Белки молока, строение и функции (стр. 2 из 6)
H2SO4 + NH2 – R – COOH => H2SO4 * NH2 – R – COOH
Присутствие аминогруппы в молекуле белка вызывает реакцию казеина с формалином – образование метиленового белка, причем в слабокислой среде реакция проходит по уравнению:
R – NH2 + CH2O + H2N – R => R – NH – CH2 – NH – R + H2O
Казеин Формалин Казеин Метиленовый белок
в слабощелочной:
R – NH2 + CH2O => R – N = CH2 + H2O
Такая реакция наблюдается при консервировании молока формалином. Образование метиленового казеина вследствие разрушения в нем аминных групп, обладающих щелочной реакцией, вызывает увеличение кислотности молока.
Альбумин. В молоке альбумина не много – около 0,4%. Количество его повышается в молозиве, где оно достигает в первый день после отела иногда 2%, а затем в молозивные период равно 0,5 – 0,8%. Значительно больше, чем в коровьем молоке, содержится альбумина в молоке ослиц, кобылиц.
Молочный альбумин (лактоальбумин) в противоположность казеину растворим в воде, но выпадает из раствора при нагревании его до 70-800С. Такой выпавший альбумин вновь в воде не растворяется, так как при нагревании происходит изменение в строении белковой молекулы альбумина – денатурация его. Когда пастеризуют или просто нагревают молоко, то на стенках аппарата, посуды, в которых проводят нагревание, образуется осадок – молочный камень, который состоит в основном из выпавшего альбумина. В кислых растворах при нагревании альбумин выделяется хлопьями.
В нейтральных жидкостях (например, в некислой молочной сыворотке) альбумин может быть высален насыщенным раствором сернокислого аммония, сернокислым натрием, танином и рядом других веществ.
Молекулярный вес альбумина близок к молекулярному весу казеина. При действии сычужного фермента альбумин не свертывается. В молекуле альбумина фосфора нет, поэтому он относится к простым белкам.
Растворимость альбумина в молоке и то, что он не коагулирует в изоэлектрической точке, объясняется тем, что молекулы и частички альбумина сильно гидротированы.
Такие молекулы и частички белка при большой гидратированности могут находиться в растворе, несмотря на уменьшение их электрического заряда или даже при полном отсутствии его. Гидратация понижает поверхностную энергию коллоидной частицы. Вокруг коллоидной части белка группируются молекулы воды, причем первый слой боле плотно соединен с коллоидной частицей. Связь последующих слоев воды с коллоидной частицей постепенно ослабевает.
При недостаточной гидратации частиц белка водный слой становится слабым и частицы их при потере электрического заряда стремятся соединиться, укрупняясь и коагулируя.
Частицы альбумина гидратированы в большей степени, чем казеина, поэтому в изоэлектрической точке они не коагулируют, хотя устойчивость их вследствие нейтрализации электрических зарядов уменьшается. Спирт, отнимая от белков, в частности от альбумина, воду, нарушает его устойчивость в растворе, и альбумин выпадает в осадок. Реакция альбумина кислая, по величине близкая к казеину. В химическом отношении он также аналогичен казеину, образует соединения как со щелочами, так и с кислотами.
Молочный глобулин – это третий белок молока, количество его еще меньше, чем альбумина, - всего около 0,2%.
Между глобулинами молока различают собственно молочные глобулины – 0,15% и имунные глобулины – 0,05%.
Выделить глобулины можно при полном насыщении молочной сыворотки сернокислым магнием, осадок глобулина надо отфильтровать и диализом освободить от минеральных солей.
Глобулин, выделяемый в чистом виде из молока, представляет собой порошок, растворимый в воде, содержащей соли.
В молоке глобулин находится в растворенном состоянии. При нагревании раствора, имеющего слабокислую реакцию, до 750С глобулин выпадает в осадок. Обычно осаждение его при пастеризации происходит вместе с альбумином молока.
По пространственному расположению полипептидных цепей белки молока относятся к глобулярным белкам. Изучение их вторичной и третичной структуры показало, что казеин в отличие от обычных глобулярных белков почти не содержит α-спиралей; α-лактальбумин и β-лактоглобулин содержат большее количество спирализованных участков. Казеин, вероятно, промежуточное положение между компактной структурой глобулы и структурой беспорядочного клубка, которая обычно наблюдается при денатурации глобулярных белков. Такая структура обеспечивает хорошую расщепляемость казеина протеолитическими ферментами при переваривании в нативном (природном) состоянии без предварительной денатурации.
1.1.2 Аминокислотный состав белков
Белки молока содержат почти все аминокислоты, обычно встречающиеся в белках. Аминокислоты белков относятся к α-аминокислотам L-формы и имеют общую формулу:
R – CH – COOHNH2
В состав белков молока входят как циклические, так и ациклические аминокислоты – нейтральные, кислые и основные, причем преобладают кислые (табл.2). Количество отдельных групп аминокислот в белках, определяемое породой, индивидуальными особенностями животных, стадией лактации, сезоном и другими факторами, обусловливает их физико-химические свойства. Основные белки молока по сравнению с глобулярными белками других пищевых продуктов содержат сравнительно много лейцина, изолейцина, лизина, глютаминовой кислоты, а казеин – также серина и пролина, но мало цистеина.
