Белка на большей части земного шара, значительная часть производимой сыворотки до сих пор

не перерабатывается – в 1989–1990 гг. ее потери составили около 50%.

Сыворотка составляет около 80–90% от общего объема перерабатываемого молока и содержит около 50% питательных веществ, входящих в состав необработанного молока: растворенные белки, лактозу, витамины и минеральные вещества. Сыворотка, которая является побочным продуктом производства твердых, полутвердых и мягких сыров и сычужного казеина, называется сладкой сывороткой и имеет рН 5,9–6,6. При производстве осажденного неорганическими кислотами казеина образуется кислая сыворотка с рН 4,3–4,6. В таблице 15.1 указаны примерный состав сыворотки, получаемой при производстве различных типов сыра и казеина.

Таблица 15.2

Примеры использования сыворотки и изготовленных из нее продуктов

Сыворотка Сыворотка Сгущенная или Сывороточные Лактоза

и изготовленные из нее продукты сухая сыворотка белки

Корм для скота • • • • •

Потребление человеком

Детское питание • • • • •

Диетическое питание • • • • • •

Колбасные изделия • •

Супы • • •

Хлебобулочные изделия • • • •

Заправки к салатам • •

Сывороточные пасты/сыры •

Сыры натурального изготовления • •

Напитки • •

Кондитерские изделия • • • •

Фармацевтические продукты •

Дрожжевые продукты •

Технические продукты • •

Жидкая сывороткаНатуральная

Подслащенная

Деминерализированная

Безбелковая

Безлактозная

Неочищенная(сырец)

Деминерализированная

и безлактозная

Рафинированная

Таблица 15.1

Приблизительный состав сыворотки, %

Ингредиент Подсырная Казеиновая

сыворотка сыворотка

Сухие вещества 6,4 6,5

Вода 93,6 93,5

Жир 0,05 0,04

Белок 0,55 0,55

Небелковые азотные соединения 0,18 0,18

Лактоза 4,8 4,9

Зола (минеральные вещества) 0,5 0,8

Кальций 0,043 0,12

Фосфор 0,040 0,065

Натрий 0,050 0,050

Калий 0,16 0,16

Хлориды 0,11 0,11

Молочная кислота 0,05 0,4

Деминерализированная

Безлактозная

Сыворотку часто разбавляют водой. Приведенные выше цифры относятся к неразбавленной сыворотке. Что касается фракции NPN (небелковых азотистых соединений), около 30% ее состоит из мочевины. Остальную часть составляют аминокислоты и пептиды (глико-макропептид, полученный при сычужной коагуляции). Таблица 15.2 показывает некоторые области использования сыворотки и изготовленных их нее продуктов.

Хотя сыворотка содержит большое количество ценных питательных веществ, новые промышленные способы для производства продуктов из сыворотки были разработаны только в последние годы. На схеме изображены различные процессы, которые используются при переработке сыворотки, и конечные продукты производства. Вне зависимости от типа дальнейшей обработки на первой стадии для увеличения экономического выхода, а также потому, что эти ингредиенты могут нарушать процессы дальнейшей обработки сыворотки, отделяются жир и казеиновая пыль.

Основными направлениями переработки являются: производство сухой сыворотки, деминерализованной сухой сыворотки, лактозы и безлактозной сухой сыворотки. Однако происходит существенный сдвиг в сторону производства новых интересных продуктов, благодаря чему сыворотка становится вместо нежелательного побочного продукта производства важным сырьем для производства высококачественных продуктов. Некоторые используемые сегодня продукты описаны в этой главе.

Различные технологии переработки сыворотки

Сыворотка должна быть переработана как можно быстрее после ее получения, так как благодаря ее составу в ней начинают быстро размножаться бактерии. В противном случае необходимо немедленно охладить сыворотку до температуры 5°С, чтобы временно остановить рост бактерий.

Если разрешено законом, можно консервировать сыворотку путем добавления бисульфита натрия обычно в концентрации 0,4%, считая как двуокись серы (SO₂), или перекиси водорода (H₂O₂) – обычно в концентрации 0,2%, исходя из 30%-ного раствора H₂O₂.

Выделение казеиновых частиц и сепарирование жира

В сыворотке всегда присутствуют казеиновые частицы. Они отрицательно воздействуют на выделение жира, поэтому их следует удалить из сыворотки в первую очередь. Для этого можно использовать различные типы сепарирующих устройств – например, циклоны, центробежные сепараторы или вращающиеся фильтры.

Жир отделяется с помощью центробежных сепараторов.

