С ростом спроса на козье молоко, ученые исследуют особенности сохранения качества этого ценного продукта.
Молочные продукты являются важным компонентом диетического питания, который может служить ценным источником как макронутриентов, так и микронутриентов, а также содержат множество активных соединений, которые играют важную роль как в питании, так и в сохранении здоровья.
Коровье молоко составляет значительную долю мирового рынка и является важным источником белка в рационе человека.
Козье молоко является третьим по потреблению молочным продуктом в мире после коровьего молока и молока буйволицы. В последние годы козье молоко постепенно привлекло всеобщее внимание.
Козье молоко обладает уникальными характеристиками, и эти свойства делают козье молоко более подходящим для младенцев, маленьких детей, пожилых людей, людей с непереносимостью лактозы и других особых групп.
Коровье и козье молоко обладают различными физико-химическими и питательными характеристиками.
Например, козье молоко характеризуется более высоким содержанием среднецепочечных жирных кислот, ε-6 полиненасыщенных жирных кислот, ε-3 полиненасыщенных жирных кислот и конъюгированной линолевой кислоты, а также более высоким содержанием кальция (Ca), фосфора (P), магния (Mg) и меди (Cu).
Кроме того, козье молоко имеет более низкие уровни α s1 -казеина (α s1 -CN) и более высокие уровни β-казеина (β-CN) и κ-казеина (κ-CN) (эти белки участвуют в гидролизе и процессе свертывания сыра).
В дополнение к различиям в пропорциях белков, размер, уровень гидратации и минерализация мицелл казеина в молоке разных видов демонстрируют различия.
Методы содержания молочных коров и молочных коз также различаются. Промышленная цепочка, связанная с молочными коровами, более стандартизирована, интенсивна и утончена. Она также хорошо налажена, и молоко обычно собирается с помощью автоматизированной системы доения, которая позволяет перерабатывать коровье молоко от фермы до завода за короткий период времени через холодовую цепь, тем самым гарантируя качество продукта.
Молочное козоводство является неотъемлемой частью национальной экономики во многих развивающихся странах. Уровень интенсификации в молочном козоводстве остается относительно низким, при этом большая часть состоит из мелкомасштабных операций и рассредоточенных методов кормления.
В некоторых регионах по-прежнему применяется экстенсивное управление свободным выпасом. Кроме того, как правило, отсутствует научное руководство, особенно для небольших ферм, где обычно практикуется ручное доение.
Обычно производство козьего молока ограничено и зависит от сезонных факторов. Сырое молоко обычно собирается и временно хранится в резервуарах для хранения молока, пока не достигнет достаточного объема для переработки. Этот тип хранения не способствует контролю температуры и влияет на свежесть и срок годности сырья. В течение этого периода хранения компоненты белка, липида и лактозы постоянно подвергаются сложным биохимическим реакциям, включая окисление и гидролиз, катализируемые микроорганизмами и ферментами. Эти реакции приводят к значительному снижению качества молока.
Долгое время размножение микроорганизмов и окисление липидов считались основными причинами снижения качества молока. В последние годы окисление белков привлекает все большее внимание.
Белок является важнейшим компонентом молока, определяющим его питательность и эффективность переработки.
Во время хранения сырья липолитическая активность липазы приводит к образованию свободных жирных кислот, которые склонны к окислению под действием эндогенных веществ, образуя липидные радикалы и реактивные продукты окисления липидов. Эти реактивные радикалы влияют на белковый остов, что может привести к изменениям в структуре белка, окислению и агрегации белка.
Непрерывное окисление белка приводит к образованию крупных агрегатов за счет установления ковалентных связей (таких как реакции дисульфида, дитирозина и карбониламина) или нековалентных взаимодействий, что приводит к увеличению мутности и изменению распределения размеров частиц.
Окисление белка может привести к снижению пищевой ценности, изменению вкуса и даже появлению вредных веществ. Окисление молочного белка может происходить на различных этапах процесса производства молочных продуктов. Например, процесс тепловой обработки может вызвать окисление белка, что приведет к изменению усвояемости белка.
Повторные циклы замораживания-оттаивания могут повысить уровень окисления белков и долю нерегулярных завитков во вторичной структуре белка, а также могут снизить его физическую стабильность.
Низкотемпературная плазма может способствовать окислению и агрегации казеина и снизить антиоксидантную способность. Исследования показали, что фотоиндуцированное окисление является ключевым фактором ускорения порчи молока. Окисление гистидина, триптофана и тирозина влияет на доступность сычужного фермента к казеину, что приводит к потере способности κ-CN и всего казеина конденсироваться во время свертывания.
Кроме того, агрегация белков, вызванная окислением, может привести к тому, что молочные продукты, такие как йогурт, потребуют более строгих условий контроля, таких как температура и pH, в процессе обработки, что приведет к увеличению производственных затрат и сложности.
Было подтверждено, что изолят сывороточного белка может образовывать гетерогенные агрегаты, в первую очередь стабилизированные за счет сшивания белок-белок, карбонильного сшивания и сшивания ароматической боковой цепи при окислительном стрессе.
Однако влияние окислительной модификации на различные технологические свойства белка непоследовательно. Проблема потери питательных веществ во время обработки особенно заметна в молоке, что тесно связано с качеством сырого молока, особенно под влиянием таких факторов, как состав и структура белка.
Сырое молоко подвержено окислительному стрессу во время хранения в холодильнике из-за таких факторов, как ферменты, ионы металлов и продукты окисления липидов. Хотя в некоторых исследованиях изучалось влияние условий обработки на окисление и агрегацию белка, исследований свойств, связанных с окислением и агрегацией белка в сыром молоке во время охлаждения, сравнительно мало.
Существуют различия в липидах, белках и минералах между козьим и коровьим молоком, что может привести к различным изменениям качества, окисления белка и агрегации во время хранения в холодильнике. Например, различные виды белка имеют различную структуру и аминокислотный состав, что приводит к различной чувствительности к окислению.
Глубокое понимание изменений белка в этих двух типах молока – коровьего и козьего - в условиях холодного хранения имеет большое значение для оптимизации технологии переработки молочных продуктов, улучшения качества продукции и продления срока годности.
Команда китайских исследователей из Северо-Западного университета A&F изучала изменения физико-химических свойств и состава коровьего и козьего молока во время холодного хранения при температуре 4 °C в течение 7 дней, с особым акцентом на окисление и агрегационные состояния белка.
С октября 2023 года по декабрь 2023 года были собраны образцы из пяти партий сырого молока. Каждая партия сырого молока была получена путем смешивания молока от 2–3 здоровых животных (которых кормили единообразной диетой).
Чтобы обеспечить достоверное сравнение коровьего и козьего молока, мы собрали сырое молоко с одной и той же местной фермы (Янлин Шэньси), где коровье молоко было получено от коров голштинской породы, а козье молоко — от молочных коз зааненской породы, и подвергли молоко идентичным условиям хранения и обращения.
Вымя каждого животного промывали дистиллированной водой перед ручным сбором молока. Сырое молоко немедленно помещали в контейнер с пакетами льда и доставляли в лабораторию в течение 30 минут. Сырое козье и коровье молоко по отдельности распределяли по полипропиленовым центрифужным пробиркам (по 10 мл каждая), герметично закрывали и хранили в холодильнике при температуре 4 °C.
Образцы молока готовились в трех экземплярах для каждого срока хранения и анализировались сразу после хранения в течение различных периодов времени: 0, 1, 2, 3, 5 и 7 дней, и каждый тестируемый индекс измерялся трижды.
Результаты показали, что наряду с увеличением кислотности, количества микробных колоний и гидролиза наблюдалось значительное изменение состояния агрегации белков, начиная со второго дня. Это изменение характеризовалось повышенной мутностью, повышенной скоростью центробежного осаждения и смещенным вправо распределением размеров частиц.
После семи дней охлаждения скорость центробежного осаждения козьего молока увеличилась с 0,53% до 0,97%, тогда как у коровьего молока она выросла с 0,41% до 0,58%.
Степень агрегации была значительно выше в козьем молоке по сравнению с коровьим молоком. Кроме того, как белок, так и липиды продемонстрировали существенное окисление, причем степень окисления была более выражена в козьем молоке, чем в коровьем. Содержание малонового диальдегида увеличилось с 0,047 мкг/мл до 0,241 мкг/мл в козьем молоке и с 0,058 мкг/мл до 0,178 мкг/мл в коровьем молоке.
Результаты показывают, что козье молоко было более склонно к окислению, что еще сильнее снизило его стабильность. Поэтому при хранении и транспортировке молочных продуктов перед переработкой важно не только следить за санитарными условиями, но и эффективно контролировать окисление белков для повышения качества переработки молока.
По статье группы авторов (Лиронг Чжу, Цзысюань Фан, Вэньхао Ли, Юаньюань Шань), опубликованной в журнале Foods 2025 на портале www.mdpi.com.
Заглавное фото: Лукьянов Дмитрий, AgroXXI.ru.