ДРУГИЕ ОРГАНИЧЕСКИЕ СОСТАВНЫЕ ЧАСТИ МОЛОКА

Глава 17. СОСТАВ И ОБРАЗОВАНИЕ МОЛОКА

Молочная железа — сложный по морфологии и функции орган, секретирующий молоко. Этот орган состоит из железистой и соединительной ткани, а по происхождению он относится к кожным железам.

Молочная железа активно функционирует только в лактационные периоды, длящиеся у разных животных от нескольких недель до десяти месяцев и больше.

Подготовка молочной железы к лактации является лишь частью единого процесса, происходящего во время беременности и регулируемого центральной нервной системой, гормонами гипофиза и половыми. Гормоны половых желез и плаценты способствуют развитию паренхимы и молочных ходов. Под их влиянием в тканях молочной железы повышается концентрация нуклеиновых кислот (ДНК в три раза, РНК в 6 раз). После родов процессы в молочной железе обусловливаются действием лактогенного гормона гипофиза. Под влиянием этого гормона происходит скачкообразное ускорение деления железистых клеток, дальнейшее увеличение концентрации нуклеиновых кислот, повышается поглощение кислорода, возрастает активность дыхательных и других ферментов. Например, активность сукцинатдегидрогеназы увеличивается в 6 раз, 6-фосфоглюконат-дегидрогеназы — в 20 раз, аспартат-аминотрансферазы — в 10 раз, глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы — в 100 раз и т. д. Резко возрастает скорость синтеза белков и жирных кислот. Окисление углеводов переключается на пентозный путь.

Во время лактации молоко накопляется в альвеолах, молочных протоках и специальных вместилищах (молочных цистернах) молочной железы непрерывно. Молочная железа поглощает из крови глюкозу, аминокислоты, неорганические вещества и вырабатывает составные части молока — лактозу, молочный жир и белки. Для секреции 1л молока через молочную железу должно пройти от 400 до 500 л крови.

Структура молока.

Молоко представляет собой белую с желтоватым оттенком непрозрачную жидкость сладковатого вкуса и своеобразного запаха. Условно его можно разделить на молочную плазму и молочный жир. Последний представлен в молоке небольшими частицами (диаметр около 3 мкм), называемыми молочными шариками, которые при стоянии молока всплывают на его поверхность, образуя слой сливок.

Молочная плазма — многокомпонентная система, содержащая разной степени дисперсности органические и минеральные вещества.

Физико-химические свойства молока.

Плотность цельного коровьего молока колеблется от 1,028 до 1,034, снятого — 1,032—1,036, рН свежего молока — 6,5—7,0. У плотоядных молоко имеет кислую реакцию. Вязкость молока по отношению к воде 2,0—2,5.

Химический состав молока животных очень сложный. В молоке содержатся белки, углеводы, жиры, фосфатиды, стерины, витамины, ферменты, аминокислоты, соли, газы, вода (табл. 19).

Таблица 19. Состав молока домашних животных

Примечание. В женском молоке содержится (%):

воды — 88,0, белков — 1,5, жира —3,5, лактозы — 6—7.

B первые дни лактации молочная железа самки выделяет молозиво. Это густая, желтоватая, солоноватая на вкус жидкость слабокислой реакции. В молозиве содержится в 3,5 раза больше белков, чем в молоке. Среди белков молозива преобладают иммуноглобулины. Молозиво богато лецитинами и ферментами, но бедно лактозой. В жире молозива много ненасыщенных жирных кислот, каротина и витамина А. Из минеральных веществ в большом количестве содержится фосфор, кальций, магний. Плотность молозива 1,040—1,080. Состав молозива коровы следующий (%): воды — 72, казеина —4,8, альбуминов и глобулинов—10—11, жиров—до 8,5, лактозы —2,5, золы-1,0—1,4. Иммуноглобулины молозива без предварительного гидролиза всасываются в кровь через стенку кишечника новорожденных, принимающих в качестве корма молозиво, и создают у них так называемый колостральный (молозивный) иммунитет, обеспечивающий им устойчивость к ряду инфекционных болезней в первые 1,5—2 месяца постнатальной жизни.

