Сравнительная эффективность различных способов выделения белковых хлопьев из молочной сыворотки

Эффективность выделения фракций белков молочной сыворотки

Азот	Массовая доля в сыворотке после обработки по вариантам, мг/100 мл
I	II	III	IV
Общий:	105,0	78,0	63,0	49,0
в т.ч.	Небелковый	39,2	39,0	40,1	39,6
	Белковый:	65,8	39,0	22,9	9,4
в т.ч.	Казеиновый	1,4	0,0	0,0	0,0
	Сывороточных белков	60,2	33,8	17,2	3,8
	Пептидов	4,2	5,2	5,7	5,6

Примечание. Варианты обработки молочной сыворотки:

I – сыворотка исходная без обработки;

П – сыворотка после тепловой денатурации;

III – сыворотка после тепловой денатурации и подкисления;

IV – сыворотка после тепловой денатурации, подкисления и раскисления.

Белки из молочной сыворотки можно выделить и за счет введения в нее ионов-коагулянтов, в частности кальция. Сорбируясь на поверхности глобулы, кальций обеспечивает потерю ее устойчивости, что хорошо подтверждает теорию термокальциевой коагуляции белков молока П. Ф. Дьяченко. Имеются разработки по выделению сывороточных белков с использованием биополимеров - пектина, танина, карбоксилметилцеллюлозы.

Коагуляцию белков в кислой (творожной, казеиновой) сыворотке следует проводить с раскислением до 10-15°Т.

Коагуляция белков в соленой сыворотке несколько затруднена, что связано с защитным действием ионов натрия и хлора.

Непременным условием использования белков сыворотки в пищевых целях является применение реагентов-коагулянтов, разрешенных действующим законодательством.

Безреагентная коагуляция белков в подсырной сыворотке может быть обеспечена за счет ее сгущения в 4-5 раз до 28% сухих веществ. При этом эффективность коагуляции почти на 10% выше в сравнении с тепловой денатурацией и внесением реагентов. Кроме того с белковым осадком связывается до 20% минеральных солей. Перспективной является безреагентная, экологически чистая коагуляция сывороточных белков путём смешения молочной сыворотки и обезжиренного молока (пахты) с направленным регулированием рН смеси. Для удаления скаогулировавших частиц белка необходимо провести разделение грубодисперсной суспензии «сыворотка – хлопья белка», которая характеризуется следующими показателями:

содержание взвешенного осадка, мг/л	66×10^2 – 96×10^2;
размер частиц, мкм	5 – 150
динамическая вязкость, Па×с×10^–4
при 20±1 °С	12,4 - 12,6
87±1 °С	5,2 – 5,4
разделяемость системы при 85 °С, с^–1	0,1×10^–6

Сравнительная эффективность различных способов выделения белковых хлопьев из сыворотки приведена в табл.

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

Наиболее эффективным способом разделения суспензии является центробежный. Для осуществления операции имеются 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 содержанием 5-10 % сухих веществ, белковой массы с содержанием 15-20 % сухих веществ и альбуминного творога с содержанием 20-25 % сухих веществ.

Альбуминное молоко получается при самопроизвольном отстое коагулированных хлопьев белка и представляет продукт желтовато-кремового цвета с консистенцией сметаны, состоящей из мелких хлопьев. Вкус альбуминного молока кисломолочный, приятный, слегка вяжущий. Сывороточных белков в нем примерно в 10 раз больше, чем в коровьем молоке, а казеина в 15 раз меньше. Такое соотношение является благоприятным и приближается к женскому молоку. Для обогащения альбуминного молока его заквашивают чистыми культурами молочнокислых бактерий, кефирными грибками и вводят наполнители – цельное молоко, сливки, сахар, сиропы и соки. При приготовлении кефирного напитка альбуминное молоко охлаждают до 28-30 °С, вносят кефирную закваску в количестве 6-8 %. Смесь термостатируют в течение 16-18 ч для нарастания кислотности до 90-120 °Т. Созревший кефир помещают в камеру при 10-12 °С. Для получения более выраженного вкуса в альбуминное молоко рекомендуется добавлять 0,04% поваренной соли.

Альбуминное молоко можно также использовать при выработке мороженого.

Белковая масса может быть получена как из натуральной, так и подсгущенной сыворотки при разделении суспензии на саморазгружающихся сепараторах, а также ультрафильтрации сыворотки. По консистенции белковая масса напоминает густую сметану. Особую ценность представляет белковая масса (концентрат, ретентант), полученная при ультрафильтрационной обработке молочной сыворотки. Фракционный состав белков массы представлен в основном лактоглобулином. По аминокислотному набору белковая масса не уступает творогу. Кроме белковых веществ масса содержит до 0,5% молочного жира и 0,8-1,5 % минеральных солей. Содержание лактозы колеблется в пределах 5-6 %. Активная кислотность (рН) 4,5-5,5 ед., титруемая – 40-120 °Т.

По структурно-механическим свойствам белковая масса относится к слабо-ньютоновским жидкостям с вязкостью 10-24 Па×с (10^-3), предельным напряжением сдвига 0,4-0,6 Па.

