Compozitia chimica a laptelui: Proteinele, lipidele, glucidele din lapte

Din punct de vedere fizico- chimic, laptele reprezinta o emulsie de grasime intr-o solutie apoasa, in care faza grasa este formata din globule de grasime , iar faza apoasa contine substante aflate sub forma dizolvata (lactoza, saruri minerale, vitamine hidrosolubile)

Factorii care influenteaza compozitia chimica a laptelui sunt:

- specia

- rasa

- perioada de lactatie

- varsta

- furajarea

- anotimpul

Sub raport cantitativ , componenta predominanta este apa, care reprezinta circa 9/10 din lapte. Celelalte componente constituie substanta uscata totala (extractul sec total); unele dintre acestea ( grasimea, substantele proteice, lactoza, si sarurile minerale) se gasesc in cantitati relative mari, usor dozabile , iar altele (vitamine, enzime etc.) apar in proportie foarte redusa.

Sub raport cantitativ, componenta predominanta din lapte este apa (87,3 %), celelalte componente alcatuind substanta uscata (12,7%). Substanta uscata contine in diferite proportii, in functie de specia animalului de la care provine laptele: proteine, grasime, lactoza, substante minerale etc.

din care:

Proteinele

Cele mai importante substante proteice ale laptelui sunt: cazeina, lactalbumina si lactoglobulina.

a) Cazeina - reprezinta aproximativ 80 % din totalul proteinelor din lapte.

Proprietatile tehnologice ale cazeinei se refera la:

coagularea cazeinei cu ajutorul enzimelor coagulante de origine animala (cheag, pepsina) sau a unor enzime microbiene. In prezenta sarurilor de calciu are loc denaturarea cazeinei, determinand precipitarea ei. Acest proces de coagulare sta la baza procesului de fabricare al branzeturilor.

precipitarea cazeinei sub actiunea acidului lactic sau a acizilor minerali. Acest proces de coagulare acida a laptelui sta la baza fabricarii tuturor produselor lactate acide ( iaurt, sana, lapte batut etc.).

precipitarea cazeinei in prezenta alcoolului . Aceasta proprietate este folosita la analiza laptelui in scopul depistarii laptelui cu aciditate ridicata (proba cu alcool).

Cazeina precipita si sub actiunea sarurilor de metale grele, cu care formeaza complecsi proteici insolubili. Este folosita in special solutia de sulfat de cupru, pentru indepartarea substantelor proteice (defecare) si obtinerea unui zer limpede care permite determinarile refractometrice si dozarea zaharului.

Sub actiunea diferitelor microorganisme cazeina, ca si celelalte substante proteice din lapte, pot fi hidrolizate. Procesul este denumit proteoliza si are importanta in maturarea branzeturilor, iar in functie de gradul de hidroliza se formeaza substante solubile: polipeptide, peptide, aminoacizi si chiar amoniac.

Eseu: Nucsoara - aroma usor mentolata, care seamana putin cu camforul Proiect: STIRUL, O PLANTA CARE TREBUIE DESCOPERITA - compozitie, valoare nutritiva si terapeutica

b. Lactalbumina

Lactalbumina este o proteina usor asimilabila. Este solubila in apa si nu precipita alaturi de cazeina sub actiunea acizilor sau cu enzime coagulante, dar precipita prin incalzire la o temperatura de peste 72⁰C obtinandu-se in acest fel urda.

c. Lactoglobulina

Lactoglobulina se gaseste in lapte in cantitate foarte mica. Ca si lactalbumina , lactoglobulina nu precipita sub actiunea acizilor sau a cheagului, dar spre deosebire de aceasta , nu precipita nici prin incalzire.

Deoarece lactalbumina si lactoglobulina nu precipita sub actiunea cheagului, in procesul de fabricare a branzeturilor , ele trec in zer, fiind numite din aceasta cauza, proteine ale zerului sau proteine serice.

Pentru a pastra valoarea nutritiva a proteinelor zerului, datorita continutului de aminoacizi esentiali, procedeele tehnologice trebuie sa evite tratamentele prea dure de incalzire.

Lipidele

Grasimea este componentul din lapte care prezinta cele mai mari variatii cantitative, in functie de specie, de rasa animalului si de perioada de lactatie. In mod obisnuit laptele de vaca contine 3 - 4% grasime, la unele specii de animale putand ajunge la 6 si chiar 9% (lapte de bivolita si de oaie).

Lipidele laptelui prezinta deosebita importanta atat sub aspect economic si nutritiv cat si pentru influenta pe care o au asupra proprietatilor senzoriale ale laptelui si produselor lactate.

Din punct de vedere chimic, grasimea din lapte este formata dintr-un amestec de gliceride (98 - 99%) si din cantitati mici de fosfolipide (0,2- 1%), steroli (0,25 - 0,4%), acizi grasi liberi, pigmenti si vitamine liposolubile.

Prezenta diferitilor acizi si proportia acestora determina valoarea unor indici caracteristici pentru grasimea din lapte de vaca si anume:

- punctul de topire este situat intre 29 si 34 ⁰C, fiind mai scazut decat al altor grasimi animale, determinand o asimilare mai usoara si mai buna;

- punctul de solidificare este cuprins intre 18 si 23⁰C;

- densitatea grasimii la 15⁰C variaza intre 0,936 si 0,950;

- indicele de saponificare variaza in functie de natura acizilor prezenti si permite evaluarea masei moleculare a acestora;

- indicele de iod variaza in functie de continutul in acizi grati nesaturati si gradul de nesaturare al acestora;

Din punct de vedere fizic , grasimea laptelui se prezinta sub forma de globule sferice de marimi variabile . Deoarece densitatea grasimii laptelui este mai mica decat a celorlalti componenti , globulele de grasime au tendinta de a se ridica la suprafata , ceea ce constituie fenomenul de smantanire naturala sau spontana.

Glucidele

Glucidul principal al laptelui este lactoza sau zaharul din lapte.

Lactoza este singura sursa pentru om de galactoza. Galactoza intervine in formarea galactocerebrozidelor care sunt implicate in formarea sistemului nervos central si dezvoltarea inteligentei. S-a constatat ca eliminarea din ratie a lactozei la sugar si inlocuirea cu zaharoza duce la o intarziere a dezvoltarii intelectuale.

In laptele de vaca normal lactoza variaza intre 4,7 si 5,2%.

Prin incalzire indelungata incepand chiar de la 70⁰C, lactoza pierde apa de cristalizare, incepe sa se descompuna aparand o usoara culoare galbena; la 120⁰C eliminarea apei de cristalizare este considerata totala si daca temperatura de incalzire creste la 170 - 180⁰C incepe formarea caramelului, substanta de culoare bruna cu miros caracteristic. Fenomenul trebuie evitat, considerat ca un defect in cazul fabricarii laptelui concentrat sau celui praf.

Lactoza este singurul zaharul fermentescibil prezent in cantitate mai mare in lapte. Prin hidroliza acida sau actiunea unei enzime numite lactaza, lactoza se transforma intr-o molecula de glucoza si una de galactoza:

C₁₂H₂₂O₁₁ + H₂O C₆H₁₂O₆ + C₆H₁₂O₆

lactoza glucoza galactoza

De asemenea, sub actiunea microorganismelor, lactoza poate suferi diferite fermentatii cu aplicatii importante in tehnologia produselor lactate.

· Astfel, sub actiunea bacteriilor lactice, lactoza este transformata in acid lactic, avand loc fermentatia lactica, conform reactiei:

bacterii lactice

2C₆H₁₂O₆      4CH₃ -CHOH - COOH

lactoza acid lactic

Acidul lactic rezultat determina coagularea cazeinei si imprima produsului respectiv gust acid(produse lactate acide, branzeturi proaspete).

· Sub actiunea bacteriilor propionice, are loc fermentatia propionica, acidul lactic fiind transformat in acid propionic, acid acetic, dioxid de carbon si apa dupa reactia:

bacterii propionice

3 CH₃- CHOH- COOH      2CH₃-CH₂-COOH + CH₃-COOH+CO₂­+H₂O

acid lactic acid propionic acid acetic

Aceasta fermentatie are loc in cursul maturarii branzeturilor cu pasta tare (tip svaiter) si contribuie la formarea gustului specific si a desenului caracteristic.

· In prezenta germenilor sporulati anaerobi, de tipul Clostridium intalniti frecvent in lapte, lactoza poate fi transformata in acid butiric avand loc fermentatia butirica, conform reactiei:

bacterii butirice

2C₆H₁₂O₆   2CH₃ - CH₂ - CH₂ - COOH + 4CO₂­ +4H₂

lactoza acid butiric

Aceasta fermentatie , nedorita provoaca balonarea tarzie a branzeturilor, imprimindu-le gust neplacut.

· Lactoza poate fi transformata sub actiunea unor specii de drojdii in alcool etilic - fermentatie alcoolica care are loc, de obicei, in paralel cu fermentatia lactica:

drojdii

2C₆H₁₂O₆   2CH₃ - CH₂ -OH + CO₂

lactoza alcool etilic

Aceasta fermentatie alcoolica prezinta importanta tehnologica in fabricarea unor produse lactate acide, care contin in cantitati foarte mici si alcool: chefir si cumas.

Lactoza posedand un gust slab dulce, placut este folosita pentru a intensifica aroma naturala a unor alimente. Se intrebuinteaza la prepararea diferitelor medicamente sub forma de tablete si ca mediu nutritiv in industria fabricarii penicilinei.

Sarurile minerale

Laptele contine 0,7-0,9% saruri minerale : cloruri, fosfati si citrati de potasiu, sodiu, calciu si magneziu

Vitaminele

Laptele este un aliment care contine o varietate de vitamine in cantitati apreciabile. Exista vitamine liposolubile dizolvate in faza grasa (vitaminele A,D,E,K) si vitamine hidrosolubile dizolvate in faza apoasa (vitaminele din grupul B, vitamina C - acidul ascorbic). Cantitatea de vitamine variaza cu rasa, perioada de lactatie, alimentatia animalului si este influentata de modul de tratare a laptelui dupa mulgere.

Bogatia laptelui in anumite vitamine ii confera valoare biologica ridicata si prezinta de asemeni interes din punct de vedere tehnologic

Vitaminele liposolubile se gasesc in cantitate mare in unt. Ele fie trec din furaje direct in organism, fie ca sunt biosintetizate de celula lactogena.

Enzimele

Enzimele sunt compusi de natura proteica cu rol catalitic in reactii biochimice.

Laptele contine numeroase enzime (circa 19) dintre care unele sunt sintetizate de glanda mamara, iar altele sunt secretate de microorganismele prezente in lapte.

Dintre enzimele laptelui cela mai importante sunt:

- lipaza, care hidrolizeaza gliceridele, punand in libertate acizii grasi; ea este cauza cresterii aciditatii untului si a unor procese de rancezire.

- proteaza, descompune proteinele pana la stadiul de peptone si aminoacizi.

- fosfataza alcalina este foarte sensibila la caldura , prezenta ei servind ca test de control al pasteurizarii laptelui ( proba fosfatazei)

- peroxidaza, este descompusa la temperatura de 80 °C, fiind folosita la aprecierea pasteurizarii inalte.

- reductaza, este o enzima cu proprietati oxido-reducatoare, ceea ce a determinat utilizarea gradului de contaminare a laptelui ( proba reductazei).

Pigmentii si gazele laptelui

Pigmentii sunt substante care dau nuanta galbuie a laptelui. Provin din furaje, in cantitate mai mare aflandu-se in perioada de vara, cand animalele consuma furaje verzi. Principalii pigmenti sunt:b - carotenul, clorofila, xantofila si riboflavina care da nuanta verzuie zerului.

Continutul de gaze inglobate in lapte este variabil. Imediat dupa mulgere, volumul de gaze este mai mare si predomina cantitativ dioxidul de carbon; ulterior, prin aerare si agitare, continutul de dioxid de carbon scade si in urma contactului laptelui cu aerul creste continutul de azot si oxigen.