Белковый и аминокислотный состав молока

Содержание

Введение

1. Литературный обзор.

2. Химический состав молока.

3. Белковый состав молока.

4. Аминокислотный состав.

5. Минеральные вещества.

6. Макроэлементы.

7. Микроэлементы.

8. Витамины.

Заключение

Список используемых источников

Введение

Молоко - полноценный и полезный продукт питания. Оно содержит все необходимые для жизни питательные вещества, нужные для построения организма. Молоко пережило многие цивилизации, прежде чем стало продуктом питания и имеет свое назначение:

- В качестве продукта питания для населения;

- Средство для вскармливания молодняка и корма в животноводстве;

- Сырье для производства пищевых продуктов;

- Источник получения отдельных компонентов молока, которые, в свою очередь, служат сырьем для фармакологии и других отраслей промышленности.

Все возрастающее значение молока как полноценного продукта питания и как сырьевого материала привело к увеличению спроса на него. В результате этого производство молока стало одной из важнейших отраслей сельхозпроизводства. В настоящее время молоко составляет значительную долю в сельскохозяйственном валовом продукте нашей страны.

Питательность 1 л молока составляет 685 ккал. Калорийность зависит, главным образом, от содержания жира, белка. Благодаря содержанию в молоке важнейших питательных веществ, главным образом белка, углеводов, витаминов, минеральных веществ, оно является и защитным фактором. В целях охраны здоровья на предприятиях, где существуют вредные условия труда, работники получают молоко.

С помощью физических и биохимических методов из сырого молока получают молочные продукты, которые представляют собой частично обогащенные продукты питания, благодаря чему эти продукты характеризуются повышенной калорийность на каждые 100 г. Переработка молока ведет к изменению его пищевой ценности и вкусовых качеств, поэтому необходимо учитывать свойства каждого отдельного компонента молока. Сырьем для промышленности служат такие составные части молока как казеин и лактоза. Определение веществу молока можно дать с различных точек зрения, учитывая прежде всего цель применения.

“Сырое молоко - это полученный в результате регулярного, полного выдаивания вымени у одной или более коров от одного или нескольких доений чистый и затем охлажденный продукт, из которого ничто не удалено и к которому ничего не добавлено”.

Если считать молоко продуктом питания, то на первый план выдвигаются законодательные, гигиенические и экономические требования, так что знания о количестве составных частей молока с течением времени постоянно расширялись. Это можно объяснить целенаправленностью научных исследований и применением современных методов анализа, которые позволяют, не применяя способа обогащения, обнаружить и количественно определить даже те составные части молока, которые присутствуют в нем в виде следов. В настоящее время известно свыше 200 различных компонентов молока.

Цель работы: изучить белковый и аминокислотный состав молока.

Задачи:

- Изучить химический состав молока;

- Изучить состав белков молока;

- Изучить аминокислотный состав молока;

- Изучить минеральный состав молока;

- Изучить витаминный состав молока.

1. Литературный обзор

Белки - необходимая составная часть питания человека. Отсутствие или недостаток их в пище вызывают серьезные заболевания.

Основными источниками белков для человека являются: мясо, яйца, рыба, фасоль, горох и бобы. В отличие от углеводов и жиров в организме не происходит накапливания и запасания белков. Если с пищей поступило больше белков, чем необходимо для удовлетворения текущих потребностей, продукты гидролиза белков (аминокислоты) подвергаются биохимическим изменениям и включаются реакцию метаболизма (обмен веществ). Часть аминокислот, не использованных в качестве структурных элементов и энергетического материала, лишаются группы- NH2 и включаются в реакцию углеводородного обмена.

Белки молока содержат почти все аминокислоты, молоко по содержанию незаменимых аминокислот является полноценным. По этой причине питание должно включать все необходимые для жизнедеятельности белки различного состава со структурой и свойствами, соответствующими выполняемыми функциями.

Например:

· Устойчивый, твердый белок кератина необходим для ногтей и волос;

· Белки с нитевидными молекулами входят в состав мышц (они способны укорачиваться и удлиняться);

· Белки с мелкими и круглыми молекулами, легко растворимые, используются для транспортировки вещества;

· Белки высокоактивные, с легко изменяющейся структурой, выполняют функции катализаторов и передачи сигналов в клетку из внешней среды.

Из этого видно насколько многообразны белки и их функции в организмах. Белки являются источником незаменимых аминокислот в организме, поэтому так важен вопрос обеспечения организмов полноценными белками.

Функции белков в организме:

1. С белками связаны основные проявления жизни - обмен веществ, сокращение мышц, раздражимость нервов, способность к росту, способность к размножению и даже мышлению.

2. Благодаря белковым веществам, гемоглобину и др., происходит перенос кислорода.

3. Ферменты играют роль ускорителей биохимических реакций.

4. Гормоны - регулируют обменные процессы.

5. Нуклеопротеиды - в значительной степени определяют направление синтеза белка в организме и являются носителями наследственных свойств.

6. Белки представляют основу структурных элементов клетки и тканей.

7. Связывая значительное количество воды, белки образуют плотные коллоидные структуры, определяющие конфигурацию тела.

Несмотря на то, что белки составляют 1/4 часть человеческого тела и около 2/3 его плотного остатка, организм обладает лишь незначительными белковыми резервами. Единственным источником образования белков в организме являются аминокислоты белков пищи. Вот почему белки совершенно незаменимы в питании человека. О полноценности снабжения организма белком судят по показателям азотистого баланса.

