CC BY
73
Основные проблемы и направления научных исследований
в молочной промышленности
Е.И. Сизенко, С.А. Гудков, Т.Г. Серебрякова
Российская академия сельскохозяйственных наук
Молоко и молочные продукты в питании населения нашей страны имеют исключительно большое медико-биологическое значение, являются важным фактором здоровья нации. Поэтому проблемы, связанные с производством и потреблением молочных продуктов, в перспективе не теряют актуальности. Анализ будущего развития молочной промышленности осложнен все более неожиданными прорывами в науке, возрастающими успехами генетики и компьютерной техники.
В ближайшее время молочной промышленности России предстоит решать сложные задачи, основные из которых связаны с необходимостью: увеличения объемов производства молочной продукции для обеспечения населения продовольствием с целью достижения продовольственной безопасности страны; проведения и реализации научно-технической политики в области здорового и безопасного питания; создания конкурентоспособного производства в условиях рынка; создания безотходных производств с глубокой и комплексной переработкой молока; экологизации техники и технологии; интеграции молочной промышленности России в международное сообщество.
Проблемы развития отечественной молочной промышленности связаны с особенностями, требующими для своего решения новых подходов, адекватных рыночной системе хозяйствования.
Для развития сырьевой базы отрасли и увеличения промышленного производства качественных молочных продуктов в рыночных условиях требуется создание экономической структуры, которая обеспечит справедливое положение сельского работника, материально заинтересовывая его в увеличении производства молока, повышении его качества. Молочная промыш-
ленность все острее нуждается в научном сопровождении аграрной реформы, осмыслении ее переходного этапа и выборе более рационального пути движения вперед.
Исходя из анализа современного развития производства и науки, можно определить основные направления технико-экономических исследований: развивать и дальше научное обоснование по совершенствованию структур управления производством; разработать научно обоснованные подходы к формированию цен и ценообразования производства молока и молочных продуктов в условиях рынка; разработать и внедрить в практику новую систему мер, направленных на усиление мотивации роста товарности производства молока в сельском хозяйстве, а также заинтересованности переработчиков в повышении эффективности производства; для повышения конкурентоспособности молочной отрасли необходимо проводить исследования по дальнейшему повышению качества сырья и готовой продукции, снижения ресурсоемкости, а также уделять особое внимание разработке наукоемкой и брендовой молочной продукции.
Разрабатываемые новые технологии пищевых продуктов в основном направлены на повышение качества и безопасности, конкурентоспособности продуктов; придание продуктам дополнительных свойств (функциональных, диетических, новых потребительских); снижение затрат на производство и потерь (комплексное использование всех составных частей молока).
Важнейшей задачей остается увеличение сроков годности молока и молочных продуктов. Главное в решении этой проблемы - повышение качества молока-сырья за счет разработки и внедрения более совершенных технологий и оборудования, повышения культуры производства. Возможным направлением исследований по увеличению сроков годности молока, как сырого, так и пастеризованного, является обогащение его природными антибактериальными факторами вместо синтетических консервантов. Таким анти-
бактериальным фактором, например, может быть лактоферрин - железосвя-зывающий белок, инактивирующий железо (служащий сильным окислителем), делая его недоступным для микроорганизмов.
В индустриально развитых странах для увеличения сроков годности продуктов прогнозируются массовое применение сложных технологических систем нетермических (или слаботермических) методов обработки, использование более современных компьютерных программ для прогрессивного моделирования процессов, максимальная автоматизация технологий и производственного контроля.
Применяемые в настоящее время «жесткие» тепловые режимы обработки отрицательно влияют на биологическую ценность продукта и при этом зачастую отрицательно сказываются на его органолептических показателях. В связи с этим возрос интерес по замещению «жестких» режимов на нетермические технологии, такие, как высокое гидростатическое давление (ультравысокое давление), электрические разряды высокого напряжения (элект-ропорация), лазеры высокой интенсивности или некогерентные световые импульсы, особенно в диапазоне УФ-излучения, пульсирующие магнитные поля высокой интенсивности, а также сочетание умеренного нагревания и обработки ультразвуком (ультрасони-кация) и немного повышенным давлением (манотермосоникация). Принципы некоторых из этих технологий уже известны в течение нескольких десятилетий, однако из-за технологических трудностей и недостаточных технических средств они не нашли широкого применения. Решение данных проблем - вопрос десятилетия. Более близкие перспективы связаны с совершенствованием технологий сгущенных консервов с сахаром, стерилизованных и сухих молочных продуктов.
В настоящее время существует множество способов консервирования пищевых продуктов, основанных на трех основных биологических принципах -биоз, анабиоз и абиоз или их различных сочетаний. Разработанные по этим принципам традиционные продукты недостаточно учитывают важные для процесса консервирования функционально-технологические свойства сырья.
В зарубежной литературе в последние годы все чаще стало встречаться понятие «барьерных технологий» консервирования. Суть данных технологий заключена в том, что технологический процесс консервирования представляется как ряд взаимосвязанных тормозящих факторов (барьеров), замедляющих процессы порчи при условии их
наличия в достаточном количестве и на необходимом уровне.
На наш взгляд, следует активно развивать это направление. При этом целесообразно провести градацию между барьерами: технологические и композиционные. Надо отметить, что, так как технологические барьеры непосредственно относятся к техническому обеспечению, что в свою очередь связано с развитием науки и техники, на первый план следует вынести исследования композиционных барьеров, регулирование которых позволит также прогнозировать хранимоспособность с точки зрения динамики неферментативной порчи продуктов.
Развитие пищевой промышленности должно учитывать такие важные аспекты, как рост численности населения с увеличением доли людей пожилого возраста, изменение условий жизни людей, стрессовые нагрузки. В то же время индустрия питания должна определяться требованиями концепции здорового питания, повышенным вниманием к качеству и безопасности пищевых продуктов, достижениями науки, экономическим состоянием общества, покупательной способностью населения.
Создание новых видов пищи и пищевых добавок, а также принципиальное улучшение качества традиционных видов питания становятся основными направлениями биотехнологии пищевой промышленности.
Необходимы дальнейшие исследования, направленные на производство функциональных ингредиентов с использованием нанотехнологий, в частности, на основе глубокого фракционирования минорных составляющих белков; по подбору новых нетрадиционных источников пищевого сырья, содержащего природные антиоксиданты (флавоноиды), в том числе речь идет о такой культуре, как амарант. Обогащение продуктов природными антиокси-дантами позволит также увеличить сроки годности продуктов и улучшить экономические показатели их производства.
Одно из важных направлений- дальнейшее развитие исследований в области геродиетического питания. К сожалению, выпуск таких продуктов сдерживается рядом факторов, в числе которых можно выделить недостаточное внимание государства к проблемам питания людей пожилого возрасти, фактическое отсутствие индустрии геродие-тического питания, более высокая себестоимость данных продуктов.
Перспективное направление исследований - совершенствование состава молочных продуктов, предназначенных для всех групп населения, в том числе для детского питания. Молоко и
молочные продукты, являясь полноценными продуктами питания, могут стать причиной непереносимости, связанной с аллергическими реакциями на их компоненты - белки, жиры, углеводы и др. Чаще всего расстройство пищеварения связано с нарушением в переваривании и резорбции лактозы. Специально для категории потребителей с лактозной недостаточностью необходимо разрабатывать безлактоз-ные и низколактозные молочные продукты.
Научные исследования в сыроделии становятся все более ориентированными на создание технологий новых видов продуктов, обогащенных физиологически полезными пищевыми ингредиентами, улучшающими здоровье человека. Сдвиг приоритета в эту сторону объясняется тем, что в последние годы состояние здоровья населения России характеризуется негативными тенденциями. И не последнюю роль в этом играет такой фактор, как питание.
На наш взгляд, перспективны исследования в следующих направлениях: разработка технологий сырных паст на основе биологически ценных сывороточных белков, в том числе обогащенных функциональными ингредиентами; создание технологий лечебно-профилактических сыров, обогащенных лакто- и бифидобактериями с добавлением микро- и макроэлементов; изучение проблемы замены животного жира растительным с целью разработки технологии натуральных сыров со сбалансированной жировой фазой; исследование возможности использования растительных белков в составе сырных продуктов.
