Сүт өнімдерін өндіру биотехнологиясы

 

 

 

 

Сүт өнімдерін  өндіру биотехнологиясы

 

 

Лекциялар конспекті

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Лекция 1. Кіріспе.

 

1. Биотехнологияның  тағам өнімдерінің сапасын қалыптастырудағы  ролі

Биотехнология тағам  өнімдерінің сапасын қалыптастыруда маңызды роль атқарады. Өйткені өсімдік және жануар шикізаттары микроағзалардың көптеген түрлерінің өсіп-өнуі үшін жақсы орта болып табылады. Бұл роль әсіресе сүт өнімдерін өндіру кезінде жоғары болып табылады. Сүтті ұқсату және сүт өнімдерін өндіру кезінде сүттегі лактозаның ыдырауы негізгі роль атқарады. Латоза сүтқышқылды бактериялар, пропионқышқылды және сіркеқышқылды бактериялардың қатысуымен моносахаридтер мен пировиноград қышқылына ыдырайды. Сүт қышқылды бактериялар мен протеолитикалық микроағзалардың қатысуымен сүт ақуыздары ыдырайды. Липолитикалық бактериялар сүттегі липидтерді ыдыратады. Осы процестердің бағаты мен белсенділігіне байланысты өнімнің сапасы тәуелді болып табылады.

Биотехнология ғылымы осы  процестерді зерттеу және реттеу арқылы өнімнің сапасын арттыруға  мүмкіндік береді.

 

2. Сүт – биотехнологиялық  өнімдерді өндіру үшін шикізат  ретінде

Сүт толық бағалы тағам өнімдерінің бірі болып табылады. Оның құрамына 200-ден артық ір түрлі компоненттер кіреді. Сүттің құрамында ақуыздар, сүт майы, сүт қанты, әр түрлі дәрумендер, 40 түрлі минералдық заттар, әр түрлі ферменттер, гормондар жәте т.б. кездеседі. Және бұл компоненттердің барлығы адам ағзасына сіңу үшін ең қолайлы қатынастарда кездеседі.

Сүттің тағамдық құндылығы  оның пайдалы қасиеттерімен білінеді. Қажетті тағамдық заттарының ағзада жеңіл түрді сіңетіндей күйде болуы сүттің балалардың, жас аналардың, егде және ауыру адамдардың тамақтануында ерекше орын алуының себебі болып табылады.

Адам ағзасында сүт  ақуыздары жаңа жасушалар мен  тканьдардың, биологиялық белсенді заттардың, ферменттердің және гормондардың түзілу көзі болып табылады.

Сүттің жоғары биологиялық  құндылығы оның құрамы, құрамдық заттарының үйлесімді (өзара баланста) болуы және ағзада тез сіңуімен байланысты. Сүттегі 18 амин қышқылдарының сегізі алмастырылмайтын амин қышқылдарына жатады. Алмастырылмайтын амин қышқылдары адам ағзасында түзілмейді, бірақ оларсыз ақуыз молекулалары құрастырылмайды. Триптофан, метионин, изолейцин, лейцин, фенилаланин және валин сияқты алмастырылмайтын амин қышқылдары сүт ақуыздарында басқа, ет және балық сияқты өнімдерге қарағанда едәуір көп мөлшерде кездеседі. Сүттің құрамында құрамына күкірт кіретін амин қышқылдары – метионин және триптофан табылады. Метионин қан, холин және фосфолипидтер түзілу,  процесіне, ал триптофан ағзада зат алмасу процесіне қатысады.

Сүттің липидтерінде басқа майларда аз кездесетін майда  еритын дәрумендер кездеседі.

Сүтте едәуір мөлшерде көмірқышқылды  компоненттер кездеседі. Олардың 90 %-ы лактоза түрінде табылады. Лактоза тек сүттен ғана кездеседі. Лактоза адамның жүрегінің, бауырының, бүйректерінің жұмысына қажетті энергия көзі болып табылады.

Негізгі тағамдық компоненнтермен  қатар сүтте көп мөлшерде суда және майда еритін дәрумендер кездеседі. Олардың адам ағзасының дұрыс  жұмыс істеуіндегі және зат алмасу процесіндегі маңызы өте зор болып табылады. Дәрумендер адам ағзасында синтезделмейді (түзілмейді).

Аз мөлшерде сүтте  биологиялық белсенді заттар да кездеседі. Олар ағзаның инфекциялық ауруларға  қарсы тұру қабілетін жоғарылатады.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Лекция 2. Сүттің химиялық құрамы және қасиеттері

 

1. Сүттің химиялық  құрамы. Сүттің құрамына ақуыздар, майлар, көмірсулар, минералдық заттар, дәрумендер, ферменттер, гормондар және т.б. компоненттер кіреді. Бірақ мал түлігіне байланысты сүттің сандық және сапалық қасиеттері әр түрлі болады (таблица1).

Таблица 1. Мал сүтінің  құрамы

Мал түлігі	Құрғақ заттар, %							Су, %
	май	Ақуыздар			сүт қанты	минерал-дық заттар	барлығы
		барлығы	казеин	сарысу ақуыздары
Сиыр сүті	3,8	3,3	2,7	0,6	4,7	0,7	12,5	87,5
Қой сүті	6,7	5,8	4,6	1,2	4,6	0,8	17,9	82,1
Ешкі сүті	4,4	3,3	2,6	0,7	4,9	0,8	13,4	86,6
Түйе сүті	4,5	3,5	2,6	0,9	5,0	0,7	13,7	86,3
Бие сүті	1,0	2,1	1,1	1,0	6,7	0,3	10,1	89,9

Сүттің құрамы екі  негізгі бөліктен: судан және онда жайылған құрғақ заттардан құралады. Су дисперсиялық орта, ал құрғақ заттары дисперстік фаза болып табылады.

Сүт ақуыздарының үлесі 2 - 5 % құрайды. Сүт ақуыздарының негізгі бөлігі болып казеин табылады. Ол 80 % құрайды. Қалған 20 % сарысу ақуыздарының үлесіне келеді және бұнда 15 % альбумен және 5 % глобулин құрайды. Бір аз мөлшерде ақуыздар май түйіршіктерінің қабыршықтарынан табылады.

Сүт қанты – лактоза  құрамына глюкоза және галактоза  кіретін дисахарид болып табылады. Лактоза екі түрде: α- лактоза  және β- лактоза түрнде кездеседі. Лактозаның бұл екі түрі бір-біріне ауыса алады және әр түрлі ерігіштігімен ажырасады.

Сүт майы үш атомды спирт  – глицерин және май қышқылдарының  күрделі эфирі болып табылады. Сүт майында 140-қа дейін қаныққан және қанықпаған май қышқылдары кездеседі. Сүттен сүт өнімдерін өндіру кезінде сүт майының құрамы маңызды роль атқарады.

Сүтте ағзаның өсуі және дамуына қажетті барлық минералды  заттар кездеседі.

Сүт ферменттері ақуызды заттар болып табылады және олардың құрамына дәрумендер мен кейбір микроэлементтер кіреді. Ферменттер ағзада өтетін химиялық реакцияларды жылдамдатады, яғни биологиялық катализаторлар брлып табылады. Микроағзалармен қатар ферменттер көптеген сүт өнімдерін өндіруде үлкен роль атқарады.

Сүт дәрумендері суда еритін және майда еритін дәрумендер түрінде кездеседі. Олар алмастырылмайтын тағамдық заттарға жатады және ағзада зат алмасу процесіне қатысады. Биокатализ  және жеке биохимиялық және физиологиялық поцестерді реттеукезінде қажетті компоненттер болып табылады.

Сүттің құрамы сауылу мерзімі (лактация периоды) ішінде едәуір өзгеріп тұрады және үш түрге бөлінеді: уыз, кәдімгі сүт және ескі сүт.

Уыз сүт лактация периодының алғашқы 5 – 7 күнінде сауылады. Құрамы және қасиеттері бойынша кәдімгі сүттен қатты ажырасады. Консистенциясы қою, түсі ақшыл-сары кейде қызыл-сары, тұз дәмі білінеді, иісі ерекше болады. Уыздың құрамында кәдімгі сүтке қарағанда қант аз, темір көп және дәрумендер бірнеше есе көп мөлшерде кездеседі. Уызда иммундық денелер және ферменттер, гормондар лейкоциттер көп болады. Уыз сүт зауыттарына жіберілмейді.

Лактация аяғында сүттің құрамдық заттары қайта өзгеріп  уыздың құрамына жақындай түседі. Бұндай сүт те (ескі сүт) зауыттарға қабылданбайды.

Жыл мерзіміндегі өзгерістерден  басқа сүттің құрамына мал тұқымы, оның жасы, тамақ рационы, мал ұстау жайы және т.б. факторлар әсер етеді.

2. Сүттің физиккалық қасиеттері

Сүттің физикалық қасиеттеріне оның тығыздығы, тұтқырлығы, беттік керуі, оптикалық қасиеттері, осмостық қысымі, жылу сиымдылығы, жылу өткізгіштігі, қайнау және қату температуралары жатады.

Сүттің тығызығы 1,026 – 1,032 кг/м³  құрайды. Орташа мөлшері 1,032 кг/м³. Сүттің тығыздығы оның құрамдас бөліктерінің тығыздығынан тәуелді болып табылады. Ақуыздар, көмірсулар және тұздар неғұрлым көп болса, сүттің тығыздығы соғұрлым оғары болады. Майдың үлесі жоғарылаған сайын сүттің тығыздығы төмендейді.

Сүттің тұтқырлығы. 20 °С температурада сүттің орташа тұтқырлығы 1,8 х 10 ^-3 Па·с құрайды. Ауытқу мөлшері 1,2 х 10 ^-3 - 2,5 х 10 ^-3 Па·с аралығында. Тұтқырлық сүттегі құрғақ заттардың мөлшерімен байланысты және сүттің физика-химиялық қасиеттерінен, лактация периодынан, мал күйінен, сүтті сақту ұзақтылығынан, оның қышқылдығынан, оған көрсетілген механикалық әсірлер дәрежесінен және басқа факторлардын тәуелді.

Сүттің беттік керуі  судың беттік  керуінен  төмен боладыжәне 43,6 х 10^-3 Н/м құрайды.

Сүттің оптикалық  қасиеттерінде сүттегі сүт қантының мөлшерін анықтау тәсілі негізделеді.

3. Сүттің химиялық  қасиеттері

Сүттің химиялық қасиеттері оның активтік және титрлік қышқылдылығымен  сипатталады.

Титрлік немесе жалпы  қышқылдылық.

Сүттің құрамында ақуыздық заттардың, органикалық және органикалық  емес қышқылдық қосындылардың, тұздардың  болатыны белгілі. Осы қосылыстар сүттің қышқылдылығын көрсетеді. Сүттің жалпы (титрлік) қышқылдылығы 100 мл сүттегі қышқылдарды бейтараптауға жұмсалған 0,1 н натрий тотығы гидратының мөлшерін анықталады. Бейтараптауға қанша 0,1 н натрий тотығы гидраты жұмсалса, сүттің де сонша қышқыл болғаны. Оны Тернер градусымен есептейді. Жаңа сауған сүттің титрлік қышқылдылығы 16 – 18 °Т болады.

Сүттің активтік қышқылдылығы (рН). Сүттің құрамында ерітіндіде болатын сутегінің бос иондары кездеседі. Сол бос иондардың қосылымын сүттің активтік қышқылдылығы деп айтады. Ол көрсеткіш 6,3 – 6,9 аралығында ауытқиды. Оны тек арнайы аспаппен (рН метр) ғана табуға болады.

4. Сүттің бактерицидтік  қасиеті

Жаңа сауылған сүтте  әр түрлі микроағзалар болады. Олар сүтке сиырдың емшегінен, желінінің  сыртынан, сүт сауатын ыдыстан, болмаса  сүт жүретін жүйеден түседі. Бірақ  сүт 2-3 сағатқа дейін бөлме температурасында бұзылмайды. Оған сүттің бактерицидтк қасиеті себеп болады. Сүттің бактерицидтік қасиеті оның құрамындағы иммундық заттардың, оксониннің, лактениндер мен лизацимдердің мөлшеріне байланысты мәселе. Аталған заттар сүтке түскен әр түрлі микроағзлардың өсіп-өнуіне белгілі бір уақыт кедергі жасайды. Осы сәтті бактерицидтік фаза деп атайды. Сүтті тез арада салқындатса не болмаса сүт өте таза жағдайда сауылса оның бактерицидтік фазасы да ұзаққа созылады. Негізінде сүттің бактерицидтік қасиеті 65 градустан астам температурада қыздырған кезде ғана бұзылады.

5. Жиналатын сүтке  қойылатын талаптар

Сүтке жоғары сапалы өнім дайындау үшін қолданылатын шикізат  ретінде ГОСТ 13264 Мемлекетаралық стандартына  сәйкес физика-химиялық, органолептикалық және санитарлық-гигиеналық көрсеткіштер бойынша талаптар қойылады.

Сүт табиғи, дені сау сирдан сауылуы керек, оның таза, жағымды, аздап  тәтті жаңа сауылған сүтке тән  дәмі мен иісі болуы керек. Сүттің түсі ақтан ақшыл-сарыға дейін болуы  керек. Консистенциясы біртекті, тұнбасыз болуы керек.

Физика-химиялық көрсеткіштері  бойынша жиналатын сүттің қышқылдығы 16-21 °Т, тазалығы бойынша 3-топтан төмен емес, бактериялық ластануы редуктаза сынамасы бойынша 3-кластан төмен болмауы керек.

6. Шикі сүт микробтарының  негізгі топтары

Жоғарыда көрсетілгендей, сүттің бактериялық ластану көздері болып малдың өзі және оның қоршауы, сауу жабдықтары, ыдыстар, сүт құбырлары және т.б. табылады.

Шикі сүттің микробтық  ластануы әр түрлі көздер бойынша  былайша сипатталады (1 мл сүттегі микробтар саны):

Желіннің жасырын инфекциясы –                  300 – 4000

Ауаның микробтары (қолмен сауғанда) –      100 – 1500

Сауу кезінде ластану  –                                     500 – 15000

Желіннің мастит кезіндедегі  инфекциясы –   2500-ға дейін

Сүтті сауу және жинау  жабдықтары –            5000 – 500000

1 мл шикі сүтте төмендегі  микроағзалар түрлері кездесуі  мүмкін:

- сүтқышқылды стрептококктар  -            бірнеше мыңнан бірнеше 

                                                                            миллионға дейін

- сүтқышқылды таяқшалар  -                               100 – 1000

- психротрофтық бактериялар  – 100-ден бірнеше миллионға  дейін

- колиформалар –                                            100 және одан да көп

- коринебактериялар және микрококктар –        50 мыңға дейін.

Бұлардан басқа сүтте  аз мөлшерде микробактериялар, пропионқышқылды  бактериялар, дрожжилар мен зең  саңырауқұлақтары, аэробты споратүзеуші бактериялар (бациллалар) және анаэробты споратүзеуші бактериялар (клостридиялар) табылған.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Лекция 3. Микроағзалардың  сүттегі тіршілігіне және санына ықпал етуші факторлар