Mleko

thumb|Szklanka mleka krowiego Mleko – wydzielina gruczołu mlekowego samic ssaków, pojawiająca się w okresie laktacji. Jako produkt żywnościowy dla człowieka najczęstsze zastosowanie ma mleko krowie.

Mleko jest mieszaniną wieloskładnikową, składająca się z trzech podstawowych faz, będących w ścisłej zależności od siebie: emulsyjnej, koloidalnej, molekularnej.

Główne fizykochemiczne cechy mleka + Parametry średnie mleka krowiego, bawolego i koziego Typ mleka Zawartość kwasu mlekowego[%] Gęstość[g/cm³] Lepkośćcp Napięcie powierzchniowe[dyn/cm]Współczynnik refrakcji światłaTemperatura krzepnięcia [°C] KonduktywnośćmS/m Krowie 0,14 1,03 1,59 51,0 1,3426 −0,54 4,68 Bawole 0,13 1,03 1,79 49,8 1,3420 −0,56 4,96 Kozie 0,16 1,03 1,53 51,4 1,3424 −0,51 5,34

Rola i znaczenie biologiczne mleka Mleko ludzkie i nieprzetworzone mleko innych ssaków, zawiera przede wszystkim składniki odżywcze niezbędne do prawidłowego rozwoju organizmu w pierwszym okresie życia pozapłodowego.

Poza tym zawiera również wiele innych składników, które spełniają różnorodne ważne funkcje biologiczne. mały|Krowy w dojarni karuzelowej Między innymi są to: ułatwienie przyswajania i trawienia składników odżywczych mleka udział i wpływ na liczne procesy immunologiczne wpływ na prawidłowy rozwój dziecka ochrona przed infekcjami i pomoc w zwalczaniu pojawiających się infekcji udział w procesach dojrzewania przewodu pokarmowego

Skład chemiczny mleka krowiego

mały|Młoda koza karmiąca się mlekiem matki Skład mleka jest uwarunkowany genetycznie. Ilość składników mleka jest uwarunkowana genetycznie oraz środowiskowo (przyjmuje się, że warunki środowiskowe mają 70% znaczenie w ilości składników mleka, natomiast geny – 30%). Z warunków środowiskowych najważniejsze jest żywienie oraz zdrowotność.

Synteza białek mleka, to jest kazeiny, β-laktoglobuliny i α-lakto-albuminy, odbywa się w komórkach wydzielniczych gruczołu mlecznego. Odcinki wydzielnicze to system pęcherzyków i cewek, zbudowany z piramidowych komórek zakończonych mikrokosmkamiCichocki, Kompendium histologii.. Białka tworzone są w 90% z wolnych aminokwasów, a w pozostałej części z peptydów i glukoproteidowych frakcji globularnych, doprowadzanych z krwią do komórek mlekotwórczych. Pozostałe białka: albumina surowicy krwi i immunoglobuliny przenikają do mleka bezpośrednio z krwi. Źródłem aminokwasów potrzebnych do syntezy białek mleka jest dieta; u bydła pochodzą one z paszy oraz z drobnoustrojów obficie rozwijających się w żwaczu, trawione w dalszych odcinkach przewodu pokarmowego.

Do wytworzonych frakcji kazeinowych dołączany jest w aparacie Golgiego fosfor w postaci reszt ortofosforowych. Następnie wiązaniem estrowym zostaje przyłączona seryna, co umożliwia samoistne formowanie się micel kazeinowych z udziałem jonów wapniowych, fosforanowych i cytrynianowych.

Ze wszystkich związków azotowych obecnych w mleku wyróżnia się: związki azotowe niebiałkowe (5%), kazeinę (75–80%), białka serwatkowe (15–20%). Kazeina – to najważniejsze białko mleka. Jej zawartość w mleku krowim wynosi 2,4–2,6%. Skład elementarny kazeiny: węgiel C (53%), wodór H (7%), tlen O (22%), azot N (15,65%), siarka S (0,76%), fosfor P (0,8550%). Kazeina występuje w mleku w postaci miceli tworzących roztwór koloidalny. Micele mają kształt sferyczny, ich średnica to 50–250 nm. Masa micelarna to 100–150 mln Da. Micele są wyraźnie widoczne pod mikroskopem. Struktura miceli jest porowata, a jej cząstki wypełniają mniej niż połowę objętości. Sprzyja to wiązaniu wody, jonów, laktozy i enzymów. W 1 ml mleka jest 7·1013 miceli, stanowią one łącznie od 5 do 6% objętości mleka. Micele utworzone są z podjednostek frakcji kazeinowych. W mleku krowim 40% kazeiny stanowi frakcja α, 30% frakcja β, a dalsze 15% frakcja κ. W skład każdej miceli wchodzi od 300 do 500 podjednostek. Są połączone jonami wapniowymi, fosforanowymi i cytrynianowymi. Albuminy – są reprezentowane przez alfa-lakto-albuminę, β-lakto-globulinę i albuminę serum, tzw. albuminę surowicy krwi. Białka te w mleku występują w rozproszeniu i są bardzo trudne do wydzielenia w postaci skrzepu. Białka te nie zawierają fosforu, natomiast bogate są w lizynę, a β-lakto-globulina ulega denaturacji podczas silnego ogrzania, co ma niekorzystny wpływ na wydzielanie skrzepu przy pomocy podpuszczki. α-lakto-albumina jest bardziej odporna na wysokie temperatury. Pasteryzacja (80–90 °C) nie powoduje jej koagulacji. W związku z tym zawsze pozostaje ona w serwatce. Globuliny wysokocząsteczkowe (immunoglobuliny). W mleku normalnym jest ich około 0,06%. W dużych ilościach występują w siarze. Obserwuje się je również u krów z zapaleniem wymienia (mastitis). Mleko mastitisowe to mleko od krów z zapaleniem wymienia. Produkowane są przez komórki plazmatyczne występujące w gruczołach mlecznych. Wyróżnia się 3 grupy immunoglobulin: Typ G (IgG) – stanowi 90% całości globulin mleka bydła (u ludzi dominują IgA), o masie cząsteczkowej 150–170 tys. Typ M (IgM) – o masie cząsteczkowej 0,9–1 mln. Typ A (IgA) – o masie cząsteczkowej 300–500 tys.

