Конспект лекций для студентов ссузов Кемерово 2010
|
|
Скачать 1.51 Mb.
|
|
^
Лекция 8 ^ Витамины (от лат. vita - жизнь) - низкомолекулярные соединения разнообразного химического строения, необходимые для нормальной жизнедеятельности животных, человека, растений и микроорганизмов. Витамины играют важную роль в обмене веществ Отсутствие или недостаток в пище витаминов приводит к нарушению обмена веществ, и в конечном итоге к заболеваниям (авитаминозам и гиповитаминозам). Витамины были открыты в 1880 г. русским ученым Н. И. Луниным. Он установил, что пища человека и животного кроме белков, жиров, углеводов и солей должна содержать незначительное количество каких-то неизвестных жизненно важных веществ. Позже польский ученый К. Функ назвал эти вещества витаминами. В настоящее время известно более 20 витаминов и выяснена их химическая природа. По признаку растворимости все витамины можно разделить на жирорастворимые (A, D, Е и К) и водорастворимые (витамины группы В, С и др.) Молоко содержит практически все витамины, необходимые для нормального развития человека. Они попадают в него из поедаемого животными корма и синтезируются микрофлорой рубца. Содержание витаминов в молоке колеблется в зависимости от сезона года, стадии лактации, рационов кормления, породы и индивидуальных особенностей коров. Кроме того, содержание некоторых витаминов изменяется при хранении и тепловой обработке молока (пастеризации, сгущении, сушке). Жирорастворимые витамины молока включены в оболочки жировых шариков, водорастворимые содержатся в свободном виде и в составе различных ферментов. ^ Витамин А (ретинол). Недостаток витамина А в организме человека вызывает заболевания глаз: куриную слепоту (утрата зрения в сумерках) и сухость роговицы (ксерофтальмия). Этот витамин участвует в окислительных процессах, протекающих в организме. Его считают витамином роста, он повышает сопротивляемость организма инфекционным заболеваниям и т. д. Витамин А образуется и накапливается лишь в организме человека и животных. В растениях содержится желтый пигмент - β-каротин, из которого в животном организме образуется витамин А. В молоке витамина А содержится 0,004- 0,1 мг%. Молозиво содержит в 10 - 12 раз больше витамина А, чем молоко. Наиболее богаты витамином А молоко и сливки летне-осеннего периода, когда животные поедают зеленый корм, содержащий много каротина. Масло, выработанное из летнего молока, содержит в 4 раза больше витамина А, чем масло из зимнего молока. Витамин D (кальциферол). Этот витамин регулирует фосфорно-кальциевый обмен в организме человека. Его недостаток в пище нарушает процесс отложения в костях солей кальция и фосфора, что приводит к заболеванию рахитом. Витамин D образуется в организме животных и человека при их ультрафиолетовом облучении. Молоко содержит сравнительно мало витамина D, летом его в 5 - 8 раз больше, чем зимой. Витамин Е (токоферолы). Недостаток витамина Е вызывает стерильность (бесплодие) животных. Витамин Е предохраняет жиры от окисления, т. е. обладает антиокислительными свойствами. Токоферолы синтезируются только в растениях (ими богаты растительные масла). В организм животных токоферолы попадают с растительными кормами. В молоке содержится в среднем 0,09 мг% витамина Е, причем его количество летом больше, чем зимой. Витамин К (витамин коагуляции крови). Этот витамин влияет на процесс свертывания крови. Содержится в зеленых растениях, в организме животных и человека синтезируется микрофлорой кишечника. В коровьем молоке витамин К содержится в незначительных количествах. ^ Витамин B1, имеет важное значение для обмена углеводов, жиров и белков. При недостатке витамина B1, накапливается пировиноградная кислота, избыточное количество которой отрицательно действует на нервную ткань. Недостаток витамина вызывает расстройство нервной системы и заболевание «бери-бери», или полиневрит. В молоке содержится, в среднем, 0,04% витамина B1. Его количество в молоке в течение года почти постоянно и практически не зависит от корма. Способностью синтезировать витамин B1, а также витамин В2 обладают некоторые микроорганизмы заквасок. Поэтому его содержание в кисломолочных продуктах можно повысить путем применения активных заквасок. Витамин В2 (рибофлавин). Рибофлавин представляет собой