Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
биохимия.doc
Скачиваний:
68
Добавлен:
15.05.2015
Размер:
109.06 Кб
Скачать

Вопросы

1. Образование молока в молочной железе. Биосинтез составных частей молока (белки, жиры, углеводы) у жвачных животных.

2. Пороки молока биохимического происхождения.

3. Физико-химические основы производства масла способом сбивания сливок.

4. Сократительные белки мышечного волокна (актин, миозин, а-м), их состав и функции.

5. Технологические приемы ускорения созревания мяса.

1.Образование молока в молочной железе. Биосинтез составных частей молока (белки, жиры, углеводы) у жвачных животных

Вымя коровы представляет собой молочную железу. Оно состоит из четырех долей – четвертей: двух передних и двух задних. Доли вымени не сообщаются между собой, и поэтому молоко из одной доли не может попасть в другие. Каждая доля вымени имеет свой сосок.

Левая и правая половины вымени разделены эластичной перегородкой, которая не только разделяет молочную железу, но и поддерживает ее. У старых коров она ослабевает, и поэтому с возрастом вымя становится более отвислым.

Вымя состоит из железистой, жировой и соединительной тканей, каждая из которых выполняет свои функции. Образование молока происходит в железистой ткани, которая состоит из большого количества мельчайших пузырьков - альвеол. Внутренняя поверхность альвеол выстлана клетками, в которых и образуется молоко. Накопившееся в альвеолах молоко поступает в мельчайшие молочные протоки, соединяющиеся в молочные каналы, которые укрупняются по мере их слияния и формируют молочные ходы. По еще более широким молочным протокам молоко поступает в четыре молочные цистерны. Каждая цистерна заканчивается сосковым отделом цистерны. В соске расположен выводной канал, который на конце имеет круговой мускул - сфинктер, препятствующий самопроизвольному выведению молока наружу. При доении сфинктер расслабляется, что позволяет извлекать молоко из вымени.

К моменту доения в цистернах содержится до 25 % накопленного в вымени молока, а остальное находится в протоках и альвеолах. Если в сосок вымени вставить катетер, представляющий собой полую трубку, то цистернальное молоко самопроизвольно вытечет. Однако полного опорожнения вымени, можно достигнуть только путем доения.

Соединительная ткань в вымени расположена вокруг железистой, выполняя опорную функцию и предохраняя вымя от неблагоприятных воздействий внешней среды.

Вымя имеет множество чувствительных нервных окончаний, которые передают в центральную нервную систему сигналы о раздражении, например о начале доения и др.

Снаружи вымя покрыто эластичной кожей с редким коротким волосом. Поэтому она при неблагоприятных воздействиях внешней среды, плохом уходе, сырости и сквозняках в помещении, быстром движении коров легко повреждается, что может быть причиной возникновения мастита. У высокоудойных коров кожа вымени тоньше и эластичнее. По этому признаку можно судить о продуктивных качествах коровы.

После доения вымя спадает и на нем, особенно с задней стороны, образуется много складок. Это так называемый запас вымени, по выраженности которого можно судить о емкости молочной железы.

У молодых коров более развита емкостная система вымени, что следует учитывать при организации их раздоя. Рост и развитие железистой ткани продолжается до 6 -7-й лактации, а затем по мере старения организма железистая ткань постепенно вытесняется соединительной, в результате чего продуктивность падает.

Образование молока - сложный физиологический процесс, в котором участвует не только молочная железа, но и другие органы и системы. Для образования молока используются питательные вещества, поставляемые к вымени с кровью. В свою очередь, в кровь питательные вещества поступают из пищеварительной системы. Поэтому для высокопродуктивной коровы очень важное значение имеет хорошее развитие органов пищеварения.

Для образования 1 л молока через вымя должно пройти 400-500 л крови. Следовательно, у коровы должна быть система органов кровообращения, способная к постоянной напряженной работе.

Регулируется образование молока нервной и гормональной системами. Из желез внутренней секреции ведущее значение имеет гипофиз, который выделяет в кровь гормоны, в частности пролактин, вызывающий секрецию молока.

Раздражение нервных окончаний сосков при доении или сосании активизирует работу гипофиза, что способствует усилению секреции молока.

Секреция молока осуществляется в молочной железе. Эпителиальные клетки, выстилающие полость альвеол, синтезируют основные составные части молока: белки, жиры и молочный сахар - лактозу  из питательных веществ, поступающих с кровью. В процессе синтеза они претерпевают значительные изменения. Так, белок казеин, кроме молока, нигде в природе не встречается.

Витамины, минеральные соли, гормоны и ферменты поступают в плазму из крови животного в готовом виде. Однако и в этом случае секреторные клетки выполняют не пассивную, а активную роль, работая избирательно. Поэтому концентрация этих веществ в молоке и крови различна. Например, в молоке коровы по сравнению с плазмой крови кальция больше в 14 раз, калия - в 9, фосфора - в 10 раз, натрия меньше в 7 раз.

Тем не менее, большое значение для образования молока имеет количество и качество «предшественников», то есть веществ, из которых образуются составные части молока.

