Минеральные вещества и соли, содержащиеся в молоке

Молоко содержит ряд минеральных веществ, общая концентрация которых меньше 1%.

Минеральные соли присутствуют в молочной сыворотке или в соединениях казеина в растворенном виде. Наиболее важными солями являются фосфаты, хлориды, цитраты и казеинаты кальция, натрия, калия и магния. Количество солей в молоке не постоянно. К концу лактации оно более значительно, при заболевании вымени содержание хлористого натрия в молоке повышается, придавая молоку соленый привкус, в то время как количество других солей соответственно понижается.

Другие компоненты молока

Молоко всегда содержит соматические клетки, главным образом лейкоциты – белые кровяные клетки. Их содержание незначительно в молоке, полученном из здорового вымени, но повышается при его заболевании – обычно пропорционально тяжести заболевания. Содержание соматических клеток в молоке здоровых животных, как правило, ниже 200 000 в 1 мл, но может доходить до 400 000 клеток в 1 мл.

Молоко также содержит газы – порядка 5–6% от объема свежего молока, но по прибытии молока на молочное предприятие это содержание может повыситься до 10%. Газы состоят в основном из диоксида углерода, азота и кислорода.

1 Растворенные в молоке

2 Связанные и невыделяемые из молока

3 Диспергированные в молоке.

Диспергированные и растворенные газы в случае излишнего их содержания представляют серьезную проблему при обработке молока, которое становится склонным к подгоранию на нагревающих поверхностях теплообменных аппаратов.

Изменения, происходящие в молоке и его компонентах

Изменения при хранении

Жир и белок, содержащиеся в молоке, при хранении могут подвергаться химическим изменениям. Эти изменения обычно бывают двух видов – окисление и липолиз.

В результате этих изменений возникают пороки вкуса, в основном у молока и масла.

Окисление жира

Окисление жира приводит к появлению у него металлического привкуса, а у масла салистого привкуса маслянистого топленого жира низших сортов. Окисление идет по двойным связям ненасыщенных жирных кислот, среди которых лецитин наиболее подвержен этому процессу.

Присутствие солей железа и меди, так же как наличие растворенного кислорода и облучение светом, особенно прямым солнечным светом или светом от люминесцентных ламп, ускоряет самоокисление и появление металлического привкуса.

Окисление жира частично может быть компенсировано микроорганизмами молока, пастеризацией при температуре выше 80°С или антиоксидантными добавками (восстановителями), такими как додецилгаллат, при максимальной его концентрации 0,00005%. Микроорганизмы, например, молочнокислые бактерии, потребляют кислород и обладают восстанавливающей способностью. Пороки вкуса окислительного происхождения возникают легче при низких Общепризнано, что кислородные молекулы в синглетном состоянии (₁О₂) могут окислять группу (СН-) непосредственно со смещением двойной связи и с образованием гидропероксида согласно нижеприведенной реакции:

₁O₂ + –CH = CH – CH₂ – > – CHOOH – CH = CH –

температурах, когда эти бактерии менее активны. Растворимость кислорода в молоке также выше при низких температурах. Высокотемпературная пастеризация помогает молоку, так как при его нагревании образуются восстановители c –SH-группами. Металлический привкус окислительного происхождения чаще наблюдается зимой, чем летом. Это обусловлено частично более низкой температурой, а частично различием в рационах коров. Летом корма богаче витаминами А и С, повышающими количество восстанавливающих веществ в молоке.

При освещении и/или в присутствии ионов тяжелых металлов жирные кислоты дополнительно распадаются постадийно на альдегиды и кетоны, которые придают жирным молочным продуктам привкус прогорклости окислительного происхождения.

Вышеизложенный очень упрощенный механизм окисления (в действительности – самоокисления) ненасыщенных жирных кислот взят из «Химии и физики молока» («Dairy Chemistry and Physics») П. Вастра и Р. Дженниса (P. Wastra and R. Jennis).

Окисление белков

При освещении аминокислота метионин распадается до метионаля при совместном участии рибофлавина (витамина В2) и аскорбиновой кислоты (витамина С). Метиональ или 3-меркаптометилпропионовый альдегид является основным фактором появления светового привкуса, как называют этот специфический привкус.