Белки являются единственным источником усвояемого организмом азота. Учитывая количество поступающего с пищей и выделяющегося из организма азота, можно судить о благополучие или нарушении белкового обмена. В организме взрослых здоровых людей, как правило, имеет место азотистое равновесие, когда количество поступающего с пищей азота уравнивается с количеством азота, выделяемого из организма. У детей азотистый баланс характеризуется накоплением белков в теле (стимул роста), при этом количество поступающего с пищей азота значительно превышает его выделение с продуктами распада. В этих случаях врачи говорят о положительном азотистом балансе. Положительный азотистый баланс в организме является признаком здоровья. У людей получающих недостаточное количество белка с пищей или у тяжелобольных, в организме которых белок усваивается плохо, наблюдается потеря азота, то есть отрицательный азотистый баланс.

Каковы же потребности человека в белке? Нередко за эту величину предлагают принимать минимальную норму белка, необходимую для поддержания азотистого равновесия в организме, ниже которой нормальная жизнедеятельность человека невозможна. Для взрослого человека эта минимальная норма составляет всего 40-50 г усвояемого белка в день. Нет нужды доказывать, что эта величина намного ниже оптимальных потребностей организма. При их определении необходимо исходить из интенсивности процесса обновления белков в тканях организма, которая зависит как от индивидуальных особенностей организма, пола, возраста, роста, веса и т.п., так и от характера деятельности человека, обеспечения иммунных реакций, связанных с защитой организма от инфекций и т.п. С увеличением интенсивности физического труда возрастают и потребности организма в белке.

Нередко возникает вопрос: равноценны ли для человеческого организма белки, содержащиеся в различных продуктах питания? Безусловно, неравноценны. В настоящее время доказано, что пищевая ценность белков различных видов зависит от их аминокислотного состава. Наибольшее значение для определения полноты усвоения белков из 20 аминокислот имеют лишь 8, которые являются незаменимыми в питании для взрослого человека (и на одну больше для ребенка раннего возраста).

2. Химический состав молока

Таблица 1. Химический состав молока [2]

Белки	Жиры	Углеводы
3,5	3,4	4,6

В молоке содержатся полноценные белки, жиры, фосфатиды, жирорастворимые витамины, минеральные соли. Всего в молоке обнаружено около 100 биологически важных веществ. Химический состав молока следующий: белков 3,5%, жиров 3,4%, молочного сахара 4,6%, минеральных солей (золы) 0,75%, воды 87,8%. Химический состав молока колеблется в зависимости от породы животных, времени года, характера кормов, возраста животных, периода лактации, технологии переработки молока.

Белки молока легкодоступны для пищеварительных ферментов, а казеин обладает уникальным свойством, образуя в процессе переваривания гликополимакропептид, оказывать регулирующее влияние на повышение усвояемости других пищевых веществ.

Белки молока представлены казеином, альбумином и глобулином. Они являются полноценными и содержат все необходимые для организма аминокислоты. Казеин в молоке находится в виде казеиногена в связанном состоянии с кальцием. При скисании молока кальций отщепляется от казеина, который, свертываясь, выпадает в осадок.

Молочный жир в молоке находится в виде мельчайших жировых шариков величиной 0,1-10 мкм. При стоянии молока жировые шарики вследствие малого удельного веса поднимаются вверх, образуя слой сливок. Благодаря низкой температуре плавления (в пределах 28-36 °С) и высокой дисперсности молочный жир усваивается на 94-96%. Как правило, содержание жира в молоке осенью, зимой и весной выше, чем летом. Оно возрастает также к концу лактационного периода. Большое значение при этом имеют условия содержания животного и характер корма. При хорошем уходе количество жира в молоке может достигать 6-7%.

Углеводы в молоке находятся в виде молочного сахара - лактозы, который менее сладок на вкус, чем растительный сахар, но по своей питательной ценности не уступает ему. При кипячении молочный сахар карамелизуется, придавая молоку буроватую окраску и специфический аромат и вкус. Молочный сахар имеет большое значение в производстве молочнокислых продуктов. Под действием молочнокислых бактерий он превращается в молочную кислоту; при этом свертывается казеин. Этот процесс наблюдается при производстве сметаны, простокваши, творога, кефира. В состав молока входят фосфор, кальций, калий, натрий, железо, сера. Они находятся в молоке в легкоусвояемой форме, что имеет особенно важное значение в раннем детском возрасте, когда молоко является основным продуктом питания. Из микроэлементов в молоке содержатся цинк, медь, йод, фтор, марганец.

Основными витаминами молока являются витамины А и D, некоторые количества аскорбиновой кислоты, тиамина, рибофлавина, никотиновой кислоты. Содержание их подвержено значительным колебаниям. Летом, когда животные питаются сочными зелеными кормами, содержание витаминов в молоке повышается. Зимой в связи с переходом на сухие корма количество витаминов в молоке уменьшается. В дальнейшем содержание витаминов зависит от условий хранения, транспортировки и переработки молока. Калорийность молока невысока и составляет в среднем 65-66 ккал на 100 г. продукта.В молоке имеется ряд ферментов. Основные из них: фосфатаза, пероксидаза, редуктаза, амилаза, липаза и каталаза

3. Белковый состав молока

Для поддержания жизнедеятельности и функционирования всех живых организмов должен существовать постоянный обмен вещества и энергии.

Общее содержание белков в молоке колеблется от 2,9 до 4%. Белки молока разнообразны по строению, физико-химическим свойствам и биологическим функциям.

Белки - это высокомолекулярные соединения, состоящие из L-аминокислот, которые связаны между собой характерной для белков пептидной связью. В молоке обнаружена целая система белков, среди которых выделяют две главные группы казеины и сывороточные белки.

Таблица 2. Состав белков молока, % [1]

Белки	%
Казеины (всего)	83
бs1-казеин	36
бs2-казеин	9
- казеин	21
к-казеин	12
- казеин	4
Сыворотка	17
- лактоглобулин	10
- лактоальбумин	2
Иммуноглобулины	2
Сывороточный альбумин	1
Малые белки	2

Основная часть белков молока (78-85%) представлена казеинами (казеином), который представлен несколькими фракциями - это б_s1 - казеин, б_s2 - казеин, - казеин, ч - казеин, - казеин. Казеимн (лат. caseus - сыр) - сложный белок, образующийся из предшественника казеина - казеиногена при створаживании молока под действием протеолитических ферментов. Является основным белком молока, содержание в коровьем молоке в период лактации 2,8-3,5% по массе (сывороточных белков 0,5%), в женском - в два раза меньше.

Присутствует в молоке в несвободном виде - в казеинате кальция. Составляет основную массу творога. Применяется в производстве красок, клеев, пластмасс, искусственных пищевых продуктов. По структуре относится к фосфопротеинам.

Относится к запасным белкам, представляет собой смесь нескольких фосфопротеидов. В коровьем молоке казеин составляет (от всех белков молока) около 80%. Содержание б_s1-caseнna, б_s2-казеина, в-казеина и к-казеина от всего казеина составляет соответственно 54,2, 30,1 и 13,3%.

Во фракцию казеина входит также g-казеин (2,5% от всего казеина) - продукт частичного протеолиза b-казеин, катализируемого протеиназой молока.

Казеин является основным белком молока, его содержание в молоке колеблется от 2,3 до 2,9%. Элементарный состав казеина, %: С - 53,1, Н - 7,1, азот - 15,6, О - 22,6, S - 0,8; Р - 0,8.

Компонентами сывороточных белков являются - лактоглобулин и - лактоальбумин, а также альбумин сыворотки крови, иммуноглобулины, протеоза, пептоны и лактоферрин. К белкам молока следует отнести ферменты, некоторые гормоны (пролактин) и др., белки оболочек жировых шариков.

Казеины максимально расщепляются пищеварительными протеиназами в нативном состоянии, в то время как обычно глобулярные белки приобретают эту способность после денатурации. Казеины обладают свойством свертываться в желудке новорожденного с образованием сгустков высокой степени дисперсности. Кроме того они являются источником Са и Р, а также целого ряда физиологически активных пептидов. Так, при частичном гидролизе Н - казеина под действием химозина в желудке освобождаются гликомакропептиды, регулирующие процесс пищеварения (уровень желудочной секреции). Физиологическая активность, по-видимому, присуща и растворимым фосфопептидам, образующимся при гидролизе Н-казеина.

Биологическими функциями обладают и сывороточные белки. Так, иммуноглобулины выполняют защитную функцию, являясь носителями пассивного иммунитета, лактоферрин и другой белок - лизоцим, относящийся к ферментам молока, обладают антибактериальными свойствами. Лактоферрин и -лактоглобулин выполняют транспортную роль - переносят в кишечник новорожденного железо, витамины и другие соединения. Сывороточный белок - - лактоальбумин имеет специфическую функцию - он необходим для процесса синтеза.

4. Аминокислотный состав белков молока

Белки молока содержат почти все аминокислоты, встречающиеся в белках. В состав белков молока входят как циклические, так и ациклические аминокислоты - нейтральные, кислые и основные, причем преобладают кислые. Количество отдельных групп аминокислот в белках зависит от зоотехнических факторов, что и обуславливает их физико-химический состав. Молоко по содержанию незаменимых аминокислот является полноценным. Млекопитающие не могут синтезировать некоторые аминокислоты и поэтому должны получать их в виде пищи. Таких незаменимых аминокислот десять: валин, лейцин, изолейцин, треонин, метионин, лизин, триптофан, фенилаланин,цистин,тирозин.

Полноценными считаются белки включающие в состав эти восемь незаменимых аминокислот. Причем продукты, содержащие эти белки не могут быть заменены продуктами содержащими жиры и углеводы.

Таблица 3.1. Содержание незаменимых АК в некоторых белках ,% [5]

Аминокислоты	Казеин	Сывороточные белки молока	Суточная потребность человека
Валин	7,2	5,7
Лейцин	9	12,3
Изолейцин	6	6,2
Метионил	2,8	2,3
Цистил	0,34	3,4
Треонин	4,9	5,2
Лизин	8,2	9,1
Фенилаланил	5	4,4
Тирозин	6,3	3,8
Триптофен	1,7	2,2

Суточная потребность человека в основных незаменимых аминокислотах может быть обеспечена за счет потребления 0,5 л молока. Только для удовлетворения потребности в метионине и фенилаланине необходимо несколько большее количество молока. Съедая 100 г мягких сыров, человек удовлетворяет суточную потребность в аминокислотах на 30-40%, а при потреблении 100 г твердых сыров - на 40-50%.

Незаменимые аминокислоты не синтезируются в организме и должны обязательно поступать в организм с пищей. В соответствии с концепцией сбалансированного питания можно назвать следующие величины, характеризующие минимальные потребности в каждой из незаменимых аминокислот для организма взрослого человека и их оптимальные соотношения, обеспечивающие полноту использования белка. Иными словами, полное усвоение белка пищи может быть достигнуто только при указанных соотношениях незаменимых аминокислот, т.е. характеризующих их сбалансированность. Если какой-либо из названных аминокислот в белках пищи будет меньше, то и другие аминокислоты не могут быть полностью использованы организмом. Оценивая с этой точки зрения огромное разнообразие белков, содержащихся в продуктах питания, мы должны будем признать их выраженную неравноценность. Изучение аминокислотного состава различных продуктов показало, что белки животного происхождения больше соответствуют структуре человеческого тела. Более того, аминокислотный состав белков яиц был принят за идеальный, т.к. их усвоение организмом человека приближается к 100%. Очень высока степень усвоения и других продуктов животного происхождения: молока (75-80%), мяса (70-75%), рыбы (75-80%). В тоже время, многие растительные продукты, особенно злаковые, содержат белки пониженной биологической ценности: в кукурузе, например, обнаружен значительный дефицит лизина и триптофана, в пшенице - лизина и треонина. В большинстве растительных материалов обнаруживается недостаток серусодержащих аминокислот. Таким образом, в питании значительной части населения земного шара отмечается определенный дефицит аминокислот: лизина, трептофана и метионина, которые в известной мере лимитируют усвоение пищи.

Таблица 3.2. Аминокислотный состав белков молока, г в 1 литре [5]

Аминокислота	Общий белок	Казеин	Белки молочной сыворотки и протеозо-пептоны
Треонин	1,70	1,26	0,54
Метионин	0,95	0,74	0,13
Валин	2,34	1,87	0,48
Лейцин	3,67	3,06	0,75
Изолейцин	2,31	1,59	0,45
Лизин	2,82	2,34	0,61
Фенилаланин	1,83	1,43	0,27
Триптофан	0,48	0,38	0,13
Гистидин	0,95	0,79	0,15
Аргинин	1,26	1,15	0,21
Цистин	0,31	0,08	0,10
Пролин	3,60	3,27	0,31
Аланин	1,29	0,91	0,33
Аспарагиновая кислота	2,85	2,09	0,79
Серин	1,97	1,62	0,35
Глютаминовая кислота	7,61	6,60	1,28
Глицин	0,81	0,60	0,16
Тирозин	1,80	1,67	0,25

Из таблицы видно, что биологическая ценность казеина несколько ограничивается дефицитом серосодержащих аминокислот - цистина, вместе с тем казеин содержит высокое количество фенилаланина, тирозина и метионина, что вызывает затруднения при их метаболизме в организме грудных детей. В сывороточных белках баланс дефицитных серосодержащих и других незаменимых аминокислот лучше, чем в казеине, и значит биологическая ценность их выше. Благодаря тому, что белки молока находятся в растворенном состоянии, они легко атакуются и перевариваются протеолитическими ферментами пищеварительного тракта. Степень усвоения белков молока 96-98%.

В белке молочной сыворотки содержится 46,1% незаменимых аминокислот, а в казеине - 41,6%.

Суточная потребность человека в основных незаменимых аминокислотах может быть обеспечена за счет потребления 0,5 л молока. Только для удовлетворения потребности в метионине и фенилаланине необходимо несколько большее количество молока. Съедая 100 г мягких сыров, человек удовлетворяет суточную потребность в аминокислотах на 30-40%, а при потреблении 100 г твердых сыров - на 40-50%.

5. Минеральные вещества

В молоке содержится 0,7-0,8% минеральных веществ. Исследование минерального состава золы молока с применением полярографии, ионометрии, атомно-адсорбционной спектрометрии и других современных методов, показало наличие в нём более 50 элементов. Они подразделяются на макро- и микроэлементы. В состав минеральных веществ молока входят все элементы периодической системы Менделеева. Все они находятся в молоке в легко усвояемой форме. Ни одна пища не передает кальций организму лучше, чем молоко. То же можно сказать и о фосфоре.

Кроме того, молоко не только является отличным источником усвояемого кальция, но и само способно повышать усвояемость кальция, содержащегося в других продуктах - злаках, овощах, фруктах. В молоке сравнительно мало железа.

Минеральные вещества содержатся во всех тканях организма, участвуют в формировании костей, поддерживают осмотическое давление крови, являются составной частью ферментов, гормонов.

Макро- и микроэлементы наряду с другими основными компонентами обусловливают высокую пищевую и биологическую ценность молока. Недостаток или избыток солей влечет за собой нарушение коллоидной системы белков, в результате чего они выпадают в осадок. Это свойство молока используется для коагуляции белка в производстве кисломолочных продуктов и сыров.

Содержание макроэлементов в молоке зависит от породы коров, стадии лактации, средние их значения приведены в таблице

Таблица № 4.1. Содержание макроэлементов в молоке, мг % [3]

Макроэлемент	Содержание в молоке
	Среднее	Колебания
Натрий	50	35-60
Калий	145	135-155
Кальций	120	100-140
Магний	13	10-15
Фосфор (общий)	95	75-110
Фосфор (неорганический) в виде РО	75	-
Хлор	100	80-140

Основными минеральными веществами молока являются кальций, магний, калий, натрий, фосфор, хлор.

Кальций является наиболее важным макроэлементом молока. Он содержится в легкоусваиваемой форме и хорошо сбалансирован с фосфором. Содержание кальция в коровьем молоке колеблется от 100 до 140 мг%. Его количество зависит от рационов кормления, породы животного, стадии лактации и времени года. Летом содержание Са ниже, чем зимой.

Са присутствует в молоке в трех формах:

· В виде свободного или ионизированного кальция - 10 % от всего кальция (8,5ч11,5 мг%)

· В виде фосфатов и цитратов кальция - около 68 %

· Кальция, прочно связанного с казеином - около 22 %

До сих пор не выяснено, в какой форме находятся в молоке фосфаты и цитраты Са. Это могут быть фосфат Са, гидрофосфат Са, дигидроксофосфат Са и более сложные соединения. Однако известно, что большая часть этих солей находится в коллоидном состоянии и небольшая (20-30 %) - в виде истинных растворов.

Фосфор. Содержание Р колеблется от 74 до 130 мг%. Оно мало меняется в течение года, лишь незначительно снижается весной, а больше зависит от рационов кормления, породы животного и стадии лактации. Р содержится в молоке в минеральной и органической формах. Неорганические соединения представлены фосфатами кальция и других металлов, их содержание составляет около 45ч100 мг%. Органические соединения - это фосфор в составе казеина, фосфолипидов, фосфорных эфиров углеводов, ряда ферментов, нуклеиновых кислот.

Магний. Количество магния в молоке незначительно и составляет 12ч14 мг%. Mg является необходимым компонентом животного организма - он играет важную роль в развитии иммунитета новорожденного, увеличивает его устойчивость к кишечным заболеваниям, улучшает их рост и развитие, а также необходим для нормальной жизнедеятельности микрофлоры рубца, положительно влияет на продуктивность взрослых животных. Mg, вероятно, встречается в молоке в тех же химических соединениях, что и Са. Состав солей Mg аналогичен составу солей Са, но на долю солей, находящихся в истинном растворе, приходится 65ч75 % Mg.

Калий и натрий. Содержание К в молоке колеблется от 135 до 170 мг%, Na - от 30 до 77 мг%. Их количество зависит от физиологического состава животных и незначительно изменяется в течение года - к концу года повышается содержание натрия и понижается калия.

Содержание хлора (хлоридов) в молоке колеблется от 90 до 120 мг%. Резкое повышение концентрации хлоридов (на 25-30 %) наблюдается при заболевании животных маститом.

Наряду с макроэлементами в молоке присутствуют в виде ионов и микроэлементы (мг/1000 см³). Микроэлементы являются жизненно необходимыми веществами. Они входят в состав многих ферментов, активизируют или ингибируют их действие, могут быть катализаторами химических превращений веществ, вызывающих различные пороки. Поэтому концентрация микроэлементов не должна превышать допустимых значений.

Высокую потребность организм человека испытывает в таких микроэлементах, как Fe, Си, Со, Zn, J. Растущий детский организм особенно нуждается в таких минеральных веществах, как кальций, фосфор, железо, магний.

Микроэлементами принято считать минеральные вещества, концентрация которых невелика и измеряется в микрограммах на 1 кг продукта. К ним относятся железо, медь, цинк, марганец, кобальт, йод, молибден, фтор, алюминий, кремний, селен, олово, хром, свинец и др. В молоке они связаны с оболочками жировых шариков (Fe, Cu), казеином и сывороточными белками (I, Se, Zn, Al,), входят в состав ферментов (Fe, Mo, Mn, Zn, Se), витаминов (Co). Их количество в молоке значительно колеблется в зависимости от состава кормов, почвы, воды, состояния здоровья животного, а также условий обработки и хранения молока.

Таблица № 4.2. Содержание микроэлементов в молоке, мг/кг [3]

Микроэлемент	Содержание
Медь	0,067-0,205
Марганец	0,116-0,365
Молибден	0,015-0,103
Кобальт	0,001-0,025
Цинк	0,007-2,493
Железо	2,25-77,19
Алюминий	1,27-22,0
Никель	0,010-0,329
Свинец	0,017-0,091
Олово	0,004-0,074
Серебро	0,0002-0,11
Кремний	1,73-4,95
Йод	0,012-0,020
Титан, хром, ванадий, сурьма, стронций	Десятые доли мг или следы

Микроэлементы обеспечивают построение и активность жизненно важных ферментов, витаминов, гормонов, без которых невозможно превращение поступающих в организм животного (человека) пищевых веществ. Также от поступления многих микроэлементов зависит жизнедеятельность микроорганизмов рубца жвачных животных, участвующих в переваривании корма и синтезе многих важных соединений (витаминов, аминокислот).

Дефицит селена вызывает у животных замедленный рост, сосудистую патологию, дегенеративные изменения поджелудочной железы и репродуктивных органов. Выяснено, что селен является важнейшим антиоксидантом - он входит в состав фермента глутатионпероксидазы, который препятствует пероксидному окислению липидов в клеточных мембранах и подавляет свободные радикалы.

Дефицит йода в среде вызывает гипофункцию щитовидной железы у животных, что отрицательно отражается на качестве молока. Ежедневное введение в рацион коров йодида калия, муки из морских водорослей улучшает функцию щитовидной железы и увеличивает содержание йода в молоке.

Дефицит цинка вызвать замедление роста и полового созревания у животных, нарушение процессов пищеварения.

Многие микроэлементы могут попадать в молоко дополнительно после дойки с оборудования, тары и воды. Количество внесенных микроэлементов может в несколько раз превышать количество натуральных. В результате появляются посторонние привкусы, понижается устойчивость при хранении, кроме того, загрязнение молока токсичными элементами и радионуклидами представляет угрозу для здоровья человека.

6. Витамины

Витамины относятся к низкомолекулярным органическим соединениям, не синтезирующимся в организме человека. Они поступают в организм с пищей, не обладают энергетическими и пластическими свойствами, проявляют биологическое действие в малых дозах.

По Международной химической номенклатуре витамины делят на растворимые в воде, растворимые в жирах и витаминоподобные вещества.

В молоке содержатся все жизненно необходимые витамины, некоторые в недостаточных количествах. Содержание витаминов зависит от сезона года, породы животных, качества кормов, условий хранения и обработки молока.

Жирорастворимые витамины устойчивы к нагреванию и начинают разрушаться при температуре свыше 120 °С (витамин А), но не устойчивы к действию воздуха, ультрафиолетовых лучей, кислот. Витамин А придает желтый цвет сливочному маслу. Витамин Е является антиокислителем жиров и защищает витамин А от окислительного разрушения.

Водорастворимые витамины, за исключением витаминов С и В₁₂, устойчивы к нагреванию. Они хуже выдерживают нагревание в щелочной среде. Витамин РР практически полностью сохраняется после тепловой обработки и хранения молока. Наиболее разрушается при пастеризации и хранении витамин С. В последующие десятилетия было открыто большое количество витаминов и витаминоподобных веществ и разработана их классификация (см. таблица).

Таблица № 5.1. Классификация витаминов. [4]

Жирорастворимые витамины	Водорастворимые витамины	Витаминоподобные вещества
Витамин А (ретинол)	Витамин В1 (тиамин)	Витамин В15 (пангамовая кислота)
Провитамины А (каротин и каротиноиды)	Витамин В2 (рибофлавин)	Парааминобензойная кислота
Витамин D (кальциферолы)	Витамин РР (никотиновая кислота)	Оратовая кислота
Витамин Е (токоферолы)	Витамин В6 (пиридоксин)	Витамин В12 (холин)
Витамин К (филлохиноны)	Витамин В12 (цианкобаламин)	Витамин В5 (инозит)
	Фолиевая кислота, фолацин (витамин В9)	Витамин В2 (карнитин)
	Витамин Н (биотин)	Витамин F (полиненасыщенные жирные кислоты)
	Липоевая кислота	S-метилметионин)
	Витамин С (аскорбиновая кислота)
	Витамин Р (биофлаваноиды)

Приведенная классификация не является завершенной, она изменяется, уточняется, однако в определенной степени отвечает практической и научной медицине. Ее несовершенство объясняется еще и тем, что до сих пор не разработаны четкие критерии классификации витаминов.

Витамины принимают самое активное участие во всех жизненно важных процессах, происходящих в организме. В случае недостаточного поступления витаминов в организм возникают различные заболевания, снижается его сопротивляемость и общий жизненный тонус. Витамины, по сравнению с основными питательными веществами (белки, жиры, углеводы, минеральные соли), требуются в очень незначительных количествах, и их среднесуточная потребность исчисляется в микрограммах. Все витамины действуют на организм комплексно и восполняют друг друга.

Таблица № 5.2. Содержание витаминов в молоке [2]

Витамины	Содержание в 1 кг молока
Водорастворимые
С (аскорбиновая кислота)	3-35 мг
В1 (тиамин)	500 мкг
В2 (рибофлавин)	1-2,8 мг
В3 (пантотеновая кислота)	2,7мг
В6 (пиридоксин)	0,5-1,8 мг
В9 (фолиевая кислота)	3,9 мг
В9 (кобаламин)	1,51 мг
РР (ниацин)	60-480 мг
Холин	0,047 мг
Н (биотин)	0,5 мг
Жирорастворимые
А (ретинол)	0,15 мг
D (D1, D2, D3, D4 и D5) (кальциферол)	0,5 мг
Е (б, в и г - токоферолы)	0,6-1,23 мг
К (К1 и К2)	-
F	1,6-2 г

Охарактеризуем кратко витамины, существенным источником которых является молоко.

Витамин А (ретинол). Способствует росту и развитию организма, а также нормальной функции эпителия слизистых и кожных покровов и повышает сопротивляемость организма к инфекциям. Его недостаток вызывает потерю остроты зрения, приостановку роста, нарушение обмена холестерина и функции почек, сухость, морщинистость и ороговение кожи, склонность к гнойничковым поражениям кожи, сухость и тусклость волос, ломкость и исчерченность ногтей, конъюнктивит, блефарит, светобоязнь, вечернюю (куриную) слепоту. В то же время большие дозы витамина А вызывают целый ряд неблагоприятных явлений. Так, у детей повышается температура, отмечается потеря аппетита и рвота. Отравиться можно не только рыбьим жиром, но и другими продуктами, богатыми витамином А. Жители Севера хорошо знают о ядовитых свойствах печени тюленя, песца, белого медведя, поэтому не едят ее сами и не кормят ею собак.

Витамин А образуется в организме коровы из желтого пигмента каротина, содержащегося в кормах. В молоке содержится обычно и каротин и витамин А. В растениях витамина А нет, но содержится каротин. Содержание каротина в кормах сильно колеблется. Поэтому и количество витамина А в молоке также изменчиво. В летний период в молоке этого витамина в 3-8 раз больше, чем в зимний. Витамин А и каротин придают молоку и маслу желтую окраску. Зимой при неполноценном кормлении животных молочный жир беден каротином и витамином А, поэтому цвет зимнего масла менее желтый. При изготовлении сметаны, масла и сыра витамин А переходит из молока в эти продукты.

Витамин Д (кальциферолы). Существует несколько разновидностей витамина D (D1, D2, D3, D4, D5). Практическое значение в настоящее время имеют витамин D2 (кальциферол или эргокальциферол) и витамин D3 (холекальциферол). Витамин D растворяется в жирах, при кулинарной обработке пищевых продуктов сохраняется. Влияет на минеральный обмен веществ и костеобразование, регулируя соотношение кальция и фосфора, обеспечивает всасывание этих элементов из пищи в тонкой кишке и перенос кальция из крови в костную ткань.

Особенно необходимы кальциферолы молодому организму, когда идет интенсивный рост и формирование скелета. При недостатке витамина D (кальциферола) резко снижается отложение солей кальция в костях. Вследствие этого кости, например, ног становятся настолько мягкими, что не выдерживают тяжести тела и искривляются. Это заболевание наблюдается у детей и носит название «рахит».

В молоке много витамина D, однако суточную потребность ребенка в этом витамине оно все же не может удовлетворить. Необходимы дополнительные источники витамина (яичный желток, икра и др.)

Витамин D образуется в организме под действием ультрафиолетовых лучей. Поэтому молоко коров в пастбищный период, когда животные подвергаются солнечному облучению, в несколько раз богаче витамином D.

Витамины, группы В синтезируются в желудке коровы и оттуда поступают в молоко. Количество их зависит от корма и изменяется незначительно. К витаминам группы В относятся 15 витаминов. Молоко - существенный источник двух из них - В1 и В2.

Витамин В, (тиамин) содержится также в пивных дрожжах, овощах, в пшеничных и рисовых отрубях, горохе, ростках пшеницы, в семенах тыквы и др.

Витамин В1 - антиневротический. Недостаток тиамина в пище ведет к нарушениям жирового обмена, сердечного ритма, развитию полиневритов (воспаление нервных стволов), а его отсутствие в организме - к возникновению болезни бери-бери. При этом возникает потеря кожной чувствительности, ощущение тяжести в ногах и наступает паралич.

Витамин В1 повышает работоспособность и необходим человеку в избыточном количестве при тяжелой умственной и физической работе. Однако надо проявлять осторожность при назначении витамина В1 при аллергических заболеваниях кожи. В таких случаях рекомендуется не синтетический витамин В1 а в виде овощей, пивных дрожжей, ростков пшеницы, чтобы предупреждать обострение кожного процесса и даже возникновение анафилактического шока.

Витамин В2 (рибофлавин) содержится в молоке, твороге, молочнокислых продуктах, в зародышах и оболочках зерен, злаковых культур, дрожжах, горохе, фасоли, лесных и грецких орехах, корнеплодах, яичном белке, печени, мясе, рыбе. Он необходим для нормальной работы печени, желудка, нормализует зрение, влияет на рост и развитие плода, участвует в белковом, углеводном и жировом обмене, в процессах тканевого дыхания, способствует росту и прибавлению в массе, особенно детей, а также в синтезе гемоглобина. Рибофлавин близок к белкам и подобен хлорофиллу, относится к группе сложных окрашенных белков - хромопротеидов, содержащих металлы (железо, магний, молибден, медь). Его биологическая активность проявляется только при достаточном содержании в рационе белков. При недостатке рибофлавина расщепление белков производится только до аминокислот, которые накапливаются в токсических концентрациях.

При дефиците рибофлавина возникает общая слабость, ухудшение аппетита, депрессия, желудочно-кишечные расстройства, слезотечение, зуд, жжение, светобоязнь, явления себорейного дерматита на лице, гиперемия и шелушение век и ушных раковин, заеды, айелит, пурпурно-красный язык, выпадение волос, прогрессирующая катаракта, быстрое старение. Рибофлавин довольно широко применяется при себорейной экземе, кандидозах, розовых угрях, фитодерматозах и других заболеваниях кожи.

Витамин РР (никотиновая кислота, никотинамид, амид никотиновой кислоты) - специфические противопеллагрические средства, улучшающие углеводный обмен, обладающие сосудорасширяющим действием и положительно влияющие на гемодинамику, а также оказывают детоксикационное действие, улучшают функциональную способность печени, стимулируют кроветворную функцию костного мозга, а также регулируют уровень холестерина и липопротеидов.

Для РР-гиповитаминоза характерно появление быстрой утомляемости, слабости, бессонницы, воспалительных изменений кожи, известных под названием пеллагра (шершавая кожа). В природе никотиновая кислота в свободном состоянии встречается в малых количествах, а большей частью в виде никотинамида. Содержится во многих злаках, хлебе, дрожжах, овощах, фруктах, гречневой крупе, помидорах, персиках, семенах чечевицы, орехе, землянике, грибах и др. Суточная потребность взрослого человека в никотиновой кислоте 15 мг. Люди получают витамин РР только с пищей, а организм коров синтезирует его сам. В зимний период в молоке этого витамина несколько больше. Витамин РР устойчив ко многим факторам, и поэтому при переработке и хранении молока не разрушается.

Витамин С (аскорбиновая кислота) - одно из важнейших для нормальной деятельности человеческого организма веществ - участвует в регулировании окислительно-восстановительных процессов и обмене веществ, повышает сопротивляемость организма к инфекциям, нормализует проницаемость сосудов, активно участвует в образовании стероидных гормонов, ускоряет заживление ран, обладает дезинтонксикационным действием при отравлении различными ядами и бактериальными токсинами, стимулирует эритропоэз. Аскорбиновая кислота снижает побочные явления при лечении сульфаниламидными препаратами, оказывает защитное действие при повышенном радиационном фоне, а также при избытке в организме нитратов и нитритов. Витамин С помогает выводить холестерин из организма. При недостатке витамина С возникает заболевание цингой, при котором появляется общая слабость, припухлость суставов, повышенная раздражительность, нарушение сердечного ритма, учащенное дыхание, снижение гемоглобина в крови, нарушения со стороны надпочечников, воспаление десен, выпадение зубов и уменьшение сопротивляемости организма ко многим инфекционным заболеваниям. Потребность человека в витамине С значительно большая, чем в других витаминах. В наибольшем количестве витамин С содержится в парном (только что выдоенном) молоке. Витамин С легко разрушается под влиянием многих факторов: света, воздуха, высокой температуры и т. д.

Но далеко еще не все осведомлены о том, что можно заболеть и от избытка витаминов. Недостаток витамина С ослабляет организм, делает чувствительным к неблагоприятным факторам среды, поэтому казалось вполне логичным, что увеличение дозы витамина С организм укрепляет. Отсюда и распространенное заблуждение, будто витамин С надо употреблять в повышенных количествах, как например, считал американский биохимик С.Полинг. Однако многие специальные научные исследования не подтвердили эту точку зрения.

Организм человека не способен к синтезу аскорбиновой кислоты. Суточная потребность для взрослых составляет 50 мг, а при большой физической нагрузке 75-100 мг. Потребность в аскорбиновой кислоте увеличивается у беременных и кормящих грудью (до 100 мг).

Витамин Е (токоферолы и токотриенолы) - группа, состоящая из семи витаминов с различным биологическим действием и обладающая высокой устойчивостью; они не разрушаются при нагревании до 170° С и под действием ультрафиолетовых лучей. И называют такие витамины токоферолами (от греческого слова «токос» - потомство и латинского «ферре» - приносить).

