Piim: koostis, toitained ja kvaliteet

Piima on imetajate eritis, millega ema toidab oma järeltulijaid. See on tasakaalustatud toitainete segu, mis varustab kasvavat organismi energia, valkude, rasvade, süsivesikute, mineraalainete ja vitamiinidega ning kaitseb seda infektsioonide eest. Just see tasakaal teeb piimast inimese toidulaual nii väärtusliku.

Lehma- ja inimese piima koostis on üllatavalt sarnane, mistõttu sobib lehmapiim hästi meie igapäevatoiduks. Erinevate liikide piimas on aga väga erinev: vaalade ja delfiinide piima rasvasisaldus ületab 40%, vaala rasv ongi see, mis tagab poegadele külmas vees vajaliku energia. Elevandipiim sisaldab keskmiselt 20% rasva, põhjapõdrapiim üle 15%, samas kui lehmal ja inimesel on rasvasisaldus ligikaudu 4%.

Mis on piim ja miks koostis loeb

Inimene lüpsab lehmade, pühvlite, kitsede ja lammaste piima ning kasutab seda toidulaua olulise osana. Makrotoitainete kõrval on piimas olemas ka mikrokomponendid, mis tagavad endokriinsüsteemi töö ja ainete transpordi organismis.

Lehmad toodavad tunduvalt rohkem piima, kui nende vasikatel tarvis. Aretusprogrammidega on toodangu kogust ja kvaliteeti märgatavalt parandatud. Lehmapiim sisaldab keskmiselt 87,3% vett ja 12,7% kuivainet. Kuivaine koosneb omakorda keskmiselt 3,9% rasvast, 3,2% valgust, 4,7% piimasuhkrust ehk laktoosist ning 0,9% mineraalainetest ja vitamiinidest. Komponendid esinevad piimas erineval kujul: laktoos lahustunult, valgud kolloidselt ja lipiidid vees emulgeerituna.

Piimarasv ja sellest valmistatud tooted — või, juust, jogurt, kohupiim ja koor — on toitaineterikkad, kuid ka tundlikud. Just see tundlikkus seab piima käitlemisele ranged nõuded.

Piimarasv: koostis ja mõõtmine

Piimas sisalduvaid lipiide nimetatakse kokku piimarasvaks. Rasv esineb valgukilega kaetud rasvakuulikestena, mille läbimõõt jääb vahemikku 0,1 kuni 20 mm. Kuna piimarasv on kergem kui ülejäänud koostisosad, tõuseb see seismisel pinnale ja moodustab koorekihi.

Seda peab piimaproovide võtmisel arvestama, sest proovi tulemus on piima eest maksmise aluseks. Juba mõnetunnise seismise järel võib piima alumise ja ülemise kihi rasvasisalduse vahe ületada ühe protsendi. Segamata õhtuse lüpsi piimast hommikul proovi võttes on tavaline, et alumises kihis on rasva 0,5–1,0% ja ülemises 6,0–6,5%. Rasvakuulikeste külge kleepuvad ka bakterid ja somaatilised rakud, mis tõusevad samuti pinnale.

Piimarasv on looduslikest rasvadest kõige mitmekesisema koostisega, sisaldades mitusada rasvhapet. Osa neist takistab haigustekitavate mikroobide arengut. Nende hulgas on ka asendamatud rasvhapped arahhidoonhape ja linoleenhape, mis on vajalikud närviraku ülesehitamiseks. Bioloogiliselt on piimarasv energiarikas toitaine ja samas kõige paremini seeditav rasv — juba algselt emulgeerunud kujul oleva piimarasva seeditavus küünib 99%-ni.

Piimatööstuses on rasvasisaldusel kaubanduslik ja tehnoloogiline tähtsus. Etalonmeetod on Rose-Gottliebi meetod: piimale lisatakse alkoholi ja ammoniaaki, alkoholi toimel valgud sadestuvad, ammoniaak lahustab need ja vabaneb rasv, mis seejärel kaalutakse. Ekstraheerimine on aga aeganõudev ja kulukas, mistõttu on välja töötatud kiiremaid meetodeid.

Esimesed kiired ja säästlikud meetodid olid butüromeetrilised. Gerberi meetodi puhul pipeteeritakse butüromeetrisse kindel kogus piima ning lisatakse väävelhape ja amüülalkohol. Kontsentreeritud väävelhappe ja piimas oleva vee segunemisel vabaneb soojus, mis lagundab valgu; amüülalkohol aitab rasva vabastada. Pärast tsentrifuugimist standardtingimustes ja vesivannil soojendamist loetakse rasvasisaldus butüromeetri skaalalt.