Так как метионин как таковой не присутствует в молоке, а является лишь одним из компонентов белков молока, то фрагментация белков должна быть связана с появлением рассматриваемого привкуса.

Факторами, связанными с появлением светового привкуса, являются:

• Интенсивность освещения (солнечного и/или искусственного света, и особенно от люминесцентных ламп)

• Продолжительность освещения

• Некоторые свойства молока (гомогенизированное молоко более чувствительно в этом отношении, чем негомогенизированное)

• Материал упаковки – непрозрачная упаковка из полимеров и бумаги является при нормальных условиях хорошей защитой.

См. также главу 8, посвященную сохранению качества пастеризованного молока.

Липолиз

Липолизом называют распад жиров на глицерин и свободные жирные кислоты. Жир, подвергнутый липолизу, обладает прогорклым привкусом и запахом, вызванным присутствием низкомолекулярных жирных кислот (масляной и капроновой). Липолиз вызывается действием липаз и поддерживается при высоких температурах хранения. Однако липаза не может воздействовать на жир, пока его шарики не будут повреждены со снятием с них защитного слоя. Только после этого липаза сможет атаковать и гидролизовать молекулы жира. При обычной обработке молока для повреждения шариков жира имеется множество возможностей, возникающих, например, при перекачивании, перемешивании и расплескивании молока. Поэтому необходимо избегать чрезмерного перемешивания непастеризованного молока, так как оно может спровоцировать расширение фронта деятельности липазы с высвобождением жирных кислот, вызывающих прогорклый привкус молока. Для предотвращения распадажира под действием липазы она должна быть инактивирована высокотемпературной пастеризацией. Пастеризация полностью разрушает нативные ферменты молока. Бактериальные же ферменты более устойчивы. Даже при высокотемпературной обработке (ВТО) (выдержка при 135–150°С или более в течение нескольких секунд) эти ферменты не подвергаются полному разрушению.

Влияние тепловой обработки

Молоко подвергают тепловой обработке на молочных заводах для уничтожения любых патогенных микроорганизмов, которые могут в нем присутствовать. Эта обработка вызывает также изменения компонентов молока. Чем выше температура и чем больше продолжительность обработки, тем глубже эти изменения. В некоторых пределах эти два фактора могут в какой-то степени взаимно уравновешиваться. Кратковременное нагревание при высоких температурах может оказывать такое же воздействие, как и продолжительное нагревание при менее высоких температурах.

И поэтому при тепловой обработке молока эти факторы необходимо всегда учитывать.

Жир

Как было показано (ThomО at. al., Milchwissenschaft 13, 115, 1958), когда молоко пастеризуют при 70–80°С в течение 15 секунд, отстой жира наблюдается уже при 74°С. Были обсуждены различные теории по этому поводу, которые свидетельствуют о том, что, вероятно, высвобожденный свободный жир склеивает шарики жира при их столкновении. Для предотвращения образования отстойной жировой пробки рекомендуется гомогенизировать молоко.

Финк и Кесслер подтвердили появление свободного жира в гомогенизированных и негомогенизированных сливках с м.д.ж. 30%, подвергнутых тепловой обработке при температуре 105–135°С. Авторы считают, что это объясняется дестабилизацией оболочки шариков, приводящей к повышению их проницаемости. Результатом этого является действие экстрагируемого свободного жира в качестве связующего между сталкивающимися жировыми шариками и образование стабильных агломератов шариков.

При температуре выше 135°С белки, отложившиеся на оболочке шариков жира, образуют своего рода сетку, делающую оболочку более плотной и менее проницаемой. Поэтому при высокотемпературной обработке продуктов с высоким содержанием жира поток из стерилизатора рекомендуется гомогенизировать.

Белки

Основной белок молока, казеин, не подвергается денатурации в результате тепловой обработки при обычных значениях pH, концентрации соли и содержания белка.

С другой стороны, сывороточные белки, особенно -лактоглобулин, составляющий до 50% этих белков, является термолабильным.