По содержанию и соотношению незаменимых аминокислот белки молока относятся к биологическим полноценным белкам.
Таблица 2Содержание аминокислот в белках молока
| Аминокислота | Сокращенное обозначение | Содержание, %, в | ||||
| казеине | β-лакто-глобу-лине | α-лакто-глобу-лине | иммуно-глобул-не G1 | альбу-мине сыво-ротки крови | ||
| Аланин | Ала | 3 | 6,9 | 2,1 | - | 6,2 |
| Аргинин | Арг | 4,1 | 2,7 | 1,2 | 3,5 | 5,9 |
| Аспаргиновая кислота | Апс | 7,1 | 11,4 | 18,7 | 9,4 | 10,9 |
| Валин | Вал | 7,2 | 5,8 | 4,7 | 9,6 | 12,3 |
| Глицин | Гли | 2,7 | 1,4 | 3,2 | - | 1,8 |
| Глютаминовая кислота | Глю | 22,4 | 19,1 | 12,9 | 12,3 | 16,5 |
| Гистидин | Гис | 3,1 | 1,6 | 2,9 | 2,1 | 4,0 |
| Изолейцин | Иле | 6,1 | 6,8 | 6,8 | 3,1 | 2,6 |
| Лейцин | Лей | 9,2 | 15,1 | 11,5 | 9,1 | 12,3 |
| Лизин | Лиз | 8,2 | 11,7 | 11,5 | 7,2 | 6,3 |
| Метионин | Мет | 2,3 | 3,2 | 1,0 | 1,1 | 0,8 |
| Пролин | Про | 11,3 | 5,1 | 1,5 | - | 4,8 |
| Серин | Сер | 6,3 | 3,6 | 4,8 | - | 4,2 |
| Треонин | Тре | 4,9 | 5,2 | 5,5 | 10,1 | 5,8 |
| Триптофан | Три | 1,7 | 1,3 | 7,0 | 2,7 | 0,7 |
| Тирозин | Тир | 6,3 | 3,6 | 5,4 | - | 5,1 |
| Цистеин + цистин | Цис | 0,34 | 3,4 | 6,4 | 3,0 | 6,0 |
| Фенилаланин | Фен | 5,0 | 3,5 | 4,5 | 3,8 | 6,6 |
1.1.3 Липидный состав молока
Жиры, как и белки, являются важнейшими компонентами пищи. На их долю приходится в среднем 33 % калорийности пищевого рациона человека. Липиды выполняют основные функции в организме – структурную, энергетическую, резервную, защитную и регуляторную.
Содержание молочного жира в молоке примерно 2,8-5%. Биологическая ценность липидов определяется содержанием полиненасыщенных жирных кислот, а также фосфолипидов и витаминов. Среди насыщенных жирных кислот в молоке более всего преобладают пальмитиновая, миристиновая, стеариновая, а среди полиненасыщенных – олеиновая, линоленовая и арахидоновая. Причем эти кислоты не синтезируются в организме человека и должны поступать с пищей. Поэтому эти кислоты называют незаменимыми жирными кислотами. [5]
Комплекс ненасыщенных жирных кислот линолевой, линоленовой и арахидоновой (известный как витамин F) участвует в регуляции обмена липидов. Особенно важно, что непредельные жирные кислоты способствуют выведению из организма холестерола, а это препятствует развитию атеросклероза. Также отмечено положительное действие этого комплекса на состояние кожного и волосяного покрова.
Таблица 3. Содержание жирных кислот в жире коровьего молока, % [4]
| Название | Содержание в молоке |
| Насыщенные кислоты: | 62,2 |
| Масляная | 2,79 |
| Капроновая | 2,34 |
| Каприловая | 1,22 |
| Лауриновая | 2,6 |
| Миристиновая | 11,09 |
| Пальмитиновая | 31,74 |
| Стеариновая | 9,32 |
| Арахиновая | 1,1 |
| Ненасыщенные кислоты:мононенасыщенные | 28,4 |
| Пальмитолеиновая | 3,7 |
| Олеиновая | 22,7 |
| Полиненасыщенные: | 5,7 |
| Линолевая | 3,6 |
| Линоленовая | 1,8 |
| Арахидоновая | 0,3 |
Из таблицы 3 видно, что коровье молоко содержит как насыщенные, так и ненасыщенные жирные кислоты. Из насыщенных преобладают пальмитиновая 31,74%, миристиновая 11,09 % и стеариновая - 9,32%. А среди полиненасыщенных – олеиновая 3,6%, линоленовая 1,8% и арахидоновая 0,3%, которые не синтезируются в организме и должны поступать в организм с пищей.
Фосфолипиды (содержание в молоке 0,03%) также необходимы для нормальной жизнедеятельности организма, они участвуют главным образом в формировании клеточной оболочки и внутриклеточных мембран.
1.1.4 Витаминный состав молока
Витамины принимают участие во многих реакциях клеточного метаболизма. Большинство витаминов не синтезируется в организме человека, правда некоторые синтезируются микрофлорой кишечника и тканями, но в малых количествах. Поэтому основным источником витаминов является пища.