Cukry Laktoza, zwana cukrem mlecznym, jest w całości wytworem gruczołu mlekowego krowy. W 80% powstaje z glukozy, a w 20% z octanów. Laktoza jest najważniejszym węglowodanem mleka. Zawartość w mleku krowim to 4,5–4,8%. Laktoza jest dwucukrem zbudowanym z D-glukozy i D-galaktozy, które są połączone wiązaniem β-glikozydowym pomiędzy 1. węglem galaktozy a 4. węglem glukozy. Galaktoza występuje zawsze w formie β, a glukoza w α lub β. Laktoza należy do cukrów redukujących. Ulega również wielu zmianom pod wpływem bakterii i drożdży. Pierwszym etapem tych przemian jest najczęściej hydroliza przy udziale enzymów laktazy. Powstałe w ten sposób cukry proste: glukoza i galaktoza w warunkach tlenowych utleniają się do CO2 i H2O, natomiast w warunkach beztlenowych ulegają fermentacji: alkoholowej i mlekowej. Laktoza jest odporna na wysokie temperatury, nawet 120 °C. Dopiero w 170 °C traci wodę hydratacyjną i przekształca się w karmel.

Tłuszcz mleczny Tworzony jest z glicerolu i kwasów tłuszczowych. Glicerol powstaje w trakcie przemian glukozy, a nasycone kwasy tłuszczowe z fermentacji błonnikowej zachodzącej w żwaczu. Nienasycone kwasy tłuszczowe stanowiące od 3 do 5% tłuszczu dostarczane są z paszą, a następnie rozprowadzane z limfą lub w połączeniach lipoproteinowych z krwią. Część kwasów nienasyconych pochodzących z paszy ulega jednak uwodornieniu (nasyceniu) w żwaczu przez mikroflorę fermentacyjną. Ogólna zawartość tłuszczu mlecznego w mleku to 2,7–5,5%. Blisko 80% masy tłuszczu reprezentują kuleczki o średnicy 2–6 mikrometrów. Pod koniec okresu laktacji średnica kuleczek ulega zmniejszeniu. Silny stopień rozproszenia (dyspersji) ilustruje fakt, że w 1 ml mleka jest od 2 do 6 miliardów kuleczek. Na powierzchni kuleczek są tzw. otoczki fosfolipidowo-białkowe. Natomiast wewnątrz jest półpłynny tłuszcz. Tłuszcz mleczny chemicznie jest tzw. tłuszczem właściwym, czyli estrem glicerolu i kwasów tłuszczowych (98%). Pozostałe 2% stanowią: cholesterol, fosfolipidy, karoteny, witaminy. Podstawowe kwasy tłuszczowe: linolowy, linolenowy i arachidonowy stanowią grupę niezbędnych nienasyconych kwasów tłuszczowych (NNKT, witamina F). W mleku krowim występuje również dużo kwasu oleinowego, który stanowi 37% zawartości tłuszczu mleka. Głównym fosfolipidem mleka jest lecytyna, która ma zdolności stabilizowania emulsji. Zawartość lecytyny: 0,02–0,035%. Cholesterol występuje z tłuszczem w stosunku 1:100. Strawność tłuszczu mlecznego jest bardzo wysoka, 97–99%. Tak wysoka strawność wynika z dużego rozproszenia kuleczek tłuszczowych w mleku, jak i również z niskiej temperatury topnienia tłuszczu (31–42 °C).