Само название говорит о том, что витамин Е играет важную роль в воспроизводительной функции организма. Он способствует нормальному течению беременности и развитию плода. В человеческом организме витамин Е участвует в процессах липолиза и липогенеза, обладает выраженным противосклеротическим, антигистаминным и противовоспалительным действием- Являясь в то же время универсальным стабилизатором клеточных мембран, тормозит окисление витамина А и каротина и предупреждает образование токсических продуктов окисления в тканях. Токоферолы и токотриенолы, являясь стимуляторами мышечной деятельности и функции половых желез, способствуют накоплению во внутренних органах всех жирорастворимых витаминов. При недостатке в организме токоферолов наступают дистрофические изменения мышечной ткани.

Витамин Е содержится во всех молочных продуктах. В молоке коров, получающих зеленый корм, его больше, чем в молоке тех же коров в зимний период. Витамин Е также содержится, главным образом, в зеленых частях растений (зеленый салат, шпинат и др.), в зародышах прорастающих зерен (пшеница, овес, ячмень и др.), в растительных маслах (подсолнечном, кукурузном, облепиховом, в масле грецких и кедровых орехов, хлопковом и др.). Суточная потребность взрослого человека в витамине Е - 20-30 мг.

Заключение

Человек нуждается в определенном количестве белка. Он должен получать с пищей его достаточное количество, но аминокислоты этих белков должны быть в определенных сбалансированных отношениях. Таких пищевых продуктов, в которых не содержалось бы необходимых для жизни аминокислот, почти нет, но их количество в разных продуктах различно: в животных продуктах этих аминокислот много, в картофеле и капусте - мало. Но и среду продуктов растительного происхождения имеются источники достаточно ценных белков.

В 100 г молока содержится 3 г белка. Пол-литра молока в день - это более половины суточной потребности человека в животном белке. Белки молока содержат все аминокислоты и в наилучшем соотношении, необходимом организму. В молочных белках содержатся в значительных количествах метионин - аминокислота, важная для обеспечения нормальной деятельности печени. Для людей, работающих с вредными веществами, молочные белки имеют профилактическое значение, т.к. улучшают деятельность печени и нервной системы. Очень ценными продуктами питания являются различные виды сыров и творога. В твороге содержится 17% белков, большое количество лецитина и несколько меньшее количество незаменимой аминокислоты метионина. Различные сыры содержат около 20% белка, сухое молоко - около 23%. Таким образом в молоке и молочных продуктах весьма удачно сочетаются полноценные белки.

Питательная ценность белка обусловлена в первую очередь содержанием в нем незаменимых аминокислот. Биологическая полноценность протеина характеризуется тем его количеством (г), которое откладывается в организме растущего человека при потреблении им 100 г протеина в пищевом рационе. Биологическая полноценность белков куриного яйца составляет 100%, коровьего молока - 92%, говядины - 78%. Биологическая полноценность белка молочной сыворотки выше, чем общего белка цельного яйца. Более высокая биологическая полноценность молочных белков по сравнению с белками мяса объясняется содержанием в них незаменимых аминокислот. Кроме того, молоко является наиболее дешевым источником белка по сравнению с другими продуктами животного происхождения. Так, белок яйца или рыбы стоит в 2-3 раза, а белок мяса - в 4-б раз дороже в расчете на единицу массы по сравнению с молочным белком.

Незаменимые аминокислоты не синтезируются в организме и должны обязательно поступать в организм с пищей. Знание особенностей аминокислотных составов различных продуктов позволяет значительно более рационально использовать для удовлетворения аминокислотных потребностей человеческого организма комбинации пищевых продуктов по принципу взаимного дополнения лимитирующих их биологическую ценность аминокислот. С этой точки зрения благоприятным является сочетание растительных и молочных продуктов. Даже столь простое и широко используемое сочетание ломтя пшеничного хлеба со стаканом молока делает их суммарную аминокислотную формулу значительно более благоприятной, чем при раздельном потреблении тех же продуктов. При этом следует иметь в виду, что введение в злаковые продукты, например, обезжиренного молока в тесто, приводит не только к увеличению общего содержания белка, но и к значительному эффекту, получаемому от более полного усвоения белковых компонентов злаковых продуктов.

Выводы:

1. Изучили химический состав молока. В основной химический состав входят белки, жиры, лактоза, вода, минеральный вещества, витамины;

2. Изучила белковый состав молока. Основная часть белков молока (78-85%) представлена казеинами, остальное - сывороточные белки;

3. Изучили аминокислотный состав молока. Он представлен незаменимыми аминокислотами (лейцин, валин, фенилаланин, изолейцин, цистил, лизин, тирозин, триптофен) и заменимыми аминокислотами (глютаминовая, аспарагиновая кислоты, серин);

4. Изучили минеральный состав молока. Преобладают такие элементы как натрий, калий, фосфор, железо и др.;

5. Изучили витаминный состав молока. Он представлен витаминами: А ретинол, В₃ пантотеновая кислота, В₄ холин, Н биотин и др.

Список используемых источников

1. Горбатова К.К. Биохимия молока и молочных продуктов. - М.: Колос, 1997. - 287 с.

2. Охрименко Д.В. Исследование состава и свойств молока и молочных продуктов. - Вологда, Молочное, 2001. - 208 с.

3. Березов Т.Т. Биологическая химия. - М.: Медицина, 1998. - 510 с.

4. Рогожин В.В. Биохимия молока и молочных продуктов. - СПб.: ГИОРД, 2006. - 320 с.

5. Твердохлеб Г.В. Химия и физика молока и молочных продуктов. - М.: ДеЛи принт, 2006. -358с.