2 Пищевая и биологическая ценность молочного белково-углеводного сырья

2021-03-09 СтудИзба

2. Пищевая и биологическая ценность молочного белково-углеводного сырья и его биотехнологические свойства

2.1. Физико-химический состав  молочного белково-углеводного сырья (МБУС)

В процессе промышленной переработки молока в жировые (сливки, сметана, сливочное масло), белковые и белково-жировые (сыр, творог, казеин) продукты в молочное  белково-углеводное сырье переходит от 50 до 75 % сухих веществ молока. Степень перехода основных компонентов молока в МБУС показана в таблице 2.1.

Таблица 2.1 – Степень перехода основных компонентов молока в МБУС

Обезжиренное молоко и пахта содержат практически весь белковый, углеводный и минеральный комплекс молока и до 15% молочного жира. В молочную сыворотку переходит углеводный комплекс, сывороточные белки и минеральные соли. Основными и наиболее ценными компонентами вторичного молочного сырья являются белки, липиды (молочный жир) и углеводы (лактоза). Кроме основных компонентов во вторичное молочное сырье переходят минеральные соли, небелковые азотистые соединения, витамины, ферменты, гормоны, иммунные тела, органические кислоты.

Содержание основных компонентов в обезжиренном молоке, пахте и молочной сыворотке в сравнении с цельным молоком приведено в таблице 2.2.

Молочный жир

Основными компонентами молочного жира являются триглицериды. В составе триглицеридов жира преобладают насыщенные жирные кислоты (пальмитиновая, миристиновая, стеариновая). Среди ненасыщенных преобладает олеиновая кислота. По сравнению с жирами животного и растительного происхождения молочный жир характеризуется высоким содержанием миристиновой кислоты и низкомолекулярных летучих насыщенных жирных кислот – масляной, капроновой, каприловой и каприновой.

Таблица 2.2  – Химический состав цельного молока и МБУС

Компоненты

Цельное молоко

Обезжиренное молоко

Пахта

Молочная сыворотка

Сухое вещество, %

в том числе:

молочный жир

белок

лактоза

минеральные вещества

12,3

3,6

3,2

4,8

0,7

8,8

0,05

3,2

4,8

0,75

9,1

0,5

3,2

4,7

0,7

6,3

0,2

0,8

4,8

0,5

Количество биологически ценных полиненасыщенных жирных кислот – линолевой, линоленовой и арахидоновой в молочном жире невысоко. Особенностью молочного жира является высокая степень дисперсности. Размер жировых шариков составляет         0,5 – 1 мкм, что способствует более легкому эмульгированию, омылению и усвояемости (94 – 96%) жира. Кроме триацилглицеридов обезжиренное молоко, молочная сыворотка и особенно пахта содержат фосфатиды (фосфатидилхолин – лецитин, фосфатидил-этаноламин – кефалин, сфингомиелин) и стерины (холестерин и эргостерин).

Белковые  вещества

К белковым азотистым соединениям относят: основной белок молока – казеин и сывороточные белки. Белки МБУС содержат все незаменимые аминокислоты. Казеин – белковый компонент молока, осаждается при рН 4,6. Его можно легко выделить путем коагуляции либо при естественном брожении, либо с помощью сычужного фермента. Остающиеся в растворе белки названы сывороточными белками. Первоначально их рассматривали как одно вещество, однако позже было установлено, что их можно разделить на две основные фракции Разделение казеина и сывороточных белков на фракции осуществляют по степени их растворимости в различных веществах при разной температуре, а также по электрофоретической подвижности.

В 1939 г. Меландеру методом электрофореза удалось разделить казеин на три различных компонента, которые были названы в соответствии со скоростью их передвижения: α -, β- и  γ - казеин. γ- Казеин является фрагментом β - казеина, а не основной фракцией. Самая высокая скорость передвижения наблюдается у фракции, названной α - казеином. α - Казеин можно разделить на 2 фракции: чувствительную к ионам кальция  αs1- казеин и нечувствительную –χ- казеин. Индекс S означает, что этот казеин осаждается кальцием, а цифра 1 показывает, что наряду с этой основной фракцией существуют еще более мелкие, второстепенные фракции.

κ- Казеин занимает особое положение среди составных частей казеина. Он действует как защитный коллоид всего казеинового комплекса и обусловливает его растворимость с образованием коллоидного раствора. κ- Казеин содержит углеводы и представляет собой единственный компонент казеина, на который действует сычужный фермент.

Наряду с тремя основными фракциями αs1-, β- и  χ- казеином, содержание которых составляет соответственно 55, 30 и 15 % от общего количества казеина, в молоке присутствуют еще некоторые второстепенные компоненты казеина, которые называются минорными казеинами  (αs3-, αs4-, αs5-, γ- , R, S, TS).

Среди сывороточных белков преобладают β-лактоглобулины, α-лактальбумины, иммуноглобулины и протеозо-пептоны. Фракции лактальбумина были разделены как электрофоретическим методом, так и методом осаждения в изоэлектрической точке. Если подвергнуть диализу концентрированный раствор лактальбумина при рН 5,2, то выкристаллизуется β - лактоглобулин.

β-лактоглобулин – основной сывороточный белок, растворимый в полунасыщенном растворе сульфата аммония, устойчив в кислой среде желудка к действию пепсина, поэтому расщепляется только в кишечнике трипсином и химотрипсином. Его относят к лактальбуминовой фракций, так как он растворяется в полунасыщенном растворе (NН4)2S04. При электрофорезе он разделяется на три компонента – лактоглобулины А, В и С, которые различаются не только электрофоретической подвижностью, но и растворимостью. Содержание этих фракций в каждом случае различное. Некоторые коровы синтезируют только лактоглобулин А, В или С, другие, наоборот - все компоненты. Лактоглобулиновая фракция при диализе распадается на две подфракции. Одна из них образует осадок, который был назван эвглобулином, т.е. истинным глобулином. Оставшийся в коллоидном растворе белок получил название пседоглобулин (ложный глобулин).

Из оставшегося после кристаллизации β- лактоглобулина маточного раствора при соответствующей обработке выкристаллизовывается альбумин сыворотки крови и             α- лактальбумин.

α- Лактальбумин не осаждается при рН 4,6, не растворяется в полунасыщенном растворе сульфата аммония, не свертывается под действием сычужного фермента и термостабилен в силу большого количества дисульфидных связей. Этот сывороточный белок играет важную роль в синтезе лактозы.

При нагревании до 90 оС сывороточные белки денатурируют и при подкислении до рН 4,6 вместе с казеином выпадают в осадок. Остающиеся в молочной сыворотке азотистые соединения получили название протеозо-пептонной фракции.

