СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О БИОХИМИЧЕСКОМ СОСТАВЕ КУМЫСА

До этого времени многие ведущие фтизиатры страны Ф.В. Щебанов, В.Л. Эйнис считали кумыс только "ценным, диетическим продуктом", а его лечебное действие обусловлено лишь его упитывающим свойством. О чем высказался известный врач Н.В. Постников еще в 1858 году. Но после применения химиотерапии и торакальной хирургии выяснилось, что эти два мощных метода лечения больных туберкулезом не смогли в полной мере справиться с этим страшным недугом, который в последнее время набирает силу.

В связи с создавшимся положением повторно возрос интерес к такому методу помощи больным,- как кумысолечение.

Большой вклад в изучение состава кобыльего молока и кумыса внесли А.А. Шайхиев, Р.С. Порываева. А.Г. Валиев, Е.Е. Гладкова.

Работы многих ученых позволили убедиться, что важными составными частями молока являются лактоза, белки, жир, витамины, ферменты, минеральные вещества. Основные компоненты исходного молока при брожении изменяются под воздействием ферментных систем микроорганизмов кумысной закваски. Лактоза - наиболее сильно меняется при созревании кумыса, поскольку является энергетическим источником, необходимым для обеспечения энергетических затрат микроорганизмов кумыса.

Изменение содержания углевода изучалось в динамике при созревании напитка (А.Г.Валиев и соавт., 1978). Исходное кобылье молоко характеризовалось уровнем лактозы, равным 6,33%. В смеси содержание дисахарида составило 5,14%, на 24,7% ниже. По мере брожения уровень лактозы убывал. В крепком кумысе ее было 2,99%, по отношению к смеси снижение составило 41.8%. В процессе созревания кумыса уровень молочного сахара резко снижается в связи с расщеплением лактозы под влиянием микроорганизмов кумыса.

Существенной частью молока являются белки. При созревании напитка под влиянием протеолитиченских микроорганизмов происходит гидролиз их. Исходное молоко (А.Г. Валиев) 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 % (Р.С. Порываева, 1970.).

С целью определения расщепляемости отдельных фракций казеина и сывороточных белков исследовался фракционный состав белков исходного молока и кумыса методом дискэлектрофореза (К. Буткус, 1973, О. Очистеип, 1964, Кинсберу 1977).

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 (А.Г. Валиев).

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 путем прямого определения их количества (Р.С. Порываева, А.Г. Валиев).

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 глютамин 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, глютаминовой кислоты, аланина, пролина, тирозина и незаминимых аминокислот: лизина, гистидина, треонина, триптофана, метионина, валина, фенилаланина, изолейцина, лейцина наблюдалось в полностью созревшем кумысе с кислотностью 140 градусов Тернера.

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 (А.Г. Валиев, Т.А. Загорская). 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. Ее 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 идет 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 транаминазные системы кобыльего молока и кумыса (А.А. Шайхиев). 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 ее 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 А.Г. и Мустафина Р.И. 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. Проведенные исследования свидетельствуют о том, что кобылье молоко обладает заметной активностью.

Добавление закваски приводит к значительному повышению активности энзима за счет 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 растет быстрее и на большую 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.

Имеющиеся в кумысе протеолитические, липолетические ферменты и глюкозиды играют важную роль при использовании напитка в педиатрии, т.к. способствуют восполнению возрастной недостаточности гидролитических ферментов в желудочно-кишечном тракте у детей раннего возраста. Повышение уровня окислительно-восстановительных ферментов (лактатдегидрогеназы и глютаматдегидрогеназы) в созревающем кумысе свидетельствует об интенсивном энергетическом обмене микроорганизмов кумыса в процессе их размножения

Витамины кумыса. Еще 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 устанолено 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 еще меньше179,7 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 (79,3мг\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 обьясняется 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, не смотря на некоторое снижение уровня тиамина и аскорбиновой кислоты, содержание витаминов в нем оставалось достаточно высоким, уровень рибофлавина при кумысном брожении не снижался, Это свидетельствует о том, что кумыс является важным источником витаминов.