Молоко: пищевая ценность, переработка, потребление

О полезности продуктов, вырабатываемых из молока, мы все наслышаны еще с детства, однако далеко не каждый человек имеет достаточное представление о той роли, которую они играют в жизнедеятельности нашего организма.

Пожалуй, никто не станет отрицать того, что мы просто не задумывается о достоинствах молочной продукции. И в самом деле, выпивая стакан молока или съедая творожный сырок, не думаем же мы о их составе и полезности.

И все же каждому человеку надо проникнуться сознанием того, что молоко занимает исключительное место в нашем питании, что без молочных продуктов наш рацион был бы обеднен, лишен многих ценных и дефицитных веществ и, наконец, что молочная пища — обязательная и непременная часть нашего питания. Вот почему информация о полезных свойствах молока и продуктов из него необходима каждому потребителю этой продукции.

Итак, что же представляет собой молоко, эта секреторная жидкость, выделяемая молочными железами млекопитающих животных и предназначенная для вскармливания молодняка? С точки зрения питания — это уникальный по пищевой ценности и значению для организма природный продукт, который человек в процессе сознательной деятельности приспособил для своих нужд.

За высокую пищевую ценность молоко называют «элексиром жизни», «белой кровью», «даром природы», а И. П. Павлов назвал его изумительной пищей, приготовленной самой природой, и отметил, что оно занимает «исключительное положение между сортами человеческой еды».

Молоко и продукты, получаемые из него, — пища не только изумительная по своей усвояемости и полезности, но она еще и универсальна, и разнообразна, и повседневна. Универсальна потому, что, во-первых, содержит почти все необходимые организму вещества, которые к тому же благоприятно сбалансированы, и во-вторых, в одинаковой степени необходима детям и взрослым, больным и здоровым. Разнообразна потому, что насчитывает многие десятки видов и наименований продуктов. Повседневна потому, что употребляется изо дня в день.

Молочные продукты обладают еще и лечебными свойствами и успешно применяются в лечебно-профилактическом и диетическом питании.

Если все необходимые организму и находящиеся в продуктах питания вещества разделить (условно, разумеется) на энергетические, удовлетворяющие потребности в энергии, пластические, из которых «строятся» клетки и ткани, и регуляторные, участвующие в обменных процессах, то придется отметить, что в молоке содержатся как первые (углеводы и отчасти жир), так и вторые (белковые и минеральные вещества) и третьи (микроэлементы, витамины, ферменты).

Ценность молока как продукта питания характеризуют следующие факторы: богатейший и благоприятно сбалансированный состав компонентов, высокая усвояемость всех пищевых веществ молока.

По своему химическому составу молоко — уникальный продукт питания, так как в нем содержатся все те вещества, без которых организм человека не может нормально развиваться. В молоке уже сейчас насчитывается свыше 200 различных веществ, а ведь исследования продолжаются.

Для промышленной переработки у нас в наибольших количествах используется молоко коровье, среднее содержание основных веществ которого приведено ниже.

Составные части молока

Среднее содержание, %

Конечно, кроме этих основных в молоке содержатся и другие вещества: кислоты, витамины, ферменты и т. д. О некоторых из них речь пойдет дальше. Сначала более подробно рассмотрим значение и свойства основных компонентов молока.

Исходя из современных представлений о питании и из анализа фактического потребления пищевых веществ, наиболее дефицитной составной частью пищи сегодня являются белки, особенно белки полноценные, а это, как правило, белки животного происхождения. Поэтому и рассмотрение составных частей молока целесообразнее всего начать именно с белков.

Суммарное содержание белков в молоке (мы будем вести речь только о коровьем молоке) составляет в среднем 3,2%. Белки молока неоднородны. Они состоят из казеина, альбумина и глобулина. Содержание казеина составляет 2,7%, альбумина — 0,4%, глобулина и других белков — 0,1%. Наибольшее практическое значение имеет казеин, и не только потому, что на его долю приходится 80—83% всех белков молока, но и потому, что он выделяется из молока при изготовлении творога и сыра, тогда как альбумин и глобулин остаются в сыворотке (их называют потому еще и сывороточными белками).

