Лекции для студентов

Белковые продукты и напитки из молочной сыворотки — Технология производства сухих белковых концентратов и пасты

Технология производства сухих белковых концентратов и пасты

Концентрат сухих белков подсырной сыворотки. Предназначен для использования в производстве колбасных и кондитерских изделий. Технология изготовления концентрата сухих белков подсырной сыворотки включает сбор обезжиренной сыворотки и коагуляцию сывороточных белков, выделение коагулированных белков сыворотки в виде белковой массы, сбор и перемешивание белковой массы, ее сушку, фасовку концентрата сухих белков подсырной сыворотки и хранение готового продукта. Коагулированные сывороточные белки выделяют в виде белковой массы с содержанием сухих веществ 13 — 15% и подают для сушки на сушильно-дробильном агрегате СДА-250 или на распылительные сушилки с дисковым распылителем.

Готовый концентрат хранят при 10 °С до 6 месяцев со дня выработки. Физико-химические показатели концентрата сухих белков подсырной сыворотки следующие: содержание влаги 10 %, рН 6, содержание золы 10 %, растворимость сырого осадка 3,2 мл.

Порошок сывороточный. Вырабатывают из концентрата белка, полученного при переработке молочной сыворотки (несоленой) на молочный сахар-сырец, путем его ферментативной обработки или без нее, высушивания на распылительной сушильной установке. Порошок предназначен для использования в препаратах косметики.

В зависимости от технологической обработки концентрата белка сыворотки порошок вырабатывается следующих видов: сывороточный; сывороточный ферментированный.

Сывороточный порошок должен соответствовать требованиям, приведенным ниже:

	Порошок сывороточный	Порошок сывороточный ферментированный
Содержание сухих веществ, %, не менее	94	93
Содержание аминного азота, мг %, не менее	700	1400
Кислотность порошка восстановленного до 5 % сухих веществ:
титруемая, оТ в пределах	15 — 25	15 — 25
активная рН, в пределах	5,5 — 6,5	5,5 — 6,5
Растворимость, мл сырого осадка, не более	1,0	0,8
Насыпная масса, г/см , в пределах	0,45 — 0,55	0,45 — 0,55

Сывороточный порошок не должен содержать патогенных микроорганизмов, и солей свинца. Имеются ограничения по содержанию солей олова и меди. Сывороточный порошок имеет консистенцию мелкораспыленную, гигроскопическую, с незначительным количеством комочков, легко рассыпающихся при механическом воздействии. Цвет — от желтого до кремоватого, вкус — солоноватый или кисловато-солоноватый, без наличия каких-либо посторонних привкусов и запахов.

Выработка порошка сывороточного включает следующие операции: охлаждение концентрата белка до температуры (53 ± 2) °С; сушку; охлаждение, упаковку, маркировку, хранение, реализацию. Выработка порошка сывороточного ферментированного включает: охлаждение концентрата белка до температуры (42 ± 2) °С; приготовление и внесение ферментных препаратов (пепсина или ферментного препарата ВНИИМС); ферментацию концентрата белка при (42 ± 2) °С в течение 30 — 36 ч при постоянном и периодическом перемешивании; тепловую обработку концентрата белка при температуре (72 ± 2) °С в течение 10 мин с целью инактивации ферментов, а затем охлаждение до температуры (53 ± 2) °С; раскисление концентрата белка двууглекислым натрием до уровня кислотности в пределах от 6 до 8 °Т; сушку; охлаждение, упаковку, маркировку, хранение, реализацию.

Режимы сушки концентрата белка на распылительной сушилке: температура воздуха на входе в сушильную камеру (170 ± 10) °С; на выходе (80 ± 5) °С.

Для снижения кислотности сывороточного порошка используют сухой двууглекислый натрий. Высушенный сывороточный порошок охлаждают в системе пневмотранспортера до температуры (30 ± 5) °С, просеивают, расфасовывают и упаковывают, не. допуская хранения в открытом виде. Срок хранения при температуре, не превышающей 20° С, — до 6 месяцев.

Сывороточный белковый концентрат. Концентрат, полученный методом ультрафильтрации (КСБ-УФ), предназначен для использования в качестве белкового компонента-обогатителя при производстве мясных и молочных продуктов.

Технология его производства включает сбор сыворотки, отделение жира и казеиновой пыли, пастеризацию и охлаждение, ультрафильтрацию, сушку, упаковку и хранение. Выделение из сыворотки жира и казеиновой пыли производят на саморазгружающихся сепараторах. Обезжиренную сыворотку пастеризуют при 72 — 75 ^оC с выдержкой 15 — 20 с и охлаждают до 50 — 55 °С.