желто-зеленый пигмент, который был впервые выделен из молочной сыворотки. При его недостатке нарушаются процессы окисления органических веществ, прекращается рост животных и т. д. Витамин В2 синтезируется микрофлорой кишечника человека и животных. Содержание витамина В2 в среднем 0,28 мг%. В молозиве его содержится в 3- 4 раза больше, чем в молоке. Витамин поступает в молоко из корма и синтезируется микрофлорой рубца. Потребность человека в витамине В2 удовлетворяется, в основном, за счет молочных продуктов. Витамин РР (ниацин, никотиновая кислот,). При его недостатке возникают кожные заболевания (пеллагра), расстройство нервной системы и пищеварения. Витамин образуется микроорганизмами рубца животного. В молоке содержится мало витамина РР. Оно, однако, богато триптофаном, из которого в организме человека синтезируется никотиновая кислота. Витамин В12 (кобаламин). Витамин обладает высокой биологической активностью. Недостаток витамина В12 вызывает злокачественную анемию (злокачественное малокровие). Витамин В12 в природе синтезируется, главным образом, микроорганизмами, которые и служат основным источником его промышленного получения. В организме человека и животных он не синтезируется.. В молоке витамина В12 содержится около 0,4 мкг на 100 г (суточная потребность составляет 3 мкг). Молоко и молочные продукты покрывают более 20% суточной потребности человека в витамине В12. Витамин С (аскорбиновая кислота). Она участвует в окислительно-восстановительных процессах, происходящих в организме. Недостаток витамина С в пище может вызывать цингу. В сыром молоке содержится 0,3 - 2,0 мг% витамина С. Витамин С синтезируется микрофлорой рубца, его содержание в молоке зависит от индивидуальных особенностей животного. Обычно оно повышается зимой и понижается летом. При хранении молока количество аскорбиновой кислоты снижается. Свет действует разрушающе на аскорбиновую кислоту, поэтому при хранении молока в прозрачных бутылках потери витамина С составляют 50% и более. Лучше сохраняется витамин в бутылках из темного стекла и бумажных пакетах. Это важно учитывать при выпуске витаминизированного молока и кисломолочных напитков. Витамины В6, В3 и другие, Витамин В6 (пиридоксин) входит в состав ферментов. Содержание пиридоксина в молоке составляет 0,05 мг%. В3 (пантотеновая кислота), биотин, фолиевая кислота (фолацин) входят в состав ряда ферментов и имеют важное биологическое значение. Данные витамины необходимы для роста дрожжей и молочнокислых бактерий. Поэтому недостаток их в молоке весной может быть причиной плохого сквашивания молока при приготовлении бактериальных заквасок и выработке молочнокислых продуктов. ^
Лекция 9 ^ ПОСТОРОННИЕ ХИМИЧЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА 9.1 Гормоны и газы В молоко из крови переходят гормоны (от греч. hormaino - привожу в движение, побуждаю) - химические стимуляторы, образующиеся в клетках желез внутренней секреции и регулирующие обмен веществ в организме. По химическому строению они могут быть пептидами и белками (пролактин, окситоцин, инсулин), стероидами (половые гормоны) и производными аминокислот (тироксин и др.). Молоко при получении и обработке соприкасается с воздухом, газы которого растворяются в нем согласно общим законам растворимости газов в воде. Общее количество газов, растворенных в молоке, составляет около 80 - 120 мг в 1 кг молока. Из них на долю углекислого газа приходится 50 - 70%, кислорода – 5 - 10%, азота - 20 - 30%. После выдаивания молока количество газов в нем уменьшается и устанавливается на определенном уровне. Затем в процессе хранения вследствие развития микрофлоры в молоке понижается содержание кислорода, поэтому по степени его снижения можно судить о качестве заготовляемого молока. ^ Из организма животного в молоко могут переходить различные химические вещества, опасные для здоровья человека. Некоторые из этих веществ затрудняют технологические процессы при выработке молочных продуктов, снижают их качество и пищевую ценность. К посторонним химическим веществам молока относятся антибиотики, пестициды, моющие и дезинфицирующие вещества, соли тяжелых металлов, радиоактивные вещества, токсины, нитраты, нитриты и пр. Антибиотики. При лечении мастита и других заболеваний животных применяют