Биохимия молока и мяса

Министерство сельского хозяйства

Российской Федерации

ФГОУ ВПО,, Воронежский государственный аграрный университет им. К.Д. Глинки,,

Кафедра биохимии и микробиологии.

Контрольная работа

По биохимии молока и мяса.

                                                                    Выполнила: студентка 3 курса

                                                                    Острецова Наталья Алексеевна

                                                                    Шифр: 09017

                                                                    Проверила: доцент Ухина

                                                                    Елена Юрьевна

Воронеж 2011.

Содержание:

1. Биохимические процессы при производстве сыра.                              стр 3

2. Пищевая ценность крови.                                                                        стр 11

3. Используемая литература.              стр 16

Биохимические процессы при производстве сыра.

             Молочным продуктам, учитывая их биологическую ценность, отводится первостепенная роль в организации правильного питания населения. Среди молочных продуктов сыр занимает особое место. Это концентрированный, легкоусвояемый белковый продукт, обладающий хорошими органолептическими свойствами. Пищевая ценность сыра обусловлена высокой концентрацией в нем белков, жиров, незаменимых аминокислот, солей кальция и фосфора, необходимых для нормального развития организма человека. До XIX в. Сыроделие почти целиком зависело от местных условий. Состав кормов и порода домашних животных обуславливали биохимический и микробиологический состав молочного сырья, а климатические условия и традиции в технологии определяли, какими будут сыры, изготавливаемые в конкретной местности. Так появились и сохранили свои отличительные признаки сыры: эмментальский, гауда, костромской, голландский, круглый, степной, рокфор, эдамский, латвийский, чеддер, пармезан, сулугуни. грузинский, ченах и др. В XX в. появилась возможность управлять процессами получения молока с заданными биохимическими и технологическими показателями, подбирать и консервировать специальные бактериальные закваски, осуществлять разнообразные физико-химические и биологические приёмы обработки сырья, а также промежуточных продуктов. В результате появилось большое количество новых разновидностей сыров. В настоящее время ассортимент сыров, насчитывающий около 600 наименований, продолжает увеличиваться.

Основные компоненты, входящие в состав сыра.

Белки. Белки являются необходимым и наиболее ценным компонентом любого сыра. В сырах, в зависимости от количества сухих веществ и технологии, содержится от 11 до 33% белка.В твёрдых сырах для формирования типичной консистенции должно быть не менее 24% белков. В большинстве сычужных сыров их больше, чем в мясе (20%). Они обладают более высокой биологической ценностью, чем растительные белки, а благодаря большому содержанию лизина повышают биологическую ценность хлеба и мучных изделий, дефицитных по лизину. Ежедневное потребление 0.5л молока и 50г твёрдого сыра покрывают потребность организма в незаменимых аминокислотах. Молочные белки особенно нужны при воспалении слизистой поверхности и язве желудка, заболеваниях печени, желчного пузыря. Они содержат большое количество фосфолипидов, которое требуется для роста поэтому незаменимы в питании детей и подростков. Белки сыра представляют собой результат расщепления казеина, значительная часть которого (от 20 до 30% в зависимости от вида сыра) претерпевает определённые изменения в процессе созревания сыра. Казеин становится растворимым, превращается в олигопептиды и аминокислоты под действием целого ряда ферментов, состав которых изменяется в зависимости от микрофлоры, придавая готовому продукту окончательную консистенцию и вкус. В сычужные сыры переходит около 95% казеина, или 74-80% белков молока. Сывороточные белки в сычужных сырах составляет 2-3% общего содержания белка, в молоке - около 20%

