مواد شیمیایی در شیر

چه مواد شیمیایی را می توان در شیر یافت؟

مواد شیمیایی در شیر بسیار بیشتر از آنچه انتظار دارید وجود دارد. به عنوان یک غذای طبیعی نوزاد و شیرخوار برای پستانداران، سرشار از پروتئین، چربی، لاکتوز، ویتامین ها و مواد معدنی است که برای رشد و نمو ضروری هستند. حتی در بزرگسالی و پیری، شیر هنوز یک ماده مهم در رژیم غذایی ما است.

فهرست کاملی از مواد شیمیایی موجود در شیر

ترکیب دقیق مواد شیمیایی موجود در شیر بسته به منبع طبیعی یا فرمول مصنوعی متفاوت است. به عنوان مثال، برخی از برندهای شیر خشک مخصوص نوزادان که به صورت تجاری در دسترس هستند، با ویتامین ها و مواد معدنی غنی شده اند که به طور معمول در شیر طبیعی گاو موجود نیستند.

در حالی که بیشتر مواد شیمیایی موجود در شیر دارای ارزش غذایی هستند، برخی از آنها هیچ نوع تغذیه ای را ارائه نمی دهند، مانند برندهای تجاری شیر موجود، که شامل افزودنی های مصنوعی مانند رنگ های غذایی، نگهدارنده ها و شیرین کننده های مصنوعی در محصولاتشان می شود.

با این حال، اکثر مواد شیمیایی طبیعی موجود در شیر گاو به شرح زیر است:

رطوبت/آب (87%): ترکیب اصلی شیر آب است که به عنوان حلال و محیط کلوئیدی برای سایر مواد شیمیایی از جمله ویتامین ها عمل می کند.
چربی (3.9%): در غیر این صورت به عنوان لیپید شناخته می شود، انواع مختلف چربی موجود در شیر شامل تری گلیسریدها، دی آسیل گلیسریدها، اسیدهای چرب اشباع شده و غیر اشباع، و فسفولیپیدها می باشد. همچنین ویتامین های محلول در چربی، ویتامین A، ویتامین D، ویتامین E و ویتامین K (فیتومنادیون) وجود دارد. از دوازده نوع اصلی اسیدهای چرب موجود در شیر، تنها سه نوع (لوریک، میریستیک و پالمیتیک) با افزایش سطح کلسترول در پلاسمای خون مرتبط هستند.
پروتئین ها (3.4%): پروتئین های کازئین و آب پنیر اکثر پروتئین های موجود در شیر گاو را تشکیل می دهند. کازئین حدود 80 درصد از پروتئین شیر را تشکیل می دهد، در حالی که تقریباً 20 درصد پروتئین آب پنیر است (در مورد کازئین در زیر بیشتر ببینید). کازئین عمدتاً با فسفات کونژوگه است و عمدتاً از کلسیم فسفات که به کمپلکس‌های میسل معروف است، تشکیل شده است. انواع دیگر پروتئین های موجود در شیر انواع مختلفی از آنزیم ها در مقادیر کمی هستند.
لاکتوز (4.8%): لاکتوز نوعی قند است که به عنوان یک دی ساکارید طبقه بندی می شود. از دو زیر واحد قند تشکیل شده است: گالاکتوز و گلوکز. فرمول شیمیایی لاکتوز C12H22O11 است. برخی از افراد قادر به هضم لاکتوز نیستند. این افراد معمولاً هنگام نوشیدن شیر یا خوردن محصولات لبنی مانند پنیر دچار ناراحتی معده می شوند. این عدم تحمل در واقع یک بازگشت تکاملی است: بزرگسالان مبتلا به عدم تحمل لاکتوز جهشی را ندارند که اجازه تولید آنزیمی به نام لاکتاز را می دهد که لاکتوز را هضم می کند.
مواد معدنی (0.8%): استخوان ها، دندان ها، خون، اعصاب و ماهیچه ها همگی به یک یا چند نوع ماده معدنی برای حفظ ساختار و عملکرد صحیح خود نیاز دارند. به عنوان مثال، کلسیم برای رشد استخوان و برای انقباض قلب ضروری است. شیر دارای آثاری از مواد معدنی مختلف به اشکال خوراکی و قابل هضم است. عمده ترین مواد معدنی موجود در شیر عبارتند از کلسیم، سدیم، پتاسیم، آهن، منیزیم و فسفر. شیر همچنین حاوی مقادیر کمی از مواد معدنی دیگر مانند ید، فلوئور، کلر، روی، کبالت و سلنیوم است.
بیشتر انواع شیرهای موجود در بازار چه به صورت پودر و چه تازه از شیر گاو گرفته می شوند. این روزها جایگزین های گیاهی و غیر لبنی زیادی مانند سویا و شیر بادام نیز وجود دارد. از نظر فنی، اینها به عنوان شیر طبقه بندی نمی شوند، اما حاوی مواد مغذی مشابه شیر واقعی هستند.

