Производство казеина

Кислотный казеин. Кислотный казеин вырабатывают из обезжиренного молока с минимальной массовой долей жира — не более 0,05%- Для осаждения казеина можно использовать молочную, соляную, серную, а для получения наиболее чистого казеина в лабораторных условиях — уксусную кислоту. Под действием кислоты происходит деминерализация казеина — казеинаткальцийфосфатного комплекса — отщепляются кальций и фосфор, достигается изоэлектрическая точка (рН 4,6), при которой белок коагулирует.

Кислотный казеин можно вырабатывать тремя способами — обычным (сквашиванием), эжекторным и зерненым.

При обычном способе в обезжиренное молоко с температурой 30—35°С вносят 3—5% бактериальной закваски молочнокислых стрептококков (приготовлена на обезжиренном молоке) и оставляют до сквашивания. При более высокой температуре есть опасность получить сгусток, в котором казеин не будет полностью переведен в свободную казеиновую кислоту. Казеин, полученный при температуре более 40 °С, бывает низкого качества, так как содержит большое количество золы. Изменяя количество бактериальной закваски и температуру сквашивания, можно регулировать длительность получения сгустка от 6 до 12 ч, в соответствии с нуждами предприятия.

На поверхности готового сгустка обычно появляется тонкий слой прозрачной сыворотки. Кроме этого, если верхний слой сгустка содержит много пены, лучше его удалить (толщиной 1 см), так как казеин из него получается труднорастворимым.

Сгусток режут вертикальными, а затем горизонтальными ножами и, получив небольшие кубики, сразу начинают нагревать до 60—65 °С при постоянном вымешивании, которое продолжают и после достигнутой температуры еще 10—15 мин. Затем казеин отделяют от сыворотки центрифугированием и обрабатывают.

Получение казеина эжекторным способом отличается от получения казеина предыдущим способом тем, что после получения сгустка его можно нагревать и измельчать эжекторным способом. Но этот способ требует особо тщательного регулирования сквашивания, нормальных плотности и кислотности сгустка. При слишком низкой кислотности сгустка, во время эжектирования, хлопья белка слипаются в комья и тянутся нитями. При высокой кислотности сгусток сильно дробится и хлопья плохо сохнут. Перед эжектированием верхний слой сгустка, как правило, удаляют. При эжектировании казеин нагревают до 60 °С. Более высокое нагревание опасно тем, что может денатурировать казеин, понизится его способность к растворению в щелочах и набуханию (важнейшее свойство технического казеина).

Зерненый казеин получают, проводя осаждение очень кислой сывороткой. Приготовление зерненого казеина имеет много положительных сторон: обезжиренное молоко можно переработать сейчас же по его получении; казеиновые хлопья, образуя комочки, захватывают мало жира; хлопья-зерна легко промываются; обсушка казеина достигается не высокой температурой, а установлением определенной кислотности.

Для того чтобы ускорить осаждение казеина кислой сывороткой, можно повысить кислотность обезжиренного молока до 35—40 °Т. Подготовленное молоко нагревают до 34—35 °С и приливают непрерывно при такой же температуре кислую сыворотку до получения хлопьев белка (казеина), заканчивают тогда, йогда сыворотка в емкости, в которой вырабатывают казеин, становится прозрачной. Вымешивание длится 10— 15 мин, так как комочки белка еще мягкие. После этого сливают большую часть сыворотки и снова наливают, кислую (до кислотности 62—70 °Т) сыворотку, добиваясь наибольшего обсушивания хлопьев сгустка. В конце обработки казеина кислотность сыворотки в емкости должна быть равной 4,6—4,8

Для казеина I сорта величина зерна допускается не более 5 мм, для II сорта до 10 и III сорта до 15 мм. Казеин технический должен отвечать следующим требованиям (табл. 36).

Солянокислый зерненый казеин получают, приливая к подогретому до 34—35 °С обезжиренному молоку тонкими струйками при непрерывном помешивании очищенную соляную кислоту, разбавленную водой до нормальной концентрации.

Когда сыворотка становится в емкости прозрачной, кислоту прекращают приливать, сливают половину сыворотки, затем возобновляют перемешивание и снова добавляют разбавленную водой соляную кислоту до получения рН 4,6—4,0 и 5,0. На практике часто конец обработки определяют сжатием в руке зерен казеина и, когда они дают ощущение максимальной твердости, считают их готовыми.

Если вместо соляной кислоты применять серную, то казеин получают с большим содержанием золы.

