Как образуется молоко (Азимов) 1965 год

 Что такое молоко

      Человек питается молоком уже в течение нескольких тысячелетий, но и до сих пор далеко не все известно о составе и свойствах этой удивительной жидкости, вырабатываемой в организме млекопитающих животных. Великий физиолог И. П. Павлов сказал о молоке: "Как изумительно выделяется из ряда других сортов пища, приготовленная самой природой".

      Молоко — нормальный секрет (выделение) молочных желез, который появляется после родов у всех млекопитающих. Всем известно молоко коровы. Менее распространено на земном шаре молоко козы, овцы, верблюдицы, кобылы, а также яка, зебу, северного оленя.

      В молоке имеется все, что необходимо для питания человека и детенышей млекопитающих животных. Молоко требует меньше всего соков для переваривания и легко усваивается.

      В молоке коровы только 12-16 процентов сухого вещества. Остальное — вода и те вещества, которые улетучиваются, если высушить молоко при температуре 102105 градусов.

      Молоко имеет сложный химический состав. В нем содержится более 100 различных веществ. Оно состоит из двух фаз (частей) — водной и жировой. В водной фазе растворены молочный сахар, минеральные вещества и витамины; при очень сильном увеличении (под электронным микроскопом) в ней можно обнаружить и мельчайшие  белковые тела. В жировой фазе, кроме жировых шариков, находятся жироподобные вещества, пигменты, а также витамины, растворимые в жирах.

      Летнее молоко или молоко коров, получающих хороший силос, имеет желтоватый цвет. Такое молоко содержит пигмент каротин, значительная часть которого превращается в организме в витамин А. В состав молока также входят распространенные в живой природе химические возбудители жизненных процессов — ферменты и гормоны. При высушивании молока улетучиваются газы (углекислый газ, кислород и др.), и молоко уже не обладает характерным запахом.

      Таблица 1. Химический состав молока разных видов животных (в процентах)

      Качество молока, его питательность, разумеется, обусловливается содержанием в нем сухих веществ. Величина сухого остатка определяется наличием жира, которого в молоке коровы 2,8-б процентов, иногда даже больше, а также белков, молочного сахара и минеральных веществ. Корова с удоем 20 литров выделяет с молоком по меньшей мере 660 граммов белков, 760 граммов жира, 940 граммов молочного сахара, а также 28 граммов кальция, 22 грамма фосфора и ПО граммов хлористого натрия (поваренной соли). Больше всего в молоке меняется количество жира, остальные составные части изменяются значительно меньше. Вот почему качество молока обычно определяют по сухому обезжиренному молочному остатку — сокращенно СОМО.

      Белки молока — казеин, молочные альбумин и глобулин — относятся к наиболее полноценным белковым веществам и хорошо усваиваются организмом. В молоке коровы, козы и других парнокопытных травоядных животных казеина значительно больше, чем у однокопытных, всеядных и плотоядных (например, собаки, кошки), в молоке которых много альбумина. Альбумин содержит серу, а казеин, кроме того, и фосфор. В отличие от казеина альбумин растворим в воде, при нагревании до 70-75 градусов выпадает в осадок. Меньше всего в молоке глобулина (всего 0,1 процента), но значение его велико, так как он обладает иммунными свойствами, то есть убивает бактерии или задерживает их развитие.

      В молоке содержатся и другие азотистые вещества — мочевина, аммиак.

      Жир в молоке находится в виде жировых шариков диаметром 2-5 микрон, впрочем, они могут быть значительно больших и меньших размеров. В одном миллилитре молока насчитывают от 2 до 5 миллиардов жировых шариков разного

      диаметра. Чем они крупнее, тем их меньше в определенном объеме. Размер жировых шариков имеет большое значение в маслоделии. В молоке жирномолочных коров встречаются более крупные жировые шарики, они быстрее оседают, чем мелкие (рис. 1). Особое и сложное устройство оболочки жировых шариков препятствует их слиянию в свежем молоке и в то же время не мешает тому, что в сливках они объединяются в группы.

      Цвет молока зависит от количества жировых шариков и особого химического вещества-соединения казеина с кальцием. При свертывании молока это соединение разлагается и казеин выпадает в осадок.

      В молоке довольно много молочного сахара. Он способен быстро разлагаться под влиянием бактерии и других микроорганизмов. Молоко может скисать, сбраживаться. Этими процессами пользуются для изготовления молочнокислых продуктов-кефира, простокваши и др.

      Молоко богато витаминами. Оно содержит жирорастворимые витамины A, E, D, К и все водорастворимые витамины группы В. В отличие от водорастворимых количество жирорастворимых витаминов зависит от: условий кормления и содержания животных. В килограмме молока коровы содержится от 130 до 350 гамм витамина А и небольшое количество каротина. Значительно меньше в нем противорахитического витамина D. В горных местностях в молоке коров его вдвое больше, так как сено и животные подвергаются здесь усиленному действию ультрафиолетовых лучей. Витамином D молоко значительно богаче летом, чем в конце зимы.

      Рис. 1. Так выглядят жировые шарики молока под микроскопом (увеличение в 2000 раз) По Г. И. Бремеру. Фото А. Н. Орехова

      Для новорожденных телят большое значение имеет содержание витамина А в молоке. Плацента (послед) почти непроницаема для этого витамина, а также для каротина. Большие дачи стельной корове каротина (и витамина А) не снижают этот барьер. Теленок рождается с очень небольшим запасом витамина А в печени и поэтому нуждается в получении его с молоком.

      Витамины группы В синтезируются в рубце коровы, а затем переходят в молоко.

      Свежее молоко может служить и противоцинготным средством — оно содержит витамин С.

      Как уже было сказано, в молоке много ферментов. Одни из них попадают в него из клеток молочной железы, другие образуются в результате деятельности бактерий молока. В молоке всегда имеется некоторое количество микроорганизмов, которые попадают в него уже в момент

      дойки. Они выделяют ферменты, влияющие на химический состав и свойства молока. Коровье молоко особенно богато кальцием, калием, фосфором. В нем обнаружены соли неорганических и органических кислот. Больше всего находится солей в соединении с казеином, фосфорной и лимонной кислотами. Весовое соотношение фосфора и кальция, несмотря на большие различия в их содержании, одинаково в молоке почти всех видов животных и равно 1 : 1,2, то есть на одну часть фосфора приходится 1,2 части кальция. Это соотношение весьма благоприятно для усвоения кальция при употреблении молока в пищу.

      Любопытно, что соотношение солей в молоке довольно близко к соотношению солей в организме детенышей данного вида животных.

      Корова с каждыми 10 килограммами молока теряет 12-14 граммов кальция и 10-11 граммов фосфора, которые не всегда удается восполнить с кормом.

      Лимонной кислоты в молоке 0,1-0,2 процента. Ее количество зависит не только от породы животного, но и от характера кормления и даже сезона года. Это важная составная часть молока, ибо стойкость при его обработке (кипячение, пастеризация и пр.) зависит от равновесия между лимонной кислотой и минеральными солями. Аромат таких молочных продуктов, как масло, сметана, кефир и др., зависит от химического вещества, образующегося из лимонной кислоты.

      В молоке всегда находится небольшое количество микроэлементов: меди, цинка, йода, марганца, кобальта, железа и др. Железа в молоке коровы очень мало (всего 1  миллиграмм в одном килограмме), еще меньше его в молоке свиньи. Поросенок рождается с незначительным запасом железа в печени, которого хватает примерно только на 2 недели. Если своевременно не подкармливать поросят солями железа, у них наступает резкая анемия (малокровие). Добавление в рацион дойных коров химических соединений кобальта, железа, меди не только улучшает кроветворение, но и повышает процент жира в молоке и содержание растворимых в воде витаминов. В литре молока содержится до 70 миллиграммов йода. Как показал профессор Р. Б. Давидов, количество йода изменяется в зависимости от периода лактации: меньше всего этого элемента в молоке перед запуском коровы и наибольшее количество наблюдается в молозиве в течение первых двух дней после отела, йод — обязательный элемент в питании людей и животных, так как он необходим для нормальной работы такого органа, как щитовидная железа (стр. 83).

      Молоко, находящееся в вымени, отличается от выдоенного. Еще большая разница между свежевыдоенным молоком и уже хранившимся некоторое время. Вскоре после выдаивания, в течение нескольких часов, количество бактерий в молоке не увеличивается, а даже уменьшается. Это объясняется тем, что вместе с молоком животное выделяет иммунные вещества, которые убивают попавшие в него бактерии. Эту замечательную способность свежевыдоенного молока иногда используют с лечебной целью. Если его ввести через сосок в полость вымени, то нередко удается значительно уменьшить воспалительный процесс в молочной железе, излечить некоторые формы мастита.

      Большое значение имеют санитарные условия получения молока. Если эти условия строго соблюдаются, молоко значительно дольше сохраняет свойства свеже-выдоенного. Вообще чем быстрее и глубже охладить молоко, тем дольше оно не портится, не скисает.

      Отметим теперь некоторые физические свойства молока.

      Если принять плотность воды за единицу, то плотность молока будет в пределах 1,029-1,032. Плотность хранившегося молока несколько повышается, так как жир в нем переходит из жидкого состояния в несколько затвердевшее. При разбавлении водой плотность понижается.

      Осмотическое давление молока колеблется в очень узких пределах: оно зависит от соотношения в растворе сахара и солей. Показателем нормального химического состава молока является также его электропроводность, которая уменьшается при разбавлении водой и повышается при скисании. Вязкость молока зависит от белков. Поэтому особенно повышена вязкость молозива, в котором содержится много белков. Она увеличивается также и при скисании молока. Вязкость определяют, сравнивая скорость прохождения через узкие (капиллярные) трубочки молока и воды. Чем медленнее жидкость проходит через трубочку, тем больше ее вязкость.

      Состав молока меняется

      Химический состав и питательные свойства молока непостоянны: на них влияют порода животного и корм, условия содержания и уход за скотом, возраст, период лактации, время года и другие причины.

      Удой, а также химический состав молока зависят в первую очередь от кормления животных. Однако существуют

      и другие причины, которые неизменно влияют на количество выдаиваемого молока и на его качество. Известно, например, что количество и качество молока у коровы в определенной мере меняются не только изо дня в день, но и в течение одного и того же дня. Меняется прежде всего содержание жира. Так, вечерний удой богаче жиром, чем утренний. Более устойчиво содержание молочного сахара. Когда корова почему-либо заметно и внезапно сбавляет удой, то в таком молоке нередко снижается и содержание жира. По-видимому, корова в этих случаях плохо "отдает" молоко. Оставшееся в вымени молоко, как увидим дальше, всегда содержит много жира. Когда же удои возвращаются к прежнему уровню, жирность молока восстанавливается.

      Отмечено, что при выдаивании молока первые струи его менее богаты жиром, чем последние.

      Химический состав молока у разных пород крупного рогатого скота неодинаковый. Исследованиями научных работников Московской сельскохозяйственной академии имени К. А. Тимирязева установлено, что в молоке коров черно-пестрой породы содержится до 12 процентов сухих веществ, из них 3,41 процента жира, 3,22 процента белка, а у джерсейской породы — до 16 процентов сухих веществ, из них 6,09 процента жира, 4,4 процента белка.

      После отела в течение l,5-2 месяцев корова ежедневно вырабатывает больше молока, чем в последующее время. Удой постепенно снижается, вплоть до перевода на сухостой (рис. 2). Интересно, что жирность молока при этом изменяется так: в начале лактации она ниже, потом постепенно

      повышается. Размеры жировых шариков, наоборот, в начале лактации меньше, чем в конце. К концу лактации увеличивается и количество белка в молоке.

      Корова, хорошо подготовленная к отелу (хорошо упитанная), дает не только больше молока, но и с большим содержанием жира.

      На удои и состав молока влияет стельность. Примерно с 4-5-го месяца стельности корова начинает заметно сбавлять удои, вплоть до запуска. У разных коров удои снижаются по-разному. Это объясняется тем, что во время стельности в кровь поступают различные гормоны и другие химические вещества, которые в известной мере задерживают образование молока. То же самое наблюдается, когда корова приходит в охоту.

      Количество и качество молока в большой степени зависят от возраста коровы. Самый высокий годовой удой, как правило, бывает за 6-7-ю лактацию. После отела двухлетней коровы удой иногда не достигает и трех четвертей этой величины. Годовая продуктивность коровы в возрасте 10 лет обычно уже заметно снижается по сравнению с продуктивностью после 6-7-го отела. У старых коров в некоторой степени падает и жирность молока.

      Определенные изменения в молочной продуктивности отмечаются и в зависимости от времени года. Известно, что в жаркую погоду удои и жирность молока снижаются; наоборот, в холод (разумеется, до определенного предела) содержание жира в молоке повышается. Точно так же на удоях отражается и влажность воздуха. Большая влажность, препятствуя испарению воды с кожи, неблагоприятно влияет на температуру тела животного и косвенно — на образование молока, так как вызывает некоторое перегревание организма.

      Месяцы

      Молоко, полученное от коровы в первые 3-7 дней после отела, называется молозивом. Оно значительно отличается от обычного молока.

      Молозиво имеет соломенно-желтый с коричневым оттенком цвет, солоноватый вкус, особый запах и в отличие от молока при нагревании свертывается в результате большого содержания в нем глобулина, который менее стоек, чем казеин. Как видно из таблицы 2, в молозиве намного больше сухих веществ, в частности белков — альбумина и глобулина, а также минеральных солей (особенно железа).

      По белковому составу молозиво ближе к крови, чем молоко, так как в молозиве много таких белков, как глобулин и альбумин. Альбумин усваивается теленком лучше, чем казеин, вместе с глобулином он получает и достаточно иммунных тел.

      В молозиве много витаминов, ферментов. Содержание витаминов в нем зависит от того, насколько хорошо корова была подготовлена к отелу. В молозиве коров, плохо подготовленных к отелу, мало не только витаминов, но и глобулина, альбумина и некоторых других веществ. Скармливание стельным коровам ежедневно хотя бы по 10 килограммов хорошего силоса влечет за собой накопление в молозиве больших количеств важнейшего для животного витамина А.