К молочной железе с кровью притекают различные вещества, из которых в ней формируется молоко. Молочная железа не только-«забирает» из крови те или иные химические соединения, но часто коренным образом их изменяет с образованием новых продуктов, существенно отличающихся от содержащихся в кормах и доставляемых с кровью. От молочной железы оттекают вещества, не использованные для молокопродукции, а также образовавшиеся в ней и не поступившие в молоко. Химический состав крови, притекающей к вымени (артериальной) и оттекающей от него (венозной), свидетельствует о веществах, используемых в синтезе составных частей молока и их превращениях.

Около 10 °/о энергии питательных веществ, попадающих в молочную железу из крови, используется для образования молока и его секреции, В функционирующей молочной железе молоко образуется непрерывно и до отдоя (сосания) накапливается в альвеолах и молочных цистернах.

В молочную железу из крови поступают белки, аминокислоты, полипептиды, глюкоза, нейтральные жиры, фосфолипиды, стерины, высшие жирные кислоты, ацетоуксусная, β-оксимасляная и летучие жирные кислоты. Одни из этих веществ в молочной железе коренным образом перестраиваются, другие (минеральные соли, витамины) переводятся в состав молока без изменений.

БЕЛКИ МОЛОКА

На долю основного белка молока — казеина приходится около 80% всех белков. Второй по количеству (до 7—12%) белок молока — β-лактоглобулин. Кроме этого, в молоке содержатся α-лактоальбумин (до 2—5%), сывороточный альбумин (0,8—1,4 %), в небольшом количестве (до 1—2,5 %) эвглобулин (истинный глобулин) и псевдоглобулин.

Казеин— специфический белок молока; по своему составу является фосфоропротеидом. Известны четыре типа казеина: α-, β-, γ-и χ-казеин, которые представлены в молоке в соотношении 50:30:5:15% от суммарного белка казеина. Разные типы казеина отличаются между собой по молекулярной массе, количеству фосфорной кислоты в них, а χ-казеин еще и содержанием в нем углеводного компонента, состоящего из глюкозамина и сиаловой кислоты.

В молоке молекулы казеина образуют мицеллы глобулярной формы. Каждая мицелла содержит в себе все виды казеина и состоит из 7000—8000 полипептидных цепей, соединенных между собой катионами Са²⁺. На периферии мицелл расположен х-казеин, выполняющий роль защитного коллоида. Фермент реннин (сычужный фермент), который добавляется к молоку при изготовлении сыров, отщепляет от χ-казеина гликомакропептид, после чего нарушается структура мицелл и происходит створаживание молока. Причиной створаживания является то, что χ-казеин, потеряв под действием фермента гидрофильный гликомакропептид, образует нерастворимые соли с ионами Са²+ даже в нейтральной среде, чего не происходит при нативном состоянии белка в молоке.

Казеин характеризуется высокой биологической ценностью благодаря содержанию в его составе полного набора аминокислот. Кроме этого, в казеине содержится от 0,1 до 1 % фосфора, связанного сложноэфирной связью с остатками серина, входящими в молекулу белка. С казеином соединен также в большом количестве кальций. Все это обусловливает высокие питательные качества казеина для растущего организма.

Синтез казеина осуществляется в молочной железе из доставляемых в нее кровью аминокислот и фосфатов. Для этой же цели в железе используются и сывороточные альбумины, которые вначале гидролизуются до аминокислот, а уже последние вовлекаются в процессы биосинтеза белка. Протеосинтез в молочной железе осуществляется так же, как и в других тканях.

β-Лактоглобулин.После осаждения казеина (при подкислении молока или под действием реннина) остается сыворотка. В ней наряду с другими веществами содержатся растворимые белки. Один из них — β-лактоглобулин. Он относится к альбуминам, так как растворяется в полунасыщенном растворе (НN₄)₂SО₄ и характеризуется высоким содержанием =SH групп. При нагревании молока до 70 °С и выше часть сульфгидрильных групп отщепляется в виде сероводорода, что придает кипяченому молоку специфический запах. Нагревание молока также сопровождается изменением пространственной структуры сывороточных белков, в результате чего возникают дополнительные дисульфидные связи, в их молекулах наступает коагуляция.

β-Лактоглобулин придает молоку определенные физико-химические свойства. Так, в денатурированном состоянии этот белок адсорбируется на мицеллах казеина и предохраняет молоко от свертывания при его сгущении. В денатурированном состоянии он также препятствует створаживанию молока, поэтому молоко, предназначенное для получения творога, нельзя перегревать.

Синтез β-лактоглобулина происходит в молочной железе из аминокислот, доставляемых в железу кровью.

α-Лактоальбумин.Этот белок с молекулярной массой 16500 и изоэлектркческой точкой при рН = 5,1 составляет 2—5 % всех белков молока. Он является субъединицей лактозосинтетазы секретирующих клеток молочной железы. В молоке содержится и сывороточный альбумин. Он мало чем отличается от аналогичного белка крови, т. е. синтез его происходит не в молочной железе, а в других органах.

Глобулины.В целом их количество не превышает 1,5—3,0 °/о от всех белков молока. В их составе можно выделить эвглобулин (М-252 000) и псевдоглобулин (М-289 000). Глобулины преформированы в крови, и роль молочной железы состоит в том, чтобы перенести их в состав молока, хотя не исключено, что часть иммуноглобулинов синтезируется в молочной железе лимфоидными элементами.

Наряду с описанными белками в молоке обнаруживаются белки жировых шариков. Они окутывают каждый жировой шарик тончайшей оболочкой и предохраняют их от спонтанного склеивания. В оболочку жировых шариков наряду с белками входят также фосфатиды и стерины. В молоке всегда присутствуют в небольшом количестве белки-ферменты: пероксидаза, каталаза, липаза, щелочная фосфатаза и др. Они попадают в молоко из крови или являются составными частями отторгающихся клеток секреторного эпителия. Ферменты в молоке могут быть и микробного происхождения. Их активность всегда повышена при низком санитарном качестве молока и при маститах.

Из изложенного следует, что основная масса белков молока синтезируется в молочной железе и только небольшое их количество является реформированнымв крови. Роль железы в последнем случае сводится к тому, чтобы отобрать уже готовые белки из крови и перенести их в состав молока. Синтез молочных белков происходит на рибосомах и завершается на эндоплазматической сети альвеолярных клеток, где они приобретают характерную для них пространственную структуру и собираются в гранулы.

В качестве исходного материала при синтезе молочных белков используются аминокислоты и полипептиды крови, белки крови и паренхимы молочной железы, а также аминокислоты, синтезируемые в самой молочной железе.

УГЛЕВОДЫ МОЛОКА

Сладковатый вкус молоку придает содержащийся в нем углевод лактоза. Это дисахарид, состоящий из галактозы и глюкозы. Она содержится исключительно в молоке и то не у всех животных. Предполагается, что синтез лактозы обусловлен необходимостью удержать в лактирующей клетке глюкозу, которая, являясь хорошо растворимым веществом, легко переходит из альвеолярных клеток в окружающие ткани; превращаясь в лактозу, последняя становится недоступной для окружающих альвеолярные клетки тканей. У животных, питающихся молоком, лактоза способствует росту полезных бактерий в кишечнике. Образующаяся при сбраживании лактозы под влиянием указанных бактерий молочная кислота в свою очередь способствует усвоению кальция и фосфора, необходимых растущему организму.

Синтез лактозы происходит в молочной железе из глюкозы. В этом процессе принимают участие ферменты, изомеризующие часть глюкозы в галактозу и объединяющие затем галактозу с глюкозой. Комплекс ферментов, осуществляющих эти превращения, называют лактозосинтетазой. Лактозосинтетазная активность связана с белком молока а-лактальбумином, который рассматривается как одна из субъединиц данного фермента. Регулируется синтез лактозы рядом гормонов, в том числе и пролактином гипофиза.

ЖИРЫ МОЛОКА

Жир молока имеет сложный состав и отличается от внутреннего жира организма большим разнообразием жирных кислот, входящих в его состав триглицеридов. Соотношение (%) жирных кислот триглицеридов молока некоторых сельскохозяйственных животных:

Жирные кислоты Коро- Овцы Козы Буй- Ло-

вы волы шади

Масляная 4,0 2,8 3,0 5,1 0,4

Капроновая 2,3 2,6 2,5 0,2 0,9

Каприловая 0,8 2,2 2,8 0,3 2,6

Каприновая 1,9 4,8 10,0 1,4 5,5

Лауриновая 2,2 3,9 6,0 2,0 5,6

Миристиновая 9,3 9,7 12,3 11,9 7,9

Пальмитиновая 25,5 23,9 27,9 34,2 16,1

Стеариновая 11,8 12,6 6,0 12,2 2,9

Олеиновая 34,3 26,3 21,1 27,5 18,7

Линолевая 2,1 5,2 3,6 0,5 7,6

Линоленовая 16,1

Прочие 6,1 6,0 4,8 14,7 15,7

Из выше приведенных данных видно, что в составе триглицеридов молочного жира больше всего олеиновой и пальмитиновой кислот. Всего из жира молока различных животных выделено больше 100 индивидуальных жирных кислот, в числе которых 45 % непредельных и 55 % предельных. В числе жирных кислот жира молока имеются и низкомолекулярные — масляная, капроновая, каприловая. Триглицериды, построенные из нмзкомолекулярных жирных кислот, составляют около 10 % всего молочного жира.

