Раздел 3. Производство продуктов из молочной сыворотки. Лекция № 26

Раздел 3. Производство  продуктов из молочной сыворотки

Лекция № 26

Тема 3.1 Производство  продуктов из молочной сыворотки

Различные виды молочной сыворотки, ее состав и свойства   Основные направления и экономическая целесообразность переработки молочной сыворотки   Способы выделения белков сыворотки

Лит №6 , с. 461-473

Различные виды молочной сыворотки, ее состав и свойства

Сыворотка - ценное сырье для производства продуктов пищевого и лечебного назначения. Она является побочным продуктом при произ­водстве сыра, творога и белковых концентратов. Промышленная пере­работка ее во всех странах с развитой молочной промышленностью - актуальная проблема.

Средний состав различных видов молочной сыворотки представлен в табл. 1и 2.

Таблица 1.Массовая доля сухих веществ в цельном молоке и молочной сыворотке

Компоненты	Цельное молоко	Молочная сыворотка
Сухое вещество, %	12,3	6,3
в том числе: молочный жир	3,6	0,2
белки	3,2	0,8
лактоза	4,8	4,8
минеральные вещества	0,7	0,5

В сухом веществе молочной сыворотки основные компоненты рас­пределяются следующим образом: лактоза - 70%, азотистые вещества -14,5%, жир - 7,5% и минеральные соли - 8%. Высокую биологическую ценность сыворотки обусловливают белковые вещества, а также витами­ны, гормоны, органические кислоты, иммунные тела и микроэлементы.

Состав сыворотки определяется технологией ее получения и степе­нью перехода компонентов молока. В среднем в молочную сыворотку переходит около 50% сухих веществ молока, в том числе: от 90 до 100% сывороточных белков; от 88 до 99% лактозы; от 60 до 88% минераль­ных веществ; от 20 до 25% казеина и от 6 до 12,5% жира.

Таблица 2. Средний состав различных видов молочной сыворотки

Компонент	Подсыр-ная	Творож­ная	Из-под копреципитата хлоркальциевого	Из-под копреципитата со­лянокислого	Ка­зеино­вая
Сухие вещества	5,8-7,3	5,0-6,6	5,5	5,3-5,5	6,9
Белок	0,4-1,1	0,5-1,0	0,2	0,2-0,3	0,9
Жир	0,04-0,6	0,2-0,3	_	0,3
Лактоза	4,5-5,2	3.5-4,7	4,7	4,5-4,7	5,1
Зола	0,37-0,7	0,6-0,8	0,8	0,8	0,7

Молочный жир в сыворотке представлен жировыми шариками с диаметром около 2 мкм, которые практически не выделяются при сепа­рировании, но и в силу своих размеров не участвуют в образовании мо­лочных сгустков.

В сыворотку переходят почти целиком сывороточные белки и не­большое количество казеина. Азотистые вещества сыворотки представле­ны белковыми и небелковыми органическими соединениями. В свою очередь, белки - это в основном альбумины и глобулины, содержание которых составляет 90% и более от общего количества. До 10% белков сыворотки являются остатками казеина, в основном г-казеина. Глобулины сыворотки представлены в-лактоглобулином, псевдоглобулином и эвглобулином, различающимися между собой степенью растворимости в воде. Эвглобулин и псевдоглобулин являются носителями иммунных свойств. Содержание их составляет около 10% от общего количества сывороточ­ных белков. Кроме глобулинов, белковые вещества сыворотки включают б-лактальбумин, сывороточный альбумин, протеозопептоны и ферменты.

Из небелковых азотистых веществ в сыворотке присутствуют сво­бодные аминокислоты, мочевина, мочевая кислота, креатин, креатинин, пуриновые основания. Небелковые азотистые вещества сыворотки, как правило, составляют 20-35% общего количества азотистых веществ.

В состав углеводов сыворотки входят моносахара (глюкоза), олигосахара (лактоза и лактулоза), аминосахара (нейраминовая и сиаловая кислоты и кетопентоза), а также серологические активные сахара, близ­кие по составу к крови. Основным компонентом молочной сыворотки является лактоза. Ее содержание зависит от вида сыворотки и степени ее сбраживания в молочную кислоту. Так, в творожной и казеиновой сыворотке лактозы меньше, чем в подсырной сыворотке. При этом подсырная сыворотка отличается от других видов содержанием в ней пова­ренной соли, которая используется в производстве сыров.

Основные направления и экономическая целесообразность переработки молочной сыворотки

Молочная сыворотка (побочный продукт при производстве сы­ров, творога и казеина) относится к ценному пищевому сырью, из которого можно получить различные молочные продукты и полу­фабрикаты. Полное использование всех компонентов молочной сыворотки позволяет вырабатывать продукты не только для не­посредственного потребления, но и для длительного хранения. Раздельное использование компонентов дает возможность извле­кать молочный жир, комплекс белков или их отдельные фракции, лактозу и минеральные соли. Существуют неограниченные воз­можности для реализации этого направления промышленной пе­реработки молочной сыворотки путем использования ультрафиль­трации, гельфильтрации, ионного обмена, электродиализа и сорб­ции. Оригинальное направление — физико-химическая и биоло­гическая обработка молочной сыворотки с целью получения производных компонентов: конверсия лактозы в лактулозу, полу­чение ангиогенина, таурина, гидролиз лактозы до моноз, протеолиз белков ферментами, микробный синтез белков, органических кислот, этилового спирта, антибиотиков, витаминов и жира.