دیگر انواع شیر کمتر محبوب (به ویژه در بریتانیا) شیر گاومیش آبی، شیر بز، شیر گوسفند و شیر شتر است. محصولات لبنی مانند پنیر، کره، بستنی و ماست را نیز می توان از این انواع شیر به دست آورد.

مواد مغذی (پروتئین ها، چربی ها، کربوهیدرات ها)

شیر حاوی بسیاری از مواد مغذی ضروری است که بدن بر اساس هرم غذایی به آنها نیاز دارد. این شامل مواد مغذی «غذای رشد»، مواد مغذی «غذا رفتن» و مواد مغذی «غذای درخشان» است.

مواد مغذی “غذای رشد” شامل پروتئین ها است که عمدتاً (حدود 80٪) کازئین و آب پنیر (حدود 20٪) هستند. اینها از اسیدهای آمینه ضروری تشکیل شده اند که می توانند توسط بدن برای تولید انواع جدیدی از پروتئین ها مانند اکتین و میوزین ماهیچه های اسکلتی استفاده شوند.

شیر همچنین حاوی مواد مغذی «برو» و «درخشش» است. کربوهیدرات ها، مانند لاکتوز و چربی، مواد مغذی «رفتن» هستند که توسط بدن به عنوان منبع انرژی و به عنوان ذخیره انرژی متابولیزه می شوند.

همچنین مقادیر قابل توجهی از مواد مغذی “درخشش” در شیر به شکل ویتامین ها و مواد معدنی وجود دارد. از این رو، شیر توسط بسیاری به عنوان یک غذای کامل در نظر گرفته می شود.

ویتامین ها و مواد معدنی

شیر حاوی ریزمغذی ها (ویتامین ها و مواد معدنی) است که به عنوان کوآنزیم ها و اجزای بافت های بدن ضروری هستند.

مهمترین این ویتامین ها ویتامین B2 و ویتامین های محلول در چربی A (رتینول)، D (کلسیفرول) و E (آلفا توکوفرول) هستند.

شیر همچنین حاوی مقادیری از مواد معدنی است که مهمترین آنها کلسیم است. کلسیم بخش مهمی از ساختار استخوان ها و دندان ها را تشکیل می دهد.

چه مواد نگهدارنده شیمیایی در شیر استفاده می شود؟

شیر تازه تحت فرآیند پاستوریزاسیون قرار می گیرد. حتی هنوز هم، طول عمر یا عمر نگهداری شیر تازه بسیار کوتاه است. حتی در شرایط ایده آل یخچال، شیر پاستوریزه تنها بین دو تا پنج روز دوام می آورد.

برای رفع ماندگاری نسبتاً کوتاه شیر، شرکت‌های بزرگ فرآوری و تولید مواد غذایی، شیر خشک و شیر مایع اصلاح‌شده مانند شیر تغلیظ شده تولید می‌کنند. این محصولات دارای مواد نگهدارنده هستند که حتی پس از باز شدن طولانی مدت از فساد آن جلوگیری می کند. برای مثال محصولات شیر ​​پودری نیازی به یخچال ندارند. فقط باید از هوادهی ظرف مطمئن شوید زیرا قرار گرفتن طولانی مدت در هوای آزاد می تواند محصول را خراب کند.

بنابراین، در حالی که شیر تازه معمولاً هیچ گونه نگهدارنده مصنوعی ندارد، اشکال دیگر شیر مانند شیرخشک، شیر تبخیر شده و شیر تغلیظ شده حاوی مواد نگهدارنده شیمیایی برای ماندگاری آنها هستند. عمده ترین انواع نگهدارنده های مورد استفاده عبارتند از:

• بنزوات سدیم (C7H5NaO2)
• سوربات پتاسیم (C6H7KO2)
• ناتامایسین (C33H47NO13)
• پروپیونات کلسیم (C6H10CaO4)
• اسید سوربیک (C6H8O2)
• اسید اسکوربیک (C6H8O6)
• ساکارز (C12H22O11)
  بیشتر این نگهدارنده ها یا ضد قارچ هستند یا ضد باکتری. حتی برخی از آنها آنتی اکسیدان هستند، مانند اسید اسکوربیک، که در غیر این صورت به عنوان ویتامین C شناخته می شود. این معمولا به عنوان مکمل اضافه می شود، اما از اکسید شدن اجزای شیر نیز جلوگیری می کند. برخی از نگهدارنده ها، مانند ساکارز، به عنوان تقلب یا افزایش دهنده عمل می کنند.

نگهدارنده های رایج
شیر تازه گاو، گوسفند، بز و سایر حیوانات برای حذف هر گونه عامل بیماری زا فرآوری می شود.

معمولاً برای کشتن میکروارگانیسم‌ها بدون دناتوره کردن ساختارهای پروتئینی شیر، پاستوریزه می‌شود. به طور معمول، شیر تازه به مدت 30 دقیقه در دمای 63 درجه سانتیگراد قرار می گیرد.

با این حال، برای اطمینان از ماندگاری طولانی تر، معمولاً مواد نگهدارنده مانند سوربات پتاسیم، بنزوات سدیم و ناتامایسین به شیر اضافه می شود.

استانداردهای نظارتی و ایمنی
در بریتانیا، مقررات متعددی وجود دارد که پردازش، جابجایی، نگهداری و حمل و نقل شیر را پوشش می دهد. این مقررات توسط آژانس استاندارد مواد غذایی اجرا می شود و تا حد زیادی تحت تاثیر استانداردهای اروپایی است.

مثلاً حیوانی که از آن شیر خام گرفته می شود، بیماری نداشته باشد و از سلامتی خوبی برخوردار باشد. همچنین لازم است شیر ​​خام در صورت جمع آوری روزانه بلافاصله در دمای 8 درجه سانتیگراد خنک شود.

آیا مواد شیمیایی موجود در شیر خطرناک هستند؟

در حالی که شیر می تواند برای کسانی که به لاکتوز حساس هستند خطرناک باشد، مواد شیمیایی موجود در شیر برای اکثر افراد کاملا بی خطر است. هیچ چیز سمی یا خطرناکی در مورد مواد شیمیایی موجود در شیر وجود ندارد مگر اینکه شیر فاسد شده باشد که می تواند باعث مسمومیت غذایی شود.

در حالی که انواع مختلف شیر فرآوری شده حاوی مواد نگهدارنده و مواد تقلبی هستند، این موارد توسط آژانس استانداردهای غذایی (FSA) در بریتانیا به خوبی تنظیم شده است.

شیر فاسد و عدم تحمل لاکتوز را کنار بگذاریم، تنها خطر واقعی نوشیدن شیر یا خوردن محصولات لبنی، حساسیت به شیر است. به زبان ساده، برخی افراد فقط به شیر حساسیت دارند. این افراد ممکن است استفراغ، خس خس سینه، کهیر، مشکلات گوارشی و آنافیلاکسی احتمالی را تجربه کنند که می تواند تهدید کننده زندگی باشد.

برای افرادی که حساسیت به لاکتوز ندارند و هیچ گونه حساسیتی ندارند، نوشیدن شیر در حد اعتدال بی خطر و سالم است.

خطرات بالقوه سلامتی
خطرات بالقوه سلامتی شیر خام یا تازه عمدتاً شامل آلودگی های میکروبی و انگلی است که در صورت آلوده شدن منبع حیوانی به عوامل بیماری زا رخ می دهد.

این عوامل بیماری زا هستند که می توانند باعث اسهال و حتی مسمومیت غذایی شوند. شیر خام حاوی بسیاری از باکتری‌های خطرناک مانند سالمونلا، ای کولی، کمپیلوباکتر و استافیلوکوکوس اورئوس است که می‌توانند باعث بیماری‌های مختلفی شوند – همچنین ممکن است حاوی انگل باشد.

یکی دیگر از خطرات سلامتی عدم تحمل یا واکنش آلرژیک به شیر است، زیرا برخی از افراد به پروتئین های موجود در آن حساس هستند.

سطوح مصرف ایمن
شیر حاوی مواد مغذی است که برای متابولیسم و ​​سلامت عمومی ما ضروری است. مقدار توصیه شده روزانه از این مواد مغذی وجود دارد. اینها بسته به سن، جنس، BMI و وضعیت سلامتی شما متفاوت است.

به عنوان مثال، افراد مسن ممکن است برای جلوگیری از پوکی استخوان نیاز به مصرف روزانه محصولات شیری که محتوای کلسیم بالایی دارند، داشته باشند. بهتر است با یک متخصص تغذیه مشورت کنید، اما به طور کلی، RDA روی برچسب شیر کافی است.

کازئین چیست؟

کازئین نوع اصلی پروتئین موجود در شیر پستانداران است. به عنوان مثال، در شیر گاو، کازئین 80 درصد کل پروتئین موجود در آن را تشکیل می دهد. 20 درصد باقیمانده پروتئین آب پنیر است. با این حال، کازئین تنها بین 20 تا 60 درصد از پروتئین های موجود در شیر انسان را تشکیل می دهد. کازئینات سدیم رایج ترین شکل کازئین است. کازئین منبع خوبی از اسیدهای آمینه، کربوهیدرات ها و دو عنصر غذایی ضروری کلسیم و فسفر است.

فرمول شیمیایی کازئین موجود در شیر چیست؟

در شیر، کازئین به شکل ذرات کلوئیدی شناخته می شود که به عنوان میسل کازئین شناخته می شوند. اینها چند پراکنده (یا در اندازه های مختلف)، بزرگ و تقریباً کروی شکل هستند – قطری بین 50 تا 600 نانومتر.

کازئین یک مولکول پروتئینی نسبتا ساده با تعداد زیادی اسید آمینه پرولین است. این مانع از تشکیل چین‌ها یا نقوش ساختاری ثانویه می‌شود. این مولکول همچنین هیچ پل دی سولفیدی ندارد که تشکیل ساختارهای سوم را دشوار می کند.

فرمول شیمیایی کازئین را می توان به صورت C81H125N22O39P نوشت. در همین حال، ساختار مولکولی را می توان به صورت زیر نشان داد:

نتیجه
شیر یک غذای طبیعی مغذی است. حاوی بسیاری از مواد مغذی ضروری مانند پروتئین ها، کربوهیدرات ها، ویتامین ها و مواد معدنی است که برای کودکان و بزرگسالان ایده آل است. شیر دارای ترکیبات بیوشیمیایی پیچیده ای است که تغذیه و انرژی را فراهم می کند. با این حال، شیر خام به ویژه خطراتی را به همراه دارد. برای از بین بردن میکروب‌ها بدون دناتوره کردن پروتئین‌های شیر، باید تحت فرآیند پاستوریزاسیون قرار گیرد. همچنین خطرات سلامتی دیگری مانند عدم تحمل لاکتوز و آلرژی وجود دارد.