Казеин — специфический белок и встречается только в молоке, где он находится в соединении с кальцием и фосфором в растворимой форме. Если кальций от казеина отщепляется, то, будучи в водной среде нерастворимым, казеин коагулирует, т. е. образует сгусток. Сам по себе казеин неоднороден, в нем различают несколько фракций, отличающихся друг от друга содержанием фосфора.

В молоке казеин находится в виде коллоидного раствора и представляет собой мельчайшие шарообразные частицы — глобулы. Они настолько малы, что с помощью обычного микроскопа их увидеть нельзя и только электронный микроскоп, дающий увеличение в 20—30 тыс. раз, позволяет разглядеть его шарообразные частички. Их величина составляет приблизительно одну стотысячную долю миллиметра.

В отличие от многих других белков казеин термоустойчив. Даже кратковременное нагревание, например, яйца приводит к свертыванию его белков, к коагуляции. Молоко же мы можем вскипятить, но свертывания белков не происходит. Это очень важное свойство казеина позволяет производить нагревание молока для уничтожения в нем микроорганизмов без существенного изменения свойств продукта.

А вот к действию кислот казеин очень чувствителен. Каждому приходилось наблюдать, что если оставить молоко в теплом месте или внести в него закваску, то в нем быстро происходит молочнокислое брожение. При этом молочный сахар превращается микробами в молочную кислоту, и мы видим, как уже через несколько часов образуется сгусток. Это коагулировал казеин. Такое свойство казеина положено в основу выработки кефира, простокваши, творога и других кисломолочных продуктов.

Казеин переходит в нерастворимую форму, образовывая сгусток, и под действием сычужного фермента. Однако сычужный сгусток молока не имеет кислого вкуса, он по вкусу такой же, как и свежее молоко. Этот способ осаждения белков молока используется в практике при изготовлении сыров и некоторых видов творога.

В последнее время все более широкое применение находит и третий вид коагуляции белков молока: под действием ионов кальция. Этот способ разработан и теоретически обоснован профессором П. Ф. Дьяченко. Ионы кальция как бы соединяют глобулы казеина, образуя между ними «мостики» и вызывая коагуляцию белков. О практическом применении всех этих способов коагуляции казеина и других белков молока мы поговорим несколько позже, рассматривая технологию производства некоторых молочных продуктов.

Следует упомянуть еще об одном свойстве казеина — способности его к набуханию. По данным П. Ф. Дьяченко, 1 г казеина связывает около 0,7 г воды. Благодаря этому свойству такие молочные продукты, как сыр, творог, при кажущейся «сухости» содержат значительное количество воды. Например, в сыре, имеющем твердую эластичную консистенцию, содержится 40—45% воды.

Альбумин и глобулин относятся к простым белкам. Они растворимы в воде, а также в слабых кислотах и щелочах. Как и казеин, они находятся в молоке в коллоидном растворе. Однако их молекулы имеют еще меньшую величину, чем казеин, и не видны даже в электронный микроскоп при обычном увеличении. В отличие от казеина эти белки нетермостабильны, и уже при температуре выше 75° С они коагулируют. При этом сгустка не образуют, а выпадают в виде тонкой взвеси. Зато кислоты и сычужный фермент не вызывают коагуляцию их, и они остаются в сыворотке при выработке творога и сыра. Это дало основание назвать их сывороточными белками.

Еще до недавнего времени сывороточные белки, остающиеся в сыворотке после изготовления сычужных сыров и творога, использовались в пищу крайне недостаточно, а между тем по своему аминокислотному составу сывороточные белки не только не уступают казеину, но даже превосходят его. Например, самой. дефицитной в питании аминокислоты лизина в альбумине и глобулине молока содержится почти в 1,5 раза больше, чем в казеине, почти в 4 раза больше в молочном альбумине и триптофана. Богаты сывороточные белки и такой аминокислотой, как цистин. В альбумине ее почти в 19 раз больше, чем в казеине. Конечно, потери этих белков нежелательны, поэтому в настоящее время предприятия молочной промышленности выделяют их из сыворотки, получая альбуминный творог, а из него вырабатывают сырки, пасты и другие молочно-белковые продукты.

Кроме отмеченных здесь технологических свойств белки молока обладают еще и очень важными биологическими свойствами. Все белковые вещества молока легко и быстро расщепляются пищеварительными ферментами организма. По мере расщепления молекула белка постепенно распадается на более простые элементы, вплоть до аминокислот. Последние и являются теми «кирпичиками», из которых состоят белки.

Установлено, что по быстроте перевариваемости белки молоку находятся на первом месте, опережая белки мяса, рыбы, злаков. Усвояемость белков молока составляет 95—97%.

Но самым большим достоинством белков молока является их биологическая полноценность, обусловленная аминокислотным составом белков.

В белках молока содержатся все аминокислоты, необходимые организму человека. Среди двух десятков аминокислот в составе белков содержатся такие, которые организм может синтезировать самостоятельно, и такие, которые не синтезируются, а должны поступать «в готовом виде» с пищей. Первые называют заменимыми, вторые — незаменимыми. Естественно, что более ценными в питании являются белки, содержащие все незаменимые аминокислоты. Белки молока потому и относятся к полноценным, что они содержат все незаменимые аминокислоты и в благоприятном соотношении. Более того, белки молока богаты наиболее дефицитными незаменимыми аминокислотами, которых зачастую недостает в рационе питания человека. К этим аминокислотам относят лизин, триптофан, метионин. А без этих аминокислот или при недостатке их организм не может синтезировать «собственные» белки и «строить» из них свои клетки, ткани, ферменты, антитела, гормоны и другие структурные и физиологические элементы. Кроме того, недостаток лизина в пище приводит к нарушению кровообразования, триптофан необходим для процессов роста, метионин нормализует деятельность печени, необходим для профилактики атеросклероза.

Биологическая ценность белков молока может быть проиллюстрирована данными, в которой приведено и сопоставлено содержание незаменимых аминокислот в нежирном твороге, говядине I категории, крупе гречневой и муке пшеничной (содержание белков в этих продуктах относительно велико и составляет соответственно 18,0; 18,6; 12,6; 10,6%).

Содержание, мг в 1 г белков

Незаменимые аминокислоты

творога нежирного

мяса говядины I категории

крупы гречневой

муки пшеничной

Итого незаменимых аминокислот

Из четырех очень распространенных и часто употребляемых пищевых продуктов наибольшее содержание незаменимых аминокислот, как видим, приходится на творог. В его составе больше, чем в других продуктах, метионина, треонина, изолейцина и лейцина. В мясе только две аминокислоты (валин и лизин) превосходят по содержанию творог, крупу и муку, а общее количество незаменимых аминокислот в мясе на 11 % ниже, чем в твороге.

Жира в молоке в зависимости от породы скота и периода лактации содержится от 3 до 5%. Жир молока легко переваривается и хорошо усваивается организмом человека (на 96—97%) благодаря тому, что его температура плавления на несколько градусов ниже температуры тела человека (28—33°С). В состав молочного жира входит более 20 жирных кислот и среди них масляная, капроновая, каприловая и др., обусловливающие ценность молочного жира с точки зрения физиологии питания, так как благодаря им молочный жир очень легко переваривается в организме. Содержатся здесь, правда, в небольшом количестве (до 4%) и так называемые незаменимые жирные кислоты: линолевая, линоленовая, арахидоновая.

В молоке жир находится в виде жировой эмульсии. Размер жировых шариков в основном 2—4 микрона. Если учесть, что микрон составляет одну тысячную часть миллиметра, то можно представить себе, какую тонкую жировую эмульсию являет собой молоко. Из-за малых размеров жировые частицы легко доступны воздействию пищеварительных соков.

Под действием ферментов в желудочно-кишечном тракте жир расщепляется с выделением жирных кислот, которые и всасываются в кровь.

В молоке частицы жира не сливаются воедино, так как каждый шарик окружен прочной лецитиново-белковой оболочкой, препятствующей этому.

В молочном жире содержатся фосфатиды, стерины, жирорастворимые витамины A, D, Е, К и другие сопутствующие вещества, поэтому жир молока следует рассматривать не только как источник энергии, но и как продукт высокой биологической ценности, богатый биологически активными веществами.

Как и все другие жиры, молочный жир имеет высокую энергетическую ценность (калорийность). При «сгорании» в организме 1 г жира выделяется 9 ккал, 1 г белков — 4 ккал, 1 г углеводов — 3,75 ккал. Следовательно, 1 г жира поставляет организму в 2,4 раза больше энергии, чем углеводы, и в 2,25 раза больше, чем белки. Значит, чем больше в продукте содержится жиров, тем выше его калорийность и тем выше калорийность рациона питания, в который включен этот продукт.

Хорошо это или плохо? Все зависит от многих факторов — о них речь впереди.

Фосфатиды, стерины играют важную роль в организме: они входят в состав тканей и физиологических жидкостей, участвуют в процессах обмена веществ и т. д. Наибольшее значение из фосфатидов в питании имеет лецитин. Он содержит органический фосфор и азотистое вещество холин, которые обусловливают высокую физиологическую активность лецитина. Эти вещества способствуют нормализации жирового и холестеринового обмена в организме. Фосфатиды препятствуют излишнему отложению жира в печени и нарушению тем самым ее важнейших функций. Фосфатиды. обладают также антисклеротическим действием, поскольку участвуют в регулировании процессов холестеринового обмена.

Углеводы в молоке представлены в основном молочным сахаром — лактозой (4,5—5%). В воде лактоза растворяется гораздо хуже, чем сахароза (свекловичный сахар), и в 5—6 раз менее сладкая. Именно этим: объясняется то обстоятельство, что, присутствуя в молоке почти в том же количестве, в каком содержится свекловичный сахар, например, в сладком чае, молочный сахар не придает молоку выраженного сладкого вкуса. Однако, как и другие углеводы, молочный сахар хорошо усваивается организмом, обладает высокой энергетической ценностью. Молочный сахар, как и свекловичный, относится к дисахаридам, в кишечнике под действием ферментов он расщепляется на глюкозу и галактозу и в таком виде всасывается в кровь. В кишечнике лактоза служит питательной средой для подавляющих гнилостную микрофлору молочнокислых микроорганизмов.

Лактоза под влиянием молочнокислых микроорганизмов сбраживается с образованием молочной кислоты. Это ее свойство широко используется при получении многих кисломолочных продуктов: кефира, простокваши, сметаны, творога и др. Являясь питательной средой для молочнокислой микрофлоры, молочный сахар тем самым участвует в технологических процессах получения многих молочных продуктов.

Под влиянием высоких температур молочный сахар карамелизуется, при этом цвет продукта становится слегка буроватым. Если подобные условия создаются в растворе, содержащем казеин, то при взаимодействии сахаров и аминокислот образуются меланоидины. Появление буроватого цвета в стерилизованном и топленом молоке, ряженке объясняется именно этими реакциями.

Что касается минеральных веществ, то, образно выражаясь, можно сказать, что в молоке сосредоточена почти вся таблица Менделеева. В молоке содержатся как макроэлементы — натрий, калий, кальций, фосфор, магний и др., так и микроэлементы — медь, алюминий, цинк, олово, мышьяк, кобальт, марганец, хром и др. Как первые, так и вторые участвуют в построении клеток и тканей организма, а многие микроэлементы являются регуляторами процессов обмена веществ. Общее количество минеральных веществ в молоке составляет 0,6—0,7%. В молоке присутствуют в основном соли фосфорной, а также казеиновой и лимонной кислот. Недостаток или избыток солей приводит к нарушению равновесия, и белки могут выпадать в осадок. Это свойство молока используется при выработке кисломолочных продуктов и сыров.