Ассортимент продуктов из молочной сыворотки насчитывает более 1000 наименований и постоянно расширяется. Исходя из основных направлений промышленной переработки, можно при­вести следующий перечень: выделение жира из молочной сыво­ротки; производство белковых продуктов, напитков, сгущенной и сухой сыворотки; молочного сахара и его производных (лактулоза, этанол и др.)

Использование жира молочной сыворотки

Подсырные сливки имеют солоноватый вкус, в них содержится на 3...4 % меньше СОМО, практически нет казеина. Эти сливки менее термостабильны, при хранении подвергаются порче. Пере­численные недостатки обусловили отношение к подсырным слив­кам как к менее ценным в сравнении с обычными, что привело к переработке их на полуфабрикат — подсырное масло с последую­щей перетопкой его или переработкой в плавленый сыр. В дей­ствительности молочный жир подсырных сливок практически идентичен обычным сливкам, а отличие этих продуктов обуслов­лено составом плазмы.

Период окисления молочного жира в подсырных сливках со­ставляет 6 ч, обычных — 8 ч. Количество свободного жира в под­сырных сливках примерно на 10 % больше, чем в обычных. Поэтому для сохранения качества подсырных сливок их рекоменду­ется охлаждать до 3...5 °С.

Подсырные сливки можно использовать для производства ка­чественного масла путем смешивания с обычными сливками в со­отношении 1 : 9 или разбавления обезжиренным молоком в соот­ношении 1 : 10 с последующим сепарированием с целью замены плазмы. Имеется положительный опыт использования подсырных сливок для нормализации смеси при производстве натуральных сыров и сметаны. Извлечение и использование жира молочной сыворотки экономически весьма эффективно.

Казеиновую пыль, полученную при сепарировании молочной сыворотки в виде белковой массы, можно использовать в произ­водстве плавленых сыров и сырной массы для плавления, а также в рецептурах кормовых средств.

Из сывороточных белков можно производить альбуминный творог, альбуминные сырки. Сывороточные белки можно использовать в рецептурах детских продуктов. После высушивания получают сухой белковый сывороточный концентрат.

Обезжиренная осветленная сыворотка – сырьё для производства различных видов молочного сахара.

Из молочной сыворотки можно получать сыворотку сгущенную, сыворотку сгущенную сброженную, сыворотку молочную сухую.

Из осветленной и неосветленной молочной сыворотки можно вырабатывать различные напитки: с томатным соком, сахаром, ванилином, кориандром, различными соками. Можно вырабатывать сывороточный квас, напиток типа шампанского, кисели, желе и другое.

Способы выделения белков сыворотки Кислотный метод. Применяется в основном для сыворотки подсырной. В начале её подогревают до температуры 60-700С на трубчатом пастеризаторе и подают в емкость для отваривания альбумина, где нагревают путем барботирования пара до температуры 90-950С и подкисляют раствором соляной кислоты, молочной кислотой или кислой сывороткой до кислотности 30-350Т, выдерживают 10-15 минут для денатурации сывороточных белков, а затем их отделяют. Щелочной метод. Применяется в основном для сыворотки творожной. В начале её подогревают до температуры 60-700С на трубчатом пастеризаторе и подают в емкость для отваривания альбумина, где нагревают путем барботирования пара до температуры 90-950С и раскиляют раствором NaOH до кислотности 10-15 0Т, выдерживают 10-15 минут для денатурации сывороточных белков, а затем их отделяют. Кислотно-щелочной метод. Применяется для более эффективного осаждения  сывороточных белков. В начале её подогревают до температуры 60-700С на трубчатом пастеризаторе и подают в емкость для отваривания альбумина, где нагревают путем барботирования пара до температуры 90-950С и подкисляют раствором соляной кислоты, молочной кислотой или кислой сывороткой до кислотности 30-350Т, выдерживают 10-15 минут для денатурации сывороточных белков, а затем раскисляют щелочным раствором до кислотности 10-15 0Т, выдерживают 10-15 минут для денатурации сывороточных белков, а затем их отделяют. Хлоркальциевый метод. Применяется в основном для сыворотки подсырной. В начале её подогревают до температуры 60-700С на трубчатом пастеризаторе и подают в емкость для отваривания альбумина, где нагревают путем барботирования пара до температуры 90-950С и вносят раствор хлористого кальция концентрацией  20выдерживают 10-15 минут для денатурации сывороточных белков, а затем их отделяют.

Выделять сывороточные белки можно методом центрифугирования или ультрафильтрации.

Сравнительная эффективность различных способов отделения белковых хлопьев от молочной сыворотки

Образец сыворотки	Массовая доля белка, %	Удалено белка, %	Мутность, 1/см	Снижение мутности, число раз
Исходная без обработки Очищенная: отстоем (1,5 ч) центрифугированием фильтрацией через ткань через бумагу	0,840 0,430 0,315 0,320 0,310	- 49,0 65,2 62,5 63,5	0,158 0,010 0,005 0,006 0,003	- 15,8 31,6 26,3 52,6

Наиболее эффективный способ разделения суспензии — цент­робежный. Для осуществления операции предусмотрены специ­альные саморазгружающиеся сепараторы типа осветлителей с ме­ханической выгрузкой белкового осадка из барабана, работающие в автоматическом режиме.

В зависимости от способа коагуляции и разделения белки мо­лочной сыворотки могут быть получены в виде альбуминного мо­лока (с массовой долей сухих веществ 5...10 %), белковой массы (15...20 % сухих веществ) и альбуминного творога (20...25 % сухих веществ).

Контрольные вопросы и задания

Назовите виды молочной сыворотки Укажите состав, свойства различных видов молочной сыворотки Подготовьте сообщения «Основные направления и экономическая целесообразность переработки молочной сыворотки Какие способы осаждения и выделения белков из молочной сыворотки применяются.