مواد معدنی و عناصر نادر شیر

عناصر، املاح و نمک های شیر

برای اندازه گیری این گروه از ترکیبات شیر، معمولا با تولید خاکستر، مقدار آن را اندازه گیری می کنند. مقدار املاح در شیر طبیعی گاو از یک درصد کمتر است و حدود ۹ تا ۹.۵ گرم در لیتر است. مواد معدنی در شیر حدود ۷ تا ۷.۵ گرم در لیتر می باشد و در بقیه موارد به شکل ارگانیک مثلا در ساختمان پروتئین شرکت می کنند.

املاح شیر در دو گروه قرار دارند ۱- املاح عمده ۲- املاح جزیی

از جمله املاح عمده می توان پتاسیم را نام برد که از لحاظ کمی بیشترین مقدار را دارا می باشد. کلسیم از لحاظ کمی در درجه دوم قرار دارد و بعد از آن کلر، فسفر، سدیم و منیزیم قرار می گیرند. بر اساس قرارداد اسید سیتریک را نیز در این گروه طبقه بندی می کنند. اسید سیتریک در تغذیه میکروب های لاکتیکی نقش مهمی دارد.

کلسیم شیر گاو تقریبا ۴ برابر انسان است و رابطه خاصی بین میزان مواد معدنی در شیر و رشد نوزاد وجود دارد.

املاح جزیی بر حسب تغذیه و نوع دام، بسیار متغییر هستند و از این میان می توان آلومینیوم ، برم، روی، منگنز، مولیبدن، سلنیم، استرانسیم، آهن و مس را نام برد.

عواملی که بر روی نوسانات املاح در شیر موثر هستند عبارتند از:

1- نژاد

2- دوره شیردهی

3- تغذیه

4- فصول مختلف

5- آلودگی های میکروبی

6- بیماری های دامی

از نظر نژاد، مثلا شیر انسان از نظر املاح فقیر تر از شیر گاو است در حالی که شیر گاو، بز، از نظر دارا بودن املاح عمده مشابه می باشند.

مقدار املاح در رابطه با دوره ی شیر دهی در ابتدای دوره، آغوز با شیر معمولی متفاوت می باشد ولی بعد از دو هفته ترکیبات املاح به حال طبیعی خود بر می گردد. در اواخر دوره ی شیر دهی، دوباره تعادل املاح به هم می خورد و به همین دلیل معتقدند که شیر اواخر دوره شیر دهی، برای پنیر سازی مناسب نیست و مقدار سدیم در اواخر این دوره زیاد است.

تغذیه بر روی املاح خصوصا کلسیم و فسفر تاثیری ندارد و میزان این دو عنصر، شدیدا وابسته به مقدار پروتئین است.

در رابطه با فصل های مختلف بایستی گفته شود که از اواخر تابستان مقدار املاح ، به خصوص سیترات کاهش می یابد و دوباره از اوایل بهار افزایش می یابد و به حالت طبیعی خود می رسد و در واقع تغییر فصول یک تغییر جزیی به خصوص روی سیترات دارد. در اینجا بایستی گفته شود علاوه بر نقش تغذیه ای عناصر شیر، برخی از آن ها به خصوص کلسیم و فسفر در خواص تکنولوژیکی شیر حائز اهمیت هستند.

نکته مهم در مورد کلسیم، این است که ۱۱ درصد کل کلسیم به شکل یون وجود دارد و این بخش اهمیت زیادی در سرعت انعقاد شیر دارد مثلا شیری را که پاستوریزه می کنند نسبت Ca یونیزه آن کاهش می یابد و این عمل باعث می شود که بعد از عمل زدن مایه پنیر، مدت زیادی صرف شکل گیری لخته شود. استانداردها اجازه می دهند به ازای هر ۱۰۰ کیلو گرم شیر پاستوریزه، حداکثر ۱۵ گرم در لیتر کلرور کلسیم اضافه کنند. با این کار کلسیم اضافه شده جایگزین کلسیم یونیزه از بین رفته شده و مدت انعقاد اصلاح می گردد. کاربرد بیش از حد این ماده، هم تلخی و هم چروکیدگی را در سطح پنیر ایجاد می کند.

اگر شیری به طور طبیعی از نظر کلسیم یونیزه و کلوئیدی بالاتر باشد، لخته منسجمی با افت کم، تولید می شود؛ به این دلیل باید اشکال مختلف کلسیم شیر، به خصوص در کارخانه پنیر سازی اندازه گیری شود.

معمولا در حالت نرمال، یک حالت تعادل بین فرم یونی کلسیم و منیزیم با فرم کمپلکس کلوئیدی این عناصر در شیر وجود دارد که همین باعث ثبات خصوصیات فیزیکوشیمیایی شیر می شود، به عبارت دیگر تعادل یا توازن یونی - نمکی در شیر و فرآورده ها، عبارت است از ، تعادل بین فسفات ها و سیترات ها با فرم های یونی کلسیم و منیزیم (کلسیم دو بار مثبت و منیزیم دو بار مثبت) در شیر که با زیاد کردن غلظت فسفات ها و سیترات ها در شیر باعث ثبات شیر و با زیاد نمودن غلظت یون های منیزیم و کلسیم در شیر باعث بی ثباتی شیر شده که نهایتا به رسوب کردن می انجامد.

