Composición química y propiedades del consumidor de la leche
La leche es el producto de la secreción normal de la glándula mamaria de la vaca. Desde el punto de vista físico-químico, la leche es un complejo sistema polidisperso en el cual el medio disperso es agua, y la fase dispersa son sustancias en los estados moleculares, coloidales y de emulsión. El azúcar de la leche y las sales minerales forman soluciones moleculares e iónicas. Las proteínas están en estado disuelto (albúmina y globulina) y coloide (caseína), grasa de la leche, en forma de una emulsión.
La composición química de la leche es inestable y depende de factores tales como la raza y la edad del animal, el período de lactancia, las condiciones de alimentación y mantenimiento, el nivel de productividad, el método de ordeño, etc.
Durante el período de lactancia (alrededor de 300 días), las propiedades de la leche tres veces cambian significativamente. La leche, obtenida en los primeros 5-7 días después del parto (el primer período), se llama calostro, en el segundo período se recibe leche ordinaria, y en el tercero (los últimos 10 a 15 días antes del parto) la del crecimiento anterior.
El calostro es consistentemente más espeso que la leche común, su color es intensamente amarillo, es salado en el sabor, tiene un olor específico. El calostro se caracteriza por un alto contenido de proteínas (hasta 11%) y sustancias minerales (hasta 1.2%), alta acidez (40-50 ° T). El calostro no se puede llevar a la planta y procesar.
La grasa de la leche se consideraba anteriormente como el componente más valioso de la leche . En la actualidad, el contenido de grasa de la leche está estrechamente relacionado con la cantidad de proteína. Por lo general, la leche con un alto contenido de grasa es diferente y una cantidad significativa de proteína. El rendimiento de la leche y el contenido de grasa aumentan con la edad del animal (hasta el sexto año), y luego disminuyen gradualmente.
El contenido de azúcar de la leche para todos los años de lactancia permanece constante.
La cantidad y composición de la leche están determinadas por el nivel de productividad y el valor total de la alimentación. Con un aumento en la dosis de proteína digerible en la dieta en un 25-30% en comparación con la norma, el rendimiento aumenta en un 10% y el contenido de grasa y proteína en la leche en un 0.2-0.3%. Al aumentar el contenido de grasa en la leche en solo un 0.1%, el país puede recibir decenas de miles de toneladas de petróleo.
Los componentes de la leche se dividen en verdaderos y extraños, y verdaderos - a básicos y secundarios, basados en el contenido de la leche.
La presencia de sustancias extrañas en la leche se debe a la quimización de la agricultura, el tratamiento de enfermedades del ganado, la contaminación del medio ambiente por las empresas y el transporte.
Componentes básicos tales como la grasa de la leche, lactosa, primos, lactoalbúmina, lactoglobulina , se sintetizan en la glándula mamaria y se encuentran solo en la leche .
En la producción, evaluación de la composición y calidad de la leche, es costumbre aislar el contenido de la fase grasa y el plasma de la leche (todos los demás componentes, excepto la grasa). Desde un punto de vista tecnológico y económico, la leche se divide en agua y una materia seca, que incluye grasa de leche y leche desnatada en polvo (SOMO).
Las mayores variaciones en la composición química de la leche se deben a cambios en el agua y la grasa; el contenido de lactosa, minerales y proteínas es constante. Por lo tanto, el contenido de SOMO se puede juzgar por la naturalidad de la leche.
Proteínas de leche
En los últimos años, se ha formado una opinión estable de que las proteínas son el componente más valioso de la leche. Las proteínas de la leche son compuestos de alto peso molecular, que consisten en aminoácidos unidos por un enlace peptídico específico de la proteína.
Las proteínas lácteas se dividen en dos grupos principales: caseínas y proteínas de suero de leche.
La caseína se refiere a proteínas complejas y se encuentra en la leche en forma de gránulos, que se forman con la participación de calcio, fósforo, etc. El tamaño de los gránulos de caseína depende del contenido de iones de calcio. Con una disminución en el contenido de calcio en la leche, estas moléculas se descomponen en complejos de caseína más simples.
La caseína en forma seca es un polvo blanco, sin sabor y olor. En la leche, la caseína se une al calcio y se presenta en forma de una sal de calcio soluble. Bajo la influencia de ácidos, sales ácidas y enzimas, la caseína se coagula y precipita, que se utiliza en la producción de bebidas de leche agria, quesos, requesón. Después de eliminar la caseína en el suero, las proteínas de suero solubles permanecen (0,6%), las principales son la albúmina y la globulina, que pertenecen a las proteínas del plasma sanguíneo.
La albúmina se refiere a proteínas simples, es muy soluble en agua. Bajo la influencia de la enzima y los ácidos de cuajo, la albúmina no se coagula y cuando se calienta a 70 ° C precipita.
La globulina , una proteína simple, está presente en la leche en un estado disuelto, coagulada por calentamiento en un medio débilmente ácido a una temperatura de 72ºC.
La globulina es el portador de cuerpos inmunes. En el calostro, la cantidad de proteínas de suero alcanza el 15%. Las proteínas de suero se utilizan cada vez más como aditivos en la producción de lácteos y otros productos, ya que son más completos en términos de la fisiología de la nutrición que la caseína, ya que contienen más ácidos esenciales y azufre. El grado de absorción de las proteínas de la leche es del 96-98%.
De las otras proteínas, la más importante es la proteína de los glóbulos grasos, que se refiere a las proteínas complejas. Los caparazones de los glóbulos de grasa consisten en compuestos de fosfolípidos y proteínas (lipoproteínas) y son un complejo lecitina-proteína.
Grasa de leche
La grasa láctea en su forma pura es un éster de un alcohol triacónico de glicerina y ácidos grasos limitantes (y / o insaturados). La grasa láctea consiste en triglicéridos, ácidos grasos libres y sustancias no grasas (vitaminas, fosfogidas) y se encuentra en la leche en forma de bolas de grasa con un diámetro de 0.5-10 micras, rodeada por una capa de proteína leptonina. La cubierta del glóbulo graso tiene una estructura compleja y composición química, tiene actividad superficial y estabiliza la emulsión de los glóbulos grasos.
En la grasa oleica predominan los ácidos oleico y palmítico, además, a diferencia de otras grasas, contiene una cantidad incrementada (aproximadamente 8%) de ácidos grasos de bajo peso molecular (volátiles) (aceitosos, caprófilos, caprílicos) que determinan el sabor específico y el olor a grasa de leche Para caracterizar la composición de ácidos grasos de la grasa láctea, se usan los números químicos más importantes: ácido, saponificación, yodo, Reicherta-Meislja y Polenske.
La grasa de la leche puede estar en estado curado (cristalino) y fundido, el punto de fluidez es de -18 a 23 ° C, el punto de fusión es de 27 a 34 ° C. La densidad de la grasa de la leche a una temperatura de 20 ° C es de 930-938 kg / m 3 . Dependiendo de las condiciones de temperatura del medio ambiente, los glicéridos de la grasa láctea pueden formar formas cristalinas, que difieren en la estructura de la red cristalina, la forma de los cristales y el punto de fusión.
Baja resistencia a altas temperaturas, rayos de luz, vapor de agua, oxígeno de aire, álcalis y soluciones ácidas, la grasa de la leche bajo su influencia es hidrolizada, sedimentada, oxidada y rancia.
Además de las grasas neutras, la leche contiene sustancias grasas : fosfátidos (fosfolípidos), lecitina y cefalina y esteroles, colesterol y ergosterol.
El valor energético de 1 g de grasa láctea es de 9 calorías, la digestibilidad es del 95%.
Azúcar de leche
Azúcar de leche (lactosa) C 12 H 22 O 11 , en la nomenclatura actual de hidratos de carbono pertenece a la clase de oligosacáridos. Este disacárido juega un papel importante en la fisiología del desarrollo de los organismos vivos, ya que es prácticamente el único carbohidrato obtenido por los mamíferos recién nacidos con los alimentos. Lactosa es digerida por la enzima lactasa, actúa como una fuente de energía y regula el metabolismo del calcio.
En el estómago humano, la enzima lactasa se detecta ya en el tercer mes de desarrollo fetal, y el contenido de cafeína es suficiente durante toda la vida si la leche se incluye constantemente en la dieta.
La lactosa existe en formas isoméricas de α y β que poseen diferentes propiedades físicas. La leche está dominada por α- lactosa, que le da a la leche un sabor dulce, es fácilmente absorbida por el cuerpo, pero no muestra propiedades bifidogénicas pronunciadas (no es un regulador de los procesos microbiológicos).
En comparación con la sacarosa, la lactosa es menos dulce y menos soluble en agua. Si tomas la dulzura de la sacarosa por 100 unidades, entonces la dulzura de la fructosa será de 125 unidades, glucosa - 72 unidades y lactosa - 38 unidades.
La solubilidad de la lactosa 16.1% a 20 ° C es 30.4% a 50 ° C, 61.2% a 100 ° C, mientras que la solubilidad de la sacarosa a estas temperaturas es 67.1, respectivamente; 74.2 y 83%.
La lactosa es la principal fuente de energía para las bacterias de ácido láctico, que la fermenta para glucosa y galactosa y luego para ácido láctico. Bajo la influencia de la levadura de leche, los productos finales de la descomposición de la lactosa son principalmente alcohol y dióxido de carbono.
La peculiaridad de la lactosa es una absorción lenta (digestión) de las paredes del estómago y los intestinos. Al llegar al intestino grueso, estimula la actividad vital de las bacterias que producen ácido láctico, lo que suprime el desarrollo de la microflora putrefacta.
Además de la lactosa en la leche, pequeñas cantidades de otros azúcares, especialmente amino azúcares, están asociados con proteínas y actúan como estimuladores del crecimiento de microorganismos.
El valor energético de 1 g de carbohidratos (lactosa) es de 3.8 kcal. La digestibilidad del azúcar de la leche es del 99%.
Sustancias minerales (sales de leche)
Se entiende por sustancias minerales los iones metálicos, así como las sales de ácidos orgánicos e inorgánicos de la leche. En la leche contiene aproximadamente 1% de sustancias minerales. La mayoría de ellos son sales ácidas y medianas de ácido fosfórico. De las sales de ácidos orgánicos, existen principalmente sales de caseína y ácidos cítricos.
Las sustancias minerales están contenidas en todos los tejidos del cuerpo, participan en la formación de los huesos , mantienen la presión arterial osmótica, son una parte integral de las enzimas, las hormonas.
Las sales de leche y los microelementos junto con otros componentes básicos determinan el alto valor biológico de la leche. El exceso de sales causa una violación del sistema coloidal de proteínas, como resultado de lo cual precipitan. Esta propiedad de la leche se utiliza para acelerar la coagulación de proteínas en la producción de queso cottage y quesos.
Dependiendo de la concentración en la leche, las sustancias minerales se dividen en macro y microelementos. El contenido de macronutrientes en la leche depende de la raza de las vacas, la etapa de la lactancia, sus valores promedio se dan en la Tabla. 1.1.
El niño 1.1. Macroelementos de leche de vaca
Elemento macro | Na | Para | Ca | Mg | p | CI- | S0 4 - | HCO 3 - | Citrato |
Contenido promedio, mg / 100 g | 50 | 145 | 120 | 13th | 95 | 100 | 10 | 20 | 175 |
Los microelementos están presentes en la leche en forma de iones y son sustancias vitales. Son parte de muchas enzimas, activan o inhiben su acción, pueden ser catalizadores de transformaciones químicas de sustancias que causan diversos defectos de la leche. Por lo tanto, la concentración de microelementos no debe exceder los valores permitidos. La composición promedio de microelementos de la leche se presenta en la Tabla. 1.2.
Tabla 1.2. Composición de microelementos de leche de vaca
Microelemento | Fe | Yo | Co | Mn | Cu | Zn | Sn | F | Al |
Contenido promedio, mcg / 100 g | 67 | 4 | 0.8 | Sexto | 12º | 400 | 13th | 20 | 50 |
El cuerpo humano tiene una gran demanda de oligoelementos como hierro, cobre, cobalto, zinc y yodo. Un organismo infantil en crecimiento necesita especialmente calcio, fósforo, hierro, magnesio.
Características de la composición de la leche de diversos animales de granja
En los alimentos y para el desarrollo de varios productos lácteos, no solo se usa la leche de vaca, sino también la leche de varios otros animales de granja. Entonces, el queso de alta calidad se obtiene de leche de oveja, koumiss, de yegua. La composición química promedio de los componentes principales de la leche de los animales de granja se muestra en la Tabla. 1.5.
