Глава 4. ТЕХНОЛОГИЯ ПРОДУКТОВ ИЗ МОЛОЧНОЙ СЫВОРОТКИ
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЖИРА МОЛОЧНОЙ СЫВОРОТКИ
Вполне удовлетворительные результаты по извлечению молочного жира из молочной сыворотки дает метод сепарирования. Разделяемость системы «сыворотка - молочный жир» колеблется при 30°С от 0,4×10–8 с-1 до 102,4×10–8 с-1 и зависит от размера жировых шариков. Средняя разделяемость при диаметре жировых шариков 1,5 мкм равна 1,6×10–8 с-1, что соответствует разделяемости молока (2 мкм) – 1,98×10–8 с-1.
Разделяемость системы «казеиновые частицы – молочная сыворотка» при диаметре частиц 40 мкм значительно выше – 1087,8×10–8 с-1. Хотя дисперсность жировых шариков и наличие мелких частиц коагулированного казеина (т.н. казеиновой или сырной пыли) несколько затрудняет процесс разделения систем, однако современные саморазгружающиеся сепараторы, особенно типа «очиститель-разделитель» с двойным пакетом тарелок, позволяют обеспечить достаточную эффективность процесса – массовая доля жира в обезжиренной сыворотке не превышает 0,1%. Поэтому вся молочная сыворотка, полученная от производства сыров и жирного творога, подлежит обязательному сепарированию. Следует учитывать, что хранение молочной сыворотки до сепарирования крайне нежелательно, т.к. при этом за счет увеличения кислотности повышается степень дестабилизации жировых шариков, создаются оптимальные условия для коагуляции белков и наблюдается повышенное пенообразование. Кроме того, температура молочной сыворотки после обработки сгустка, как правило, находится на уровне 30±5°С, что не требует дополнительных затрат на ее подогревание перед сепарированием. Лучшим способом организации процесса является непрерывный поток: сыроизготовитель – сепаратор.
Получаемые из молочной сыворотки сливки (в промышленности распространен термин «подсырные сливки») по своему составу заметно отличаются от обычных сливок из натурального молока (табл. ).
Подсырные сливки имеют солоноватый вкус, в них содержится на 3-4 % меньше СОМО, практически нет казеина. Эти сливки менее термостабильны, при хранении подвергаются порче. Перечисленное обусловило отношение к подсырным сливкам как менее ценным в сравнении с обычными и привело к переработке их на полуфабрикат – подсырное масло с последующей перетопкой его или переработкой в плавленый сыр. В действительности молочный жир подсырных сливок практически идентичен обычным сливкам, а отличие этих продуктов обусловлено составом плазмы.
Сравнительный состав сливок
| Показатели | Сливки с массовой долей жира 20% | |
| обычные | подсырные | |
| Массовая доля, %: | ||
| СОМО | 7,15 | 4,59 |
| Белков | 2,47 | 0,94 |
| Лактозы | 3,25 | 3,31 |
| Минеральных веществ | 0,46 | 0,29 |
| Кислотность: | ||
| Титруемая, °Т | 14,7 | 16,7 |
| Активная (рН, ед.) | 6,25 | 5,94 |
| Плотность, кг/м3 |
Инкубационный период окисления молочного жира в подсырных сливках составляет 6 ч, обычных – 8 ч. Количество свободного жира примерно на 10% в подсырных сливках больше в сравнении с обычными. Поэтому для сохранения качества подсырных сливок их рекомендуется охлаждать до 3-5 °С.
Подсырные сливки можно использовать для производства качественного масла путем смешивания с обычными сливками в соотношении 1:9 или разбавления обезжиренным молоком в соотношении 1:10 с последующим сепарированием с целью замены плазмы. Имеется положительный опыт использования подсырных сливок для нормализации смеси при производстве натуральных сыров и сметаны. Извлечение и использование жира молочной сыворотки экономически весьма эффективно.
Казеиновая пыль, полученная при сепарировании молочной сыворотки, в виде белковой массы, может быть использована в производстве плавленых сыров и сырной массы для плавления, а также в рецептурах кормовых средств.
БЕЛКОВЫЕ ПРОДУКТЫ
Высокая пищевая и диетическая ценность белков молочной сыворотки обуславливает целесообразность их получения и использования для непосредственного потребления или в качестве полуфабрикатов для обогащения пищевых продуктов. Белки из молочной сыворотки можно извлекать тепловой денатурацией непосредственно или в смеси с обезжиренным молоком (пахтой) с изменением реакции среды, высаливанием, адсорбцией на бентонитах, активных углях и смолах, электрофлотацией, электромагнитной обработкой и другими способами. Более предпочтительным является извлечение белков в нативном состоянии, что обеспечивается методами молекулярно-ситовой фильтрации и сорбции-десорбции. Однако и в денатурированном состоянии усвояемость и биологическая ценность сывороточных белков достаточно высокая.
Устойчивость макромолекул белков молочной сыворотки обусловлена конформацией (упаковкой) частиц, электрическим зарядом и наличием гидратной оболочки (сольватного слоя). Относясь по размерам к коллоидным растворам, белки молочной сыворотки по своему состоянию в системе соответствуют истинным растворам, термодинамически устойчивы и соответствуют правилу фаз Гиббса. Для нарушения устойчивости системы – денатурации белка, наиболее эффективно тепловое воздействие на уровне 90-95 °С в течение 15-20 минут и изменение реакции среды: для подсырной сыворотки – подкисление до рН 4,4-4,6 (30-35 °Т) с раскислением до рН 6,0-6,5 (10-15 °Т), для творожной сыворотки – раскисление до рН 6,0-6,5 (10-15 °Т). Эффективность выделения отдельных фракций белков молочной сыворотки при различных режимах коагуляции приведена в табл.
В молочной сыворотке при температуре денатурации термолабильных фракций (90°С) в результате нарушения агрегативной устойчивости глобул белка происходит их частичное выделение. Неполное выделение белков обусловлено защитным действием присутствующих в сыворотке электролитов и превалированием заряда частиц белка как фактора устойчивости. Пептиды и небелковый азот остаются в сыворотке. Введение реагентов-коагулянтов в сыворотку позволяет значительно увеличить эффективность выделения белков. Подкиcление подсырной сыворотки до 30-35°Т увеличивает степень коагуляции белков до 40%, однако количество остаточного азота в пересчете на белок (0,413%) превышает содержание небелкового азота. Неполное выделение белков объясняется гетерогенностью их фракций и различием свойств. Дополнительное выделение белков из подкисленной сыворотки обеспечивается за счет ее раскисления до 10-15°Т. При этом выделяются белковые фракции ранее защищенные лактальбумином. Данные по эффективности выделения фракций белков молочной сыворотки приведены в табл. .