Состав и свойства, пищевая и биологическая ценность молочной сыворотки. Коагуляция сывороточных белков тепловым методом, с использованием реагентов и комплексообразователей. Основы фильтрации и центробежного разделения. Принцип работы и расчет сепаратора.
Аннотация к работе
Молоко и молочные продукты играют большую роль в питании людей. Включение молочных продуктов в пищевой рацион повышает его полноценность, способствует лучшему усвоению других компонентов. Одним из «узких мест» отечественной молочной промышленности является переработка сыворотки. При производстве сыров, творога, казеина неизбежно получается молочная сыворотка: подсырная, творожная или казеиновая. В ней содержится 50% сухих веществ молока, до 200 различных соединений, в их числе тонкодиспергированный молочный жир, растворимые азотистые соединения и минеральные соли, лактоза, а также витамины, ферменты, органические кислоты. Наряду с питательной ценностью молочная сыворотка и продукты, получаемые из нее, имеют диетическое и лечебное значение. Так, в настоящее время в Тульской области работают 4 предприятия (ОАО «Тульский молочный комбинат», ОАО «Щекинский молочный завод», ОАО «Ефремовский маслосыродельный комбинат», ЗАО «Молоко») получающие в процессе производства, как побочный продукт молочную сыворотку. Из всего объёма вырабатываемой сыворотки на дальнейшее использование идет около 49%, причем 26% направляется для переработки, а 23% - продается для применения в других отраслях пищевой и сельскохозяйственной промышленности. Среди разнообразного ассортимента продуктов из молочной сыворотки перспективным направлением является производство сывороточных напитков на основе осветленной сыворотки. Так интересным представляется тот факт, что высоко профессиональные эксперты при проведении дегустации не отличили сокосодержащие напитки (сока не более 50 %) на основе осветленной сыворотки от натуральных соков. Известны различные методы выделения белков из продукта. Традиционные способы разделения молока, основанные на биотехнологии (закваски, ферменты) и использовании химических реагентов (кислот, щелочей, солей), приводят к образованию подсырной, творожной и казеиновой сывороток [21]. Критерии безопасности молочной сыворотки в соответствии с нормативными требованиями приведены ниже [14]: Таблица 1 Микробиологические показатели: содержание патогенных микроорганизмов не допускается Токсичные элементы, мг/л, не более: Свинец 0,1 Мышьяк 0,05 Кадмий 0,03 Ртуть 0,005 Микотоксины, мг/л, не более: афлотоксин М1 0,0005 Антибиотики: Левомицетин (хлорамфеникол) не допускается тетрациклиновая группа не допускается стрептомицин не допускается пенициллин не допускается Пестициды (в пересчёте на жир) мг/л, не более: гексахлорциклогексан (α, β, γ-изомеры) 0,05 ДДТ и его метаболиты 0,05 Радионуклиды, Бк/л: цезий-137 100 стронций-90 25 Физико-химические показатели молочной сыворотки должны соответствовать определённым требованиям (табл. Таблица 2 Физико-химические показатели сыворотки молочной Вид сыворотки Плотность, кг/м3, не менее Кислотность, Т, не более Массовая доля, % сухих веществ, не менее жира, не более хлорида натрия, не более ионов хлора, не более всего в том числе лактозы Сыворотка подсырная: несоленая 1023 20 5,0 4,0 0,1 - - соленая 1023 25 4,5 4,0 0,1 2,0 - Сыворотка творожная 1023 75 5,0 3,5 0,1 - - Сыворотка казеиновая: молочно-кислотная 1023 70 5,0 3,5 0,1 - - солянокислотная 1023 70 5,0 3,5 0,1 - 0,3 1.2 Формирование состава и свойств молочной сыворотки Состав и свойства молочной сыворотки обусловлены видом основного продукта (творога, сыра, казеина и т. д.), особенностями технологии его получения и аппаратурным оформлением процесса. Таблица 3 Степень перехода компонентов молока в молочную сыворотку Размер частиц, нм Способы перехода, %, традиционных нетрадиционных Молочный жир 2000 - 5000 7,7 0,0 Белки молока: казеин 100 - 200 22,5 0,0 сывороточные 15 - 50 95,0 98,0 Лактоза 1,0 - 1,5 96,2 96,5 Минеральные соли 0,2 - 2,0 81,1 60,6 Сухие вещества - 49,9 45,1 Состав молочной сыворотки колеблется в значительных пределах и зависит от вида вырабатываемого продукта, массовой доли жира в исходном сырье и готовом продукте (табл. Агрегатное состояние лактозы в водных растворах зависит от температуры и концентрации. В молочной сыворотке содержится от 0,05 до 0,5% жира, что обусловлено его содержанием в исходном сырье и технологией выработки основного продукта, после сепарирования в сыворотке сохраняется от 0,05 до 0,1%. По технологическим особенностям производства напитки из осветленной сыворотки можно разделить на ферментированные и неферментированные (сокосодержащие и ароматизированные) Технология таких напитков проста, не требует специального оборудования (рис. Блок 1. На данной стадии выделение коагулированных сывороточных белков (после тепловой или химической коагуляции) и получение осветленной сыворотки проводят при помощи отстаивания, фильтрации или с применением центробежных методов, также возможно использование мембранного метода осветления на ультрафильтрационной установке. Введение в растворы некоторых веществ способствует тепловой денатурации [20].