02.02.2021

Оценка фактора аллергенности коровьего, козьего и верблюжьего молока

Новые факты о факторах аллергенности коровьего, козьего и верблюжьего молока выявили ученые международной команды из Казахстана и России.

Исследователями установлено, что содержание мононенасыщенных, так и полиненасыщенных жирных кислот, а также кислот омега – 3 и омега – 6, в верблюжьем молоке значительно больше, чем в коровьем и козьем молоке. Выявлена разница в белковой структуре верблюжьего, коровьего и козьего молока. В верблюжьем молоке содержится больше, чем в коровьем и козьем молоке, α-лактальбумина, лактоферрина, иммуноглобулинов, но самое главное, в отличие от коровьего и козьего молока, практически отсутствие β-лактоглобилина.

Простокваша, выработанная на основе верблюжьего, коровьего и козьего молока с использованием разной заквасочной культуры: молочнокислых лактококков (простокваша обыкновенная), ацидофильной палочки (простокваша ацидофильная) и болгарской палочки (простокваша болгарская) различалась по своим свойствам.

Статья о результатах исследования содержания основных компонентов молока – массовой доли сухих веществ, жира, белка, и одного из наиболее важных минеральных веществ – кальция, в верблюжьем молоке опубликована в одном из самых престижных журналов Национальной академии наук Республики Казахстан Bulletin of national academy of sciences of the Republic of Kazakhstan (ISSN 1991-3494).

Shuvarikov A.S., Baimukanov D.A., Dunin M.I., Pastukh O.N., Zhukova E.V., Yurova E.A., Yuldashbayev Yu.A., Erokhin А.I., Karasev E.А. (2019). Estimation of composition, technological properties, and factor of allergenicity of cow’s, goat’s and camel’s milk. Bulletin of national academy of sciences of the Republic of Kazakhstan. Volume 6, Number 382 (2019), 64–74. https://doi.org/10.32014/2019.2518-1467.146. ISSN 2518-1467 (Online), ISSN 1991-3494 (Print).

Коровье молоко. В большинстве стран мира, коровье молоко является самым распространенным видом молока. Несмотря на доступность и полезные свойства коровьего молока, не все люди могут употреблять его в пищу из-за наличия в нем веществ, вызывающих аллергию. Одной из наиболее вероятных причин возникновения аллергии на белки молока называют присутствие в коровьем молоке, а также и в молоке других жвачных животных белковой фракции – β-лактоглобулина, практически отсутствующей в грудном молоке.

Козье молоко. Козье молоко традиционно считается менее аллергенным по сравнению с коровьим, что связывают с меньшим содержанием в нем αs1 – казеина. Однако в козьем молоке, как и в коровьем, присутствует белковая фракция β-лактоглобулин, хотя и в меньшем количестве, чем в молоке коровьем.

Верблюжье молоко. В верблюжьем молоке, по мнению профессора Асылбека Баймуканова (главный научный сотрудник отдела верблюдоводства ТОО «Юго-Западный научно-исследовтельский институт животноводства и растениеводства», город Шымкент, Республика Казахстан) значительно меньше, чем в коровьем молоке, фракции αs1 – казеина и практически отсутствует β-лактоглобулин, что представляет интерес с точки зрения аллергенности верблюжьего молока и вырабатываемых из него молочных продуктов. Наряду с этим, отмечается высокая пищевая и биологическая ценность кисломолочных продуктов из верблюжьего молока, что зависит от состава и свойств исходного молока-сырья и деятельности пробиотических культур молочнокислых бактерий.

Видный ученый Мусатилла Тоханов (директор НИИ проблем АПК и водных ресурсов Некоммерческого акционерного общества «Южно-Казахстанский государственный университет имени Мухтара Ауэзова, город Шымкент, республика Казахстан) считает, что верблюжье молоко обладает также лечебным эффектом по отношению к таким заболеваниям, как туберкулез, астма, диабет, аутизм. Пониженная аллергенность кисломолочных продуктов на основе верблюжьего молока обуславливается отсутствием в нем β-лактоглобулина.

В связи с этим является весьма актуальным изучение и практическое обоснование использование верблюжьего молока, как сырья для производства молочных продуктов людям с пищевой аллергией на белки коровьего молока.

На основании вышеизложенного, целью исследований международной команды ученых было проведение анализа состава и технологических свойств коровьего, козьего и верблюжьего молока, с учетом его белкового профиля, как фактора аллергенности.

Научная новизна и практическая значимость работы заключается в том, что впервые проведены исследования верблюжьего молока в сравнении с коровьим и козьим молоком, с определением в молоке комплекса показателей, его технологических свойств при выработке из него разных видов простокваши и с учетом фактора аллергенности в получаемой продукции, что существенно дополняет данные других авторов, выполнявших исследования верблюжьего молока.

Полученные результаты могут быть учтены и использованы в хозяйствах и на предприятиях, занимающихся производством молока животных разных видов и его возможной целенаправленной переработкой в продукты для разных категорий потребителей, например, верблюжье и козье молоко – для детского питания.

Исследования проведены согласно программе международного сотрудничества ученых-аграриев стран ЕАЭС на 2018 – 2020 г.г., а также по заданию Министерства – сельского хозяйства Республики Казахстан на 2018 – 2020 г.г. ИРН: BR06249249-OT-18 Разработка комплексной системы повышения продуктивности и улучшения племенных качеств сельскохозяйственных животных, на примере ТОО «Байсерке-Агро».

По данным член-корреспондента Национальной академии наук Республики Казахстан, главного научного сотрудника ТОО «Байсерке-Агро» (Алматинская область, Талгарский район, Республика Казахстан) «верблюжье молоко полученный от дойных верблюдиц казахского бактриан на третьем месяце лактации белого цвета, имеет сладковато-соленый вкус, густую однородную консистенцию при переливании сильно пенится, отличается бархатистостью вкусового восприятия. Молоко начинает закипать при температуре +100,30С, а замерзает при-0,570С. Жирность молока выдоенного попорциями у верблюдоматок казахского бактриан колеблется в больших диапозонах. Жирность первых порций удоя колеблется от 3,2% до 5%, основного удоя от 5,5% до 6,5%, а в удое 8-12%. Содержание лактозы у верблюдоматок казахского бактриана (4,5-5,5%, в среднем 5,0±0,03%) в молоке более постоянно в сравнении с содержанием жира (4,9 – 6,7%, в среднем 6,2±0,3%) и белка (3,1-4,0%, в среднем 3,8±0,2%). На основании проведенных исследований было установлено, что состав и свойства верблюжьего молока значительно отличаются от коровьего и козьего.

Анатолий Семенович Шувариков (доктор сельскохозяйственных наук, зав. кафедрой технологии хранения и переработки продуктов животноводства, ФГБОУ ВО «Российский Государственный аграрный университет – МСХА имени К.А. Тимирязева, город Москва, РФ) проанализировал органолептические показатели молока-сырья разных видов животных (табл. 1).

Консистенция верблюжьего молока была более густой, ощущалась повышенная жирность, которая придавала вкус молоку больше похожим на сливки.

Различия в запахе между коровьим и козьим молоком отсутствовали. Запах верблюжьего молока несколько отличался от коровьего и козьего. В нём улавливались едва ощутимые непривычные оттенки.

Таблица 1 - Органолептические показатели молока-сырья

tab1.jpg

Верблюжье молоко отличалось от коровьего и козьего молока по цвету. Желтоватую окраску козьему и коровьему молоку придает бета-каротин, в верблюжьем молоке витамин А растворён в жире в форме ретинола, а не предшественников-каротиноидов, поэтому и цвет верблюжьего молока имеет белый оттенок.

Ольга Николаевна Пастух (кандидат сельскохозяйственных наук, доцент кафедры технологии хранения и переработки продуктов животноводства, ФГБОУ ВО «Российский Государственный аграрный университет – МСХА имени К.А. Тимирязева, город Москва, РФ) отмечает, что «и козье, и верблюжье молоко имели свой специфический, отличающийся от коровьего, но не слишком выраженный привкус.

В верблюжьем молоке, по сравнению с коровьим, была выше концентрация сухого вещества на 2,75% (абс.%) и выше в сравнении с козьим – на 2,08% (табл. 2).

Таблица 2 - Физико-химические показатели молока-сырья

tab2.jpg

Верблюжье молоко превосходит коровье по количеству сывороточных белков на 0,66% и по содержанию жира - на 1,57%. На 1,4% было больше относительно коровьего молока белка и на 14,84 мг/% содержание кальция (P>0,999). Верблюжье молоко превышает по калорийности на 17,36 ккал на 100 г продукта коровье молоко и на 12,92 ккал - козье (P>0,95). Титруемая кислотность превысила показатели кислотности коровьего и козьего молока более чем на 5 единиц (Р>0,99). Плотность верблюжьего молока была выше плотности коровьего молока на 2,1г/см3 (Р>0,95). Различия же между коровьим и козьим молоком по тем же показателям были не столь значительными.

Содержание ненасыщенных, важных в физиологическом отношении, незаменимых жирных кислот – линолевой, линоленовой, арахидоновой, в верблюжьем молоке было значительно больше, чем в коровьем и козьем молоке (табл. 3).

Таблица 3 - Состав жировой фазы молока-сырья

tab3.jpg

Сумма полиненасыщенных жирных кислот в верблюжьем молоке оказалась на 1,6 % выше, чем в коровьем молоке, в том числе на 0,3 % выше содержание кислот группы омега-3 и на 1,3 % группы омега-6. В коровьем молоке содержится меньше всего полиненасыщенных кислот, в козьем их больше по сравнению с коровьим на 0,8 %.

По данным Екатерины Викторовны Жуковой (кандидат сельскохозяйственных наук, доцент кафедры технологии хранения и переработки продуктов животноводства, ФГБОУ ВО «Российский Государственный аграрный университет – МСХА имени К.А. Тимирязева», г. Москва, РФ), Елены Анатольевны Юровой (кандидат технических наук, зав. лабораторией Технохимического контроля ФГАНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт молочной промышленности», Москва, РФ), академиков РАН Ивана Михайловича Дунина и Юсупжана Артыковича Юлдашбаева «Белковый профиль верблюжьего молока существенно отличается от коровьего и козьего. В верблюжьем молоке содержится больше α-лактальбумина, лактоферрина, иммуноглобулинов, β - и αs2 - казеина. Но самое главное – в нем практически отсутствует β-лактоглобулин» (рис. 1).

ris1.jpg

Рис. 1 Белковый профиль молока-сырья 1, 2 – коровье молоко; 3, 4 – верблюжье молоко; 5, 6 – козье молоко; 7 – маркер молекулярного веса на 10-250 кДа; α-La–α-лактальбумин; β-Lg–β-лактоглобулин; k-CN–k-казеин; αs1-СN – αs1-казеин; αs2-СN – αs2-казеин; β-CN – β-казеин; SA – сывороточный альбумин; LF–лактоферрин; Ig – иммуноглобулины

При анализе органолептических показателей выработанных продуктов было установлено: консистенция всех образцов простокваши одинаково плотная (табл.4).

Таблица 4 - Органолептические показатели кисломолочных продуктов

tab4.jpg

Однако, после перемешивания, консистенция продуктов из козьего и верблюжьего молока стала менее плотной, а консистенция аналогичных продуктов из коровьего молока оставалась густой. Полученные данные в некоторой степени отличаются от проведенных исследований других авторов.

У продуктов из верблюжьего молока, в отличие от простокваши из козьего и коровьего молока, приготовленных по одинаковой технологии наблюдался заметный отстой жира. Консистенция продуктов из верблюжьего молока после перемешивания была жидкой и напоминала больше кефир, чем простоквашу, что требует дополнительной отработки технологических процессов при производстве продукции из верблюжьего молока.

Продукты из козьего молока были более густой консистенции по сравнению с продуктами из верблюжьего молока, но уступали по густоте продуктам из коровьего молока. Простокваша обыкновенная из коровьего молока имела характерную для этого продукта достаточно густую консистенцию.

Болгарская простокваша, выработанная из всех видов молока, была менее густой, чем ацидофильная и простокваша обыкновенная. Ацидофильная простокваша, полученная из верблюжьего молока, по консистенции превосходила обыкновенную и болгарскую простоквашу (табл. 4).

При одинаковом времени сквашивания ацидофильная палочка активнее всего развивалась на козьем молоке (табл. 5).

Изменения в массовых долях сухого вещества, жира, белка во всех образцах простокваши относительно молока-сырья были незначительными и недостоверными. Титруемая кислотность ацидофильной простокваши из козьего молока была выше кислотности аналогичных продуктов из коровьего молока на 17,7°Т и из верблюжьего молока – на 33,6°Т (Р>0,99). Титруемая кислотность простокваши обыкновенной, полученной из верблюжьего молока оказалась наиболее высокой. Наивысшая кислотность болгарской простокваши была получена при сквашивании козьего молока. Неодинаковое нарастание кислотности в продуктах из разного молока-сырья необходимо учитывать при определении времени сквашивания продуктов, так как технологические инструкции по производству кисломолочных продуктов рассчитаны на коровье молоко. Так, в случае с ацидофильной и болгарской простоквашей на козьем молоке требуется уменьшение времени заквашивания, чтобы предотвратить излишне кислый вкус продукта.

При сравнении жирнокислотного состава продуктов установлена разница в уровне незаменимых жирных кислот – линолевой, линоленовой и арахидоновой между образцами простокваши, полученной из молока разных видов животных (табл. 6).

Таблица 5 - Физико-химические показатели простокваши

tab5.jpg

Содержание линолевой кислоты во всех трех образцах простокваши из козьего молока было достоверно выше (Р>0,999), чем в образцах простокваши из верблюжьего и коровьего молока. Уровень линоленовой кислоты в продуктах из верблюжьего молока существенно превышал показатели этой кислоты в образцах продуктов из козьего и коровьего молока (Р>0,95). По уровню арахидоновой кислоты между образцами продуктов достоверного преимущества не установлено. В простокваше из верблюжьего молока, особенно в ацидофильной простокваше, содержание мононенасыщенных жирных кислот было существенно больше, чем в простокваше из козьего молока (Р>0,99), при незначительной разнице по уровню мононенасыщенных жирных кислот, содержащихся в простокваше из коровьего молока. Количество полиненасыщенных жирных кислот, в том числе, омега-3 и омега-6, в простокваше из верблюжьего молока значительно превышало содержание этих жирных кислот в образцах простокваши из козьего и коровьего молока. По сумме мононенасыщенных и полиненасыщенных жирных кислот в образцах простокваши, полученной из молока одного вида, существенной разницы не выявлено. Установленные различия по составу жирных кислот в продуктах обусловлены особенностями жирнокислотного состава исходного молока-сырья.

Стабильнее всего микроорганизмы заквасок развивались на верблюжьем молоке (табл. 7). В развитии ацидофильной палочки, болгарской палочки, молочного и сливочного лактококков не наблюдалось ни роста численности, ни отмирания в течение пяти суток исследований. Их количество неизменно составляло 2,5х108КОЕ/см3, что соответствует требуемым нормам для количества живых микроорганизмов в готовом кисломолочном продукте к концу срока хранения – не менее 1,0х107КОЕ/см3. Болгарская палочка на козьем молоке развивалась плохо.

Таблица 6 - Состав жировой фазы простокваши (к общему содержанию жирных кислот, %)

tab6.jpg

Таблица 7 - Микробиологического исследования простокваши

tab7.jpg

Только сразу после заквашивания количество микроорганизмов в простокваше было 2,5х107КОЕ/см3, а уже на 3 сутки оно снизилось до 2,5х106КОЕ/см3, что уже меньше требуемых 1,0х107КОЕ/см3. Количество молочного и сливочного лактококков стабильно держалось на уровне 2,5х108КОЕ/см3 в течение 5 суток. Численность ацидофильной палочки увеличилась на 3 сутки с 2,5х108КОЕ/см3 до 2,5х109 КОЕ/см3, а на 5 сутки несколько снизилась и была равна первоначальному значению.

Количество ацидофильной палочки в простокваше из коровьего молока на 3 сутки уменьшилось по сравнению с фоном до 2.5х107 КОЕ/см3, а потом её численность опять возросла до 2,5х108КОЕ/см3. Количество микроорганизмов болгарской палочки в простокваше из коровьего молока к 5 суткам даже немного увеличилось и составило 2,5х109КОЕ/см3. Молочный и сливочный лактококки развивались на коровьем молоке хорошо, их количество в течение исследуемого периода незначительно возрастало, и на 5 сутки составило 2,5х108КОЕ/см3.

Белковый профиль кисломолочных продуктов из разного молока-сырья с использованием разных микробиологических заквасок представлен на рис. 2.

В кисломолочных продуктах из верблюжьего молока β-лактоглобулин не идентифицируется, что подтверждает данные о его отсутствии в верблюжьем молоке.

В настоящее время на российском рынке продукты из верблюжьего молока позиционируются как лечебные, гипоаллергенные, диетические, но никак не продукты массового потребления. Однако, потенциал верблюжьего молока как сырья достаточно высок за счет его уникального химического состава. При увеличении объемов производства молока этого вида, вырабатываемые из него кисломолочные продукты, смогут конкурировать с кисломолочными продуктами из натурального коровьего молока.

ris2.jpg

Рис. 2 Белковый профиль кисломолочных продуктов 1, 2, 3 – коровье молоко (1 – обыкновенная простокваша, 2 – ацидофильная простокваша, 3 – болгарская простокваша); 4, 5, 6 – козье молоко (4 – ацидофильная простокваша, 5 – обыкновенная простокваша, 6 – болгарская простокваша); 7, 8, 9 – верблюжье молоко (7 – болгарская простокваша, 8 – обыкновенная простокваша, 9 – ацидофильная простокваша); 10 – маркер молекулярного веса; α-La–α-лактальбумин; β-Lg–β-лактоглобулин; k-CN–k-казеин; αs1-СN – αs1-казеин; αs2-СN – αs2-казеин; β-CN – β-казеин; SA – сывороточный альбумин; LF–лактоферрин;Ig – иммуноглобулины.

Справка: Верблюжье молоко от верблюдоматок бактрианов может долго храниться в свежем виде. Повышенные бактерицидные свойства молока замедляют нарастание кислотности. При +100С в верблюжьем молоке первоначальная кислотность сохраняется 72 часа, в то врем, как в коровьем молоке она возрастает непрерывно. При +300С верблюжье молоко сохраняется в течение 24 ч, а коровье уже через 5 ч свертывается.

Выводы.

Предприятиям, специализирующимся на выпуске молочной продукции для разных групп населения, в том числе на гипоаллергенных продуктах, рекомендуется использовать в качестве сырья верблюжье молоко, которое не содержит аллерген - β-лактоглобулин.

Статью подготовил Главный научный сотрудник отдела технологии выращивания молодняка и адаптации молочного скота Казахстанского НИИ животноводства и кормопроизводства Дастанбек Баймуканов, специально для портала "Агротехника в деталях"