Микрофильтрационная обработка молочного сырья: состояние и перспективы Текст научной статьи по специальности «Прочие сельскохозяйственные науки»

интенсивно нарастают и завершаются в основном к 30-й мин.

Таким образом, введение в системы, содержащие миозин, ионов кальция может значительно интенсифицировать взаимодействие миофибрил-лярных белков, причем изменение концентрации ионов дает возможность направленно регулировать процесс сфуктурообразования в мясных системах.

Результаты исследований были реализованы при разработке технологий двух видов реструктурированных мясных изделий: варено-копченой ветчины и быстрозамороженного полуфабриката.

ЛИТЕРАТУРА

1. Жаринов А.И., Постников С.И. Исследование процесса ионотропного структурирования в системах с сывороточными белками-концентратами и плазмой крови. — М.: АгроНИИТЭИмясомолпром, 1991. — Сер.:

Мясная пром-сть. — Вып. 5. — С. 16—21.

9.

Липатов H.H., Мамикоян М.Л., М у с а е в Ш. М.. Крестовский В. В. К обоснованию физико-хи-мических параметров процесса получения структурированных белковых продуктов: Сб. Рациональное использование белка в мясной и молочной промышленности: — М.. 1983. — С. 14—17.

Карафоли Э., Пеннистон Д.Т. Кальциевый сигнал //В мире науки. — 1986. — №1. — С. 28—38. Технология мяса и мясопродуктов / Под ред. И.А. Рогова.

— М..: Агропромиздат, 1988. — 576 с.

Squire J.M. /7 J.Mol.Biol. — 1973. — 77. — P. 291. M о r і пі о 1 о K. // J.Mol.Biol. — 1974. — 83. — P. 83—97.

Практикум по биохимии / Под ред. Г.А. Северина. — М.: Изд-во МГУ. 1989.

Маурер Г. Электрофорез. — М.: Мир. 1971. — 244 с. Hermansson A.M., Lengton М. // J.Sci.Food Agrie. — 1988. — 42. — P. 355—369.

Кафедра технологии мяса и мясопродуктов Поступила 17.06.93

66.067:637.1

МИКРОФИЛЬТРАЦИОННАЯ ОБРАБОТКА МОЛОЧНОГО СЫРЬЯ: СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ

высок

разде,

Фаі

куляї

элеме

МИКр!

не Md течен соста при і] 1,4 м Ос белої при (j ваниі

Їиль ,75í

изме

рату]

риро

пера

реж^

Mí

сохр

16-1

обра

А.Г. ХРАМЦОВ, Е.Р. АБДУЛИНА, Т.Н. АБДУЛИНА

И.А. ЕВДОКИМОВ,

Ставропольский политехнический институт

В последние годы определенный теоретический и практический интерес представляет использование микрофильтрационного разделения для обработки молочного сырья [1, 2].

Микрофильтрация, наряду с другими мембранными процессами, основана на принципе селективной проницаемости одного или нескольких компонентов жидкой смеси через мембранный барьер [3]. Введение данной терминологии при практическом отсутствии концептуального отличия микрофильтрации от других баромембранных процессов предопределено удобством использования ее для решения прикладных задач молочной промышленности.

Микрофильтрация — баромембранный процесс, который позволяет отделять на пористых мембранах компоненты размером 0,05—10 мкм. В зависимости от величины отделяемых частиц различают стерилизующую (менее 0,10 мкм), тонкую (0,10—0,20 мкм), с целью очистки (0,20—5,0 мкм) и грубую (более 5,0 мкм) фильтрации. Ее проводят в основном при давлении 0,01—0,20 МПа, что на порядок ниже, чем для классической ультрафильтрации,

Микрофильтрационная обработка позволяет выделить следующие компоненты молочного сырья: липиды, микроорганизмы, агрегаты сывороточных белков, казеиновые зерна, соматические клетки и

частично казеиновые мицеллы и сывороточные белки.

В зависимости от направления продукта к поверхности мембраны и потоку фильтрата выделяют тангенциальную и тупиковую фильтрации [4, 5].

Современные направления использования мик-рофильтрации определяются свойствами и дисперсным составом молочного сырья.

