Липаза коровьего молока: строение, функции

Из таблицы 1.5 видно, что в коровьем молоке среди макроэлементов наибольший удельный вес занимают калий и кальций (130 и 120 мг % соответственно). Магний и натрий содержатся в молоке в незначительном количестве. Один литр коровьего молока может удовлетворить 15% суточной потребности кальция, 11,3% -фосфора,, 4 %- магния, 3,5% -калия, 3% - хлора и 2,3 % -натрия.

• Соли молока. О солях молока судят по составу золы. Для этого в золе определяют катионы и анионы молока и, комбинируя их, составляют возможные варианты солей. Основными катионами молока являются К⁺, Na⁺, Са²⁺, и Mg²⁺, основными неорганическими анионами — CI^-, РО₄^3-, НРО^2-, Н₂РО₄^-— при незначительном количестве SO₄^2- и НСО₃^-.

Однако при исследовании солевого состава молока млекопитающих выяснено, что молоко жвачных содержит по сравнению с молоком нежвачных животных большое количество солей, образованных также органическими анионами — цитратами. Так, количество цитратов в коровьем молоке составляет около 180 мг% с колебаниями от 120 до 220 мг%. Максимальное содержание цитратов отмечается в молозиве, затем его количество в молоке постепенно падает и в конце лактации доходит до минимума.

Количество цитратов в  молоке — важный показатель его  биологической активности. Цитраты необходимы для развития ароматообразующих бактерий, вырабатывающих ароматические вещества (диацетил и др.), участвующих в создании аромата кисломолочных продуктов, кислосливочного масла, а также в формировании рисунка в сырах с низкой температурой второго нагревания. Кроме того, они входят в состав буферных систем молока и казеиновых мицелл.

Следовательно, я выяснила, что в молоке содержатся как неорганические соли (хлориды и фосфаты), так и  органические (цитраты и другие). Ниже следует  характеристика катионов, участвующих в создании солей  молока.

• Кальций и фосфор.

Кальций является наиболее важным макроэлементом молока. Он содержится в молоке в легкоусвояемой форме  и хорошо сбалансирован с фосфором.

Как известно, физиологическая  и биохимическая роль кальция  и фосфора для животных, особенно для новорожденных, исключительно велика. Кроме того, соединения кальция и фосфора также имеют большое значение для процессов переработки коровьего и других видов молока.

Содержание кальция в  коровьем молоке колеблется от 100 до 140 мг% (козье и овечье молоко содержат 140-170 мг%, а женское — ниже 50 мг%). Его количество зависит от рационов кормления, породы животных, стадии лактации и времени года. Летом содержание кальция ниже, чем зимой.

Кальций в молоке присутствует в трех формах — в виде свободного, или ионизированного кальция (равного 8,5-11,5 мг% и составляющего около 10% всего кальция), в виде фосфатов и цитратов кальция (около 68%) и кальция, прочно связанного с казеином (около 22% всего кальция).

До сих пор не выяснено, в какой форме находятся в  молоке фосфаты и цитраты кальция. Это могут быть Са₃(Р0₄)₂, СаНР0₄, Са(Н₂Р0₄)₂, Са₉(Р0₄)₆ и другие более сложные соли, а также Са₃(С₆Н₅0₇)₂, СаС₆Н₆0₇. Однако известно, что большая часть этих солей содержится в коллоидном состоянии и небольшая часть (около 20-30%) — в виде истинного раствора. Между ними устанавливается равновесие. Соотношение этих форм, влияющее на количество в молоке ионизированного кальция, играет важную роль в поддержании определенной степени дисперсности, гидратации белковых частиц, их стабилизации при тепловой обработке и в прохождении сычужного свертывания.

Общее содержание фосфора  колеблется от 74 до 130 мг%. Оно мало меняется в течение года, лишь незначительно  снижается весной, а больше зависит  от рационов кормления, породы животных и стадии лактации. Фосфор содержится в молоке в минеральной и органической формах. Неорганические соединения представлены фосфатами кальция и других металлов, их содержание составляет 45-100мг% (в среднем 63-66% общего количества фосфора). Органические соединения — это фосфор в составе казеина, фосфолипидов, фосфорных эфиров углеводов, ряда коферментов, нуклеиновых кислот и т.д.

