2. Sastav Mleka Mast Laktoza

SASTAV MLEKA

dr Vera Katić, redovni profesor

Definicija mleka- Pravilnik o kvalitetu sirovog mleka (Sl. glasnik RS, br. 21/2009)

Pod sirovim mlekom, u smislu ovog pravilnika, podrazumeva se mleko dobijeno redovnom, neprekidnom i potpunom mužom zdravih, pravilno hranjenih muznih životinja, najkasnije 30 dana pre partusa i najranije osam dana posle partusa, koje nije zagrevano na temperaturi višoj od 40°C i kome ništa nije dodato niti oduzeto.

Promena količine i sastava mleka tokom laktacijeA-Proteini, B-Mast, C-količina , D- laktoza

Prosečan sastav (%) mleka različitih sisara

Vrsta sisara

Suva materija

Mast Belanč-evine

Kazein Laktalb.

Laktogl.

Laktoza Pepeo

Žena

Krava

Koza

Ovca

Bivolica

Kobila

Svinja

Zebu

Lama

Kamila

Jak

Sob

12,5

12,75

13,9

18,5

17,6

10,5

19

15,77

13,45

12,4

18,4

35,7

3,7

3,8

4,4

7,2

7,7

1,6

6,9

6,47

3,15

4,0

7,8

19,7

2,1

3,5

4,10

5,7

4,1

1,90

6,2

4,47

3,90

3,7

5,0

10,9

0,9

2,8

3,30

4,5

3,5

1,30

-

-

3,00

-

-

8,70

0,5

0,60

1,16

0,98

0,53

-

-

-

0,90

-

-

2,20

6,4

4,8

4,40

4,3

4,8

6,40

4,3

3,94

5,60

4,8

5,0

3,6

0,30

0,65

0,80

0,9

0,72

0,34

1,10

-

0,80

0,70

-

1,40

Voda

Slobodna voda 96-98% Vezana voda 2 - 4%

Vezana za kazein 50% Vezana za albumine i globuline 30% Vezana za adsorpcioni sloj masnih kapljica 15% Vezana za laktozu, mineralne materije i ostale sastojke mleka 4%

-

+

-+

+ -+-

+

-

Šema hidratacije polarnog radikala hidrofilnog koloida polarnim molekulima vode

a

b

a- polarni radikalb -dipolni molekul

vode

b

Mlečna mast

Prosti lipidi 98,5 %

Složeni ili polarni lipidi 1,0 %

Liposolubilni sastojci 0,5 %

Prosti lipidi

Gliceridi: 98,5 % Trigliceridi 96 % Digliceridi 2-3 % Monogliceridi 0,1 %

Steridi 0,1 %

Ceridi 0,1 %

Trigliceridi

H2C – O – C– R1

C—H

H2C — O —C— R3

O

R2–C–O —

O

O

R1, R2, R3- radikali različitih masnih kiselina

Masne kiseline

Masne kiseline

Masne kiseline

Buterna kiselina

Buterna kiselina

Buterna kiselina

Buterna kiselina

Stearinska kiselina

Oleinska kiselina

GL

ICE

RO

LG

LIC

ER

OL

GL

ICE

RO

L

Mlečna mast je mešavina različitih masnih kiselina i glicerola

Izvori masnih kiselina

Masne kiseline iz hrane.

Masne kiseline iz depoa masti u organizmu mlečne životinje.

Masne kiseline koje se obrazuju u želudcu preživara.

Masne kiseline koje sintetiše mlečna žlezda.

Sinteza nižih masnih kiselina

CH3 CH3 CH3

+ Tiolaza + NADH+H+

CO ~ SCoA CO ~ SCoA CO

CH2

CO ~ SCoAAcetoacetil – CoA

CH3 CH3

CHOH - H2O CH + NADH+H+

CH2 CH

CO ~ SCoA CO ~ SCoA-oksibutiril CoA Krotonil - CoA

Sinteza nižih masnih kiselina

CH3 CH3

DiacilazaCH2 CH2

+ H2O + HSCoACH2 CH2

CO ~ SCoA COOH

Butiril – CoA Maslačna kiselina

Sinteza masnih kiselina

Malonil CoA put

Ograničena brzina

Malonil- CoA

Acetil CoAkarboksilaza

Acetil CoA

Acetil CoA

Aetoacetil -ACP Butiril-ACP

Krotonil -ACP

Betahidroksi buterna kiselina

Acetat

Malonil-CoA

β-hidroksibutiril CoA

Ponavljanje ciklusa

Masna kapljica

Lumen alveoleEkstraćelijski prostor

Mobilizacija telesnih

masti

Lipidi krvi

Lipidi iz hrane

Masne kiseline

Sinteza masnihkiselinade novo

AcetatGlukoza

Glicerol Epitelna ćelijamlečne žlezde

Masne kapljice

Triglicerid

Sinteza

Triglicerid

Sinteza mlečne masti

GI Tract

Liver

Adipose

AcetatePropionate(Glucose in Non-ruminants)

NEFA

Fat Synthesis

Triglyceride SynthesisLipoprotein assembly

ChylomicronsLiproproteins

Fatty acidSynthesisTriglyceride

Synthesis

MilkFat

Export Inefficient in cows

NEFA uptakeby Udderinefficient

Masno tkivo

Sinteza masti

JetraSinteza triglicerida

Acetat, propionatGlukoza kod nepreživara

HilomikroniLipoproteini

Sinteza masnih kiselinaSinteza

triglicerida

Mlečna mast

Digestivni trakt

Bazalna membrana membrana ER Luminalmembrana

LPL

ZMKACC

de novo sinteza MK (C4 - C16)

Sinteza TG

Glukoza

ZMK (C16 - C18)

Sinteza Sekrecija

Acetat

ßHBK

TG

Glukoza

Cirkulacija Translokacija

NMK

FABPNEMK

+Glicerol

MembranaMasne kapljice

Glicerol

Glicerol -P

Sinteza mlečne masti

Vrsta i učešće zasićenih masnih kiselina u mlečnoj masti

Masna kiselina

Broj C atoma

Granice kolebanja (%)

Prosečan sadržaj (%)

Maslačna

Kapronska

Kaprilna

Kaprinska

Laurinska

Miristinska

Palmitinska

Sterinska

Arahinska

4

6

8

10

12

14

16

18

20

1,3-5,4

1,3-3,4

0,8-2,2

0,9-2,5

1,7-3,7

9,8-12,1

23,5-28,4

6,7-13,8

0,5-0,9

3,3

1,8

1,3

1,6

2,7

10,7

24,4

9,5

0,6

Vrsta i učešće nezasićenih masnih kiselina u mlečnoj masti

Masna kiselina Broj C atoma

Granice kolebanja (%)

Prosečan sadržaj (%)

Oleinska

Linolna

Linolenska

Arahidonska

18

18

18

20

28,0 - 40,0

3,0 - 4,6

0,1 - 0,3

1 - 1,2

32,2

3,6

0,2

1,0

Glavne masne kiseline u mlečnoj mastiMasna kiselina % od ukupnog sadržaja

masnih kiselinaTačka topljenja (˚C)

Agregatno stanje

Zasićene Maslačna

Kapronska

Kaprilna

3,0 – 4,5

1,3 – 2,2

0,8 – 2,5

- 7,9

- 1,5

+16,50

Tečne pri sobnoj temperaturi

Kaprinska

Laurinska

Miristinska

Palmitinska

Sterinska

1,8 – 3,8

2,0 – 5,0

7,0 – 11,0

25,0 – 29,0

7,0 – 3,0

+ 31,4

+ 43,6

+ 53,8

+ 62,6

+ 69,3

Čvrste pri sobnoj temperaturi

Nezasićene

Oleinska

Linolna

Linolenska

Arahidonska

30,0 – 40,0

2,0 – 3,0

Do 1,0

Do 1,0

+ 14

- 5

- 5

- 49,5

Tečne pri sobnoj temperaturi

Složeni ili polarni lipidi: 1%

Diacilfosfatidil etanolamin (kefalin) 30% Diacilfosfatidilholin (lecitin) 28% Sfingomielin 19% Fosfatidilserin 8% Fosfatidilinozit 5% Ceramid monoheksosid 3% Ceramid diheksosid 3% Vinil etar fosfatidilholin 3% Vinil etar fosfatidiletanolamin 1%

Složeni lipidi

Lecitin-glicerofosfatidilholin

H2C – O – C– R1

C—H

H2C — O — P — O — CH2 — CH2 — N (— CH3)3

O

O

R2–C–O—

O

O

Složeni lipidi

Kefalin- glicerofosfatidil etanolamin

CH2OOCR

CHOOCR2

CH2 —O —P —O —CH2 —CH2 —NH3+

O

O

Složeni lipidi

Sfingomielin

CH3–(CH2)12–CH=CH–CH–CH–CH2–O–P–CH2 –CH2–N+ (CH3)3

OH NH

C=O

R

O

O

Lipolsolubilni sastojci (mg u 100 g masti mleka)

Holesterol 280-300 Skvalen 50 Fiten i fitadien 30 karotin 1 tokoferol 3 Vitamin A 1,6 Vitamin D 0,06 Vitamin K 0,14 Slobodni alkoholi- tragovi

FosfatidiPolarne grupe(Fosorna kiselina i holin, etanolamin ili serin

Lanci masnih kiselina(hidrofobni)

holesterol

Šematski prikaz strukture masne kapljice po Kingu

mast Plazma

Protein

Vezana voda

Tečna mast

Kristalizovana mastsa različitomtačkom topljenja

Presek masne kapljice

Brzina izdvajanja mlečne masti

2gr 2(d1-d2)

V=

9V - brzina izdvajanja cm/sekunda

g - sila gravitacije (981 din)

r - prečnik masnih kapljica u cm

d1 – gustina disperzione sredine

d2 - gustina masnih kapljica

- viskoznost sredine u P

Mlečna mast-hemijske konstante

Reichter-Meisslov broj Broj mililitara 0,1 mol/l baze utrošen za neutralizaciju

isparljivih i u vodi rastvorljivih masnih kiselina dobijenih destilacijom 5 g masti.

Reichter-Meisslov broj za mlečnu mast=20-30

Mlečna mast-hemijske konstante

Broj Polenske Broj mililitara 0,1mol/l baze koji je potreban za neutralizaciju

isparljivih u vodi ne rastvorljivih masnih kiselina dobijenih destilacijom 5 g masti.

Broj Polenske za mlečnu mast=1,3-3

Mlečna mast-hemijske konstante

Saponifikacioni broj

Broj mg KOH utrošenog za neutralizaciju 1g masti.

Saponifikacioni broj za mlečnu mast=222-223

Mlečna mast-hemijske konstante

Jodni broj

Broj grama joda koji je potreban za zasićenje nezasićenih masnih kiselina u 100 g masti.

Jodni broj za mlečnu mast=25-35

Jodni broj mlečne masti tokom godine

Indeks prelamanja

mesec

Mlečna mast-fizičke konstante

Prečnik masne kapljice 0,1 do 22 m

Tačka topljenja 28-36°C

Tačka očvršćavanja 18-23°C

Gustina 0,918-0,925 g/ml pri 20 °C

Indeks refrakcije 1,4538-14578 na 40°C

Kristalizacija mlečne masti (Kriva kristalizacije je izvedena na osnovu analiza urađenih metodom nuklearne Magnetne rezonance)

Egzotermna reakcija

Hlađenje

Kristalizacija masti (%)

Promene mlečne masti

Hidrolitičke promene

Polimerizacione

Promene mlečne masti

Oksidativne Peroksidi Hidroperoksidi

Aldehidi Ketoni

Krmna mast

DIREKTAN PROCES INDIREKTAN PROCES

B R A G

Hidroliza glicerida,biohidrogenizacijanezasićenih masnih kiselina.

Menjanje fermentacije u pravcu smanjenja acetatai povećanje propionata

K R VPovećanje koncentracijelipida i masnih kiselinaiz triglicerida u plazmi

Smanjena koncentracija -hidroksibutirata iacetata

M L E Č N A Ž L E Z D A

Povećana asimilacijaviših masnih kiselina

Smanjen prinos nižih masnihkiselina

Konačan prinos mlečne masti zavisi od ravnoteže ova dva procesa

Uticaj niskog sadržaja sirovih vlakana u obroku na metabolizam i sintezu mlečne masti kod preživara

Burag Krv Masno tkivo Mlečna žlezda Mleko

(-) pH

Mikroflora:

(-) protozoe

(+) bakterije

Fermentacija celuloze

Isparljive masne kiseline:

(-) sirćetna

(+) propionska

(-) buterna

Metabolizam lipida:

(-) hidroliza glicerida

(-) hidrogenizacija

(+) mikrobiološka sinteza viših masnih kiselina

Koncentracija prekurzora mlečne masti:

(-) acetal

(-) hidroksibutirat

(+) glukoza

Metabolizam lipida:

(+) metaboliti i enzimi sinteze masnih kiselina i glicerola

Metabolizam lipida:

(-)enzimi sinteze masnih kiselina i glicerola

Kvantitativne promene:

(-) količina i % mlečne masti

(-) količina svih kiselina

Laktoza

Laktoza

Sadržaj laktoze u mleku 4,7-4,9

Granična vrednost za

mleko iz zdravog vimena 4,69

O O

H

OH

CH2OH

H

OH

H

H

OH

HO

H

H

OH

H

CH2OH

OH

H OH

H

-Laktoza - Galaktozido-4--Glukoza

BIOSINTEZA LAKTOZE

Glukoza Glukoza –6-fosfat Glukoza 1-fosfat

UDP-glukoza

UDP-galaktoza

laktoza sintetazaGlukoza + UDP-galaktoza Laktoza +UDP

UDP-glukoza UDP galaktoza-4-epimeraza

UDP+ glukoza 1-fosfat UDP-glukoza-pirofosforilaza

Sinteza laktoze CitosolGoldžijev

aparat

GlukozaGlukoza Glukoza

Glukozafosfat

UDP Glukoza

UDP galaktoza UDP galaktoza

Laktoza

Gol

dži

mem

bran

a

Aktivni transport

Aktivni transport

Sinteza mleka - laktoza

Glucose Glucose-6 PO4 Glucose-1-PO4

UDP-glucose

Glucokinase Isomerase

Uridinediphosphorylglucosephosphorylase

UDP-galactose

UDP-galactose-4-epimerase

Lactose

ATP ADP UTP

2 PO4

Glucose

Lactose SynthaseGalactosyl transferase + -lactalbumin

Golgi,SecretoryVessicle

UDP

UDP-galactose

Glucose TransportFacilitated, not active

ATPADP

Active Transport ofUDP-galactose

GlukozaGlukokinaza Izomeraz

aGlukoza

Glukoza

Pasivni transportglukoze

GlukozaGoldži, sekretorna vezikula

glukoza

UDP-galaktoza4-epimeraza

Laktoza

Galaktoza

Galaktoza

Aktivni transport UDP galaktoze

Laktoza sintetazaGalaktozil transferaza+

laktalbumin

Uridin difosforilglukoza fosforilaza

Sinteza mleka - Laktoza

Za sintezu laktoze iskoristi se >80% glukoze koju iz krvi zahvate ćelije mlečne.

Količina mleka direktno zavisi od sinteze laktoze.

Laktoza je glavni osmoregulator količine mleka.

VODA

UDP-galaktoza + glukoza LAKTOZA+ UDP

EgzocitozaSadržaja Goldžijeve vakuoleU lumen alveole

Osmotski prenos vode uGoldžijevu vakuolu

Sintetaza laktoze

GalaktozilTransferaza(Protein A)

- laktalbumin(Protein B)

-laktoglobulinkazeini

BIOSINTEZA PROTEINAu endoplazmatičnom retikulumu

Laktoza

Izomerni oblici laktoze - laktoza kristališe ispod 93,5°C - laktoza kristališe iznad 93,5°C

Pri 150-160°C žuta boja Pri 175 °C smeđa boja Na 205 °C laktoza se raspada

Fermentacija laktoze

Mlečnokiselinska

Propionska

Buterna

Alkoholna

Upotreba laktoze

U prehrambenoj industriji,

u farmakologiji,

za gasnu hromatografiju,

sastavni deo hranljivih podloga za izolovanje i identifikaciju mikroorganizama.

Goldži aparat

Masna kapljica

membrana

Rapavi endoplazmatski retikulum

mitohondrije

jedro

Glatki endoplazmatskiretikulum

Bazalna membranakapilar

Sekretorna granula

Ćelijska veza

Mešak masnekapljice

Proteinskegranule mikrovili