остаток фруктозы. Лактулоза хорошо растворяется в воде (не кристаллизуется даже в концентрированных растворах), в 1,5 - 2 раза более сладкая, чем лактоза. Ее широко применяют в производстве продуктов детского питания, так как кроме перечисленных положительных свойств лактулоза стимулирует развитие бифидобактерий в кишечнике детей. Обычно при выработке сухих молочных продуктов для детского питания используют смесь лактулозы с лактозой - лакто-лактулозу. При высоких температурах нагревания (160 - 180°С) молочный сахар карамелизуется и раствор лактозы приобретает коричневую окраску. При принятых в молочной промышленности режимах тепловой обработки молока карамелизации лактозы почти не происходит. Нагревание молока при температуре выше 95°С вызывает его легкое побурение. Оно обусловлено не карамелизацией, а реакцией между лактозой, белками и некоторыми свободными аминокислотами (реакция Майара, или Мейлларда). В результате реакции образуются меланоидины (от греч. melanos - черный) - вещества темного цвета с явно выраженным привкусом карамелизации. Химический Молочный сахар под действием разбавленных кислот гидролизуется. При этом он распадается на D-галактозу и D-глюкозу, которые затем превращаются в альдегиды и кислоты. Молочный сахар гидролизуется также под действием лактазы, выделяемой молочнокислыми бактериями, дрожжами и другими микроорганизмами Брожение. Это процесс глубокого распада молочного сахара (без участия кислорода) под действием ферментов микроорганизмов. При брожении молочный сахар распадается на более простые соединения: кислоты, спирт, углекислый газ и пр. В результате выделяется энергия, необходимая для жизнедеятельности организмов. В зависимости от образующихся продуктов различают молочнокислое, спиртовое, пропионовокислое, маслянокислое и другие виды брожения. Все виды брожения до образования пировиноградной кислоты идут по одному и тому же пути. На первой стадии молочный сахар под влиянием лактазы распадается на моносахариды: глюкозу и галактозу (галактоза не подвергается непосредственному брожению и переходит в глюкозу) С12Н22О11+Н2О → С6Н12О6 + С6Н12О6 Лактоза Глюкоза Галактоза В дальнейшем глюкоза вовлекается в целый рад ферментативных реакций. Из каждой молекулы глюкозы образуется две молекулы пировиноградной кислоты. С6Н12О6 → 2 СН3СОСООН Лактоза Пировиноградная кислота Последующие превращения пировиноградной кислоты (в зависимости от вида брожения) идут в разных направлениях, которые определяются специфическими особенностями (составом ферментов) микроорганизмов. Молочнокислое брожение - основной процесс при производстве кисломолочных продуктов, сыров, кисло-сливочного масла. Спиртовое брожение происходит при выработке кефира, кумыса и ацидофильно-дрожжевого молока. Пропионовокислое брожение играет важную роль в созревании сыров с высокой температурой второго нагревания (швейцарский, советский и др.). Маслянокислое брожение при производстве молочных продуктов нежелательно, так как является причиной появления в кисломолочных продуктах неприятного вкуса и запаха, а в сырах - вспучивания.  ^ В молоке обнаружены в свободном состоянии моносахариды (главным образом, глюкоза и галактоза) и их фосфорные эфиры. Моносахариды и их фосфорные эфиры - важнейшие промежуточные соединения процесса синтеза лактозы и других олигосахаридов молока. Часть моносахаридов молока и их аминопроизводные содержатся в связанном состоянии. Они входят в состав сложных олигосахаридов, χ-казеина, иммуноглобулинов, лактоферрина и др. В коровьем молоке в виде следов находятся олигосахариды, они выполняют важную специфическую функцию - стимулируют рост бифидобактерий в кишечнике новорожденного. Коровье молоко много беднее этими олигосахаридами по сравнению с женским молоком. Контрольные вопросы:
