Autor: Zdravko Šumić
Mentor: prof. dr Spasenija Milanović

Mliječna mast je najskuplji sastojak mlijeka, jer od ukupne energetske vrijednosti mlijeka na mast otpada prosječno 54%, a drugi razlog je i njena biološka vrijednost u odnosu na druge masti. Kaže se da mlijeko prosječno sadrži 3,8% mliječne masti, ali to je sastojak koji podliježe najvećim varijacijama (Carić, 1990).

.

Hemijski sastav

Masti u mlijeku su podijeljene na proste i složene:

• proste masti imaju pretežno energetsku ulogu u organizmu, ali imaju i određenu biološku vrijednost. To su estri trohidroksilnog alkohola glicerola sa masnim kiselinama.
• složene masti imaju pretežno biološki značaj. One čine svega 2-3% ukupnih masnih materija u mlijeku.

Još jedna podijela masti je prema osobini da pri zagrijevanju sa bazama dolazi do njiihove hidrolize pri čemu nastaju sapuni. Pa prema tome da li imaju ovu osobinu ili ne dijele se na:

• saponifikujuće: proste masti i fosfolipidi.
• nesaponifikujuće: steroli, karotenoidi i vitamini rastvorni u mastima (A, D, E, K)

.

Masne kiseline

U sastav masti ulazi veliki broj masnih kiselina, između 12 i 18. To su masne kiseline koje su konstatovane u svim uzorcima mlijeka. Pored njih u mliječnoj masti su konstatovane i masne kiseline sa neparnim brojem C atoma, kao i one sa razgranatim lancem, što čini da ovaj broj iznosi preko 30 (tabela 4).

Tabela 4. Sastav masnih kiselina u mliječnoj masti

Masna kiselina	Broj C-atoma	(%)
Buterna	C4	4,3
Kapronska	C6	2,6
Kaprilna	C8	1,2
Kaprinska	C10	2,9
Laurinska	C12	3,3
Miristinska	C14	10.9
Miristoleinska	C14:1	1,5
Pentadekanonska	C15	3,2
Palmitinska	C16	32
Palmitoleinska	C16:1	2,,8
Margarinska	C17	1,0
Stearinska	C18	9,9
Oleinska	C18:1	26,9
Linolna	C18:2	3,0
Linolenska	C18:1	1,6

Masne kiseline u mlijeku se dijele na zasićene i nezasićene. Zasićene se prema broju C atome dijele na niže (sadrže 4 do 10 C atoma) i više masne kiseline (12 i više C atoma). Broj masti (tri-, di-, monoglicerida) u mlijeku je veoma veliki jer su hidroksilne grupe glicerola proizvoljno, slučajno esterifikovane različitim masnim kiselinama pa postoji ogroman broj kombinacija.

Mliječna mast je neutralna i ukus i miris pojedinih masnih kiselina ne dolazi do izražaja. Izuzetak čini tributirin (užeglost), ali s obzirom da maslačne (buterne) kiseline ima veoma malo u mlijeku ovo negativno dejstvo ne dolazi do izražaja (Carić, 1990).

Niže masne kiseline. Mliječnu mast karakteriše visok sadržaj nižih masnih kiselina, prosječno 8% od količine ukupnih masnih kiselina (ostale masti biljnog i životinjskog porijekla sadrže manje od 1%). Najviše ima buterne kiseline. Ona može da čini čak polovinu njihove ukupne vrijednosti. Prisustvo buterne kiseline čini mliječnu mast jedinstvenom među drugim mastima.

Isparljive su, u većoj ili manjoj mjeri rastvorljive u vodi (potpuno je rastvorljiva samo maslačna kiselina). Neprijatnog su mirisa i ukusa pa ako se nađu u većoj količini slobodne, u mlijeku i proizvodima mogu izazvati ozbiljne mane ukusa i mirisa.

Pri hidrolizi triacilglicerola lipazama niže masne kiseline se najlakše oslobađaju. Uz to one su u najvećoj mjeri vezane na a – C atomu glicerola koji je najpodložniji hidrolizi. Ovo može dovesti do brzog pogoršanja kvaliteta mlijeka i proizvoda. Sa druge strane oštar i pikantan ukus i specifičan miris nekih sireva posljedica je prisustva nekih slobodnih masnih kiselina, među njima i nižih (rokfor, gorgonzola). Niže masne kiseline utiču na konzistenciju mliječne masti. Ukoliko ona sadrži više ovih masnih kiselina utoliko je konzistencija mekša, tj. početna temperatura topljenja je niža (Carić, 1990).