Tabla 1.5. Características de la leche de animales de diversas especies
Tipo de leche | Contenido,% | Acidez, ° T | ||||
sustancias secas | grasa | proteína | lactosa | cenizas | ||
Vaca | 12.7 | 3.8 | 3.5 | 4.7 | 0.7 | 16 |
Cabra | 13.7 | 4.4 | 3.3 | 4.9 | 0.8 | 15º |
Oveja | 17.9 | 6.7 | 5.8 | 4.6 | 0.8 | 25 |
La yegua | 10.1 | 1.0 | 2.1 | 6.7 | 0.3 | Sexto |
Burro | 10.4 | 1.6 | 2.2 | 6.0 | 0.5 | Noveno |
Buffalo | 17.8 | 7.5 | 4,5 | 5.0 | 0.8 | 20 |
Camello | 13.7 | 4,5 | 3.5 | 5.0 | 0.7 | 15º |
Leche de Zebu | 16.7 | 7.7 | 4.3 | 3.6 | 0.8 | - |
Reno | 36.7 | 22.5 | 10.3 | 2.5 | 1.4 | - |
La leche de cabra es la más cercana a la vaca en cuanto a composición y propiedades. Se caracteriza por un sabor dulce y olor característico. En la leche de cabra, más grasa, calcio, fósforo y grasa láctea tienen una mayor dispersidad.
La leche de oveja es blanca con un tinte grisáceo, que se explica por la falta de caroteno, aunque el contenido de vitamina A es significativo.
La leche de yegua tiene un sabor y un olor dulce, ligeramente ácido, más viscoso, blanco con un tono azulado de color. En comparación con la leche de vaca, contiene menos grasa, proteínas, minerales, albúmina y globulina que predominan en sus proteínas. La leche es rica en vitaminas, especialmente vitamina C (5-7 veces más que en la leche de vaca). La leche de la yegua tiene un efecto bactericida. La grasa en la leche de yegua está más dispersa que en la leche de vaca.
La leche de burra por composición química, indicadores organolépticos es ligeramente diferente de la yegua.
La leche del asno, cuando está doblada, forma un coágulo floco, tiene un alto valor biológico y pertenece a productos alimenticios terapéuticos.
La leche de búfalo tiene un sabor y olor agradables, más viscoso que la leche de vaca, debido al contenido significativo de grasa y SOMO.
La leche de camello se caracteriza por un sabor dulce, una consistencia viscosa, un mayor contenido de sales fosfóricas y de calcio.
Propiedades organolépticas y fisicoquímicas de la leche
La leche, obtenida de animales de granja sanos, se caracteriza por ciertas características organolépticas (sabor, olor, color, consistencia) y fisicoquímicas (acidez titulada y activa, densidad, viscosidad, tensión superficial, presión osmótica, punto de congelación y ebullición, conductividad eléctrica , constante dieléctrica, refracción).
Al cambiar las propiedades organolépticas y fisicoquímicas, uno puede juzgar la calidad de la leche. Factores como la enfermedad animal, el cambio de la dieta de alimentación, el almacenamiento de leche en condiciones adversas, la falsificación, etc., contribuyen a disminuir la calidad de la leche y cuestionan la posibilidad de su uso como materia prima para la producción de otros productos alimenticios.
De acuerdo con la leche estándar, las materias primas deben tener una consistencia uniforme sin precipitación y escamas, blancas (con un tinte amarillo débil), sin sabores y olores, no son características de un producto fresco natural.
El color blanco y la opacidad de la leche se deben al hecho de que la luz que llega a la leche se disipa por partículas de proteínas coloidales y bolas de grasa. La presencia de un tono amarillento en la leche depende de la presencia de caroteno disuelto en la grasa. Un sabor dulzón característico débilmente expresado está determinado por sustancias tales como lactosa, cloruros, ácidos grasos y grasa. El olor inherente en la leche es causado por la presencia de algunos compuestos volátiles (acetona, ácidos grasos volátiles, sulfuro de dimetilo, etc.).
La acidez total (valorable) es el indicador más importante de la frescura de la leche y refleja la concentración de las partes constituyentes de la leche que son ácidas. Se expresa en grados de Turner ° T y con la leche cocida es de 16-18 ° T. Los principales componentes de la leche, que determinan la acidez valorable, son las sales ácidas de ácido fosfórico de calcio, sodio, potasio, sales de ácido cítrico, dióxido de carbono, proteínas. La proporción de proteínas en la creación de la acidez titulable de la leche es de 3-4 ° T. Al almacenar leche, la acidez titulada aumenta debido a la formación de lactosa a partir de lactosa.