Лекция 6 ^ В СОСТАВЕ МОЛОКА Минеральные, или зольные, вещества встречаются в организмах в различных количествах. В зависимости от содержания их разделяют на макроэлементы (Са, Р, Mg, Na, К, CI, S) и микроэлементы (Fe, Cu, Zn, I и др.). Минеральные вещества выполняют разнообразные функции. Они обеспечивают построение костной ткани (Са, Р, Mg), создают осмотическое давление и буферные системы крови (Na, К), входят в состав некоторых гормонов (I, Zn, Cu), ферментов и витаминов (Fe, Co) и т. д. В золе молока, содержание которой составляет 0,7 - 0,8%, обнаружены следующие элементы: Са, Mg, P, Na, К, CI, S, Fe, Cu, Co, I, F, Mn, Zn и др. (рис. 4). В молоке данные элементы содержатся в виде катионов и анионов, в прочном соединении с органическими веществами (в составе белков, ферментов, нуклеиновых кислот) и др. Макроэлементы. Среднее содержание наиболее важных макроэлементов в молоке (в мг%) следующее: кальций - 120, фосфор - 95, калий - 140, натрий -50, магний - 12, хлор - 100. Большое значение для человека, особенно в детском возрасте, имеют соли кальция, поступающие из молока и молочных продуктов. Кальций находится в молоке в легко усвояемой и хорошо сбалансированной с фосфором форме. Соли кальция имеют огромное значение для процессов переработки молока. Например, недостаточное количество солей (ионов) кальция обусловливает медленное сычужное свертывание молока (в сыроделии считается нормальным содержание 125 - 130 мг% кальция в молоке), а их избыток вызывает коагуляцию белков молока при стерилизации.  Рис. 4. Минеральные вещества молока Содержание кальция в молоке колеблется от 100 до 140 мг%. Около 22% всего количества кальция прочно связано с казеином (от его содержания зависят размер казеиновых мицелл и их устойчивость), остальные 78% составляют фосфаты и цитраты. Большая часть этих солей (в основном фосфаты кальция) содержится в коллоидном состоянии (в виде агрегатов молекул) и небольшая часть (около 30%) - в виде истинного раствора. Соли калия и натрия содержатся в ионно-молекулярном состоянии в виде хорошо диссоциирующих хлоридов, фосфатов и цитратов. Содержание калия в молоке колеблется от 113 до 170 мг%, натрия - от 30 до 77 мг%. Соли калия и натрия имеют большое физиологическое значение. Они создают нормальное осмотическое давление крови и молока и обусловливают их буферную емкость. Кроме того, фосфаты и цитраты калия и натрия обеспечивают так называемое солевое равновесие молока, т. е. определенное соотношение между катионами кальция (и магния) и анионами фосфатов и цитратов. Иначе говоря, фосфаты и цитраты калия и натрия регулируют в молоке количество ионизированного кальция, влияющего на размеры и стабильность казеиновых мицелл. Содержание хлоридов в нормальном молоке колеблется от 80 до 110 мг%. При заболевании животных маститом их количество в молоке резко повышается до 120 - 165 мг% и выше. Микроэлементы. К ним относят медь, железо, цинк, кобальт, марганец, йод, фтор, селен, свинец и некоторые другие элементы. В молоке микроэлементы связаны с белками и оболочками жировых шариков. Их содержание зависит от рационов кормления, стадии лактации, состояния здоровья животных. Микроэлементы влияют на пищевую ценность и качество молока и молочных продуктов. Следует отметить, что коровье молоко при высокой пищевой ценности содержит мало железа и меди, поэтому при производстве сухих молочных продуктов детского питания в молочную основу добавляют глицерофосфат железа, сульфат меди и другие соли. Микроэлементы могут попадать в молоко дополнительно после дойки (из воды, оборудования, тары и т. д.). Тогда они отрицательно влияют на качество молочных продуктов. Так, повышенное содержание меди и железа приводит к появлению в молоке окисленного привкуса, ускоряет процессы прогоркания и осаливания масла. Увеличенное количество в молоке свинца, кадмия, ртути может представлять угрозу для здоровья человека. ^