Više masne kiseline. Kao i niže, više masne kiseline dijele se na zasićene i nezasićene, 99% su sa parnim brojem C atoma. Zasićene su postojanije pri tehnološkim procesima i u toku skladištenja. Jedino slobodno mjesto u ovim kiselinama je njihova -COOH grupa. Utiču na konzistenciju mliječne masti jer što su sa većim brojem C atoma daju glicerole sa višom temperaturom topljenja i očvršćavanja.

Nezasićene masne kiseline su mnogo reaktivnije što čini problem u mljekarskoj industriji. Broj dvostrukih veza je jedan ili dva. Dvostruke veze mogu da izazovu izomeriju:

• pozicioni izomerizam. Dvostruka veza se može nalaziti između bilo koja dva C atoma. Različit položaj ovih veza označava kiselinu drugačijih fizičkih svojstava.
• geometrijski izomerizam. On se odnosi na konfiguraciju pojedinih dijelova masnih kiselina oko dvostrukih veza: cis i trans izomeri. Ovi oblici imaju različite fizičke osobine, trans izomer ima višu temperaturu topljenja.

.

Hemijske konstante mliječne masti

Hemijske konstante mliječne masti karakterišu njen sastav. Mliječna mast se odlikuje posebnim sastavom pa su i vrijednosti za pojedine konstante različite za druge masti. One se koriste iz više razloga:

1. za upoređivanje sastava sa drugim mastima,
2. radi kontrole da nije dodavana neka druga (jeftinija) mast – patvorenje,
3. radi brzog i lakog ustanovljavanja uticaja različitih činilaca na njen sastav kao što su uticaji hraniva, godišnjeg doba, perioda laktacije.

Konstante ne daju vrijednosti izražene u g ili % već one karakterišu količinu pojedinih grupa masnih kiselina u odnosu na druge masti ili druge uzorke mliječne masti (izuzetak je samo Hener-Angelov broj).

Konstante u mliječnoj masti variraju po vrijednostima i zbog toga termin “konstanta“ ne treba shvatiti kao stalnu vrijednost već kao karakteristične granice varijacija.

1. Reichert – Meisslov broj. Karakteriše količinu isparljivih i u vodi rastvorljivih masnih kiselina. Iz ovoga proizilazi da se ova konstanta odnosi na niže masne kiseline i to u najvećoj mjeri količinu maslačne kiseline jer je ona potpuno rastvorljiva u vodi, a djelimično i količinu kaprilne kiseline. Prosječna vrijednost ove konstante je 27, a za svinjsku mast 0,6.

2. Polenskeov broj. Karakteriše količinu isparljivih i u vodi nerastvorljivih masnih kiselina. Prosječna vrijednost za mliječnu mast je 2,5. Ova konstanta određuje se i da bi se spriječilo dodavanje drugih masti maslacu. Naime, neke masti sadrže veću količinu kaprilne kiseline i zato daju visoke vrijednosti za ovu konstantu (npr. kokosovo ulje 16-18).

3. Ketštorferov broj ili broj saponifikacije. Karakteriše prosječnu molekulsku masu masnih kiselina. Prosječna vrijednost za mliječnu mast je 227. I ova vrijednost je veća nego za većinu drugih masti. Velika vrijednost za ovu konstantu dolazi u prvom redu zbog većeg sadržaja nižih masnih kiselina (jer tada u istoj masi masti imamo više -COOH grupa za saponifikaciju nego u slučaju da su lanci duži).

Ketštorferov broj = 200 + Rejhert – Mejlsov broj

4. Jodni broj. Karakteriše količinu nezasićenih masnih kiselina ili još preciznije broj dvostrukih veza u masnim kiselinama. Prosječna vrijednost za mliječnu mast iznosi 32 i manja je nego za većinu drugih masti iako 30-40% masnih kiselina zastupljenih u masti ima za posljedicu smanjenje vrijednosti jodnog broja pa se on može koristiti za njenu provjeru.

