Инновационные технологии переработки молочной сыворотки

УДК. 637.1.

ИННОВАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ПЕРЕРАБОТКИ МОЛОЧНОЙ

СЫВОРОТКИ

– кандидат технических наук

Семипалатинский государственный университет имени Шакарима,

Республика Казахстан, г. Семей

В проекте «Концепции развития аграрной науки и научного обеспечения агропромышленного комплекса Казахстана на период до 2025 г.» отмечается, что за счет научно-технических достижений, наукоемких технологий, активной инновационной деятельности будет обеспечиваться преимущественный прирост сельскохозяйственного производства. Среди приоритетных направлений развития аграрной науки и научного обеспечения АПК Казахстана особое место занимают технологии продуктов профилактического, лечебного, детского и геродиетического питания.

Необходимость создания функциональных пищевых продуктов вызвана значительным ухудшением состояния здоровья населения, которое связано в большей степени со снижением качества питания. Анализ фактического питания населения Казахстана позволяет характеризовать его как кризисное в отношении обеспеченности микронутриентами (дефицит витаминов, минеральных и биологически активных веществ, белка). В этих условиях особое значение приобретают разработки на базе современных достижений науки и техники, принципиально новых, оригинальных процессов и технологий, позволяющих получать на основе традиционного и нетрадиционного сырья, инновационные продукты функционального назначения, способствующие улучшению состояния здоровья населения, которые бы отвечали концепции государственной политики в области здорового питания населения Казахстана. Особое внимание заслуживают национальные молочные продукты питания – курт и иримшик, сузбе, молочные напитки.

При производстве национальных творожных молочных продуктов побочным продуктом переработки является сыворотка. При производстве этих продуктов в молочную сыворотку переходит в среднем 50 % сухих веществ молока, в том числе большая часть лактозы и минеральных веществ.

Основной составной частью сухих веществ молочной сыворотки является лактоза, массовая доля которой составляет более 70 % сухих веществ сыворотки. Особенностью лактозы является ее замедленный гидролиз в кишечнике, в связи с чем, ограничиваются процессы брожения, нормализуется жизнедеятельность полезной кишечной микрофлоры, замедляются гнилостные процессы и газообразование. Кроме того, лактоза в наименьшей степени используется в организме для жирообразования.

В молочную сыворотку переходят практически все соли и микроэлементы молока, а также водорастворимые витамины. Содержание составных частей молока и биологические свойства сыворотки позволяют отнести ее к ценному промышленному сырью, которое можно переработать в различные пищевые и кормовые средства.

Белковые вещества молочной сыворотки по своей природе близки белкам крови, поэтому они используются организмом человека для регенерации белков печени, образования гемоглобина и плазмы крови. Сывороточные белки по сравнению с казеином содержат больше незаменимых аминокислот, поэтому с точки зрения физиологии питания считаются более полноценными. Кроме того, они обладают антиканцерогенным действием, а также способны усиливать иммунный статус организма.

Творожную сыворотку можно использовать многофункционально - это производство сывороточных напитков, сывороточных концентратов и другие продукты питания.

Из сыворотки вырабатываются различные виды напитков. Разработана технология сывороточного напитка, технология которого предусматривает внесение арбузной корки, предварительно обработанной паром при температуре 90-120°С и протертую в пюре, или предварительно обработанную арбузную корку и арбузный сок в количестве 1-25% и 5- 10% соответственно от массы отфильтрованной сыворотки. Новая технология позволяет повысить пищевую ценность готового напитка, получить напиток без привкуса и запаха молочной сыворотки [1].

Известна технология сывороточного напитка с растительным наполнителем. В качестве растительного наполнителя используют смесь пюре из моркови и ферментированного пюре из топинамбура, а после сквашивания дополнительно вносят пюре из яблок. Новая технология позволяет усилить профилактические свойства напитка, повысить содержание основных витаминов и минеральных веществ [2].

В качестве пищевых добавок к молочной сыворотке используют смесь хитозана, пектина, фруктозы и аскорбиновой кислоты при их соотношении в смеси, соответственно, как 1:(1-2):(10-20):(0,07-0,10). Новая рецептура позволяет повысить биологическую ценность, улучшить органолептические характеристики и удлинить срок хранения напитка [3].

В пищевой промышленности активно используются молочные концентраты, например сывороточные. Сывороточный белковый концентрат уникален тем, что даёт как функциональные, так и оздоровляющие преимущества, так как его биологическая ценность выше, чем у других белков. Продукт обладает высоким содержанием серосодержащих аминокислот, важных для биосинтеза глютатина, трипептида с антиоксидантом, антиканцерогенного и иммуностимулирующего эффекта [4].

Сывороточный белок успешно используется при производстве сосисок и колбасных изделий, так как не только создает желательную массу, замещающую жир, но и позволяет удерживать влагу, так как сывороточный белок связывает влажную составляющую во время образования желатинной массы. Так, например, для использования в говяжьем фарше оптимально использование сладкой сухой сыворотки или белкового концентрата 34 %. Для польской колбасы можно использовать сывороточный белковый концентрат [5].

