Научно-исследовательский институт детского питания Российской академии сельскохозяйственных наук ( ниидп россельхозакадемии ) Симоненко Сергей Владимирович научные аспекты переработки козьего молока и получения продуктов общего и специального назначения

Вид материала

Автореферат

Содержание Научный консультант: академик РАСХН, доктор технических наук доктор технических наук, профессор Евдокимов Иван Алексеевич; доктор технических наук Хвыля Сергей Игоревич Общая характеристика работы В основу научной концепции Научная новизна Практическая значимость результатов Апробация работы Структура и объём работы Содержание работы Глава 1. Анализ современного состояния производства козьего молока и продуктов его переработки в Российской Федерации и за рубеж Глава 2. Методология выполнения работы Bos taurus Глава 3. Сравнительное исследование свойств козьего, коровьего и женского молока Б: 1 – α-ла; 2 – сыворотка коровья, 3 –БСА, 4–антисыворотка против α-ла и БСА. В Массовая доля Аминокислоты, г/100 г белка Параметры оценки жирнокислотной сбалансированности Макро- и микроэлементы, мг/1г белка Критерий витаминного соответствия Кв = 0,932 Массовая доля ... Полное содержание

Подобный материал:

• Теоретическое обоснование и практическая реализация технологий гидролизатов молочных, 1009.5kb.
• Эффективность использования новых биологически активных добавок в яичном птицеводстве, 609.3kb.
• Князев Сергей Дмитриевич доктор сельскохозяйственных наук, профессор Сорокопудов Владимир, 1022.39kb.
• Научно-практическое обоснование повышения адаптационных способностей и мясной продуктивности, 1181.25kb.
• Насекомые-вредители запасов семян подсолнечника и меры борьбы с ними в условиях краснодарского, 425.52kb.
• Научное обоснование и промышленная реализация инновационных технологий санитарной обработки, 689.02kb.
• Особенности развития трутней в пчелиных семьях apis mellifera L. На территории краснодарского, 497.31kb.
• Удк 631. 15: 33 Организационно-технологические приемы, обеспечивающие повышение эффективности, 482.48kb.
• Учебное пособие для студентов, обучающихся по специальности 260502 «Технология продуктов, 2230kb.
• Черно-пестрой породы, 1247.62kb.

На правах рукописи


Государственное научное учреждение

Научно-исследовательский институт детского питания Российской академии сельскохозяйственных наук

(ниидп россельхозакадемии)


Симоненко Сергей Владимирович


НАУЧНЫЕ АСПЕКТЫ ПЕРЕРАБОТКИ КОЗЬЕГО МОЛОКА И ПОЛУЧЕНИЯ ПРОДУКТОВ ОБЩЕГО

И СПЕЦИАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ


Специальность 05.18.04 – технология мясных, молочных и рыбных

продуктов и холодильных производств


АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

доктора технических наук


Москва 2010

Работа выполнена в Государственном научном учреждении Научно-исследовательский институт детского питания Российской академии сельскохозяйственных наук (НИИДП Россельхозакадемии)

Научный консультант:

академик РАСХН, доктор технических наук,

профессор Харитонов Владимир Дмитриевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Евдокимов Иван Алексеевич;

доктор технических наук Хвыля Сергей Игоревич;

доктор с.-х. наук, профессор Шувариков Анатолий Семенович

Ведущая организация:

Кемеровский технологический институт пищевой промышленности

Защита состоится «___» ________ 2010 г. в ___ часов на заседании диссертационного совета ДМ 006.021.01 при Государственном научном учреждении Всероссийский научно-исследовательский институт мясной промышленности им. В.М. Горбатова Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВНИИМП) по адресу: 109316, Москва, ул. Талалихина, д. 26.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГНУ ВНИИМП.


Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью организации, просим направлять в адрес ученого секретаря диссертационного совета.


Автореферат размещен на сайте Высшей аттестационной комиссии Министерства образования и науки Российской Федерации «___» ______ 2010 года, разослан «___» ______ 2010 года.


Ученый секретарь диссертационного совета,

кандидат технических наук,

старший научный сотрудник А.Н. Захаров

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Состояние здоровья современного человека в значительной степени определяется характером, уровнем и структурой питания, в которых зачастую имеются серьезные нарушения в силу экологических, социальных и других факторов. Пища как сложный химический комплекс, содержащий тысячи основных и минорных компонентов, способна оказывать разнообразные физиологические эффекты, это дает возможность использовать рационы питания для предупреждения нарушений и восстановления функций организма.

Все большее применение в последние годы находят продукты на основе козьего молока, обладающие ценными питательными свойствами для жизнедеятельности человека, особенно для детей и людей пожилого возраста.

В России в 2009 году родились более 1,7 миллиона детей. Значительная часть женщин, по различным причинам, в 3-4 месяца прекращают грудное вскармливание. В этих случаях важно организовать оптимальное искусственное вскармливание для обеспечения роста и развития ребенка. В связи с этим требуется проведение научных исследований по разработке специализированных продуктов детского питания.

Основателем отечественной науки о детском питании является А.А. Покровский. Большой теоретический и практический вклад в развитие технологии продуктов для детей внесли: А.А. Агтиггх, А.А. Баранов, М.Я. Бренц, Л.Н. Иванова, И.Я. Конь, Н.С. Королева, Г.С. Коробкина, П.Ф. Крашенинин, Н.Н. Липатов, Н.Н. Липатов (мл.), А.Б. Лисицын, К.С. Ладодо, В.С. Медузов, В.М. Позняковский, И.А. Рогов, И.А. Радаева, В.Б. Спиричев, В.А. Тутельян, А.В. Устинова, Е.М. Фатеева, В.Д. Харитонов, А.Г. Храмцов, Г.П. Шаманова, A. Armuzzi, D. Hofinann, P. Marteau и другие отечественные и зарубежные ученые.

По данным Института питания РАМН, в городах количество новорожденных, страдающих непереносимостью и аллергией к белкам коровьего молока, увеличивается в силу экологических, генетических, социальных и других факторов. Особенности состава и свойств козьего молока делают продукты его переработки в ряде случаев эффективной альтернативой продуктам из коровьего молока. Поэтому важной социальной проблемой является обеспечение населения продуктами на основе козьего молока, и в первую очередь, беременных и кормящих матерей, детей раннего, дошкольного и школьного возраста.

Исследованию свойств козьего молока посвящены труды таких ученых, как С.М. Кунижев, Р.И. Раманаускас, О.А. Суюнчев, К.Е. Маtаk и других.

Формирование государственной политики в области здорового питания является жизненно необходимой государственной задачей. Она закреплена нормативными документами:

- Федеральный закон РФ от 02.01.2000 № 29-ФЗ «О качестве и безопасности пищевых продуктов»;

- Указ президента от 30.01.2010 № 120 «Об утверждении Доктрины продовольственной безопасности Российской Федерации»;

- Постановление правительства от 14.07.2007 № 446 «О государственной программе развития сельского хозяйства и регулирования рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия на 2008–2012 годы».

В настоящее время объем теоретических и прикладных исследований недостаточен для объективной оценки влияния составных компонентов козьего молока на качество выпускаемой продукции. До настоящего времени исследования по влиянию сырья, технологических параметров, аппаратурного оформления на качество готовых продуктов не позволили создать эффективного производства продуктов на основе козьего молока. Для комплексной переработки молока необходима развитая сеть товарных козоводческих ферм, позволяющих обеспечить молокоперерабатывающие предприятия достаточным количеством молока-сырья, а также должна быть разработана и расширена научная и нормативно-техническая база.

Целью настоящей работы является развитие научно-практических основ переработки козьего молока и разработка технологий продуктов функционального назначения.

Для достижения поставленной цели сформулированы и последовательно решались следующие задачи:

• провести анализ и определить тенденции развития производства козьего молока и продуктов на его основе в Российской Федерации и за рубежом;
  
• исследовать состав и специфические свойства белков козьего молока в сравнении с женским и коровьим молоком;
  
• выявить влияние различных способов обработки козьего молока на его свойства;
  
• научно обосновать режимы технологических процессов переработки козьего молока;
  
• разработать методические подходы для идентификации козьего молока-сырья;
  
• разработать технологии новых продуктов общего и специального назначения на основе козьего молока;
  
• разработать аппаратурно-технологические решения, рекомендуемые для производства и переработки козьего молока, включая создание и испытания экспериментальных образцов нового оборудования.
  

В основу научной концепции, развиваемой в работе, положена гипотеза о том, что качество и свойства молочных продуктов из козьего молока в значительной степени определяются биохимическими, иммунохимическими и физико-химическими свойствами белков, входящих в состав этого сырья.

Научная новизна:

• научно обосновано и экспериментально подтверждено, что состав белков козьего молока, их аминокислотные последовательности, физико-химические свойства имеют качественные отличия от белков коровьего молока, что позволяет использовать эти отличия для идентификации сырья, поступающего на переработку, и обоснованно оптимизировать технологические процессы производства продуктов из козьего молока;
  

- выявлено, что сывороточные белки козьего, коровьего и женского молока отличаются по физико-химическим и иммунохимическим свойствам. При этом антигенные детерминанты сывороточных белков молока коров и коз идентичны, но отличаются от антигенных детерминант сывороточных белков женского молока;

- установлено, что термическая обработка козьего молока при температуре выше 70^оС изменяет физико-химические свойства белков; это приводит к увеличению глубины гидролиза белков основными протеазами желудочно-кишечного тракта: пепсином и трипсином, что значительно повышает усвояемость продуктов на основе козьего молока и придает им гипоаллергенные свойства;

• научно обоснованы и экспериментально доказаны закономерности влияния различных физических способов обработки козьего молока на его физико-химические, биохимические и иммунохимические свойства;
  
• установлено, что для повышения термостойкости и снижения бактериальной загрязненности козьего молока-сырья целесообразно осуществлять его термизацию при температуре 64±2°С на ферме или при поступлении на переработку сразу подвергать термической обработке при температуре 68±2°С.
  

Практическая значимость результатов:

• разработаны методические рекомендации по подбору сырьевых зон производства козьего молока-сырья;
  
• разработаны методические рекомендации по организации молочно-товарных ферм;
  
• разработаны методические рекомендации идентификации козьего молока-сырья;
  
• совместно с ОАО «Мир-Продмаш» и ГНУ ВНИМИ Россельхозакадемии разработаны и успешно испытаны экспериментальные образцы модернизированного оборудования, рекомендованного для использования при переработке козьего молока;
  
• разработаны и реализованы в промышленности более 10 технологий продуктов общего и специального назначения на основе козьего молока;
  
• разработаны предложения по аппаратурному оформлению процессов производства и переработки козьего молока.
  

Апробация работы. Основные положения работы доложены и обсуждены на международных и российских конференциях, семинарах и научно-практических форумах: Москва, 2006–2010; Углич, 2006–2010; Адлер, 2007–2008; Волгоград, 2007–2008; Минск, 2008; Истра, 2009; ΙV Европейский конгресс педиатров, 2009.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 71 наименование научных трудов, в том числе 1 монография, 22 статьи в рецензируемых изданиях, соответствующих списку ВАК, получено 2 патента и 1 заявка на патент.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, 6 глав, выводов, списка литературы (327 работ отечественных и зарубежных авторов), приложения. Работа изложена на 297 страницах машинописного текста, содержит 57 таблиц и 53 рисунка.


СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ


Во введении диссертационной работы обоснована актуальность выбранной темы, сформулирована концепция, цель и задачи исследований; представлена научная новизна и практическая значимость работы.

Глава 1. Анализ современного состояния производства козьего молока и продуктов его переработки в Российской Федерации и за рубежом

Систематизированы и обобщены литературные данные отечественных и зарубежных авторов в области современного состояния и тенденций развития производства козьего молока и продуктов его переработки. Проанализировано состояние и перспективы развития козоводства в России и за рубежом. Отмечено, что низкое качество молока-сырья является одной из основных проблем производства козьего молока. Выделены особые специфические свойства козьего молока. Определены основные факторы, обусловливающие технологические характеристики козьего молока, основывающиеся на микробиологических, биохимических и физико-химических показателях и динамике их изменений в ходе переработки. Проведен анализ существующих технологий производства молочных продуктов на основе козьего молока. Определены основные характеристики сырьевой базы и особенностей производства козьего молока. Проведен анализ существующей нормативно-технической базы и особенностей производства продуктов на основе козьего молока. Обоснована необходимость разработки новых видов продуктов общего и специального назначения для детерминированных групп населения с обеспечением заданного уровня качества и функциональных свойств.

Глава 2. Методология выполнения работы

Научные и экспериментальные работы по комплексному рассмотрению вопросов производства и переработки козьего молока выполнены при непосредственном участии автора с 2000 по 2005гг. в НИПТИ «Агропромпрогресс», СГУП «Моссельхоз» в рамках «Московской агропромышленной программы». С 2006 г. по настоящее время в ГНУ Научно-исследовательский институт детского питания Россельхозакадемии в рамках тематики Россельхозакадемии, а также бюджетных и хоздоговорных работ совместно с ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт молочной промышленности Россельхозакадемии.

В рамках реализации российско-белорусского проекта «БелРосТрансген-2» проведена совместная работа с Научно-исследовательским институтом биологии гена Российской академии наук по отработке технологических процессов переработки козьего молока. Апробация технологических решений осуществлялась на производственных предприятиях России и стран ближнего зарубежья.

Общая схема исследований диссертационной работы представлена на рис. 1.



Объекты исследований: молоко коровье ( Bos taurus) цельное и обезжиренное, молоко козье (Capra hircus) цельное и обезжиренное зааненской, нубийской и альпийской пород, женское молоко с 20 по 40 день лактации; коровья молочная сыворотка, козья молочная сыворотка; продукты на основе козьего молока. При выполнении работы использовались 36 стандартных и 7 приведенных в специальной литературе методов, принятых для физико-химического и микробиологического контроля молочных продуктов.

Сравнение белкового состава козьего, коровьего и женского молока осуществляли с использованием электрофореза в полиакриламидном геле в присутствии и в отсутствии додецилсульфата натрия на стандартном оборудовании (камера для вертикального электрофореза «Эльф-4», РФ) и высокоэффективной жидкостной хроматографии на хроматографе Agilent 1100, колонка ZORBAX 300SB-C8 (США); иммунохимические свойства белков молока исследовали методом двойной иммунодиффузии в агаровом геле. Протеолиз белков молока вели с использованием трипсина и пепсина. Повторность опытов на всех этапах работы – не менее трех измерений.

Применены методы математического моделирования и статистической обработки экспериментальных данных.

В процессе исследований использовалось специализированное стендовое оборудование: сепаратор-бактофуга, микрофильтрационная установка, установка для обработки молока с использованием ультрафиолетового излучения, а также экспериментальный участок для исследования процессов переработки козьего молока и продуктов на его основе производительностью 100 л/ч.

Выработки опытных партий молочных продуктов осуществлялись на региональных предприятиях молочной промышленности.

Глава 3. Сравнительное исследование свойств козьего, коровьего и женского молока

С помощью электрофореза в полиакриламидном геле в присутствии додецилсульфата натрия был определен состав белков молока зааненской породы коз и оценена их относительная молекулярная масса в сравнении с белками коровьего и женского молока. Полученные результаты электрофоретического разделения денатурированных белков козьего, коровьего и женского молока (рис.2) свидетельствуют о существенных различиях в составе белков не только казеиновой, но и сывороточной фракций. Преобладающим сывороточным белком коровьего молока является β-лактоглобулин (β-лг), в козьем его содержится несколько меньше, а в женском – этот белок отсутствует. При сравнении казеиновых фракций исследуемых образцов (рис. 2, треки 5 и 6) видно, что они также отличаются по составу, причем казеин козьего молока по составу и молекулярной массе приближен к казеину женского молока. В целом полученные данные по белковому составу козьего молока удовлетворительно коррелируются с данными других авторов. Их получение в данной работе диктовалось необходимостью оценки белкового состава козьего молока как базовой основы перед проведением углубленных исследований в этой области.





1–молоко коровье цельное; 2 –молоко козье цельное; 3 –молоко женское, 4–смесь стандартов сывороточных белков;5 – казеин из коровьего молока; 6 –казеин из козьего молока


Рис. 2. Электрофореграмма сывороточных белков молока и казеиновой фракции


Содержание α-лактоальбумина (рис. 3) в козьем и женском молоке несколько выше, чем в коровьем.



лактоферрин



1 –сыворотка козьего молока; 2–сыворотка коровьего молока;

3 –сыворотка женского молока; 4–смесь стандартов белков (β-лг, α-ла и бычьего сывороточного альбумина)


Рис. 3. Электрофореграмма денатурированных белков молочной сыворотки и стандартов сывороточных белков


Общее содержание белков, несомненно, является одной из основных характеристик качества молока. Однако не менее важно знать, какие виды белковых соединений в нем являются преобладающими. С этой целью был проведен анализ электрофореграмм основной казеиновой фракции и сывороточных белков молока нескольких пород коз (рис. 4 и 5).




минорные белки


Рис. 4. Электрофореграмма казеинов (А) и сывороточных белков (Б)

из молока зааненской (1), нубийской (2) и альпийской пород коз (3)



Как видно из рис. 4, исследуемые образцы молока зааненской, нубийской и альпийской пород коз схожи по белковому составу казеиновой и сывороточной фракций. Основным белком казеиновой фракции молока всех исследованных пород является β-казеин, на долю которого приходится до 62÷67 % от общего содержания данного белка (рис. 4А). У нубийской породы обнаруживается наименьшее количество α_s-казеина, а суммарное содержание данной фракции не превышает 9 %. Напротив, у коз альпийской породы содержание данного казеина в молоке превышает 18 %.

Результаты анализа электрофореграмм сывороточных белков, представленных на рис. 4Б, свидетельствуют в целом об общности состава основных сывороточных белков.

Однако определенные различия обнаруживаются при анализе минорных сывороточных белков, к которым относятся сывороточный альбумин и лактоферрин. Результаты анализа электрофореграмм минорных сывороточных белков представлены на рис. 5.

Как следует из результатов, содержание лактоферрина, который является наиболее ценным биологически активным компонентом молока, в молоке коз зааненской и нубийской пород сравнимо с содержанием этого белка в женском молоке. В молоке коз альпийской породы лактоферрина заметно меньше. Проведенные исследования в целом свидетельствуют о предпочтительном использовании в качестве одной из основных пород – зааненскую породу, как наиболее распространенную и продуктивную. В этой связи все последующие эксперименты осуществлялись с использованием козьего молока указанной выше породы.




лактоферрин

лактоферрин


БСА





1 – стандарт бычьего сывороточного альбумина; 2 и 6 – стандарт лактоферрина;

3 – молоко зааненской; 4 – нубийской; 5 – альпийской пород коз;

7 – женское молоко; 8 – коровье молоко



Рис. 5. Электрофорез денатурированных минорных сывороточных белков

козьего молока различных пород


Для изучения свойств β-лактоглобулинов из молока копытных животных был проведен теоретический анализ их структуры с использованием специализированного программного обеспечения. В соответствии с информацией Национального центра биотехнологической информатики США (ссылка скрыта) получены сравнительные данные аминокислотных последовательностей коровьего и козьего β-лактоглобулинов. Установлено, что аминокислотная последовательность козьего β-лг отличается десятью аминокислотами от коровьего. Замены аминокислот локализованы на поверхности белковой молекулы, что следует из данных по пространственной организации β-лг. Перечисленные замены приводят к тому, что козий β-лг обладает более положительным суммарным зарядом по сравнению с коровьим.

Этот вывод подтвержден проведенными исследованиями с использованием высокоэффективной хроматографии (ВЭЖХ) различных образцов молока, результаты которой представлены на рис. 6.




α-ла

β-лг




Рис. 6. Результаты ВЭЖХ сывороточных белков коровьего (А),

козьего (Б) и женского молока (В)


Результаты исследования подтверждают данные, полученные при анализе образцов сыворотки молока (рис. 2), что α-лактоальбумин (α-ла) присутствует во всех исследуемых образцах, β-лактоглобулина значительно больше в коровьем молоке, а в женском – этот белок отсутствует. В хроматографическом профиле (рис. 6А) в сыворотке коровьего молока присутствуют несколько интенсивных пиков. При использовании стандартных образцов белков бычьего сывороточного альбумина (БСА), α-ла и β-лг установлено, что пики со временем удерживания 33,1 и 33,5 мин соответствуют БСА и α-ла, а двойной пик, регистрируемый на 37,3 и 37,7 мин, – двум генетическим вариантам β-лг А и B. Время удержания на использованной хроматографической колонке α-ла козьего, коровьего и женского молока существенно отличается и составляет соответственно 33,5; 32,5; 31,5 мин, что свидетельствует о различиях свойств исследуемых белков. Они обусловлены отличиями в первичной структуре белков, что может привести к изменению их способности подвергаться протеолизу ферментами желудочно-кишечного тракта. Эти отличия создают предпосылки для выработки методических подходов к идентификации козьего и коровьего молока, а также их смесей на основе электрофоретических методов и ВЭЖХ.

Важность этого вопроса связана не только с общими проблемами фальсификации, но и с тем, что продукты из козьего молока в целом ряде случаев предназначены для функционального и лечебного питания, в том числе детского, в котором искажение ингредиентного состава совершенно недопустимо.

На основании теоретического анализа и полученных экспериментальным путем данных можно сделать вывод, что состав белков козьего молока, их аминокислотные последовательности и физико-химические свойства отличаются от белков коровьего молока, что имеет значение при разработке технологических параметров переработки козьего молока.

Белки коровьего и козьего молока могут иметь близкие антигенные детерминанты, определяющие их аллергенные свойства. Методом двойной радиальной иммунодиффузии (по Ухтерлони) с использованием кроличьих антител к основным сывороточным белкам коровьего молока исследована иммунореактивность белков коровьего, козьего и женского молока. Результаты представлены на рис. 7.





7


А: 1 –β-лг; 2 – концентрат сывороточных белков; 3 –сыворотка коровья; 4–β-лг;

5 –сыворотка козья; 6 –сыворотка женская; 7– антисыворотка против β-лг.

Б: 1 – α-ла; 2 – сыворотка коровья, 3 –БСА, 4–антисыворотка против α-ла и БСА.

В: 1–α-ла; 2 – сыворотка козья; 3–БСА; 4 –антисыворотка против α-ла и БСА.

Г: 1–α-ла; 2 – сыворотка женская; 3 –БСА; 4 – антисыворотка против α-ла и БСА


Рис. 7. Двойная радиальная иммунодиффузия в агаровом геле коровьей,

козьей и женской сывороток молока


Как видно на рис.7А, β-лг коровьего молока по составу антигенных детерминант идентичен β-лг козьего молока, в женском же молоке β-лг отсутствует, что подтверждает предыдущие исследования. Использование антител против α-ла и БСА коровьего молока (рис. 7 Б, В и Г) показало, что α-ла козьего молока по антигенным детерминантам также идентичен α-ла коровьего молока, а α-ла женского молока общих антигенных детерминант с аналогичным белком коровьего молока не имеет и полосы преципитации с антисывороткой против α-ла и БСА не дает (рис. 7Г).

Несмотря на выявленные различия физико-химических свойств, сывороточные белки козьего и коровьего молока обладают сходными иммунохимическими свойствами. Эти результаты подтверждают сведения о близости аллергенных свойств белков сыворотки коровьего и козьего молока.

Таким образом, в целом установлено, что белки козьего молока, будучи иммунохимически идентичны белкам коровьего молока, отличаются от белков коровьего и женского молока по фракционному составу и физико-химическим свойствам, что может быть положено в основу создания идентификационных аналитических методов. При этом контроль видовой принадлежности молока может быть осуществлен электрофоретическими методами и высокоэффективной жидкостной хроматографией (ВЭЖХ). Установлено, что состав белков женского молока и молока исследованных копытных животных существенно различается. Отличительным признаком женского молока является отсутствие в нем β-лактоглобулина и высокое содержание лактоферрина. Сывороточные белки коровьего и козьего молока, β-лг и α-ла, не различаются по молекулярным массам, а использование для анализа отличий в составе казеинов коровьего и козьего молока затруднено из-за близости их молекулярных масс, что не дает возможности дать количественную оценку их смеси.

Дальнейшие исследования, результаты которых представлены на рис. 8 и 9, показали, что подлинность козьего молока и его смесей с коровьим может быть успешно определена с использованием электрофоретического разделения сывороточных белков в отсутствии додецилсульфата натрия. Данный анализ целесообразно проводить на козьей сыворотке, так как казеины мешают эффективному электрофоретическому разделению сывороточных белков.

Как видно на рис. 8, в отсутствии додецилсульфата натрия электрофоретическая подвижность сывороточных белков коровьего молока увеличивается в ряду: альбумин, α-ла, β-лг, причем их ЭФ-грамма существенно отличается от ЭФ-граммы сывороточных белков козьего молока (рис. 8, треки 1 и 11). Это явление положено в основу количественной оценки содержания коровьего молока в козьем.

1. сыворотка из козьего молока;
   

сыворотка в соотношении смеси козьего и коровьего молока:

2. 
   1
   90 % / 10 %;
   
3. 
   2
   80 % / 20 %;
   
4. 
   3
   70 % / 30 %;
   
5. 60 % / 40 %;
   
6. 50 % / 50 %;
   
7. 
   4
   
   4
   40 % / 60 %;
   
8. 30 % / 70 %;
   
9. 20 % / 80 %;
   
10. 1
    
    
    0 % / 90 %;
    
11. с
    
    
    ыворотка из коровьего молока.
    

1 – комплекс сывороточных белков козьего молока; 2 – бычий сывороточный альбумин;

3 – бычий α-лактоальбумин; 4 – бычий β-лактоглобулин


Рис. 8. Электрофореграмма белков, содержащихся в сыворотке козьего, коровьего молока и их смесей


М = 0,378 И₀ ^1,2024

R² = 0,98


Рис. 9. Массовая доля коровьего молока в смеси с козьим, рассчитанная по содержанию бычьего β-лактоглобулина


Для расчета содержания бычьего β-лактоглобулина, входящего в смеси козьего и коровьего молока, использован пакет программ ImageQuant v. 5.l software фирмы Molecular Dynamics, USA. Результаты представлены в виде зависимости массовой доли коровьего молока в смеси с козьим молоком (рис. 9). Анализ рис. 8 и 9 показывает, что у предложенного метода нижний предел определения содержания коровьего молока в козьем молоке составляет 10 %. Данная методика идентификации козьего молока может быть использована лабораториями для осуществления входного контроля поступающего сырья.

Использование ВЭЖХ для определения особенностей белкового состава козьего и коровьего молока также позволяет проводить подобный анализ в хорошо воспроизводимых условиях. Хроматография сыворотки козьего молока обнаруживает в нем α-ла и β-лг по характерным временам удерживания (рис. 10). На рисунке синим цветом показан профиль элюции белков козьего молока, красным – коровьего, другими цветами – различные смеси белков из коровьего и козьего молока. Времена удерживания для козьего и коровьего -лактоальбумина соответственно составляют 30 и 33,5 мин, что достаточно для их эффективного разделения. Эти значительные отличия позволили провести видовую идентификацию козьего, коровьего молока и их смесей. Количественное определение компонентов молока определяется по площади соответствующего хроматографического пика с использованием специализированного программного обеспечения ChemStation (Agilent Technologies, США).

По сравнению с электрофоретическим методом идентификации козьего молока использование ВЭЖХ отличается более высокой скоростью (60 мин), а также возможностью автоматизированной точной оценки количества индивидуального белкового соединения после соответствующей калибровки.





Рис. 10. Результаты ВЭЖХ анализа смеси коровьего и козьего молока