5. Hener-Angelov broj. Karakteriše količinu u vodi nerastvorljivih masnih kiselina i izražava se u g/100g masti.

Kiselost mliječne masti se ne ubraja u konstante u užem smislu riječi. Ona karakteriše količinu slobodnih masnih kiselina i definiše se kao broj ml NaOH potrebnih za neutralizaciju 100g masti uz indikator fenolftalein. Izražava se u stepenima Ketštofera i za svježu mliječnu mast iznosi 0,3^oK. Mliječna mast u obliku glicerola pokazuje neutralnu reakciju. Međutim, i u svježem mlijeku se nalazi mala količina slobodnih masnih kiselina koje utiču da ona pokazuje slabo kiselu reakciju (Đorđević, 1987).

Tabela 5. Vrijednosti za hemijske konstante mliječne masti

Rejhert – Mejlsov broj	27,2	0,35 govede salo
Polenskeov broj	2,5	16-18 kokosovo ulje
Ketštoferov broj	227	Veci samo kokosova i palmina mast
Jodni broj	32	50-80 svinjska, 6-10 kokosovo ulje
Hener-Angelov broj	87,2

.

Ostale masti u mlijeku

1. Fosfolipidi. U mlijeku je ustanovljeno prisustvo tri fosfolipida.

• Lecitin 40%
• Kefalin 36%
• Sfingomielin 24%

Oni čine oko 0,87% od ukupnih masti. Fosfolipidi spadaju u složene masti jer sadrže fosfor i neke druge komponente. Njihova složenost ne proizilazi samo iz sastava već i iz različitih funkcija koje imaju u ćelijama organizma.

Lecitin je po hemijskom sastavu glicero-fosfatidil-holin. On sadrži relativno veliku količinu nezasićenih masnih kiselina pa se zato smatra da jako izražena oksidativna užeglost masti predstavlja ustvari završetak procesa koji započinje na molekulu lecitina. Sadrži po jednu slobodnu kiselinsku (od holina) i baznu grupu (od fosforne kiseline) – cviter jon, pa je amfoteran i može da se jedini sa bazama i kiselinama kao i sa proteinima. Proteinski-lecitinski kompleks nalazi se na površini masnih kapljica. Oko 18% od ukupna količine lecitina u mlijeku je vezano za proteine. Prema tome, lecitin se ne nalazi samo u fazi masti već djelimično i u mliječnoj plazmi (Đorđević, 1987).

Lecitin je PAM i ovo njegovo svojstvo čini da se nalazi na površini masnih kuglica i time doprinosi stabilnosti emulzije. (Masne kiseline su rastvorene u masti, a polarni fosfo-holinski dio u vodi.)

Lecitin ima baktericidna svojstva i hidroskopan je (ovo stvara problem kod mlijeka u prahu).

Lecitin ima brojne funkcije u organizmu:

• Služi kao depo masnih kiselina i fosfata.
• Učestvuje u prenosu i metabolizmu masnih kiselina.
• Učestvuje u prenosu K⁺ i Na⁺.
• Služi kao izvor holina za nervne ćelije.

Kefalin se sastoji od istih komponenata kao i lecitin s tim što umjesto holina sadrži etanolamin. Osobine su mu slične osobinama lecitina. Lako oksidiše (mada nešto sporije nego lecitin), površinski je aktivan (nalazi se na površini masnih kapljica). Kao i lecitin vezuje Cu i Fe koji katališu oksidativnu užeglost (jer imaju slobodnu kiselinsku grupu). A pošto je u kontaktu sa ostalim mastima mlijeka oksidacija se lančano nastavlja.

Sfingomielin ne sadrži glicerin pa se svrstava u posebnu grupu sfingolipida. Njegovom hidrolizom se dobija sfingozin (aminoalkohol), masna kiselina, H₃PO₄ i holin. Sfingomielini sadrže relativno manje nezasićenih masnih kiselina pa su manje podložni oksidaciji.

2. Nesaponifikujuće masti. Ovu grupu masti u mlijeku čine holesterol i slični steroli, vitamini rastvorljivi u mastima, provitamini (karotin) i neke druge materije. One su rastvorljive u drugim rastvaračima, pa su svrstane u masti, ali ne podliježu hidrolizi sa bazama (saponifikaciji). Njihova ukupna količina je relativno mala i čine 0,3-0,45% od količine mliječne masti.

Holesterol. Po količini je najznačajniji (0,3% ukupnih masti). Nerastvorljiv je u vodi, a rastvorljiv u većini organskih rastvarača. Holesterol se u mlijeku nalazi dijelom

– rastvorljiv u mastima,
– u adsorpcionom sloju masnih kuglica,
– najmanji dio se nalazi u mliječnoj plazmi vezan za proteine.