Отделенные частицы часто спрессовывают, подобно сыру, после этого их можно использовать при производстве плавленого сыра и после созревания также при приготовлении пищи.

Содержание жира в подсырных сливках в основном составляет 25–30%. Их можно повторно использовать для нормализации молока при производстве сыра, а также для производства специальных продуктов с повышенным содержанием жира.

Охлаждение и пастеризация

Сыворотка, которую до обработки предполагается хранить, должна быть охлаждена или пастеризована сразу после отделения жира. При кратковременном хранении (10–15 часов) для снижения активности бактерий охлаждения обычно достаточно. При более продолжительном хранении необходимо произвести пастеризацию сыворотки.

Концентрирование сухих веществ

Сгущение

Сгущение сыворотки обычно производится в вакууме в выпарном аппарате с падающей пленкой жидкости с двумя или более корпусами. До середины семидесятых годов, чтобы сократить расходы энергии, использовались выпарные аппараты, имеющие до семи корпусов. В большинстве таких аппаратов стали использовать термическое и механическое сжатие испарений, чтобы дополнительно снизить расходы на выпаривание.

На многих заводах были также установлены аппараты обратного осмоса трубчатой конструкции для предварительного концентрирования сыворотки перед отправкой обратно фермерам или окончательным концентрированием в выпарном аппарате. После концентрирования до 45–65% содержания твердых веществ концентрат быстро охлаждают до температуры около 30°С в пластинчатом теплообменнике и перемещают в изолированный танк с рубашкой для дальнейшего охлаждения до 15–20°С при постоянном перемешивании. Эта процедура может занять 6–8 часов, чтобы образовавшиеся кристаллы имели как можно меньший размер, благодаря чему сухой продукт будет негигроскопичным. Сгущенная сыворотка представляет собой перенасыщенный раствор лактозы, и при определенных условиях температуры и концентрации она может начать кристаллизоваться до того, как покинет выпарной аппарат. При концентрациях твердых веществ свыше 65% продукт становится настолько вязким, что теряет текучесть. Дополнительная информация по обратному осмосу и выпарным аппаратам приведена в главе 6, разделы 6.4 и 6.5.

Сушка

Обычно сыворотку сушат так же, как молоко, то есть в барабанных или распылительных сушилках (см. раздел о сухом молоке в главе 17). При использовании барабанных сушилок возникает проблема: сложно снять слой сухой сыворотки с поверхности барабана. Поэтому перед сушкой с сывороткой смешивается наполнитель – например, пшеничные или ржаные отруби, чтобы облегчить процесс удаления сухого продукта со стенок барабана. Распылительная сушка сыворотки является наиболее широко используемым методом.

Перед сушкой концентрат сыворотки обрабатывается, как описано ранее, для того чтобы в нем образовались небольшие кристаллы лактозы, благодаря этому продукт становится негигроскопичным и не образует комков при впитывании влаги.

Кислую сыворотку, которая образовалась при производстве домашнего сыра и казеина, сложно высушивать из-за высокого содержания молочной кислоты. Она агломерируется и образует комки при распылительной сушилке. Сушка может быть облегчена путем нейтрализации и введения добавок, например, обезжиренного молока и зерновых продуктов, но этот тип сыворотки сейчас не перерабатывается.

Разделение сухих веществ на фракции

Выделение белка

Ранее для выделения сывороточных белков использовали различные технологии осаждения, но сегодня в дополнение к технологиям осаждения и комплексообразования используется мембранное и хроматографическое разделение (фракционирование). Процесс, который чаще всего использовался для выделения белков из сыворотки,– это термическая денатурация. Осажденные в ходе этого процесса белки являются либо нерастворимыми, либо слаборастворимыми – в зависимости от условий денатурации – и называются термически осажденными сывороточными белками (ТОСБ). Финк (Fink) и Кесслер (Kessler) (1988) установили, что максимальная степень денатурации сывороточных белков составляет 90% для всех денатурируемых фракций. Протеозопептонная фракция, составляющая около 10% сывороточных белков, считается неденатурируемой.

Нативные белки сыворотки, являющиеся составной частью сухой сыворотки, могут быть легко получены путем ее тщательной сушки. Из-за неподходящего состава они находят лишь ограниченное применение в производстве продуктов питания (содержание белков, высших молочных сахаров и золы составляет около 11%). По этой причине была разработана технология выделения нативных белков сыворотки в чистом виде. Нативные сывороточные белки, полученные методом мембранного разделения или с помощью ионообменной технологии, имеют хорошие функциональные показатели растворимости, пенообразования, эмульгирования и гелеобразования.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: