CC BY
170
УДК 637.13
В.Д. Харитонов, С.Е. Димитриева, А.Ф. Зябрев, Т.А. Кравцова, Н.В. Горячий
МИКРОФИЛЬТРАЦИЯ - АЛЬТЕРНАТИВНЫЙ СПОСОБ ПРОДЛЕНИЯ СРОКОВ ГОДНОСТИ МОЛОЧНЫХ ПРОДУКТОВ
Микрофильтрация является одним из самых эффективных методов снижения бактериальной обсеменен-ности сырого молока. До недавнего времени в России отсутствовало промышленное внедрение данной технологии, что было вызвано высокой стоимостью импортного оборудования и отсутствием собственных исследований по оценки эффективности ее применения с использованием отечественного сырья. Совместные исследования ГНУ ВНИМИ Россельхозакадемии и компании «Элевар», проведенные с использованием керамических мембран показали, что микрофильтрованное обезжиренное молоко хранится около 20 дней, подвергнутое дополнительной пастеризации - до 40 суток, при этом при микрофильтрации практически не происходит обеднения молока белками и другими ценными компонентами.
Микрофильтрация, микробиологическая обсемененность, сроки годности, качество молока.
Одной из основных проблем в молочной промышленности является качество сырья. Снижение количества микроорганизмов в сыром молоке - важный этап переработки молока, повышающий безопасность конечного продукта и срок его годности [1]. Использование для этой цели микрофильтрации позволяет решить следующие задачи:
- сохранить разрушающиеся при высокотемпературной обработке компоненты молока;
- повысить срок годности молочных продуктов.
Микрофильтрация является одной из разновидностей баромембранных процессов. Отличительной ее особенностью является использование мембран с диаметром пор 0,05-10 мкм (50-10000) нм.
Большинство исследований получения микро-фильтрованного молока базируется на запатентованной системе Bactocath (Holm et al. 1986), однако эта технология не была адаптирована к отечественным условиям производства. Противоречие заключалось в том, что первоначально микрофильтрация подавалась как метод холодной стерилизации молока. Главным камнем преткновения было качество российского молока-сырья, оставлявшее открытым вопрос о необходимости постмикрофильтрационной пастеризации. Кроме того, Российское законодательство прямо запрещает выпуск в обращение молока и молочных продуктов, не подвергнутых температурной обработке, как минимум пастеризацией [2]. Таким образом, необходимость пастеризовать молоко вместе с высокой стоимостью оборудования понижала интерес отечественных производителей молочной продукции к микрофильтрации. В настоящее время, в связи с выходом нового технического регламента и возросшей потребностью населения в пастеризованном молоке с длительным сроком годности интерес к микрофильтрации как никогда высок.
В 2005 г. специалисты ГНУ ВНИМИ Россельхоз-академии начали активно проводить работы по исследованию применимости процессов микрофильтрации в отечественной молочной промышленности. Так, в полупроизводственных условиях были выполнены исследования микрофильтрации обезжиренного молока на пилотной установке фирмы «Альпма»
(Германия). Были получены положительные результаты, показывающие практическую перспективность технологии питьевого молока на основе процесса микрофильтрации [3, 4]. В дальнейшем, в связи с высокой стоимостью импортного оборудования и необходимостью развития собственного производства подобной техники, работы были продолжены на отечественном оборудовании.
В 2008 г. специалистами ГНУ ВНИМИ Россельхозакадемии и ЗАО НПО «Элевар» были проведены совместные исследования процесса микрофильтрации. Были поставлены следующие задачи:
1. Выявить эффективность микрофильтрации как метода очистки обезжиренного молока от микроорганизмов с использованием отечественного молока-сырья.
2. Определить степень перехода компонентов обезжиренного молока в полученное микрофильтрованное молоко.
3. Определить качественные показатели микро-фильтрованного молока в процессе хранения.
В исследованиях использовалась микрофильтра-ционная установка ЗАО НПО «Элевар» с керамическими мембранами производительностью 150-400 л/ч.
Было проведено 13 опытных выработок, включающих в себя процесс микрофильтрации.
Проведенные исследования показали, что мик-рофильтрованное обезжиренное молоко хранится около 20 дней, подвергнутое дополнительной пастеризации - до 40 суток (на практике при определении сроков годности продуктов с целью гарантии их качества и безопасности делается ужесточающий допуск их сроков реализации) (рис. 1, 2), при этом при микрофильтрации практически не происходит обеднения молока белками и другими ценными компонентами (табл. 1). Микрофильтрация, в отличие от других способов, позволяет удалить 100% соматических клеток и 99,9% всех бактерий и спор (табл. 2).
Таблица 1
Средние значения физико-химических показателей образцов обезжиренного и микрофильтрованного молока
Наименование показателя Исследуемая система
Обезжиренное молоко Микрофильтрованное молоко
Активная кислотность, рН 6,66 6,64
Титруемая кислотность, °Т 17 16,75
М.д. сухих веществ, % 8,56 8,25
М.д. жира, % 0,06 0
М.д. белка, % 3,14 3,05
М.д. лактозы, % 4,54 4,39
Минеральные вещества ,% 0,82 0,81
Использование микрофильтрации в сочетании с пастеризацией является дальнейшим шагом в области развития технологии высококачественного питьевого молока. Это молоко обладает длительным сроком годности, в нем сохраняются разрушающиеся при высокотемпературной обработке компоненты. Мик-рофильтрованное молоко сохраняет привычный вкус пастеризованного молока, что в сочетании с вышеперечисленными особенностями и ценой делает его продуктом выгодной реализации.
