Молоко і молочні продукти, характеризуються енергетичною цінністю, яка доповнює харчову цінність продукту. Її можна розрахувати за наступною формулою:
Е = (37,7Ж + 16,7Б + 15,9Л) x 10,
де Е - енергетична цінність, кДж; Ж, Б, Л - відповідно масова частка вмісту жиру, білка і лактози в сировину або продукті,%; 37,7, 16,7 і 15,9 - коефіцієнти.
1.1. Вода і суху речовину молока
Як видно з даних табл. 2, основна питома вага в молоці становить вода (волога); на інші компоненти, що входять до складу сухої речовини, доводиться 10. 13% (за винятком овечого і буйволиного молока). Велика частина вологи в молоці (до 85%) знаходиться у вільному стані і може становити загрозу національній безпеці молочних продуктів, проте вона порівняно легко видаляється при згущенні і сушінні.
де С- масова частка сухої речовини,%; Ж - масова частка жиру в молоці,%; А - щільність молока при 200С, виражена в градусах лактоденсиметри (ареометра).
Показники сухої речовини (і сухого знежиреного залишку) обумовлюють не тільки харчову цінність молока, але і його витрата при виробництві молочних продуктів.
1.2. молочний жир
Середня масова частка жиру в молоці - 3,6%. Молочний жир - джерело енергії, енергетична цінність 1 г його дорівнює 37,681 кДж (9 ккал). Він є найціннішою частиною молока, проте з біологічної точки зору і фізіології харчування білки перевершують молочний жир. У молоці жир є у вигляді емульсії або суспензії в молочній сироватці. Діаметр жирових кульок коливається від 0,1 до 20 мкм, середній розмір - 3. 4 мкм. Число жирових кульок в 1 см3 молока становить близько 15 млрд. Краплю жиру оточує тонка захисна оболонка (5. 10Нм), що має досить складний склад.
Середня масова частка білків в молоці становить 3,2% (з коливаннями від 2 до 4,5%). До складу білків входять казеїн (в середньому 2,5. 2,6%) і сироваткові білки (0,6%).
Казеїн молока є гетерогенним білком. Він складається з AS1 -, AS2 -, B - і до - фракцій (переважають AS1 - і B -казеін, а до -казеін виконує захисну функцію при утворенні частинок (міцел).
У молоці білок знаходиться в вигляді колоїдних частинок розміром 50. 300 нм і характеризується високою термостійкістю.
Сироваткові білки представлені B -лактоглобуліном (0,4%), А -лактальбуміном (0,1%), а також імуноглобулінами і альбуміном сироватки крові, в сумі становлять близько 0,1%. Глобуліни і альбуміни молока знаходяться в колоїдно-дисперсному стані, мають розмір частинок 15. 50 нм і вище, не згортаються під дією сичужного ферменту, є термолабільними білками (при нагріванні молока частково випадають в осад і разом з солями утворюють «молочний камінь»).
Біологічна цінність білків молочної сироватки вище, ніж казеїну, тому вони широко використовуються при виробництві дитячих і дієтичних продуктів (альбумін сиру, різних паст і ін). Від змісту білків в заготовляти молоко залежить вихід продукції при виробленні сиру, сичужних сирів, казеїну і молочно-білкових концентратів.
У молоці вуглеводи представлені в основному лактозою - углеводом, характерним тільки для молока, а також глюкозою і галактозою. Лактоза - дисахарид, що знаходиться в молоці у вигляді молекулярної дисперсії. Лактоза присутня практично у всіх молочних продуктах, бере участь у формуванні їх властивостей, обумовлює харчову та енергетичну цінність молока. В організмі людини під дією лактази і мікроорганізмів шлунково-кишкового тракту лактоза зброджується до молочної кислоти, створюючи середовище, що перешкоджає розвитку гнильних мікроорганізмів. У молоці середня масова частка його - 4,7% (коливання від 4,5 до 5,3%). Молочний цукор - вуглевод, необхідний для живлення новонароджених в перші дні життя; він потрібен для нормального обміну речовин, роботи серця, нирок і печінки. Калорійність 1 г лактози складає 3,8 ккал (15,909 кДж). У чистому вигляді молочний цукор являє собою кристалічний порошок білого кольору. На підприємствах виробляється молочний цукор-сирець і рафінований, які використовуються для отримання лактулози і у фармацевтичній промисловості. Лактоза є джерелом вуглецю для молочнокислих бактерій, які піддають її зброджування під дією ферментів - на цій властивості засновано виробництво кисломолочних продуктів, сиру, кисловершкового масла.
