Состав коровьего молока
Молоко содержит все питательные вещества, необходимые для жизни животного в раннем возрасте (органические вещества - углеводы, жиры, белки, ферменты, витамины, пигменты, гормоны; неорганические вещества - воду, минеральные соли, микроэлементы и газы).
Составные части молока взаимно связаны между собой и находятся в различной степени раздробления (дисперсности).
Состав коровьего молока зависит от породы скота, периода лактации, состояния здоровья, кормления и содержания животных, времени года, а также других факторов и условий.
Качество молока как сырья для производства сыра, а также качество сыра и его питательная ценность зависят от содержания в молоке его составных частей.
Вода обусловливает физическое состояние продукта, без нее не могут протекать физико-химические и биохимические процессы. В молоке содержится вода свободная и вода, связанная с белками и другими веществами, вода набухания и кристаллизационная.
В свободной воде обычно растворены молочный сахар, минеральные соли, кислоты.
Связанная вода окружает частицы белков и других веществ, образуя на их поверхности прочные оболочки, препятствующие их соединению. Связанной воды в молоке около 3%, в сырах до 25% к общему содержанию воды. Вода набухания - основная масса воды, связанная с белками молока. Белки молока, обладая свойством набухать, поглощают большое количество воды. При высушивании эта вода испаряется.
Кристаллизационная вода прочно связана с кристаллами веществ молока, например молочного сахара. Она выделяется при температуре выше 100°С.
Молочный жир. Он находится в молоке в виде мельчайших жировых шариков диаметром от 0,5 до 10 мкм. Количество жира и величина жировых шариков зависят от породы скота, периода лактации, условий кормления, дойки и других факторов. Жировые шарики имеют оболочку, состоящую из лецитино-белкового вещества. Эта оболочка препятствует соединению их друг с другом при хранении молока до его переработки.
Молочный жир представляет собой смесь сложных эфиров трехатомного спирта глицерина и высших жирных кислот. В состав его входят жирные насыщенные (предельные) кислоты: масляная, капроновая, каприловая, лауриновая, миристиновая, пальмитиновая, стеариновая, арахиновая, диоксистеариновая, бегеновая, церотиновая и др., а также и ненасыщенные (непредельные) кислоты: олеиновая, линолевая, линоленовая, арахидоновая, деценовая и др. Молочный жир под воздействием воздуха, света, тепла, ферментов подвергается порче. При окислении его часто появляется салистый привкус, а при глубоком расщеплении жира образуются продукты (кетон, альдегиды и др.), придающие ему прогорклый вкус. Изменения свойств молочного жира часто являются причиной возникновения пороков сыра (салистый, прогорклый, мыльный и другие привкусы).
Белки молока. Они представлены казеином, альбумином, глобулином и небольшим количеством других азотистых соединений.
На долю казеина приходится около 85% всех содержащихся в молоке белков и 15% остальных фракций (сывороточных белков). Казеин находится в молоке в соединении с кальцием и фосфорной кислотой в виде казеинкальцийфосфатного комплекса.
В состав казеина входят все известные аминокислоты и фосфорная кислота. При воздействии на казеинкальцийфосфатный комплекс кислот кальций отщепляется, укрупняются белковые частицы, казеин выпадает в осадок, образуя желеобразный сгусток. При воздействии на молоко сычужного фермента или пепсина оно свертывается, образуя сгусток - параказеин (параказеинат кальция).
Казеин - сложный белок, являющийся смесью многих его фракций, 3 из которых - альфа-, бета- и гамма-казеин - наиболее изучены. При воздействии сычужного фермента гамма-казеин не изменяется и не выпадает в осадок, альфа-казеин расщепляется на альфа1-параказеин и альфа2-параказеин, альфа- и бета-формы казеина выпадают в осадок, образуя сгустки.
Казеин обладает кислыми свойствами. Для нейтрализации 1 г его требуется 8,1 мл 0,1 н. раствора едкого натра (кали). Казеин, как и всякий белок, состоит из ряда аминокислот, поэтому имеет свободные аминные и кислотные группы, обусловливающие его амфотерные (кислые и основные) свойства. Состояние казеина, при котором его молекула в растворе выделяет одинаковое количество Н- и ОН-ионов, называется изоэлектрической точкой. Наступает она при рН 4,5-4,6. В изоэлектрической точке частицы белка укрупняются, и он выпадает в осадок.