У лактирующих коров молоко в вымени образуется непрерывно. Вначале молоко заполняет полости альвеол, выводные протоки, затем - более крупные протоки и в последнюю очередь - молочные цистерны. По мере накопления в вымени молока вследствие снижения тонуса гладкой мускулатуры сократительная сила мышечных волокон ослабевает. В результате до определенного периода существенного увеличения давления в вымени не происходит и сохраняются условия для накопления молока. Заполнение всех полостей вымени происходит в течение 10 - 12 ч, затем внутреннее давление начинает повышаться, кровеносные сосуды сдавливаются, что приводит к постепенному снижению секреторной деятельности молочной железы. Если корову не доить 14 - 16 ч, то давление в вымени возрастет настолько, что секреция молока полностью прекратится. Если и после этого корова не будет выдоена, то начинается обратный процесс-всасывание компонентов молока.

Следовательно, для поддержания высокой интенсивности молокообразования необходимо регулярное выведение молока из вымени. Пропуск доения, чрезмерно большой интервал между доениями тормозят молокообразование и приводят к снижению удоев.

Чтобы не происходило переполнение вымени молоком в промежутках между дойками, оно должно быть достаточно емким. Увеличить емкость вымени можно путем соответствующей подготовки нетелей к отелу.

БИОСИНТЕЗ СОСТАВНЫХ ЧАСТЕЙ МОЛОКА

Компоненты молока синтезируются либо в молочной железе, либо поступают в него из крови. Такие синтезируемые в молочной железе составные части молока, как казеин, a-лактоалъбумин, b-лактоглобулин и лактоза, образуются только в вымени, их нет ни в каких других органах животного, ни в крови. Витамины, микроэлементы и минеральные вещества поступают в молочную железу из кровяного русла без изменения. Интересно, что молочная железа обладает способностью к значительной концентрации минеральных веществ, например, в ней может быть кальция в 13 раз, фосфора и калия -- в 10 раз больше, чем в крови. В то же время содержание ионов натрия и хлора в молоке здоровых животных ниже, чем в крови.

Хотя принципиально все компоненты молока синтезируются в каждой альвеоле или фильтруются из крови однако можно предположить, что различные составные вещества молока выделяются и разное время.

Синтез молока протекает в пять фаз:

1. Поступление питательных веществ;

2. Синтез отдельных компонентов молока;

3. Накопление компонентов молока;

4. Выделение компонентов молока в альвеолярные полости (мешочки);

5. Поступление из крови компонентов молока в альвеолярные полости (мешочки).

В то время как белки, лактоза и другие гидрофильные компоненты молока могут проникать сквозь полупроницаемые мембраны клеток, жировые капельки образуются посредством выпячивания, разрушения и отрыва клеточных мембран (апокринная секреция). Клеточные мембраны окутывают жировую капельку и становятся оболочкой жирового шарика (рис. 3). Апокринная секреция жира возможна только в том случае, когда в альвеолярной полости устанавливается низкое внутреннее давление, то есть в это время при повышении альвеолярного давления продуцируемого молока, что наблюдается перед доением, в полость альвеолы выделяется все меньше жира, в это же время водорастворимые компоненты проходят сквозь клеточные мембраны.

При выдаивании молока снижается альвеолярное давление, и снова происходит выделение жира. Этим объясняется тот факт, что содержание жира в молоке в процессе доения повышается и последние порции молока особенно богаты жиром. Этим можно объяснить и увеличение жирности молока при снижении удоя, что наблюдается у стародойных коров и в начале острого заболевания животных.

ОБРАЗОВАНИЕ МОЛОЧНЫХ БЕЛКОВ

В опытах на изолированном вымени, через которое пропускали кровь и питательные растворы, показано, что казеин, a-лактоглобулин и b-лактоальбумин образуются из свободных аминокислот, которые переходят в эпителиальные клетки из крови. Однако в вымени аминокислоты могут синтезироваться из низкомолекулярных жирных кислот. Микроорганизмами рубца синтезируется 60--70% аминокислот. Имунный глобулин, сывороточный альбумин и ферменты поступают в молоко из крови без изменений.

ОБРАЗОВАНИЕ МОЛОЧНОГО ЖИРА

Можно с уверенностью сказать, что молочный жир не синтезируется из жиров корма. В небольшом объеме при синтезе жира используются липидные фракции крови. Жирные кислоты молочного жира образуются главным образом из простых жирных кислот крови, особенно уксусной и b-гидрооксимасляной, а также из муравьиной, пропионовой, масляной кислот, причем уксусной кислоте отводится первостепенное значение. Биосинтез жирных кислот происходит посредством последовательного добавления ацетата к предельным жирным кислотам с прямой цепью, содержащим 4--16 атомов углерода. При образовании жирных кислот с разветвленной углеродной цепью необходимо присоединение пропионовой или муравьиной кислоты. Глицерин молочного жира образуется почти исключительно из глюкозы крови.

