شیمی شیر – شیمی می تواند سوال های بسیاری را در مورد شیر پاسخ دهد. مثل اینکه چرا شیر سفید است ؟ و یا چرا برخی نمی توانند شیر بنوشند. گرافیک بالا می تواند برخی از این سوال ها را پوشش دهد . در مطلب زیر نگاهی عمیق تر به این موضوع می اندازیم. در این مطلب تمرکز ما روی شیر گاو می باشد اما برخی اصول کلی در مورد شیر سایر حیوانات نیز صادق است .
ظاهر ساده ی شیر طبیعت شیمیایی پیچیده خود را از بین می برد . درصد زیادی از شیر را آب تشکیل داده است و مقادیر کمی از چربی ، پروتئین ، مواد معدنی و سایر ترکیبات در شیر وجود دارد . چربی و آب معمولا امتزاج ناپذیرند اما درون شیر به دلایلی که به زودی به آن خواهیم پرداخت ، چربی و آب تشکیل امولسیون می دهند.
به خوبی تشکیل امولسیون چربی در آب درون شیر یک سوسپانسیون از انواع مختلف و بسیار زیاد پروتئین نیز تشکیل می شود.
برای بررسی این مخلوط پیچیده ابتدا سراغ چربی ها می رویم. تری گلیسیرید ها چربی ها موجود در شیر را می سازند. این مولکول ها ، دارای ساختمان پایه گلیسرول و سه زنجیر اسید چرب متصل شده به آن هستند . هویت شیمیایی زنجیرهای اسید چرب می تواند بسیار مختلف باشد . اسید های چرب معمول در شیر پالمیتیک ، اولئیک ، استئاریک و میریستیک هستند . تغییرات مقادیر این اسید های چرب بسته به غذای گاو می باشد . به عنوان مثال چمن سبز تابستانی باعث افزایش مقادیر اولئیک اسید می شود.
قطرات کوچک چربی درون شیر به تنهایی حدود سه میکرومتر عرض دارند . غشا اطراف این قطرات حاوی ترکیبات مختلفی می باشد که شامل پروتئین ها هستند و کمک به تشکیل امولسیون چربی در آب می کنند . چربی چگالی کمتری نسبت به آب دارد بنابرین اگر شیر را به حال خود رها کنیم چربی آن به سطح شیر می آید و این چربی می تواند جدا شود و پس از جداسازی شیر خامه گرفته شده بدست می آید.
پروتئین ها یکی دیگر از ترکیبات کلیدی شیر هستند و یکی از موادی اند که به شیر رنگ سفید می بخشند .پروتئین ها مولکول های بلند و زنجیر مانند هستند که از بلوک های آمینو اسیدی کوچکتر ساخته شده اند . صد ها نوع پروتئین درون شیر وجود دارد که کازئین بیشترین سهم را در این بین دارد.
درون شیر خوشه های پروتئین با هم تشکیل ساختاری به نام میسل می دهند . این خوشه ها از خوشه های کوچک کلسیم فسفات رشد می کنند که کمک به نگه داشتن آنها کنار هم می کند. مدل های زیاد و مختلفی از این میسل ها وجود دارد و برای تعیین ساختار دقیق هنوز مورد بررسی اند.
میسل های پروتئینی به شیر ظاهر سفید رنگ می بخشند . این میسل ها به طور میانگین حدود ۱۵۰ نانومتر قطر دارند و این سایز کوچک به این معناست که می توانند نوری که به آنها می رسد را پراکنده کنند. نتیجه پراکندگی نور به وسیله ی تعداد زیادی میسل رنگ سفید شیر است.
ترکیبات جالب توجه دیگر به صورت حل شده در آب یافت می شوند و بخشی از شیر را می سازند که این مواد شامل مواد معدنی و ویتامین ها (به همراه برخی ویتامین های محلول در چربی موجود در قطرات چربی) می باشند.
در شیر لاکتوز نیز یافت می شود. لاکتوز یک قند است که تنها در شیر و لبنیات یافت می شود. در بدن ما آنزیم لاکتاز ، لاکتوز ها را شکسته و تبدیل به دو قند کوچکتر گالاکتوز و گلوکز می کند. در برخی از افراد آنزیم لاکتاز به حد کافی ساخته نمی شود و عمل شکسته شدن لاکتوز اتفاق نمی افتد. این افراد نسبت به لاکتوز حساس اند. درسیستم هضم این افراد لاکتوز بدون تغییر عبور می کند و در نهایت به روده بزرگ می رسد . در اینجا باکتری ها آنها را می شکند و گاز تولید می کند که می تواند باعث آزار شود.
باکتری ها با تخمیر لاکتوز تولید اسید لاکتیک می کنند (هنگامی که شیر خراب میشود) و سبب طعم ترش شیر می شود. همچنین لاکتیک اسید سبب بالا رفتن اسیدیته می شود که یکی از اثرات آن این است که پروتئین ها درون شیر کنار هم تشکیل توده می دهند. در حالی که این یک اثر نامطلوب برای شیر است اما در تولید پنیر به عمد این عمل را انجام می دهند . در مورد تهیه پنیر اتفاقات شیمیایی جالبی می افتد که توضیح آن را به گرافیک دیگری موکول می کنیم.
این مطلب و اینفوگرافی توسط وبسایت compoundchem.com تولید و به توسط وبسایت cheminfinity.com ترجمه شده است . کپی برداری تنها با ذکر منبع ترجمه مجاز می باشد.