Технология казеина
8.4 Технология казеина
Технологический процесс выработки различных видов казеина имеет много одинаковых технологических операций. Отличия заключаются в видах коагулянтов белка и режимах технологических операций.
Производство казеина кислотным способом состоит из следующих операций: приемка и подготовка сырья; приготовление коагулянта; осаждение казеина и постановка зерна; обработка зерна; промывка и обезвоживание зерна; измельчение белковой массы; сушка казеина; расфасовка и упаковка готового продукта.
Обезжиренное молоко пастеризуют при 72 – 74 0С, охлаждают до 35 – 37 0С (если коагуляцию будут проводить кислой сывороткой, то до 38 – 40 0С). Для осаждения белка используют 1 н НС1 (из расчета 4 % от объема) или кислую сыворотку (180 – 200 0Т), или бактериальную закваску. Для подготовки кислой сыворотки используют натуральную свежую сыворотку от производства кислотного казеина или творога нежирного, которую нагревают до 38 – 40 0С и заквашивают чистыми культурами молочнокислых палочек (3 – 5 %). Продолжительность сквашивания составляет 36 – 48 ч.
Обезжиренное молоко подкисляют до рН 4,4 – 4,2. Коагулированный казеин перемешивают 3 – 5 мин для получения однородного зерна. После достижения кислотности сыворотки 50 – 55 0Т зерно казеина вымешивают в течение 10 – 15 мин для уплотнения и доведения его размера до 3 – 5 мм. Дальнейшую обсушку зерна проводят в более кислой сыворотке (70 – 75 0Т) в течение 25 – 30 мин. Для этого необходимо добавить еще кислой сыворотки. Скорость вращения мешалки при обсушке зерна должна быть в пределах 14 – 16 об/мин. Более медленное вращение мешалки приводит к образованию комков, а более быстрое – к образованию белковой пыли.
При осаждении казеина молочной кислотой, которая образуется в молоке под действием бактериальной закваски, процесс ведут в следующей последовательности. Молоко подогревают до 30 – 32 0С (зимой) или 28 – 30 0С (летом), а затем вносят бактериальную закваску в количестве 1 – 5 %. Количеством внесенной закваски можно регулировать продолжительность процесса сквашивания в пределах 8 – 12 ч. Процесс сквашивания длится до нарастания кислотности в сыворотке 80 – 90 0Т. Полученный сгусток разрезают на кубики с размером ребра 2 см.
Казеиновое зерно подвергают тепловой обработке. Это способствует дальнейшей обсушке зерна и снижению бактериальной обсемененности. Смесь сыворотки и казеинового зерна медленно нагревают до 60 0С при постоянном перемешивании и выдерживают при этой температуре около 10 мин. Если коагуляцию казеина проводили кислой сывороткой, то продолжительность обработки при 60 0С увеличивают до 15 мин. Качество обработки зерна оценивают визуально. При хорошей обсушке сжатое в ладони зерно должно легко рассыпаться.
После тепловой обработки проводят трехкратную промывку зерна для удаления примесей лактозы, минеральных солей, органических кислот и молочного жира. Температура промывной воды зависит от способа коагуляции казеина:
- при коагуляции казеина кислой сывороткой температуре первой промывной воды 61 – 63 0С; температура второй промывной воды 20 – 24 0С; температура третьей промывной водя 20 0С и ниже;
Рекомендуемые материалы
- при коагуляции казеина соляной и молочной кислотой температура воды при первой промывке 35 – 40 0С, при второй промывке 22 – 25 0С и при третьей 20 0С и ниже.
Продолжительность выдержки казеина в воде при каждой промывке должна составлять 15 – 20 мин. Расход промывной воды составляет 25 – 30 % от массы перерабатываемого молока. Промытое казеиновое зерно с массовой долей влаги 80 % обезвоживают до 60 – 62 % путем прессования или центрифугирования. Прессование проводят в помещениях с температурой 14 – 18 0С.
Обезвоженное казеиновое зерно измельчают (дробят) для получения однородного зерна с размером 4 – 7 мм. Подготовленное зерно сушат в камерных, тоннельных или вихревых сушилках. Температура воздуха при сушке казеина:
- в камерных сушилках в начале процесса 40 – 45 0С, в конце 55 – 60 0С;
- в сушилках тоннельного типа 50 – 55 0С и 70 – 75 0С соответственно;
- в сушилках с вихревым псевдоожиженным слоем температуру поступающего воздуха 120 – 130 0С, температуру отходящего воздуха 60 – 70 0С.
Массовая доля влаги в сухом казеине должна быть не более 12 %.
Производство казеина сычужным способом состоит из следующих технологических операций: приемка и подготовка обезжиренного молока; приготовление сычужного фермента и раствора хлористого кальция; осаждение казеина и постановка зерна; тепловая обработка зерна; промывка казеина и обезвоживание; дробление обезвоженного казеина; сушка готового продукта.