El pH activo es uno de los indicadores de la calidad de la leche y está determinado por la concentración de iones de hidrógeno. Para leche fresca, el pH está entre 6.4 y 6.8, i.е. la leche tiene una reacción ligeramente ácida.
El pH depende del estado coloidal de las proteínas de la leche, el desarrollo de la microflora útil y dañina, la estabilidad térmica de la leche, la actividad de las enzimas.
La leche tiene propiedades tampón debido a la presencia de proteínas, gilrofosfatov, citratos y dióxido de carbono. Esto se demuestra por el hecho de que el pH de la leche no cambia con un cierto aumento en la acidez valorable. Bajo la capacidad de amortiguación de la leche se entiende la cantidad de ácido o álcali 0,1 N necesaria para cambiar el pH del medio en 1 unidad. Con la formación de ácido láctico, el equilibrio entre los sistemas de tampón individuales cambia y el pH disminuye. El ácido láctico también disuelve el fosfato de calcio coloidal, lo que conduce a un aumento en el contenido de hidrofosfatos titulados y un aumento en el efecto del calcio sobre el resultado de la titulación.
La densidad de la leche es la relación entre la masa de leche a una temperatura de 20 ° C y la masa del mismo volumen de agua a una temperatura de 4 ° C. La densidad de la leche de vaca está en el rango de 1027-1032 kg / m 3 . La densidad de la leche afecta a todos los componentes, pero ante todo a la sustancia desnatada en seco (proteínas, minerales, etc.) y a la grasa. Con el desengrase, la densidad de la leche aumenta, la dilución con agua conduce a una disminución de la densidad. Cuando se agrega agua a la leche en una cantidad del 10%, la densidad disminuye en 0.003 unidades, por lo que puede estar dentro del rango de las fluctuaciones de la densidad de la leche. La verdadera falsificación (dilución con agua) puede determinarse por densidad, si se agrega 15% de agua.
La presión osmótica de la leche es bastante cercana a la presión sanguínea osmótica y es de aproximadamente 0.66 MPa. El papel principal en la creación de la presión osmótica es jugado por el azúcar de la leche y ciertas sales. La grasa en la creación de la presión osmótica no participa, la proteína tiene un papel insignificante. La presión osmótica de la leche es favorable para el desarrollo de microorganismos.
La temperatura de congelación de la leche (temperatura crioscópica) está estrechamente relacionada con su presión osmótica y en las vacas sanas prácticamente no cambia. Por lo tanto, a la temperatura crioscópica, es posible juzgar de manera confiable la falsificación de leche. La temperatura crioscópica de la leche está por debajo de cero y en promedio es de -0.54 ° C. Cuando se agrega agua a la leche, aumenta su punto de congelación (1% de agua añadida aumenta la temperatura de congelación de la leche natural en 0.006 ° C).
La viscosidad de la leche es casi 2 veces la del agua y a 20 ° C para diferentes tipos de leche es (1.3-2.1) 10 -3 Pa * s. El efecto más poderoso sobre el índice de viscosidad es la cantidad y la dispersión de la grasa de la leche y el estado de las proteínas.
La tensión superficial de la leche es aproximadamente un tercio menor que la del agua, y es de 4.4-10 -3 N / m. Depende principalmente del contenido de grasa, proteínas. Las sustancias proteicas reducen la tensión superficial y promueven la formación de espuma.
Las propiedades ópticas están expresadas por el índice de refracción, que para la leche es 1.348. La dependencia del índice de refracción del contenido de sólidos se usa para controlar SOMO, proteínas y determinar el índice de yodo mediante estudios refractométricos.
La constante dieléctrica de la leche y los productos lácteos está determinada por la cantidad y la energía del enlace de humedad. Para el agua, la constante dieléctrica es 81, para la grasa de la leche es 3.1-3.2. Mediante la constante dieléctrica, se controla el contenido de humedad del aceite y los productos lácteos secos.
El índice de refracción de la leche a 20 ° C es 1.3340-1.3485. Está determinado por el índice de refracción del agua 1,3329 y la presencia de un residuo seco sin grasa (SOMO), más precisamente, lactosa, caseína y otras proteínas, sales minerales y otras sustancias. A este respecto, el índice de refracción, que se mide con un refractómetro, controla la fracción de masa de SOMO, proteínas y lactosa.
El punto de ebullición de la leche es 100.2 ° C.