пенициллин, стрептомицин, тетрациклины и другие антибиотики. Введенные антибиотики переходят в молоко и сохраняются в нем. Их содержание в молоке зависит от дозы, свойств введенного препарата и индивидуальных особенностей животного. В связи с этим молоко в течение 2 - 5 дней после применения пенициллина и других антибиотиков нельзя сдавать на молочные заводы. Присутствие антибиотиков в молоке изменяет его свойства. Такое молоко при употреблении его в пищу может вызвать аллергические реакции у людей с повышенной чувствительностью к антибиотикам. Содержание в молоке антибиотиков, даже в небольших концентрациях, подавляет развитие молочнокислых бактерий, применяемых при производстве кисломолочных продуктов. Наиболее чувствительны к антибиотикам термофильный стрептококк и молочнокислые палочки. Антибиотики нарушают сычужное свертывание молока при производстве творога и сыра, что приводит к ухудшению качества этих продуктов. Поэтому на молочных заводах контролируют молоко на наличие антибиотиков. Пестициды. В сельском хозяйстве для защиты растений и животных от вредителей и болезней применяют различные химические вещества — пестициды. Пестициды попадают в организм животного и затем в молоко при обработке ими кожного покрова животного, а также с кормами, содержащими остатки этих веществ. Фосфорорганические пестициды довольно быстро разрушаются в пищеварительном тракте животного и переходят в молоко в незначительных количествах. Выделение фосфорорганических соединений с молоком обычно заканчивается через 2 - 5 дней после обработки ими животных или скармливании кормов, обработанных этими препаратами. Хлорорганические пестициды сильно токсичны и отличаются высокой стойкостью во внешней среде. Они могут сохраняться годами и, постепенно накапливаясь в почве, создают опасность для человека и животных. Поступившие в организм животного хлорорганические пестициды откладываются в его жировой ткани и длительное время (в течение 2 - 3 мес.) выделяются с молоком. Поскольку молоко, содержащее хлорорганические пестициды, может приобретать токсические свойства и представлять опасность для здоровья людей, сдача на переработку молока с остатками этих химических средств защиты растений и животных запрещена. Моющие и дезинфицирующее вещества. При недостаточно тщательном ополаскивании оборудования и системы трубопроводов водой после мойки и дезинфекции возможны случаи попадания в молоко моющих и дезинфицирующих средств, отрицательно влияющих на его сыропригодность и способность к сквашиванию. Наибольшую опасность представляют препараты, содержащие активный хлор и четырехзамещенные соединения аммония. Соли тяжелых металлов и радиоактивные вещества. Ртуть, свинец, кадмий, попадая в организм животного из кормов, вдыхаемого воздуха и через кожный покров, откладываются в различных органах и тканях. В молоко выделяется лишь незначительная часть поступивших металлов, поэтому оно наименее загрязнено различными тяжелыми металлами. Так, среднее содержание ртути, свинца и кадмия в 1 л молока составляет 5 – 9 % допустимой суточной нормы поступления. Большие количества тяжелых металлов могут выделяться в молоко при отравлении животных различными химическими препаратами. Отравления коров, например ртутью, возможны при использовании для кормовых целей зерна, потравленного ртутьорганическими соединениями (гранозаном, меркураном). При отравлении животных соединениями свинца, мышьяковистыми препаратами, медным купоросом в молоке содержится увеличенное количество свинца, мышьяка, меди. Молоко загрязняется радиоактивными веществами, в основном, биологическим путем, т. е. по цепи почва - растения - животные - молоко. В России молоко, молочные и другие пищевые продукты животного и растительного происхождения контролируют на содержание в них опасных для здоровья человека радиоизотопов. Молоко, загрязненное радиоизотопами выше предельно допустимых норм, необходимо перед употреблением предварительно очищать с помощью синтетических ионообменных смол. Из радиоактивно загрязненного молока можно вырабатывать сливочное и топленое масло, в которые переходит менее 1% радиоактивных изотопов от общего их количества в молоке. Растительные, микробные яды и другие вещества. Иногда в молоко могут выделяться различные растительные яды (токсины), вызывающие