Липиды. Жиры, в отличие от казеина, не являются необходимым компонентом сыров: их вырабатывают как из цельного, так и из обезжиренного или частично обезжиренного молока. Однако сыры с низким содержанием жира имеют грубую консистенцию и слабовыраженный сырный вкус и аромат. Хорошо выраженный вкус и аромат чеддера, например, формируется при наличии не менее 40% жира в сухом веществе. Имеется тесная связь между содержанием в зрелых сырах свободных жирных кислот - продуктов липолиза, происходящего во время созревания под действием микробных энзимов, его вкусом и ароматом. В сычужных сырах жиры составляют 18-30% общей массы. Сычужные сыры с содержанием жира в сухом веществе не более 30% называют полужирным. Ещё более низкое содержание жира в свежих сырах, не подвергающихся созреванию, что обусловлено высокой их влажностью. Увеличение влажности свежих сыров обеспечивает достаточно нежную их консистенцию при относительно невысоком содержании жира и незначительном расщеплении белков. Сыры из обезжиренного молока чаще всего используют для кулинарных целей и как сырьё для плавления. Жиры обусловливают высокую энергетическую ценность полножирных сыров. Коэффициент перевариваемости жиров в различных сырах равняется 88-94%.Содержание насыщенных жирных кислот в сырах составляет 46,9-64,8% от их общего содержания, что намного выше рекомендуемых медициной нормативов в рационе питания. Снижение содержания жира в сырах допускается только при максимальном сохранении органолептических свойств, иначе снизится конкурентоспособность сыров. Снижение содержания жира в твёрдых сырах делает вкус менее выраженным, а консистенцию - излишне твёрдой или грубой. Для повышения качества низкожирных сыров используют несколько путей: модифицируют технологию, применяют нетрадиционные виды и штаммы бактерий, ускоряющих протеолиз, протеолитические или липолитические энзимы, добавляют в молоко имитаторы или заменители молочного жира .

Молочный сахар Молочный сахар играет важную роль в сыроделии. Однако при оценке сыропригодности молока не приводятся данные о его содержании. Это обусловлено тем, что колличество молочного сахара в молоке намного превышает потребность в нем для выработки любого вида сыра. Под действием ферментов молочнокислых бактерии в сырах он подвергается молочнокислому, пропионовокислому, а в некоторых случаях маслянокислому брожению.

Молочная кислота В сырах, в зависимости от вида, содержится от 0,2 (Камамбер) до 1.5% (Российский, чеддер) молочной кислоты в виде L1(+)- и Д(-)- изомеров. Доля Д(-) вирируется от 4-14% (свежие сыры) до 10-50% (созревшие сыры). Содержание Д(-)- изомера в пище может оказать отрицательное влияние на здоровье детей до одного года, для других возрастов ограничений по содержанию этого изомера молочной кислоты в пище нет.

Микроэлементы. Содержание микроэлементов в молоке сравнительно мало изучено. Между тем многие из них (кобальт, медь, марганец, железо, цинк, йод, молибден и никель), обладая высокой биологической активностью, имеют большое значение почти для всех процессов производства сыров. Содержание различных микроэлементов в молоке не постоянно и в значительной степени зависит от таких факторов, как минеральный состав почвы, воды, кормов, климата, породы животных, время, обменных процессов в организме животных и т.д. Наибольшие колебания наблюдаются в содержании железа, меди, цинка, магния, кобальта. Микроэлементы играют большую роль для жизнедеятельности микроорганизмов, участвующих в процессе производства сыра. Среди них в первую очередь следует отметить медь, марганец, молибден, кобальт, цинк, железо, йод. Они участвуют в ферментативных реакциях, протекающих в клетках бактерий. Чем больше образуется микробной массы, тем больше микроэлементов требуется для ее создания. Установлено, что кобальт и цинк влияют на увеличение энергии кислотообразования в заквасках даже при удалении из молока железа. Для развития микроорганизмов и стимулирования их жизнедеятельности необходимо использовать не отдельные микроэлементы, а их смеси. Исследование микроэлементного состава молока коров разных сыродельческих районов показало, что оно различно по содержанию микроэлементов. Для улучшения технологических свойств молока, бактериальных заквасок, сгустка, повышения качества сыров необходимо обогащать перерабатываемое молоко микроэлементами.

Витамины. Витамины, как и белки, являются незаменимыми веществами в питании. Содержание в сыре жирорастворимых витаминов, главным образом А и Д, а также витамина Е1 непосредственным образом связано с содержанием в продукте липидов, которое может колебаться в пределах от 0 (в некоторых свежих сырах) до 70%, в продуктах, обогащенных сливками). Что касается содержания в сыре водорастворимых витаминов, то в зависимости от вида сыра оно может быть различным. Дело в том, что в этом случае действует два противоположных фактора: потери, происходящие при выделении сыворотки, и обогащение в процессе созревания. Так, витамины группы В значительной степени уносятся с сывороткой (в сгустке остаётся не более 25% этих витаминов), а витамин С удаляется полностью. Своеобразной компенсацией этой потери служит синтез бактериальной и грибной микрофлорами сыра нескольких витаминов группы В: в готовом сыре отмечается повышенное содержание рибофлавина, пантотеновой кислоты, витамина В6 и фолиевой кислоты; в некоторых случаях речь идёт также о витаминах В1 и В12. И напротив, иногда отмечается снижение содержания некоторых витаминов, например, фолиевая кислота потребляется в пищу бактериями на завершающем этапе созревания сыра.

