CC BY
94
КОМПЛЕСНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СЫРЬЯ
¡ТЕМА НОМЕРА
УДК 637.13
Новый взгляд
на переработку молока
В.В. Молочников, член-корр. РАСХН, Т.А. Орлова, канд. техн. наук,
В.В. Морено, канд. мед. наук
Ставропольский государственный аграрный университет
Современная технология производства молочных продуктов сформировалась в результате модернизации процессов, самопроизвольно происходящих в молоке в процессе его распада как биосистемы. Отделение сливок, образование сгустка, синерезис его и образование сыворотки - основные процессы, механизация и автоматизация которых стала основой современных молочных заводов.
Производство основного продукта всегда связано с получением побочного, если сырье целиком не становится продуктом. Несмотря на то, что молоко является исключительно пищей, технические возможности и уровень знаний о полезности его составных частей не позволили создать безотходную переработку молока, узаконив наличие основных и побочных продуктов, стоимость которых существенно отличается.
Идея извлечения основного продукта как таковая главенствует и побуждает извлекать его, применяя различные средства и аппараты. Применительно к молоку эта идея сформировала молочную промышленность, в которой рационально используется не более 70 % полезных веществ.
Применение ультрафильтрации не только не решает, а еще более усугубляет проблему отходности переработки молока и экономической эффективности производства молочных продуктов, ибо количество пермеата эквивалентно количеству традиционной сыворотки, а его еще в меньшей степени, чем сыворотку, можно использовать в производстве молочных продуктов. Кроме того, процесс энергоемок.
Трудоемкость производства молочной продукции, ее убыточность за счет отходности и осознание ошибочности такой ситуации побудило разработку технологии переработки молока, использующей все его компоненты в готовом продукте. Задача формировалась так: количество компонентов в молоке должно равняться количеству компонентов в готовых продуктах в новых требуемых сочетаниях, за вычетом неизбежных технологических потерь.
Такая задача технологически и аппа-ратурно решается довольно просто, если в ходе технологического процесса
не меняется состав перерабатываемой субстанции. Примером может служить производство молочных напитков, ассортимент которых определяется градацией содержания жира, температурой и продолжительностью ее воздействия, составом молочнокислой микрофлоры и условиями ее культивирования.
Молочные продукты вырабатывают не из молока, а из различной степени обезжиренного молока или сливок различной жирности. Такое сырье получило название нормализованной смеси.
Аппаратурно этот процесс оформляется как смешение жидкостей с разными реологическими характеристиками, термостатирование, фасовка, упаковка. Ассортимент продукции значительно расширяется, если на заключительной стадии к молочной смеси добавляют различные наполнители. Поскольку все компоненты молока переходят в готовую продукцию, технологию можно считать удачной и безотходной, за вычетом технологических потерь.
Отходность производства базируется на требовании потребителя получить только часть перерабатываемого сырья, которая становится основным готовым продуктом, образуя побочный продукт или отход. При этом исходят из того, что потребность в основном продукте у общества больше, чем в побочном. Могут быть два варианта: первый - общество не знает о достоинствах побочного продукта и поэтому не использует его. Второй - уровень развития технически не позволяет обществу использовать требуемый ему побочный продукт, и оно использует его не в полной мере.
Именно такая ситуация сложилась в переработке молока, когда из истинно пищевого сырья, где все компоненты служат пищей, получают основные и побочные продукты, стоимость которых отличается в несколько раз.
К промежуточным продуктам переработки молока принцип подхода остается тем же, что и к молоку - извлечение полезных компонентов (казеин, сывороточные белки в комплексе и по отдельности, лактоза). Безусловно, если существует потребность в таких продуктах, с данным подходом можно
Ключевые слова: молоко; казеин; сывороточные белки; лактоза; продукты «Био-Тон».
согласиться. Однако это самостоятельная отрасль, практически не имеющая отношения к производству молочных продуктов.
Проблема могла бы быть решена, если бы удалось расчленить молоко на фракции, каждая из которых и (или) их смесь (смеси) превращались в готовый продукт без остатка.