Протеозо-пептоны – термостабильные высокомолекулярные пептиды, которые не выпадают в осадок при 95 – 100 оС в течение 20 мин и последующем подкислении до      рН 4,6, но осаждаются 12 % трихлоруксусной кислотой. Эта фракция является промежуточной между собственно белками и полипептидами.

Альбумин сыворотки крови не синтезируется в молочной железе, а поступает в молоко из крови. В молоке коров, больных маститом, содержание этой фракции значительно увеличено.

Иммунные глобулины (Иг) по химической природе являются гликопептидами и выполняют функцию антител. Выделены три основные группы иммуноглобулинов: ИгG, ИгА, ИгМ. Среди них имеются мономеры и полимеры, состоящие из тяжелых и легких полипептидных цепей. Основной фракцией является ИгG1.

В МБУС присутствуют также небелковые азотистые вещества в виде мочевины, мочевой кислоты, гиппуровой кислоты, креатина и пуриновых оснований. Из всех перечисленных небелковых азотистых соединений свободные аминокислоты имеют наибольшее значение для молочной промышленности, поскольку являются одним из основных источников азотистого питания молочнокислых бактерий. Для белков молока типично высокое содержание глутаминовой кислоты (0,72 мг в 100 мл молока), причем в казеине ее содержится больше, чем в сывороточных белках. Сывороточные белки богаты серосодержащими аминокислотами.

Белки молока содержат все незаменимые аминокислоты. Следует отметить, что сывороточные белки содержат больше незаменимых аминокислот, чем казеин, поэтому являются более полноценными.

Биологическая ценность белков определяется сбалансированностью аминокислотного состава и атакуемостью белков ферментами пищеварительного тракта, а также способностью выполнять определенные функции в организме хозяина и восполнять потребность в незаменимых аминокислотах и некоторых минеральных компонентах: фосфоре, кальции, сере, железе и др.

Биологические функции белков молока многообразны. Казеины являются основными пищевыми белками. Они максимально расщепляются пищеварительными протеиназами в нативном состоянии, в то время как глобулярные белки приобретают эту способность только после денатурации.

Казеины обладают свойством свертываться в желудке новорожденных с образованием сгустков высокой степени дисперсности. Кроме того, они являются источником физиологически активных олиго- и полипептидов. Так, при частичном гидролизе κ - казеина под действием химозина в желудке освобождаются гликомакропептиды, регулирующие процесс пищеварения (уровень желудочной секреции).

Не менее важными биологическими функциями обладают сывороточные белки. Ценность сывороточных белков, определяемая по аминокислотному скору, составляет   104 %, т.е. она выше биологической ценности яичных белков, принимаемых ВОЗ в качестве стандартного белка. Особенно богаты белки сыворотки такими незаменимыми аминокислотами как лизин, триптофан, изолейцин, треонин. Благодаря высокому содержанию незаменимых аминокислот, сывороточные белки повышают биологическую ценность других белков. Так, если биологическая ценность казеина равна 73, то биологическая ценность его в смеси с сывороточными белками в отношении, имеющемся в молоке, составляет 92. Особенно сильно сывороточные белки повышают биологическую ценность растительных белков, дефицитных по лизину.

Усвояемость сывороточных белков организмом ниже, чем у казеина, что обусловлено их резистентность к пищеварительным ферментам. Резистентность их к действию протеолитических ферментов связана с их глобулярной структурой и большим количеством дисульфидных связей, которые образуют серосодержащие аминокислоты. Сывороточные белки не свертываются под действием сычужного фермента.

Резистентность сывороточных белков к действию протеолитических ферментов имеет глубокий биологический смысл. Если главное назначение казеина – удовлетворение питательных потребностей организма, то сывороточные белки обладают и другими функциями. Важнейшей их функцией является защита новорожденного от инфекционных заболеваний, когда собственные защитные системы организма еще не сформировались. Основную роль в этом играют иммуноглобулины.

Иммуноглобулины проникают из пищеварительного тракта во внутреннюю среду организма в интактной форме, сохраняя свои иммуногенные свойства, стимулируют развитие и поддерживают высокую реактивность иммунной системы новорожденного. Показательно, что в первые дни после отела, содержание глобулинов в молозиве достигает      15 %, а содержание ИгG1 равняется 80 % общей суммы белков. В последующем содержание глобулинов в молозиве и проницаемость стенок кишечника для интактных белков быстро снижаются, что может быть связано с формированием собственных защитных систем организма.

В молочной сыворотке имеются помимо иммуноглобулинов и другие белки, повышающие резистентность организма к кишечным заболеваниям путем воздействия на микрофлору кишечного тракта. К ним относятся:

- лизоцим – белок молока, обладающий антибактериальными свойствами;

- лактоферрин и β – лактоглобулин, которые выполняют транспортную роль – переносят в кишечник новорожденного железо, витамины и другие важные соединения;

- лактопероксидаза, катализирующая окисление тиоцианатов перекисью водорода с образованием промежуточных продуктов с бактерицидным действием по отношению ко многим патогенным микроорганизмам.

Отдельные минорные фракции сывороточных белков обладают способностью связывать витамин В12 и фолаты, благодаря чему скорость адсорбции этих витамином через мембрану кишечника возрастает в 100 раз. Сывороточные белки, проникая в кровь в интактной форме, могут выполнять функции ферментов или транспортных белков.

Углеводы

В МБУС углеводы представлены главным образом лактозой и продуктами его гидролиза (глюкозой и галактозой). Присутствуют также в незначительных количествах пентоза (арабинозы) и лактулоза. Лактоза обусловливает питательную ценность молока и является важным углеводным компонентом питания новорожденных, она служит исходным веществом для процесса брожения, обусловливает изменение цвета и вкуса молочных продуктов при высокотемпературной пастеризации и т.д. Усвояемость молочного сахара достигает 98—99,7%, а медленное его расщепление способствует поддержанию жизнедеятельности молочнокислых микроорганизмов в кишечнике.

Лактоза существует в виде двух изомерных форм, которые обладают различными физическими свойствами – это α-и β-лактоза. α-лактоза выкристаллизовывается из пересыщенных растворов лактозы при температурах ниже 93,5 оС, с одной молекулой гидратной воды, она является моногидратом. Получаемый традиционным способом готовый продукт «молочный сахар» представляет собой α -гидратную форму лактозы.

При нагревании до 120 – 130 оС или до 70 оС в условиях вакуума α -гидратная лактоза отдает кристаллизационную воду. Безводная α -лактоза легко поглощает влагу из воздуха и вновь переходит в моногидрат. Она не имеет никакого практического значения.

β-лактоза образуется в твердом состоянии из растворов лактозы при температурах свыше 93,5 оС. Наряду с величиной удельного вращения и растворимостью оба изомера различаются формой кристаллов, температурой плавления и физиологическим действием.