Уменьшение содержания натрия в продуктах массового спроса - проблема, на которую обращают внимание врачи и диетологи во многих высокоразвитых странах мира. Исходя из этого, перспективны исследования возможности частичной замены хлористого натрия при производстве сыров хлористым калием.
По данным Всемирной организации здравоохранения, такое заболевание, как остеопороз, по значимости вышло на четвертое место среди неинфекционных заболеваний (после сердечнососудистой, онкологической патологии и сахарного диабета). Необходимо продолжать исследования в области создания сырных паст, обогащенных функциональными ингредиентами, например солями кальция и витамином Р, с целью получения продуктов для профилактики остеопороза.
Проблема использования в молочной промышленности нетрадиционного сырья растительного происхождения вызывает устойчивый интерес у специалистов на протяжении многих
лет, так как ее решение позволяет создать дополнительные ресурсы сырья, а следовательно, увеличить выпуск и расширить ассортимент молочных продуктов. Принципиальная возможность замены части молочных жира или белка на немолочные жир или белок доказана. И потому суть проводимых в настоящее время исследований в этой области сводится к уточнению технологии таких «комбинированных» продуктов. Эта работа предполагает в первую очередь установление закономерностей влияния того или иного компонента на параметры технологического процесса и качественные показатели продукта. В данном случае эффективность использования той или иной растительной добавки, заменяющей основные компоненты продукта, формирующие его пищевую ценность, должна оцениваться не только с экономической точки зрения, но и с социальной: что даст такая замена человеку в плане улучшения его здоровья.
Поэтому применение растительных жиров в молочных продуктах вполне обосновано, поскольку растительные жиры по сравнению с молочным жиром имеют повышенное содержание полиненасыщенных жирных кислот, пониженное содержание холестерина и трансизомеров жирных кислот. Это становится особенно актуальным в последние годы в связи с ростом распространенности заболеваний, связанных с атеросклеротическим поражением сосудов, нарушением обмена веществ (ожирением, сахарным диабетом и др.).
Исследования по использованию пищевых и биологически активных добавок в сыроделии должны иметь цель повышения статуса продуктов сыроделия среди других диетических и лечебно-профилактических молочных продуктов.
Сливочное масло благодаря своему составу и свойствам - один из самых привлекательных продуктов массового потребления. Недостаток молока-сырья в первую очередь сказывается на производстве ресурсозатратных молочных продуктов, к которым относится сливочное масло. В результате сложившейся ситуации его производство в России за последние 17 лет сократилось более чем в 3 раза.
В РФ активно стало развиваться производство продуктов с комбинированным составом жировой фазы, которые впоследствии, после принятия ряда нормативных документов, стали именоваться «спредами». В ассортименте предприятий маслодельной отрасли появились новые разновидности сливочного масла пониженной жирности, масляные и сливочные пасты, что наряду со спредами позволило несколько
повысить эффективность маслодельного производства.
Анализ достаточно сложной ситуации в маслодельной отрасли указывает на ряд проблем и ставит перед учеными отрасли ряд сложных задач. Основные из них:
• проведение прикладных и фундаментальных исследований в области разработки прогрессивных технологий и создания новых разновидностей сливочного масла и его аналогов, соответствующих современной концепции обоснованного питания и развития маслодельной отрасли в целом;
• проведение исследований по повышению биологической ценности и качества масла, включая обеспечение безопасности и улучшение потребительских показателей за счет технологической обработки сырья, привлечения нетрадиционных для маслоделия сырьевых ресурсов, таких, как высококачественные растительные жиры, молоч-но-белковые добавки, вкусовые ингредиенты различной направленности, биологически активные пищевые добавки;
• научное обоснование принципов планирования ассортимента продуктов маслоделия;
• исследования по повышению конкурентоспособности отечественной продукции маслоделия за счет применения прогрессивных технологий холодильного хранения, высокоэффективных тароупаковочных материалов нового поколения, обеспечивающих увеличение сроков годности;
• разработка современной нормативно-технической базы, регламентирующей производство маслодельной продукции и гарантирующей высокое качество изготовляемой продукции;
• создание новых моделей технологического оборудования, обеспечивающего эффективную выработку маслодельной продукции и обновление имеющегося в эксплуатации морально и физически устаревшего оборудования;
• совершенствование форм контроля производства и уточнение действующих нормативов и разработка новых методов контроля качества сырья и готовой продукции, в том числе на основе современного приборного обеспечения.