Теоретические основы производства сыра.

Сычужное свертывание молока. Наиболее важный процесс при изготовлении сыра – свертывание молока сычужным ферментом. От скорости образования, структурно-механических и синеретических свойств сычужного сгустка зависят консистенция, внешний вид и другие показатели сыра. Сычужное свертывание молока проходит две стадии: ферментативную и коагуляционную. На первой стадии под действием сычужного фермента происходит разрыв чувствительной к нему пептидной связи фенилаланин-метионин (Фен - Мет) в полипептидной цепи c-казеина. В результате этого c-казеин распадается на нерастворимый (чувствительный к ионам кальция) пара-c-казеин и растворимый гликомакропептид. Гликомакропептиды c-казеина имеют высокий отрицательный заряд и обладает сильными гидрофильными свойствами. При их отщеплении от c-казеина снижается электрический заряд на поверхности казеиновых мицелл (с постепенным приближением к изоэлектрическому состоянию), частично теряется гидратная оболочка, в результате чего снижается устойчивость казеиновых мицелл и они коагулируют, т.е наступает вторая стадия коагуляции. Механизм второй стадии сычужного свертывания окончательно не установлен. Известно, что клагуляция белков наступает лишь после расщепления 80-90% c-казеина, находящегося на поверхности мицелл. Далее дестабилизированные казеиновые (точнее, параказеиновые) частицы сначала образуют агрегаты и цепочки. При достижении “критических” размеров цепочки соединяются между собой продольными и поперечными связями и образуют сплошную пространственную сетку, в петлях (ячейках) которой заключена дисперсионная среда.                                                                                                                                                   Однако характер связей, возникающих при агрегировании дестабилизированных мицелл, до конца не выяснен. По мнению ученых, это могут быть силы гидрофобного взаимодействия неполярных групп пара-c-казеина (а также a- и b-казеина) или кальциевые мостики, образующиеся в результате присоединения ионов кальция к серинфосфатным группам a- и b-казеина двух или более сблизившихся параказеиновых мицелл. На процесс сычужного свертывания и качество образующихся сгустков влияют состав и свойства молока, режим пастеризации, активность и состав бактериальной закваски и сычужного фермента, температура свертывания, доза хлорида кальция и т.д.                                                       В образовании сычужного сгустка кроме казеина, по-видимому, уча­ствуют денатурированные сывороточные белки и жировые шарики. Являясь более крупными частицами, они выступают центрами коагуляции казеина, вокруг которых начинает формироваться пространственная сетка. Поэтому добавление к молоку сывороточных белков ускоряет сычужное свертывание белков молока. Однако сывороточные белки замедляют синерезис сгустка, поэтому необходимо применять меры, усиливающие обсушку сырного зерна. Агрегация казеиновых мицелл и формирование пространственной белковой сетки происходят за счет различных связей, причем большую роль в упрочнении всей системы выполняют ионы кальция, образующие кальциевые мостики. При пониженном содержании кальция молоко свертывается медленно, и получается дряблый, трудно поддающийся Дальнейшей обработке сгусток (или он вовсе не образуется). Оптимальным содержанием кальция в молоке считается 125—130 мг%