Količina holesterola u mlijeku je tako mala da ne može da utiče na nivo holesterola u krvi (ateroskleroza). Dosadašnja saznanja govore da je povećani sadržaj holesterola u krvi posljedica poremećaja u nekim fiziološkim funkcijama organizma, a ne rezultat unijetog holesterola hranom. Pri tome se često zaboravlja na čitav niz funkcija koje holesterol može da ima u organizmu: zaštita nervnog tkiva, regulisanje propustljivosti ćelijske membane, učešće u obrazovanju žučnih kiselina i nekih hormona.

.

Fizičke osobine mliječne masti

Hemijski sastav mliječne masti utiče na čitav niz njenih fizičkih osobina. Većina njih je karakteristična za mliječnu mast pa se analogno hemijskim nazivaju fizičke konstante.

Temperatura topljenja. U velikoj mjeri zavisi od hemijskog sastava. Što je više nižih i nezasićenih masnih kiselina to je ona niža te je na određenoj temperaturi ova mast mekša. Temperatura topljenja varira od 31 do 36^oC. To je tzv. završna temperatura topljenja, tj. temperatura pri kojoj trigliceridi prelaze u tečno stanje jer se dio masti počinje da topi već pri 25-27^oC. Razlika temperatura od početka do kraja prelaza masti u tečno stanje je interval topljenja. Zbog ovakvog ponašanja kaže se da se mliječna mast frakciono topi. Ovo je posljedica prisustva glicerola različitog sastava, koji imaju različite temperature topljenja (Đorđević, 1987).

Temperatura topljenja mliječne masti je niža nego kod drugih masti životinjskog porijekla.

Na temperaturi ljudskog tijela mliječna mast postepeno prelazi u tečno stanje što znatno olakšava varenje. Pri tome ona već u ustima znatno omekšava što stvara poseban osjećaj pri konzumiranju jer dolaze do izražaja karakteristike ukusa i mirisa maslaca.

4. Krizmerov broj. Pošto se temperatura topljenja veoma teško određuje tragalo se za novom metodom koja bi karakterisala temperaturu topljenja i bila lakše izvodljiva. Krizmerov broj označava temperaturu u celzijusima pri kojoj se mast rastvara u istoj količini apsolutnog etanola. Mliječna mast je na sobnoj temperaturi veoma malo rastvorljiva u etilalkoholu, a sa povećanjem temperature rastvorljivost raste i pri određenoj temperaturi sva mliječna mast se rastvori – ta temperatura se naziva Krizmerovim brojem (za mliječnu mast 53-59^oC).

5. Temperatura očvršćavanja. Vrši se takođe frakciono na temperaturi između 17-26^oC koja predstavlja završnu temperaturu očvršćavanja. Mliječna mast očvršćava sa temperaturnim i vremenskim zakašnjenjem. To znači da ako se mliječna mast brzo ohladi do temperature očvršćavanja ona neće odmah preći u čvrsto stanje već će biti potrebno određeno vrijeme da bi se to ostvarilo. Isto tako da bi mliječna mast brzo očvrsla potrebno je da se ohladi znatno ispod teperature očvršćavanja.

6. Gustina. Na 15^oC iznosi 0,93 g/l. Mliječna mast je sastojak mlijeka sa najmanjom gustinom. Zbog manje gustine, zbog činjenice da je u mlijeku grubo dispergovana i da je nerastvorljiva u vodi i u sistemu koji obrazuju ostali sastojci mlijeka (mliječna plazma) ona pokazuje tendenciju da se izdvaja na površini mlijeka. Manja gustina omogućuje lako odvajanje od mlijeka centrifugisanjem.

7. Indeks refrakcije. Varira u širim granicama od 1,4538 do 1,4578 na temperaturi određivanja od 40^oC. Indeks refrakcije za mliječnu mast je nešto manji nego za druge masti i ulja što je posljedica veće zastupljenosti nižih i nezasićenih masnih kiselina.

8. Relativni viskozitet. Iznosi oko 50 na 20^oC. Veoma je zavistan od temperature. Zapravo, zbog promjene agregratnog stanja viskozitet se mnogo brže smanjuje nego što je to slučaj kod mnogih drugih supstanci.

Promjene mliječne masti

Hidrolitičke promjene. Odigravaju se dejstvom lipaza pri čemu se oslobađaju masne kiseline iz glicerola. Kao rezultat tih promjena nastaju promjene ukusa i mirisa koje se označavaju kao hidrolitička užeglost masti ili često samo kao užeglost.