Лекция 7 ^ Ферменты (от лат. fermentum - закваска) - биологические катализаторы, ускоряющие химические реакции в живых организмах. Под действием ферментов крупные молекулы белков, углеводов, жиров расщепляются на более мелкие. Ферменты ускоряют реакции в десятки тысяч и миллионы раз. Действие ферментов строго специфично, т. е. каждый фермент катализирует только одну химическую реакцию. Фермент соответствует своему субстрату (веществу, химическое превращение которого он катализирует). Ферменты действуют при определенной температуре, рН среды; их активность зависит от наличия химических веществ - активаторов и ингибиторов. Оптимальная температура, т. е. температура, при которой наблюдается максимум активности ферментов, для большинства из них равна 40 - 50°С. При дальнейшем повышении температуры активность фермента снижается. При температуре 60-80°С белок, образующий фермент, денатурирует, и фермент инактивируется (теряет свою активность). При денатурации белка, как известно, происходит развертывание полипептидной цепи с потерей им биологических свойств. Тепловая денатурация ферментов имеет важное практическое значение: пастеризация сырья способствует разрушению ферментов и предохраняет пищевые продукты от ферментативной порчи. Важным фактором, влияющим на активность ферментов, является рН среды. Ферменты различаются по оптимальным для их действия значениям рН. При слишком кислой или щелочной реакции среды происходит денатурация фермента, и он теряет свою активность. По химической природе ферменты представляют собой белковые вещества. Они могут быть простыми и сложными белками. Ферменты называют по тому веществу, на которое они действуют, прибавляя к корню названия окончание «аза»: липаза, лактаза, пептидаза и пр. Ферменты подразделяют на шесть классов:
Из всех перечисленных классов ферментов наибольшее практическое значение имеют оксидоредуктазы и гидролазы. Из молока, полученного при нормальных условиях от здорового животного, выделено более 20 истинных, или нативных, ферментов. Большая их часть образуется в клетках молочной железы и переходит в молоко во время секреции. Меньшая часть, переходит в молоко из крови животного. В молоке ферменты находятся в свободном состоянии, а также связаны с казеиновыми мицеллами и оболочками жировых шариков. 7.1 Оксидоредуктазы Оксидоредуктазы - это большая группа ферментов, катализирующих окислительно-восстановительные реакции в живых организмах. К ним относят дегидрогеназы, оксидазы, пероксидазу и каталазу. Дегидрогеназы. Эти ферменты клетки молочной железы почти не вырабатывают. Разнообразные дегидрогеназы (редуктазы) накапливаются в молоке при размножении в нем бактерий. С увеличением количества бактерий в молоке активность редуктаз, как правило, возрастает. С помощью редуктазной пробы на молочных заводах устанавливают бактериальную обсемененность принимаемого молока. Дегидрогеназы, вырабатываемые молочнокислыми бактериями и дрожжами, имеют большое значение при молочнокислом и спиртовом брожении. Пероксидаза. Фермент окисляет различные соединения с помощью пероксида водорода. Пероксидаза содержится в молоке в больших количествах, попадает в него из клеток молочной железы. Фермент довольно термостабилен, разрушается при температуре около 80°С. Реакцией на пероксидазу в молочной промышленности определяют эффективность пастеризации молока (проба на пероксидазу). Каталаза. Этот фермент окисляет пероксид водорода. Каталаза переходит в молоко из тканей молочной железы, а также вырабатывается бактериями. Содержание нативной и бактериальной каталазы колеблется. В свежем молоке с низким содержанием микрофлоры и полученном от здоровых животных, каталазы содержится мало. В молозиве и молоке, полученном от больных животных (мастит и другие заболевания), или бактериальнообсемененном ее содержание увеличено. Поэтому определение активности каталазы используют для контроля анормального молока. ^ К гидролитическим ферментам относят ферменты, ускоряющие расщепление жиров, углеводов, белков и других более сложных соединений на более простые (с присоединением воды). В молоке содержатся липазы, фосфатазы, протеазы, лактаза, амилаза, лизоцим и некоторые другие гидролитические ферменты. Липазы. Ферменты катализируют гидролиз триглицеридов молочного жира. В молоке содержатся нативная и бактериальная липазы. Количество нативной липазы незначительно. Она связана, главным образом, с казеином (плазменная липаза), и лишь небольшая часть ее (около 1%) адсорбирована оболочками жировых шариков (мембранная липаза). Иногда происходит перераспределение плазменной липазы с белков на жировые шарики. При этом в результате гидролиза жира выделяются низкомолекулярные жирные кислоты (масляная, капроновая, каприловая) и молоко прогоркает. Прогоркание молока в результате гидролиза жира под действием липаз (липолиз) может происходить в процессе хранения и после технологической обработки молока - перекачивания, гомогенизации и т. д. Нативная липаза инактивируется при температуре пастеризации 80°С. Бактериальные липазы более термостабильны. Они разрушаются при 80 - 90°С. Фосфатазы. Фермент фосфатаза гидролизует эфиры фосфорной кислоты. В свежевыдоенном молоке обнаружены щелочная фосфатаза (с оптимумом рН 9,6) и незначительное количество кислой фосфатазы (с оптимумом рН около 5). Фосфатазы попадают в молоко из клеток молочной железы. Щелочная фосфотаза концентрируется на оболочках жировых шариков, кислая связана с белками. Щелочная фосфатаза молока чувствительна к повышенной температуре, кислая фосфатаза термостабильна. Нагревание молока в течение 30 мин при 63°С, кратковременная и моментальная пастеризация при 74—85°С полностью разрушают щелочную фосфатазу. Высокая чувствительность фосфатазы к нагреванию была использована при разработке метода контроля эффективности пастеризации молока и сливок (фосфатазная проба). Протеазы (протеолитические ферменты). Протеазы катализируют гидролиз пептидных связей белков и полипептидов. В молоке содержится небольшое количество нативной протеазы, переходящей из крови. Она вызывает гидролиз β-казеина. Фермент термостабилен, инактивируется при температуре выше 75°С. Микрофлора молока выделяет более активные протеазы, которые могут вызвать различные пороки молока и масла. Так, при размножении в молоке микрококков и гнилостных бактерий появляется горький вкус, при пониженной кислотности (35 - 40°Т) наблюдается его свертывание. Молочнокислые бактерии вырабатывают малоактивные протеазы, которые, однако, имеют важное значение при созревании сыров. Активность протеолитических ферментов, выделяемых молочнокислыми палочками и стрептококками, различна. Палочки, по сравнению со стрептококками, выделяют более активные ферменты. При производстве сыров для свертывания молока применяют протеолитический фермент животного происхождения -сычужный фермент (химозин). Известны заменители сычужного фермента — пепсин и протеолитические ферменты микробного происхождения.. Лактаза. Лактаза катализирует реакцию гидролитического расщепления лактозы на глюкозу и галактозу. Молочная железа фермент почти не вырабатывает, его выделяют молочнокислые бактерии и некоторые дрожжи. Лактаза имеет оптимум действия при рН 5 и температуре 40°С. ). В молочной промышленности применяют при выработке сгущенного молока с сахаром в производстве низко-лактозных молочных продуктов. Амилаза. Этот гидролитический фермент катализирует расщепление крахмала до декстринов и мальтозы. В нормальном молоке содержится небольшое количество амилазы, при заболевании коров маститом ее содержание повышается. Амилаза имеет оптимум действия при рН 7,4 и температуре 37°С. Фермент инактивируется при пастеризации молока - нагревание до 63°С в течение 30 мин разрушает амилазу полностью. Лизоцим (мурамидаза). Это очень важный фермент молока: он гидролизует связи в полисахаридах клеточных стенок бактерий и вызывает их гибель. Вместе с другими антибактериальными факторами (иммуноглобулинами, лактоферрином, лактопероксидазой, лейкоцитами и др.) лизоцим обусловливает бактерицидные свойства свежевыдоенного молока. Коровье молоко содержит небольшое количество лизоцима, в женском молоке его в 3000 раз больше. Он относится к основным белкам (имеет изоэлектрическую точку при рН 9,5), в кислой среде термостабилен. |
Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка:
Похожие:
База данных защищена авторским правом ©MedZnate 2000-2016
allo, dekanat, ansya, kenam
обратиться к администрации | правообладателям | пользователям
allo, dekanat, ansya, kenam
обратиться к администрации | правообладателям | пользователям