ОБРАЗОВАНИЕ ЛАКТОЗЫ

Лактоза синтезируется в молочной железе. Небольшая часть глюкозы образуется из остатков уксусной кислоты или из дезаминированных аминокислот крови. Однако основное количество молочного сахара синтезируется из молекул глюкозы, которые поступают в вымя из крови. Галактоза, содержащаяся в лактозе, образуется также из глюкозы крови, причем происходит замещение группы ОН на атом С4. В образовании лактозы принимает участие фермент синтетаза лактозы.

ЗНАЧЕНИЕ МОЛОЧНОГО ЖИРА

Молочный жир не только придает специфический вкус молоку, но и определяет интенсивность его окраски (например, сгущенного молока). Во многих видах сыра молочный жир обуславливает образование специфических свойств. Сливки, которые получают при отделении жира от молока, являются исходным материалом для изготовления масла.

Молочный жир в кишечнике не расщепляется, как другие жиры, на глицерин и жирные кислоты, он всасывается в виде жировых шариков путем корпускулярной резорбции. Переваримость гомогенизированного молока повышается, так как размельченные жировые шарики всасываются быстрее. Молочный жир, состоящий из жирных кислот с короткой цепью, быстро разлагается посредством b-окисления. Вследствие легкой усвояемости и хорошей переваримости молочный жир в противоположность другим жирам относительно легко усваивается организмом, и благодаря своим диетическим свойствам используется при заболеваниях обмена веществ. Мнение, что молочный жир и другие животные жиры вследствие высокого содержания в них холестерина приводят к возникновению атеросклероза, ошибочно. Холестерин, содержащийся в продуктах питания, оказывает лишь незначительное влияние на уровень обмена холестерина в плазме крови. Большая часть холестерина плазмы крови, особенно при высококалорийном питании, синтезируется самим организмом.

ФЕРМЕНТЫ МОЛОКА

В состав молока и ходят многочисленные ферменты, из которых изучено более 20. Они относятся к различным фракциям белка. Ферменты молока синтезируются из элементов крови, лейкоцитов или альвеолярных клеток вымени. Среди оригинальных ферментов молока следует различить ферменты, образующиеся в выдоенном молоке вследствие жизнедеятельности микроорганизмов.

Все ферменты -- белковые вещества или вещества, содержащие белковые компоненты. Ниже приведены важнейшие ферменты молока.

Гликозидазы: амилазы, лактазы.

Эстеразы. К ним относятся липазы и фосфатазы.

Липазы расщепляют триглицериды на глицерин и жирные кислоты. Нативные (природные) липазы молока в отличие от некоторых микробных липаз неустойчивы к нагреванию (разрушаются при температуре 60°С в течение 20 мин). Их содержание в молоке повышается при мастите и к концу лактации (горький вкус).

Фосфатазы расщепляют эфиры фосфорной кислоты. Разница между щелочными и кислотными фосфатазами состоит в том, что оптимальные условия для действия щелочных фосфатаз при рН 9 -- 10, кислотных -- при рН 4,1. Стабильные к нагреванию кислотные фосфатазы инактивируются при температуре выше 90°С, в то время как щелочные фосфатазы теряют активность при нагревании до 62°С в течение 30 мин и при 72°С в течение 15.

Активность щелочных фосфатаз определяют с целью контроля качества пастеризации длительной (при температуре 62--65°С в течение 30 мин) или кратковременной (при 71--74°С в течение не более 30--40 с).

Оксиредуктазы. К ним относятся ксантоксидаза и пероксидазы.

Ксантоксидаза (фермент Шардингера).

Пероксидазы. В 1 л молока содержится около 100 мг пероксидаз. Предполагают, что в молоке имеется множество форм пероксидаз. Пероксидазы молока гидрируют с перекисью водорода и другими пероксидазами, в то же время они дегидрируют с производными фенола и переходят в хиноны. Пероксидазы теряют активность при температуре выше 80°С.

Активность пероксидаз определяют с целью доказательства проведения высокотемпературной пастеризации (мгновенной -- при температуре 85°С). Если молоко, подвергшееся кратковременной пастеризации, нагревают в течение 30--40 с до температуры 77°С, то реакция на пероксидазу будет отрицательной. Активность пероксидаз определяют методом гваяколовой и травентоловой проб.

Каталаза. Этот фермент катализирует реакцию расщепления перекиси водорода (Н2О2) на воду и кислород. Каталаза в отличие от пероксидазы не реагирует с другими перекисями. Содержание фермента увеличивается в молозиве и в молоке коров, больных маститом. Каталаза образуется в результате жизнедеятельности лейкоцитов. Поэтому обнаружение ее в молоке может служить для диагностики мастита у коров (каталазная проба по Роедеру).

Протеиназы. Специфические протеиназы молока входят в состав фракции казеина. Протеолитическая активность особенно высока в молозиве.

Синтетаза лактозы. Этот фермент был открыт в 1964 г. Он является микросомным ферментом молока и катализирует синтез лактозы. Фермент состоит из субъединиц белка А и белка Б. Белок Б идентичен а-лактоальбумину. Лизоцим. Содержится как в женском молоке, так и в коровьем, но в небольшом количестве. Этот лизоцим по содержанию фракций отличается от лизоцима яичного белка. Он причастен к бактерицидной активности молока.