Доброкачественная белковая масса содержит от 2 до 10 тыс. бактериальных клеток в 1 г. Для сохранения качества ее рекомендуется охлаждать до 2-4 °С, что обеспечивает сохранность в течение 15 суток, и добавлять консерванты, например, поваренную соль (2% к массе) или сорбиновую кислоту (до 0,1% к массе). Хорошим способом длительного консервирования белковой массы является замораживание в блоках.

Белковую массу широко используют в производстве натуральных и плавленных сыров, приготовлении диетических продуктов и мясных изделии.

Альбуминный творог получают из альбуминного молока путем дополнительного обезвоживания. Для улучшения процесса и качества творога в охлажденное до 26-30 °С альбуминное молоко рекомендуется добавлять 2,5% закваски на чистых культурах молочнокислого стрептококка и ацидофильной палочки. На основе альбуминного творога можно приготовить целую гамму диетически полноценных продуктов путем внесения наполнителей.

При выработке альбуминных сырков в растертый альбуминный творог вносят сахар, цукаты, шоколад, сливки или масло. В Грузии из сыворотки от рассольных сыров традиционно готовят творог «Надуги», обогащая отпрессованную до 74% влаги массу мятой. Продукт содержит до 12% белка и 11% жира.

Обогащая творог закваской на основе ацидофильной палочки и сахаром, получают специальную диетическую пасту, которая содержит (%):

альбумина 8,5 – 10,0

казеина 1,2 – 1,3

лактозы 1,5 – 1,9

молочной кислоты 0,5 – 0,8

минеральных веществ 0,3

сахарозы 15

Пасту для детского питания получают смешивая альбуминный творог с сиропами шиповника и др., а также обогащением витамином С.

Оригинальные белковые продукты на основе молочной сыворотки можно получить при совместной коагуляции сывороточных белков и казеина. За рубежом известны продукты типа Рикотта, в нашей стране разработана технология сырной массы «Кавказ».

Сырная масса «Кавказ» вырабатывается из смеси несепарированной свежей подсырной сыворотки (90%) и обезжиренного молока или пахты (10%). Технологический процесс производства сырной массы «Кавказ» включает следующие операции: подготовку сырья и его тепловую обработку, формование, внесение компонентов, фасовку, хранение и реализацию. Сыворотку из сыроизготовителей собирают в резервуар и оставляют для нарастания кислотности до 17-22°Т (повышать кислотность можно внесением кислой сыворотки или органической пищевой кислотой - лимонной, уксусной, молочной). Затем сыворотку нагревают до 65-70°С и при постоянном перемешивании добавляют обезжиренное молоко или пахту в количестве 10% к объему перерабатываемого сырья. Смесь нагревают до 85-95°С, выдерживают 10 минут, охлаждают до 40-45°С и оставляют до отстоя белковых хлопьев. Формуют массу путем слива отстоявшейся сыворотки и частичного обезвоживания осадка путем прессования в специальной тележке. Для придания продукту специфического вкуса и легкой остроты в белковую массу вносят закваску чистых культур молочнокислых стрептококков в количестве 1,0-1,5 % и 1-2 % поваренной соли. Сырную массу охлаждают, фасуют и хранят при температуре не выше 8°С в течение 48 ч. Продукт имеет чистый кисломолочный вкус со специфическим привкусом альбумина и пастеризации, нежную консистенцию, светложелтый цвет.

Физико-химические показатели сырной массы:

массовая доля сухих веществ, %, не менее 20

массовая доля поваренной соли, %, не более 2

массовая доля жира, %, не менее 2

активная кислотность, ед. рН 5,15-5,20

Бактериальная обсеменененность посторонней микрофлорой сырной массы в результате тепловой обработки сыворотки незначительная.

Сырная масса содержит до 15% азотистых соединений (в пересчете на белок) в т.ч. 12,5% растворимого азота, т.е. на уровне зрелых натуральных сыров. Лактозы в свежей массе содержится до 4%, при хранении снижается до 0,05% (на третьи сутки). Содержание лимонной кислоты за двое суток повышается с 0,048 до 0,056%; в массе накапливается до 32,2 мг % летучих жирных кислот и 37,5 мг % свободных аминокислот в т.ч. все незаменимые, что позволяет отнести сырную массу к пищевым продуктам с высокой диетической ценностью.

Для длительного хранения белок из молочной сыворотки высушивают с получением концентрата сывороточных белков (КСБ), сывороточного белкового концентрата после ультрафильтрации (СБК -УФ), сывороточного белкового концентрата после ультрафильтрации и электродиализа (СБК -УФ/ЭД), растворимого сывороточного белка после диафильтрации (РСБ).

В Германии на основе совместной коагуляции сывороточных белков и казеина (соотношение обезжиренного молока и молочной сыворотки 1:1), их выделения и высушивания получают сухой продукт под фирменным названием «Микора», который используется в колбасном производстве и рецептурах кондитерских изделий.

В условиях рыночной экономики и необходимости энергосбережения всё больше внимания уделяется возможности комплексного выделения из молочной сыворотки казеиновой пыли, молочного жира и сывороточных белков. Проблема ждёт своего решения.

Дата добавления: 2014-10-31