Доклад: Состав и особенности ферментов (энзимов) молока
Дегидразы различают анаэробные и аэробные. Анаэробные передают отнятый водород любому веществу, кроме кислорода воздуха. Аэробные передают водород непосредственно кислороду воздуха.
Многочисленные дегидрогеназы накапливаются в сыром молоке при размножении в нём бактерий. Они называются редуктазами бактериального происхождения. Активность редуктаз и, как следствие, бактериальную обсеменённость молока определяют по продолжительности восстановления, т.е. обесцвечивания добавленного к молоку метиленового голубого или резазурина по редуктазной пробе. (ГОСТ 9225-84)
Редуктаза относится к анаэробным ферментам, она активна до температуры нагревания молока 60°С, инактивируется при температуре 75°С с выдержкой 5 мин. Все дегидрогеназы, вырабатываемые молочно-кислыми бактериями и дрожжами бактериальных заквасок, принимают активное участие в молочнокислом и спиртовом брожении.
Оксидазы. К ним относится ксантиоксидаза из молочной железы и оксидазы, продуцируемые микрофлорой молока. Ксантиоксидаза катализирует окисление молекулярным кислородом пуриновых оснований до молочной кислоты, а также различных альдегидов до карбоновых кислот.
Ксантиоксидаза может передавать водород, отнятый у субстрата как кислороду воздуха, так и метиленовому голубому, т.е. происходит окисление. Этот фермент содержит железо и молибден, его содержание в молоке высокое.
Пероксидаза. Нативная пероксидаза молока продуцируется клетками молочной железы. Часть её может высвобождаться из лейкоцитов. Фермент содержится в молоке в больших количествах, от 30 до 100мг/дм3 . Он обладает антибактериальными свойствами. Пероксидаза термостабильна, инактивируется при 80 °С в течение 25 сек., катализирует окисление различных органических соединений перекисью водорода и может окислять некоторые неорганические соединения., например йодид калия.
2КJ + Н2 О2 ® пероксидаза ® 2КОН + J2
Данную реакцию используют в молочной промышленности для определения эффективности высокотемпературной пастеризации по йодокрахмальной пробе. Если реакция будет положительна, то в молоке присутствует пероксидаза и, следовательно, молоко либо не пастеризовано, либо подвергалось термообработке при температуре ниже 80°С.
Каталаза. Нативная каталаза переходит в молоко из клеток молочной железы, а также продуцируется микрофлорой молока и лейкоцитами. В молоке здоровых коров каталазы содержится мало, В молозиве и молоке больных животных её количество резко увеличивается.
Каталаза катализирует окисление перекиси водорода до 2-х молекул воды и кислорода. Определение активности каталазы используется как метод обнаружения молока, полученных от больных коров( мастит или др. заболевания вымени).
Витамины
Витамины – это низкомолекулярные соединения, разнообразного химического строения, необходимые для нормальной жизнедеятельности животных, человека, растений и микроорганизмов. В молоке содержатся все жизненно важные витамины, хотя содержание некоторых из них в недостаточном количестве. Большинство витаминов поступает в организм коровы с кормом, часть – синтезируется микрофлорой рубца. Содержание витаминов в сыром молоке зависит от кормовых рационов, времени года, физиологического состояния, породы и индивидуальных особенностей животного.
Гормоны
В молоко из крови переходят эндогенные гормоны, выделяемые эндокринными железами животного, и экзогенные гормоны, т.е. гормональные препараты, применяемые для стимулирования молочной продуктивности, развития животных, усвоения кормов и т. д.
По химическому строению некоторые из этих гормонов являются пептидами и белками, большая группа имеет стероидную структуру и третьи – производные аминокислот и жирных кислот. К пептидным относят гормоны: пролактин (лактогенный гормон), стимулирующий развитие молочных желёз, образование и секрецию молока; окситоцин, который повышает синтез белка в молочной железе и стимулирует секрецию молока, и соматропин, ускоряющий рост и увеличивающий массу тела.
Стероидные гормоны – кортикостероиды оказывают значительное влияние на обмен углеводов и белков, андрогены - мужские половые гормоны, эстрогены – женские. Они также вызывают рост молочных желёз, влияют на белковый, жировой и водно-солевой обмен.
К третьей группе (производные амино- и жирных кислот) относят тироидные гормоны, которые принимают активное участие в регулировании биохимических процессов в рубце, способствует повышению массовой доли жира в молоке, и простагландин.
Пигменты
Пигменты принадлежат к веществам, сопутствующим жиру молока. Они в основном растворены в молочном жире, частично входят в состав липидов оболочек жира.
Желтая окраска молочного жира обусловлена наличием веществ, называемых каротиноидами, К ним относятся углеводороды – каротины α, β, γ и спирты-ксантофиллы. Каротины в молоке содержатся в пределах от 0,05 до 0,09 мг/кг, ксантофиллы – только следы.