Альбумин и глобулин - также сложные белки молока. Альбумин при выработке сыра не свертывается сычужным ферментом, а переходит в сыворотку. При нагревании молока или сыворотки до температуры выше 75°С часть альбумина выпадает в хлопьевидный осадок белого цвета. В молозиве количество альбумина и глобулина значительно увеличивается, достигая в первый день после отела 1,5-2,0%; такое молоко непригодно для выработки сыров. На 7-10-й день после отела количество альбумина и глобулина в молоке устанавливается на нормальном уровне 0,6-0,7%.
Молочный сахар. Лактоза, или молочный сахар, находится в молоке в растворенном состоянии. Это дисахарид (С12Н22О11), состоящий из одной молекулы глюкозы и одной молекулы галактозы.
Молочный сахар под воздействием бактериальных ферментов сбраживается с образованием молочной кислоты, спирта, углекислоты, масляной кислоты и др. На сбраживании молочного сахара ферментами молочнокислых бактерий основано производство сыра, кисломолочных и других продуктов.
Минеральные соли. В молоке находятся соли кальция, калия, магния, натрия, железа, лимонной, фосфорной, соляной и других кислот.
Лимонная и фосфорная кислоты поддерживают солевое равновесие и коллоидное состояние белков молока при его пастеризации. Нарушение равновесия между цитратами и фосфатами, между магнием и кальцием приводит в процессе пастеризации к свертыванию (коагуляции) части белков молока, получению несыропригодного молока, образующего при свертывании его сычужным ферментом дряблый, с плохим отделением сыворотки сгусток, и т. д. Содержание минеральных солей в молоке и их соотношение зависит от состава и качества скармливаемых животным кормов.
В молоке содержатся также микроэлементы: железо, марганец, хром, медь, цинк, йод, кобальт и др., имеющие большое значение для нормального развития организма человека и животного, а также микроорганизмов, находящихся в молоке.
Ферменты. В молоке содержатся ферменты, поступающие из молочной железы животного (фосфатаза, дегидраза, каталаза и незначительно липаза), а также ферменты, выделяемые молочнокислыми бактериями молока (лактаза, протеазы, пептидазы), липаза, выделяемая плесенями, и др. Роль ферментов, поступающих непосредственно из молочной железы, в созревании сыра незначительна, так как большинство их разрушается при пастеризации молока.
В сыроделии большую роль играют протеолитические ферменты, выделяемые молочнокислой микрофлорой: лактаза, расщепляющая молочный сахар на глюкозу и галактозу; протеазы, способствующие распаду белков молока и сыра до альбумоз и пептонов; пептидазы, расщепляющие пептоны до аминокислот; липаза, расщепляющая жиры на глицерин и жирные кислоты.
В сыроделии для свертывания молока применяют сычужный фермент или пепсин. Ферментам, свертывающим молоко, и протеолитическим ферментам присущи свои оптимальная температура действия, реакция среды, активная кислотность, различное течение гидролиза белковой массы или липолиза молочного жира, что определяет вид сыра и его вкусовые особенности.
Пигменты. В молоке находится растворимый в воде, пигмент лактохром, обусловливающий зеленоватый цвет сыворотки, и растворимые в жире пигменты каротин и ксантофилл.
Витамины. Эти вещества, необходимые для нормальной жизнедеятельности организма человека, участвуют во всех жизненно важных биохимических процессах, протекающих в организме, регулируют и стимулируют обмен веществ.
В коровьем молоке обнаружены почти все витамины, встречающиеся в природе; жирорастворимые A, D, К, Е и др., водорастворимые С, В1, В2, B6, B12, фолиевая кислота, пантотеновая кислота В3, биотин Н, оротиковая кислота, никотиновая кислота РР, холин.
В летнем молоке при скармливании скоту зеленых кормов витаминов больше. Многие водорастворимые витамины синтезируются в организме жвачных животных кишечной микрофлорой, поэтому количество их в молоке остается более или менее постоянным. Многие содержащиеся в молоке витамины при переработке молока в разных количествах переходят в сыр.