Биохимические свойства молока 

Витамины — вещества, играющие важную роль в жизни человека и животных. В большинстве своем витамины входят в состав ферментов, принимающих участие в белковом, жировом и других видах обмена. Для человека и животного витамины требуются в ничтожно малых количествах по сравнению с обычными питательными веществами. Недостаток витаминов приводит к нарушению обмена веществ и к заболеваниям — авитаминозам.
Важность витаминов для организма была установлена в 1882 году русским ученым Н.И. Луниным. Термин «витамин» введен в 1912 году польским ученым К. Функом.
В молоке содержатся все известные в настоящее время витамины. Они разделяются на жирорастворимые и водорастворимые.
Ретинол, или витамин А (антиксерофтальмический). Основным источником витамина является растительный пигмент каротин, из которого в организме образуется ретинол. О содержании каротина в молоке можно судить по его желтой окраске: чем интенсивнее окраска молока, тем больше в нем каротина и витамина. Богаты каротином зеленые растения, кукурузный силос, корнеплоды. Много его в хорошем сене, высушенном в тени. Но даже при такой сушке значительная часть каротина разрушается. Так, в сене, высушенном на рассеянном свету, каротина теряется до 60%, а в сене, высушенном на ярком солнце, — до 80—90%.
Ретинол не разрушается при нагревании до 120 °С без доступа воздуха. Эту особенность следует учитывать в молочном деле.
Количество ретинола в 1 л молока колеблется от 130 до 350 мкг/кг*. Поскольку этот витамин растворим в жирах, наибольшее количество его содержится в сливках, сметане, масле. Обезжиренное молоко, пахта, сыворотка бедны ретинолом.
Эргокальциферол, или витамин Б (антирахитический), также жирорастворимый. В организме животного он образуется из эргостерина. Наибольшее количество этого витамина накапливается в молоке животных, пользующихся активным моционом. В летнем молоке его в 5—8 раз больше, чем в зимнем, что объясняется влиянием ультрафиолетового облучения. Количество эргокальциферола в молоке зависит и от периода лактации: в молозиве его значительно больше, чем в обычном молоке.
Содержание эргокальциферола в 1 л молока колеблется от 0,07 до 1,2 мкг/кг, в среднем 0,5 мкг/кг. При переработке молока этот витамин не разрушается и с молочным жиром переходит в молочные продукты.

Холекальциферола, или витамина D3, содержится в молоке от 200 000 до 400 000 мкг/кг.
Токоферол, или витамин Е, — жирорастворимый. Молоко коров, получающих зеленый корм, как правило, богаче токоферолом, чем молоко коров, содержащихся на сухом корме.
Токоферол стойкий и не разрушается даже в течение 3-часового нагревания молока при 170°. Он задерживает окисление жира, делает его стойким в процессе хранения, что имеет важное значение в молочном деле. Этого витамина в молоке 700—900 мкг/кг.
Филлахиион, или витамин К (антигеморрагический). В молоке в среднем его содержится 3—4 мкг/кг.
Водорастворимые витамины группы В составляют целый комплекс, включающий более 12 витаминов. Содержание всех витаминов этой группы в молоке зависит от синтеза их микроорганизмами в рубце.
Тиамином, или витамином В1, богаты зародыши злаков, оболочки зерен, дрожжи. В молозиве его больше, чем в нормальном молоке. Условия получения и транспортировки молока практически не влияют на количество в нем тиамина.
В молоке содержание тиамина в разное время года остается примерно постоянным в пределах 400—500 мкг/кг. При пастеризации содержание в молоке тиамина снижается лишь на 10—20%, а при быстром высушивании молока можно избежать и этих потерь.
Рибофлавин, или витамин В2. Обычно в зимнем молоке этого витамина больше, чем в летнем.
Рибофлавина в молоке 900—2000 мкг/кг, а в молозиве в 5—7 раз больше. Обработка молока существенно не отражается на содержании в нем рибофлавина, наблюдается лишь небольшое снижение его при пастеризации.
Пантотеновая кислота, или витамин В3. Содержание пантотеновой кислоты в молоке 1800—6400 мкг/кг.
Пиридоксин, или витамин В6, находится в молоке в свободном виде и в связи с белками. Он стоек к нагреванию. Содержание его в пределах 150—750 мкг/кг.
Цианкобаламин, или витамин В12, содержится в молоке в пределах 2—7 мкг/кг. Количество этого витамина увеличивается в молоке и молочной сыворотке в результате пропионовокислого и уксуснокислого брожения. Цианкобаламин устойчив; даже нагревание до 120° не разрушает его.

