1. Образуване на мляко в млечната жлеза. Биосинтеза на съставките на млякото (протеини, мазнини, въглехидрати) при преживни животни
1.Образуването на мляко в млечната жлеза. Биосинтеза на съставките на млякото (протеини, мазнини, въглехидрати) при преживни животни.
2.Дефекти на млякото от биохимичен произход.
3.Физически и химични основи на производството на масло чрез биене на сметана.
4.Контрактилни протеини на мускулните влакна (актин, миозин, a-m), техният състав и функции.
5.Технологични методи за ускоряване на зреенето на месото.
1. Образуване на мляко в млечната жлеза. Биосинтеза на съставките на млякото (протеини, мазнини, въглехидрати) при преживни животни
Вимето на кравата е млечната жлеза. Състои се от четири дяла - четвъртинки: две предни и две задни. Лобовете на вимето не комуникират помежду си и следователно млякото от едно виме не може да попадне в други. Всяка част от вимето има свой собствен зъбец.
Лявата и дясната половина на вимето са разделени от еластична преграда, която не само разделя млечната жлеза, но и я поддържа. При по-възрастните крави тя отслабва и затова с възрастта вимето става по-увиснало.
Вимето се състои от жлезиста, мастна и съединителна тъкан, всяка от които изпълнява свои функции. Образуването на мляко се извършва в жлезистата тъкан, която се състои от голям брой малки мехурчета - алвеоли. Вътрешната повърхност на алвеолите е облицована с клетки, в които се образува мляко. Натрупаното в алвеолите мляко навлиза в най-малките млечни канали, които се свързват в млечните канали, които се разширяват, когато се сливат и образуват млечните канали. Чрез още по-широки млечни канали млякото влиза в четири резервоара за мляко. Всеки резервоар завършва със секция за биберон на резервоара. В зърното се намира отделителен канал, който в края има кръгов мускул - сфинктер, който предотвратява спонтаннотоизхвърляне на мляко. По време на доенето сфинктерът се отпуска, което позволява на млякото да бъде изтеглено от вимето.
Към момента на доене резервоарите съдържат до 25% от млякото, натрупано във вимето, а останалото е в каналите и алвеолите. Ако катетър, който е куха тръба, се вкара в биберона на вимето, тогава цистерналното мляко ще изтече спонтанно. Пълното изпразване на вимето обаче може да се постигне само чрез доене.
Съединителната тъкан във вимето е разположена около жлезистата тъкан, изпълнявайки поддържаща функция и защитавайки вимето от неблагоприятните въздействия на външната среда.
Вимето има много чувствителни нервни окончания, които предават сигнали за дразнене към централната нервна система, например начало на доене и др.
Отвън вимето е покрито с еластична кожа с рядка къса коса. Следователно, при неблагоприятни влияния на околната среда, лоша грижа, влага и течения в помещението, бързото движение на кравите, лесно се поврежда, което може да причини мастит. При високопродуктивните крави кожата на вимето е по-тънка и по-еластична. На тази база може да се съди за продуктивните качества на кравата.
След доенето вимето пада и по него се образуват много бръчки, особено по задната страна. Това е така нареченият резерв на вимето, по тежестта на който може да се съди за капацитета на млечната жлеза.
Младите крави имат по-развита капацитивна система на вимето, което трябва да се има предвид при организирането на доенето им. Растежът и развитието на жлезистата тъкан продължава до 6-7-ма лактация, а след това с остаряването на организма жлезистата тъкан постепенно се заменя със съединителна, в резултат на което продуктивността намалява.
Образуването на мляко е сложен физиологичен процес, в който участват не само млечната жлеза, но и други органи и системи. ЗаЗа образуването на мляко се използват хранителни вещества, доставяни на вимето с кръв. От своя страна хранителните вещества влизат в кръвта от храносмилателната система. Затова за една високопродуктивна крава е много важно доброто развитие на храносмилателните органи.
За образуването на 1 литър мляко през вимето трябва да преминат 400-500 литра кръв. Следователно, кравата трябва да има кръвоносна система, способна на постоянна упорита работа.
Производството на мляко се регулира от нервната и хормоналната система. От ендокринните жлези водеща роля играе хипофизната жлеза, която освобождава хормони в кръвта, по-специално пролактин, който причинява секрецията на мляко.
Дразненето на нервните окончания на зърната по време на доене или сукане активира хипофизната жлеза, което засилва секрецията на мляко.
Секрецията на мляко се осъществява в млечната жлеза. Епителните клетки, покриващи кухината на алвеолите, синтезират основните компоненти на млякото: протеини, мазнини и млечна захар - лактоза от хранителните вещества, доставени с кръвта. В процеса на синтез те претърпяват значителни промени. Така че казеиновият протеин, с изключение на млякото, не се среща никъде в природата.
Витамини, минерални соли, хормони и ензими навлизат в плазмата от кръвта на животното в готов вид. В този случай обаче секреторните клетки играят не пасивна, а активна роля, като работят избирателно. Следователно концентрацията на тези вещества в млякото и кръвта е различна. Например в кравето мляко в сравнение с кръвната плазма има 14 пъти повече калций, 9 пъти повече калий, 10 пъти повече фосфор и 7 пъти по-малко натрий.
Въпреки това, от голямо значение за образуването на млякото е количеството и качеството на "прекурсорите", т.е. веществата, от които се образуват съставните части на млякото.
При крави в лактациямлякото се произвежда непрекъснато във вимето. Първо млякото запълва кухините на алвеолите, отделителните канали, след това по-големите канали и накрая млечните резервоари. Тъй като млякото се натрупва във вимето поради намаляване на тонуса на гладките мускули, контрактилната сила на мускулните влакна отслабва. В резултат на това до определен период не настъпва значително повишаване на налягането във вимето и остават условията за натрупване на мляко. Запълването на всички кухини на вимето става в рамките на 10-12 часа, след което вътрешното налягане започва да се повишава, кръвоносните съдове се притискат, което води до постепенно намаляване на секреторната активност на млечната жлеза. Ако кравата не се дои 14-16 часа, тогава налягането във вимето ще се увеличи толкова много, че секрецията на мляко напълно ще спре. Ако след това кравата не се дои, тогава започва обратният процес - усвояването на млечните компоненти.
Следователно, за да се поддържа висока интензивност на производството на мляко, е необходимо редовно отстраняване на млякото от вимето. Пропуснатото доене, прекалено дългият интервал между доенията възпрепятстват образуването на мляко и водят до намаляване на млеконадоя.
За да се предотврати препълването на вимето с мляко между доенията, то трябва да бъде достатъчно вместимо. Възможно е да се увеличи капацитетът на вимето чрез подходяща подготовка на юниците за отелване.
БИОСИНТЕЗА НА МЛЕЧНИ КОМПОНЕНТИ
Въпреки че по принцип всички компоненти на млякото се синтезират във всяка алвеола или се филтрират от кръвта, може да се предположи, че различните компоненти на млякото се екскретират по различно време.
Синтезът на мляко протича в пет фази:
1. Прием на хранителни вещества;
2. Синтез на отделни компоненти на млякото;
3. Натрупване на млечни компоненти;
4. Изолиране на млечните компоненти валвеоларни кухини (торбички);
5. Получаване на млечни компоненти от кръвта в алвеоларните кухини (торбички).
Докато протеините, лактозата и други хидрофилни компоненти на млякото могат да проникнат през полупропускливите клетъчни мембрани, мастните капки се образуват чрез изпъкване, разрушаване и отделяне на клетъчните мембрани (апокринна секреция). Клетъчните мембрани обгръщат мастната капка и се превръщат в обвивката на мастната топка (фиг. 3). Апокринната секреция на мазнини е възможна само когато в алвеоларната кухина се установи ниско вътрешно налягане, т.е. по това време, с повишаване на алвеоларното налягане на произведеното мляко, което се наблюдава преди доенето, все по-малко мазнини се отделят в алвеоларната кухина, в същото време водоразтворимите компоненти преминават през клетъчните мембрани.
ОБРАЗУВАНЕ НА МЛЕЧНИ ПРОТЕИНИ
При експерименти върху изолирано виме, през което са преминали кръв и хранителни разтвори, е показано, че казеинът, a-лактоглобулинът и b-лактоалбуминът се образуват от свободни аминокиселини, които преминават в епителните клетки от кръвта. Във вимето обаче аминокиселините могат да се синтезират от мастни киселини с ниско молекулно тегло. Руменните микроорганизми синтезират 60-70% от аминокиселините. Имуноглобулинът, серумният албумин и ензимите влизат в млякото от кръвта непроменени.
ОБРАЗУВАНЕ НА МЛЕЧНИ МАЗНИНИ
С увереност може да се каже, че млечните мазнини не се синтезират от фуражни мазнини. В малък обем липидните фракции на кръвта се използват за синтеза на мазнини. Мастните киселини в млечните мазнини се образуват главно от прости кръвни мастни киселини, особено оцетна и b-хидроксимаслена киселина, както и от мравчена, пропионова, маслена киселина, като оцетната киселина е от първостепенно значение. Биосинтеза на мазниникиселини се получава чрез последователно добавяне на ацетат към наситени мастни киселини с права верига, съдържащи 4-16 въглеродни атома. При образуването на мастни киселини с разклонена въглеродна верига е необходимо добавянето на пропионова или мравчена киселина. Млечната мазнина глицерин се образува почти изключително от кръвна глюкоза.
Лактозата се синтезира в млечната жлеза. Малка част от глюкозата се образува от остатъци от оцетна киселина или от дезаминирани кръвни аминокиселини. Въпреки това, основното количество млечна захар се синтезира от глюкозни молекули, които влизат във вимето от кръвта. Галактозата, съдържаща се в лактозата, също се образува от глюкоза в кръвта, а ОН групата се заменя с атом С4. Ензимът лактоза синтетаза участва в образуването на лактоза.
СТОЙНОСТТА НА МЛЕЧНИТЕ МАЗНИНИ
Млечната мазнина не само придава специфичен вкус на млякото, но и определя интензитета на цвета му (например кондензирано мляко). В много видове сирене млечната мазнина предизвиква образуването на специфични свойства. Сметаната, която се получава чрез отделяне на мазнини от млякото, е изходният материал за производството на масло.
Млечната мазнина в червата не се разгражда, както другите мазнини, до глицерол и мастни киселини, тя се абсорбира под формата на мастни глобули чрез корпускулярна резорбция. Смилаемостта на хомогенизираното мляко се повишава, тъй като натрошените мастни топчета се усвояват по-бързо. Млечната мазнина, която е съставена от мастни киселини с къса верига, бързо се разгражда чрез b-окисление. Благодарение на лесната си усвояемост и добрата усвояемост млечната мазнина, за разлика от другите мазнини, се усвоява сравнително лесно от организма, а поради диетичните си свойства се използва при заболявания на обмяната на веществата. Мнението, че млечните мазнини идруги животински мазнини, поради високото си съдържание на холестерол, погрешно водят до атеросклероза. Холестеролът, съдържащ се в храната, има незначителен ефект върху нивото на метаболизма на холестерола в кръвната плазма. По-голямата част от холестерола в кръвната плазма, особено при висококалорична диета, се синтезира от самия организъм.
Млякото съдържа множество ензими, от които са изследвани повече от 20. Те принадлежат към различни протеинови фракции. Млечните ензими се синтезират от кръвни елементи, левкоцити или алвеоларни клетки на вимето. Сред оригиналните млечни ензими трябва да се разграничат ензимите, които се образуват в издоеното мляко поради жизнената активност на микроорганизмите.
Всички ензими са протеинови вещества или вещества, съдържащи протеинови компоненти. По-долу са най-важните млечни ензими.
Гликозидази: амилази, лактази.
естерази. Те включват липази и фосфатази.
Фосфатазите разграждат естерите на фосфорната киселина. Разликата между алкалните и киселинните фосфатази е, че оптималните условия за действие на алкалните фосфатази са при pH 9 - 10, киселинните - при pH 4,1. Термостабилните киселинни фосфатази се инактивират при температури над 90°C, докато алкалните фосфатази губят своята активност при нагряване до 62°C за 30 минути и при 72°C за 15 минути.
Активността на алкалните фосфатази се определя, за да се контролира качеството на пастьоризацията за дълго време (при температура 62--65 ° C за 30 минути) или краткосрочно (при 71--74 ° C за не повече от 30--40 s).
Оксиредуктази. Те включват ксантоксидаза и пероксидаза.
Ксантоксидаза (ензим на Шардингер).
Пероксидази. 1 литър мляко съдържа около 100 mg пероксидази. Смята се, че млякото съдържа многопероксидазни форми. Млечните пероксидази се хидрогенират с водороден прекис и други пероксидази, като в същото време се дехидратират с фенолни производни и се превръщат в хинони. Пероксидазите губят своята активност при температури над 80°C.
Активността на пероксидазите се определя, за да се докаже провеждането на високотемпературна пастьоризация (моментална - при температура 85 ° C). Ако млякото, което е претърпяло краткотрайна пастьоризация, се нагрява за 30–40 s до температура 77 ° C, тогава реакцията към пероксидазата ще бъде отрицателна. Активността на пероксидазите се определя по метода на проби от гваякол и травентол.
Каталаза. Този ензим катализира разделянето на водороден пероксид (H2O2) на вода и кислород. Каталазата, за разлика от пероксидазата, не реагира с други пероксиди. Съдържанието на ензима се увеличава в коластрата и в млякото на крави с мастит. Каталазата се образува в резултат на жизнената активност на левкоцитите. Следователно откриването му в млякото може да служи за диагностициране на мастит при кравите (каталазен тест на Roeder).
Протеинази. Специфични млечни протеинази са част от казеиновата фракция. Протеолитичната активност е особено висока в коластрата.
Синтетаза на лактоза. Този ензим е открит през 1964 г. Той е микрозомен млечен ензим и катализира синтеза на лактоза. Ензимът се състои от субединици на протеин А и протеин В. Протеин В е идентичен на а-лактоалбумин. Лизозим. Съдържа се както в женското мляко, така и в кравето, но в малко количество. Този лизозим се различава по съдържание на фракция от лизозима на яйчен белтък. Участва в бактерицидната активност на млякото.