• Магний.

Количество магния в молоке незначительно и составляет 12-14мг%. Магний 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 и т.д.

Магний, вероятно, встречается  в молоке в тех же химических соединениях, что и кальций. Состав солей магния аналогичен составу солей кальция, но на долю солей, находящихся в виде истинного раствора, приходится 65-75% магния (из них 16% ионизировано).

• Калий и натрий.

Содержание калия в  молоке колеблется от 135 до 170 мг%, натрия — 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 содержание калия.

Соли калия и натрия содержатся в молоке в ионно-молекулярном состоянии в виде хорошо диссоциирующих хлоридов, фосфатов и цитратов (и  лишь небольшое их количество связано  с мицеллами казеина и оболочками шариков жира). Они имеют большое  физиологическое значение. Так, хлориды натрия и калия обеспечивают определенную величину осмотического давления крови и молока, что необходимо для нормальных процессов жизнедеятельности. Их фосфаты и карбонаты входят в состав буферных систем молока, поддерживающих постоянство концентрации водородных ионов в узких пределах. Кроме того, фосфаты и цитраты калия и натрия создают в молоке условия для растворения плохо растворимых в чистой воде солей кальция (и магния). Таким образом, они обеспечивают так называемое солевое равновесие молока, то есть определенное соотношение между ионами кальция и анионами фосфорной и лимонной кислот, способствующими его растворению. От него зависит количество ионизированного кальция, который в свою очередь влияет на дисперсность мицелл казеина и их тепловую стабильность.

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

Микроэлементы.

Микроэлементами принято  считать минеральные вещества, концентрация которых невелика и измеряется в  микрограммах на 1 кг продукта. К ним  относятся железо, медь, цинк, марганец, кобальт, иод, молибден, фтор, алюминий, кремний, селен, олово, хром, свинец и др. В молоке они связаны с оболочками шариков жира (Fe, Сu), казеином и сывороточными белками (I, Se, Zn, А1 и др.), входят в состав ферментов (Fe, Mo, Mn, Zn, Se), витаминов (Co), гормонов (I, Zn, Сu) и т.д. Их количество в молоке значительно колеблется в зависимости от состава кормов, почвы, воды, состояния здоровья животных, а также от условий обработки и хранения молока.

Таблица 1.6. Содержание некоторых микроэлементов в коровьем молоке, мкг% ,[2]

Из таблицы 1.6 видно, что  сравнительно больших количествах в молоке содержатся цинк, железо, медь. Литр молока может удовлетворить 6%  суточной потребности йода, 2,7% -цинка , 1,5 % -селена и менее 1 % -железа, меди и марганца.

Также в молоке содержится кремний, алюминий и некоторые другие микроэлементы и в значительно меньших — титан, никель, селен, стронций, кадмий, серебро, мышьяк, ванадий, уран и др. Последние элементы часто называют ультрамикроэлементами. Многие из них, видимо, случайно накапливаются в организме животного, поступая с кормами, и не выполняют какой-либо биологической функции. Их необходимость для животных и человека (и токсичность) пока не для всех установлена.

Микроэлементы, как известно, имеют огромное физиологическое значение для новорожденного теленка и взрослых животных, а также обусловливают пищевую и биологическую ценность молока для человека. Они обеспечивают построение и активность жизненно важных ферментов, витаминов и гормонов, без которых невозможно превращение поступающих в организм животного (человека) пищевых веществ. Кроме того, от поступления многих микроэлементов зависит жизнедеятельность микроорганизмов рубца жвачных, участвующих в переваривании корма и синтезе многих важных соединений (витаминов, аминокислот и т.д.). Чувствительны к содержанию некоторых микроэлементов (Mn, Fe, Zn, Со и др.) в молоке как питательной среде и многие молочнокислые бактерии, входящие в состав бактериальных заквасок.