Физико-химические и биохимические механизмы образования сгустка                          Сырная масса перед созреванием должна содержать оптимальное количество влаги, иметь определенные рН и структурно-механические свойства (связность, твердость и т. д.). Эти показатели зависят от интенсивности прохождения физико-химических и биохимических процессов во время обработки сгустка, формования, прессования, посолки сыра.          Важной операцией при изготовлении сыра является обработка сгустка. Цель ее состоит в том, чтобы удалить из сгустка избыток сыворотки и оставить такое ее количество, которое необходимо для дальнейшего течения биохимических процессов и получения сыра определенного типа и качества. Изменяя содержание сыворотки в сырном зерне, регулируют микробиологические процессы при созревании сыра. Чем больше удаляется сыворотки и с ней молочного сахара, тем медленнее протекают эти процессы, и наоборот. Каждый вид сыра должен содержать оптимальное количество сыворотки в сырной массе. При выработке твердых сыров объем удаляемой сыворотки должен быть больше, чем при производстве мягких сыров.                                                                                                                    На скорость и степень выделения сыворотки влияют следующие фак­торы: состав молока, пастеризация, кислотность и др.                                                                                                                    Состав молока, а именно количество в молоке жира и растворимых солей кальция, по-разному влияет на содержание влаги в сырной массе. Мелкие жировые шарики не препятствуют выделению из сгустка сыворотки, легко выходят из него и представляют собой основную массу потерь жира при производстве сыра. Крупные жировые шарики могут закупоривать капилляры и задерживать отделение сыворотки. Следовательно, чем жирнее молоко, тем хуже его сгусток выделяет влагу. Растворимые соли кальция (до определенного предела) способствуют получению плотного сгустка и быстрому выделению из него сыворотки. При недостатке в молоке солей кальция, как правило, образуется дряблый сгусток, из которого плохо удаляется влага.                                    Пастеризация молока изменяет Физико-химические свойства белков и солей (денатурируют сывороточные белки, повышается гидрофильность казеина и т.д.). Поэтому сгусток, полученный из пастеризованного молока, при прочих равных условиях обезвоживается медленнее, чем сгусток из сырого молока.                                              Кислотность молока и сырной массы является решающим фактором, влияющим на выделение сыворотки из сырной массы. Молочнокислый процесс, начавшийся в исходном молоке, активно продолжается во время свертывания и обработки сырной массы. При этом количество молочнокислых бактерий в сырном зерне значительно выше, чем в сыво­ротке. Накопившаяся в сырном зерне молочная кислота снижает элект­рический заряд белков и тем самым уменьшает их гидрофильные свойства. Белки легко отдают влагу (дегидратируют) и сгусток интенсивно обезвоживается, поэтому сгусток, полученный из зрелого молока, легче отдает сыворотку, чем сгусток из свежего молока. Однако молоко с излишне высокой кислотностью образует сгусток, быстро выделяющий сыворотку, что приводит к сильному обезвоживанию сырной массы. Следовательно, для получения сырной массы нормальной влажности необходимо иметь молоко оптимальной зрелости (кислотности). Для выработки мягких сыров кислотность перерабатываемого молока должна быть выше, чем для твердых. Удаление сыворотки из сгустка регулируют специальными приемами. К ним относится измерение температуры сырной массы и кислотности сыворотки, а также механические воздействия (разрезка сгустка, вымешивание сырного зерна). Для каждого вида сыра установлены определенный размер сырных зерен, температура второго нагревания, интенсивность и продолжительность вымешивания.                                                                                                                     Характеристика микроорганизмов, используемых в процессе созревания сыра.              В производстве сыра молочнокислой микрофлоре принадлежит первостепенное значение. Она сбраживает лактозу в молочную кислоту, создает условия для дальнейшего ферментативного преобразования сырной массы. Главными возбудителями молочнокислого брожения в молоке и сыре являются молочнокислые бактерии, культуры которых в условиях пастеризации молока стали основными факторами производства сыра. Культуры подбирают с учетом создания многоштаммовой закваски, при этом принимают во внимание высокую энергию кислотообразования, устойчивость культуры к фагам и их симбиотические взаимоотношения. Энергии кислотообразования придают большое значение, т.к. образующаяся молочная кислота подавляет жизнедеятельность посторонней микрофлоры и тем самым содействует получению высококачественного продукта.     