Газы
Молоко при получении, хранении, транспортировке и обработке соприкасается с воздухом, газы которого растворяются в нём согласно общим законам растворимости газов в воде. Общее содержание газов в 1 кг молока составляет от 60 до 120 мг, из них на долю СО2 приходится от 60 до 70%, кислорода – 6 – 10%, азота – 25 –30%. В молоке содержится также небольшое количество аммиака, которое называют нативным. После дойки содержание газов в молоке устанавливается на определённом постоянном уровне. В процессе хранения, при транспортировке и обработке молока количество отдельных газов в нём меняется. Например, при хранении молока даже при низких температурах вследствие развития гнилостных микроорганизмов и расщепления белков до аминных групп, количество аммиака увеличивается, а кислорода понижается.
В процессе очистки, перекачивания, при транспортировке молока количество кислорода в нём может повыситься, что способствует увеличению окислительно-восстановительного потенциала и появлению в молоке во время хранения окисленного вкуса. При пастеризации молока, наоборот, растворённый кислород и углекислый газ улетучиваются, что сопровождается снижением окислительно-восстановительного потенциала и титруемой кислотности молока, как правило, на 1 градус Тернера.
Одновременно в ходе пастеризации повышается содержание аммиака в следствии воздействия на белки повышенных температур. Поэтому, метод определения наличия аммиака в молоке используется только для сырого молока, поскольку в пастеризованном его содержание превышает нативное.
Посторонние вещества и пути попадания их в молоко
Проблема загрязнения кормов и пищевых продуктов посторонними веществами является одной из серьёзнейших в настоящее время, поскольку многие их них являются токсичными для животных и человека, вызывая пищевые отравления и пищевые инфекции. Кроме этого, некоторые из них представляют опасность в последствии, так как обладают гепатотропным, канцерогенным и мутагенным действием. С точки зрения, охраны здоровья человека к посторонним веществам относятся:
- антибиотики, пестициды, токсичные химические элементы, радионуклиды, нитраты, нитриты, микотоксины, бактериальные яды. Кроме токсичности эти вещества отрицательно влияют на технологический процесс производства молочных продуктов, что приводит к увеличению затрат сырья и снижению их качества и пищевой ценности.
Антибиотики (пенициллин, стрептомицин, левомицетин, тетрациклин, окситетрациклин др.) применяют в животноводстве с целью профилактики заболеваний и для лечения больных сельскохозяйственных животных. Кроме того, антибиотики-стимуляторы добавляют в корм для улучшения его усвояемости и стимуляции роста животных.
При лечении животных антибиотики вводят внутримышечно или непосредственно в пораженные бактериальными инфекциями доли молочной железы лактирующих животных. Доказано, что введённые антибиотики переходят в молоко в количестве от 10 до 50% используемой дозы в течение 48-72 часов и более после инъекции. Содержание антибиотиков в молоке зависит от дозы, свойств, применяемого препарата, молочной продуктивности и индивидуальных особенностей животного.
Тепловая обработка молока незначительно разрушает антибиотики. Они снижают санитарные качества и технологические свойства молока, искажают результаты редуктазной пробы, повышая его классность по бактериальной обсеменённости и сортность молока более низкого качества.
Использование молока с остатками пенициллина и других препаратов может вызывать дисбактериоз и аллергические реакции у людей с повышенной чувствительностью, а также возникновение у патогенных микроорганизмов резистентности к этим препаратам. Присутствие антибиотиков в молоке даже в небольших количествах, подавляет развитие молочнокислых бактерий, применяемых при производстве кисломолочных продуктов. Наиболее чувствительными к антибиотикам являются термофильный стрептококк и лактобациллы; мезофильные лактококки обладают меньшей чувствительностью.
В то же время посторонняя патогенная микрофлора (стафилококк, сальмонелла, дизентерийная палочка и др.) менее чувствительна к антибиотикам. Антибиотики нарушают сычужное свёртывание молока при производстве творога и сыра, что отрицательно влияет на консистенцию и вкус молочных продуктов. Горький и невыраженный вкус характерен для масла сладкосливочного, выработанного из сливок с большим содержанием антибиотиков. С целью профилактики молоко, полученное в течение 5 дней после введения антибиотиков, запрещено сдавать на молочные заводы для переработки. Пестициды в молоко попадают через загрязнённый корм или через кожу при санитарной обработке шерстного покрова животных против насекомых. Для этой цели используют фосфорорганические и карбаматные пестициды, в прошлые годы - хлорорганические. Степень перехода в молоко и токсичность этих групп соединений различна. Фосфорорганические и карбаматные пестициды (карбофос, хлорофос, фосфамид, севин и др.) очень быстро разрушаются в организме животного, не выделяются с молоком или выделяются в небольших количествах.