Существенной частью молока являются белки. При созревании напитка под влиянием протеолитических микроорганизмов происходит гидролиз их. Исходное молоко содержало 1,99 % белка. В смеси с закваской белка имелось 1,88 %. В среднем в кумысе его было 1,97 %, в крепком - 1,94 %, т.е. отмечается лишь небольшая тенденция к его снижению. Изучение же содержания отдельных видов белков молока в процессе брожения кумыса свидетельствует о том, что их уровень изменяется. При исследовании содержания казеина и сывороточных белков в крепком кумысе выявлена тенденция к снижению их содержания на 5-7 %.
С целью определения расщепляемости отдельных фракций казеина и сывороточных белков исследовался фракционный состав белков исходного молока и кумыса методом дискэлектрофореза.
Результаты исследований свидетельствуют о том, что происходит относительное уменьшение содержания бета-казеинов. Установленные сдвиги свидетельство того, что ряд сывороточных белков подвергается расщеплению под влиянием ферментов микроорганизмов. Гидролиз сывороточных белков подтверждается также появлением новых высокоподвижных электрофоретических фракций.
Результаты исследований о характере изменения общего белка и его составляющих при брожении напитка позволили сделать вывод о том, что некоторые фракции казеинов и сывороточных белков, чувствительные к действию микроорганизмов закваски, подвергаются расщеплению, что приводит к обогащению кумыса пептидами, которые усваиваются организмом при меньшем напряжении главных пищеварительных желез. Накопление пептидов было установлено путём прямого определения их количества.
В процессе протеолиза, протекающего при созревании кумыса, происходит образование пептидов и накопление свободных аминокислот. Сведения о содержании отдельных аминокислот в кумысе представляют интерес для клиницистов. В связи с этим А.А. Шайхиевым изучено содержание свободных аминокислот и аминокислотный состав суммарных белков исходного кобыльего молока и кумыса в процессе его созревания. По результатам исследований видно, что свежее кобылье молоко содержало в свободном виде аспарагиновую и глютаминовую кислоты, глицин, треонин, аланин, лизин+аспарагин, изолейцин+лейцин, следы цистеина, гистидина, аргинина, пролина, валина, а также глутамин в высокой концентрации. В процессе созревания кумыса содержание всех свободных аминокислот резко увеличилось и достигло наиболее высоких показателей при полном созревании. Исходный уровень аминокислот повысился в 2-10 раз. Например, содержание цистина+цистеина, гистидина, аргинина, пролина, метионина+валина в созревшем кумысе увеличилось соответственно в 2,8; 8,0; 5.8 и 4,2 раза. При этом максимальное содержание заменимых аминокислот: цистеина, серина, аспарагиновой кислоты, глутаминовой кислоты, аланина, пролина, тирозина и незаминимых аминокислот: лизина, треонина, триптофана, метионина, валина, фенилаланина, изолейцина, лейцина наблюдалось в полностью созревшем кумысе с кислотностью 140 градусов Тёрнера.
5. Ферменты кумыса
Помимо липазы в кумысе содержатся и протеолетические ферменты. Впервые установила наличие в кумысе ферментов протеазы, каталазы и редуктазы профессор Л.М. Горовец-Власова. В последующие годы ферментный состав кобыльего молока был подробно изучен А.А. Шайхиевым и А.В. Валиевым.
В кумысе имеется большое количество белков со специфической функцией биокатализаторов. Ферментные системы кумыса по происхождению с одной стороны связаны с микроорганизмами закваски, с другой стороны - с исходным молоком.
В кумысе исследованы ферментные системы, участвующие в расщеплении белков, углеводов и жиров, катализирующие окислительно-восстановительные процессы.
Активность протеолитических ферментов изучена в процессе созревания кумыса. Исследовали сборное кобылье молоко и приготовленный из него кумыс. Активность энзимов выражалась в условных единицах. Молоко, из которого готовили кумыс, имело активность кислой протеиназы в среднем равную 166,7 ед. Добавление в молоко закваски, содержащий возбудителей молочнокислого брожения, повысило активность протеиназы до 251 ед. Её уровень увеличивался по мере развития кумысного брожения. Активность фермента в слабом кумысе равнялась 378,9 ед., т.е. повысилась на 51 %. В среднем кумысе уровень энзима составил 475,6 ед., в крепком кумысе примерно столько же - 471,1 ед., что на 85 % выше по сравнению с исходной смесью. В процессе созревания кумыса повышение активности кислой протеиназы идёт интенсивно на первых этапах брожения. Последнее является результатом жизнедеятельности микроорганизмов кумыса, количество которых резко возрастает в начальной фазе ферментации напитка.