Никотинамид, или витамин РР. В молоке его от 1000 до 1700 мкг/кг, в зимний период больше, чем в летний. Витамин этот очень устойчив. При переработке и хранении молока содержание никотинамида не изменяется.
Биотин, или витамин Н. Содержание этого витамина в молоке колеблется в пределах 50—70 мкг/кг.
Фолиевая кислота, или витамин Вс. Содержится в молоке от 200 до 800 мкг/кг.
Аскорбиновая кислота, или витамин С, также водорастворимый, синтезируется в организме жвачных, и содержание его в молоке колеблется от 9000 до 20 000 мкг/кг, в зависимости от индивидуальных особенностей. Замечено, что аскорбиновой кислоты больше в вечерних удоях, чем в утренних, и в зимний период по сравнению с летним. Много этого витамина в молозиве. Несколько большее количество аскорбиновой кислоты в кисломолочных продуктах обусловлено, по-видимому, синтетической деятельностью молочнокислых бактерий.
Аскорбиновая кислота легко разрушается в присутствии воздуха, что следует учитывать при обработке и транспортировке молока. Чтобы сохранить этот витамин, молоко необходимо немедленно после дойки охлаждать и хранить в таком состоянии до транспортировки. В неохлажденном молоке витамин разрушается почти полностью.
Если молоко пастеризуют в пластинчатых пастеризаторах (без доступа воздуха), то потери аскорбиновой кислоты бывают незначительными и возрастают до 25% при пастеризации в мешалочных пастеризаторах или в водогрейных коробках, то есть в случаях контакта с воздухом.
Ферменты — белковые вещества, вырабатываемые растительными и животными тканями и микроорганизмами. По действию они напоминают катализаторы. Участвуя в обменных реакциях организма, они ускоряют их течение, при этом сами не входят в состав полученных продуктов. Ферменты строго специфичны, то есть каждый из них действует только в определенной реакции. В большинстве ферменты нестойки к нагреванию, температура 70—80° для них уже критическая. Действие ферментов активно проявляется лишь при оптимальных температурах и реакции среды.
Название ферментам дается по веществам, на которые они действуют, и к корню слова прибавляется суффикс «аза». Например, фермент, расщепляющий жир, — липаза, расщепляющий белки — протеиназа и т. д.
В молоке обнаружены многие ферменты. Они продуцируются молочной железой или образуются микрофлорой молока. Здесь описываются только ферменты, оказывающие влияние на качество молока или молочные продукты.

Гидролизующие ферменты. Липаза расщепляет жир на глицерин и жирные кислоты. Горький вкус молока перед запуском коров объясняется действием липазы, которая уже в вымени начинает расщеплять молочный жир. Липаза относительно устойчива к повышенным температурам.
Фосфатаза также связана с жиром молока, а точнее с липоидами, содержащими фосфорную кислоту. Этот фермент присутствует в молоке всегда. Отличается слабой устойчивостью к повышению температуры. На практике это свойство используют при фосфатазной пробе, дающей возможность установить не только факт пастеризации молока, но и обнаружить в пастеризованном молоке примесь сырого молока от 0,5% и больше.
Лактаза расщепляет молочный сахар (лактозу) на глюкозу и галактозу. Происхождение фермента лактазы микробиологическое. Следовательно, антисанитарные условия получения молока одна из причин появления фермента лактазы. Он появляется и в молоке, хранившемся длительное время при низких температурах.
Протеолитические ферменты. Протеиназа и пептидаза расщепляют белки до пептонов и аминокислот. Протеолитических ферментов в свежем молоке мало, значительно больше их образуется молочнокислой микрофлорой, например в сырах при их созревании. Установлено, что после автолиза (отмирания) бактериальных клеток ферменты остаются в среде и ведут протеолитический распад белка сначала до полипептидов и пептонов, а затем и до аминокислот.
Окислительно-восстановительные ферменты. Редуктаза — продукт жизнедеятельности бактерий, попавших в молоко в процессе его получения или обработки. Этот фермент способен обесцвечивать метиленовую синь. Чем быстрее обесцвечивается синька, тем больше в молоке редуктазы, а следовательно, и бактерий. Этим свойством широко пользуются на практике, определяя степень бактериальной загрязненности молока.
Пероксидаза содержится в молоке в значительном количестве. К повышению температуры не устойчива, чем и пользуются для распознавания пастеризации молока при температуре выше 80°. Наличие пероксидазы устанавливают, прибавляя в молоко перекись водорода и вещества, которые, окисляясь, изменяют окраску. Таким веществом является йодистый калий. 