Более половины всего количества минеральных веществ молока приходится на два элемента: кальций и фосфор. Ни в каких других продуктах кальций не содержится в таких больших количествах, как в молочных, особенно в сырах и твороге. Исследованиями установлено, что особенно благоприятно для усвоения кальция и фосфора сочетание их с белком молока. Именно в молоке оба эти элемента связаны с молекулой казеина и, значит, находятся в наиболее приемлемой для организма форме. Кальций входит в большом количестве в состав зубов, вместе с фосфором он составляет основу костной ткани, участвует в целом ряде обменных процессов.

Огромное значение для организма человека имеют и микроэлементы. Будучи катализаторами многих биохимических процессов, они, по существу, являются минеральными «витаминами». Так, кобальт участвует в кровообразовании, цинк влияет на функцию размножения, фтор способствует образованию костной и зубной ткани и т. д.

Уже перечисление физиологического значения небольшой части элементов, содержащихся в молоке, свидетельствует о важнейшей их роли в организме человека.

По содержанию витаминов молоко нельзя рассматривать как высоковитаминный продукт, но, поскольку молочные продукты являются повседневным продуктом питания, молоко обеспечивает организм значительной долей этих незаменимых факторов питания. В молоке содержатся почти все известные как водо-, так и жирорастворимые витамины: витамин С (аскорбиновая кислота), РР (никотиновая кислота), B 1 (тиамин), В2 (рибофлавин), В6 (пиридоксин), B12 (дианкобаламин), А (ретинол), D (кальциферол), Е (токоферол), К (филлохинон) и др. Вместе с другими продуктами питания молоко участвует в обеспечении организма человека этими биологически активными веществами, регулирующими жизненно важные функции организма. На уровень содержания витаминов в молоке и молочных продуктах существенное влияние оказывают условия кормления животных, период лактации, технологическая обработка молока и другие факторы. Под действием высоких температур и при длительном хранении продуктов некоторые витамины разрушаются.

Итак, мы отметили, что в молоке содержатся разнообразные химические вещества, играющие важную роль в организме человека, каждая из составных частей молока имеет то или иное значение в питании и в количественном отношении большинство из них соответствует формуле сбалансированного питания, что свидетельствует о высокой пищевой и биологической ценности молока и продуктов его переработки.

Другим фактором, характеризующим пищевую ценность молока, является легкая перевариваемость и усвояемость его главных составных частей. Она объясняется тем, что все компоненты находятся в молоке в виде мельчайших частичек, благодаря чему они быстро и полно расщепляются пищеварительными ферментами. О величине этих мельчайших частичек можно судить по такому факту: в 1 мл молока содержится в среднем до 3 млрд жировых шариков! Что же говорить о величине элементарных частиц белков и других компонентов, если их даже нельзя увидеть с помощью обычного микроскопа? Естественно, что благодаря такой высокодисперсной системе, каковой является молоко, оно быстро усваивается организмом человека.

Третьим фактором, характеризующим пищевую ценность молока, хотя и не столь существенным, как первые два, является благоприятное соотношение его основных пищевых веществ.

Известно, что в рационе питания человека основные пищевые вещества, т. е. белки, жиры и углеводы, должны быть в соотношении 1:1:4. Естественно, что достигается это за счет суммарного содержания их в наборе различных продуктов питания. Но если говорить об отдельных продуктах, то только молоко имеет наиболее близкое к оптимальному соотношение основных пищевых веществ, т. е. 1:1:1,5. Это, конечно, не идеальное соотношение, но, если учесть, что во всех остальных видах натуральных продуктов оно намного больше отклоняется от оптимума, то следует признать, что молоко имеет наиболее близкое к желаемому соотношение этих пищевых веществ.

Кроме коровьего молока в различных районах нашей страны используется также козье, овечье, кобылье молоко, в пустынных местностях Средней Азии — верблюжье, в горных районах Кавказа — буйволиное, а на Крайнем: Севере — молоко оленей. Хотя каждый из этих видов молока имеет свои особенности и сохраняет индивидуальность, все же общие свойства их, состав и основные факторы пищевой ценности близки к коровьему молоку.

В таблице сопоставлены данные о степени удовлетворения суточной потребности человека в основных пищевых веществах и энергии при употреблении некоторых молочных продуктов и мяса.