Химия | Бие сүтінің ферменттік өнімінен сүт қышқылды бактериялары

Мазмұны
Кіріспе
1. Әдебиттерге шолу 6-19
1.1 Бие сүтінің химиялық құрамы 6-14
1.2 Қымыздың химиялық құрамы 15-17
1.3 Бие сүтінің және қымыздың емдік қасиеті 20-36
2. Зерттеу материалдары мен әдістері
2.1 Зерттеу материалдары 20
2.2 Зерттеу әдістері 21
2.2.1 Бие сүті және қымыздың физико – химиялық көрсеткіштерін анықтау әдістері 22-23
• майлылығы
• белок
• көмірсу
• қышқылдығы
• тығыздығы
2.2.2 Бие сүтінің ферменттік өнімнен сүт қышқылы бактерияларын бөліп алу 24-32
2.2.3 Антогонистік қасиеттерін зерттеу әдістері 33-36
3 Өзіндік зерттеу жұмыстарының нәтижелері және
оны талқылау 37-41
3.1 Бие сүті және қымыздың физико – химиялық көрсеткіштері 37
3.2 Бие сүтінің ферменттік өнімінен бөлініп алынған сүт қышқылы бактерияларын айқындау 38-40
3.3 Антагонистік қасиетерін зерттеу 41
Қорытынды 42-43
Қолданылған әдебиеттер 44-47
Резюме 48-49
КІРІСПЕ
Соңғы кезде Қазақстанда өнеркәсіп шикізаттарын өндіру мен қатар ауыл шаруашылық секторын дамыту туралы шаралар қолға алына бастады. Әртүрлі тағамдық заттардың ішінде сүттің және одан жасалған тағамдардың адам тіршілігі үшін маңызы өте зор. Бір жағынан сүт адам организіміне қажетті алмаспайтын аминқышқылдары мен құнды белоктардың негізгі көзінің бірі болып табылса, екіншіден, бұл заттардың тамақтану рацимонында жетіспеушілігі организімнің өсіп дамуына кері әсер етіп, әртүрлі ауруларға соғуы мүмкін.
Сондықтан бие сүтінің химиялық құрамын оның физико-химиялық көрсеткіштерін зерттеу бие сүтінің тағамдық және биологиялық құндылығын анықтайды. Біздің елде бие сүтінен оның ферменттік өнімі қымызды өңдейді. Ферменттену процесі кезінде бие сүтінің химиялық құрамы өзгеріске ұшырайды. Бұл биохимиялық өзгерістер сүт қышқылы бактерияларының әсерінен жүреді. Содықтан ферменттік процестерді жүргізетін сүт қышқылы бактерияларын қымыздан бөліп алып, олардың физиоло-биохимиялық, антагонистік қасиеттерін анықтап, бие сүтіндегі ферментативтік процестерді ретттеуге болады. осыдан организмге пайдалы өнімнің технологиясына нұсқау жазуға болады.
Жүмыстың мақсаты: бие сүтінің ферменттік өнімінен сүт қышқылды бактерияларын бөліп алып, айқындап, қасиеттерін анықтау.
Бұл мақсатқа жету үшін төмендегідей міндеттер қойылады:
• Бие сүтінің және қымыздың физика – химиялық көрсеткіштерін анықтау.
• Сүт қышқылды бактерияларды бөліп алу.
• Физиолого- биохимиялық қасиеттерін анықтау.
• Антагонистік қасиеттерін анықтау.
ӘДЕБИЕТТЕРГЕ ШОЛУ
1.1 Бие сүтінің химиялық құрамы
Тағамдық өнімдердің химиялық құрамын зерттеу қазіргі кезеңдегі өзекті мәселелердің бірі боліп табылады. Сүт биологиялық сұйықтық ретінде сүтқоректілер ағзасында, яғни сүт бездерінде синтезделеді. Жануарладың тұқымқуалаушылық қасиеттеріне байланысты сүттің физикалық – химиялық және биологиялық қасиеттерін анықтайтын белгілі бір химиялық құрамы болады. [1].
Сүттің тағам өнімі ретінде жоғары бағасы оның химиялық құрамының ерекшелігімен түсіндіріледі. Сүтқоректілердің барлық заттар түрлерінің сүтінде жас ұрпақтың өсіп дамуына қажет барлық заттар бар. Алайда, сүт құрамы мен қасиеттері жануарлар түріне байланысты ерекшеленеді.
Сүттің химиялық құрамы мен қасиеттері өте күрделі. Жаңа биохимиялық әдістерді қолдана отырып сүт құрамынан 260-қа жуық химиялық заттар табылған [2]. Сиыр және биенің шикі сүтінің химиялық құрамы бірінші кестеде келтірілген.
Кесте 1 Шикі сүттің химиялық құрамы
Сүттің құрам бөліктері Сүт, г/100г.
Бие Сиыр
Су, г 89.9 87.5
Құрғақ заттар ,г 10.1 12.5
Белоктар, г 2.1 3.3
Оның ішінде: казеин
сарысу белоктары 1.1
6.7 2.7
0.6
Белок емес азотты заттар, г - 0.1
Липидтер 1.0 3.8
Оның ішінде: үшглицериндер
өзге липдтер -
- 3.7
0.1
Көмірсулар 6.7 4.7
Минералды заттар, г 0.3 0.7
Кестеде сүттің негізгі құрам бөліктері келтірілген. Көрсетілген белоктық заттардан басқа сүт құрамында фермент-белоктар бар. Олар: пероксидаза, фосфатазалар, протеазалар, әртүрлі эстеразалар (липаза және басқалар), амилазалар, ксантиноксидазалар,рибонуклеазалар, лизоцим және т.б.
Сүттің липдтік құрамы ерекше. Оның құрамында сүттің негізгі майы
үшглицеридтермен қатар, үшглицеридтердің сатылы гидролизы немесе жартылай синтезінің өнімі болатын ди-және моноглицеридтер бар. Олар фосфолипидтер және бос май қышқылдарымен бірге сүттің май түйіршіктерінің мембраналарының тұрақтылығын түзетуде ерекше роль атқарады. [3].
Бие сүтінің химиялық құрамы 1922 жылығы зерттеулер нәтижелерінен белгілі [4]. Қазіргі кезде осы заттар туралы көптеген мәліметтер бар. Бірақ бие сүтінің физикалық-химиялық қасиеттері мен оның құрамындағы әртүрлі заттардың мөлшері жөнініде ғылыми бір- бірініе қарама - қарсы мәліметтер бар. Әрине, мұндай нәтижелер көптеген факторларға, соның ішінде биохимиялық әдістердің дәлдігіне байланысты.
Бие сүтінің басқа жануарлар сүтімен салыстырғанда, біріншіден, химиялық құрамы өте ерекше, екіншіден, оның өте жоғары емдік қасиеті бар. Ертеде қазақтар қандайда бір себептермен ана сүті жоқ болған жағдайда бие сүтін балаларды қоректендіруге пайдаланған. Себебі, бие сүтінде көп мөлшерде баланың ми клеткаларының дамуына әсер ететін қанттар (глюкоза , аминқанттары ) көп кездеседі. Хельсинки университетенің ғалымдарының тұжырымы бойынша сиыр сүтінің құрамында ұйқы безінің жұмысын әлсіретін аллерген заттарының бар екенін анықтап, олар инсулин гормонының түзілуін өзгертіп, өте қауіпті ауру тудыратын, оның үстіне жас кезден бастап қант диабетіне ұшырататыны дәлелденген [5,6].
Әрбір жануардың ағзасында өзінің генетикалық ерекшелігіне байланысты өз төлінің дамып өсуіне арналған әртүрлі химиялық құрамды сүт синтезделеді. Мысалы, күйіс қайырушылардың сүтінде, ұлтабарда тез үйып басқа протеолиттік ферменттердің әсеріне оңай көнетін казеин көп кездеседі. Ал бие сүтінде құлындардың тез өсуіне қажет, ең оңай қорытылатын альбумин көп кездеседі [7].
Бие сүтінің тағамдық сапасы оның құрамында белок, май, көмірсу болуымен ғана емес сонымен қатар, витаминдерге де байланысты. Кейбір авторлардаң айтуы бойынша витаминдердің мөлшері мынандай: С витамині 8.9 – 33.3 мг/100г өнімінде, В1 витамині 291-454 мг/л, В2 витамині–261-416 мкг/ л, В3 витамині – 229 мкг/л дейін кездеседі [1, 2, 8].
Бие сүтінің құрамында минералдық қосылыстардың болуы келесі көрсеткіштермен сипатталады: калий –64 мг, кальций – 89 мг, магний- 9 мг, фосфор – 54 мг 100 г өнімінің, кобальт – 1.4 мкг, темір – 61 мкг, марганец – 2.9 мкг, мыс – 22мкг 100 г өнімінде.
Бие сүтінде жалпы минералдық қосылыстардың жалпы мөлшері сиыр сүтіне қарағанда екі есе төмен, бірақ бие сүті құрамындағы минералдық заттардың көптүрлілігмен ерекшеленеді.
ИҚ– және УФ – спектроскопия, потенциометрлік титрлеу, рефрактометрия, поляриметрия әдістерімен сарысу белоктарының ерітінділерін жоғарғы және төмен температурада сусыздандырғанда белок молекуласының құрылымының өзгеретіндігі анықталды (полярлы функционалды топтардың және гидрофобты байланыстарының санының, ішкі молекула аралық әсерлесулер дәоежесінің өзгеруі, жаңа тұрақты конформацияның қалыптасуы) [10].
Сүттің химиялық құрамы биенің физикалық және қоректену жағдайына ауа- райы мен малдың жеке ерекшеліктеріне байланысты болады. Лактация кезінде сүт құрамында лактоза және күл элементтерінің мөлшері өзгермейді, ал кальций, фосфор, калий және магний мөлшері жоғарылайды, С- витаминінің концентрациясы артады. Аскарбин қышқылдарының өзгергіштігі барлық жануарлар тобына тән, бірақ оның ең көп мөлшері бие сұтінің қымызында байқалған [2,8].
Қымыз сүт тәрізді ақ – сұрғылт түсі бар, біркелкі газдалған, шайқалған кезде көбік түзетін, ащылау иісі мен дәмі бар сұйықтық. Әртүрлі авторлардың мәліметтері бойынша қымыздың қышқылдығы ашу кезінде 100-129 0 Т-ге дейін көбейеді. Спирттің мөлшері 0.5 –2.5% аралығында өзгеріп тұрады. Ашу процесі барысында этил спиртінің, диацетил, ацетон және басқа қосылыстардың (әртүрлі дәмдік және ароматтық иістік заттарының), сонымен қатар, көмірқышқыл газының түзілуі жүреді.
Бие сүтінде жалпы белок мөлшері шамамен 2 % , бірақ әдебиетте бұдан да төмен немесе жоғары көрсекткіштер кездеседі. Қымыз белоктарында 18 аминқышқылы табылған. Піскен қымызда алмаспайиын аминқышқылдардың жалпы мөлшері жаңа сауылған сүттерден әлдеқайда жоғары.
Қымыздың ашу және жетілу процесінде сүттің белоктары полипептидке дейін ыдырайды. Осының нәтижесінде казеиннің, - лактоглобулин және - лактоальбумин мөлшері өнімде азаяды, ал керісінше, бос аминқышқылдары - әсіресе лизин, триптофан және метионин мөлшері көбейеді. Қымыздың пісіп жетілуі кезінде аминқышқылдар мен пептидтер мөлшерінің көбейуі қымыздың диетикалық және емдік қасиетін арттырады.
Бие сүтінде және қымызда май мөлшері – 1.5-1.9%. майдың балқу температурасы 21-330С, қату температурасы 10-150С, йод саны 80-100 – ге аралығында болады.
Қымыздың құрамында протеаза, липаза, каталаза, редуктаза, лактаза, трансамилаза, дегирогеназа ферменттері табылған [7].
Ғылыми мағлұматтар бойынша қымыздың құрамында витаминдер де кездеседі:
1 л қымыздағы витамин мөлшері:
1. Витамин А және каротин 0.9-6.9 мг
2. Витамин С (аскорбин қышқылы) 91-157 мг
3. Витамин В1 (тиамин) 194-154 мкг
4. Витамин В2 (рибофлавин) 257-416 мкг
5. Витамин В12 (цианокоболамин) 3.25-4.05 мкг
6. Витамин РР (никотин қышқылы ) 299-1060 мкг
Бие сүтін өңдеу кезінде қымыз құрамындағы витамин мөлшері өзгереді. Ол туралы авторлардың айтуы бойынша қымыз жасау кезінде пантотеин қышқылының мөлшері көбейеді, рибофлавин және фоль қышқылының мөлшері өзгермейді, ал цианокобаламин, тиамин, биотин мөлшері төмендейді. Витаминдердің мөлшері қымыз ашытқысының микроорганизмдері витаминді қажет етсе, екінші жағынан олар басқа витаминдерді өздері синтездейді [2,11].
Микроорганизмдерден басқа ашу процесінде сүттің құрамы, қымыз жасау технологиясы және басқа да факторлардың әсері зор. Сонымен, авторлардың мәліметтерінің бір – бірімен сәйкес еместігі түсіндіріледі. Жалпы мәліметтер бойынша қымыз құрамында толық витамин комплекстері табылған.
Болашақта қымыздың дәмдік және емдік қасиетін ұлғайту үшін ашытқы культурасын дұрыс таңдау және жаңа технологияларды дұрыс пайдалану керек.
Айтылған әдеби мәліметтер бие сүті мен қымыздың химиялық құрамы әлі толығымен зерттелмегенін көрсетеді. Негізінен зерттеу жұмыстары 1970 жылға дейін жүргізілген. Ол кезде ғылымда қазіргі кездегідей жаңа зерттеу әдістері онша жетілмеген болатын. Осыған байланысты бие сүтінің және одан алынған қымыздың аминқышқылдық, белоктық және витаминдерінің құрамын зерттеу жұмыстары одан әрі жалғастырылуда [1].
Бие сүтінің химиялық құрамын ең бірінші Г.С. Инихов 1922 жылы анықтаған қазіргі кезде бұл өнім өте жақсы сипатталған. Оның физика – химиялық қасиеті монографиялық жұмыстарда, көптеген мақалаларда және анықтамалық әдебиеттерде баяндалған. Бірақ олардың әртүрлі компаненттерінің құрамы көбінесе мәліметтерде өзгеше болып келеді.
Бұл малдардың әртүрлі тұқымдас болуына, оларды жемдеу жағдайына, географялық аудандардың айырмашығылығына және т.б. пайдаланылған әдістердің сезімталдылығы мен түсіндіріледі.
Бие сүті – ақ түсті көгілдір рең беретін сұйықтық, дәмі тәтті, спецификалық иісі бар, реакциясы әлсіз сілтілі немесе нейтралды (рН 6-7) . Жаңа сауылған сүттің қышқылдығы –7 градус Тернер (0Т), тұтқырлығы – 1.39-1.52 сантипуаз, үстіңгі тартылуы-52.2 –56.0 дин/см., ағымдылығы 66.2 –72.0 [15,16,17].
Бие сүтінің негізгі компаненттері сиыр сүтінікі сияқты белок, май және қант сүті болып табылады. Бірақ ол химияляқ құрамы мен қасиетіне байланысты сиыр сүтінен өте айрықша. Оның құрамында қатынасы 1.2 : 1 болып келетін казеин мен сарысу белоктары бар, оларда 1.8 – ден 2.2-ге дейін белок заттары бар.
Казеин мен сарысудың фракциондық құрамы әртүрлі.
К.И. Дүйсенбаев 1968 жылы фракцияны 7 бөлімнен тұратынын көрсетті:
Бір – бірден  және , екеуі - және үшеуі –γ казеин фракциясы. Мөлшері 46.2 % болатын басқа фракциядан ерекше болып келетін  казеин, өйткені онда белокқа гидрофильдік жағдай туғызатын көмірсу құрамы өте жоғары. Сарысу белоктарында авторлар 9 фракцияны белгілейді:
3- иммунды глобулиндер
2-  - лактоальбумин
1-  - лактоглобулин
2- сарысу альбумині
1- преальбумин
Мөлшерлі қатынаста  - лактоглобулин (42.5%) және  - лактоальбумин (36.1%) басым болады.
Бие сүтінде сиыр сүтіндегідей барлық алмастырылмайтын аминқышқылдары бар, аминқышқылдарының жалпы мөлшері 40-43 %.
Алмастырылмайтындардың ішінде көп мөлшерде фенилаланин, мезин, лейцин және изолейцин құрайды.
Ал алмастырылатындардың ішінде көп мөп мөлшерде глутамин және аспарагин қышқылдары, аланин және аргенин құрайды.
Кесте 2 Бие сүтінің аминқышқылдары
Аустырылмайтын аминқышқылдары Мөлшері, 100г/мг Ауыстырылатын аминқышқылдары Мөлшері, 100г / мг
Валин 102 Аланин 140
Изолейцин 117 Аргинин 135
Лейцин 174 Аспарагин қышқылы 181
Лизин 185 Гистидин 56
Метиамин 65 Глутамин қышқылы 298
Треонин 108 Серин 116
Триптофан 31 Тирозин 114
Фенилаланин 233 Цистин 43
Көмірсулар жалпы лактоза түрінде болып келеді, оның құрамына (6.7-7.2% ) қарай бие сүті басқа малдардың сүтінен басымырақ болып келеді. Ерітінді түрінде ол  және  формада болады. Оның екі формасында поляризация жазықтығын оңға айналдырады. Лактозаның сахарозаға қарағанда дәмі онша тәтті емес.
Гидролиз кезінде ерітілген қышқылдар мен энзимдердің әсерінен лактоза - галлактозаға және d – глюкозаға бөлінеді. Аз мөлшерде лимон қышқылы болады.
Сонымен қатар бие сүтінің құрамына майлар, фосфоридтер және стерилдер кіреді. Май, май түйіршіктерінен тұрады, олар вазелин тәріздес массада болады. Олар тез гидролизденеді, сондықтан олар организмге жақсы сіңеді. Қышқылдық сапасына қарай бие сүтінің майы сиыр сүтінен айырмашылығы жоқ, бірақ мөлшерліе құрамында айтарлықтай айырмашылық бар. Онда көп мөлшерде төмен молекулярлы қышқылдар (С4:0 – С10.0) табылған, бірақ аз мөлшерде пальмитин және стеорин сияқты жоғары молекулярлы қышқылдар бар [18,19,20,21].
Бие сүтінің еру температурасы (18.5-28.6 0) және суу температурасы (-100- тан - –15.50- қа дейін) төменгі температурада болады. Еру және суу нүктелері ондағы қанықпаған май қышқылдарының болуына байланысты: олардың мөлшері неғұрлым жоғары болса, соғұрлым еру және суу нүктелері төмен болады және майдың сіңімділігі жақсарады [2].
Майдың йодтық саны айтарлықтай жоғары (101), ол жоғары деңгейлі жартылай қанықпаған май қышқылдары арқылы анықталады, (мысалы, олеин қышқылы) .
Май қышқылдарында айтарлықтай орын алатын леноль және линолеин сияқты жартылай қаныққан май қышқылдары. Олар майдың тез қышқылдануына, және де витаминдік қасиеттері бар және организмдегі холестерин алмастыруға көмектеседі. Бұл қышқылдар адам организмінде синтезделінбейді және олар тек тамақпен бірге түседі.
П.Ю. Берлиннің айтуы бойынша сүттің майының тағы бір керемет қасиеті бар дейді – ол туберкулез бактерияларының көбейуін тоқтатады.
Жартылай қанықпаған май қышқылдары микробтарының өсуін тоқтататыны белгілі, басқа малдардың майына қарағанда, бие сүті майының құрамында мұндай қышқылдар көп [23].
Осыған орай май қымыздың дәм сапасын көтере отырып, оның емдік қасиеттерін жақсартады.
Бие сүтінің тағамдық бағалылығы құрамында тек қана белоктар, майлар, көмірсулардың болуымен ғана емес, сондай – ақ адамға қажетті витаминдердің болуымен де анықталады. Ол В-В1, В2, В12 және В6 тобы: пиридоксоль, пиридоксамин, пиридоксол витаминдеріне өте бай [24,25,26].
Бие сүтінің витаминдік құрамын сиыр сүтімен салыстырғанда, бие сүтінің құрамында В витамині аз, ниоцин және рибофлавин 2 есеге, биотин 3 есеге, бірақ С витамині мен каротин 9 есеге көп.
Т.Т. Гриценконың [27] берілгені бойынша бие сүтінің құрамында орташа есеппен тиамин 390, рибофлавин 373, в витамині 2.5, пантотен қышқылы 1.6, фоль қышқылы 263 және биотин 10.3 мкг/ л бар.
Жоғарыда аталған витаминдерден басқа бие сүтінде ферменттер табылған, оның табиғи құрамы әлі толық зерттелмеген. Осының әсерінен сиыр сүтінікіне қарағанда бие сүтінің лактозасы жеңіл ыдырайды [28].
Сиыр сүтінікіне қарағанда бие сүтінің жалпы минерал заттарының мөлшері 2 есеге аз, бірақ сапасының құрамына қарай әртүрлі. Бие сүтінң құрамында калий, натрий, кобальт, мыс, йод, марганец, цинк, титан, алюминий, кремний және темір бар [29].
Сиыр сүтінікіне қарағанда магний, марганец, фосфор онда 1.5-2 есеге аз, ал кобальт, титан және мыс онда 1.5 есеге көп [25,30].
Құрамындағы барлық элементтер бойынша бие сүті сиыр сүтіне және ана сүтіне жақынырақ болып келеді.
Бие сүтінің химиялық құрамы физикалық жағдайына, жемдеу жағдайына және құрамына, тұқымына және биенің жеке ерекшеліктеріне байланысты өзгереді.
D.E. Vllrev [37], L.Minieri, F.Sutrieri [32,33] мәліметтері бойынша лактационды кезең кезінде лактоза мен күл көбееді, ал май және протеин өзгермейді. Қатты заттардың мөлшері: кальций, фосфор, калий, магний лактация кезінде үлкееді [34,35].
Лактацианың алғашқы айларында С винаминінің бір бөлігі үлғайып төртінші айда максимумға жетеді, содан кейін төмендейді. Оларды микроэлементтермен жемдегенде, С витаминінің мөлшері көбееді [38]. Оларды белокты витаминді концентратпен азықтандырғанда сүттің құрамында белок, кальций,фосфор және А витамині көбееді [40].
Амин қышқылдар мен витаминдердің мезгілдік мөлшерлік ауысуы байқалады, ол тамақтандырудың әртүрлі жағдайына байланысты. Амин қышқылдары жазда көп болады.
Жаңадан сауылған биенің сүті, сиырдың сүті сияқты бактериялардың кобеюін тежеуге және оларды мүлдем жойып жіберуге қаблетті, бұл ондағы бактерицидті заттардың болуына байланысты. Бактерицидті фазаның болыу оның температурасына байланысты....