Подготовка молока к свертыванию не имеет принципиальных отличий от его подготовки при кислотном способе осаждения белка. Сычужный фермент или пепсин вносится в молоко в виде 1 %-ного раствора. Раствор сычужного фермента готовят на кипяченой и охлажденной до 35 0С воде за 10 – 15 мин до использования. Раствор пепсина готовят на кислой осветленной сыворотке, охлажденной до 30 – 35 0С за 6 – 8 ч до использования.
Хлористый кальций вносят в виде 30 – 40 %-го водного раствора в количестве 400 г безводной соли на 1000 кг обезжиренного молока.
В пастеризованное и охлажденное до 33 – 35 0С обезжиренное молоко вносят хлористый кальций, смесь перемешивают, добавляют сычужный фермент или пепсин и продолжают перемешивать еще 3 – 5 мин. После этого смесь оставляют в покое до начала коагуляции казеина. С появлением в молоке хлопьев казеина, начинают медленное вымешивание. По мере укрупнения хлопьев белка скорость перемешивания увеличивают и регулируют таким образом, чтобы поставит зерно размером не более 2 – 4 мм. Более мелкое зерно по сравнению с кислотным способом обеспечивает более эффективную его промывку. Показателем окончания процесса коагуляции казеина является зеленовато-желтый цвет сыворотки и ее прозрачность.
После осаждения казеина и постановки зерна продолжают вымешивание в течение 8 – 10 мин, что способствует закреплению зерна. Общая продолжительность постановки и обработки зерна составляет 15 – 20 мин. Остановив перемешивание, зерну дают осесть на дно ванны, сливают 25 – 30 % сыворотки, вновь приступают к перемешиванию и тепловой обработке. Смесь зерна и сыворотки медленно нагревают до 60 0С. Общая продолжительность нагревания до 60 0С не должна превышать 25 – 30 мин. Продолжительность обработки зерна при температуре 60 0С составляет 10 – 15 мин. Готовому зерну дают осесть на дно ванны, сливают сыворотку и приступают к его промывке. Промывка, обезвоживание, дробление и сушка казеина проводится по тем же режимам, что и при выработке кислотного казеина.
Производство казеина непрерывным способом осуществляют на линиях В2-ОКЛ (в качестве коагулянта используют соляную кислоту) и Я9-ОКЛ (в качестве коагулянта используют сквашенную молочную сыворотку).
Технологические: приемка и подготовка обезжиренного молока; подготовка коагулянта; коагуляция казеина; отделение сыворотки и формование зерна; подготовка промывной воды; промывка казеинового зерна; тепловая обработка казеинового зерна; дробление и гранулирование казеина-сырца; сушка казеина-сырца; фасовка и упаковка готового продукта.
Обезжиренное молоко кислотностью не выше 21 0Т охлаждают до 8 – 12 0С и хранят до переработки. Сквашенную сыворотку готовят так же, как и при кислотном способе производства казеина. Сыворотка, используемая для коагуляции казеина, должна иметь кислотность не менее 230 0Т. Расход коагулянта составляет 25 – 30 % от объема перерабатываемого молока. При использовании в качестве коагулянта соляной кислоты концентрация её в растворе должна быть в пределах 1,3 – 1,4 н. Осаждение белка слабыми растворами кислоты приводит к образованию мелкого и мягкого зерна. Более высокая кислотность затрудняет равномерное распределение коагулянта в обезжиренном молоке, что приводит к образованию наряду с мелкими зернами и крупного комкующегося зерна, промывка которого затруднена.
Коагуляцию казеина проводят путем смешивания охлажденного молока с коагулянтом и быстрого нагрева до температуры коагуляции с помощью парового инжектора и выдержки сгустка с сывороткой в трубчатом выдерживателе. При коагуляции белка кислой сывороткой температуру обезжиренного молока поддерживают 10 – 20 0С, сквашенной сыворотки – 20 – 40 0С. При этом температура смеси составит 16 – 25 0С, что обеспечивает получение зерна с хорошими структурно-механическими свойствами и минимальными потерями его в виде белковой пыли. Оптимальной температурой смешивания обезжиренного молока и высококонцентрированного коагулянта является 7 – 12 0С.
Из трубчатого выдерживателя сыворотку с зерном направляют на отделитель сыворотки. При этом одновременно происходит и формирование зерна. Для промывки зерна на специальной установке, входящей в состав линии, готовят промывную воду. Для этого воду подогревают до 37 – 47 0С и подкисляют серной кислотой до рН 3,5 – 4,5. Промывку казеинового зерна осуществляют в потоке с использованием двух сообщающихся промывочных отделений. Продолжительность промывки должна быть не менее 30 мин.
Тепловая обработка казеинового зерна в промывной воде обеспечивает получение продукта стандартного по микробиологическим показателям. Проводят её в потоке после окончания второй промывки в той же промывной воде в специальном теплообменнике. Режим тепловой обработки: температура 70 – 74 0С, выдержка 15 – 20 с. После тепловой обработки зерно охлаждают до температуры прессования 37 – 47 0С, отделяют от промывной воды на сетчатом отделителе и обезвоживают на установке Р3-ОСК1 до массовой доли влаги 60 – 62 %. Перед сушкой обезвоженное зерно измельчают на грануляторах, входящих в комплект сушилок, или волчках. Сушат готовый продукт на сушилках непрерывного действия различных типов.
Бесплатная лекция: "1.2. Структура и основные функции культуры" также доступна.
Пищевой кислотный ферментированный казеин можно производить в непрерывном потоке на линиях Я9-ОКЛ. Используют казеин пищевой кислотный ферментированный для получения пищевых казеинатов натрия, в детском и диетическом питании, а также в медицинской промышленности. Технологический процесс состоит из следующих операций: получение обезжиренного молока и подготовка его к коагуляции; подготовка коагулянта – сквашенной молочной сыворотки; подготовка рабочего раствора фермента и внесение его в коагулянт; коагуляция, ферментация казеина и формирование сгустка; отделение сыворотки; подготовка промывной воды; промывка казеинового зерна; тепловая обработка казеинового зерна; обезвоживание зерна; дробление и гранулирование казеина-сырца; сушка готового продукта; расфасовка и упаковка.
Принципиальное отличие в производстве ферментированного казеина заключается в подготовке ферментного препарата и его использовании. Коагулянт в количестве 25 % от объема, необходимого для сменной работы линии, заливают в емкость, снабженную устройством для принудительной циркуляции. Фермент растворяют в небольшом объеме сыворотки, тщательно перемешивают до получения однородной консистенции, вносят в подготовленный коагулянт и продолжают перемешивать еще в течение 20 мин. Полученный рабочий раствор фермента вносят в подготовленный раствор коагулянта с помощью дозирующего устройства.
Коагуляцию и ферментацию казеина, а также формирование сгустка проводят путем смешивания охлажденного обезжиренного молока со сквашенной молочной сывороткой и рабочим раствором фермента в насосе-смесителе. Полученную смесь подогревают до температуры коагуляции с помощью парового инжектора и выдерживают в трубчатом выдерживателе. Процесс коагуляции, ферментации казеина и формирования сгустка проводят при режимах: температура исходного обезжиренного молока 8 – 12 0С; температура коагулянта 37 – 41 0С; температура коагуляции и ферментации казеина 40 – 46 0С; рН коагуляции и ферментации 4,4 – 4,6; продолжительность ферментации и выдержки казеинового сгустка при температуре коагуляции 1,0 – 1,5 мин. Дальнейшие операции: подготовка промывной воды, промывка казеинового зерна, тепловая обработка в промывной воде, обезвоживание, дробление казеина-сырца и сушка готового продукта принципиальных отличий не имеют и проводятся по выше описанным режимам при выработке казеина непрерывным методом.
Казеин технический кислотный особых кондиций вырабатывают на линии непрерывным способом. Казеин улучшенного качества обладает практически полной растворимостью, его можно использован в тех случаях, когда требуется сырье с меньшим содержанием небелковых компонентов, поэтому технологический процесс направлен на снижение содержания жира, золы и кислотности в готовом продукте.
Обезжиренное молоко подвергают дополнительной обработке для более глубокого обезжиривания. Обработку проводят путем введения в молоко 0,5 н NaOH в потоке с последующим выделение продуктов реакции путем сепарирования. При дозировании едкого натра необходимо соблюдать соотношение исходного сырья и едкого натра 1 : 25 – 1 : 30 для доведения рН до 8,0 – 8,5. Выделение продуктов реакции проводят путем однократного или двукратного сепарирования на саморазгружающихся сепараторах при температуре 35 – 45 0С. При однократном сепарировании степень выделения жира из обезжиренного молока достигает 65 %, а при двукратном – 72 %. Это обеспечивает получение готового продукта с пониженной массовой долей жира.
Для снижения содержания золы в качестве коагулянта используют соляную кислоту с концентрацией 1,3 – 1,4 н, так как она обладает значительной кислотной диссоциацией и обеспечивает большую степень деминерализации по сравнению с другими коагулянтами. Большое влияние на дополнительную деминерализацию казеинового сгустка оказывает его промывка. Промывку проводят водой с рН 4,4 – 4,6 и температурой 37 – 47 0С. Обычно применяют двустадийную противоточную промывку в объеме воды 80 – 100 % по отношению к исходному сырью в течение 30 мин. Применение перечисленных дополнительных операций и использование линий В2-ОКЛ позволяет получить готовый продукт, отвечающий требованиям технических условий на казеин технический кислотный особых кондиций.