Казеин-сырец содержит много примесей: молочный сахар, воду, кислоты, которыми осаждали казеин, соли, кальций и т. д. Все виды казеина, как правило, промывают чистой водой. Требования к промывочной воде следующие:

вода должна быть свободна от заражения посторонней микрофлорой. Особенно опасны гнилостные бактерии;

содержание железа в воде должно быть не более 2 мг на 1 л воды (при расчете по Fe₂O₃);

вода должна содержать мало щелочных солей (больше всего опасны двууглекислые соли кальция и отчасти магния).

Таким образом, промывать казеин-сырец надо мягкой, чистой водой. Обычно рекомендуется брать для промывки казеина-сырца вначале теплую (30—35 °С), а потом холодную воду. На практике часто промывают казеин только холодной водой, так как боятся склеивания его зерен. Казеин достаточно промыть 3 раза водой температурой 15—20 °С, но в каждой воде перемешивать его надо в течение 10 мин. Промытый казеин можно использовать во всех отраслях промышленности.

При долгом хранении лучше всего высушить казеин. До высушивания казеин-сырец прессуют или центрифугируют с целью уменьшения влаги (механически захваченной). Затем спрессованный казеиновый пласт разбивают на мелкие кусочки и равномерно распределяют на сушильных стеллажах (рамы, затянутые полотном). Сушилки либо паровые, либо электрические. Конец сушки устанавливают определением содержания влаги, пока казеин недостаточно высок, зерна его мнутся и не раскалываются с треском. Сухой казеин сортируют по химическому составу, свойствам и внешнему виду. Смешивать казеин различного вида (сычужный с кислотным) нельзя, так как понижается его качество.

Упаковывают казеин в новые, плотные, джутовые, полимерные мешки массой брутто 50 кг. Эжекторный казеин в таких же мешках бывает по 40 кг.

Пищевой казеин. Пищевой казеин получают воздействием на молоко кислотой или свертывающим его ферментом (сычужный фермент, пепсин, препарат ВНИИМСа). Обезжиренное молоко с содержанием жира 0,05% пастеризуют, охлаждают до 35 °С, прибавляют соли кальция (примерно 20—30 г сухой соли на 100 кг молока) и свертывают. Можно до свертывания молока внести и бактериальную закваску. Сычужный казеин содержит больше минеральных солей, чем кислотный. Полученный сгусток разрезают, измельчают до 4—6 мм, нагревают до 57—60 °С и вымешивают в течение 15—25 мин для максимального обезвоживания. После этого дают казеиновой массе осесть на дно, сливают всю сыворотку, а массу промывают трижды водой, при постоянном помешивании. Температура первой промывной воды должна быть 30—35 °С, второй 20—25 и третьей 8— 10°С.

Для промывки казеина используют чистую воду в количестве 20—25% от объема перерабатываемого молока, при этом массу выдерживают при постоянном помешивании каждый раз 10—15 мин. Затем воду удаляют и массу либо прессуют 2—Зч, либо центрифугируют 8—10 мин для лучшего освобождения механически захваченной воды. Отпрессованный или отцентрифугированный казеин пропускают через волчок или дробят на механической терке до 3—5 мм и сушат. Температуру сушки устанавливают не выше 55—60 °С, иначе казеин может плавиться. Готовый казеин должен содержать не более 12% воды.

Пищевой казеин должен соответствовать следующим требованиям: кислотность 50°Т, массовая доля влаги не более 12%, жира не более 1,5, золы 2 (для высшего сорта) и 2,5% (для I сорта). Солей олова, в пересчете на чистое олово, допускается не более 10 мг на 1 кг казеина, солей меди в пересчете на медь не более 8 мг. Содержание солей свинца не допускается. Общее количество бактерий для высшего сорта может составлять до 50 тыс. в 1 г, а для I сорта до 100 тыс., колититр 0,1г. Для того чтобы пищевой казеин можно было бы использовать в пищевой промышленности, его необходимо перевести в растворимую форму. С этой целью после промывки к нему добавляют двууглекислую соду до полной нейтрализации и доведения рН до 7,0, затем его высушивают. Сушку лучше проводить распылительным способом, предварительно нагрев смесь до 70 °С, а иногда и выше — до 90—95 °С. Нагревание нужно для понижения вязкости смеси. Для получения казеината натрия можно вместо двууглекислой соды применять едкий натр. В этом случае к казеину влажностью 55—60% добавляют сначала равное по массе количество воды, а потом 1%-ный раствор едкого натра. После этого смесь казеина и щелочи обрабатывают на коллоидной мельнице и сушат.