Ультрафильтрацию сыворотки осуществляют при температуре 50 — 55 °С до содержания сухих веществ в концентрате 18 — 19 % на специальных установках периодического и непрерывного действия с использованием полупроницаемых мембран со средним диаметром пор (40 ± 4) нм. Готовность концентрата в процессе ультрафильтрации устанавливают рефрактометром путем определения коэффициента преломления (рефракции).

Полученный после ультрафильтрации концентрат с температурой 50 — 55°С собирают в емкость, откуда подают на сушку. Сушку сывороточного концентрата проводят на распылительной сушилке без дополнительного сгущения. Хранение сывороточного белкового концентрата производится при температуре 10 °С не более 6 месяцев со дня выработки.

Получаемый после ультрафильтрации фильтрат направляют для дальнейшей переработки на молочный сахар. Готовый КСБ-УФ представляет собой однородный тонкодисперсный порошок от белого до кремового цвета, имеющий специфический сывороточный, слегка сладковатый вкус, без посторонних привкусов. Физико-химические свойства КСБ-УФ следующие: содержание влаги 4 %, лактозы 30 %, азотистых веществ 55 %, солей тяжелых металлов, мг на 1 кг продукта: меди в пересчете на медь — 8, олова в пересчете на олово — 50, свинца — не допускается. Растворимость 0,3 мл сырого осадка. Кислотность восстановленного КСБ-УФ до содержания сухих веществ 9,6 % — 25 °Т.

Белок сывороточный растворимый сухой (РСБ). Вырабатывается из подсырной сыворотки, полученной при производстве твердых жирных и нежирных сычужных сыров, путем обработки ее методом ультрафильтрации и диафильтрации с последующей сушкой на распылительной сушилке. Предназначается для использования в производстве детских, диетических молочных и других продуктов питания. Добавление сухого растворимого сывороточного белка РСБ в молочные и другие продукты питания обогащает их легкоусвояемыми биологически полноценными белками, незаменимыми аминокислотами, улучшает их консистенцию, не изменяя вкуса основного продукта.

Технология производства РСБ предусматривает процессы пастеризации, охлаждения, ультрафильтрации, диафильтрации, сушки, упаковки, маркировки, хранения.

Кислотность сыворотки перед очисткой не должна превышать 16 °Т. При резервировании сыворотку охлаждают до 4 °С. Сепарирование рекомендуется выполнять на саморазгружающихся сепараторах-сливкоотделителях, совмещая технологические операции очистки и сепарирования сыворотки, предварительно подогретой до температуры 38 — 40 °С. Затем проводят пастеризацию при температуре 74 — 75 °С с выдержкой 15 с на трубчатых или пластинчатых пастеризаторах и охлаждение до 4° С.

Ультрафильтрацию производят на специальной ультрафильтрационной установке. Температура сыворотки при обработке не должна превышать 8 — 10 или 50 — 55 °С в зависимости от выбранного температурного режима ультрафильтрации. Для этого в процессе обработки сыворотки в рубашку ультрафильтрационной установки подают ледяную (1 — 2 °С) или горячую (50 — 55 °С) воду. Процесс ультрафильтрации осуществляют непрерывным либо прерывным способом до содержания сухих веществ в концентрате 23 — 26 %. Фильтрат направляют в цех для дальнейшей переработки на молочный сахар или для получения других биологически ценных веществ.

Диафильтрацию проводят с целью более полного удаления лактозы и зольных элементов из концентрата. Для этого концентрат разводят водой из расчета 9 объемов воды на 1 объем концентрата. Диафильтрацию белкового концентрата проводят до содержания сухих веществ 22 — 25 %. Процесс диафильтрации ведут аналогично процессу ультрафильтрации. Содержание сухих веществ в ультрафильтрационном концентрате, как и в белковом (после диафильтрации), определяют на анализаторе молока АМ-2 (с разведением концентрата в 2 раза) или на рефрактометре.

Сушат концентрат на распылительных сушилках (без предварительного сгущения на вакуум-выпарных установках). Температура воздуха на входе в сушильную башню 160 — 170 °С, на выходе из сушильной башни 80 — 85 °С.

Готовый продукт хранят при 0 — 10 ^оС не более 4 месяцев со дня выработки. На производство 1 т готового растворимого сывороточного белка требуется 115 т подсырной молочной сыворотки. Сухой растворимый сывороточный белок характеризуется следующими физико-химическими показателями: массовая доля влаги не более 4 %, жира не более 5 %, белка не менее 80 %, лактозы не более 5 %, растворимость не более 0,2 мл сырого осадка, кислотность не более 15 °Т. Это белый со слегка сероватым оттенком порошок, без плотных комочков, безвкусный, со слабо выраженным молочным запахом.

Концентрат альбуминно-казеиновый. Вырабатывают из смеси молочной сыворотки и обезжиренного молока путем совместного термокислотного осаждения казеина и сывороточных белков с последующей промывкой, измельчением и сушкой распылительным способом. Концентрат предназначен для использования в качестве белкового обогатителя в рационе питания детей грудного и раннего возраста с явлениями гипотрофии.

Технологический процесс производства концентрата предусматривает прием и подготовку сырья; коагуляцию молочных белков; получение белковой массы и ее промывку; измельчение белковой массы и подготовку ее к сушке; сушку; расфасовку, упаковку, хранение, реализацию.

Сыворотку молочную (подсырную и творожную) подвергают сепарированию для выделения молочного жира и частиц казеина, затем направляют в ванны для осаждения белка.

Обезжиренное молоко нагревают в трубчатом пастеризаторе до (90 ± 2) °С и подают расчетное количество в ванну для осаждения белка (при медленном перемешивании добавляют в нагретую сыворотку). После внесения обезжиренного молока продолжительность коагуляции при медленном перемешивании составляет 5 — 10 мин.

По завершении процесса коагуляции для выделения белковой массы можно использовать саморазгружающийся сепаратор. Отделенный белок выгружают в промывочную емкость с мешалкой, в которую одновременно подают воду температурой (80 ± 5) °С. Промывку повторяют 2 — 3 раза. При производстве белковой массы в цехах лактозы промывную воду рекомендуется направлять на производство молочного сахара или в жидкий сывороточный концентрат.

После промывки массу охлаждают до 8 °С, направляют для измельчения на коллоидную мельницу и нагревают в емкости с рубашкой и мешалкой при постоянном перемешивании до температуры (65 ± 5) °С, затем гомогенизируют и направляют на сушку распылительным способом.

Срок хранения концентрата при температуре, не превышающей 10 °С, не более 6 месяцев с момента выработки, в том числе на предприятии-изготовителе не более 60 суток.

Сухие концентраты молочных белков. Вырабатывают из обезжиренного молока, или подсырной сыворотки, или их смеси при соотношении казеина и сывороточных белков 50 : 50 (с вкусовыми добавками или без них) методом мембранной фильтрации с последующим сгущением и сушкой. Концентраты предназначены для использования в качестве белковой основы при изготовлении продуктов для энтерального питания и специальных заменителей женского молока, а также в составе пищевых модулей.

Разработано несколько видов концентратов: из обезжиренного молока; из обезжиренного молока и подсырной сыворотки; из подсырной сыворотки; из обезжиренного молока, минеральных солей со вкусовыми добавками и без них; из обезжиренного молока, подсырной сыворотки, минеральных солей со вкусовыми добавками и без них; из подсырной сыворотки, минеральных солей со вкусовыми добавками и без них. Содержание влаги в готовых концентратах 4 %, рН от 6,7 до 6,9.

В качестве солевых добавок при выработке сухих концентратов молочных белков применяют натрий лимоннокислый трехзамещенный, калий лимоннокислый трехзамещенный 1-водный, магний хлористый 6-водный, железо сернокислое 7-водное, цинк сернокислый 7-водный, медь сернокислую 5-водную, калий йодистый.

В качестве вкусовых ароматических добавок используют ванилин, цикорий растворимый и другие ароматизаторы, разрешенные для применения в пищевой промышленности.

Сухие гидролизаты молочных белков. Вырабатывают из обезжиренного молока, или подсырной сыворотки, или их смеси при соотношении казеина с сывороточным белком 50 : 50 путем ферментативного гидролиза с помощью панкреатина, выделения пептидной фракции методом ультра- или нанофильтрации с последующим сгущением и сушкой. Их используют в качестве белковой основы при производстве продуктов для лечебного и диетического питания.

Разработаны гидролизаты следующих видов: с массовой долей аминного азота не более 10 % общего азота; с массовой долей аминного азота не более 15 % общего азота: с массовой долей аминного азота не более 20 % общего азота.

Гидролизаты должны быть свободны от пептидных фракций с молекулярной массой более 2000 дальтон; иметь массовую долю общего азота не менее 12 %, влаги не более 4 %, золы не более 8 % для первой группы и 7 % для второй и третьей групп гидролизатов и рН восстановленного компонента от 6,6 до 6,9; удовлетворять соответствующим требованиям по микробиологическим показателям.

Сухие концентраты и сухие гидролизаты молочных белков высококачественные белковые модули, на основе которых можно создать производство продуктов питания высокой пищевой и биологической ценности для здоровых и больных детей, а также комбинированных продуктов различного назначения, что обеспечит эффективное использование обезжиренного молока и молочной сыворотки.