Чистых водных растворов α- и β-форм лактозы не существует. В водном растворе часть α – лактозы переходит в β- лактозу, а при растворении β – лактозы часть ее переходит в α – форму. Следовательно, между α- и β-формой всегда устанавливается равновесие, зависящее от температуры. Переход одной формы лактозы в другую, называется мутаротацией. Так, при 20 оС в условиях динамического равновесия в растворе содержится    37,75 % α - лактозы и 62,25 %  β - лактозы.

Константа равновесия К при 20 оС равна:

К= [β - лактоза] / [ α - лактоза] = 62,25/37,75 = 1,65,      (2.1)

С повышением температуры равновесие сдвигается в сторону  α – лактозы.

Биологическая ценность углеводов (в основном лактозы) обусловливается энергетическими, структурными и пребиотическими функциями. Лактоза также способствует усвоению кальция, магния, фосфора, повышает эффективность использования азотистых добавок.

Энергетические функции лактозы обусловлены ее высокой усвояемостью в организме. Усвояемость лактозы достигает 98 – 99,7 %. Усвояемость гидролизованной лактозы снижается до 86 %, что связано с низкой усвояемостью галактозы.

Структурные функции углевода: один из продуктов гидролиза лактозы – глюкоза, является источником синтеза резервного углевода – гликогена.

Биологические функции лактозы обусловлены тем, что она в нижнем отделе желудочно-кишечного тракта стимулирует жизнедеятельность молочнокислых микроорганизмов, продуцирующих молочную кислоту, которая и подавляет жизнедеятельность гнилостной микрофлоры.

Биологически активные вещества (БАВ)

К БАВ относятся минеральные вещества, витамины, органические кислоты и ферменты. Минеральные вещества присутствуют в виде органических и неорганических соединений. Состав минеральной части представлен катионами калия, натрия, магния, кальция и анионами лимонной, фосфорной, молочной, соляной, серной и угольной кислот. В сыворотке минеральных веществ несколько меньше, чем в обезжиренном молоке и пахте, так как некоторая часть солей переходит в основной продукт (сыр, творог, казеин).

В состав вторичного молочного сырья входят также микро- и ультрамикроэлементы: железо, медь, марганец, кобальт, мышьяк, йод, кремний, германий. Роль микроэлементов в обмене веществ велика, т.к. они связаны с ферментами, витаминами, гормонами.

В целом комплекс минеральных солей вторичного молочного сырья как по своему широкому спектру, так и по составу соединений представляется с биологической точки зрения наиболее оптимальным. Так железо необходимо для образования гемоглобина крови; медь катализирует окислительные процессы и принимает участие в обмене веществ; кобальт входит в состав витамина B12; железо, молибден, марганец, цинк – в состав ферментов; йод, цинк, медь – в состав гормонов.

Витамины жизненно необходимы для поддержания нормальной деятельности организма и роста, они имеют высокую биологическую активность, действуют как катализаторы в процессах обмена веществ. В состав вторичного молочного сырья входят как водорастворимые витамины (В1, В2, В6, В12, С), так и жирорастворимые витамины (А, Е). Содержание витаминов в сырье  колеблется и при хранении резко снижается.

Следует отметить значительное снижение содержания жирорастворимых витаминов в  молочном белково-углеводном сырье в сравнении с цельным молоком. Это положение следует учитывать при переработке обезжиренного молока, пахты и молочной сыворотки, обогащая продукты из них витаминами A, D, Е. В то же время содержание пиридоксина (B6), холина и рибофлавина (B2) в молочной сыворотке превышает показатели в молоке, что обусловлено жизнедеятельностью молочнокислых бактерий и рассматривается как положительное явление.

Из органических кислот во вторичном молочном сырье присутствуют кислоты – молочная, лимонная, нуклеиновая, а также летучие жирные кислоты: уксусная, муравьиная, пропионовая, масляная.

Из ферментов обнаружены ферменты класса гидролаз, оксидоредуктазы, трансферазы и изомеразы.

 2.2. Пищевая, биологическая ценность и биотехнологические свойства обезжиренного молока

При сепарировании цельного молока получают обезжиренное молоко, жирность которого не должна превышать 0,05 %. Этот показатель является важнейшей качественной характеристикой процесса сепарирования и эффективности производства. Снижение жирности обезжиренного молока на 0,01 % позволяет получать в отрасли более 1000 т сливочного масла в год.

Основным отличием обезжиренного молока от цельного является содержание жира, что существенно отражается на сенсорной оценке (цвет, вкус, консистенция) и энергетической ценности (50 %). Кроме этого следует учитывать соотношение жировой части к сухим веществам. В цельном молоке на одну часть жира приходится 2,2 – 2,4 части СОМО, а в обезжиренном молоке 90 – 170 части. Состав обезжиренного молока, как и цельного, подвержен значительным колебаниям, в том числе по сезонам года. Так, например, содержание отдельных компонентов может составлять (%): сухих веществ     8,2 – 9,5; жира 0,01 – 0,08; белков 3,0 – 3,5; лактозы 4,5 – 4,8. В обезжиренном молоке практически отсутствуют белки оболочек жировых шариков, жирорастворимые витамины. Дисперсность жировых шариков в обезжиренном молоке не превышает 2 мкм. Содержание сухих веществ и отдельных компонентов определяет выход готовой продукции, производительность оборудования, затраты энергии на выработку обезжиренного молока. Поэтому учет массы и определение качественных характеристик необходимо для каждой партии обезжиренного молока, поступающего на переработку. Кроме аналитических методов для определения сухих веществ (СВ) можно пользоваться формулами Я.С.Зайковского:

СВ = Р / 4 + Ж + 0,59,

( 2.2. )

где: Р – плотность обезжиренного молока в градусах ареометра; Ж – содержание жира в обезжиренном молоке, %;

или М.С. Коваленко:

СВ = 1,202·Ж + 2,57·100·Р — 99,823 / Р,

( 2.3. )

или упрощенным уравнением:

СВ = 0,275·Р / Ж,

( 2.4. )

Содержание жира и плотность обезжиренного молока определяют в процессе сепарирования или при приемке. Выход обезжиренного молока составляет примерно 90 % от массы сепарируемого молока и зависит от жирности сливок (обратная пропорциональность).

Доброкачественное обезжиренное молоко должно соответствовать следующим требованиям: чистый без посторонних привкусов вкус, цвет белый со слегка синеватым оттенком, однородный по всей массе, консистенция однородная без осадка и хлопьев, кислотность 17 – 21 оТ, плотность 1029 – 1031 кг/м3, вязкость 1,70 – 1,75 Па·с. Обезжиренное молоко не должно быть обсеменено микроорганизмами, в т.ч. патогенными. Недопустимо наличие механических примесей и посторонних веществ.

Температурные режимы сепарирования (кроме холодного) являются оптимальными для жизнедеятельности бактерий, поэтому процесс сепарирования необходимо организовать в потоке с последующим охлаждением и резервированием для переработки. Принципиальная блок-схема процесса показана на рис. 2.1.

Описание: image001

Рисунок 2.1. Принципиальная блок-схема получения обезжиренного молока

В случае необходимости хранения обезжиренного молока его охлаждают до 4-8 °С. Оптимальным способом сохранения качества обезжиренного молока является пастеризация и охлаждение с использованием пастеризационно-охладительных установок, работающих в автоматизированном режиме управления с безразборной мойкой.

Биотехнологические свойства обезжиренного молока, как сырья для получения продуктов питания, характеризуются рядом свойств.

Органолептические показатели обезжиренного молока (внешний вид, цвет, консистенция, вкус и запах) зависят от состава и свойств цельного молока, из которого оно получено. По внешнему виду представляет собой однородную жидкость белого цвета с легким голубоватым оттенком без осадка и хлопьев. В этом молоке, по сравнению с цельным, отсутствует желтоватый оттенок, который связан с жиром и жирорастворимым                       β-каротином.  Вкус и запах сырого молока специфичный, слабо сладковато-солоноватый, без посторонних, несвойственных молоку запахов и привкусов. Отклонение от этих требований связано с пороками молока. Ярко выраженные привкусы – молозивный, горький, соленый, характерны для молозива и стародойного молока, а также молока, полученного от больных животных.  Кормовые привкусы – силосный, капустный, чесночный и другие характерны для молока от животных, которым скармливали в больших количествах некоторые видов кормов, а также трав и сорняков. Целый ряд несвойственных молоку привкусов и запахов связаны с абсорбцией запахов плохо вымытой тары, непроветриваемых помещений, химических веществ и т.п., а также загрязнением молока моющими и дезинфицирующими веществами, лекарствами, пестицидами и другими химикалиями.

Термоустойчивость обезжиренного молока – один из важнейших показателей технологических свойств молока. От этого показателя зависит пригодность молока к высокотемпературной обработке, что особенно важно при выработке стерилизованных продуктов и молочных консервов. Термоустойчивость обезжиренного  молока обусловлена его кислотностью и солевым балансом. Под солевым балансом следует понимать равновесие между катионами (кальций, магний и др.) и анионами (цитраты, фосфаты и др.). Нарушение этого равновесия в ту или другую сторону может привести к коагуляции белков. На практике в молоке чаще отмечается избыток катионов.

Повышение кислотности молока в процессе хранения в результате деятельности молочнокислых бактерий также снижает его термоустойчивость.

Сывороточные белки молока при нагревании коагулируют, переходя из растворимого состояния в нерастворимое. Часть таких белков вступает в реакцию с казеином, изменяя его свойства, а часть оседает на поверхности теплообменных аппаратов, снижая их теплопередающую способность и затрудняя последующую мойку. Способствует осаждению сывороточных белков на поверхности теплообменных аппаратов и резкий перепад температур между молоком и греющим агентом. Это необходимо учитывать при тепловой обработке молока.

Сычужная свертываемость обезжиренного молока – определяющий фактор при переработке молока на сыр. Скорость свертывания белков и плотность сгустка зависят от массовой доли в молоке казеина. Повышенное количество казеина способствует более быстрому образованию плотного сгустка. Продолжительность сычужной коагуляции зависит также от концентрации ионов водорода в молоке. С понижением рН молока реакция протекает быстрее, плотность сгустка возрастает, что связывают с повышением активности сычужного фермента.

Изменение концентрации ионов кальция в молоке существенно влияет на скорость образования сгустка и его плотность. Наилучшая коагуляция белков наблюдается при концентрации кальция в молоке 0,142 %. При выработке сыров из пастеризованного молока для восстановления необходимого уровня солей кальция вносят раствор хлористого кальция.

 2.2. Пищевая, биологическая ценность и биотехнологические свойства обезжиренного молока

При сепарировании цельного молока получают обезжиренное молоко, жирность которого не должна превышать 0,05 %. Этот показатель является важнейшей качественной характеристикой процесса сепарирования и эффективности производства. Снижение жирности обезжиренного молока на 0,01 % позволяет получать в отрасли более 1000 т сливочного масла в год.

Основным отличием обезжиренного молока от цельного является содержание жира, что существенно отражается на сенсорной оценке (цвет, вкус, консистенция) и энергетической ценности (50 %). Кроме этого следует учитывать соотношение жировой части к сухим веществам. В цельном молоке на одну часть жира приходится 2,2 – 2,4 части       СОМО, а в обезжиренном молоке 90 – 170 части. Состав обезжиренного молока, как и цельного, подвержен значительным колебаниям, в том числе по сезонам года. Так, например, содержание отдельных компонентов может составлять (%): сухих веществ 8,2 – 9,5; жира 0,01 – 0,08; белков 3,0 – 3,5; лактозы 4,5 – 4,8. В обезжиренном молоке практически отсутствуют белки оболочек жировых шариков, жирорастворимые витамины. Дисперсность жировых шариков в обезжиренном молоке не превышает 2 мкм. Содержание сухих веществ и отдельных компонентов определяет выход готовой продукции, производительность оборудования, затраты энергии на выработку обезжиренного молока. Поэтому учет массы и определение качественных характеристик необходимо для каждой партии обезжиренного молока, поступающего на переработку. Кроме аналитических методов для определения сухих веществ (СВ) можно пользоваться формулами Я.С.Зайковского:

СВ = Р / 4 + Ж + 0,59,

( 2.2. )

где: Р – плотность обезжиренного молока в градусах ареометра; Ж – содержание жира в обезжиренном молоке, %;

или М.С. Коваленко:

СВ = 1,202·Ж + 2,57·100·Р — 99,823 / Р,

( 2.3. )

или упрощенным уравнением:

СВ = 0,275·Р / Ж,

( 2.4. )

Содержание жира и плотность обезжиренного молока определяют в процессе сепарирования или при приемке. Выход обезжиренного молока составляет примерно 90 % от массы сепарируемого молока и зависит от жирности сливок (обратная пропорциональность).

Доброкачественное обезжиренное молоко должно соответствовать следующим требованиям: чистый без посторонних привкусов вкус, цвет белый со слегка синеватым оттенком, однородный по всей массе, консистенция однородная без осадка и хлопьев, кислотность 17 – 21 оТ, плотность 1029 – 1031 кг/м3, вязкость 1,70 – 1,75 Па·с. Обезжиренное молоко не должно быть обсеменено микроорганизмами, в т.ч. патогенными. Недопустимо наличие механических примесей и посторонних веществ.

Температурные режимы сепарирования (кроме холодного) являются оптимальными для жизнедеятельности бактерий, поэтому процесс сепарирования необходимо организовать в потоке с последующим охлаждением и резервированием для переработки. Принципиальная блок-схема процесса показана на рис. 2.1.