Наибольшее распространение в промышленности получил процесс обработки молока, способствующий отделению микроорганизмов и увеличивающий сроки хранения пастеризованного продукта (2S Он разработан и запатентован фирмой «Альфа-Лаваль* и получил название «Бактокэтч». Технология выработки молока с низкой бактериальной обсемененностью предусматривает сепарирование цельного молока, микрофильтрацию обезжиренного молока, высокотемпературную обработку сливок и микрофильтрационного концентрата, смешение фильтрата и стерилизованной смеси, пастеризацию конечного продукта и розлив. Особенностью обработки является использование микрофильтрационной системы разделения при постоянном давлении [6]. Для фильтрации применяют керамические мембраны фирмы «SCI» из альфа-алюминия, которые представляют собой мультиканальные конструкции (диаметр канала 4 мм, количество каналов на 0,2 м элемента 19, длина элемента 850 мм). Созданием системы циркуляции фильтрата наряду с системой циркуляции концентрата поддерживают при обработке постоянное трансмембранное давление, которое сравнительно ' невысоко (0,03—0,04 МПа), что предотвращает быстрое загрязнение мембран, наблюдающееся в большинстве микрофильтрационных систем из-за

И пг.

НІ ::.І-ЇМ-'.ГДЛ-.ру JV.IU.lb-п:тг —

дік:пи-'

25- ГІН

hir .•«

L-• ?

■ h.

, - .4 :

- И-l с. jci.Fco:

\

№7.1

I

:OfKbie-

I К no-ip-1 Я EOT

Hi o\

h VHK-H AHL"

АЙШО-

>І0ІІС7-

f-ТИЧїІ-

IIUiK'JJi

ШТЧ*

x’fpa-

Sll.l t: II -

и jCc-з

•tripi-6 41 jl л ■

СЧСС.И, f. I.Vv (t; m ax-

п.к TM-

кііякл яльфэ-итиш , чг.лл-.XJIHJLU хяц:гн prflltftl-l!Hl|W

i'um ■

?-.!| £

! HJ-SJ

высокого уровня фильтрата в начале процесса разделения.

Фактор концентрирования 1:10 и уровень циркуляции концентрата 6,3 м /ч на 0,2 м канала элемента позволяет получить стабильный поток микрофильтрата обезжиренного молока пои 50°С не менее 500 дм /м^ч, а в среднем 700 дм /м ч в течение более чем 6 ч. Проницаемость по казеину составляет 97—99%, а задержка микроорганизмов при использовании мембран с размером пор 0,80—

1.4 мкм — более 99,7% 16).

Основные компоненты молока, такие как жир, белок, сухие вещества не претерпевают изменений при обработке по методу «Бактокэтч» [6]. Исследования [7J показали, что неказеиновый азот в смеси фильтрата, концентрата и сливок уменьшался от

0,758 до 0,753% после пастеризации. Степень изменения сывороточных белков при высокотемпературной обработке зависит от фактора концентрирования в микрофильтрационном модуле и температурного профиля (температурно-временной режим 115-—130°£ 4—6 с [6, 8]).

Молоко, выработанное по методу «Бактокэтч», сохраняет качество свежего продукта в течение 16—21 сут при 8°С, в то время как контрольный образец пастеризованного молока — только 6—8 сут [9J.

К основным преимуществам данной технологии относят высокую задержку спор и психротрофных аэробных спорообразующих микроорганизмов, таких как Bacillus cereus. Степень отделения микроорганизмов микрофильтрацией из обезжиренного молока не зависит от фактора концентрирования и давления циркуляции. После обработки по методу «Бактокэтч» на мембранах с размером пор

1.4 мкм общее количество микроорганизмов уменьшилось на 99,98%, микроорганизмов Bacillus cereus — на 99,95%, аэробных споровых микроорганизмов — до менее чем 3/л [6J. Для сохранения таких показателей обсемененности в готовом продукте необходимо исключить возможность вторичного обсеменения его в секциях регенерации и охлаждения пастеризационной установки, емкостях хранения, автоматах розлива ¡8].

За последние несколько лет реализовано около 30 систем для обработки молока по технологии «Бактокэтч». Одна из них с 1987 г. эксплуатируется в Швеции (г. Луннарп) на предприятии фирмы «Skanemejerier* в пастеризационной установке производительностью 12000 л/ч.

Исследования показывают значительный потенциал метода «Бактокэтч» для улучшения качества многих молочных продуктов [8]. Вопросом использования этой технологии при выработке сыров Greve, Harregaard, Danbo, Emmental, Gouda занимались ¡1, 6, 8, 10]. Исследования, проведенные на пилотной установке с площадью поверхности фильтрации 1,4 м , оснащенной мембранами Membralox (1,4 мкм), показали, что данный метод позволяет отделить из молока до 99,9% микроорганизмов (в том числе Clostridium t’yrobutiricum) и исключить внесение нитратоЕ [6, 10]. Однако

при этом увеличивается на 10—15% время свертываемости молока по сравнению с продуктом, пропастеризованным при низкой температуре (72°С, 15 с), и повышается на 0,5—1% содержание влаги в готовом продукте. Этот эффект объясняют денатурирующим воздействием режимов высокотемпературной обработки, которым подвергается в ряде случаев до 1/% перерабатываемого молока, и рекомендуют изменять технологические режимы выработки сыров для регулирования свертываемости молока и способности сгустка к синерезису.'

