Лактоза молока, строение и биохимические функции

 

«Калининградский Государственный Технический Университет»,

ФГОУ ВПО «КГТУ»

 

Кафедра химии

Курсовая работа по биохимии

 

 

 

Лактоза молока, строение и  биохимические функции

 

 

Руководитель:

д.б.н., профессор Сергеева Н.Т.

_____________подпись

_________________дата

Исполнитель: студент группы 08-ОП

Артёмова Я.Г.

____________подпись

 

Калининград

2010

 

Содержание

Введение--------------------------------------------------------------------------------------------3

1.Литературный обзор---------------------------------------------------------------------------4

   1.1. Биохимическая ценность молока------------------------------------------------------4

       1.1.1.Белковый  состав молока-------------------------------------------------------------4

       1.1.2.Аминокислотный  состав молока---------------------------------------------------5

       1.1.3.Липидный  состав молока------------------------------------------------------------8

       1.1.4.Витаминный  состав молока---------------------------------------------------------10

       1.1.5. Углеводный  состав молока---------------------------------------------------------11

        1.1.6.Минеральный  состав молока------------------------------------------------------12

   1.2.Строение лактозы--------------------------------------------------------------------------14

   1.3.Синтез лактозы-----------------------------------------------------------------------------15

   1.4.Биохимические функции лактозы------------------------------------------------------17

   1.5. Изменения в  составе молока при тепловой обработке----------------------------19

   1.6. Изменение лактозы при тепловой обработке----------------------------------------20

2.Экспериментальная часть---------------------------------------------------------------------25

   2.1.Материал исследования-------------------------------------------------------------------25

   2.2.Методика исследования-------------------------------------------------------------------25

   2.3.Результаты исследования-----------------------------------------------------------------27

Выводы----------------------------------------------------------------------------------------------28

Список используемой литературы-------------------------------------------------------------29

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

Питание, несомненно, является основным фактором, определяющим физическое и умственное развитие, сопротивляемость человеческого организма отрицательным  воздействиям, его трудоспособности, продолжительности жизни и т.д.

Среди огромного количества различных продуктов животного и растительного происхождения наиболее совершенным, т.е. наиболее ценным в пищевом и биологическом отношении является молоко и молочные продукты. Пищевая ценность молока состоит в том, что оно содержит все необходимые для человеческого организма питательные вещества (белки, жиры, углеводы, минеральные вещества, витамины, воду) в хорошем сбалансированных соотношениях и в легкоперевариваемой  форме.

Таким образом, пищевая и  биологическая ценность молока бесспорна, и оно должно являться незаменимым продуктом питания человека во все периоды его жизни.

В молоке содержится уникальное вещество, нигде более в природе  не встречающееся – лактоза, или  молочный сахар. Лактоза играет очень  важную роль в нашей жизни. Начиная  с того, что это основной углевод  детского питания, который помимо энергетической функции выполняет и другие: стимулирует в кишечнике рост полезных бактерий – бифидобактерий, лактобацлл,  бактероидов, усиливает синтез витаминов и всасывание кальция, магния, марганца. [5]

Однако не у каждого  человека есть возможность ежедневно  употреблять парное молоко, и чаще всего мы покупаем молоко в пластиковых пакетах в магазине. Ведь при  промышленном производстве молока применяются различные режимы термической обработки, чтобы увеличить срок хранения молока, а также предохранить продукт от порчи, при этом  в биохимическом составе молока происходят изменения, в том числе и лактозы.

Целью курсовой работы является изучение строения и биохимических функций лактозы коровьего молока. Для этого поставлены следующие задачи:

1.изучить биохимический  состав молока

2.изучить строение лактозы

3. изучить синтез лактозы

4.изучить биохимические  функции лактозы

5.изучить изменения лактозы  молока при тепловой обработке

 

1.ЛИТЕРАТУРНЫЙ  ОБЗОР

1.1.Биохимическая ценность молока

Химический состав молока животных очень сложный. В молоке содержатся аминокислоты, белки, углеводы, липиды, фосфатиды, стероиды, витамины, ферменты, соли, газы, вода, кальций.

 

Таблица 1.1.Химический состав коровьего молока, % [7]

Названия веществ	Содержание
Вода	88
Липиды	3,7
Углеводы	5,4
Минеральные вещества	0,8
Белки	3,7

 

Состав и свойства молока зависят в основном от породы и возраста коровы, лактационного периода, кормления и условий содержания.

В молоке содержится от 87-89 % воды, которая жизненно необходима для новорожденного. Её роль неоценима -  являясь основной средой протекания жизненных процессов, она переносит питательные вещества, участвует в многочисленных реакциях (прежде всего в гидролитических), стабилизирует температуру тела и т.д. [3]

 

1. Белковый состав молока

 

Белки молока имеют особое значение в питании людей. Общее  содержание в молоке колеблется от 2,9 до 4 %. В молоке обнаружена целая  система белков, среди которых  выделяют две главные группы: сывороточные белки и казеины.

Основная часть белков молока (78-85%) представлена казеином. Известно, что казеины являются собственно пищевыми белками. Казеины характеризуется высокой биологической ценностью благодаря содержанию в его составе полного набора аминокислот. Они выполняют структурные функции и являются источником кальция и фосфора, а также целого ряда активных пептидов. [3]

Не менее важными биологическими функциями обладают сывороточные белки. Так, иммуноглобулины выполняют защитную функцию. Лактоферин и другие белки обладает антибактериальными свойствами.

 

Таблица 1.2.   Фракционный состав белков коровьего молока, % [2]

Белок	Содержание
Казеины	78-85
α-казеины	45-55
χ-казеины	8-15
γ-казеины	3-7
β-казеины	25-35
Сывороточные белки	15-20
β-лактоглобулин	7-12
α-лактальбумин	2-5
иммуноглобулины	1,9-3,3

 

Из таблицы 2 видно, что  в коровьем молоке больше содержится казеинов, чем сывороточных белков. Казеины молока в основном представлены  α-казеинами (50%).  А сывороточные белки  (10%) составляет β-лактоглобулин. Белки молока усваиваются хорошо, примерно на 96-98%.

 

2. Аминокислотный состав молока

Белки молока содержат почти  все аминокислоты, обычно встречающиеся  в белках. В том числе восемь аминокислот, которые не синтезируются в организме человека и поэтому называются незаменимыми (валин, лейцин, изолейцин, фенилаланин, триптофан, метионин, треонин, лизин) и две аминокислоты, которые хотя и образуются в организме, но в недостаточном количестве (аргинин и гистидин).

Сывороточные белки молока особенно богаты незаменимыми аминокислотами - содержат больше лейцина, изолейцина, лизина, глутаминовой кислоты, а казеин – также серина и пролина (но мало цистеина).  По содержанию незаменимых аминокислот белки молока относятся к биологически полноценным белкам.  [2]

Изолейцин - одна из незаменимых аминокислот, необходимых для синтеза гемоглобина. Также стабилизирует и регулирует уровень сахара в крови и процессы энергообеспечения.

Лизин - это незаменимая аминокислота, входящая в состав практически любых белков. Он необходим для нормального формирования костей и роста детей, способствует усвоению кальция и поддержанию нормального обмена азота у взрослых. Лизин участвует в синтезе антител, гормонов, ферментов, формировании коллагена и восстановлении тканей.

Аргинин - важный компонент обмена веществ в мышечной ткани. Он способствует поддержанию оптимального азотного баланса в организме, так как участвует в транспортировке и обезвреживании избыточного азота в организме.

  Серин необходим для нормального обмена жиров и жирных кислот, роста мышечной ткани и поддержания нормального состояния иммунной системы.

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица1.3. Аминокислотный состав белков коровьего молока, мг% [6]

Аминокислоты	Содержание	Суточная потребность человека, мг	% от суточной потребности
Незаменимые аминокислоты:	1385	31000	4,5
Фенилаланин	175	4000	4,3
Треонин	153	3000	5,1
Валин	191	4000	4,7
Лейцин	283	6000	4,7
Изолейцин	189	4000	4,7
Метионин	83	4000	2,0
Лизин	261	5000	5,2
Триптофан	50	1000	5
Заменимые аминокислоты:	1759	51000	3,5
Аргинин	122	6000	2,0
Аланин	98	3000	3,3
Пролин	278	5000	5,6
Цистеин	26	3000	0,9
Аспаргиновая кислота	219	6000	3,65
Тирозин	184	4000	4,6
Серин	186	3000	6,2
Глицин	47	3000	1,6
Гистидин	90	2000	4,5
Глутаминовая кислота	509	16000	3,2

 

Из таблицы 3 видно, что в  коровьем молоке присутствуют все незаменимые аминокислоты, необходимые для нормального функционирования организма человека. Из незаменимых аминокислот больше всего в молоке лизина (20% незаменимых аминокислот) и лейцина(18,8%). Также из таблицы видно, что для удовлетворения суточной потребности в незаменимых аминокислотах тебуется выпить 2 литра молока, а для удовлетворения суточной потребности в заменимых аминокислотах – 2,4 литра коровьего молока. 

 

3. Липидный состав молока

 

Жиры, как и белки, являются важнейшими компонентами пищи. На их долю приходится в среднем 33 % калорийности пищевого рациона человека. Липиды выполняют основные функции в организме – структурную, энергетическую, резервную, защитную и регуляторную.

Содержание молочного  жира в молоке примерно 2,8-5%. Биологическая ценность липидов определяется содержанием полиненасыщенных жирных кислот, а также фосфолипидов и витаминов. Среди насыщенных жирных кислот в молоке более всего преобладают пальмитиновая, миристиновая, стеариновая, а среди полиненасыщенных – олеиновая, линоленовая и арахидоновая. Причем эти кислоты не синтезируются в организме человека и должны поступать с пищей. Поэтому эти кислоты называют незаменимыми жирными кислотами. [3]

       Комплекс ненасыщенных жирных кислот линолевой, линоленовой и арахидоновой (известный как витамин F) участвует в регуляции обмена липидов. Особенно важно, что непредельные жирные кислоты способствуют выведению из организма холестерола, а это препятствует развитию атеросклероза. Также отмечено положительное действие этого комплекса на состояние кожного и волосяного покрова.

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица1.4. Содержание жирных кислот в жире коровьего молока, % [1]

Название	Содержание в молоке
Насыщенные кислоты:	62,2
Масляная	2,79
Капроновая	2,34
Каприловая	1,22
Лауриновая	2,6
Миристиновая	11,09
Пальмитиновая	31,74
Стеариновая	9,32
Арахиновая	1,1
Ненасыщенные кислоты: мононенасыщенные	28,4
Пальмитолеиновая	3,7
Олеиновая	22,7
Полиненасыщенные:	5,7
Линолевая	3,6
Линоленовая	1,8
Арахидоновая	0,3