Описание: image001

Рисунок 2.1. Принципиальная блок-схема получения обезжиренного молока

В случае необходимости хранения обезжиренного молока его охлаждают до             4 – 8 оС. Оптимальным способом сохранения качества обезжиренного молока является пастеризация и охлаждение с использованием пастеризационно-охладительных установок, работающих в автоматизированном режиме управления с безразборной мойкой.

Биотехнологические свойства обезжиренного молока, как сырья для получения продуктов питания, характеризуются рядом свойств.

Органолептические показатели обезжиренного молока (внешний вид, цвет, консистенция, вкус и запах) зависят от состава и свойств цельного молока, из которого оно получено. По внешнему виду представляет собой однородную жидкость белого цвета с легким голубоватым оттенком без осадка и хлопьев. В этом молоке, по сравнению с цельным, отсутствует желтоватый оттенок, который связан с жиром и жирорастворимым                       β-каротином. Вкус и запах сырого молока специфичный, слабо сладковато-солоноватый, без посторонних, несвойственных молоку запахов и привкусов. Отклонение от этих требований связано с пороками молока. Ярко выраженные привкусы – молозивный, горький, соленый, характерны для молозива и стародойного молока, а также молока, полученного от больных животных. Кормовые привкусы – силосный, капустный, чесночный и другие характерны для молока от животных, которым скармливали в больших количествах некоторые видов кормов, а также трав и сорняков. Целый ряд несвойственных молоку привкусов и запахов связаны с абсорбцией запахов плохо вымытой тары, непроветриваемых помещений, химических веществ и т.п., а также загрязнением молока моющими и дезинфицирующими веществами, лекарствами, пестицидами и другими химикалиями.

Термоустойчивость обезжиренного молока – один из важнейших показателей технологических свойств молока. От этого показателя зависит пригодность молока к высокотемпературной обработке, что особенно важно при выработке стерилизованных продуктов и молочных консервов. Термоустойчивость обезжиренного молока обусловлена его кислотностью и солевым балансом. Под солевым балансом следует понимать равновесие между катионами (кальций, магний и др.) и анионами (цитраты, фосфаты и др.). Нарушение этого равновесия в ту или другую сторону может привести к коагуляции белков. На практике в молоке чаще отмечается избыток катионов.

Повышение кислотности молока в процессе хранения в результате деятельности молочнокислых бактерий также снижает его термоустойчивость.

Сывороточные белки молока при нагревании коагулируют, переходя из растворимого состояния в нерастворимое. Часть таких белков вступает в реакцию с казеином, изменяя его свойства, а часть оседает на поверхности теплообменных аппаратов, снижая их теплопередающую способность и затрудняя последующую мойку. Способствует осаждению сывороточных белков на поверхности теплообменных аппаратов и резкий перепад температур между молоком и греющим агентом. Это необходимо учитывать при тепловой обработке молока.

Сычужная свертываемость обезжиренного молока – определяющий фактор при переработке молока на сыр. Скорость свертывания белков и плотность сгустка зависят от массовой доли в молоке казеина. Повышенное количество казеина способствует более быстрому образованию плотного сгустка. Продолжительность сычужной коагуляции зависит также от концентрации ионов водорода в молоке. С понижением рН молока реакция протекает быстрее, плотность сгустка возрастает, что связывают с повышением активности сычужного фермента.

Изменение концентрации ионов кальция в молоке существенно влияет на скорость образования сгустка и его плотность. Наилучшая коагуляция белков наблюдается при концентрации кальция в молоке 0,142 %. При выработке сыров из пастеризованного молока для восстановления необходимого уровня солей кальция вносят раствор хлористого кальция.

2.3. Пищевая, биологическая ценность и биотехнологические свойства пахты

В зависимости от способа производства различают следующие виды пахты: пахта, получаемая при производстве сливочного масла методом сбивания сливок в маслоизготовителях периодического действия; пахта, получаемая при производстве сливочного масла методом сбивания сливок в маслоизготовителях непрерывного действия; пахта, получаемая при производстве сливочного масла методом преобразования высокожирных сливок (ВЖС). Средний состав пахты, полученной при различных способах производства масла показан в таблице 2.3.

Таблица 2.3 – Состав пахты

Наименование

компонентов

Содержание компонентов в пахте, %

метода сбивания

метода преобразования

ВЖС

периодического

непрерывного

Молочный жир

0,5

0,7

0,5

Белок

3,2

3,2

2,9

Лактоза

4,7

4,7

4,8

Минеральные соли

0,7

0,7

0,6

Сухие вещества

9,1

9,1

8,8

Кроме того, в зависимости от вида сливочного масла различают пахту от сладкосливочного и кислосливочного масла.

Выход пахты зависит от организации производственного процесса (сбора) и обусловлен жирностью исходных сливок и содержанием плазмы в масле. Теоретически выход пахты можно рассчитать по балансу сухих веществ и массы. Практически при расчетах принимают, что при производстве 1 т сливочного мазла получают до 1,5 т пахты.

Специфической особенностью пахты, в сравнении с обезжиренным молоком, является более высокое содержание молочного жира (примерно в 10 раз) и повышенная биологическая ценность, что связано с качественной характеристикой липидного комплекса. Молочный жир пахты тонко диспергирован, основная масса жировых шариков не превышает размеры 1 мкм.

В распределении липидного комплекса характерным является преобладание во всех продуктах насыщенных и ненасыщенных триглицеридов (78,4 – 92,9%). При изготовлении масла способом сбивания в него переходит меньшая часть фосфолипидов     (0,76 – 0,87%), а в пахту – большая (1,66 – 1,70%). В то же время способ преобразования высокожирных сливок позволяет обогатить масло фосфолипидами (1,56%), а в пахте количество их снижается (0,97%).

В пахту переходит значительное количество фосфолипидов и 17-21% холестерина.

Пахта, особенно от способа сбивания, обогащается летучими жирными кислотами: муравьиной, уксусной, пропионовой и масляной, а также жирными кислотами с конъюгированными связями: диеновыми, триеновыми и тетраеновыми. Ценность пахты обусловлена также переходом оболочечного вещества жировых шариков.

В целом более полноценной является пахта, полученная при выработке сливочного масла методом сбивания периодическим способом и особенно кислосливочного масла.

Качество пахты определяется способом производства и видом сливочного масла. Пахта должна отвечать следующим требованиям. Внешний вид и консистенция - однородная жидкость без видимых крупинок жира. Цвет – белый со слегка желтоватым оттенком, однородный по всей массе. Вкус и запах – чистый молочный без посторонних привкусов и запахов для пахты сладкосливочного масла и кислосливочный для пахты кислоcливочного масла. Физико-химические показатели пахты приведены в таблице 2.4.

Таблица  2.4 - Физико-химические показатели пахты

Показатели

Содержание компонентов в пахте

метода сбивания

метода преобразования

ВЖС

периодического

непрерывного

Плотность, кг/м3

1030 – 1035

1030 – 1035

1029 – 1033

Кислотность, °Т

18 – 50

20 – -50

18

Массовая доля жира, %

0,4 – 0,5

0,7

0,5

Массовая доля СОМО, %

8,3 – 9,5

8,3 – 9,5

8 – 9

Способы обработки пахты при необходимости хранения и транспортировки выбираются в зависимости от ее вида. При производстве сливочного масла способом сбивания сливок пахта получается с температурой 12 – 16 оС. Для ее хранения необходимо охлаждение до 6 – 8 оС. При производстве сливочного масла способом преобразования высокожирных сливок пахту получают с температурой 70 – 85 оС. Ее следует охладить до 6 – 8 оС и хранить в закрытых резервуарах до переработки или транспортировки.

Необходимо исключить попадание в пахту промывных вод, особенно при сбивании сливок в маслоизготовителях периодического действия, т.к. вода снижает качество пахты и затрудняет ее переработку.

Биотехнологические свойства пахты зависят от её состава и физико-химических показателей.

Кислотность пахты зависит от способа производства и вида, вырабатываемого масла. Пахта, полученная при выработке сладкосливочного масла методом сбивания, имеет титруемую кислотность в пределах 18 – 20 0Т, активную кислотность 6,53 – 6,59, а кислосливочного – 40 – 50 0Т; пахта, полученная от производства масла методом преобразования высокожирных сливок – 17 – 18 0Т  и  рН 6,52 – 6,60.

Коагуляция белков пахты осуществляется под действием сычужного фермента, кислот и хлористого кальция в сочетании с тепловым воздействием.

Сычужное свертывание пахты возможно при внесении в неё хлористого кальция из расчета 40 г на 100 л пахты. Продолжительность образования сгустка идет медленнее, чем в молоке: для пахты, полученной при сбивании сливок – в 3 раза, а для пахты от способа преобразования высокожирных сливок – в 5 раз. При этом белковый сгусток получается нежный, слабоуплотняющийся при выдержке. Синерезис сыворотки из такого сгустка затруднен. По сравнению с обезжиренным молоком объем сыворотки, выделившейся из пахты при температуре 35 0С, в 5 – 6 раз, а при температуре 42 0С  в 3 – 4 раза меньше.

Ускорить процесс образования сгустка можно путем повышения дозы хлористого кальция до 80 г на 100 л и повышением температуры до 40 0С. Обеспечить степень обезвоживания сгустка из пахты до степени обезвоживания сгустка из обезжиренного молока при 40 0С можно путем повышения температуры до 50 0С.

Кислотная коагуляция белков пахты возможна при воздействии молочной кислоты. Оптимальными условиями для выделения казеина пахты раствором молочной кислоты считают температуру 50 0С и умеренное перемешивание в период коагуляции и синерезиса. Степень использования сухих веществ при таком режиме увеличивается на 2 – 3 %. Выдержка кислотного сгустка при температуре 50 0С в течение 20 мин. обеспечивает обезвоживание его при самопрессовании и прессовании до массовой доли влаги 70 – 75 %.

Заквашивание пахты чистыми культурами молочнокислых стрептококков (термофильных и мезофильных рас) приводит к образованию в меру плотного сгустка. Для обезвоживания такого сгустка до массовой доли влаги 70 – 75 % необходим его подогрев до температуры 55 – 65 0С и более длительное прессование по сравнению с обезжиренным молоком. Повышение температуры отваривания сгустка до 70 – 85 0С не снижает его качества. Кислотный сгусток из пахты сохраняет мягкую связную консистенцию, тогда как сгусток из обезжиренного молока в аналогичных условиях приобретает грубую резинистую консистенцию.

Использование заквасок из термофильных рас молочнокислого стрептококка ускоряет процесс гелеобразования на 2 – 3 ч, при этом кислотность сгустка нарастает до более высокого значения. Закваска, приготовленная на чистых культурах болгарской и ацидофильной палочки, способствует образованию сгустка с малой величиной синерезиса. Использование чистой культуры ацидофильной палочки слизистых рас приводит к получению сгустка тягучей консистенции.

Хлоркальциевая коагуляция белков пахты возможна при температуре 85 – 98 0С. Хлористый кальций используют в виде 40 %-ого раствора из расчета 1,5 – 2,0 кг безводной соли на 1 т пахты. Вносят его в горячую пахту с температурой 85 – 98 0С и умеренном перемешивании. Выдержка при этих условиях в течение 20 мин. обеспечивает массовую коагуляцию белков. Выдержка более 30 мин. ухудшает пластичность и связность продукта.

При одних и тех же условиях тепловой обработки белковая масса из пахты, полученной от производства масла способом преобразования высокожирных сливок, имеет более нежную консистенцию и обладает большей водоудерживающей способностью, чем белковая масса из пахты от сбивания сливок. При этом снижается и степень использования сухих веществ на 7 %.

Внесение хлористого кальция в холодную пахту с последующим нагревание смеси до 85 0С без перемешивания способствует максимальному выделению белка и жира. Однако для практических целей такой вариант малопригоден из-за длительности технологического цикла и неравномерного прогревания сгустка.

Сгущение и сушка пахты проводится при выработке сгущенных и сухих продуктов из пахты. Все компоненты, содержащиеся в исходной пахте, концентрируются. При этом отмечено снижение свободных аминокислот, общего фосфора, кальция, холестерина, фосфолипидов. Потери свободных аминокислот при сгущении и сушке достигают        16,8 – 24,4 %. Большие потери отмечены у цистеина: при сгущении – до 48,1 %, при сушке до 57,9 % по отношению к исходному содержанию. Потери глутаминовой кислоты составляют 23,4 % и 45,4 % соответственно.

Содержание холестерина в готовых продуктах в пересчете на сухое вещество снижается на 4 – 6 % по сравнению с исходным сырьем. Общее количество фосфолипидов в сгущенной и сухой пахте уменьшается по отношению к исходной на 15 – 16 %.

Упругость паров пахты, полученной от производства масла способом преобразования высокожирных сливок, при температуре кипения 60 0С численно равна величине остаточного давления в вакуум-выпарной установке. Пахта, полученная при производстве масла способом сбивания, имеет меньшую упругость паров, что ведет к повышению разрежения в аппарате и удлиняет процесс сгущения.

 2.4. Пищевая, биологическая ценность и биотехнологические свойства молочной сыворотки

Виды сыворотки

1. Традиционные способы разделения молока, основанные на биотехнологии (закваски, ферменты) и использовании химических реагентов (кислот, щелочей, солей), приводят к образованию подсырной, творожной и казеиновой сыворотки.