На кафедре «Технологии мясных, молочных и пищевых продуктов» занимаются исследованиями использования сыворотки в производстве национальных молочных продуктов, обладающих повышенной биологической ценностью, обогащенных сывороточными белками (альбуминами и глобулинами), молочным сахаром (лактозой), минеральными веществами, полученных из вторичного молочного сырья – творожной сыворотки, создания технологического оборудования для концентрирования молочной сыворотки. Использование процессов биотехнологии в производстве национальных молочных продуктов позволит получить молочные продукты лечебно-профилактического направления. Предлагаемая технология и оборудование предлагается для субъектов малого бизнеса, а также для фермерских хозяйств, занимающихся переработкой молока.

Существующее оборудование на предприятиях Республики Казахстан не позволяет перерабатывать творожную и казеиновую сыворотку, имеющие высокий уровень кислотности. Кислая сыворотка занимает до 40 % от общего количества полученной в производстве сыворотки. Причина столь высокой доли — специфика молочной промышленности, а именно: производство в больших количествах творога, национальных творожных продуктов - курта, иримшика. Осознавая актуальность проблемы, остро стоит вопрос переработки сыворотки, особенно кислой.

В научном проекте предлагается перерабатывать сыворотку, полученную при производстве иримшика, курта, сузбе, сгущая ее на специальном оборудовании (трубчатом каскадном испарителе), получая при этом биоконцентрат с влажностью 55 %, который можно использовать в производстве курта, иримшика, сузбе, сухих молочных напитков, тем самым увеличивая выход данных продуктов питания, одновременно происходит обогащение их состава полноценными сывороточными белками альбумином, глобулином, молочным сахаром лактозой, минеральными веществами, при этом снижаются потери основных веществ молока.

Технология переработки сыворотки включает следующие операции:
молочную сыворотку принимают по массе и качеству. Сепарирование сыворотки осуществляют на сепараторах с целью выделения молочного жира и казеиновой пыли. Молочную сыворотку сепарируют при температуре (38 ± 2) °С, жирность ее после сепарирования не должна превышать 0,1 %.
После сепарирования молочную сыворотку пастеризуют при температуре(72 ± 2)°С с выдержкой 15 с или при температуре (63 ± 2) °С с выдержкой не менее 30 мин – во избежание коагуляции белков. В случае резервирования, пастеризованную молочную сыворотку подвергают охлаждению до (8 ± 2) °С.

Молочную сыворотку подсгущают на каскадном испарителе при температуре (90 ± 5) °С. Конец сгущения определяется по плотности, измеряемой ареометром или по массовой доле сухих веществ. Сгущенный концентрат охлаждают до температуры (8 ± 2) °С.

Полученный концентрат в дальнейшем рекомендуется добавлять в курт, иримшик, сузбе, при этом вкусовые потребительские достоинства продукта не изменяются. Посгущенную сыворотку можно сушить, получая при этом казахский национальный продукт – сарысу.

С этой целью разработано технологическое оборудование – устройство для сгущения жидкости, которое позволяет за счет увеличения поверхности испарения повысить эффективность сгущения жидкости в несколько раз (Инновационный патент РК № 000. , Байгутанов . 17.02.2012.). Устройство малогабаритное, потребляет незначительное количество электроэнергии, предназначено для использования в условиях малого фермерского хозяйства, производственная сменная мощность оборудования составляет 500 кг/ч по сырью. В настоящее время ведется работа по усовершенствование конструкции данного оборудования, а также планируется производственное апробирование.

Целевыми потребителями полученных результатов будут фермерские хозяйства, мини-предприятия молочной промышленности, так как в условиях малого бизнеса на молочных мини предприятиях отсутствуют безотходная технология молочного производства. В связи с этим определенное значение имеет создание относительно недорогой, благополучной в санитарном отношении техники и технологии переработки молочной сыворотки, использование сывороточных концентратов в производстве национальных молочных продуктов питания повышенной биологической ценностью.

Список использованной литературы:

1. Патент на изобретение (RU)№ 000. Способ производства напитка из молочной сыворотки. Опубл. 21.11. 2010

2. Патент (RU) № 000. Способ производства сывороточного напитка. Опубл. 10.12.2012.

3. Патент на изобретение (RU) № 000. Способ приготовления функционального напитка на основе молочной сыворотки. Опубл. 10.11.2011.

4. Наyes, Alan and Cribb, Paul J (2008) Effect of whey protein isolate on strength, body composition and muscle hypertrophy during resisance training. Current Opinion in Clinical Nutrition & Metabolic Care, 11 (1).pp.40-44.

5.. Белковые продукты из молочной сыворотки// журнал «Переработка молока», № 4, 2012. с.56-57.