Lipaze se djelimično izlučuju sa mlijekom, a djelimično u mlijeku potiču od prisutnih mikroorganizama. Lipoliza se nikada ne odvija u mliječnoj ćeliji, već se odigrava poslije lučenja, a najčešće u toku čuvanja.

Optimalna temperatura dijelovanja lipaza je 30^oC, a ipak su lipolitičke promjene češće zimi nego ljeti. Postoji više razloga:

– lipaze pokazuju širok interval djelovanja,
– mlijeko se zimi čuva duže nego ljeti bez termičke obrade,
– u zimskom mlijeku ima više lipaze (kabasta ishrana).

Postoji čitav niz činioca koji podstiču lipolizu: mehanički potresi, stvaranje pjene. Povećana količina slobodnih masnih kiselina izaziva porast kiselosti mliječne masti i kada dostigne 7^o-8^o Ketstofera nije pogodna za ishranu. Kada se razmatra pitanje kiselosti treba obratiti pažnju na senzornu ocjenu jer produkti hidrolize triglicerida nisu štetni po zdravlje, dok gorak ukus može biti posljedica obrazovanja fiziološki štetnih sastojaka, koji su rezultat drugih hemijskih procesa koji se odigravaju na mliječnoj masti.

Oksidativne promjene. Dovode do oksidativne užeglosti mlijeka i proizvoda. Njoj uglavnom podliježu nezasićene masne kiseline koje čine 30-40% ukupnih masnih kiselina u mliječnoj masti. Nastaju veoma različiti produkti koji daju miris i ukus na loj, pa se oksidativne promjene često nazivaju lojavost.

Postoje različiti načini oksidacije:

– na višim temperaturama (oko 50^oC) i bez prisustva vode. Kiseonik se veže neposredno na mjestu dvostruke veze i nastaje ciklični peroksid.
– Na nižim temperaturama oksidacija ne započinje direktno na dvostrukim vezama već na jednom od C -atoma koji se nalazi neposredno uz one povezane dvostrukom vezom i nastaju hidroperoksid, epoksid, ozonidna jedinjenja.

Ove grupe su nestabilne pa su prema tome sklone raspadanju i istovremenom otpuštanju kiseonika koji može da oksidiše novu nezasićenu masnu kiselinu, da sa vodom daje peroksid ili da sa kiseonikom daje ozon. Od momenta kada nastanu ova jedinjenja proces oksidacije masti teče lančanom reakcijom pa se smatra autokatalitičkim procesom (autooksidacija). Prema tome u daljem prenosu kiseonika mogu učestvovati i H₂O₂ i O₃.

Zbog nepostojanosti ovih grupa nastupa razgradnja ovih masnih kiselina pri čemu nastaju aldehidi, ketoni, nove kiseline i dr. Ova jedinjenja koja nastaju kao proizvod poodmaklog procesa oksidacije mliječne masti dovode do pojave gorkog, oštrog ukusa masti i s obzirom da su neki od njih isparljivi, izazivaju i mane mirisa.

Najveći dio ovih oksidacija odvija se na masnim kiselinama vezanim za glicerin. Osnovni uslov da bi se odigrala oksidacija je prisustvo O₂ najmanje 0,5mg/l. Zbog ovoga se koriste različiti postupci da bi se spriječila oksidativna užeglost:

– kod tečnih proizvoda primjenjuje se deaeracija dejstvom vakuuma uz povišenu temperaturu,
– kod maslaca koriste se ambalažni materijala koji su nepropustljivi za vazduh,
– kod mlijeka u prahu vazduh se zamjenjuje inertnim gasom (N₂).

Oksidativna užeglost je katalisana dejstvom svjetlosti i nekim metalima (Cu, Fe). Količina Cu i Fe u mlijeku je veoma mala i nedovoljna da podstiče oksidaciju masti. Zbog toga se u praksi teži da mlijeko nigdje ne dođe u kontakt sa površinom od bakra niti sa gvožđem koje je podložno koroziji.

Tehnološka operacija koja inhibira pojavu oksidativne užeglosti jeste homogenizacija. Homogenizacijom se masne kuglice usitnjavaju te se njihova relativna površina znatno povećava usled čega bi trebalo očekivati veću sklonost ovog mlijeka oksidativnim promjenama masti. Međutim, homogenizacija ima za posljedivu djelomično uklanjanje fosfolipida iz adsorpcionog sloja, a dolazi i do smanjenja koncentracije Cu po jedinici površine masnih kapljica čime se smanjuje njihov katališući efekat.