Формирование каждого вида сыра обусловливается, по существу, качественным и количественным составом микрофлоры. Ферментные системы микроорганизмов, внесенных с бактериальными заквасками, составляющими микрофлору сыра, вызывают очень сложные биохимические процессы, вследствие чего он созревает, приобретая при этом характерные органолептические свойства, присущие данному виду сыра. Технологические приемы, применяемые при производстве сыров (разная степень зрелости молока, температура свертывания и второго нагревания, размеры сырного зерна, степень обезвоживания сырной массы и пр.), сводятся в конечном итоге к созданию оптимальных условий для определенных групп микро­организмов.                                                                  С целью получения сыров высокого качества, особенно в случаях недостаточной степени зрелости, в сырое молоко часто вносят некоторое количество желательных видов молочнокислых бактерий. Особенно это практикуется при производстве швейцарского сыра из сырого молока. Обычно при этом вносят чистые культуры молочнокислых палочек — 0,1-0,2% и в очень небольшом количестве - пропионовокислых бактерий (1 мл на 1т молока).                                                                                                                                  При использовании пастеризованного молока единственным источником микрофлоры, участвующей в созревании сыра, является закваска, приготовленная на чистых культурах молочнокислых бактерий. Остаточная микрофлора при тщательной пастеризации не может иметь существенного значения в этом процессе. Поэтому выбор культур и составление заквасок является ответственейшим моментом в технологии и формировании желательного вида сыра.                                                                                                                       До настоящего времени при составлении заквасок принимались во внимание, помимо вида бактерий, энергия кислото- и ароматообразования, а в последнее время учитывают и протеолитическую способность штаммов молочнокислых бакте­рий. Составляют многоштаммовые закваски двух видов — для мелких и крупных сыров. В настоящее время закваски составляют пока по старому способу, т. е. принимают во внимание видовую принадлежность молочнокислых бактерий.                                                                    В сыроделии в качестве бактериальной закваски используют чистые культуры стрептококков и палочек. Из стрептококков применяют Str. lactis, Str. kremorps, Str.diacetilactis и Leuconostoc acetonicus. Первые две культуры — кислотообразователи, а последние из перечисленных выше, кроме того, сбраживают лимонную кислоту, при этом образуются ароматическое вещество диацетил и газы. Для крупных сыров (швейцарского и советского) применяют обычно две закваски, первую составляют из стрептококков, а вторую — из молочнокислых палочек хельветикум и термофильных стрептококков. Помимо этого, часто: прибавляют также пропионовокислые бактерии. В закваски вносят несколько штаммов одного и того же вида бактерий, чтобы в зависимости от биологических свойств молока развивались те микроорганизмы, которые более приспособлены к данным условиям.                                                                                Микрофлора молока должна содержать четыре основных группы мокроорганизмов: молочнокислые палочки, молочнокислые стрептококки, микрококки и немолочнокислые палочки.                                                                                                                                               Первая группа принадлежит к стрептобактериям, факультативным анаэробам. Все они выдерживают нагревание в течение 30мин при 60 °С и даже при 65 °С. Ни один из штаммов не растет при температуре 10-12 °С. Оптимальная температура роста 45-50 °С. В этих условиях они свертывают молоко через 13-14ч и через 24ч образуют 1,39-1,49% молочной кислоты (155-166 °Т). Все культуры дают плотный сгусток, без газообразования и пептонизации. Штаммы этих культур хорошо сбраживают глюкозу, галактозу, лактозу, сахарозу, мальтозу, левулезу, декстрин и не сбраживают маннит, арабинозу и сорбит.         Молочнокислые стрептококки представляют собой кокки и диплококки с выраженными свойствами термофильных факультативных анаэробов. Они выдерживают нагревание в течение 60-90мин при 60 и даже 65С. Не растут при температуре 10-12С. Сбраживают глюкозу, галактозу, лактозу, сахарозу, мальтозу, рафинози и декстрины; не сбраживают манит, арабинозу, сорбит, глицерин и крахмал. Не имеют катализной системы, не восстанавливают нитратов, не образуют ацетона и сероводорода. Не обладают способностью образовывать газ и пептонизировать молоко.                                        Микрококки представляют собой организмы со сравнительно малыми аэробными признаками. Эта группа бактерий менее термоустойчива по сравнению с двумя предыдущими, но она хорошо развивается при температуре 10-12С. Отдельные штаммы силно отличаются по сбраживанию углеводов, причем некоторые из сахаров потребляются культурами с образованием кислот, другие же используются без изменения реакции среды. Свертывание молока наступает через 72-96 ч, а некоторые штаммы совсем не обладают этой способностью.