Физикохимични параметри и състав на млякото

Млякото е сложен секрет от млечната жлеза на животните, предназначен за хранене на новородените. Химичният състав и взаимовръзката между отделните компоненти определят специфичните свойства, високата хранителна и биологична стойност на млякото. Млякото съдържа около 250 различни вещества, т.е. почти всичко, което е необходимо за поддържане на живота и растежа на човешкия организъм. Хранителната стойност на млякото се състои от мазнини, протеини, въглехидрати, витамини, ензими, микро- и макроелементи, хормони. Някои ензими, антибиотични и антитоксични вещества се натрупват в млякото, когато то се ферментира от млечнокисели бактерии.

Млякото се произвежда в млечната жлеза от вещества, идващи от кръвта. За да се произведат 12 литра мляко, през вимето на кравата трябва да преминат около 6 000 литра кръв.

Млякото се счита за международен продукт и се използва за хранителни цели в много страни по света. Суровото мляко е прясно получено мляко, което не е било подложено на термична обработка.

Химичен състав на млякото. Химическият състав на млякото варира в зависимост от периода на лактация, породата, възрастта, здравословното състояние на животното, условията на отглеждане, качеството на фуража и вида на храненето и други фактори.

Вода. По-голямата част от водата (84,1-84,5 %) е в свободно състояние и лесно се отстранява при изпаряването и изсушаването на млякото. Друга част от водата (3-3,5 %) е в свързано състояние, т.е. задържа се от молекулярни сили в близост до повърхността на частиците (протеини, фосфатиди, полизахариди). Водата, съдържаща се в млякото, се образува от кръвната плазма в млечната жлеза и съдържа в колоидно състояние компонентите на твърдите вещества.

В млякото се разграничават набъбваща вода, свободна вода, свързана вода и кристализираща вода. Свободната вода е разтворител за органичните и неорганичните съединения на млякото. Свързаната вода се дължи на хидрофилните групи на белтъчните вещества, полизахаридите и фосфатидите. Кристализиращата вода е свързана с кристалите на млечните захарни вещества. Средно млякото съдържа 87 % вода и 13 % сух остатък.

Млечна мазнина. Тя се смята за най-ценния компонент, така че цената на продукта зависи от съдържанието на мазнините (2,8-5 %). Млечната мазнина се характеризира с най-висока енергийна стойност и разнообразна биологична активност. Тя е източник на група витамини, токофероли, фосфати и други важни компоненти. В млякото млечната мазнина е под формата на суспензия, състояща се от малки мастни глобули с размер от 0,1 до 20 микрона.

В 1 ml краве мляко се съдържат 1,0-12,0 милиарда мастни глобули. Температурата на топене на млечната мазнина е 25-28 °C, температурата на втвърдяване е 18-23 °C, плътността при 20 °C е 0,918-0,924, числото на пречупване е 42-45, индексът на пречупване е 1,453-1,455, йодното число е 25-28.

Съдържанието на мазнини в кравето мляко варира от 2,8 до 6,0 %, което зависи от начина и условията на доене: първата третина от млеконадоя има повече мазнини, отколкото последната част от млякото. Съдържанието на прекомерни количества въглероден диоксид, амоняк, сероводород и други вредни газове във въздуха на помещението намалява маслеността с 0,3-0,5 %. Мазнината в млякото е под формата на мастни глобули, заобиколени от защитни лецитинови белтъчни обвивки с големина 2-5 микрона. Защитната обвивка не позволява на глобулите да се слеят в конгломерати, поради което млечната мазнина представлява емулсия във вода. Дестабилизирането на емулсията (появата на свободна мазнина, незащитена от обвивката) е причина за окислителното разваляне на продукта. Млечната мазнина лесно се разгражда на глицерол и свободни мастни киселини и се окислява чрез насищане на ненаситени мастни киселини.

Млечни протеини. Млечните протеини се състоят основно от казеин, албумин и глобулин. Съдържанието на белтъчини в млякото варира от 2,8 до 4,6 %, от които казеинът съставлява около 82 %, албуминът - 12 %, а глобулинът - 6 % от общото количество белтъчини. Съотношението на протеините в млякото варира в зависимост от периода на лактация, храненето на животните, различни заболявания и други фактори.

Млечните протеини са високо пълноценни, тъй като съдържат всички необходими за хората и животните аминокиселини (около 20), сред които има незаменими и заменими аминокиселини, които до 80 % се считат за лесно усвоими. В първите часове след раждането млечните протеини се усвояват в организма на новородените животни без промяна, което осигурява защита срещу неблагоприятните условия на околната среда. Млякото съдържа повече незаменими аминокиселини, отколкото месото, рибата, бобовите растения и други храни.