U mlijeku postoji mala količina supstanci sa antioksidativnim destvom. Tu spadaju prije svih neki vitamini rastvorljivi u mastima (A, D, E) i njihovi provitamini.

Slobodne masti, tj. masti oslobođene adsorpcionog sloja, su podložnije oksidativnim promjenama zbog direktnog kontakta sa kiseonikom.

Polimerizacione promjene. Najrijeđe se javljaju i to uglavnom u slučajevima dugog čuvanja mliječne masti u kontaktu sa vazduhom. Reakcija se ogleda u tome da dvije nezasićene masne kiseline iz različitih glierida reaguju C atomima koji su spojeni dvostrukim vezama. Ove promjene odvijaju se na površini maslaca u prisustvu O₂ iz vazduha, a slične su promjenama kod oksidativne užeglosti (ukus, miris), dok se promjena boje ogleda u nastanku karakteristične narandžaste nijanse. Vremenom ovaj sloj postaje deblji, ali ne prelazi 1cm.

Masne globule

Oblik, broj i veličina masnih globula. Mast se u mlijeku nalazi dispergovana u obliku sitnih čestica sfernog oblika. Njihova veličina varira od 0,1 do 22 mm, a najveći broj ima prečnik od 1-6mm. Veličina masnih globula zavisi od:

– vrste životinje. Ovčije mlijeko ima krupnije globule od kravljeg.
– rase. Rase krava koje daju mlijeko sa većim sadržajem mliječne masti imaju krupnije globule.
– Perioda laktacije. Na početku laktacije globule su veće.

Masne globule su najgrublje dispergovani sistemi od svih sastojaka mlijeka i mogu se posmatrati pod običnim mikroskopom.

Određivanje veličine i oblika masnih globula vrši se elektronskim uređajima (ranije brojanjem pod mikroskopom uz predhodno razblaživanje). Broj masnih globula se kreće oko 2-4 10⁹/ml.

Što su masne globule veće lakše je izdvajanje masti iz mlijeka, odnosno emulzija masti je nestabilnija. To dolazi otuda što ove masne globule zbog manje specifične površine lakše savladavaju unutrašnje trenje (viskozitet), koji predstavlja glavni otpor putu prema površini. Dakle, dolazi do raslojavanja pri čemu je mast na površini jer ima manju specifičnu težinu.

Ova osobina koristi se u domaćinstvima pri dobijanju kajmaka (skorupa). U industriji se koriste separatori koji potpunije vrše izdvajanje masti (a_c >>g).

Da bi se povećala stabilnost emulzije masti u mlijeku primjenjuje se homogenizacija. Njome se usitnjavaju masne globule usljed čega one znatno sporije izlaze na površinu. Homogenizacija se primjenjuje kod dobijanja proizvoda namjenjenih dužem trajanju (sterilizovano mlijeko i napici, itd.).

Emulzija mliječne masti. Mast u mlijeku obrazuje emulziju ili suspenziju u zavisnosti od njenog ograničenog stanja. Pošto je mast prilikom dobijanja mlijeka u tečnom stanju obično se govori o emulziji. Stabilnost emulzije u mlijeku se može posmatrati sa dva stanovišta:

– Prakse. Stabilnost emulzije se procjenjuje u zavisnosti od trajnosti proizvoda. Po ovom kriterijumu emulzija u mlijeku bi bila nestabilna jer mast pokazuje tendenciju relativno brzog raslojavanja.
– Fizičko-hemijskog. Po ovom gledištu emulzija masti u mlijeku je relativno stabilna, zbog toga što masne globule i kada se izdvoje na površini, zadržavaju svoju individualnost tj. ne spajaju se svojim masama (jer su odvojene adsorpcionim slojevima).

Da li će se obrazovati emulzija ulja u vodi ili emulzija voda u ulju zavisi od osobina emulgatora i djelimično od količine vode i ulja. Prvi tip emulzije nalazi se u mlijeku, a drugi u maslacu.

