PROTEINI MLEKA dr Vera Katić, redovni profesor

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

PODELA PROTEINA Na osnovu uslova za koagulaciju i rastvorljivost u vodi: Kazein izdvaja se precipitacijom pri pH 4,6 na 20°C Proteini mlečnog seruma Albumini rastvorljivi u vodi 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 s1- kazein s2- kazein - kazein - kazein - laktalbumin - laktoglobulin Albumini krvnog seruma Imunoglobulini Ostali proteini (proteoza peptoni) 33,0 26,0 6,3 0,4 10,0 2,6 9,3 3,3 1,2 3,2 0,7 0,8 100 79,5 19,3 30,6 8,0 28,4 10,1 3,7 9,8 2,1 2,4

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

Kazein Sastav kazeina: 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 Karboksilna grupa Amino grupa

Kazein Frakcije kazeina:  -kazein -kazein -kazein

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

Struktura sub-micele kazeina Ugljenoidratna komponenta PO4 grupa Hidrofobno jezgro

Micela kazeina ...R1 COO Ca HPO4 Ca OOC R2...

Izgradnja i stabilizacija micele kazeina Udruživanje kazeina i formiranje micela Submicele Istureni lanac Kalcijum fosfat -kazein Hidrofobne interakcije (PO4 grupa)

Molekul proteina pri pH 6,6

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

Delovanje himozina na kazein - 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 S-S veze Proteini surutke

Sadržaj imunoglobulina u krvi, kolostrumu i mleku krava (mg/100g) Krvni serum Kolostrum Mleko IgG1 IgG2 IgA IgM 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: Limfocite; Makrofage; Neutrofile; Odbačene epitelne ćelije; Laktoferin.

Sastav kolostruma i sastav mleka Sastojak Kolostrum Mleko Ukupna suva materija (%) 23.9 12.9 Ukupni proteini (%) 14.0 4.0 Ig (%) 6.0 0.1 JDS 61:1033

ENZIMI

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

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

ENZIMI Oksidoreduktaze: Peroksidaza Katalaza Reduktaze Ksantin oksidaza Superoksid dismutaza

ENZIMI Hidrolaze Fosfataze Proteaze Lipaze Amilaze Beta galaktozidaza Lizozim

Peroksidaza- laktoperoksidaza Inaktiviše se pri temperaturama visoke pasterizacije (20” pri 82°C). Katalizuje: peroksidaza H2O2 H2O+AO Laktoperoksidaza se sastoji od dva enzima koji u prisustvu H2O2 oksidišu tiocijanat (SCN-) do intermedijernih proizvoda oksidacije (OSCN-, O2SCN-, O3SCN-), koji imaju antimikrobno dejstvo.

Katalaza katalaza 2H2O2 2H2O + O2 Katalaza indirektno određivanje broja somatskih ćelija u mleku Katalizuje: katalaza 2H2O2 2H2O + O2

Superoksid dismutaza Katalizuje dismutaciju superoksidnog jona (O2-) do H2O2 i kiseonika. O2 + e- O2- superoksid O2-  + e- + 2H2 H2O2 vodonik peroksid H2O2 + e- + H+ H2O + OH hidroksilni radikal OH + e- + H+ H2O voda

Dehidrogenaze Ksantin oksidaza Reduktaze indirektno određivanje broja mikroorganizama u mleku

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

Proteinaze Iz mleka Od mikroorganizama termostabilne Alkalne serin proteinaze (analogne plazminu) aktivna pri pH 8 (5-9) Kisele slična katepsinu aktivna pri pH-4 Od mikroorganizama termostabilne

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

Lipaze Prirodne lipaze-lipoprotein lipaze Lipaze iz leukocita Lipaze mikroorganizama

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

Amilaze Alfa amilaza Beta amilaza

Lizozim 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 K2O Na2O CaO MgO Cl P2O5 22,0 8,6 24,3 2,2 28,6 14,3

Sastav soli u mleku So Sadržaj u % NaCl KCl KH2PO4 K2PO4 MgHPO4 K3(C6H5O7) 0,0962 0,0830 0,1156 0,0835 0,0336 0,0495 Mg3 (C6H5O7) CaHPO4 Ca3(HPO4) Ca3(C6H5O7) Kalcijum vezan za kazein 0,0367 0,0671 0,0806 0,2133 0,0465

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

VITAMINI Rastvorljivi u mastima: A+ karotin D2 - (ergokalciferol) D3 - (holekalciferol) E (95%  tokoferol, 5%  tokoferol i dr)

VITAMINI Rastvorljivi u vodi: B1- tiamin (voda-proteini) B2- riboflavin (80% u vodi) B6- piridoksal+piridoksamin (86% u vodi) B12- kobalamin (95% vezan za proteine) B grupa (Niacin, biotin, folna kiselina, pantotenska kiselina i inozit) C- askorbinska kiselina (u vodi)

Osetljivost vitamina na temperaturu pasterizacije Smanjenje do 20% A, B1 i B2 Smanjenje za 10% C Smanjenje za 30% E K Najstabilniji B12 Stabilni Niacin, folna kiselina, pantotenska kiselina, vitamin D i Biotin.

Dete uzrasta od 9 do 7 godina pokriva sa ½ litra mleka potrebe u vitaminima B2 i B12 65-75% A, niacin, pantotenska kiselina 35-40% B1, B6, C 20% D, E, folna kiselina 10%

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

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