Биохимия молока: витамины, вырабатываемые микроорганизмами

В молоке присутствуют все витамины. При этом следует оговориться, что содержание витаминов в молоке может колебаться в зависимости от разных факторов: рациона кормления животных, условий их содержания, сезона года, стадии лактации и др.
Содержание витаминов значительно изменяется в производстве разных молочных продуктов, главным образом, при отделении жировой фазы от водной в производстве сливочного масла. При этом наблюдается естественное концентрирование жирорастворимых витаминов в масле и других жиросодержащих продуктах [6].
Водорастворимые витамины концентрируются в низкожирных молочных продуктах — обезжиренном молоке, пахте, сыворотке. Например, в сыворотку переходит большая часть всех водорастворимых витаминов, а содержание витамина В6 даже больше, чем в исходном молоке. Это результат деятельности молочнокислых микроорганизмов, которые могут синтезировать ряд витаминов для своего роста. По этой же причине содержание некоторых витаминов в кисломолочных продуктах, как правило, выше, чем в молоке-сырье.
Обычное температурное воздействие в производстве молочных продуктов — пастеризация, не оказывает значительного влияния на содержание витаминов в продуктах. Лишь высокотемпературные режимы при значительной продолжительности воздействия существенно уменьшают содержание витаминов, например, в производстве сгущенного молока и сухих молочных продуктов.
Молоко — это один из основных сельскохозяйственных продуктов, обладающих высокой питательной ценностью и являющихся источником белка, углеводов, минералов и витаминов для человека. Однако эти же качества делают молоко прекрасной средой для роста микроорганизмов. Сырое молоко содержит микробные клетки, попавшие в него при дойке, а также при перевозке и хранении. Сбраживание (сквашивание) сырого молока в течение тысячелетий использовалось людьми для сохранения этого продукта без охлаждения в виде напитков с приятным вкусом и ароматом. К тому же кисломолочные продукты усваиваются в организме человека втрое быстрее обычного молока [1].
Микрофлора кисломолочных продуктов, например кумыса, синтезирует витамины С, Bl, В2. К некоторым важным особенностям штамма Lactobacterium acidophilus, по мнению Брассорта (США), относится его способность выживать в процессе прохождения через желудочно-кишечный тракт человека, вырабатывать антимикробные компоненты. Установлено, что данный штамм улучшает симптомы, связанные с избыточным ростом бактерий в тонкой кишке у больных с хроническим заболеванием почек и при массовой диарее. Кроме этого, снижает у человека уровень ферментов, связанных с превращением прокарциногенов в карциногены.
Пропионовокислые бактерии (род Propionibacterium) применяются при выработке сычужных сыров. В результате их жизнедеятельности образуются пропионовая кислота и ее соли, являющиеся ингибиторами плесеней. Некоторые виды (Propionibacterium shermanu) применяют для получения витамина В2.
Наибольшее значение для здоровья человека имеют кишечные бактерии рода Bifidobacterium

. Они поддерживают нормальный баланс кишечной микрофлоры, являясь ингибиторами патогенных микроорганизмов; обладают иммуномоделирующей активностью; снижают уровень холестерина и концентрацию потенциально опасного аммиака и аминов в крови; имеют противоопухолевую активность, связанную со снижением количественного содержания проканцерогенов, а также способны поглощать канцерогены, образующиеся при жарке мяса; участвуют в синтезе витаминов и других биологически активных веществ (тиамина, рибофлавина, группы К), аминокислот и ферментов (лизоцима и казеинфосфатазы) [1].
На сегодняшний день известны такие классические культуры молочнокислых бактерий, как Streptococcus thermophilus, Lactobacterium delbrucku subsp. lactis, Lactobacterium delbrucku subsp. bulgaricus (йогуртные культуры), все более значительную роль играют специальные культуры, такие как Lactobacterium acidophilus, Lactobacterium casie subsp. rhamnosus, а также бифидобактерии Bifldobactirium lactis, Bifidobactirium longum. Их используют в биопромышленности как самостоятельно, так и в совокупности с другими молочнокислыми бактериями.
Состав и количество витаминов в биомассе зависят от биологических свойств данной культуры микроорганизмов и условий культивирования. Некоторые витамины микроорганизмы синтезируют, другие напротив усваивают в готовом виде из окружающей среды. Культура, способная синтезировать какой-либо витамин, называется автотрофной по отношению к нему, если культура не способна синтезировать данный витамин, она является автогетеротрофной.
Витамины синтезируют в основном химическим путем или получают из естественных источников. Однако эргостерин, рибофлавин (В 2), витамин В 12 и аскорбиновую кислоту (микроорганизмы используются как селективные окислители сорбита в сорбозу при производстве витамина С) получают микробиологическим путем. Для синтеза витаминов В 1, В 2, В 6, В 12 и аскорбиновой кислоты также используют кефирные грибки, а бифидобактерии - группы В, РР (никотиновая кислота) и Н, однако пока эти микроорганизмы не используются как продуценты витаминов в промышленных масштабах [2].
Изменяя условия среды, содержание отдельных витаминов можно увеличить. Так, количество рибофлавина зависит от интенсивности аэрации и содержания железа в среде. Количество витаминов в клетках, а также их выделение из последних можно изменить при помощи микроэлементов. Существует производство рибофлавина на основе использования дрожжеподобных грибов Eremothecium ashbyii и Ashbia gossypii. Рибофлавин продуцируется также видами Clostridium и Ascomycetes. Микроводоросль Dunalieiia viridis культивируется с целью получения в-каротина.
С помощью микробного синтеза в настоящее время получают такие витамины, как некоторые витамины группы В: В 12, В 2, каротиноиды, витамин D и другие.
Витамин В 12(цианкобаламин). Особенность витамина В 12 по сравнению с другими витаминами группы В определяется двумя причинами: во-первых, в природе он синтезируется только микроорганизмами, во-вторых, молекула витамина состоит из 2-х частей: кобальтосодержащей и нуклеотидной.
В тканях животных концентрация витамина очень низкая (в печени быка 1 мг/ кг) для того, чтобы использовать этот источник для промышленных целей