При изучении активности щелочной протеиназы в кумысе было установлено следующее. Активность данного фермента в исходном кобыльем молоке равнялась 41,1 ед., то есть в 4 раза ниже активности кислой протеиназы. В свежей смеси (молоко+закваска) активность щелочной протеиназы была ниже (33 ед.). По мере брожения она убывала. В экспериментах было установлено, что активность кислой протеиназы в кумысе намного выше активности щелочной протеиназы. Следовательно, можно сделать вывод о том, что расщепление белков и полипептидов в процессе кумысного брожения в основном осуществляется кислой протеиназой, выделяемой кумысными микроорганизмами. Щелочная протеиназа, имеющаяся в молоке, по видимому, не играет существенной роли в распаде белков.
Исследователями изучалась активность трансаминаз - важных ферментов, регулирующих обмен аминокислот. С этой целью были исследованы трансаминазные системы кобыльего молока и кумыса (А.А. Шайхиев) и активность глютамино-аланиновой трансаминазы и глутаминово-аспарагиновой трансаминазы.
В исходном молоке активность аспартат-аминотранферазы составляла в среднем соответственно 1,4 и 0,87 мкг пировиноградной кислоты на 1 мг белка. Коэффициент отношения активности аспартат-аминотрансферазы и активности аланин-аминотрансферазы равнялся 1,62. В смеси (молоко+закваска) активность аминотрансфераз равнялась 1,88 ед. и 1.54 ед., т.е. выявлялось повышение активности соответственно на 33,3 и 77 %. По мере созревания активность ферментов переаминирования повышалась.
Таким образом, при созревании кумыса активность кислой протеиназы и аминотрансфераз - ферментов обмена белков и аминокислот резко увеличивается. Повышение активности ферментов при кумысном брожении происходит вследствие образования их в процессе жизнедеятельности микроорганизмов кумыса. В противоположность перечисленным энзимам активность щелочной протеиназы и деспептидазы снижается, последнее свидетельствует о том, что по своему происхождению они связаны с исходным молоком.
Ферментами, участвующими в обмене углеводов и липидов, являются амилаза и липаза. А.Г. Валиевым изучена активность липазы кобыльего молока и кумыса. Липаза гидролитически расщепляет глицериды высших жирных кислот.
Кобылье молоко, из которого готовили кумыс, характеризовалось незначительной активностью липазы, в среднем 0,18 ед. Добавление к молоку закваски увеличивало более чем втрое активность фермента. Активность липазы смеси молоко+закваска составила 0,55 ед.
На первых этапах брожения действие фермента почти не изменялось: в слабом и среднем кумысе активность липазы была равна соответственно 0,54 и 0,53 ед. При дальнейшем созревании наметилась тенденция к снижению активности липазы. В крепком кумысе её уровень составил 0,45 ед., т.е. на 15 % ниже, чем в среднем.
Анализ полученных результатов показал, что молоко обладает незначительной липолитической активностью. Добавление закваски в молоко приводит к значительному повышению активности липазы. На начальных этапах созревания кумыса уровень активности фермента не изменяется, а на конечных этапах - понижается.
Липаза расщепляет нейтральные жиры кобыльего молока и кумыса с образованием глицерина и высших жирных кислот. В составе жира кобыльего молока содержится много полиненасыщенных жирных кислот. Окисление выделившихся ненасыщенных кислот может влиять на органолептические свойства кумыса.
К ферментам, гидролизующих сахар, относится амилаза. Энзим подвергает расщеплению крахмал. Валиев и Мустафина изучали амилазную активность кобыльего молока и кумыса. В исходном молоке активность фермента равнялась 31,5 ед. Добавление закваски с образованием смеси существенно не влияло на уровень энзима - 30,4 единиц. В слабом кумысе активность повышалась до 64,1 ед., но при дальнейшем брожении уровень амилазы снижался до 9,3 ед. в среднем кумысе. В крепком кумысе наблюдалось некоторое повышение активности энзима - до 22,2 ед. Однако активность оставалась более низкой, чем в молоке. Проведённые исследования свидетельствуют о том, что кобылье молоко обладает заметной активностью. Добавление закваски приводит к значительному повышению активности энзима за счёт микроорганизмов. В среднем и крепком кумысе активность фермента значительно ниже, чем в молоке и в смеси. Выявленные сдвиги статистически не достоверны.
Важными ферментными системами, участвующими в процессах биоэнергетики, являются окислительно-восстановительные ферменты - оксиредуктазы. Ими определяется активность кумысного брожения. А.А. Шайхиевым исследованы лактатдегидрогеназа и глютаматдегидрогеназа исходного кобыльего молока и кумыса в процессе его созревания.