Полученные в результате проведенной работы данные легли в основу создания отечественных промышленных мембранных установок большой производительности, использованных в оснащении спроектированного ЗАО НПО «ЭЛЕВАР» современного молочного завода «Школьное питание» в Калужской области.
10000000
1000000
100000
2
¡2 10000
о
г
< 1000
е < г
100
10
1 -I—^^^^^^^^------------------------------------ь
Обезжиренное молоко Пермеат Пермеат после
(микрофильтрованное пастеризации
обезжиренное молоко) (750С/15сек)
наименование образцов
I □ миним. значений максим. значение I
Рис. 1. Микробиологическая обсемененность образцов сырого обезжиренного и микрофильтрованного молока
Таблица 2
Средние значения микробиологической обсемененности образцов обезжиренного молока, микрофильтратов и микроконцентратов
значе- ние сия кло- нение
Исходное обезжи- ренное молоко 1,8106 1,2-105 1,0-10' 7,8-1012 8,6-Ю1 3
Микро- фильтрат 1,7-103 30 5,0-103 4,6-106 5,0-107
Микро- концен- трат 1,2-106 2,2-104 5,8-106 3,8-1012 4,2-Ю1 3
Эффективность микробио-логической очистки мик-рофильт-рата, % 99,91 98,50 99,99 0,18 2,02
Разработанные ГНУ ВНИМИ технологии производства продуктов с использованием микрофильтрации: питьевого молока, творога и йогурта - были реализованы на вышеупомянутом заводе.
ё45т
£•40------------------------------------------------------------------г-
“ 35--------------------------------------------------------—
!зо---------------------------------------------------------------------
га
£25---------------------------------------------------------------------
^ 20-------------------------------------------------------- _
3515-------------------------------------------------------- -
|ю---------------------------------------------------------- -
* 5--------------------------------------------------------- -
О
^ 0----------1 I------,----------------------,------------------
0 и 1 I I
Обезжиренное молоко Пермеат Пермеат после
(микрофильтрованное пастеризации
обезжиренное молоко) (750С/15сек)
наименование образцов
□ Ряд1
Рис. 2. Срок хранения образцов до момента критического изменения качественных показателей (показатель КМАФАнМ в образцах продукта не превышал 5000 КОЕ/см3)
Установленный срок годности питьевого микро-фильтрованного молока по утвержденной документации - 18 суток.
Микрофильтрационные установки с керамическими мембранами бесперебойно работают более 10 лет, при этом срок службы керамических мембран составляет более 5 лет [5].
Опыт работы молочных предприятий за рубежом показывает, что инвестиции в технологию микрофильтрации себя оправдывают.
Наимено- вание образца Статистические показатели микробиологической обсемененности КМАФАнМ образцов разных выработок, КОЕ/см3
среднее МИН МАКС диспер- кв. откло-
Список литературы
1. Фетисов Е.А., Чагаровский А.П. Мембранные и молекулярно-ситовые методы переработки молока. -Агропромиздат, 1991. - 272 с.
2. Федеральный закон Российской Федерации от 12 июля 2008 г. № 88-ФЗ «Технический регламент на молоко и молочную продукцию».
3. Фриденберг Г.В. Мембранный метод сохранит молоко. Сфера: Технологии - молоко, масло, мороженое. - № 2 (10). - Санкт-Петербург: Издательский дом «Сфера», 2006. - С. 30-31.
4. Димитриева С.Е., Остроумова Т.Л., Темерко Н.Л., Петрова К.В. Мембранные технологии в производстве питьевого молока // Материалы конференции в рамках ФЦНТП 2002-2006 «Современные пищевые технологии». - Кемерово, 2006. - С. 23-27.
5. Зябрев А.Ф. Микрофильтрация молока - искусство или технология? // Переработка молока. - 2008. - №
3. - С. 14-15.
Государственное научное учреждение «Всероссийский научно-исследовательский институт молочной промышленности Российской Академии сельскохозяйственных наук», Закрытое акционерное общество «Научно-производственное объединение «Элевар»
SUMMARY
Kharitonov V.D., Dmitrieva S.E., Zyabrev A.F., Kravtsova T.A., Gorjachy N.V.
MICROFILTRATION - THE ALTERNATIVE METHOD FOR EXTANTION OF DAIRY PRODUCTS
STORAGE LIFE
All-Russia Dairy Research Institute (VNIMI) of Russian Academy of Agriculture,
ZAO Research-and-production company «ELEVAR»
Russia, Moscow, 115093, Lusinovskaya str. 35
Microfiltration is the most effective method for the reduction of raw milk microbial contamination. Till recently the mentioned technology has not been implemented in our country due to high cost of foreign equipment and lack of inherent research works related to the evaluation of its efficacy based on the native raw materials utilization. The joint investigations of GNU VNIMI and «ELEVAR» company carried on using of ceramic membrane showed that microfiltrated skimmilk can be stored 20 days, milk subjected to extra pasteurization - 40 days. At that microfiltration enables to preserve the maximum amount of proteins and other valuable components in milk.
Microfiltration, microbial contamination, storage life, milk quality.
