Этапы и перспективы развития химии и физики молока. Роль отече­ственных ученых в развитии химии и физики молока. Химия, физика (и биохимия) молока как наука была создана в 20…30 годы XX в. про­фессором Г. С. Иниховым и профессором Я. С. Зайковским и про­должена другими учеными (П. Ф. Дьяченко, А. И. Овчинниковым, А. П. Белоусоаым, И. И. Климовским и др.)

Георгий Сергеевич Инихов (1886-1969 гг.).

Профессор Г. С. Инихов почти 60 лет жизни посвятил становлению отечественной шко­лы химии и биохимии молока и молочных продуктов.

Г. С. Инихов в 1910 г, закончил физико – математический факультет Петербургского университета. Еще со студенческих времен он связал свою судьбу с молочной промыш­ленностью — его дипломная работа на тему «Химический состав и свойства молока ярославских коров» была удостоена дипло­мом 1 степени.

По окончании университета Георгий Сергеевич уехал в город Курган — крупный маслодельный центр Западной Сибири, где стал заведовать молоч – но-испытатсльной лабораторией.

Здесь он изучал физико-химические числа молочного жира и вли­яние на них различных факторов, разработал методику контроля со – держания влаги в масле.

В 1916 г. он был приглашен в Вологодский молочно-хозяйствен – ный институт’[1] на должность заведующего опытной биохимической станцией, вскоре его избрали профессором кафедры «Биохимия мо лока и молочных продуктов», а затем — в 1924 г. (по 1930 г.) — ректо­ром института.

В 1917 г, Г. С. Инихов разработал способ выработки сычужного фермента, который до этого ввозили из-за границы, позже по его плану в Москве был построен сычужный завод. Он много времени посвятил изучению механизма действия сычужного фермента на ка­зеин молока и влиянию на его активность температуры, солей каль­ция, кислотности молока и других факторов. К этому времени Геор­гий Сергеевич становится известным специалистом в области био­химии молока и молочных продуктов.

В 1922-1924 гг. им были написаны и изданы первые в мире учеб­ники «Химия молока и молочных продуктов» (для вузов) и «Анализ молока и молочных продуктов». 13 1934 г. им была издана «Биохи­мия молока» для пищевых вузов и в 1956 г. — для вузов молочной промышленности «Биохимия молока и молочных продуктов» для техникумов была им издана в 1935 г. (и переиздана в 1951, 1962 и в 1970 г.). Совместно с Н. Г1. Брио он Написал справочное руковод­ство «Методы анализа молока и молочных продуктов». По его учеб­никам тогда обучались тысячи студентов всей страны и по ним учи­лось не одно поколение специалистов молочной промышленности.

В 1930 г. Г. С. Инихов возглавляет научную работу Всесоюзного научно-исследовательского института молочной промышленности и продолжает вести активную педагогическую деятельность — за­ведует кафедрой и читает курс «Биохимия молока» в Московском институте инженеров молочной промышленности. С 1941 по 1952 г Г. С. Инихов заведует кафедрой органической химии и химии мо­лока в Московском технологическом институте мясной и молоч­ной промышленности, где до 1965 г. продолжает читать курс «Био­химия молока», Г. С. Инихов участвовал во многих съездах и конференциях мо­лочной промышленности, был членом Национального комитета СССР по молочному делу, атакже ученых советов ряда институтов.

Януш Станиславович Зайковский (1887-1952 гг.). Профессор Я. С. Зайковский — крупный ученый и талантливый педагог, 40 лет жиз­ни отдал служению молочной промышленности и сельскому хозяйству.

Я. С. Зайковский в 1912 г. окончил хими­ко-технологический факультет Львовского политехнического института и поступил на работу в Агрономическую академию ассис­тентом кафедры обшей химии. В 1914 г ему была присуждена ученая степеньдоктора хи­мических наук

Свою научно-исследовательскую дея ­тельность он начал в 1918 г. на опытной био­химической станции Вологодского мол оч­но-хозяйственного института. Здесь же в 1921 г. он избирается профессором кафедры аналитической химии. Всю свою творческую энергию он направляет на исследование ха рактера влияния химозина (сычужного фермента) на белки молока.

В 1924 г. Я. С. Зайковский перешел на работу п Ленинградский сельскохозяйственный институт. В Детско-Сельской зоотехнической опытной станции им изучается минеральный обмен в организме сель­скохозяйственных животных.

В 1925 г. он был утвержден профессором неорганической химии Омского института сельского хозяйства и лесоводства. Организован­ная им зоотехническая лаборатория проводила о1ромную работу по изучению кормов и их влиянию на состав молока. В 1930 г. она реор­ганизуется в кафедру биохимии и химии молока, которую он возглав­лял до последних дней жизни.

За сорок лет научной деятельности в области биохимии и химии молока Я. С. Зайковский опубликовал шестьдесят работ, имеющих важное научное и практическое значение. Большое внимание он уде­лял изучению сосгава и свойств казеина молока, разработал собствен­ную теорию (теорию «пены») образования масла, изучил механизм кислотной и сычужной коагуляции казеина при производстве сыров, атакже занимался основами производства молочных консервов. Кро­ме того, им был разработан ряд новых методов исследования молока.

Я. С. Зайковский

Широкую известность получил трудЯ. С. Зайковского — «Химия и физика молока и молочных продуктов», который он переиздавал два раза (в 1938 и 1950 г.). В основу книги он положил материал лек­ций, которые читал в течение ряда лет студентам факультета молоч­ной промышленности Омского сельскохозяйственного института (ныне Омский государственный аграрный университет).

Павел Федорович Дьяченко (1905-1995 гг.) много лет работал во ВНИМИ, затем в Московском технологическом институте мясной и молочной промышленности (в настоящее время МГУПБ),

За свою долгую жизнь П. Ф. Дьяченко многое сделал в области химии белков молока («Исследование белков молока», 1959 п; «Тео­рия фосфоамидазного действия сычужного фермента», 1961 г.; «Ис­следование состава казеинаткальцийфосфатного комплекса молока», 1968 г. и др.). Им разработана технология получения казеинатов, тер­мокальциевого ко преципитата и других белковых продуктов, мето­дика определения буферной емкости молока и др. Он один из авто­ров учебника для вузов «Технология, молока и молочных продуктов», 1974 г.

Андрей Игнатьевич Овчинников (1907—196У гг.) сначала работал в Ленинградском институте инженеров молочной промышленности, затем в Ленинградском институте холодильной промышленности (ныне СПбГУПиПТ). Им написано более 20 научных статей («К вол – росу отермической коагуляции казеина», «Упрошенный метод опре­делении кальция в молоке», «Влияние кальция на консистенцию сыра» и др.).

Александр Павлович Белоусов (1900—1989 гг.) плодотворно работал как в области сыроделия, так и маслоделия.

Вершиной его творчества следует считать написание им фунда­ментальной монографии «Физико-химические процессы в производ­стве масла сбиванием сливок» (1984 г.), Ириней Иванович Климовский {1903-1996 гг). Всю свою любовь и творческую активность отдал сыроделию. Широко известна его мо­нография «Биохимические и микробиологические основы производ­ства сыра» (1966 г.).

Большой вклад в развитие химии и физики молока внесли А. И. Чеботарев (1904-1991 гг.), 3. X. Диланян (1903-1994 гг.), Д. А. П>аников(1902-1965 гг.)и Н. Н. Липатов(1923-1994гг)идрутие ученые.

В настоящее время огромную иаучно-исследовательсхую работу в области химии и физики молока ведут коллективы сотрудников многочисленных вузов (городов Москвы, Санкт-Петербурга, Волог­ды, Ставрополя, Омска и др.).

Пищевая ценность молока и молочных продуктов.

Их роль в пита­нии человека. Среди огромного количества продуктов животного и растительного происхождения наиболее ценными в пищевом отно­шении являются молоко и молочные продукты. «Между сортами че­ловеческой еды, — писал великий ученый Иван Петрович Павлов, — в исключительном положении находится молоко… Как изумитель­но выделяется из ряда других сортов пища, приготовленная самой при­родой»

Высокая пищевая ценность молока заключается в том. что оно содержит все необходимые для человека питательные вещества {бел­ки, липиды, углеводы, минеральные вещества, витамины и пр.) в хо­рошо сбалансированных соотношениях и в легкоперевариваемой форме.

Как известно, важная роль в питании человека принадлежит жи­вотным белкам. Именно с дефицитом полноценных животных бел­ков связано снижение показателей здоровья населения многих стран — его физического и умственного развития, сопротивляемос­ти отрицательным воздействиям, трудоспособности, продолжитель­ности жизни и т. д.

По содержанию незаменимых аминокислот и пере варивае мости протеазами в желудочно-кишечном тракте[2] белки молока относятся к белкам высокой биологической ценности. Вместе с тем пищевая ценность казеина несколько ограничена дефицитом серосодержа­щей аминокислоты цистина (аминокислотный скор метионина в сумме с цистином немного ниже 100%). Однако в сывороточных белках баланс дефицитных серосодержащих и других незаменимых аминокислот лучше, чем в казеине, следовательно, и выше их пи­щевая ценность. Поэтому добавление молочных белков в виде бел­ковых концентратов к растительным белкам, содержащим недоста­точное количество лизина и триптофана, улучшает их аминокис­лотный состав.

Необходимо отметить, что белки молока обладают рядом важных функциональных свойств, позволяющих использовать их концент­раты и качестве ценных компонентов разнообразных комбинирован­ных пищевых продуктов. К ним следует отнести их высокую водо – связывающую способность, вязкость, гелеобразование, эмульгиро­вание, гтен ообразо в а н и е и ряддругих.

К функциональным молочным белкам относятся кислотный ка зеин, натриевые, калиевые и цитратные казелнаты, конрсишштаты, сывороточно-белковые концентраты. Все они широко используют­ся в мясо-молочной, хлебопекарной и других отраслях пищевой про­мышленности в качестве белковых добавок и стабилизаторов струк­туры (производство плавлепых сыров, сметаны, йогурта, детских мо­лочных продуктов, пудингов, кремов, хлеба, макоронных и мясных изделий). Все это позволяет повысить качество и биологическую цен­ность традиционных продуктов и создать принципиально новые виды пищевых продуктов.

Вместе с тем при дефиците животных белков сейчас стали широ­ко применять соевые белковые продукты. Комбинированные мол оч­но-белковые продукты с ипользованием соевой основы (кефир, тво­рог, творожные пасты, различные десерты и др.) рекомендуют для питания диабетикам, больным анемией, туберкулезом, язвой желуд­ка и другими заболеваниями.

В последние годы появляется все больше данных, свидетельству­ющих о том, что казеин молока является источником целого ряда биологически активных пептидов. К ним относятся гдикомакропеп – тиды, отщепляемые от к-казеина под действием химозина и фосфо – пептиды, получаемые из 3-й казеина во время пищеварения. Они способствуют формированию белковых сгустков высокой степени дисперсности, а также проявляют антигастринную активность, то есть способность угнетать желудочную секрецию (или оказывают проти­воположный физиологический аффект). Кроме того, по предполо­жению акад. А. М. Уголева и ряда зарубежных исследователей, они могут обладать болеутоляющим, успокаивающим действием.

Определенную ценность в питании человека представляют молоч­ный жир и другие липиды молока. Как известно, биологическая цен – ностьжиров определяется содержанием полиненасыщенных жирных кислот, точкой плавления, леревариваемостью, количеством витами­нов А, О, Е (а также трансизомеров ненасыщенных жирных кислот). По сравнению с животными жирами молочный жир лучше усваива­ется в организме человека, так как имеет низкую температуру плав­ления (28…3СГС) и находится в тонкодиспергироваипом виде, его коэффициент перевариваем ости составляет 97. ..99 >7%. По сравнению с растительными жирами он содержит сравнительно мало незамени­мых жирных кислот. Вместе с тем присутствие в молочном жире де­фицитной арахидоновой кислоты, жирных кислот с короткой цепью, а также значительных количеств фосфолипидов, витаминов А, О по­вышает его пищевую ценность.

В последнее десятилетие в России стало развиваться производ­ство молочных продуктов с комбинированным или смешанным жи­ровым составом (сливочного масла, сметаны, мороженого, сгущен – ного молока, творога, плавленого сыра и др.), дли получения кото­рых используются растительные жиры. Однако качество и безопас­ность молочных продуктов с комбинированной жировой фазой, из­готовленных в нашей стране или ввозимых из-за рубежа не всегда гарантированы. К сожалению, производители в целях экономии вы­бирают дешевые растительные масла (пальмовое, рапсовое и др.) или заменители молочного жира с высоким содержанием трансизомеров жирных кислот. Поэтому столь необходима разработка точных мето­дов контроля фальсификации молочного жира и определения мас­совой доли немолочных жиров в продуктах со смешанным жировым составом.

Пишевую ценность молока наряду с белками и молочным жиром обусловливает лактоза. Один из компонентов лактозы — глюкоза является источником синтеза резервного углевода организма ново­рожденного — гликогена, а другой компонент — галактоза — необ­ходим для образования гангликозидов мозга. Необходимо отметить ценные свойства лактозы — способность улучшать всасывание каль­ция кишечником человека. И, наконец, весьма важна огромная фи­зиологическая роль щелочного производного лактозы — лактулозы, признанной в мире основным пребиотиком, используемым для функ­ционального питания.

Как известно, продукты функционального питания предназначе­ны для восстановления нормальной микрофлоры человека, состоя­щей из бифидобактерий и лактобактерий. которая способна проти­востоять заселению кишечника патогенными микроорганизмами. Именно нарушение нормальной микрофлоры кишечника, или дис- бактериоз, сопровождаемый выработкой гнилосгными микроорга­низмами токсичных соединений (фенола, индола, скатола и др.), приводит к различным заболеваниям и снижению продолжительно­сти жизни человека. Следовательно, использование лактулозы для обогащения молочных продуктов, предназначенных для питания не только детей, но и взрослых поможет решить проблему улучшения здоровья населения нашей страны.

Пищевая ценность молока и молочных продуктов в значитель­ной степени заключается в высоком содержании в них кмьция (в молоке оно составляет 120 мт%, твороге — 150, в твердых сырах — 850…1100 т%>).

Кальций является важным компонентом костной ткани и зубов человека, составляющим около 99% всего поступающего кальция. Остальное его количество находится в составе клеточных и тканевых жидкостей, которое необходимо для свертывания крови, механизма мышечных сокращений, работы ферментов и т. д. При недостаточ­ном поступлении кальция в организм человека у детей разрушаются зубы и наступает рахит, у взрослых — остеопороз {деминерализация костной ткани).

В коровьем молоке кальций хорошо сбалансирован с фосфором, их соотношение составляет 1:1… 1,3:1 (втворогеис^ре— 1:1,5…1:2). Для взрослых институт питания РАМН рекомендует их соотношение в пище равное 1:1,5, для детей — 2,3:1.

Как правило, поступающий с пищей кальций почти нерастворим в воде и плохо всасывается тонким кишечником. Исключение состав­ляет кальций в составе молока и молочных продуктов, так как на про­цессы его абсорбции и усвоения положительно влияет лактоза, а так­же содержание его в составе фосфопептидоа, образующихся при про – теолитическом расщеплении казеина. Таким образом, главная часть кальпия (около 75%) в диете покрывается именно за счет молока, тво­рога и сыров.

Вместе с тем молоко сравнительно бедно магнием и микроэле­ментами — железом, иодом, селеном (иногда — цинком), что может привести к нарушению работы сердечных мышц, анемии, физичес­кой и умственной отсталости детей, а также к сердечно-сосудистым заболеваниям и иммунодефициту. В настоящее время делаются по­пытки вносить в молоко кальций (до уровня 150… 180 мг%), а также железо, иод и селен.

Молоко и молочные продукты являются источником поступле­ния в организм многих витаминов. Так, 50…70% потребности чело­века в рибофлавине и 20…70% в цианкобаламине удовлетворяется за счет молока и кисломолочных продуктов, а сливочное масло и сыры являются основным поставщиком витаминов А и О.

Таким образом, пищевая ценность молока бесспорна и оно долж­но являться незаменимым продуктом питания человека во все пери­оды его жизни. Весьма велика роль в питании и различных молочных продуктов — кисломолочных напи тков (простокваши, йогурта, ке­фира и др.), творога, сметаны, сыров, масла и пр.

Физиологические нормы потребления молока и молочных про­дуктов (в пересчете на молоко), рекомендуемые Институтом пита­ния РАМН, составляют 1090 г в сутки и 392 кг в год.

По данным Департамента пищевой и перерабатывающей про­мышленности Минседьхоза РФ, фактическое потребление молока и молочных продуктов за последние годы резко снизилось. Так, если в 1990 г. оно составляло 386 кг в год, то в 1999 г. — 206 кг или около 53% к рекомендуемой норме. В 2000…2002 гг. производство молока надушу населения несколько выросло и составило 222…228 кг. По прогнозам Министерства сельского хозяйства России в 2005 г. оно должно со­ставить 270.,.310 кг, в 2010 г. – 343…386 кг.