Строение и функции белков молока

Все формы связи в белках получаются в результате выделения  молекул воды из аминокислот; следовательно, обратное присоединение молекул  воды по тем же связям вызовет гидролиз (распад) белковой молекулы.

Молочные белки при  гидролизе дают соединения с постепенно уменьшающимся молекулярным весом: белок – альбумозы – пептоны – полипептиды – дипептиды – аминокислоты.

Альбумозы – крупные осколки белков, сравнительно мало отличающиеся от них, растворимые в воде, дают коллоидные растворы.

Пептоны – продукты гидролиза  альбумоз, значительно отличающиеся от белков, легко растворяются в воде.

Полипептиды – продукты дальнейшего гидролиза – представляют собой несколько аминокислот, соединенных  пептидными связями. Полипептиды растворимы в воде.

Дипептиды – соединения двух аминокислот.

В сыре и других молочных продуктах имеются соединения, полученные в процессе гидролиза белков. В  большинстве случаев они повышают питательную ценность продуктов, так  как делают азотистые вещества болееусвояемые.

1.5 Значение белков  молока в питании человека

Молоко один из самых совершеннейших пищевых продуктов, созданных природой. Оно представляет собой сложную  биологическую жидкость, которая  образуется в молочной железе самок  млекопитающих и обладает высокой  пищевой ценностью, иммунологическими  и бактерицидными свойствами. Молоко является незаменимой полноценной  пищей для новорожденных и  высокоценным продуктом питания  для человека всех возрастов. Молоко и молочных продукты широко применяются  для лечения и профилактики различных  болезней человека (ЖКТ, печени, легких).

Молоко содержит все необходимые  для питания человека вещества –  белки, жиры, углеводы. Кроме того, в  нем содержатся многие ферменты, витамины, минеральные вещества и многие другие важные для питания элементы. Соотношение в рационе белка, жира и углеводов должно находится в соотношении 1:1:4. Состав молока по этим показателям наиболее близок к необходимому и составляет 1:1:1,5. Питательная ценность молока определяется содержанием белка и жира, молочного сахара, органическими кислотами, витаминами, ферментами и рядом других компонентов. Энергетическая ценность 200 мл молока составляет 630 Дж и покрывает дневную потребность в:

·  белке на 18%,

·  кальции на 36%,

·  йоде на 35%,

·  рибофлавине и витамине D, и фосфоре на 24%,

·  В₁₂ на 20%, В₆ на 10%,

·  магния и понтотеновой кислоты на 8%,

·  цинка и витамина А на 6%,

·  меди, тиамина и витамина С на 4%,

·  биотина, витамина Е на 2%.

Особую ценность представляют белки молока – наиболее важные в биологическом отношении органические вещества. Образующиеся в результате расщепления белков аминокислоты идут на построение клеток организма, ферментов, защитных тел, гормонов и т.д. По содержанию незаменимых аминокислот (лизин, триптофан, метионин, фенилаланин, лейцин, изолейцин, треонин, валин) белки молока относятся к белкам высокой биологической ценности.

Особенно богаты незаменимыми аминокислотами сывороточные белки  молока – они содержат больше по сравнению с казеином лизина, триптофана и некоторых других аминокислот. Содержание многих незаменимых аминокислот  в них значительно выше не только по сравнению с белками растительных продуктов, но и по сравнению с  некоторыми белками мяса и рыбы. Поэтому использование белков молока в хлебопекарной, кондитерской и  мясной промышленности повышает биологическую  ценность пищевых продуктов. Кроме  того, казеин и сывороточные белки  молока обладают рядом важных функциональных свойств (водосвязывающая, эмульгирующая, пенообразующая и др.), позволяющих использовать их концентраты в качестве белковых компонентов разнообразных продуктов.

Одним из важных качеств  белков молока является то, что они  содержатся в растворенном состоянии, легко атакуются и перевариваются протеолитическими ферментами пищеварительного тракта. Степень усвояемости молока составляет 96-98%.

Повышается энергетическая ценность продуктов и улучшается их усвояемость при добавлении к  ним молока. Белки молока почти  не оставляют вредных продуктов  распада и оказывают благоприятное  влияние на пищеварение.

На жизнедеятельности  организма отрицательно сказывается дефицит белка молока. При этом отмечается нарушение азотистого баланса в связи с превалированием распада белка над его синтезом. Организм, испытывая недостаток белка, начинает питаться собственными тканями.

Чтобы этого избежать, необходимо постоянно вводить в организм достаточное количество белка с  пищей.

Суточная потребность  в белке зависит от пола, возраста, образа жизни человека. Основным источником биологически полноценного белка является животная пища.

Молочный белок содержит все жизненно необходимые аминокислоты, поэтому он так важен для потребностей растущего организма, для быстрого воссоздания клеток у больных  и выздоравливающих. При смешанном  питании белок молока повышает полноценность  белков злаковых, обогащая аминокислотный состав принимаемой пищи. Например, при употреблении хлеба с сыром  или гречневой каши с молоком  сравнительно невысокая питательная  ценность растительных белков значительно  повышается. Видовая специфичность  белков молока ближе к тканевым белкам человеческого организма, что также  улучшает его усвоение. Взаимное обогащение белков происходит не только при одновременном  приеме их с пищей, но также и в  том случае, когда они потребляются в разное время дня. Поэтому в  целях сбалансированного полноценного питания следует по возможности  ежедневно употреблять молоко.

В альбумине молока содержится большое количество триптофана, который  совместно с лизином и никотиновой  кислотой необходим для роста  и развития костной и мышечной ткани. Триптофан также совместно  с никотиновой кислотой предупреждает  авитаминоз — пеллагру.

Глобулин молока, как известно, является носителем иммунных тел  и источником антибиотических особенностей питьевого молока, особенно молозива. Лизин совместно с аргинином  необходим для сперматогенеза. Валин — для нормальной деятельности нервной системы и пищеварения. При недостатке в пище лейцина и изолейцина приостанавливается рост, развивается малокровие и появляется ряд нервных расстройств.

Казеин молока, благодаря  наличию метионина и холина, предупреждает  жировую инфильтрацию печени.

При сокращении поступления  белка с пищей либо при увеличении его потребления при тяжелой  физической работе или в результате болезни возникает белковая недостаточность.

Дефицит белка в питании  уменьшает устойчивость организма  к инфекциям, так как снижается  уровень образования антител, нарушается синтез других защитных факторов —  лизоцима и интерферона, обостряется  течение воспалительных процессов.

Недостаток белка в  организме неблагоприятно отражается на деятельности сердечно-сосудистой, дыхательной и других систем, а также снижает аппетит, в связи с чем уменьшается приток белка с пищей — возникает порочный: круг. Избыточное белковое питание также неблагоприятно отражается на организме. Как известно, лишний белок в организме не откладывается и в таком случае увеличивается белковая нагрузка на печень и почки (печень участвует в обмене белка, а почки выводят продукты обмена белков). Усиленное белковое питание приводит к перевозбуждению нервной системы, что постепенно приводит к неврозам. Вследствие нарушения белкового обмена возникают гиповитаминозы А и В6, снижается толерантность к умственным и физическим нагрузкам, создаются предпосылки для возникновения гипертонической болезни, ишемической болезни сердца, атеросклероза и аутогенсибилизация организма (образуются антитела к собственным тканям). При наличии повышенного количества белков в пище нарушается процесс пищеварения. При этом вначале отмечается увеличение, а затем торможение секреции желудочного сока, что ухудшает усвоение пищи. Исходя из вышеизложенного, мы можем отметить, что дефицит белка и его избыток для здоровья вредны.

Связь молекулы молочного  белка с фосфатами, кальцием, липидами и витаминами повышает биологическую  ценность пищи. 

 

1.6 Использование  белков молока в пищевой промышленности

В настоящее время современный  рынок пищевых продуктов в  основном расширяется за счет появления  продуктов функциональной направленности. Под функциональными подразумеваются продукты, предназначенные для систематического употребления в составе пищевых рационов всеми возрастными группами здорового населения, снижающие риск развития заболеваний, связанных с питанием, сохраняющие и улучшающие здоровье за счет наличия в них физиологически функциональных пищевых ингредиентов.

В качестве функциональных ингредиентов на основании априорной  информации в производстве комбинированных  продуктов используют подсластители для диабетического питания, сывороточные и соевые белки, флавоноиды, минеральные вещества (йод, кальций), пищевые волокна, поливитаминные премиксы, пребиотики, пробиотики и др.

Среди многообразия пищевых  добавок в последнее время  особое внимание уделяется белковым препаратам. Это связано с нехваткой  пищевого белка, приводящей к возникновению  дистрофии, нарушению функций кишечника, распаду белковых тканей и др. Эта  тенденция, по прогнозам Института  питания РАМН, вероятно сохранится. Один из способов устранения дефицита белка в питании населения  – использование сывороточных белков в часто потребляемых продуктах, например, кисломолочных напитках.

К сывороточным белкам относятся  следующие фракции глобулярных  белков молока: α-лактальбумин, βлактоглобулин, иммуноглобулин, альбумин сыворотки крови, протеозопептоны, лактоферрин. Все фракции выполняют в организме человека важные биологические функции.

Аминокислотный состав сывороточных белков наиболее близок к аминокислотному  составу мышечной ткани человека, а по содержанию незаменимых аминокислот  и аминокислот с разветвленной  цепью (валина, лейцина и изолейцина) превосходят все остальные белки животного и растительного происхождения.

Сывороточные белки стимулируют  иммунную систему, повышают уровень  инсулиноподобного фактора роста, понижают содержание холестерина сильнее, чем казеин и соевый белок. Кроме  того, сывороточные белки имеют низкий гликемический показатель, что позволяет оптимизировать выделение инсулина, регулируя уровень глюкозы в крови и тем самым предотвращая возникновение диабета второго типа.

В настоящее время для  выделения сывороточных белков применяют  мембранные методы. Так, использование  ультрафильтрации позволяет получить из молочной сыворотки уникальные их концентраты (КСБ – УФ) в нативной форме с различным содержанием белка (от 35 до 80%).

Выделенные концентраты  сывороточных белков хорошо растворяются в воде в широком диапазоне  рН. Это позволяет использовать их в производстве кисломолочных напитков различной кислотности.

Среди нутриентов, определяющих пищевую ценность продукта, особую физиологическую функцию выполняют белки, являясь регуляторами азотистого баланса организма. Качество белка определяется его аминокислотным составом, в первую очередь содержанием и соотношением незаменимых аминокислот.

В НИИ детского питания  разрабатывается ассортимент молочных продуктов с фруктовыми, ягодными и овощными наполнителями для  детей дошкольного и школьного  возраста, а также подростков. Сырьевая основа продуктов – коровье молоко. В рецептуре продуктов помимо наполнителей входят растворимые пищевые  волокан, сывороточный белок, высокометаксилирванный пектин, мальтодекстрин, ксантановая камедь, натуральный ароматизатор, комплекс микронутриентов, состоящий из витаминов С,А и минеральных веществ. Сывороточный белок используется в виде концентрата сывороточного белка. Содержание белка в концентрате – 51%.

 

2. Экспериментальная  часть 

 

2.1 Материал исследования

1. Контроль – дистиллированная  вода

2. Опыт 1 – молока пастеризованное  фирмы «Novelia» - 3,2%

3. Опыт 2 – молока пастеризованное  фирмы «Novelia» - 3,2% после 8 суток хранения.  

 

2.2 Методика исследования

Количественное определения содержания белка в молоке методом формольного титрования.

Цель: изучить влияние срока хранения 8 суток на количественный белковый состав молока.

Оборудование: пипетка с одной меткой для прямого слива на 10 мл; колбы Эрленмейра или стакан химический на 100 мл; бюретка для титрования.

Материалы и реактивы: свежее молоко; формалин, 30-40 %-ный раствор, натрий гидроксид, 0,1н раствор; фенолфталеин, 1 %-ный раствор.

Ход анализа

1) В КОЛБУ (или химический  стакан) на 100 мл отмерить пипеткой 10 мл молока, прибавить 10 капель  раствора фенолфталеина и оттитровать  из бюретки 0,1н раствором гидроксида натрия до не исчезающего при взбалтывании слабо-розового окрашивания.

2) в колбу прибавить : 2 мл 30 - 40 %-ного раствора формалина, свеже нейтрализованного 0,1 н раствором гидроксида натрия до слабо-розовогоокрашивания окрашивания по фенолфталеину.

3) содержимое колбы взболтать  до обесцвечивания молока и  записать показания бюретки (V1).

4) продолжить титрование  до окраски жидкости, в точности  соответствующей окраске молока  до прибавления формалина, и  показания бюретки вновь записать (V2).

5) содержание белков в  молоке рассчитывают по формуле:

Xб = (V2 – V1)*1,94

Где Хб-содержание белков в молоке в %;

(V2-V1) – кол-во 0,1н раствора  гидроксида натрия, пошедшего на титрование в мл;

1,94 – коэффициент пересчёта.

2.3 Результаты  исследования

Таблица 2.1. Количество 0.1 н NaOH, пошедшее на титрование.

№ пробы	Количесто NaOH, мл
	Свежее молоко V1 V2		Хранившееся в течения 8 суток V1 V2
1	2,7	4,55	2,3	3,7
2	2,6	4,7	2,1	3,4
3	2,4	4,4	2,1	3,3
Среднее	2,43	4,55	2,17	3,47
Контроль	0,1	0,1	0,1	0,1

Хб = 1,94*(4,55 – 2,7) = 3,589

Хб = 1,94*(4,7 – 2,6) = 4,074

Хб = 1,94*(4,4 – 2,4) = 3,88

Хб = 1,94*(3,7 – 2,3) = 2,716

Хб = 1,94*(3,4 – 2,1) = 2,522

Хб = 1,94*(3,3 – 2,1) = 2,328

 

Таблица 2.2. Содержание белка  в молоке «Novelia»

№ пробы	Содержание, сутки
	1-ые	8-ые
1	3,589	2,716
2	4,074	2,522
3	3,88	2,328
среднее	3,85	2,522