Количество некоторых  микроэлементов (Mn, Mo, Сu, Со, I, Zn и др.) в молоке можно увеличить при внесении соответствующих препаратов в корм животных.

Дефицит иода в среде (в  составе кормовых растений, в воде) вызывает гипофункцию щитовидной железы у животных, что отрицательно отражается на качестве молока. Ежедневное введение в рацион коров KI или КIO₃, либо муки из морских водорослей улучшает функцию щитовидной железы и увеличивает содержание иода в молоке.

Дефицит цинка может вызвать  замедление роста и полового созревания животных, нарушения процессов пищеварения и т.д.

Вместе с тем, многие микроэлементы (Fe, Сu, Zn, Pb, Sn, Ni, А1 и др.) могут попадать в молоко дополнительно после дойки с оборудования, тары, из воды. Количество внесенных микроэлементов может в несколько раз превышать количество натуральных. Например, содержание меди в молоке может достигать в отдельных случаях 120-720 мкг/кг, а железа — 1000 мкг/кг и более. В результате этого снижается качество молока и молочных продуктов: окисляется аскорбиновая кислота, появляются посторонние привкусы, понижается устойчивость сливочного масла при хранении и т.д. Кроме того, значительное загрязнение (экзо- и эндогенное) молока токсичными элементами (медью, цинком, оловом, хромом и особенно свинцом, ртутью, кадмием, мышьяком), а также некоторыми радионуклидами представляет угрозу для человека, особенно детей.

1.1.6 Биологически активные соединения

Наряду с основными  веществами (вода, белки, липиды, углеводы, минеральные соли) в состав молока всех млекопитающих входят соединения, присутствующие, как правило, в небольших количествах, но играющие важную роль в жизнедеятельности новорожденных и которые часто объединяют в группу биологически активных веществ (соединений). К ним следует отнести ферменты, витамины и гормоны.

1.1.6.1 Ферменты

В молоке, полученном при  нормальных условиях от здорового животного, содержится около 100 ферментов различного происхождения, из которых исследователями  выделено и идентифицировано более 20 истинных, или нативных ферментов  следующих классов — оксидоредуктаз, трансфераз, гидролаз, лиаз, изомераз и  лигаз. Одни из них (лактопероксидаза, щелочная фосфатаза, ксантиноксидаза, лизоцим и др.) синтезируются непосредственно  в секреторных клетках молочной железы, другие (каталаза, плазмин, липаза, липопротеидлипаза, рибонуклеаза, альдолаза и др.) поступают в молоко из крови животного.

Большая часть нативных ферментов  молока всех млекопитающих являются нормальными компонентами секреторных  клеток, которые участвуют в клеточном  метаболизме и синтезе составных  частей молока и затем переходят в молоко при повреждении клеток во время процесса секреции. Возможно, некоторые гидролитические ферменты (протеиназы, липазы и др.) специально секретируются клетками молочной железы для оказания помощи новорожденному в усвоении питательных веществ молока, так как последние обладают несовершенной пищеварительной системой.

Кроме нативных ферментов  в молоке присутствуют многочисленные внеклеточные и внутриклеточные ферменты, продуцируемые микрофлорой молока и бактериальных заквасок. Некоторые ферментные препараты (сычужный фермент и его заменители, пепсин, β-галактозидаза и др.) специально вносят в молоко при изготовлении молочных продуктов.

Нативные и микробные  ферменты, встречающиеся в молоке и молочных продуктах, имеют большое практическое значение. Так, на действии ферментов классов гидролаз, оксидоредуктаз и других основано производство кисломолочных продуктов и сыров. Многие ли политические, протеолитические и другие ферменты вызывают глубокие изменения составных частей молока во время выработки и хранения молочных продуктов, что может привести к снижению их пищевой ценности и возникновению пороков. Кроме того, по активности некоторых нативных и бактериальных ферментов можно судить о санитарно-гигиеническом состоянии сырого молока или эффективности его пастеризации.