УДК 637.35(06) ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРОДУКТОВ ИЗ

УДК 637.35(06)
ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРОДУКТОВ
ИЗ ВТОРИЧНОГО МОЛОЧНОГО СЫРЬЯ
А.С. Роина, аспирант, механико-технологический факультет
ФГБОУ ВПО «Калининградский государственный технический
университет»
Байдалинова Л.С., ФГБОУ ВПО «Калининградский государственный технический университет»
В статье рассмотрены направления использования молочной сыворотки в производстве различных пищевых продуктов, подробно описан состав молочной сыворотки, рекомендована безотходная переработка молочной сыворотки путем создания продуктов на ее основе.
молочная сыворотка, безотходные технологии, функциональные продукты
Молоко и молочные продукты играют большую роль в питании человека. Направленное биоэнергетическое воздействие на молоко как сложную полидисперсную систему
приводит к ее разделению на белково-жировой концентрат (сыр, творог, казеин) и фильтрат (молочную сыворотку). Таким образом, молочная сыворотка является нормальным
побочным продуктом при производстве молочных продуктов [1]. Многие годы считалось,
что молочная сыворотка не имеет коммерческой значимости. Но в последнее время ее
начинают широко перерабатывать и использовать в различных видах [2].
Проблема использования молочной сыворотки возникла на заре производства сыра,
творога и казеина, масса которых составляет 10-20% от массы молока, а 80-90 – приходится на молочную сыворотку. В ней содержится 50% сухих веществ молока, включающих до 250 различных соединений (азотистые соединения, молочный жир, минеральные
соли, лактоза, витамины, ферменты, органические кислоты) [1].
Традиционные способы разделения молока, основанные на биотехнологии (закваски, ферменты) и использовании химических реагентов (кислоты, щелочи, соли), обеспечивают получение подсырной (сладкой), творожной (кислой) и казеиновой сыворотки.
Степень перехода основных компонентов молока в молочную сыворотку определяется,
главным образом, размерами их молекул. Состав и свойства молочной сыворотки обусловлены видом основного продукта (творога, сыра, казеина) и особенностями технологии
его получения, а также аппаратурным оформлением процесса [1]. Состав подсырной сыворотки зависит от вида вырабатываемого сыра и его жирности; творожной – от способа
производства творога и его жирности; казеиновой – от вида вырабатываемого казеина.
Производство сладкой сыворотки является относительно легким процессом, тогда как для
переработки кислой требуется значительно больше оборудования и стадий [2]. Нетрадиционные способы разделения молока, разработанные в последнее время (молекулярноситовая фильтрация, термодинамическое выделение белков молока биополимерами), дают
ультрафильтрат и бесказеиновую фазу [1].
Различные виды молочной сыворотки отличаются содержанием лактозы, белков,
пептидов, аминокислот, витаминов, поэтому представляют собой разную среду для молочно-кислых бактерий [3] (табл. 1, 2).
Таблица 1 – Среднее содержание основных компонентов (%) в различных видах молочной
сыворотки [3]
Компоненты
Виды молочной сыворотки
292
Сухие вещества
Лактоза
Белковые вещества
Минеральные соли
подсырная
6,5
4,5
0,7
0,5
творожная
6
4,2
0,8
0,6
казеиновая
6,8
4,5
1
0,7
Таблица 2 – Содержание основных компонентов молочной сыворотки в сухом веществе [3]
Компоненты
Содержание
г на 100 мл
% на сухое вещество
Лактоза
4,66
71,7
Белковые вещества
0,91
14,0
Минеральные вещества
0,5
7,7
Жир
0,37
5,7
Прочие
0,06
0,9
Итого
6,5
100
Количество жира в молочной сыворотке зависит от его количества в исходном сырье и технологии выработки основного продукта. Жир в сыворотке диспергирован больше, чем в молоке, что положительно влияет на биохимические процессы, происходящие в
организме человека и животных.
В молочную сыворотку переходят практически все соли и микроэлементы молока и
соли, вводимые при выработке основного продукта, и соединения с поверхности оборудования. Абсолютное содержание основных элементов в сыворотке представлено в табл. 3.
Таблица 3 – Содержание основных элементов в сыворотке [3]
Элементы
Содержание (в %)
Калий
0,09 – 0,19
Магний
0,009 – 0,02
Кальций
0,04 – 0,11
Натрий
0,03 – 0,05
Фосфор
0,04 – 0,1
Хлор
0,08 – 0,11
В молочную сыворотку почти полностью переходят водорастворимые и некоторая
часть жирорастворимых витаминов (табл. 4).
Таблица 4 – Содержание витаминов в молочной сыворотке, мкг/кг
Сыворотка
Витамины
βА
Е
В1
В2
В6
каротин
Подсырная
13
22
227
315
1389
524
Творожная
75
110
315
263
1107
478
холин
РР
С
160000
140000
140
140
500
500
Из 134 мг/100мл азотистых соединений молочной сыворотки около 65% являются
белковыми соединениями, а 35 – небелковыми. Содержание белковых азотистых соединений в различных видах молочной сыворотки приведено в табл. 5.
293
Таблица 5 – Содержание белковых азотистых соединений, мг/100 мл [2]
Продукты
Содержание
Обезжиренное молоко
447
Подсырная сыворотка
64
Творожная сыворотка
44
Казеиновая сыворотка
23
Сывороточные белки состоят из альбуминов и глобулинов, а также протеоз и пептонов. Они считаются наиболее ценным белком молока: для покрытия суточной потребности человека в незаменимых аминокислотах требуется 28,4 г общего белка коровьего
молока, 17,4 – яичного и всего лишь 14,5 – сывороточного. В молочной сыворотке содержатся все незаменимые аминокислоты. Содержание белковых азотистых соединений приведено в табл. 6, небелковых в табл. 7.
Таблица 6– Общее содержание аминокислот в сыворотке, мг/л [2]
Виды
Аминокислоты
сыворотки
свободные
всего
в том числе
всего
незаменимые
Подсырная
132,7
51,0
6490
Творожная
450,0
356,0
5590
в белках
в том числе
незаменимые
3326
2849
Таблица 7 – Содержание небелковых азотистых соединений, мг/100 мл [2]
Соединения
Содержание
Азот общий небелковый
25,5
Аминокислоты
3,9
Мочевина
13,4
Креатин
2,5
Креатинин
1,8
Мочевая кислота
1,8
Пуриновые основания
2,6
Аммиак
1,2
В сыворотке обнаружены молочная, лимонная, нуклеиновая кислоты и летучие
жирные кислоты – уксусная, муравьиная, пропионовая, масляная. Жир сыворотки тонко
диспергирован, что обусловливает его полное усвоение стенками желудка. Молочная сыворотка – низкокалорийный продукт (табл. 8). Молочная сыворотка оказывает положительное влияние на пищеварительную, нервную, сердечно-сосудистую системы человека
и на сопротивляемость его заболеваниям.
Таблица 8 – Энергетическая ценность молочных продуктов [1]
Продукты
Калорийность, кДж/кг
Молоко цельное
2805
Молоко обезжиренное
1440
294
Пахта
Молочная сыворотка
1599
1013
Молочная сыворотка, полученная из пастеризованного молока с соблюдением санитарно-гигиенических условий, может считаться готовой к употреблению. Но для гарантии технология продуктов из нее должна предусматривать повторную тепловую обработку [1].
Конечный вид продуктов из молочной сыворотки определяет выбор оборудования
для производства. С момента, как сыворотка удаляется из сырной ванны, к ней необходимо относиться как к высококачественному продукту, и для сохранения ее свойств очень
важно соблюдать технологию на всех этапах. Прежде всего, сыворотку освобождают от
мелких сырных частиц для упрощения дальнейших операций и для улучшения функциональных свойств конечного продукта (например, растворимости). Далее снижают массовую долю жира до 0,05 %, что продлевает срок эффективной работы фильтрующих мембран, так как жир может закупорить поры мембраны. Потом следует тепловая обработка,
вид которой зависит от микробиологического качества сыворотки и требований, предъявляемых к конечному продукту. Получается сыворотка – основа для производства разных
видов продуктов [2].