Образованию жира молока предшествуют разнообразные вещества: липиды крови, доставляемые к молочной железе от кишечника и жировых депо,— из них образуется около 5 % молочного жира; высшие жирные кислоты, приносимые в железу с кровью из печени, кишечника, различных тканей,— из них синтезируется 45—50 % молочного жира. В молочную железу с кровью поступает также ацетил —S—КоА из преджелудков. В молочной железе из ацетил —S—КоА через малонил —S— КоА синтезируются различные жирные кислоты, в том числе и высшие. Из этих жирных кислот синтезируется также 45— 50 % триглицеридов молочного жира. В молочной железе происходит синтез непредельных жирных кислот и небольшого количества жирных кислот с разветвленной цепью.

У животных с однокамерным желудком предшественником значительной части жирных кислот триглицеридов молока является глюкоза. Попадая в молочную железу, глюкоза подвергается частичному окислению до ацетил —S—КоА, который и используется для синтеза жирных кислот.

При синтезе триглицеридов необходим также глицерин. Его источником в молочной железе является глюкоза, предварительно превращающаяся в диоксиацетонфосфат. При восстановлении диоксиацетонфосфата образуется глицеринфосфорная кислота, которая и включается в реакции липогенеза. Около 70 % всего глицерина, входящего в состав жира молока, образуется в молочной железе из глюкозы и только 30% доставляется в нее в готовом виде из других органов и тканей.

Лактирующая клетка молочной железы находится в состоянии постоянной физиологической активности. Ее можно рассматривать как строительную площадку, на которую с базальной стороны поступают различные предшественники, а через апикальные части выделяется молочный белок, жир и углевод. Одни из поступающих веществ используются для поддержания физиологического состояния самой клетки, а другие идут на синтез важнейших компонентов Молока или просто проходят через клетку. Весь этот процесс находится под контролем нервной системы и гуморальных факторов. Кроме этого, на клеточном уровне осуществляется регуляция поступления отдельных веществ из крови в лактирующие клетки. Для этого в мембранах лактирующих клеток имеются специальные транспортные системы, обеспечивающие перенос через них не только низкомолекулярных (аминокислоты, глюкоза, бутират), но и высакомолекулярных веществ (альбумины, иммуноглобулины). Больше того, мембраны избирательно пропускают одни ионы и задерживают другие. Так, в молоке содержание калия выше, а натрия ниже, чем в крови.

В период лактации у коровы со средним удоем 12—15 л каждую минуту железа выделяет с молоком 0,66 г жира, 0,80 г лактозы и 0,60 г белков. Лактирующая клетка железы в секунду выделяет около 4 • 10⁶ молекул лактозы, 4,1 • 10⁶ молекул жира и примерно до 10000 молекул казеина. За сутки с молоком из организма выделяется 500—1000 г белка, 600—1200 г жира, 700—1400 г лактозы, а за лактационный период всего с молоком выделяется больше 800 кг плотных веществ. Высокие лактационные способности обусловлены генетически, и при умелом отборе и эксплуатации животных можно достигнуть значительного увеличения их молочной продуктивности.

Схема использования в молочной железе соединений,

поступающих из крови, для синтеза молока

ДРУГИЕ ОРГАНИЧЕСКИЕ СОСТАВНЫЕ ЧАСТИ МОЛОКА

В молоке содержатся некоторые витамины (А_ь В₂, каротин и др.). Зеленоватая окраска сыворотки молока зависит от наличия в ней витамина В₂. Молоко также богато витамином С. Особенно много этого витамина в кобыльем молоке (33 мг%) и пищевом продукте из него —кумысе (25 мг%). В женском молоке витамина С —3—6 мг%, или в 3—6 раз больше, чем в коровьем. Другие витамины (D, Е) хотя и присутствуют в молоке, но в очень малых количествах.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: