Молочный жир

4 ноября, 2021

malcovsky

Цикл статей из учебного пособия «Технология производства молока и молочных продуктов» для подготовки специалистов по производству молока и молочных продуктов (кисломолочных, масла, сыра, консервов и др.), использованию побочных продуктов, полученных в процессе переработки молока.

Молочный жир является источником энергии для биохимических процессов в организме. По химическому составу он ничем не отличается от других жиров, находится в виде триглицеридов, образованных из глицерина и жирных кислот, но содержит также сопутствующие жироподобные вещества, которые имеют высокую физиологическую ценность. К ним относятся фосфолипиды, гликолипиды, стерины, пигменты (каротин и др.), витамины (A, D, Е), свободные жирные кислоты, моно- и диглицериды, которые играют важную роль в клеточном обмене веществ, регулировании уровня холестерина в крови, в образовании гормонов коры надпочечников и существенно повышают пищевую ценность молочного жира. Температура плавления молочного жира равна 27-34 °С, температура отвердевания — 18-23 °С.
По сравнению с другими жирами молочный жир характеризуется большим количеством низкомолекулярных насыщенных жирных кислот — масляной, капроновой, каприловой и каприновой (7,4-9,5 %). Количество биологически важных и незаменимых полиненасыщенных жирных кислот (линолевой, линоленовой и арахидоновой) в молочном жире невысокое и составляет 3-5 %. Весной и летом оно больше, чем осенью и зимой. Эталонный жир должен содержать 7,5-13,0 % полиненасыщенных жирных кислот. Следует отмстить, что ненасыщенные жирные кислоты оказывают намного большее влияние на физические и химические свойства молока в процессе его переработки, чем насыщенные.
Частицы молочного жира в отличие от других жиров из-за высокой дисперсности и наличия оболочки могут проникать в клетки организма без предварительного расщепления их липолитическими ферментами, т.е. в нативном состоянии. Хорошей усвояемости молочного жира способствует низкая температура его плавления (27-34 °С).
Молочный жир содержит около 150 жирных кислот. В других жирах животного происхождения их содержится 5-7. Насыщенные жирные кислоты придают молочным продуктам своеобразный вкус и нежную консистенцию. Соотношение между насыщенными (НЖК), мононасыщенными (МНЖК) и полиненасыщенными (ПНЖК) жирными кислотами должно приближаться к 1:1:1.
Следует отметить, что высокое содержание биологически ценных ПНЖК содержится в оливковом, подсолнечном, соевом, кукурузном маслах, МНЖК — в рапсовом, пальмовом, арахисовом.
Молочный жир — сложный комплекс, который в основном состоит из триглицеридов (нейтральных жиров) и в значительно меньшем количестве содержит свободные жирные кислоты, фосфолипиды (лецитин и кефалин). В оболочке жировых шариков находится около 50 % фосфолипидов, а в плазме молока — 42 % общего их содержания. Они участвуют в образовании костной, мышечной тканей и мозгового вещества. При сепарировании молока в сливки переходит 60-70 % фосфолипидов, а при сбивании сливок в процессе производства масла в пахту переходит 50-65 % фосфолипидов. Жир в молоке содержится в форме мелких, не видимых невооруженным глазом шариков (белково-липидный комплекс), диаметр которых в среднем равен 3-6 мкм. Их число в среднем составляет 1,5-5 млрд в 1 мл молока. Размер жировых шариков определяет степень перехода жира в молочные продукты (сливки, масло, сыр, творог и др.).
Мелкие жировые шарики усваиваются лучше, так как они имеют большую поверхность. В начале лактации в молоке жировые шарики более крупные, чем в ее конце. Количество и размеры жировых шариков во многом определяют технологические свойства молока. Крупные жировые шарики быстрее и полнее при сепарировании переходят в сливки, мелкие удаляются с сепарированным молоком, а при производстве масла или сыра — также с пахтой или сывороткой.
Жировые шарики имеют тенденцию к слипанию, которому препятствуют покрывающие их белково-лецитиновые оболочки, состоящие из фосфолипидов и белков. Стабильность эмульсии молочного жира может нарушаться при перемешивании, перекачивании по трубопроводам, транспортировании, центробежной очистке и сепарировании.
Липоиды — жироподобные вещества. К ним относятся фосфатиды и стерины. Из фосфатидов, которые принадлежат к группе фосфолипидов, в молоке имеются лецитин, кефалин, сфингомиелин, цереброзиды. Их массовая доля в молоке колеблется от 0,0364 до 0,1163 %, в сливках — от 0,256 до 0,493, в масле — от 0,26 до 0,38, в молочном жире — от 0,6 до 1,0 %.
В состав лецитина входят глицерин, фосфорная кислота, холин и две молекулы жирных кислот. При расщеплении лецитина из холина может образовываться триметиламин, имеющий специфический вкус.
Кефалин отличается от лецитина тем, что вместо холина содержит аминоэтиловый спирт — этаноламин. Из кислот содержит стеариновую и олеиновую.
В состав сфингомиелина входят жирные кислоты, холин, фосфорная кислота и сфингозин.
В состав цереброзидов (гликолипидов) входят одна жирная кислота, сфингозин и галактоза.
Несмотря на малое содержание фосфатиды молока имеют особое значение с точки зрения физиологии питания. Они принимают участие в окислительно-восстановительных процессах в организме. В молочных продуктах фосфатиды играют роль антиоксидантов или ускорителей окисления (прооксиданты) в присутствии железа, меди и других металлов. В масле и сухих молочных продуктах фосфатиды являются антиокислителями.
Во время сбивания сливок в масло большая часть фосфатидов попадает в пахту вместе с белково-лецитиновыми оболочками жировых шариков. В масле их в два раза меньше, чем в пахте.
Стерины. Из стеринов в молоке содержится холестерин и эргостерин. В пересчете на массовую долю жира стерины составляют 0,25-0,4 %.