отравления не только молодых животных, но и человека. В организм животных они попадают при поедании ядовитых растений (безвременник осенний, лютик и др.) или при скармливании им зерновых кормов с примесью ядовитых семян (куколь и др.), неумерен ных количеств хлопчатниковых жмыхов, проросшего картофеля и др. Сильнодействующие токсины могут выделяться некоторыми видами плесневых грибов (Aspergillus, Fusarium и др.). При поражении кормов (сено, солома, зерно и продукты их переработки) плесневыми грибами в них образуются и накапливаются так называемые микотоксины. Поэтому скармливание заплесневелых кормов может вызвать отравление животных и выделение части микотоксинов в молоко. Пастеризация молока незначительно снижает токсичность микотоксинов. Поэтому молоко и другие пищевые продукты, загрязненные микотоксинами, представляют опасность для здоровья людей. Причиной сильных отравлений молочными продуктами могут быть токсины бактериального происхождения, например, энтеротоксины, вырабатываемые коагулазоположительными стафилококками. Источники загрязнения молока стафилококками разнообразны - животные, больные маститом, люди с гнойничковыми поражениями рук, больные ангиной и т. д. Энтеротоксины очень термостойки, они выдерживают пастеризацию и разрушаются только при кипячении молока в течение 2 ч. Энтеротоксины, оставшиеся в молоке после пастеризации, могут вызвать сильное пищевое отравление. Отравления иногда возникают при употреблении в пищу творога и сыра, выработанных из молока, обсемененного стафилококками. Кроме перечисленных токсичных соединений молоко может содержать незначительное количество нитратов и нитритов, которые представляют опасность для здоровья человека. Лекция 10 ^ Составные части содержатся в молоке в различных агрегатных состояниях – в виде молекул или ионов ( некоторые соли, лактоза, водорастворимые витамины и др.), в форме мелких коллоидных частиц (казеин, сывороточные белки, фосфат калия) или более крупных грубодиспергированных частиц ( молочный жир). 10.1 Казеин В свежем молоке казеин содержится в виде мицелл почти сферической формы. Средний диаметр частиц составляет 70 – 100 нм. Казеиновые мицеллы состоят из субмицелл диаметром 10 – 20 нм. Субмицеллы представляют собой агрегированные фракции казеина, соединенные между собой гидрофобными связями и кальциевыми мостиками. При этом χ-казеин в состав субмицелл не входит, он располагается на поверхности мицелл. Соединение субмицелл в мицеллы происходит с помощью фосфата кальция и гидрофобных связей. Казеиновые мицеллы сравнительно стабильны в свежем молоке. Они сохраняют свою устойчивость при нагревании молока и при его механической обработке ( сепарирование, гомогенизация). Стабильность мицелл зависит от содержания в молоке растворимых солей кальция, химического состава казеина, рН молока и других факторов. Устойчивость коллоидных частиц казеина в молоке обусловлена зарядом и гидрофильностью. Казеиновые мицеллы на своей поверхности несут положительно и отрицательно заряженные группы с преобладанием последних, т.е. имеют отрицательный заряд. Между заряженными коллоидными частицами действуют силы взаимного притяжения и отталкивания. Если между частицами преобладают силы отталкивания, система в целом устойчива. При уменьшении сил отталкивания, коллоидные частицы при сближении слипаются, укрупняются и коагулируют. Минимальные силы отталкивания наблюдаются у белков в изоэлектрической точке. Коагуляцию белков можно вызвать различными способами, но любой из них должен сопровождаться снижением отрицательного заряда. При выработке молочных продуктов коагуляцию казеина осуществляют с помощью кислот (кислотная коагуляция), сычужного фермента (сычужная коагуляция) и хлорида кальция (кальциевая коагуляция). Сущность кислотной коагуляции сводится к нейтрализации отрицательных зарядов казеина положительно заряженными ионами водорода кислоты. В промышленности кислотную коагуляцию применяют при выработке кисломолочных продуктов, пищевого и технического казеина, копреципитатов. Для осаждения казеина применяют в основном молочную кислоту, образующуюся в результате молочнокислого брожения молочного сахара. При получении казеина и копреципитатов используют соляную кислоту. Сущность сычужной коагуляции заключается в