CC BY
75
Ю. В. Балакирева, Н. И. Анисимова, А. Р. Мухитов,
Ф. Ю. Ахмадуллина, Ф. Г. Каримова
ВЛИЯНИЕ ТЕРМОДЕСТРУКЦИИ ЖИРОВЫХ ШАРИКОВ МОЛОЧНОГО СЫРЬЯ КАЗЕИНОВОГО ТИПА НА ЕГО ИНТЕГРАЛЬНУЮ АНТИОКСИДАНТНУЮ АКТИВНОСТЬ
Ключевые слова: молоко, антиоксидантная активность, жировые шарики.
Целью данной работы являлось изучение влияния термовоздействия и его продолжительности на дисперсный состав липидной фракции коровьего и козьего молока. Получена зависимость термодеструкции молочных жировых шариков от режима пастеризации и индивидуальных особенностей сельскохозяйственного животного, что обусловливает изменение интегральной антиок-сидантной активности молочного сырья.
Keywords: тИк, antioxidant activity, fat globules.
The purpose of this work is studding of influence of thermal attack and it’s continuance to dispersed composition of lipids cow and goat milk. Dependence of thermal destruction of milk’s fat globule from pasteurization standards was obtained.
It determined to change integral antioxidant activity of milk.
В настоящее время значительно возросла исследовательская активность в области изучения антиоксидантной активности пищевых продуктов, что обусловлено, не в последнюю очередь, профилактикой развития различных патологий, связанных с интенсивной генерацией активных форм кислорода. При их избытке и недостатке антиоксидантов в организме происходит свободнорадикальное повреждение нуклеиновых кислот, белков, липидов мембран и других макромолекул клетки. Поэтому для профилактики окислительного стресса значительная часть антиоксидантов должна поступать с пищей, богатой анти-окислительным комплексом.
Незаменимым продуктом питания в этом плане является молоко, которое обладает богатой антиоксидантной системой, включающей антиоксиданты белковой природы, витамины и витаминоподобные вещества и низкомолекулярные антиоксиданты [1,2].
Однако современные технологии обработки сельскохозяйственного сырья, и молока в частности, способствуют изменению исходного статуса антиоксидантной активности, что было экспериментально подтверждено результатами собственных исследований [2-5].
Систематические исследования молочного сырья казеинового типа и изучение влияния на интегральную антиоксидантную активность коровьего и козьего молока температурного воздействия с учетом его продолжительности достоверно выявили определяющий вклад термофактора в изменение антиоксидантной системы исследуемого молочного сырья. Полученные зависимости представлены на рис. 1.
Как видно из представленного графического материала, независимо от режима пастеризации наблюдается повышение интегральной антиоксидантной активности термообработанных проб коровьего и козьего молока по сравнению с сырым молоком. При этом
наибольшее изменение система антиоксидантной активности молочного сырья претерпевает при режиме 76 0С, 5 мин. С большой долей вероятности рост интегральной антиоксидантной активности исследуемого молока можно объяснить высвобождением ранее недоступных сульфгидрильных групп в результате денатурации белков с последующим их уменьшением за счет образования дисульфидных связей при ужесточении режима пастеризации, а также высвобождением антиоксидантов из жировых шариков молочного сырья. К ним относятся жирорастворимые витамины, иммуноглобулины, ферменты [6,7].
Рис. 1 - Влияние режимов термообработки на интегральную антиоксидантную активность коровьего (а) и козьего молока (б): 1 - исходное; 2 - 65° С, 30 мин.; 3 - 76° С, 5 мин.; 4 - 90° С, 20 сек; 5 - 95° С, 5 мин.
Что касается экстремального характера изменения антиоксидантной активности коровьего и козьего молока в зависимости от режима пастеризации, его можно объяснить, учитывая как экранирующую роль жировых шариков, так и инактивацию и возможную деструкцию антиокислителей под действием температуры и времени экспозиции.
Для подтверждения значительного вклада липидной фракции в интегральную антиоксидантную активность молочного сырья казеинового типа в работе изучалось влияние различных промышленных режимов пастеризации на систему жировых шариков коровьего и козьего молока. Для этого проводили микроскопирование исходной и термообработанных проб молока всех сельскохозяйственных животных в сопоставительном аспекте на лазерном сканирующем микроскопе LSM 510 META (Carl Zeiss) с обязательным фиксированием изменений, происходящих в липидной фракции. Для получения достоверной информации было исследовано молоко 10 сельскохозяйственных животных в трех повторностях в каждом эксперименте.
Для количественной оценки степени деструктурирования жировых шариков молока был проведен обсчет полученных фотографий в программе «LSM Image Examiner», позволивший определить изменение дисперсности липидной фракции молока после его термообработки.
Для корректного сопоставления полученных результатов для всех доноров и возможности выявления общих закономерностей для молочного сырья казеинового типа был
введен относительный параметр, определяющий количественное изменение жировых шариков определенного размера в результате термообработки. Для этого количество жировых шариков определенного размера в исходных пробах молока принимали за 100%. Результаты комплексной оценки изменения дисперсности коровьего и козьего молока приведены на рис. 2 (в качестве примера для одного донора).
Рис. 2 - Количественные изменения жировых шариков в коровьем молоке до и после термообработки в относительных единицаха (а - коровье молоко, б - козье молоко): 1
- исходное; 2 - 65° С, 30 мин.; 3 - 76° С, 5 мин.; 4 - 90° С, 20 сек; 5 - 95° С, 5 мин.
Обобщая полученные результаты, можно отметить:
1. В основном аналогичность дисперсного состава липидной фракции молочного сырья казеинового типа с преобладанием мелких размеров жировых шариков, лежащих в диапазоне 1-2 нм. Тем не менее, следует отметить некоторое отличие козьего молока, для которого характерно небольшое наличие жировых шариков размером 5-6 нм, в то время как для коровьего молока максимальный их диаметр ограничивался 4-5 нм;
2. Различие в количественном содержании жировых шариков определенного размера, характерное для индивидуальных сельскохозяйственных животных;
3. Как для коровьего, так и козьего молока при термообработке наблюдается тенденция увеличения мелкодисперсной фракции жировых шариков при одновременном уменьшении в основном крупнодисперсной фракции. Однако для некоторых доноров как КРС, так и коз при режимах 65°С, 30 минут и 76°С, 5 минут наблюдается увеличение обеих фракций, что можно объяснить одновременным протеканием деструкционных и реструк-ционных процессов в липидной фракции молока.
Т. о. полученные результаты подтверждают протекание деструкционных процессов в липидной фракции молочного сырья казеинового типа, зависящих от интенсивности термического воздействия и его продолжительности и, как следствие, высокую вероятность высвобождения оболочечного белка, фосфолипидов, сфингомиэлинподобного фос-фатида, каротиноидов, холестирина, жирорастворимых витаминов и ряда ферментов с выделением в плазму молока, что согласуется с данными других авторов [7], показавших, что под действием внешних факторов, в том числе и температуры, оболочка жировых шариков разрывается, в результате чего в плазму молока высвобождаются ее компоненты, ряд которых проявляет антиоксидантные свойства.
Литература
1. Балакирева, Ю.В. Изучение антиоксидантной емкости коровьего и козьего молока / Ю.В. Балакирева, Ф.Ю. Ахмадуллина, А.А. Лапин // Вестник Казанского технол. ун-та. - 2009. - №1. - С. 56-59.
2. Гальваностатическая кулонометрия для оценки антиоксидантной активности молока и молочных продуктов: научно-методическое пособие / сост. Ю.В. Балакирева [и др.]; РАЕН - М., 2009.
- 60 с.
3. Балакирева, Ю.В. Влияние промышленных режимов пастеризации на интегральную антиоксидантную и витаминную активности коровьего молока / Ю.В. Балакирева, Ф.Ю. Ахмадуллина, А.А. Лапин, Л.В. Лопухов // Бутлеровские сообщения. - 2010. - №2. - С. 19-25.
4. Лапин, А.А. Влияние способов первичной обработки на антиоксидантную активность молочного сырья / А.А. Лапин, Ю.В. Балакирева, Р.К. Закиров, Ф.Ю. Ахмадуллина // Нетрадиционные природные ресурсы, инновационные. - М., 2007. - Вып. 16. - С. 138-143.
5. Балакирева, Ю.В. Изучение антиоксидантной активности молочного сырья и влияние на нее промышленных режимов обработки / Ю.В. Балакирева, А.А. Лапин, Ф.Ю. Ахмадуллина // Рефераты докладов второго Международного форума «Аналитика и Аналитики». - 2008. С. 578.
6. Горбатова, К.К. Биохимия молока и молочных продуктов / К.К. Горбатова. СПб.:ГИОРД, 2003.
- 320 с.
7. Тиняков, Г.Г. Микроструктура молока и молочных продуктов / Г.Г. Тиняков. - М.: Пищепро-миздат, 1963. - 320 с.
© Ю. В. Балакирева - асс. каф. промышленной биотехнологии КГТУ, [email protected]; Н. И. Анисимова - студ. КГТУ; А. Р. Мухитов - канд. биол. наук, ст. науч. сотр. Казанского института биохимии и биофизики КазНЦ РАН; Ф. Ю. Ахмадуллина - ст. препод. каф. промышленной биотехнологии КГТУ; Ф. Г. Каримова - д-р биол. наук, зав. лаб. сигнальных систем Казанского института биохимии и биофизики КазНЦ РАН.