2. При нетрадиционных способах разделения молока, основанных на молекулярно-ситовой фильтрации, электрофизическом воздействии и термодинамической несовместимости казеиновых фракций молочных белков с полисахаридами получают белковый концентрат и ультрафильтрат или бесказеиновую фазу. По составу и свойствам ультрафильтрат и бесказеиновая фаза аналогичны молочной сыворотке.

Состав и свойства молочной сыворотки

Состав молочной сыворотки колеблется в значительных пределах и  зависит для подсырной сыворотки от вида вырабатываемого сыра и его жирности; для творожной – от способа производства творога и его жирности; казеиновой - от вида вырабатываемого   казеина. При выработке жирных сыров расходуют в основном казеин и молочный жир, а остальные компоненты в значительном количестве переходят в молочную сыворотку. Казеин должен быть использован максимально, жир - в соответствии с видом вырабатываемого сыра, молочный сахар и минеральные соли - в необходимых для созревания сыра количествах. При производстве твердых сыров оптимальное содержание молочного сахара составляет 10 % (в среднем 5-7 %) от его содержания в молоке и зависит от вида сыра. Содержание минеральных со­лей обычно составляет 3-5 % от их содержания в молоке. Кальциевые и фосфорные соли переходят в сыр при получении сычужного сгустка.

При производстве сметаны и творога основные компоненты молока используются аналогично сказанному выше. Применяя различные технологические приемы (например, высокотемпературную обработку молока, мембранные методы обработки и др.), можно увеличить переход в творог сывороточных белков или других ценных компонентов молока.

Состав и свойства молочной сыворотки связаны с технологией белковых и белково-жировых продуктов. В зависимости от вида основного продукта получают подсырную, творожную или казеиновую сыворотки. Состав и свойства различных видов молочной сыворотки приведен в таблице 2.5.

Таблица 2.5 – Состав и свойства молочной сыворотки

Показатели

Молочная сыворотка

подсырная

творожная

казеиновая

Сухое вещество, %,

в том числе:

      молочный жир

      белок

      лактоза

      минеральные соли

4,5 – 7,2

4,2 – 7,4

4,5 – 7,5

0,05 – 0,5

0,05 – 0,4

0,02 – 0,1

0,5 – 1,1

0,5 – 1,4

0,5 – 1,5

3,9 – 4,9

3,2 – 5,1

3,5 – 5,2

0,3 – 0,8

0,5 – 0,8

0,3 – 0,9

Кислотность, °Т

15 – 25

50 – 85

50 – 120

рН

6,3

4,4

4,3

Плотность, кг/м3

1018 – 1027

1019 – 1026

1020 – 1025

При разделении обезжиренного молока по технологии "Био-Тон", разработанной ВНИИКИМ, с использование биополимеров получают бесказеиновую фазу, названную концентратом структурирующим пищевым (КСП). В бесказеиновой фазе практически отсутствует молочный жир. Массовая доля молочного сахара возрастает до 80 %, а доля остальных компонентов близка к таковым в молочной сыворотке только в отличие от сыворотки она дополнительно содержит до 0,5 % полисахарида. Это придает её повышенные функциональные свойства по сравнению с молочной сывороткой и обезжиренным молоком.

Используют бесказеиновую фазу в натуральном, сгущенном и сухом видах при выработке различного вида суфле, желирующих продуктов. Она является эффективным эмульгатором и стабилизатором пищевых систем, студнеобразователем.

Молекулярно-ситовая фильтрация молока и ВМС через полупроницаемые мембраны приводит к получению побочного продукта (фильтрата), состав которого практически идентичен молочной сыворотке.

При нетрадиционных способах обработки молочного сырья, получаемые ультрафильтраты (пермеаты) и бесказеиновая фаза, по составу и свойствам приближаются к молочной сыворотке с учетом содержания реагентов, например пектина.

Основным компонентом в составе молочной сыворотки является лактоза, которая составляет в сухом веществе 70-75%. При этом в творожной сыворотке лактозы несколько меньше за счет сбраживания в молочную кислоту, что отражается на кислотности сыворотки. Степень перехода отдельных компонентов молока в молочную сыворотку связана с процессами гелеобразования и синерезиса. В молочную сыворотку переходит 6,3 – 12,4 % жира, а абсолютное содержание его в зависимости от жирности исходного сырья и технологии колеблется в широких пределах – от 0,05 до 0,5 %.

Молочный жир в сыворотке диспергирован больше, чем в цельном молоке. Так, например, количество жировых шариков размером менее 2 мкм в сыворотке составляет 72,6, а в молоке 51,9 %.

В 100 г сыворотки содержится 0,134 мг азота, в том числе 65 % белкового и 35 % небелковых азотистых соединений. В пересчете на белок с использованием принятого коэффициента (6,38) эта величина составляет 0,5 – 1,5 % и зависит от способа нормализации и тепловой обработки смеси, коагуляции белков и синерезиса сгустка.

Около 10% белков сыворотки представлены остатками казеина. Глобулины сыворотки представлены β-лактоглобулином, иммуноглобулинами (эвглобулины и псевдоглобулины). Белковые вещества сыворотки включают также α-лактоальбумин, сывороточный альбумин, протеозопептоны и ферменты.

Аминокислотный состав отдельных фракций сывороточных белков имеет одинаковый качественный состав, но различается по количественному их соотношению. В числе аминокислот, входящих в белки сыворотки, имеются все незаменимые аминокислоты, которые находятся в количествах, удовлетворяющих или превышающих их в «идеальном белке» (за исключением ароматических, серосодержащих и валина).

Из небелковых азотистых веществ в сыворотке присутствуют свободные аминокислоты, мочевина, мочевая кислота, креатин, креатинин, пуриновые основания. Свободных аминокислот в сыворотке обычно немного, и количество их зависит от вида сыворотки. В творожной сыворотке свободных аминокислот значительно больше, чем в подсырной сыворотке. Это связано с более глубоким гидролизом белков молока под действием ферментов молочнокислых бактерий, а также молочной кислоты.

Аминокислотный состав творожной и подсырной сыворотки различается тем, что в творожной сыворотке содержится в 3,5 раза больше свободных аминокислот и в 7 раз больше незаменимых свободных аминокислот (в основном за счет валина, фенилаланина, лейцина, изолейцина).

В состав углеводного комплекса молочной сыворотки входят моносахара, олигосахара и аминосахара. В творожной сыворотке содержится 0,7 – 1,6 % глюкозы, что обусловлено гидролизом лактозы при производстве творога. Из аминосахаров в сыворотке обнаружены нейраминовая кислота, сиаловая кислота, кетопентоза. Олигосахариды представлены лактозой, лактулозой и серологически активными сахарами близкими к составу крови.

Количественное содержание анионов (5,831 г/л) и катионов (3,323 г/л) в сыворотке соответствует цельному молоку. В процессе производства некоторых видов сыров – российского, пошехонского и других часть сыворотки (около 30 %) получается соленой.

