Лекции для студентов

Белковые продукты и напитки из молочной сыворотки — Ассортимент и классификация продуктов из молочной сыворотки

Ассортимент и классификация продуктов из молочной сыворотки. Методы выделения сывороточных белков из молочной сыворотки

Ассортимент продуктов из молочной сыворотки насчитывает более 1000 наименований и постоянно расширяется. Классификационной таблицы продуктов из молочной сыворотки пока не создано. Исходя из основных направлений промышленной переработки и группирования продуктов по ассортиментному признаку, можно их разделить на следующие группы:

1. Белковые продукты;

2. Напитки из молочной сыворотки;

3. Продукты биологической обработки;

4. Сгущённые концентраты;

5. Сухие концентраты;

6. Мороженое;

7. Сывороточные сыры;

8. Молочный сахар;

9. Продукты из подсырных сливок.

Известные пути выделения сывороточных белков основаны на их физико-химических свойствах. В промышленности в настоящее время широко распространены два способа выделения белков из молочной сыворотки: кислотно-тепловой способ коагуляции при значениях рН, близких к изоэлектрической точке, и мембранные методы. Вместе с тем ведутся поиски других, более простых, надежных и технологичных способов.

Устойчивость глобул белков молочной сыворотки обусловлена конформацией частиц, определенным зарядом и наличием гидратной оболочки. Для выделения белков необходимо нарушить равновесие хотя бы двух указанных факторов устойчивости, что обычно происходит при тепловой денатурации. Степень тепловой денатурации зависит от температуры и продолжительности нагревания.

В подсырной сыворотке при температуре денатурации термолабильных фракций (90 °С) в результате нарушения агрегативной устойчивости глобул белка происходит их частичное (20 — 25%) выделение. При температуре, превышающей 100 °С, степень выделения белков увеличивается незначительно. Для усиления тепловой денатурации в подсырную сыворотку необходимо вводить реагенты-коагулянты, которые сдвигают реакцию среды в кислую сторону. Оптимальной реакцией среды при подкислении сыворотки является рН 4,4 — 4,6, что совпадает с изоэлектрической точкой лактоальбуминовой фракции белков молочной сыворотки. Степень выделения белков в этом случае составляет около 40 %, что на 10 — 15% выше, чем без подкисления сыворотки. Далее путем повышения рН среды (более 6) можно дополнительно выделить некоторое количество белка. Таким образом, для максимального выделения белков из подсырной сыворотки необходимо применять тепловую денатурацию белков в сочетании с кислотно-щелочной коагуляцией.

После коагуляции сывороточные белки концентрируют либо методом отстоя, либо центробежным способом на специальных сепараторах.

Усвояемость денатурированных белков, по данным ряда исследователей, практически такая же, как нативных. Однако явление денатурации надо учитывать при дальнейшем использовании полученных белков. При необходимости перевода в растворимое состояние их необходимо подвергать специальной обработке.

Степень коагуляции (и денатурации) белков молочной сыворотки зависит от сочетания времени и температуры выдержки, а также уровня рН.

В настоящее время разработаны так называемые комбинированные технологические процессы выделения белков из молочной сыворотки. В Германии вырабатывают продукт совместного осаждения молочных белков из смеси обезжиренного молока и молочной сыворотки (в соотношении 1 : 1) при рН смеси 6,5. Получаемый продукт под названием «Микора» используют в мясной промышленности в качестве белковой добавки. Следует также учитывать, что питательная ценность белковых продуктов, получаемых при совместной коагуляции белков, несколько выше, чем концентратов казеина и сывороточных белков в отдельности, за счет взаимного обогащения и более сбалансированного аминокислотного состава белковых продуктов совместного осаждения. Если принять биологическую ценность белка яйца за 100 (тест белка), то для казеина этот показатель составит 73, для концентрата сывороточных белков — 110, для комплекса молочных белков — 92. Особое значение имеет повышенное содержание в сывороточных белках лизина и триптофана.

Молочный белок может существенно восполнить недостаток лизина в белке злаковых растений. Так, биологическая ценность смеси, состоящей из 76% молочного белка и 24% белка пшеницы, равняется 105 — 112, что превышает биологическую ценность самого молочного белка (92) и белка пшеницы (56). Увеличение биологической ценности смесей белков определяется в значительной степени наличием в них белков молочной сыворотки. В смеси с казеином она возрастает с 73 до 92, а с белком пшеницы — с 56 до 105—112. Смесь концентрата сывороточных белков с другими растительными белками дает еще больший эффект. Сывороточные белки значительно улучшают ценность белков сои. Смесь лактальбумина с белками картофеля в соотношении 7:3 имеет биологическую ценность 134.

Выделение белков молочной сыворотки с использованием мембранной техники описано в предшествующем разделе.

Другие методы (ионный обмен, гельфильтрация, лиофилизация и вымораживание, использование химических реагентов, коагуляция при повышенных температурах — 100 — 120°С и давлениях и др.) используют преимущественно в лабораторных исследованиях и в промышленных условиях распространения не получили.

Выделенные белки обрабатывают, обогащают различными добавками и используют в производстве продуктов питания в пастообразном или сухом виде.