عواملی که بر تعادل املاح موثر هستند عبارتند از:

۱- حرارت: شیری که دوشیده می شود، در ابتدا دمای ۳۷ درجه سانتی گراد را دارا می باشد. در دماهای بالاتر از آن املاح محلول به صورت کلوئیدی در می آیند ( به خصوص کلسیم) و در حرارت های کمتر از ۶ درجه املاح از حالت کلوئیدی به صورت محلول در می آیند.

۲- گاز CO2: خروج گاز کربن دی اکسید از شیر بر درجه PH  اثر دارد و درجه PH شیر روی تعادل املاح اثر دارد.  

۳- اسیدیته : در صورتی که درجه  PHطبیعی شیر تغییر کند به تدریج کلسیم و فسفر کلوئیدی به صورت محلول در می آیند.  از PH 5.2 به پایین تر تقریبا تمام کلسیم کلوئیدی به صورت محلول، وارد سرم شیر می شود.

۴- تغلیظ شیر: برخی املاح در شیر نمی توانند به صورت محلول در شیر وجود داشته باشند. بلکه با کازئین به صورت کلوئیدی می باشند. با تغلیظ شیر، املاحی که شیر به صورت محلول هستند، می توانند به صورت کلوئیدی درایند و حتی ممکن است غلظت آن ها به حدی افزایش یابد که رسوب کنند‌.

سهم در نیاز های رژیمی

مقایسه میزان نیاز روزانه مواد معدنی و عناصر کمیاب با میزان آن ها در شیر، مبین سهم و تاثیر مهم شیر در تامین مقدار کلسیم و فسفر مورد احتیاج بدن است. در حدود ۶۰ تا ۹۰% کلسیم رژیم و همچنین ۳۰ تا ۴۰% فسفر و ۲۰ تا ۲۵ ٪ منیزیم در کشورهای های صنعتی از شیر و فرآورده های آن حاصل می گردد. این محصولات همچنین در تامین مقادیر مختلف عناصر نادر مورد نیاز بدن، از جمله ۳۰ تا ۴۰% ید و ۲۰ تا ۳۰% روی، کبالت، کروم، نیکل شرکت می نمایند. از طرفی، فلزات سنگینی، چون سرب و کادمیوم به میزان ناچیزی )۲ تا ۱۰(% از شیر منتج می شود.

تنها شیر و فرآورده های آن قادر است نسبت توصیه شده کلسیم به فسفر را 1:1 تامین نمایند، زیرا تمام مواد غذایی دیگر حاوی میزان فسفات بیشتری نسبت به کلسیم هستند. نیاز به کلسیم در افراد مسن به دلیل کاهش آن یا جلوگیری از پوکی استخوان بیشتر می باشد . شیر، مناسب ترین منبع کلسیم به شمار می آید، زیرا کلسیم در این فرآورده به پروتئین ها متصل است و کلسیم به این صورت به آسان ترین شکل ممکن در اختیار بدن قرار می گیرد. بنابر یک گزارش ، ۸۵% کلسیم پودر شیر پس چرخ می تواند مورد استفاده قرار گیرد، در صورتی که این مقدار در مورد گیاهان، فقط ۲۲ تا ۷۴% می باشد.

تهیه و تدارک کلسیم مورد احتیاج روزانه بدن بدون استفاده از شیر و فرآورده های آن به سختی امکان پذیر می گردد. در عین حال، بنابر تحقیقات انجام شده، مصرف پایین شیر در دراز مدت، کمبود کلسیم در بالغ بر ۳۰% از رده های مختلف سنی را در بر داشته است .

میزان ید در شیر، همانند مقدار آن در آب ، از منطقه ای به منطقه دیگر تغییر می کند. شیر در مناطق ساحلی، منبع مناسبی از ید است، در حالی که مردم ساکن دیگر نواحی به ویژه مناطق کوهستانی، ممکن است از کمبود ید رنج ببرند. مقدار ید حاصل از شیر و فرآورده های آن معمولا بیش از آب آشامیدنی و دیگر مواد غذایی است. ضد عفونی پستان گاو قبل از عملیات شیر دوشی با محلول های  ید دار می تواند منجر به ورود ید به شیر و بالطبع افزایش میزان آن گردد. که البته این میزان اضافی، سلامت انسان را به خطر نمی اندازد. در حال حاضر، به منظور افزایش ید دریافتی، این عنصر را به نمک سفره می افزایند. لذا، اضافه کردن آن به شیر مورد توجه چندانی قرار نگرفته است.