Данный метод позволяет предотвратить окислительные процессы в сухом молоке и тем самым увеличить сроки хранения готового продукта [6].

Разработан способ отделения обезжиренного молока из цельного микрофильтрацией на мембранах с размером пор 0,20—10,0 мкм, что дает возможность использовать такую обработку как альтернативу центробежным методам разделения [11].

Микрофильтрацию применяют для отделения казеиновой пыли, липидных компонентов из молочной сыворотки, улучшения свойств концентратов сывороточных белков и интенсификации баромембранных процессов разделения [1, 12, 13].

Особенно эффективно применение микрофильтрации для отделения липопротеинов, так как они оказывают отрицательное воздействие на функциональные свойства концентратов сывороточных белков, уменьшают стабильность сухих продуктов при хранении и снижают качество сырья, подвергаемого ферментативному гидролизу [1, 12, 13]. Микрофильтрационный концентрат обладает рядом свойств, которые позволяют эффективно использовать его в производстве колбас и других пищевых продуктов [¡4].

Для обеспечения полноты отделения фосфолипидов [151 предложено проводить облагораживание сыворотки, которое предполагает две стадии обработки. На первой — дестабилизация химическим, термохимическим или ферментативным способом коллоидной системы фосфолипидов, оставшихся в сыворотке после обезжиривания, на второй — отделение выпавших в осадок фосфолипидов.

На этом же принципе основано «концентрирование» фосфолипидов из пахты [16]. Для этого сухую пахту восстанавливают до массовой доли сухих веществ 10%, обрабатывают ультрафильтрацией, концентрат подвергают термокальциевой агрегации, полученную суспензию направляют последовательно на микро- и диафильтрацию. Конечный продукт используют как эффективный загуститель для низкожирных сливочных продуктов.

Перспективными направлениями применения микрофильтрации являются фракционирование молочной сыворотки с целью получения казеина и сывороточных белков [2] и чистых фракций последних [17], снижение микробиологической обсемененности [18], удаление вирусов, токсинов, пигментов [19], промышленное получение антибактериальных субстанций (способ основан на экстракции чистых фракций пероксидазы и лактоферри-

на), выработка глюкозо-галактозного и глюкозо-фруктозного сиропов [20].

Нами получены положительные результаты по использованию микрофильтрации для удаления хлорорганических пестицидов и тяжелых металлов из модельных растворов на основе молочной сыворотки после их предварительной обработки, для биологической стабилизации сыворотки, при выработке напитков из осветленной молочной сыворотки, сахара молочного.

Анализ существующих направлений применения микрофильтрации показывает ее перспективность, которая позволит заменить традиционные операции в промышленности и уже сегодня открывает возможности для производства многих специфических ингредиентов молочного происхождения селективным изменением состава.

выводы

1. Проведен анализ литературных данных и результатов собственных исследований по использованию микрофильтрации при обработке молочного сырья. Показана эффективность применения данного метода для отделения микроорганизмов, липидных компонентов и др.

2. Представлены области использования микрофильтрации в качестве альтернативы некоторым традиционным процессам переработки молочного сырья (пастеризация, центробежное разделение и др.)

ЛИТЕРАТУРА

1. Horst Н. С. van de г, Hanemaai j e r J. H. Cross — flow microfiltration in the food industry. State of the art / / Desalination. — 1990. — V. 77. — P. 235—258.

2. M a u b о i s J. — L. Application of membrane techniques in the dairy industry / / Bulletin oi the IDF. — 1989. — n. 244. — P. 26-29.

3. J e 1 e n P. Pressure — driver membrane processes: principies and définitions / / New applications of membrane processes: IDF Spécial Issue 9201. — 1991. — ch. 1. — P. 7—14.

4. G e k a s V., H a I 1 s t г о m B. Microfiltration membranes, cross-flow transport mechanisms and fouling studies // Desalination. — 1990. — V. 70. — n. 1—3. — P. 195-218.

5. Terminology for pressure — driven membrane operations // Desalination. — 1988. — V. 68. — n. 1. — P. 77-92.

6. Pat. US 4 140 806 Filtering method for separating skim milk from milk products / Glimenius R. et al.

7. О 1 e s e n N.. J e n s e n F. Microfiltration. The influence of operation parameters on the process // Milchwissenschaft. — 1989. — V.44. — n.8. — P.476-479.

8. К о s i k о w s k i F. V., M i s't г y V. V. Microfiltration, ultrafiltration, and centrifugation separation and sterilization processes for improving milk and cheese quality // J. Dairy Soi. — 1990. — V.73. — n.6. — P.1411-1419.

9. M a 1 m b e r g R.. H о 1 m S. Producing low — bacteria milk by microfiltration // North. Eur.Food Dairy. — 1988.

— V.l. — P.30.

10. P e d e r s e n P. J. Microfiltration for the reduction of bacteria in milk and brine / / New applications of membrane processes : IDF Special Issue 9201. — 1991. — ch.4. — P. 33—50.

11. Pat. US 3 914 435 Manufacture of cheese from ultrafiltered milk / Maubois J. — L., Mocquot G., Vassal P.L.

12. G e k a s V.. H a II s t r о m В., T r a g a r d h S. Food and dairy applications : the state of the art // Desalination.

— 1985. — V.53. — n.l. — P. 95-120.

13. H a n e m a a i j e r J. H. Microfiltration in whey processing // Desalination. — 1985. — V.53. — n.l. — P. 143-155.

14. Ф e i и с о в E. А., Ч а г а р о в с к и й А. П. Мембранные и молекулярно-ситовые методы переработки молока / Предисл. Н.Н. Липатова. - М.: Агропромиздат, 1991. - 271 с.

15. Herstelling wertveller Molkenprodukte // Ernachrungs-industrie. — 1991. — n.12. — S. 51.

16. P о u I i о t Y.. P a q u i n P., L e b о e u f Y., Richard J. — P. Use of membrane processing and thermocalcic aggregation for the concentration and recovery of phospholipidic material from buttermilk // J. Dairy Sci.

— 1991. — V.74. — n.l. — P. 112.

17. M a u b о i s J. — L. et al Industrial fractionation of main whev proteins // Bulletin of the IDF. — 1987. — n.212.

— P. 154-159.

18. M e i e r J.. Ange wand te - S. G'.

Crossflussmicrofiltration fur die restbier — verarbeitung // Brauwelt. — 1989. — Bd.129. — n.4. — S. 125-132.

19. Установки для ультра- и микрофильтрации обезжиренного молока и сыворотки // Экспресс-информ. Заруб, опыт: Вып.21 / АгроНИИТЭИММП. Сер. Молоч. пром-сть. — М., 1987. — С. 4-5.

20. Г о л у б е в В. Н. Перспективы мембранной технологии.

— М.: Пищ. пром-сть. — 1990. — 4. — С. 22-23.

Кафедра технологии молока и молочных продуктов

Поступила 15.03.93

664.95.037.1

ВЛИЯНИЕ ОБРАБОТКИ АНТИСЕПТИКОМ НА КАЧЕСТВО ОХЛАЖДЕННОЙ КАСПИЙСКОЙ КИЛЬКИ

С.А. МИЖУЕВА, А С. МАНУХИН, ДОСА КООВИ ПЬЕР

Астраханский технический институт рыбной промышленности и хозяйства

Совершенствование способов охлаждения рыбы-сырца являехся важнейшей задачей холодильной обработки гидробионтов.

Ряд исследователей [1,2] считают рациональным вести охлаждение в водной среде и во льду с применением антисептиков. Для обеззараживания воды используют препараты, содержащие актив-

ный хлор, которые быстро теряют активность [2, 3]. Перспективно применять для этого поверхностно-активные вещества (катамин АБ и катапол), имеющие широкий спектр антисептического действия [4, 5, 6|.

Нами изучалась эффективность использования катамина АБ для увеличения продолжительности хранения каспийской анчоусовидной кильки, вылавливаемой на юге Каспия РДОС типа «Моряна».

Суда этого типа оборудованы рыбоохладителя-ми, теплоотводящей средой в которых служит

морс вали килЫ лась ¡ Х0ЖІ мин,! 0,5—j сред^ ляли 12 ч]

дл

ДИЛЦ

nocilj

акку

0,03<

ЯЩИІ

ката]

охла

6,9

opraJ же \ общ< скои в со< Ий Hcnq этаг^ опр?' лажі тико охла рыб^ ств^ рыб<

BOfld

обраі

шеі^

сост

Hj

охл^

доба

ващ

ката

ляеі1

врел!

У

уста

посі

слиз

ант^

ВЫХ

симі pexd t,2 1 нені тик;

С|

тов і хра^

G

чал^

сраі