Массовая доля влаги в пищевом казеине, обработанном щелочью и высушенном, должна быть не выше 6% для высшего сорта и 8% для первого сорта. Цвет его белый, со слегка кремоватым оттенком. Содержание металлических примесей для всех казенное одно и то же. Микрофлора в растворимом казеине не должна превышать 3 тыс. клеток для высшего и 50 тыс. для I сортов, колититр равен 1 г, т. е. требования значительно строже, чем для пищевого казеина.

Кислотный казеин для пищевых целей лучше осаждать молочной кислотой, образующейся в результате молочнокислого брожения. Можно обезжиренное молоко сквашивать бактериальной закваской, либо осаждать казеин молочной кислотой. Надо иметь в виду экономичность метода осаждения. В первом случае сгусток обрабатывается так же, как при получении пищевого казеина. При получении кислотного казеина очень важно промывать казеиновую массу и освобождать ее от лактатов и фосфатов кальция.

При эжекторном способе получения зерненого казеина лучше осадить казеин при помощи кислой сыворотки. В подогретое до 35 °С обезжиренное молоко вливают непрерывно кислую сыворотку кислотностью 140—150 °Т (температура 35 °С) до получения хлопьев казеина и прозрачной зеленоватой сыворотки. Вымешивают массу еще 10—15 мин. После удаления сыворотки ее опять вымешивают, одновременно добавляют, кислую сыворотку до достижения кислртности 65—70 °Т или рН 4,6. По готовности зерна сыворотку удаляют и приступают к промывке зерна. При применении соляной кислоты плотностью 1190 кг/м³ и концентрацией 37,2% (дымящая кислота) её предварительно разбавляют в 8 раз водой и вливают медленнее, чем кислую сыворотку, примерно в 2,5—3 раза, а именно в течение 25—30 мин. При этом кислотность сыворотки надо довести до рН 4,5 или до 50—55 °Т.

Эжектирование готового сгустка проводят при повышенной температуре — 55—60 °Т. Сгусток засасывается в камеру эжектора, где он раздробляется на мелкие зерна и нагревается. Отваренная масса казеина при эжектировании поступает на промывку. Остальную обработку ведут так же, как и при получении пищевого казеина. При зерненом способе сычужное свертывание не доводят до получения прочного сгустка. При первых же признаках свертывания массу начинают вымешивать. Образуются хлопья, которые слипаются в рыхлые комья. Когда казеин полностью коагулирует (сыворотка бывает при этом прозрачная и почти зеленоватого цвета), массу нагревают до 60°С. Затем все операции проводят те же, что и при Обыкновенном методе получения казеина (промывка, центрифугирование или прессование, дробление, сушка).

Технология зерненого способа получений казеина более сокращенная и обеспечивает минимальнее содержание жира а продукте. Но при этом способе выход казеина уменьшается, так как образуется многое «казеиновой пыли» (мельчайших частиц), которая остается в сыворотке.

При осаждении казеина хлоридом кальция получают кальциевый казеин. Он выпадает из обезжиренного молока при температуре 90—95°С совместно с сывороточными белками: При производстве кальциевого казеина обезжиренное молоко предварительно не пастеризуют, поскольку ere получают добавлением хлорида кальция в количестве 1 г на 1 л молока при температуре 95—97 С.

После получения казеиновой массы его отмывают, тщательно от кальциевых и других солей. Остальные операции одинаковы для всех казеинов.

Наибольшее использование белкой обезжиренного молоко бывает при кальциевой коагуляции 95%, затем при кислотной — 90% и хуже всех При сычужной— 86%. При всех способах надо иметь в виду ИХ назначение и себестоимость. Высокая жирность является наиболее распространенным пороком казеина. Повышенная зольность также является серьезным пороком для казеина. Оба порока проявляются в казеине при неправильном сепарировании, обезжиривании молока, плохой промывке казеина; при выработке может иметься высокий влажность и кислотность казеина; первый порок бывает от плохой сушки или хранения казеина в сыром месте, а второй является результатом плохой промывки казеиновой массы, или повышение кислотности происходит при длительном хранений, казеина-сырца до сушки.

Неправильная сушка и хранение могут привести к следующим порокам: блестящая оплавленная поверхность, бурый коричневый цвет, темный и серый цвет казеина.

Дата добавления: 2014-01-11