Materije adsorpcionog sloja. U sastav adsorpcionog sloja ulaze: proteini, fosfolipidi, holesterol, karoten, vitamin A, gliceridi sa visokim temperaturama topljenja. Iz ovoga se vidi da je situacija kod mlijeka mnogo složenija nego u sistemu voda-ulje-emulgator. Situacija je složenija zbog toga što u mlijeku ne postoji samo jedna supstanca koja je površinski aktivna (proteini i fosfolipidi).

U adsorpcionom sloju su nađene i male količine Cu i Fe.

Fosfolipidi adsorpcionog sloja se sastoje uglavnom od lecitina i kefalina. Oni su površinski aktivniji od proteina pa se zato nalaze kao prvi u tom sloju. Fosfolipidi se u adsorpcionom sloju nalaze najvećim dijelom u obliku kompleksa sa proteinima.

Gliceridi sa visokom temperaturom topljenja čine znatan dio materija adsorpcionog sloja. Sadrže masne kiseline sa velikim brojem C atoma i sadrže malo nezasićenih masnih kiselina.

Šema strukture adsorpcionog sloja. Strukturni izomerizam masti omogućava da masne kiseline budu različito prostorno usmjerene. Na osnovu toga mogu da postoje tri tipa triglicerida. Ovakvi oblici mogu da budu i kod lecitina i kefalina.

Slika 4. Šema masne globule po Kingu (Carić, Milanović, 1997)

Po Kingovoj šemi (slika 4) unutrašnji sloj adsorpcionog sloja čine trigliceridi sa visokom temperaturom topljenja. Ovi trigliceridi, koji su radijalno raspoređeni po površini glavne mase glicerida u unutrašnjosti masnih globula, sa fosfolipidima obrazuju rastvor. Molekul lecitina se na graničnoj površini ulja i vode svojim hidrofobnim dijelom (masne kiselina) orijentiše prema trigliceridima sa visokom temperaturom topljenja, a hidrofilnim (fosfoholin) prema vodenoj fazi. Na taj način hidrofilni dio sa gliceridima visoke temperature topljenja obrazuje tzv. češljastu strukturu pri čemu nastaje rastvor čvrstih u tečnim mastima.

Između molekula fosfolipida uklješteni su holesterol, karoten i vitamin A. Veze ovih jedinjenja sa lecitinskim dijelom obezbjeđene su bočnim privlačenjem molekula različitih vrsta pod dejstvom Van der Waals-ovih sila.

U adsorpcionom sloju lecitin se ne nalazi slobodan već kao dio lecitinsko-proteinskog kompleksa. Proteinski dio u lipoproteinu je poprečno postavljen u odnosu na radijalno orijentisani dio fosfolipida sa tendencijom da zauzme što veću površinu. Smatra se da globularni proteini mlijeka na graničnoj površini prelaze u fibrilarni tip, što im omogućava da zauzmu i određeni položaj u odnosu na fosfolipide i da stvore veću površinu kojom obavijaju masne globule (Carić, Milanović, 1997).

Pored dijela proteina koji ulaze u lipoproteinski kompleks u adsorpcionom sloju nalazi se i drugi sloj proteina, koji se nalazi na granici adsorpcionog sloja prema vodenoj fazi.

Posljednji prelaz prema slobodnoj vodi čini difuzni sloj vode vezane za proteine. Zahvaljujući prisustvu proteina, u prvom redu, masne globule imaju određeni električni naboj. Taj naboj je negativan pri reakciji sredine koja vlada u mlijeku i zbog toga se masne globule u mlijeku u izvjesnoj mjeri međusobno odbijaju. To znači da svi činioci koji izazivaju smanjenje električnog naboja omogućavaju lakše spajanje njihovih površina.

Adsorpcioni sloj nastaje tako što prilikom izlučivanja masti iz mliječne ćelije na površini masti se nalazi sloj fosfolipida, a ostale komponente se koncentrišu poslije izlučivanja mlijeka. Krupne masne globule se formiraju sekundarno, spajanjem izlučenih sitnih čestica masti.

Obrazovanje aglomerata masnih kuglica. Kada krupnije masne kuglice, koje su sposobne da savladaju viskozitet mlijeka, krenu naviše one brzo sustižu na svome putu druge, jer je rastojanje među njima malo s obzirom na veliki broj. Na taj način za kratko vrijeme dolazi do grupisanja velikog broja masnih globula – aglomeracije. Masne globule se u aglomeratima međusobno dodiruju, ali se ne mogu spojiti masama zbog zaštitne uloge adsorpcionog sloja. U prostorima između masnih globula obuhvaćeni su sastojci mliječne plazme. Aglomerati masnih globula se brže kreću prema površini zbog znatno većih dimenzija.

Aglomerati su znatno stabilniji (otporniji vraćanju u prvobitnu emulziju) i kompaktniji kada je mast u čvrstom stanju. To je posljedica prisustva adsorbovanog proteina globularnog karaktera na čvrstim masnim globulama dok likvefakcija masti izaziva njihovu desorpciju.

Joni Ca²⁺ u izvjesnoj mjeri ubrzavaju nastajanje aglomerata jer neutrališu negativni naboj masnih globula.

Pored veličine masnih globula i agregacionog stanja masti na brzinu njenog izdvajanja na površini utiče i sadržaj masti u mlijeku kao i čitav niz drugih činilaca. Male količine soli NaCl, NaH₂PO₄, CaCl₂, Na-citrata potpomažu stvaranje aglomerata (Carić, Milanović, 1997).

Hidrofobizacija masnih globula. Već prilikom dobijanja mlijeka (muža) mogu nastati manja ili veća oštećenja adsorpcionog sloja što dovodi do poremećaja stabilnosti emulzije. Ove promjene nastaju u svim postupcima pri kojima dolazi do mehaničkih potresa mlijeka. Izuzetak čini homogenizacija kojom se emulzija masti stabilizuje. Hidrofobizacija masnih globula predstavlja proces u toku koga dolazi do manjeg ili većeg oštećenja adsorpcionog sloja tako da manji ili veći dio masti bude u kontaktu sa vodom.

U zavisnosti od stepena oštećenja adsorpcionog sloja imamo hidrofobizaciju masnih globula i to:

– parcijalnu (nema veći uticaj na smanjenje stabilnosti emulzije),
– totalnu, u većoj mjeri je oštećen adsorpcioni sloj (pa mast izlazi iz globule i prekrivaju čitav adsorpcioni sloj čime se gubi njegova stabilišuća uloga) ili je adsorpcioni sloj potpuno uništen.

Hidrofobizacija masnih globula se može smatrati prvim stadijumom deemulgovanja mliječne masti. Kod deemulgovanja mliječne masti sva mast ili njen najveći dio je stopljen u jednu masu (kod hidrofobizacije izvjesno vrijeme zadržavaju svoj oblik i dimenzije masne globule). Poseban vid hidrofobizacije nastaje kada masne globule naiđu na deemulgovanu masnu globulu i slijepe se na njenu površinu. Tako nastaju formacije slične aglomeratima i mogu se smatrati drugim stadijumom deemulgovanja (možemo ih zvati agregati masnih globula).

Treći stadijum hidrofobizacije nastaje pri preradi pavlake u maslac, ali i tada veliki dio masti ostaje u obliku globula. Potpuno deemulgovanje se postiže tek pri proizvodnji topljenog maslaca.

Hidrofobizacija masnih globula odigrava se pri čuvanju mlijeka i pavlake u smrznutom stanju. Pri naglom hlađenju nastupa kristalizacija masti i obrazovani kristali vrše mehaničko cijepanje adsorpcionog sloja koji je na niskim temperaturama izgubio elastičnost. Razdirući efekat imaju i kristali vode koji se prilikom hlađenja šire i vrše pritisak na adsorpcioni sloj. Treći, možda i najveći negativan uticaj na stabilnost adsorpcionog sloja ima rušenje vezane vode u njemu (usljed zamrzavanja ili pod uticajem koncetrisanog rastvora koji sastojci mliječne plazme obrazuju pri postepenom zamrzavanju).

Mehanički udari dovode do obrazovanja tzv. slobodnih masti, tj. masti oslobođenih adsorpcionog sloja; tome doprinosi i pojačano stvaranje pjene tako da slobodne masti dolaze u direktan kontakt sa lipazom što omogućava pojačanu lipolizu.

Čitav niz operacija podstiču obrazovanje slobodnih masti: cetrifuga separator, turbulencija kroz aparate, mehaničko djelovanje crpki na mlijeko. Posebno lipolizu podstiče homogenizacija jer se usitnjavanjem povećava površina masnih globula pa postoji mogućnost većeg djelovanja lipaze.

Lipolizovano mlijeko se jače pjeni zbog prisustva veće količine slobodnih masnih kiselina (Đorđević, 1987).

Spisak korišćene literature možete naći u Literatura – Tehnologija mleka.