Его денатурация начинается при 65°С и практически заканчивается при нагревании в течение 5 минут при 90°С.

Тепловая денатурация сывороточных белков является необратимым процессом.

Произвольно свернутые белковые молекулы “раскрываются”, а -лактоглобулин, в частности, присоединяется к -казеиновой фракции при помощи серных мостиков.

Блокирование большей части -казеина ухудшает сычужную свертываемость молока, так как сычужный фермент в сыроделии способствует расщеплению мицелл казеина на участках расположения -казеина. Чем выше температура пастеризации при постоянном времени выдержки, тем мягче образующийся сгусток. Это является нежелательным явлением при получении полутвердых и твердых сыров. Молоко, предназначенное для сыроделия, не должно пастеризоваться, а если все же оно и будет пастеризоваться, то в любом случае в течение лишь 15–20 секунд и при температуре не выше 72°С.

Молоко, предназначенное для приготовления кисломолочных продуктов (например, йогурта), пастеризуют при температуре 90–95°С с выдержкой 3–5 минут.

Данный режим тепловой обработки молока приводит к денатурации сывороточных белков, их взаимодействию с казеином, что позволяет получить более вязкийсгусток с пониженным отделением сыворотки.

При температурах выше 100°С происходит реакция между лактозой и белком, сопровождающаяся появлением бурой окраски молока.

Молоко, нагретое при 75°С в течение 20–60 секунд, приобретает привкус и запах “кипячения”. Это обусловлено выделением соединений серы из -лактоглобулина и других серосодержащих белков.

Ферменты

Ферменты могут быть инактивированы нагреванием. Температура инактивации зависит от типа фермента. Некоторые микроорганизмы (например, Pseudomonas spp.), способные вызывать порчу сырого молока, хранимого при низких температурах, и молочных продуктов, подвергнутых тепловой обработке, вырабатывают термостойкие протеолитические и липолитические ферменты.

Пастеризация и высокотемпературная обработка молока вызывают только их частичную инактивацию.

Лактоза

Лактоза подвергается изменениям более легко в молоке, чем в сухом состоянии. При температуре выше 100°С между лактозой и белком происходит реакция, сопровождающаяся побурением молока.

Ряд реакций, происходящих между аминогруппами аминокислотных остатков и альдегидными группами углеводов молока, называются реакцией Майяра, или реакцией побурения. Она приводит к потемнению продукта, к изменению вкуса и к потере питательной ценности, в частности, к потере лизина – одной из незаменимых аминокислот.

Пастеризованное, прошедшее высокотемпературную обработку и стерилизованное молоко может быть дифференцировано по содержанию лактулозы. Лактулоза является эпимером лактозы, формирующимся в молоке, подвергнутом тепловой обработке Адачи (Adachi), 1958. Cчитается, что она образуется при помощи свободных аминогрупп казеина Адачи и Паттон (Adachi & Patton), 1961, Рихард и Хандрасеккара (Richard & Chandrasekkara), 1960. Мартинес Кастро и Олано (Martinez Castro & Olano), 1982, и Гейер и Клостермейер (Geier & Klostermeyer), 1983, показали, что пастеризованные, прошедшие высокотемпературную обработку, и стерилизованные виды молока содержат разное количество лактулозы. Содержание лактулозы при этом повышается с возрастанием интенсивности тепловой обработки.

Витамины

Витамин С является наиболее термолабильным витамином, особенно в присутствии воздуха и некоторых металлов. Пастеризация в пластинчатом теплообменнике может, однако, осуществляться при практически полном отсутствии потерь витамина С. Другим витаминам умеренное нагревание в молоке совсем или почти совсем не приносит вреда.

Минеральные вещества

Из минеральных веществ в молоке только гидроксифосфат кальция в мицеллах казеина, имеющий важное значение, подвергается изменению под воздействием тепла. При нагревании выше 75оС это вещество теряет воду и образует нерастворимый ортофосфат кальция, который ухудшает сычужную свертываемость. Режимы тепловой обработки молока должны быть тщательно подобраны.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: