PROTEINI MLEKA dr Vera Kati redovni profesor Proteini

PROTEINI MLEKA dr Vera Katić, redovni profesor

Proteini n Sadržaj proteina u mleku od 3, 1 do 3, 95% prosečno 3, 55% PODELA PROTEINA n Podela proteina na osnovu mesta stvaranja: q Proteini koji se stvaraju u mlečnoj žlezdi: n q Kazein, laktalbumin i laktoglobulin Proteini koji iz krvi prelaze u mleko: n Imunoglobulini i serumalbumini

PODELA PROTEINA n Na osnovu uslova za koagulaciju i rastvorljivost u vodi: q Kazein izdvaja se precipitacijom pri p. H 4, 6 na 20°C q Proteini mlečnog seruma n Albumini rastvorljivi u vodi n Globulini ne rastvorljivi u vodi, rastvorljivi u rastvorima soli

Podela i koncentracija proteina u mleka Koncentracija u mleku g/kg Procenat ukupnih proteina (w/w) Ukupni proteini Ukupni kazein Proteini surutke Proteini omotača masne kapljice 33, 0 26, 0 6, 3 0, 4 100 79, 5 19, 3 1, 2 s 1 - kazein s 2 - kazein - laktalbumin - laktoglobulin Albumini krvnog seruma Imunoglobulini Ostali proteini (proteoza peptoni) 10, 0 2, 6 9, 3 3, 3 1, 2 3, 2 0, 4 0, 7 0, 8 30, 6 8, 0 28, 4 10, 1 3, 7 9, 8 1, 2 2, 1 2, 4

Kazein n Sadržaj kazeina u mleku n Složen protein od 2, 8 -3, 4% fosfoprotein

Kazein n Sastav kazeina: q q q Aminokiseline Fosfor Galaktoza N-acetilgalaktozamin N-acetilneuraminska kiselina (sijalinska kiselina)

Vrsta i količina esencijalnih aminokiselina u kravljem mleku Aminokiseline Sadržaj aminokiselina (g/100 g) kazeina Leucin Lizin Valin Izoleucin Fenilalanin Treonin Arginin Metionin Histidin Triptofan Cistin 10, 00 8, 06 7, 47 6, 60 5, 41 4, 30 4, 14 3, 19 3, 02 1, 34 0, 42

Vrsta i količina neesencijalnih aminokiselina u kravljem mleku Aminokiseline Sadržaj aminokiselina (g/100 g) kazeina Glutaminska Prolin Asparaginska Serin Tirozin Alanin Glicin 23, 16 11, 83 7, 45 6, 60 5, 80 3, 41 2, 08

Model proteinskog molekularnog lanca amino kiselina: amino i karboksilna grupa Amino grupa Karboksilna grupa

Kazein q Frakcije kazeina: q -kazein

Kazein q Micele kazeina 90 -98 % q Mali procenat monomernih jedinica.

Struktura sub-micele kazeina -kazein Ugljenoidratna komponenta PO 4 grupa Hidrofobno jezgro

Micela kazeina . . . R 1 COO Ca HPO 4 Ca OOC R 2. . .

Izgradnja i stabilizacija micele kazeina Udruživanje kazeina i formiranje micela Submicele Istureni lanac Kalcijum fosfat -kazein Hidrofobne interakcije (PO 4 grupa)

Molekul proteina pri p. H 6, 6 Molekul proteina pri p. H 4, 7 Molekul proteina pri p. H 1 Molekul proteina pri p. H 14

Tri pojednostavljene faze uticaja kiselina i alkohola na kazein Izoelektrična tačka Soli kazeina (kazein hlorida) Hidratizacija Smanjivanje veličine čestica Delimično razlaganje na jone Stabilizacija Kazeinati (natrijum kazeinat) Neutralizacija Povećanje veličine čestica Izdvajanje kalcijuma iz kompleksa micela Destabilizacija p. H mleka 6, 5 -6, 7 Dehidratizacija Povećanje veličine čestica Destabilizacija Hidratizacija Smanjivanje veličine čestica Stabilizacija Najniža rastvorljivost Izoelektrični kazein

Delovanje himozina na kazein himozin - kazein para - kazein + GMP (169 aminokiselina) (105 aminokiselina) (64 aminokiseline i ugljenohidratna prostetična grupa)

Delovanje temperature na proteine mlečnog seruma Deo protina surutke u prirodnom stanju Deo proteina surutke u denaturisanom stanju

U toku denaturacije -kazein prianja za - laktoglobulin Denaturisani ( -laktoglobulin) Micele kazeina Proteini surutke S-S veze

Sadržaj imunoglobulina u krvi, kolostrumu i mleku krava (mg/100 g) Imunoglobulin Krvni serum Kolostrum Mleko Ig. G 1 Ig. G 2 Ig. A Ig. M 1100 790 50 260 4760 290 390 420 60 2 -20 14 5

Promena sastava mleka posle telenja procenat laktoza mast kazein Proteini mlečnog seruma pepeo Dani posle telenja

Kolostrum sadrži i: q Limfocite; q Makrofage; q Neutrofile; q Odbačene epitelne ćelije; q Laktoferin.

Sastav kolostruma i sastav mleka Sastojak Kolostrum Mleko Ukupna suva materija (%) 23. 9 12. 9 Ukupni proteini (%) 14. 0 Ig (%) 6. 0 0. 1 JDS 61: 1033

ENZIMI

Enzimi u mleku q Endogeni enzimi (enzimi koji potiču iz mlečne žlezde) q q Poreklom iz ćelija mlečne žlezde, Poreklom iz somatskih ćelija q Enzimi poreklom iz mikroorganizama. q Enzimi su proteini vrlo složene strukture na koje se veže neproteinski deo: q q Čvrsto povezan (prostetična grupa) Lagano disosuje (kofaktor ili koenzim)

Glavni endogeni enzimi mleka Enzim Optimum Nalaz u mleku p. H Temperatura(°C) Laktoperoksidaza 6, 5 25 Serum Plazmin 8 37 Micele kazeina Lipoprotein lipaza 9 33 Micele ( 80%) Katalaza 7 37? Leukociti Ksantin oksidaza 8 37 Membrana masne kapljice Alkalna fosfataza 9 37 Membrana (30 -50%)

ENZIMI n Oksidoreduktaze: q q q Peroksidaza Katalaza Reduktaze Ksantin oksidaza Superoksid dismutaza

ENZIMI n Hidrolaze q Fosfataze q Proteaze q Lipaze q Amilaze q Beta galaktozidaza q Lizozim

Peroksidaza- laktoperoksidaza q Inaktiviše se pri temperaturama visoke pasterizacije (20” pri 82°C). q Katalizuje: peroksidaza H 2 O 2 q H 2 O+AO Laktoperoksidaza se sastoji od dva enzima koji u prisustvu H 2 O 2 oksidišu tiocijanat (SCN-) do intermedijernih proizvoda oksidacije (OSCN-, O 2 SCN-, O 3 SCN-), koji imaju antimikrobno dejstvo.

Katalaza q Katalaza indirektno određivanje broja somatskih ćelija u mleku Katalizuje: katalaza 2 H 2 O 2 2 H 2 O + O 2

Superoksid dismutaza q Katalizuje dismutaciju superoksidnog jona (O 2 -) do H 2 O 2 i kiseonika. O 2 + e - O 2 + e- + 2 H 2 O 2 - - H 2 O 2 + e - + H 2 O + OH hidroksilni radikal OH + e- + H+ H 2 O superoksid vodonik peroksid voda

Dehidrogenaze q Ksantin oksidaza q Reduktaze indirektno određivanje broja mikroorganizama u mleku

Fosfataze n Alkalna fosfataza q q n p. H 9, 6 63 -65°C za 30 minuta 72 -76 °C za 15 -20 sekundi Kisela fosfataza q q n aktivna pri: inaktiviše se pri: aktivna pri inaktiviše se pri: p. H 4, 0 95, 8°C za 5 minuta Bakterijska fosfataza q inaktiviše se pri: 75°C za 30 minuta

Proteinaze n n Iz mleka q Alkalne serin proteinaze (analogne plazminu) aktivna pri p. H 8 (5 -9) q Kisele slična katepsinu aktivna pri p. H-4 Od mikroorganizama termostabilne

Delovanje plazmina u mleku Termolabilni Inhibitori aktivatora plazmina (mlečni serum) Plazminogen aktivatori (PA) (micele kazeina) Plazminogen (micele kazeina) inaktivni Plazminogen (micele kazeina) aktivni Termostabilni ( PA) Plazmin sistem micela Inhibitori plazmina mlečni serum Hidroliza kazeina ( β kazeina) p. H 4, 6 Mlečni serum (Kisela surutka 10 više plazmina od slatke)

Lipaze q Prirodne lipaze-lipoprotein lipaze q Lipaze iz leukocita q Lipaze mikroorganizama

Optimalno delovanje lipaza q Temperatura q Dugo čuvanje mleka (razgradnja kazeina LPL) q Zamrzavanje oštećenje membrane masne kapljice q Mehanička obrada (pena ili pucanje membrane masne kapljice) q Homogenizacija (veća dodirna površina m. m. LPL-kazein) q Inaktivacija q q 63°C – 7 minuta; 75 °C – 2 sec. q 80 °C – trenutno q Ekstremne p. H vrednosti oko 30°C Reaktivacija: Opasnost za punomasne proizvode q Doprinosi zrenju sireva. q Egzogene bakterijske Lipaze- termostabilne

Amilaze q Alfa amilaza q Beta amilaza

Lizozim q Hidrolizuje peptidoglukan u mukopolisaharidu ćelijskog zida gram pozitivnih bakterija cepajući -1 -4 glikozidne veze između N-acetil-muraminske kiseline i 2 acetamido-2 -dezoksi-D-glukoze.

MINERALNE MATERIJE

Sadržaj makroelemenata u pepelu Sastojak mg% u 100 ml mleka Hemijski oblik Učešće u pepelu (%) Kalijum Natrijum Kalcijum Magnezijum Hlor Fosfor 140, 0 58, 0 117, 7 12, 1 104, 5 95, 0 K 2 O Na 2 O Ca. O Mg. O Cl P 2 O 5 22, 0 8, 6 24, 3 2, 2 28, 6 14, 3

Sastav soli u mleku So Sadržaj u % Na. Cl KH 2 PO 4 K 2 PO 4 Mg. HPO 4 K 3(C 6 H 5 O 7) 0, 0962 0, 0830 0, 1156 0, 0835 0, 0336 0, 0495 Mg 3 (C 6 H 5 O 7) Ca. HPO 4 Ca 3(HPO 4) Ca 3(C 6 H 5 O 7) Kalcijum vezan za kazein 0, 0367 0, 0671 0, 0806 0, 2133 0, 0465

Važniji mikroelementi u mleku ( g/L) Element g/L Kobalt Bakar Gvožđe Mangan Fluor Jod Selen 0, 6 130 450 22 150 130 40 -1270

VITAMINI n Rastvorljivi u mastima: q A+ karotin q D 2 - (ergokalciferol) D 3 - (holekalciferol) q E (95% tokoferol, 5% tokoferol i dr) q

VITAMINI n Rastvorljivi u vodi: q B 1 - tiamin (voda-proteini) q B 2 - riboflavin (80% u vodi) q B 6 - piridoksal+piridoksamin (86% u vodi) q B 12 - kobalamin (95% vezan za proteine) q q B grupa (Niacin, biotin, folna kiselina, pantotenska kiselina i inozit) C- askorbinska kiselina (u vodi)

Osetljivost vitamina na temperaturu pasterizacije Smanjenje do 20% A, B 1 i B 2 Smanjenje za 10% Smanjenje za 30% C E K Najstabilniji Stabilni B 12 Niacin, folna kiselina, pantotenska kiselina, vitamin D i Biotin.

Dete uzrasta od 9 do 7 godina pokriva sa ½ litra mleka potrebe u vitaminima B 2 i B 12 65 -75% A, niacin, pantotenska 35 -40% kiselina B 1, B 6, C 20% D, E, folna kiselina 10%

Čoveka sa 1 litrom mleka zadovoljava potrebe za: A B 1 B 2 B 6 B 12 Niacin Folna kiselina Pantotenska kielina C E K D Biotin 46% 32% 104% 25% 113% 6% 15% 45% 30% 11% 2% 32% 18%

Konstituenti iz krvi Sekretorna ćelija Lumen acinusa Voda Mineralne materije i vitamini Imunoglobulini Aminokiseline Kazein ( , , - laktoglobulin - laktalbumin Acetat i Butirat Energija Glukoza Galaktoza Glicerol Energija Acetat i Butirat Masne kiseline Glukoza Proteini surutke Laktoza Trigliceridi Kratki lanci MK Dugi lanci MK Količina mleka