Substancje mineralne Wapń. W nieprzetworzonym mleku krowim od 1 do 1,2 g/l. Ok 2/3 całego wapnia związane jest z kazeiną w postaci dwu- i trójwapniowego fosforanu. 10% wapnia występuje w formie jonowej, a ok. 20% jako niezjonizowane węglany, fosforany i cytryniany. Fosfor. W mleku krowim 0,093–0,096%. W postaci fosforanów wapnia, magnezu i potasu. Związany jest także estrowo z kazeiną, tłuszczami i cukrowcami. Potas. Występuje głównie w postaci wolnych jonów. Zawartość waha się w granicach 1,35–1,55 g/l. Zawartość potasu zależna jest od zawartości sodu. Im mniej sodu, tym więcej potasu. Chlor, Sód. Występują w mleku jako wolne jony, ale w ścisłym powiązaniu z jonami wapnia i potasu. Zasadnicza rola chloru i sodu polega na utrzymaniu odpowiedniego ciśnienia osmotycznego mleka (wspomaga ono również laktozę). Magnez. Występuje w mleku zarówno w postaci związków rozpuszczonych (73–75% ogólnej ilości), jak i w postaci koloidalnej – fosforanów i cytrynianów. Tylko niewielka ilość magnezu (15%) występuje jako wolne jony. Magnez wpływa na stabilność termiczną mleka. Kwas cytrynowy. Świeże mleko ma go od 0,16 do 0,2%. Jest on syntetyzowany w gruczole mlekowym; spełnia rolę czynnika buforującego. W 90% tworzy rozpuszczalne sole wapnia, magnezu i potasu.

Witaminy Witamina A. Wytwarzana przez organizm krowy z karotenu pobieranego z paszą. Następnie z krwią transportowana jest do gruczołu mlecznego. Witamina A gromadzona jest głównie w tłuszczu mleka; zawiera on 0,002% witaminy A i 0,0001% karotenu. Witamina D. Powstaje w organizmie zwierzęcia lub bezpośrednio w mleku, a nawet w paszy: ze steroli pod wpływem promieni UV. W mleku obecny jest cholesterol w ilości 0,012% i w witaminę D może się on przekształcać przez naświetlenie mleka lub po spożyciu. Witamina E (tokoferol). Jej źródłem jest pasza zadawana krowie. Dlatego w sezonie pastwiskowym mleko jest bogatsze w witaminę E niż w sezonie zimowym. Witaminy z grupy B. Są wytwarzane przez mikroflorę (drobnoustroje) w żwaczu i jelitach.

pH świeżego mleka powinno mieścić się w przedziale 6,5-6,7.

Porównanie mleka kobiecego i nieprzetworzonego mleka krowiego SubstancjaMleko kobieceMleko krowieLiteraturaBiałkoAlbumina (1,0–1,6 g/100 ml)Kazeina (3,3–4,3 g/100 ml)TłuszczeKwasy nienasycone (3,3–4,4 g/100 ml)Kwasy nienasycone (3,9–5,7 g/100 ml)Cukier laktoza6,8–7,0 g/100 ml4,5–4,9 g/100 mlFosfor4,84 mmol/l30,7 mmol/lWapń8,23 mmol/l30,11 mmol/lIlość kcal/100 ml71 kcal61–66 kcalpH7,26,6Sucha masa11,5–12,5 g/100 ml12,6–15,4 g/100 ml

+ Średni skład mleka u różnych ssaków (g/100 ml)GatunekTłuszczBiałkoLaktoza Słoń 22,1 3,2 7,4 Szympans 3,7 1,2 7,0 Człowiek 4,0 1,3 6,5 Koń 1,6 2,7 6,2 Owca 9,0 4,7 5,8 Zebra 4,8 3,0 5,3 Wielbłąd 5,4 3,8 5,1 Świnia 5,0 3,7 5,0 Kot 5,0 7,2 4,9 Krowa 3,7 3,3 4,8 Kangur 4,0 3,9 4,7 Koza 4,1 3,7 4,2 Pies 11,8 8,7 3,3 Szczur 12,0 9,2 3,3 Niedźwiedź polarny 9,5 9,6 3,0 Szara foka 53,2 11,2 2,6 Bóbr 19,8 9,0 2,2 Królik 10,5 15,5 2,0 Delfin 34,9 10,6 0,9

Skład mleka różnych gatunków zwierząt dość znacznie się różni – mleko krowie ma ok. 4% tłuszczu, a renifera 22%. W mniejszym stopniu występują różnice między poszczególnymi rasami i osobnikami. Mleko niektórych ssaków nie nadaje się do bezpośredniej konsumpcji przez człowieka. Na przykład mleko fok i wielorybów zawiera 12 razy więcej tłuszczu, a także więcej białka niż mleko krowie, natomiast prawie nie zawiera węglowodanów. Istotnym składnikiem mleka jest również laktoza – dwucukier nadający mleku charakterystyczny słodkawy posmakAnaliza mleka zwierząt i metody chowu. International Zoo Yearbook, 1959..

Skażenia mikrobiologiczne mleka

Powodem obecności bakterii patogennych są: choroba zwierzęcia, kontakt zwierzęcia z chorym człowiekiem, brak higieny doju i przetrzymywania mleka.