1.5. Мінеральні речовини
Молоко служить постійним джерелом надходження в організм мінеральних речовин, найбільше значення з яких мають макроелементи - кальцій, фосфор, калій, натрій і магній. Більше половини всіх мінеральних речовин складають солі кальцію і фосфору. Кальцій в молоці знаходиться в розчинній стані, і значна частина його пов'язана з казеїном у вигляді казеінаткальційфосфатного комплексу (ККФК), що робить його практично повністю засвоюваним. Фосфор входить до складу білка всіх клітин організму, є компонентом нервової тканини і клітин мозку. Мікроелементи молока (залізо, мідь, йод, марганець, цинк, кобальт і ін.) Мають велике значення для нормального обміну речовин в організмі, синтезу вітамінів, ферментів, гормонів. В даний час почався випуск молочних продуктів, збагачених кальцієм, залізом і йодом.
У молоці знаходяться всі життєво необхідні вітаміни. Вітаміни діляться на дві групи: жиророзчинні (A, D, Е, К) і водорозчинні (С, групи В, біотин і ін.). Між цими групами вітамінів існують функціональні відмінності. Так, жиророзчинні вітаміни беруть участь в окисно-відновних реакціях, транспорті кальцію і фосфору, мають антиоксидантні властивості; водорозчинні комплекси вітамінів входять до складу ферментів, в тому числі ферментів молока. Багато вітаміни відрізняються великою чутливістю до високих температур, світлу, дії кислот, підстав, кисню. З огляду на велике значення вітамінів для життєдіяльності організму, в промисловості налагоджено виробництво різних продуктів, збагачених вітамінами.
1.7. Ферменти і гормони
У молоці виявлено велику кількість ферментів різного походження. Розрізняють ферменти нативні і бактеріального походження. Залежно від специфічної дії на різні субстрати ферменти підрозділяються на окислювально-відновні, трансферази, гідролази, ферменти розщеплення і ін. Для молочної промисловості мають важливе значення ферменти молока, що відносяться до груп оксидоредуктаз і гідролаз. Так, оксидоредуктаз грають виключно важливу роль у багатьох технологічних процесах в сироваріння, при виробництві кисломолочних продуктів і т. Д. Кількість деяких ферментів, наприклад каталази, служить цінним показником якості молока. Концентрація лактопероксідаза обумовлює антибактеріальну активність молока, а результати пероксидазною (і фосфатазной) проби дають уявлення про ефективність пастеризації молока.
Ліпаза. що відноситься до гідролаз, утворюється в організмі тварини (нативна) і з кров'ю надходить в молочну залозу, а потім - в молоко. Бактеріальна ліпаза виробляється сторонньої мікрофлорою - цвіль-ми, мікрококи, псевдомонадами, що потрапляють в молоко. Ліпаза може адсорбуватися на поверхні жирових кульок. При гідролізі вона розщеплює ефірні зв'язку в тріацілгліцеріни, в результаті чого утворюються жирні кислоти і гліцерин.
Впливу ліпази в першу чергу піддаються гліцериди низькомолекулярних кислот. Вона може бути причиною яскраво виражених вад смаку і запаху молока і молочних продуктів. Максимальна дія ліпази (нативної) проявляється при рН 8,8 і температурі 37 ° С, бактеріальної - при рН 7. У свіжому молоці молочний жир зазвичай не піддається мимовільного впливу ліпази. Однак при сильному переме-Шивані молока з утворенням піни, при гомогенізації, перекачуванні його насосами, швидкій зміні температур ліпаза активується і викликає ліполіз. Нативная ліпаза інактивується при низьких температурах (65. 75 ° С), а бактеріальна - повністю руйнується при температурі вище 80 ° С.
Інша гідролаза - фосфатаза потрапляє в молоко з секреторних клітин вимені, а також виробляється деякими бактеріями молока. Вона каталізує гідроліз складних ефірів фосфорної кислоти. У молоці присутні кисла і - в більшій кількості - лужна фосфатаза. До гідролаз також відносяться протеази, лізоцим і деякі інші ферменти. На-тивная протеаза - плазмін переходить в молоко з сироватки крові, бактеріальні протеази виробляються сторонньої мікрофлорою. Плазмін проявляє специфічність по відношенню до фракцій казеїну - найбільш чутливий до нього В -казеін. В результаті його дії утворюються Y -казеіни, при цьому знижується вихід сиру і сиру (Y - казеїн ми «втрачаємо» з сироваткою) і можуть утворюватися гіркі пептиди. Лізоцим володіє антибактеріальними властивостями - руйнує клітинні стінки стафілококів і інших збудників маститу корів. До гормонів молока відносяться пролактин, окситоцин, соматотропін, статеві гормони, тироксин та ін.
1.8. Токсичні речовини в молоці
Гігієнічні вимоги безпеки і харчової цінності харчових продуктів (СанПіН 2.3.2.1078-01) називають такі токсичні елементи:
* Свинець, кадмій, ртуть, миш'як - є високотоксичними елементами;
* Олово і хром - забруднюючі продукти при зберіганні в жерстяній і хромованою тарі. Для цих елементів встановлені максимально допустимі рівні їх змісту в молоці і молочних продуктах, а також стандартизовані методики їх визначення в харчових продуктах, включаючи молочні.
1.9. Мікрофлора сирого молока
В молоко мікроорганізми потрапляють безпосередньо з вимені або зовнішнього середовища, з повітря, води, з рук обслуговуючого персоналу, з посуду, шкіри тварини і т. Д. На будь-якому етапі виробництва, переробки, транспортування та зберігання молока можливе попадання в нього мікроорганізмів. У молоці виявлено бактерії, дріжджі і цвілі. Молоко, що містить тільки мікрофлору, що надійшла в нього з вимені здорової корови, умовно називають асептичним. В 1 см3 такого молока налічується від кількох сотень до кількох тисяч мікроорганізмів.
У молоці зазвичай зустрічаються молочнокислі, коліформні, маслянокислі, пропіоновокислі і гнильні бактерії. Група молочнокислих бактерій включає палички і коки, які можуть утворювати ланцюжки різної довжини. Молочнокислі бактерії не утворюють спор, вони є факультативними анаеробами. Більшість з них гине при нагріванні до 70 ° С. Як джерело вуглецю молочнокислі бактерії використовують лактозу, зброджуючи її до молочної кислоти, а також оцтової кислоти, вуглекислого газу, етанолу. Багато з них використовуються при виробництві молочних продуктів. Коліформні бактерії (бактерії групи кишкових паличок) - факультативні ана-ероби, їх оптимальна температура розвитку становить 30. 37 ° С. Вони виявлені в ки-шечника, на поверхні рук, в нечистотах, в забрудненій воді і на рослинності. Коліформні бактерії зброджують лактозу до молочної кислоти та інших органічних кислот, вуглекислого газу і етанолу. Крім того, вони руйнують білки молока, в результаті чого з'являється сторонній запах. Деякі види бактерій є причиною маститу у корів.
Коліформні бактерії можуть завдати істотної шкоди при виробництві сирів. Крім виникнення сторонніх запахів в результаті підвищеного газоутворення в процесі їх життєдіяльності, порушується текстура сиру на ранній стадії його дозрівання. Розвиток бактерій припиняється при рН нижче 6, тому їх активність спостерігається саме на ранніх стадіях дозрівання сиру, коли лактоза ще не повністю зброджено. Коліформні бактерії, як правило, гинуть при пастеризації молока.
Маслянокислі бактерії - анаеробні спороутворюючі мікроорганізми, оптимальна температура їх розвитку - 37 ° С. Вони погано розвиваються в молоці, однак прекрасно почувають себе в сирах, де дотримуються анаеробні умови. По суті, ці бактерії є «руйнівниками» сиру. Маслянокислое бродіння. що супроводжується утворенням в великому обсязі вуглекислого газу, водню і масляної кислоти, що призводить до утворення «рваною» текстури сиру і згірклого смаку. Спори маслянокисле бактерій немає знешкоджуються при режимах пастеризації. Для їх видалення і придушення розвитку використовують спеціальні операції: мікрофільтрацію, Бактофугування, додавання селітри, посолку сирів.
Пропіоновокислі бактерії не утворюють спор, оптимальна температура їх розвитку - 30 ° С. Деякі види витримують пастеризацію. Зброджують лактати до пропіонової кислоти, вуглекислого газу та інших продуктів. Чисті культури пропионово-кислих бактерій використовують при виробництві деяких видів кисломолочних продуктів і сирів.
Гнильні бактерії включають дуже велике число видів різних форм, що утворюють спори і бесспорових, аеробних і анаеробних. Потрапляють в молоко з кормами, водою, з рук працівників і т. П. Гнилісні бактерії продукують ферменти, що розщеплюють білки; вони можуть зруйнувати їх повністю до аміаку. Цей тип розкладання відомий як гниття. Багато з гнильних бактерій продукують також фермент ліпазу, т. Е. Можуть розкладати молочний жир.
Це - мікроорганізми круглої, овальної або паличкоподібні форми. Розмножуються брунькуванням, спорообразованием, іноді діленням. Розміри дріжджів приблизно на порядок вище розмірів бактерій. Як і всі мікроорганізми, дріжджі розвиваються при певних умовах. Кислотність (рН) нормальної середовища їх проживання становить 3. 7,5, при оптимумі - 4,5. 5. Оптимальна температура для їх розвитку становить 20. 30 ° С. Дріжджі життєздатні як в присутності, так і у відсутності кисню повітря, т. Е. Факультативно анаеробні. У присутності кисню вони зброджують цукор до вуглекислого газу і води, при його відсутності - до спирту і води.
Розвиваються тільки при доступі повітря. Оптимальна температура розвитку цвілі - 20. 30 ° С (рН середовища варіює від 3 до 8,5, однак багато видів воліють кисле середовище). Як правило, цвілі погіршують якість молочних продуктів, крім поодиноких видів, які використовуються при виробництві сирів типу рокфор і камамбер.