Казеинът е сложен млечен белтък, който принадлежи към фосфорните белтъци, а съставът му е комплекс от няколко фракции (α, β, γ, κ), различаващи се помежду си по аминокиселинния състав и съдържанието на остатъци от фосфорна киселина. В млякото казеинът се съдържа под формата на сложен казеин-калциевофосфатен комплекс, който в прясното мляко е под формата на мицели. Казеинът съдържа 18 аминокиселини, чието съотношение варира в зависимост от сезоните и периодите на лактация. Казеинът се утаява (киселинно, сирищно, калциево съсирване) при взаимодействие с киселини, соли или сирищни ензими; това свойство се използва при приготвянето на ферментирали млечни продукти.

Млякото съдържа 0,2-0,6 % албумин. Това е пълноценен белтък, лесно усвоим от човешкия организъм, и не съдържа фосфор в молекулата си. Той съдържа повече жизненоважни аминокиселини, което е ценно за храненето на децата и младите животни. Не се коагулира от сирищния ензим и затова се използва при приготвянето на млечни кремове, пасти, сирена. В млякото се съдържа албумин в количество 10-12 %, поради което млякото се счита за ценен защитен антитоксичен продукт за новородените.

Глобулините в млякото са в разтворено състояние в количество 0,05-0,2 %. Те са антибактериални и антитоксични специфични антитела. Глобулините се съдържат в коластрата в количество 8-15 %. Сирищният ензим не подсирва глобулините, така че те остават в суроватката по време на производството на сирене. Глобулините и албуминът се съсирват при нагряване до 75 °C, като първо се денатурират, а след това коагулират.

Млечната захар (лактоза) е дизахарид, който при хидролиза се разпада на глюкоза и галактоза. Млякото съдържа 4,0-5,5 % лактоза, която му придава леко сладък вкус. Лактозата е 5¬6 пъти по-малко сладка от захарта от цвекло, така че при високото ѝ съдържание млякото няма ясно изразен сладък вкус. Под действието на разредени киселини и ензими, произвеждани от някои млечнокисели бактерии и дрожди, лактозата се хидролизира до образуването на глюкоза и галактоза. Млякото може да претърпи ферментация (млечнокисела, алкохолна, пропионова, маслена) в зависимост от вида на размножаващите се микроорганизми.

Въглехидратите в млечните продукти (заквасена сметана, извара, кисело мляко) включват основно лактоза и нейните продукти на хидролиза (глюкоза и галактоза). В природата лактозата се среща само в млякото (средно 4,8 %). В тънките черва лактозата се хидролизира до глюкоза и галактоза. Млякото съдържа малки количества фосфатни захари - галактоза и фруктоза.

Когато млякото се вкисва, лактозата се разгражда до млечна киселина, алкохол, естери, летливи киселини и други съединения. Загряването на млякото до температура над 95 °C води до леко кафяво оцветяване поради реакция между лактозата и някои свободни аминокиселини, което води до образуването на меланоидини с ясно изразен карамелизиран вкус. Млечната захар, въпреки че подлежи на ферментация в червата, се абсорбира почти напълно.

Минерали. Съставът на млякото на практика включва всички елементи от периодичната система на Менделеев. Въпреки това калцият и фосфорът са най-разпространени. Повечето от макронутриентите присъстват в млякото под формата на неорганични соли. Млякото е доста богато на микроелементи, сред които особено важни са манганът, никелът, кобалтът, флуорът, бромът и йодът.

Като цяло млякото съдържа 0,6-0,85 % минерални вещества, включително макроелементи (калций, фосфор, натрий, калий, магнезий, хлор, сяра) и повече от 20 микроелемента (желязо, манган, олово, кобалт, мед, йод, цинк, хелий, сребро, калай, хром, никел).

Минералните вещества в млякото се съдържат в йонно и молекулярно диспергирано състояние, както и в комбинация с протеини, витамини, ензими, хормони. Те осигуряват обмяната на солите в организма, регулират осмотичното налягане на кръвта и тъканите, активират дейността на ензимите и осигуряват хемопоезата. Съдържанието на минерални вещества в млякото зависи от диетата на животното по време на лактацията и от биогеохимичните характеристики на почвата, в която е отглеждан фуражът.

Млечни витамини. Млякото съдържа голям брой витамини. Съдържанието им в млякото зависи от условията на хранене и отглеждане на млечните крави. За обогатяването на млякото с витамини от особено значение е получаването от кравите на сочен и зелен фураж, както и системните разходки на животните.

Млякото на кравите и козите се характеризира с най-голямо разнообразие по отношение на съдържанието на витамини.

От групата на мастноразтворимите витамини в млякото се откриват витамините А (ретинол), В (калциферол), Е (токоферол), К, Р и др. От групата на водноразтворимите в млякото се откриват витамин С (аскорбинова киселина), В (тиамин), В2 (рибофлавин), В5 (пантотенова киселина), В6 (пиридоксин), В12 (кобаламин), РР (ниацин), Н (биотин), фолиева киселина (фолацин) и др.

Витамините А, Р при преработката на млякото се запазват, витамините В и С се разрушават частично, като загубите им са 10-30 %, а каротинът не надвишава 10-13 %. През зимата съдържанието на витамини А и В в млякото намалява.

Освен това млякото съдържа ензими (естерази, въглехидрати, протеази, пероксидази, каталази и др.) и хормони (пролактин, оксибонил, тиролиберин, естрогени, прогестерон, тироксин, простагландини).

Млечни ензими. Млякото няма специфични ензими. Те попадат в него по време на доенето от клетките на млечната жлеза или се образуват от развиващата се в млякото микрофлора. От тях най-голямо внимание заслужават липазата, фосфатазата, каталазата, пероксидазата и редуктазата. Някои от тези ензими се използват широко за санитарна и хигиенна оценка на млякото.

От млякото са изолирани общо 20 истински (нативни) ензими и ензими с микробен произход. Сред последните е редуктазата, която се натрупва в млякото, когато бактериите се размножават в него. Нейната активност нараства правопропорционално на броя на микроорганизмите. Редуктазният анализ се използва за определяне на общото бактериално замърсяване на млякото. Пероксидазата е нативен ензим на млякото, който се характеризира с термостабилност и се разрушава при температура около 80 °C. Реакцията с пероксидаза следи за ефективността на пастьоризацията на млякото. Каталазата се пренася в млякото от тъканта на млечната жлеза. Нейното съдържание се увеличава в млякото от животни с мастит. Фосфатазата катализира хидролизата на естери на фосфорната киселина. Тя се разрушава при 63 °C за 30 минути, което се използва при определяне на начините на пастьоризация и стерилизация на млякото.

Животинското мляко съдържа хормони, както и кислород и въглероден диоксид в газообразно състояние.

През последните години наличието на чужди вещества в млякото, много от които са токсични за хората (антибиотици, пестициди, тежки метали, радиоактивни изотопи, нитрати, нитрити, микотоксини и др.), се превърна в сериозен проблем.

Млякото може да съдържа различни микроорганизми, включително причинители на инфекциозни заболявания (туберкулоза, бруцелоза, листериоза, левкемия).

През първите дни след отелването (до 10-11 дни) млякото се нарича коластра. Тя се различава значително от нормалното мляко по почти всички показатели: вкус, цвят, консистенция, плътност, високо съдържание на протеини (до 15-23%), мазнини (до 6%) и млечна захар (до 4%). То съдържа повече албумин, глобулин и левкоцити. Млякото се съсирва лесно при нагряване и е слабо активно при взаимодействие със сирище.

През последните 7-14 дни от лактацията преди заплождането на кравата съставът на млякото се променя драстично. Съдържанието на мазнини се увеличава до 5-10 %, на белтъчини - до 4-5,3 %, киселинността намалява до 12-13° Т, мастните глобули стават много малки и лошо се отделят на масло. Млякото придобива горчиво-солен вкус. С увеличаване на възрастта на кравите до 6 години съдържанието на мазнини в млякото се увеличава, а след това постепенно намалява. Млякото от 3-7 лактации е по-пълноценно от гледна точка на съдържанието на хранителни вещества в сравнение с млякото на първите юници и по-възрастните крави.

За измерването на млечните съставки се използват различни аналитични лабораторни методи и инструменти. Определените стандарти и методи се прилагат в съответствие със законодателството на дадена държава или регион.

Ултразвуковите млекоанализатори на фирма Милкотестер ООД Лактомат и Мастер с изключителна прецизност определят съдържанието на съставките в млякото при неговото окачествяване: масленост, сух безмаслен остатък, протеини, лактоза, соли, а също така плътност, добавена вода, точка на замръзване, температура на пробата. С тяхното използване окачествяването на суровото мляко става бързо, лесно и прецизно.