Содержание молочной кислоты в сыворотке достигает 1,24 % (творожная сыворотка), причем до 80 % ее находится в связанном состоянии.

Определение состава молочной сыворотки возможно аналитически или расчетным путем с использованием, например, для сухих веществ формулы М.С.Коваленко:

СВ = 0,2706 · р / Р,

( 2.5 )

где р - плотность сыворотки в градусах ареометра; Р - плотность сыворотки в г/см3.

В молочную сыворотку практически переходят все минеральные соли и микроэлементы молока, а также соли, вводимые при выработке основного продукта и соединения с поверхности оборудования. В сыворотке содержится: калия до 0,19%; кальция до 0,11%; натрия 0,05%; магния 0,02%; фосфора 0,1% и хлора 0,11%. Минеральные вещества в сыворотке находятся в форме истинного и молекулярного растворов, в коллоидном состоянии, в виде солей органических и неорганических кислот. Из катионов в сыворотке преобладают калий, натрий, кальций, магний и железо; из анионов – остатки лимонной, фосфорной, молочной и соляной кислот. Таким образом, молочная сыворотка является сырьем с естественным набором жизненно важных минеральных соединений.

В молочную сыворотку почти полностью переходят водорастворимые витамины. Количество пиридоксина, холина и рибофлавина в сыворотке превышает его содержание в молоке, что обусловлено жизнедеятельностью молочнокислых бактерий. Сыворотка по набору и абсолютному содержанию витаминов также является биологически полноценным сырьем. Из органических кислот в сыворотке обнаружены молочная, лимонная, нуклеиновая и летучие жирные кислоты (уксусная, муравьиная, пропионовая, масляная).

Качество молочной сыворотки в соответствии с действующей нормативно-технической документацией должно соответствовать следующим требованиям. Внешний вид – однородная жидкость зеленоватого цвета без посторонних примесей (допускается наличие белого осадка), вкус и запах – чистый, свойственный молочной сыворотке без посторонних привкусов (для творожной и казеиновой слегка кисловатый, для соленой с привкусом соли). Плотность не ниже 1023 кг/м3; кислотность соответственно (°оТ), не более: подсырная – 20, творожная – 75, казеиновая – 70.

Биотехнологические свойства молочной сыворотки. Состав и свойства молочной сыворотки зависят от вида вырабатываемого основного продукта и технологических режимов его выработки. Массу молочной сыворотки, получаемой при выработке белковых или белково-жировых продуктов можно рассчитать по формуле (2.6):

Выход молочной сыворотки (Ксыв) можно рассчитать по формуле:

Описание: image001

( 2.6 )

где: СВспр – сухое вещество в продукте, %; СВс – сухое вещество в сырье, %;    СВсыв – сухое вещество в сыворотке, %.

Теоретический выход сыворотки находится на уровне 90 %. С учетом нормативных потерь, которые могут существенно снижаться, выход сыворотки (в % от перерабатываемого сырья) составляет 65 – 80 %. Фактический выход сыворотки может приближаться к теоретическому за счет хорошей организации переработки молока и сокращения потерь сыворотки или быть ниже нормативного при плохой организации технологического процесса производства и нарушение режимов выработки основного продукта.

Молочная сыворотка, получаемая при производстве натуральных жирных сыров и жирного творога, содержит 0,1 – 0,6 % казеиновой пыли (в среднем 0,5 %) и около 0,45 % молочного жира. Общее содержание сухих веществ в сыворотке составляет около 50 % от сухих веществ молока.

Размер частиц казеиновой пыли колеблется от 0,05 до 1,5 мм. Содержание её в подсырной сыворотке зависит качества исходного молока и методов его обработки в процессе  разрезки сгустка и обработки сырного зерна. Разрезка недостаточно прочного геля и интенсификация процессов обработки без должной разработки конструкции аппаратов приводит к увеличению отхода казеиновой пыли и жира в сыворотку.

В творожной сыворотке казеиновой пыли содержится несколько больше, а в казеиновой сыворотке – несколько меньше, чем в творожной.

Казеиновую пыль с размером частиц 1,0 – 1,5 мкм можно удалить с помощью центробежной силы в сепараторах-осветлителях и использовать для переработки на пищевые цели.

Люди также интересуются этой лекцией: Тестовые задания семинара А.

Количество молочного жира в сыворотке также зависит от вида вырабатываемого продукта, от содержания массовой доли жира в нем и технологии получения. Независимо от массовой доли жира наибольшее число жировых шариков имеет диаметр 1 – 2 мкм, а основной объем жира заключен в шариках размером 2 – 6 мкм. Молочный жир также извлекают из сыворотки с помощью сепараторов-разделителей в виде подсырных сливок и используют для переработки на пищевые продукты.

Особое внимание следует обращать на разбавление сыворотки водой, использование которой предусмотрено технологией при выработке основного продукта. Это приводит к снижению сухих веществ сыворотки, затрудняет её переработку и увеличивает затраты на производство продуктов из сыворотки. Контроль за количеством попавшей воды в сыворотку можно осуществлять по температуре её замерзания.

Молочная сыворотка является хорошей средой для развития различных микроорганизмов. Этому способствует большое содержание в сыворотке молочнокислых бактерий, которые переходят в процессе выработки основного продукта, дополнительный их рост в процессе кратковременного хранения до обработки, дополнительное бактериальное обсеменение посторонней микрофлорой в процессе сбора и хранения. К тому же из основного производства сыворотка поступает с температурой около 30 0С, что соответствует оптимальному росту большинства молочнокислых бактерий. Поэтому сбор, первичная обработка, резервирование до переработки должно осуществляться быстро и с соблюдением санитарно-гигиенических условий. Несоблюдение этих требований может привести к изменению состава и качества сыворотки. В процессе хранения состав и свойства сыворотки меняются. Связано это с деятельностью молочнокислых бактерий. Лактоза, как наименее устойчивый компонент, подвергается ферментативному гидролизу. Количество лактозы снижается, а кислотность сыворотки возрастает, снижается её доброкачественность, возрастает мутность. При нарастании кислотности сыворотки до 100 0Т потери лактозы превышают 20 % от исходного содержания. Происходит гидролиз белков и жира, изменяется вкус сыворотки, могут накапливаться нежелательные и даже вредные вещества.

Практически считается, что при хранении молочной сыворотки без обработки в течение 12 часов она теряет до 25 % энергетической ценности.

Для сохранения исходного качества молочной сыворотки ее подвергают тепловой обработке (пастеризации, охлаждению) или вносят консерванты, разрешенные органами здравоохранения. Такая обработка позволяет успешно сохранить качество сыворотки в течение 24 – 36 ч.

Свежие статьи
Популярно сейчас