В исходном, свежем кобыльем молоке активность лактатдегидрогеназы и глютаматдегидрогеназы была равна соответственно 146,1 и 333,3 мкг на 1 мг белка. Добавление в молоко закваски приводило к повышению активности дегидрогеназ соответственно до 206,5 и 366,6 ед. Активность лактатдегидрогеназы увеличивалась на 40,8 %, в то время как активность глютаматдегидрогеназы увеличивалась лишь на 9,8 %. При созревании напитка происходило последовательное повышение активности ферментов. Максимальная активность этих ферментов зарегистрирована в крепком кумысе 403,6 и 494,3 ед., то есть наблюдалось повышения уровня по сравнению с исходным кобыльим молоком на 176,3 и 45,3 %. Из представленных данных видно, что активность лактатдегидрогеназы растёт быстрее и на бьльшую величину.
При подведении итогов результатов исследований ферментов кумыса, видно, что в процессе созревания напитка значительно повышается активность ферментов, катализирующих распад белков (кислая протеиназа) и процессы переаминирования аминокислот (аминотрансферазы). Увеличение активности энзимов связано с усиленным их образованием при размножении микроорганизмов кумыса. Повышение активности протеиназы, наличие дипептидаз способствует расщеплению белков и пептидов молока, а аминотрансферазы - образованию свободных аминокислот.
Повышение уровня окислительно-восстановительных ферментов (лактатдегидрогеназы и глютаматдегидрогеназы) в созревающем кумысе свидетельствует об интенсивном энергетическом обмене микроорганизмов кумыса в процессе их размножения.
6. Витамины кумыса
Ещё на заре кумысолечения В. Даль обратил внимание не только на питательные свойства кумыса, но и на его противоцинготное действие, а до открытия Луниным витаминов и внедрения этого термина в медицинскую практику оставалось еще полвека. Наличие витамина С в кумысе впервые было установлено Е.К. Литвиновой в 1930 году, а затем углублено изучено П.Ю. Берлиным, который в опытах на морских свинках профилактическим методом установил, что в летнем кумысе его содержится 200-250 биологических единиц. Затем, это положение подтвердил Б.В. Сулейманов терапевтическим методом. Т.Т. Гриценко показала, что в кумысе количество витаминов меняется в сравнении с их концентрацией в исходном кобыльем молоке.
Витамины являются составной частью кумыса. По своему происхождению они в основном связаны с исходным кобыльим молоком, но есть витамины, синтез которых осуществляется кумысными микроорганизмами. Содержание витаминов при созревании напитка изменяется по-разному.
По данным А.Г. Валиева и М.В. Азаровой было установлено, что в исходном, свежем кобыльем молоке витамина В 1 содержится 281,1 мкг/л, витамина В2 - 260,2 мкг/л, аскорбиновой кислоты - 88 мг/л.
После добавления к молоку закваски в образовавшейся смеси уровень витамина В1 снижался до 254,3 мкг/л. По мере созревания кумыса содержание тиамина убывало. В слабом кумысе его содержалось 239,1 мкг/л, т.е. на 12 % меньше, чем в смеси. В крепком кумысе витаминов ещё меньше 179,7 мкг/л, т.е. его концентрация снизилась на 29 %. При изучении уровня витамина В2 (рибофлавина) в созревающем кумысе установлено следующее. Добавление к молоку закваски не отражается на содержании витамина. В слабом кумысе его уровень составил 263,8 мкг/л, в среднем - 266,2 мкг/л. При дальнейшем созревании кумыса наблюдалась тенденция к повышению содержания витамина. В конце его концентрация в созревшем кумысе достигла величины 270,7 мкг/л.
Уровень аскорбиновой кислоты при добавлении к молоку закваски и образовании смеси практически не менялся. В слабом кумысе выявилась тенденция к снижению содержания витамина С (79,3 мг/л). В среднем кумысе уровень аскорбиновой кислоты равнялся 79,3 мг/л, т.е. был на 21 % ниже, чем в исходной смеси. Превращение кумыса в крепкий сопровождалось большим снижением концентрации витамина до 69,3 мг/л (снижение на 23 %).
Заметное убывание уровня тиамина и аскорбиновой кислоты объясняется с одной стороны использованием их в процессе жизнедеятельности микроорганизмов, а с другой стороны - окислением их кислородом воздуха. Изменение уровня витамина В2 (рибофлавина) имеют другой характер.
Отмечается тенденция к повышению его содержания при созревании напитка. Последнее связано с тем, что рибофлавин синтезируется микроорганизмами кумыса (дрожжами).
Обобщая результаты изучения содержания витаминов в кумысе в процессе созревания, следует отметить, что, несмотря на некоторое снижение уровня тиамина и аскорбиновой кислоты, содержание витаминов в нём оставалось достаточно высоким, уровень рибофлавина при кумысном брожении не снижался.
7. Лечебные свойства кумыса
Кумыс - широко известный лечебный и высокопитательный продукт, получаемый в результате молочнокислого и спиртового брожения молока кобылицы или смешиванием коровьего молока с молочной сывороткой и сахаром.