Свободный йод в присутствии крахмала дает синюю окраску, которая свидетельствует о том, что проба взята из сырого молока. В пробе из пастеризованного молока, где пероксидаза разрушена, синяя окраска отсутствует.
Каталаза — фермент, чрезвычайно распространенный. Расщепляет перекись водорода на воду и молекулярный кислород:
При качественной оценке молока выделившийся газ собирается в специальных приборах — каталазниках. Из 15 мл нормального молока за 2 часа выделяется до 3 мл газа; из такого же количества молока, частично содержащего молозиво, или из молока стародойных коров, или из молока от коров, больных маститом, —до 8—15 мл.
Гормоны — вещества, выделяемые железами внутренней секреции. Они играют важную роль в нормальной жизнедеятельности организма, а также в образовании и выделении молока (окситоцин, пролактин, фолликулин и др.). В молоке содержатся в незначительных количествах почти все гормоны, участвующие в обмене веществ, однако их биологические свойства и физиологическое значение в питании еще изучены недостаточно.
В молоке, особенно в молозиве, содержатся иммунные вещества: антитоксины, агглютинины, опсонины, преципитины и др.
Бактерицидные свойства молока. Через отверстия сосков в молоко попадают микробы, которые, однако, не размножаются, так как в молоке вымени содержатся бактерицидные вещества, убивающие микрофлору. Бактерицидными свойствами обладает и свежевыдоенное молоко. Сохранить эти свойства можно путем быстрого и глубокого охлаждения молока, что широко используется в практике.
Время, в течение которого проявляются бактерицидные свойства молока, называется бактерицидной фазой.
О значении бактерицидных веществ можно судить по следующему опыту. Партию однородного молока разделили на три части, которые хранили при разных температурах, и наблюдали за развитием в нем бактерий.

Из таблицы видно, что охлаждение молока способствует сохранению бактерицидных свойств, которые задерживают развитие бактерий.
Явление бактерицидности молока было впервые обнаружено в 1890 году. Однако природа бактерицидных веществ установлена лишь в 1930 году. Бактерицидные вещества молока названы лактенином.
Лактенин присутствует в сыром молоке и отличается способностью подавлять рост микроорганизмов. Как установлено позже, сам лактенин состоит из двух веществ, названных I и II, действующих совместно. Содержание веществ, составляющих лактенин, зависит от стадии лактации. Много лактенина в молозиве. Поэтому некоторые исследователи связывают бактерицидные вещества с белком глобулином, которым богато молозиво.
Титруемая кислотность молока показывает число миллилитров 0,1 n раствора щелочи, которое надо прибавить к 100 мл молока, чтобы получить нейтральную реакцию при индикаторе фенолфталеине. Выражается титруемая кислотность условными градусами Тернера (°Т).
На нейтрализацию 100 мл только что выдоенного сборного молока требуется 16—18 мл 0,1 n щелочи, то есть титруемая кислотность его 16—18 °Т. Кислотность свежего молока, полученного от отдельных коров, может значительно отклоняться в ту или другую сторону.
В молоке, находящемся в благоприятных для развития микроорганизмов условиях, кислотность быстро нарастает вследствие брожения молочного сахара и образования молочной кислоты. Технологические свойства такого молока понижаются. При нагревании молоко с повышенной кислотностью свертывается.
Активная кислотность характеризуется концентрацией в молоке водородных ионов и выражается величиной pH. Она колеблется в пределах 6,3—6,9, в среднем равна 6,5. Некоторое количество щелочи или кислоты, прибавленное в молоко, изменяет титруемую кислотность, активная кислотность при этом остается прежней.
Устойчивость показателя концентрации водородных ионов (pH) в молоке объясняется содержанием в нем солей и белков, обладающих буферными свойствами.
Под буферной емкостью понимается количество 0,1 n щелочи или кислоты, которое нужно прибавить к 100 мл молока, чтобы сдвинуть pH на единицу. Средняя буферная емкость молока по щелочи 1,4, по кислоте 3,3, однако она может изменяться от многих факторов. Буферная емкость имеет значение при переработке молока в сыр и другие продукты.