По нашему твердому убеждению, сывороточную фракцию следует не полностью удалять при переработке молока, а увеличивать ее содержание во всей молочной продукции, обогащая ее. Молочные продукты, в том числе и белковые, должны содержать дополнительно около 30 % сывороточной фракции.
Такая концепция основывается на исследованиях, проводимых ВНИИ Комплексного использования молочного сырья (ВНИИКИМ) в течение 10 лет в 80-90-х годах прошлого века совместно с ведущими медицинскими центрами Советского Союза. В результате совместных исследований была разработана принципиально новая технология переработки молока, основанная на фракционировании его на четыре сырьевые составляющие -сливки (концентрат жира), обезжиренное молоко, концентрат натурального казеина (казеин-кальций-фосфатный комплекс в мицеллярной форме) и сы-вороточно-полисахаридная фракция, которая образуется взамен сыворотки. Сливки и обезжиренное молоко получают традиционным путем, а новые фракции - путем фракционирования обезжиренного молока при введении высокоэтерифицированных полисахаридов.
Данная технология предусматривает использование концентрата натурального казеина (КНК) для производства белковых продуктов или обогащения молочных или комбинированных продуктов питания биологически активным белковым комплексом. Сочетание КНК со сливками или растительными жирами дает возможность производить разнообразные белково-жировые продукты.
В пересчете на сухое вещество КНК содержит 65-70 % белка, состоящего практически из казеина; 30-35 % сывороточной фракции остаются в КНК самопроизвольно, что обеспечивает его натуральность. В таком виде он усваивается без особых энергетических затрат организма на его переваривание.
Концентрат натурального казеина содержит основные компоненты моло-
COMPLEX USAGE OF RAW MATERIALS
ка: белки, углеводы, минеральные вещества и жир. Массовая доля сухих веществ в нем доходит до 20 %. Главный компонент, определяющим его свойства, питательную и биологическую ценность, - казеин-кальций-фосфатный комплекс, содержание которого в концентратах, полученных с использованием различных полисахаридов, практически не меняется. Степень перехода общего белка и казеина при содержании сухих веществ в обезжиренном молоке 8,5 % и казеина 2,2-2,5 % составляет соответственно 65-70 %, в том числе казеина 97-98 % (табл. 1).
Содержание сывороточных белков незначительно, так как сывороточные белки, как водорастворимая фракция, равномерно распределяются по всему объему пропорционально разделению воды. При разделении объем смеси молоко - полисахарид распределяется так: 15 % _ КНК, 85 % - сывороточно-полисахаридная фракция. Специфика разделения обезжиренного молока полисахаридом обусловливает распределение основных макроэлементов между казеиновой фракцией и сывороточной. Около 70 % кальция и 45 % фосфата переходят в концентрат казеина, что свидетельствует о сохранении минерального равновесии в казеиновом комплексе. Минеральный состав КНК богат и микроэлементами (железом, цинком, магнием и др.). В процессе концентрирования жир полностью увлекается белковой частью.
Сывороточно-полисахаридная фракция (СПФ) - другой продукт фракционирования молока полисахаридами, относится к полноценному молочному сырью. Это однородная жидкость с чистым вкусом и легким привкусом и запахом используемого полисахарида, например, цитрусовый или яблочный пектин. В этой фракции практически полностью концентрируется весь внесенный полисахарид, что придает ей специфические функции. Основные компоненты сывороточно-полисаха-ридной фракции (СПФ) - неденатури-рованные растворимые сывороточные белки (около 95 % от содержания их в молоке), лактоза (более 85 % лактозы молока) и около 70 % минеральных веществ (табл. 2).
В ее состав также входят биологически активные соединения молока, полипептиды, аминокислоты и так называемые неидентифицированные биологически активные компоненты. По составу СПФ близка к казеиновой сыворотке, а по соотношению титруемой и активной кислотности сходна с подсырной. По содержанию кальция она занимает промежуточное положение между подсырной и творожной сыворотками. Среднее значение массовой доли кальция составляет соот-
ветственно, 52,0; 36,6; 91,2 (мг %). Эта схожесть и отличия обусловлены, с одной стороны, спецификой самого процесса разделения, а с другой - наличием в СПФ полисахарида, практически полностью остающегося в ней после разделения.
СПФ, содержащая всю водную фракцию молока кроме казеина и жира, согласно медико-биологической оценке, обладает специфической активностью, повышающей устойчивость организма к вредным воздействиям окружающей среды, и дает возможность смягчить отрицательное влияние временных перегрузок на человека.
Новая технология предусматривает использование при производстве молочных продуктов питательных веществ, которые ранее удалялись при выработке белковых продуктов типа сыра и творога. Кроме того, структурирующие достоинства СПФ позволяют вырабатывать из нее широкий ассортимент структурированных молочных продуктов питания типа желе, суфле, коктейлей, мороженого и т. д.
Для медико-биологической оценки новых продуктов был сформирован коллектив ученых-медиков, в который входили представители Института авиационной и космической медицины, Всесоюзного онкологического центра, Института питания АМН СССР, Первого Московского медицинского института им. И.М. Сеченова, Ростовского медицинского института и др.
В результате исследований, длившихся в течение 10 лет, были получены достоверные результаты, касающиеся медико-гигиенической оценки действия молочных продуктов и их составляющих на человека в нормальных и экстремальных ситуациях. В качестве контроля использовали соответствующие молочные продукты, полученные по традиционной технологии. Основное отличие разработанных продуктов от традиционных заключается в повышении содержания сывороточной фракции на 20-30 %.
Была показана специфическая медико-биологическая активность СПФ и полученного из нее концентрата, содержащего 30-40 % сухих веществ (КСП). Особенно интересным для последующего развития технологии был факт равнозначной биологической активности КСП, содержащего до 15 % сывороточных белков, и ферментали-зата сывороточных белков, полученных путем ультрафильтрации, содержащего более 60 % белка. Нативные сывороточные белки вообще не обладали такой активностью. Эти данные послужили основанием для регулирования медико-биологической активности молочных продуктов путем введения в них СПФ и КСП. Эксперимен-
Таблица 1
Состав и степень перехода белков в концентрат натурального казеина
Массовая доля, % Степень
перехода, %
Продукт общего белка казеина сывороточных белков общего белка казеина
Обезжиренное молоко 3,03,3 2,22,5 0,8-0,9 - -
Концентрат натурального казеина 13,614,5 13,514,3 0,060,18 6570 97-98
Таблица 2
Состав и физико-химические показатели молочной сыворотки, СПФ
Молочная сыворотка
Показатель подсы-рная творожная казеиновая СПФ
Содержание сухих веществ, % 4,5-7,2 4,2-7,4 4,5-7,5 5,7-6,7
В том числе:
лактозы 3,9-4,9 3,2-5,1 3,5-5,2 4,3-4,7
белковых веществ 0,5-1,1 0,5-1,4 0,5-1,5 0,6-0,9
минеральных веществ 0,3-0,8 0,5-0,8 0,3-0,9 0,3-0,5
молочного жира 0,2-0,5 0,050,4 0,02-0,1 -
полисахарида 0,6-0,7
Кислотность, °Т 15,025,0 50,085,0 50,0120 12-16
Активная кислотность, рН 6,3 4,4 4,3 6,3
Плотность, кг/м3 10181027 10191026 10151020 10201030
тальная проверка этого утверждения дала возможность разработать практически безотходную технологию переработки молока в замкнутом технологическом цикле, получившая название «Био-Тон».
Продукты «Био-Тон» активизируют действие ферментных систем организма, нормализуют функционирование клеточных мембран, липидный и белковый обмены веществ, существенно повышают неспецифическую резистентность.
Технология «Био-Тон» предполагает комплексную безотходную переработку молока с получением продуктов, обладающих лечебным и оздоровительным действием на организм человека.
Производство данной продукции выгодно для производителя, так как прибыль от выпускаемой продукции значительно возрастает. Такой подход к проблеме переработки молока и утилизации сыворотки позволяет повысить эффективность производства молочных продуктов за счет рационального использования сырья и снижения затрат, связанных с утилизацией отходов и охраной окружающей среды.