отщеплении от χ-казина отрицательно заряженных гликомакропротеидов. сычужную коагуляцию казеина применяют при производстве сыров, творога и казеина. при производстве творога и сыра также применяют совместное осаждение казеина сычужным ферментом и молочной кислотой. Действие раствора хлорида кальция при кальциевой коагуляции связано со снижением отрицательного заряда казеина под влиянием положительно заряженных ионов кальция. Кальциевую кагуляцию применяют для осаждения молочных белков из обезжиренного молока. Коагуляцию хлоридом кальция обычно проводят при высокой температуре (90 – 95о С), поэтому она называется термокальциевой коагуляцией. Повышенная температура вызывает денатурацию сывороточных белков, которые коагулируют вместе с казеином. Белковый продукт, полученный на основе комплексного осаждения казеина и сывороточных белков, называется молочным белком и копреципитатом. Его используют для обогащения некоторых пищевых продуктов. ^ Молоко – это типичная эмульсия жира в воде, которая при пониженных температурах переходит в суспензию. Эмульсиями называются дисперсные системы двух нерастворимых друг в друге жидкостей, одна из которых в виде капелек диспергирована в другой. Суспензия – это взвесь твердых частиц в жидкости. Молочный жир находится в плазме молока в виде жировых шариков, окруженных защитными пленками – лецитино-белковыми оболочками. Размеры и количество жировых шариков в молоке непостоянны и зависят от породы животных, стадии лактации, кормления и других факторов. В оболочках жировых шариков обнаружены фосфолипиды, белки, стеарины, витамины (A, D, E), каротин, ферменты, металлы ( медь, железо, кальций, калий и др.). Часть этих компонентов прочно встроена в оболочку, а другая часть адсорбирована наружной поверхностью оболочки после ее формирования, и поэтому легко переходит в плазму при механической и тепловой обработки молока. Оболочки жировых шариков имеют отрицательный заряд и поэтому взаимно отталкиваются, и сильно гидратированы. Внешний слой оболочки представляет собой студенистое вещество, с помощью которого крупные жировые шарики могут слипаться и подниматься на поверхность, образуя слой сливок. Жировая дисперсия в молоке достаточно устойчива - низкотемпературное нагревание молока, быстрое охлаждение до низких температур, механическое воздействие насосов, мешалок практически не разрушают оболочки жировых шариков. В процессе транспортирования, охлаждения и хранения, сепарирования, высокотемпературной тепловой обработки (пастеризации, стерилизации, сгущения, сушки) оболочки изменяют свой состав и свойства и могут частично разрушаться. Оболочки жировых шариков могут быть полностью разрушены лишь специальным механическим воздействием (при производстве сливочного масла) или при действие химических веществ (концентрированных кислот, щелочей). ^ Практический интерес представляют соли фосфорной кислоты. Они могут быть в виде фосфата Ca3(PO4)2, гидрофосфата CaHPO4, дигидрофосфата Ca(H2PO4)2. Одна часть фосфатов кальция представляет собой истинный раствор, другая часть – коллоидный; между ними устанавливается равновесие. n CaHPO4 ↔ (CaHPO4)2 истинный коллоидный раствор раствор Сдвиг солевого равновесия в ту или иную сторону зависит от рН молока температуры и других факторов. Фосфат кальция в форме истинного раствора является источником образования ионов кальция, от количества которых зависят устойчивость казеиновых мицелл при тепловой обработке и скорость сычужного свертывания. Большая часть коллоидного фосфата кальция связана с казеинатом кальция и образует казеинаткальцийфостатный комплекс. Увеличение в молоке количества коллоидного фосфата кальция (при пастеризации, стерилизации) может вызвать снижение термоустойчивости казеиновых мицелл. Контрольные вопросы:
Лекция 11 ^ Свежее натуральное молоко, полученное от здоровых животных, характеризуется определенными физико-химическими, органолептическими и технологическими свойствами. Однако они могут резко меняться под влиянием различных факторов (стадия лактации, болезни животных и др.), а также при фальсификации молока. Поэтому их определение позволяет оценить натуральность, качество и пригодность молока к переработке в те или иные молочные продукты. ^ |
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