В молоке холестерин находится в жире (в виде истинного раствора), входит в состав оболочек жировых шариков, в виде следов обнаруживается в комплексе с белками и в плазме молока. В 100 г сливочного масла содержится 192-212 мг холестерина. Он участвует в процессах кроветворения, в регулировании обмена солей кальция и фосфорной кислоты.
Эргостерина в молоке очень мало. Он участвует в образовании оболочек жировых шариков. Под действием ультрафиолетовых лучей эргостерин превращается в витамин D.
Молочный жир изменяется под влиянием высокой температуры, света, кислорода, ферментов и микроорганизмов. Под их воздействием появляются такие пороки молока, как окисление, прогоркание, гидролизация и осаливание. Гидролиз жира осуществляется при наличии активной липазы, повышенной температуре и воздействии воды на триглицериды, которые расщепляются на глицерин и свободные жирные кислоты. Они влияют на запах и вкус молочного жира. Окисление жира может происходить как ферментативным путем под воздействием ферментов, выделяемых микроорганизмами, так и неферментативным (перекисным) в результате взаимодействия его с молекулярным кислородом, что приводит к образованию альдегидов и кетонов. Протеканию этого процесса способствует присутствие света, повышенной температуры и катализаторов. Окисление жира с образованием веществ, придающих специфический резкий прогорклый вкус и запах, называют прогорканием.
В молоке содержится некоторое количество свободных жирных кислот. Полагают, что невозможно получить молоко из вымени коров, в котором не было бы небольшого количества жирных кислот в свободном состоянии. Но их содержание в зависимости от воздействующих факторов может увеличиваться в 2-4 раза по сравнению со свежевыдоснным молоком. Это происходит в результате липолиза, который возникает из-за неправильной механической обработки сырого молока, которая приводит к разрушению оболочек жировых шариков, а также из-за наличия различных липопротеинов. Липолизу способствуют такие факторы, как длительное хранение молока при низких температурах, длительное перемешивание, гомогенизация, перепад температур и др. Молоко приобретает прогорклый неприятный привкус.
Физико-химические свойства жиров определяются свойствами и количественным соотношением входящих в их состав жирных кислот. Для их характеристики служат так называемые константы или химические и физические числа жиров. Определение чисел жира помогает контролировать качество молочного жира и его натуральность.
Жир коровьего молока отличается от жиров животных и растительных масел высоким числом омыления и числом Рейхерта — Мейссля вследствие высокого содержания низкомолекулярных кислот.
Число Рейхерта — Мейссля выражается количеством миллилитров 0,1 н раствора щелочи, требующейся для нейтрализации летучих, растворимых в воде низкомолекулярных жирных кислот (масляной, капроновой и частично канриловой), отогнанных из 5 г молочного жира. Среднее число Рейхерта — Мейссля — 25 (колеблется от 17 до 35). Оно повышается к середине периода лактации и понижается в октябре — ноябре.
Числа Рейхерта — Мейссля жира молока разных жвачных животных мало отличаются от чисел коровьего молока и равны для козьего молока 20-29, для овечьего — 27-33 и для буйволиного — 26-34. Для жира кобыльего и женского молока они значительно ниже и составляют 2-7.
Йодное число {число Гюбля) выражается количеством граммов йода, необходимого для насыщения непредельных жирных кислот, находящихся в 100 г жира. Чем больше в жире непредельных жирных кислот, тем выше йодное число (колеблется от 25 до 35). Йодное число молочного жира зависит от времени года, рационов кормления, стадии лактации, породы животного и т.д. Оно повышается летом и понижается зимой, но несколько ниже чисел большинства других жиров и масел (за исключением кокосового и пальмоядрового масел).
Йодные числа жира молока козьего, овечьего, буйволиного ничем не отличаются от чисел коровьего молока, а кобылье молоко имеет высокое йодное число (около 61) за счет более высокого содержания ненасыщенных жирных кислот.
Число омыления (число Кеттстофера) — это количество миллиграммов гидроксида калия, которое требуется для омыления 1 г жира. Для молочного жира оно равно 222-235. Такое высокое число свидетельствует о большом содержании низкомолекулярных жирных кислот. Для жира коровьего молока число омыления всегда выше 200, другие жиры и масла имеют значение ниже 200. Пальмоядровое и кокосовое масла, которыми могут фальсифицировать сливочное масло, имеют также высокие числа омыления, но число Рейхерта — Мейссля у них значительно ниже. Число омыления молочного жира козьего, овечьего, буйволиного и кобыльего молока так же, как и коровьего молока, выше 200 (232-227).
Кислотное число показывает количество едкого калия в миллиграммах, расходуемое для нейтрализации свободных жирных кислот, содержащихся в 1 г жира.
Под температурой (точкой) плавления понимают температуру, при которой жир переходит из твердого состояния в жидкое. Для молочного жира она равна 27-30 °С, по данным Дж. Кэмпбелла и Р.Т. Маршалла, может достигать 41 °С. Низкомолекулярные и ненасыщенные жирные кислоты понижают точку плавления, а высокомолекулярные насыщенные кислоты повышают ее. Жир молока коров, полученного весной и летом, имеет точку плавления ниже, чем жир зимнего молока.
Температура {точка) застывания жира — это температура, при которой жир из жидкого состояния переходит в твердое, для молочного жира она равна 18-23 °С.
Плотность — отношение массы вещества к его объему — определяют при 100 °С, а затем пересчитывают на температуру 20 °С. При 100 °С плотность молочного жира равна 863-869 кг/м3, а при 20 °С — 918-927 кг/м3