При сепарировании молочной сыворотки полученный концентрат жировых шариков называют «подсырные сливки». Сливки из подсырной сыворотки имеют вкус от сладковатого до соленого, из творожной – чистый, умеренно кислый с привкусом творожной
сыворотки. Цвет от белого до слабо-желтого, консистенция однородная, допускаются
единичные комочки жира. Подсырные сливки по сравнению с обычными содержат на 34% меньше сухих обезжиренных веществ и практически не содержат казеина, обладают
меньшей термостабильностью, при хранении быстрее портятся. Они используются для
нормализации смеси при выработке сыров, подсырного масла, плавленых сыров и мороженого.
Из творожной сыворотки получают альбуминно-творожные изделия, молоко альбуминное – концентрат молочного белка (альбумина) – полуфабрикат для выработки альбуминного творога, колбасных изделий и других продуктов. Технология получения
предусматривает: выделение жира (сепарирование); нагревание сыворотки (90-95°C); коагуляцию альбумина (добавление кислой сыворотки или соляной кислоты, белковые хлопья оседают на дно); отстаивание белка (1,5-2 ч); розлив; упаковывание. Альбумин молочный пищевой готовится из обезжиренной сыворотки при производстве сыров и творога. Используется в колбасном производстве, при приготовлении паштетов. Творог альбуминный вырабатывается из молочной сыворотки, сквашенной заквасками на чистых культурах молочнокислых стрептококков и ацидофильной палочки. Он предназначен для
непосредственного употребления в пищу. Сырки альбуминные приготавливаются из альбуминного творога или смеси его и коровьего молока с добавлением вкусовых и ароматических веществ [4].
Во многих странах популярностью пользуются напитки с использованием сыворотки. Для напитков используют осветлённую и натуральную сыворотку, а также сгущённые или сухие концентраты. Бóльшую биологическую ценность имеют напитки на
основе натуральной сыворотки. Для улучшения качественных показателей готового продукта перспективными являются биологические методы обогащения. Для этих напитков
могут применяться соки фруктовые (яблочный, грейпфрутовый, апельсиновый) и овощные (свекольный, огуречный), экстракты трав (хвощ полевой, пустырник, мята) и растений (боярышник, цветки гибискуса). Соки и экстракты улучшают органолептические характеристики напитков, обогащают их макро- и микроэлементами, витаминами, усвояемыми белками и углеводами[5]. Полисахариды пектин, хитозан положительно влияют на
структурно-механические свойства напитков. Они оказывают в напитках антиокислитель295
ное и бактерицидное действие, что позволяет увеличить сроки их хранения. Следовательно, молочная сыворотка является важным и перспективным сырьём для производства сокосодержащих напитков функционального назначения.
Литература
1. Храмцов, А.Г. Технология продуктов из молочной сыворотки / А.Г. Храмцов,
П.Г. Нестеренко. – М.: ДеЛи принт, 2004. – 587 с.
2. Шевелев, К. Сыворотка – ценный субпродукт / К. Шевелев // Молочная промышленность. – 2005. – №1. – С. 60-61.
3. Шуляк, Т.Д. Ферментация различных видов молочной сыворотки молочнокислыми бактериями / Т.Д. Шуляк // Хранение и переработка сельхозсырья. – 2005. – №7. –
С. 35-38.
4. Кунижев, С.М. Новые технологии в производстве молочных продуктов / С.М.
Кунижев, В.А. Шуваев. – М.: ДеЛи принт, 2004. – 203 с.
5. Роина, А.С. Разработка технологии напитка на основе творожной сыворотки с
добавлением пищевого хитозана и грейпфрутового сока / А.С. Роина // Сборник научных
статей студентов, аспирантов и молодых учёных «Вестник молодёжной науки - 2011». –
Калининград: Изд-во ФГБОУ ВПО «КГТУ», 2011. – С. 322-326.
THE BASIS OF DEVELOPMENT OF PRODUCTS FROM SECONDARY DAIRY RAW
MATERIALS
A.S. Roina, L.S. Baydaliniva
In article the directions of use of whey in production of various food products, the composition of whey is in detail described, waste-free processing of whey by creation of products on
its basis is recommended.
296