Rasva analüüsis on selgelt eristatavad kaks ajaloolist perioodi: gravimeetriliste meetodite väljaarendamine ja igapäevaste butüromeetriliste meetodite kasutuselevõtt. Viimast kasutati piima kvaliteedikontrollis 1900-ndate algusest kuni 1960-ndate aastate lõpuni. Tänapäeval töötavad piimatööstused analüsaatoritega, kuid nende kalibreerimiseks vajalikke standardeid saadakse endiselt Rose-Gottliebi meetodi abil.

Valgud piimas: kaseiin ja vadakuvalgud

Inimese toitumise seisukohast on valgud piima kõige väärtuslikum toitaine. Lämmastikühendid jaotuvad piimas kolmeks põhirühmaks: kaseiinid, vadakuvalgud ja mittevalguline lämmastik (mvl). Uurimused näitavad, et umbes 76% lämmastikuühenditest moodustab kaseiin, 18% vadakuvalgud ja 6% mvl.

Juustude valmistamisel kasutatav kaseiin esineb piimas kaltsiumkaseinaat-kaltsiumfosfaatkompleksina, mis seob hästi vett ja varustab kasvavat organismi aminohapetega kehavalkude ülesehitamiseks. Suure bioloogilise väärtusega vadakuvalgud lähevad juustu valmistamisel vadakusse, kuid neid saab ultrafiltreerimisega eraldada ja edasi kasutada. Mvl koosneb madala molekulmassiga lämmastikust, millest umbes poole moodustab karbamiid, ülejäänu kreatiin ja vabad aminohapped.

Kiired instrumentaalmeetodid on muutnud valgusisalduse üheks põhiliseks kvaliteedinäitajaks, mille alusel talunikele piima eest tasutakse. Erinevalt rasvast jääb valk piimas ühtlaselt jaotunuks ega tõuse pinnale.

Valgud on keerukad orgaanilised ained, mis sisaldavad süsinikku, vesinikku, hapnikku ja lämmastikku, lisaks võib esineda väävlit, fosforit ja muid elemente. Valgumolekulid koosnevad aminohapetest ja erinevate valkude nimekiri on väga pikk. Kõikidel valkudel on aga suhteliselt muutumatu lämmastikusisaldus, mille baasil arendas Taani keemik Kjeldahl 19. sajandil välja klassikalise etalonmeetodi. Selle järgi töödeldakse piima kontsentreeritud väävelhappe ja kaaliumsulfaadiga, vasksulfaat töötab katalüsaatorina, orgaaniline aine põleb ning lämmastik muundub ammooniumsulfaadiks.

Pärast jahtumist muudetakse kolvi sisu naatriumhüdroksiidiga leeliseliseks, vabanev ammoniaak destilleeritakse ja tiitritakse. Nii saadakse proovi üldlämmastiku hulk, mille põhjal arvutatakse üldvalk. Enamik riike võtab kvaliteedipreemiate maksmisel aluseks just valgu üldkoguse.

Piimasuhkur, mineraalained ja vitamiinid

Vee kõrval on laktoos piima põhiline koostisosa — keskmiselt 4,7%. Imetajate lehmapiim ongi laktoosi, ühe levinuima loodusliku disahhariidi, peamine allikas. Piimas esineb laktoos lahustunult ja annab umbes 30% piimaga saadavast energiast. Koos mineraalainetega tekitab laktoos piima osmootse rõhu, mis on seotud vere osmootse rõhuga — seetõttu ei saa laktoosisisaldus terve lehma piimas oluliselt muutuda. Lisaks soodustab laktoos kaltsiumi omastamist organismis. Vähesel määral esineb piimas ka monosahhariide glükoosi ja galaktoosi.

Süsivesikud on toiduks ka piima hapnemist põhjustavatele bakteritele ning juuretiste bakteritele, kelle töö tulemusena muundub laktoos piimhappeks — just sellele tugineb jogurti ja juustu valmistamine. Juustu tootmisel jääb suur osa piimasuhkrust kasutamata ning kuna laktoos lahustub vees, läheb see vadakusse. Viimastel aastatel on hakatud vadakuvalkusid ultrafiltreerimise abil eraldama; laktoos hüdrolüüsitakse glükoosiks ja galaktoosiks, mida kasutatakse magusainena kondiitritööstuses, ning ka farmaatsiatööstus tarvitab laktoosi ravimite katmiseks glasuuriga.

Tänapäeval mõõdetakse laktoosi, rasva ja valgu sisaldust enamasti infrapunaste analüsaatoritega. Kuna tegemist ei ole standardmeetodiga, sõltub täpsus standardmeetodi baasil tehtud kalibreerimisest. Laktoosi etalonmeetodid on polaromeetriline ja gravimeetriline meetod.

Lehmapiim sisaldab mineraalaineid keskmiselt 0,7% ja seal leidub enamik organismile vajalikke elemente. Piima on hea kaltsiumi, fosfori, kaaliumi, tsingi, joodi ja seleeni allikas. Kogu piimas olev kaltsium on inimesele omastatav. Rauda, magneesiumi, vaske ja floori leidub piimas suhteliselt vähe. Mineraalained reguleerivad happe-aluse tasakaalu, säilitavad kudede struktuuri, hoiavad osmootset rõhku ning vahendavad toitainete transporti; nad kuuluvad ka paljude ensüümide ja vitamiinide koostisse.

Toksilised ühendid plii, kaadmium ja elavhõbe satuvad piima põhiliselt söödast ja ümbritsevast keskkonnast, kuigi valdav osa ladestub lehma organismis ega jõua piima. Radioaktiivseid strontsiumi ja joodi isotoope leidub piimas väga väikestes kogustes.

Piimas esinevad kõik tuntud vitamiinid, eelkõige A-, B- ja D-vitamiin. Ensüümidest väärib eraldi tähelepanu lipaas, mis lõhustab piimarasva ja võib põhjustada mõrkjat maitset ning lõhna. Külmumispunkti lähedased jahutustemperatuurid ja temperatuuri sage muutumine suurendavad lipaasi mõju. Sama teevad ka liiga võimsad tsentrifugaalpumbad piima vastuvõtul ja ümberpumpamisel — nad kahjustavad rasvakuulikesi ümbritsevat valgukilet.

Piima füüsikalised omadused

Vesi on koguseliselt piima suurim koostisosa. Vee ülesanne on hoida teised ained lahustunud, emulgeerunud või suspenseerunud kujul, mis tagab nende hea omastamise organismi poolt. Samas on suur veesisaldus ka põhjus, miks piimas säilib lühikest aega ja rikneb kergesti.

Piima erikaal sõltub selles esinevate ainete vahekorrast. Kõrge rasvasisaldus vähendab erikaalu, samas kui kõrge valgu-, piimasuhkru- ja mineraalainete sisaldus suurendab seda. Lehmapiima keskmine erikaal on 20 °C juures vahemikus 1028 kuni 1035 kg/m3. Liiter piima on raskem kui liiter vett ja kaalub keskmiselt 1,033 kg. Kui piimale lisatakse vett, langeb erikaal märgatavalt — see ongi lihtsaim viis suurema veelisanduse tuvastamiseks.

Veel täpsemini saab võltsimist tõestada külmumistäpi mõõtmisega. Tänu lahustunud koostisosadele, eelkõige piimasuhkrule ja mineraalainetele, on piima külmumistäpp madalam kui vee oma — üksikutel lehmadel ligikaudu -0,512 kuni -0,545 °C. Vee lisamisel tõuseb külmumistäpp ja läheneb 0 °C-le.

Kvaliteetse piima tootmine

Puhtast udarast lüpstav piimarasv ei sisalda olulisel määral baktereid. Lüpsikeskkonna ja seadmete teatav saastumine on möödapääsmatu, kuid headele hügieeninõuetele vastavas jahutatud piimas peaks bakterite üldarv jääma alla 10 000 bakteri/ml. Kui bakteriarv tõuseb, hakkavad rasvad, valgud ja piimasuhkur lagunema ning tekivad kõrvalmaitsed.

KKK piima kohta

Miks on lehmapiim inimesele nii sobiv?

Lehma ja inimese piima koostis on sarnane: rasvasisaldus on mõlemal umbes 4% ning makro- ja mikrotoitainete suhe vastab inimese vajadustele päris hästi. Just see sarnasus teeb lehmapiimast väärtusliku igapäevatoidu.

Kas piimasse on lisatud vett?

Kõige lihtsam vihje on erikaal: kui see langeb alla 1028 kg/m3, on lehmapiim tõenäoliselt vesistatud. Veel täpsem on külmumistäpi mõõtmine — vee lisamisel tõuseb see 0 °C suunas.

Miks piim seismisel kihistub?

Piimarasv on ülejäänud koostisosadest kergem ja tõuseb seismisel pinnale, moodustades koorekihi. Mõne tunni jooksul võib alumise ja ülemise kihi rasvasisalduse vahe ületada ühe protsendi, mistõttu tuleb proovide võtmisel piima alati hoolikalt segada.

Autor: M.M.

Allikas: WHO – tervislik toitumine.

Allikas: WHO – tervislik toitumine.