Важнейшее направление повышения качества и безопасности молока и молочной продукции - использование системы управления безопасностью пищевых продуктов на основе принципов ХАССП в соответствии с требованиями международного стандарта ИСО 22000:2005, а также применение системы менеджмента качества в соответствии с требованиями международного стандарта ИСО 9001:2000. Интегрированное использование международ-
ных стандартов, основанных на системном и процессном подходах к управлению предприятием, позволит связать в единое целое различные аспекты его деятельности, постоянно улучшать качество, минимизировать риски, сократить потребляемые ресурсы и повысить удовлетворенность потребителей.
Внедрение системы ХАССП, основанной на оперативном контроле показателей готовой продукции, сырья и полуфабрикатов, вспомогательных материалов и санитарно-гигиенических показателей производства, диктует необходимость замены длительных и трудоемких методов аналитической химии и классической микробиологии на еще недостаточно используемые в России новейшие инструментальные методы и устройства. Оперативный контроль качества требует также применения новейших компьютерных информационных технологий. Поэтому актуальны разработка новых инструментальных методов и устройств для определения показателей качества и безопасности, в частности, наличия антибиотиков, фальсификации сырья немолочными жирами, белками и рас-кислителями, создание компьютеризированной базы знаний, применительно к производству отдельных видов молочной продукции. Необходимо увеличить номенклатуру контролируемых показателей, обеспечить распределение поступающего на предприятие молока-сырья для выработки различных видов продукции и оценку его по различным аспектам.
Экологизация молочного производства - составная часть концепции устойчивого развития предприятий, разрабатываемой в последние годы. Она предполагает экологически ориентированное техническое и технологическое развитие молочной промышленности. Молочная промышленность не является сильным загрязнителем атмосферного воздуха, и при проведении соответствующих мероприятий в основном обеспечивается соблюдение требуемых ПДК. Однако специфические выбросы в виде пыли сухих продуктов приводят к потерям ценных веществ и повышению уровня загрязненности. Прогнозируемое возрастание объемов производства сухих молочных продуктов может привести к существенному увеличению выбросов, если не будут решены вопросы ресурсо- и энергосбережения сушильного оборудования.
Важный резерв ресурсо-энергоэко-номии для производства - сокращение расходов воды, что одновременно приводит к сокращению объемов сточных вод. Отечественная молочная промышленность значительно отстает от развитых стран по эффективности ис-
пользования воды (удельный расход воды в 5 и более раз выше соответствующих показателей передовых зарубежных стран). Главное направление работ по снижению расходов воды - мониторинг экологических показателей (водопотребление, водоот-ведение), развитие работ по их нормированию, совершенствование процессов мойки, развитие систем оборотного водоснабжения. Следует отметить безотлагательность решения вопросов выделения необходимых средств для финансирования работ по нормированию экологических показателей, которые не обновлялись уже 13 лет.
Главная экологическая проблема в молочной промышленности - сточные воды. Теоретический аспект решения проблемы заключается в развитии концепции мало- и безотходных технологий, экологизации молочного производства и разработке ресурсо-энерго-сберегающих технологий.
Основные направления работ по снижению загрязненности сточных вод путем совершенствования техники и технологии производства: максимальное и комплексное использование составных частей молока; оптимизация уровня расходов воды и сточных вод за счет разработки и внедрения прогрессивных норм и нормативов, систем оборотно-повторного водоснабжения; качественная и количественная оценка отходов производства и потребления с целью их устранения либо повторного использования.
Важная экологическая проблема -недостаточная степень комплексной переработки сыворотки. Развитие эко-лого-ориентированных технологий позволяет существенно изменить экологическую ситуацию в отрасли, улучшить охрану окружающей среды и более эффективно использовать ценные вторичные ресурсы, особенно молочную сыворотку.
Проблема переработки сыворотки успешно решена в Европе, где сыворотку централизованно перерабатывают на немногочисленных крупнотоннажных заводах. К сугубо российским проблемам можно отнести значительные расстояния, большое количество молочных заводов с небольшими количествами сыворотки, а также разнообразие видов сыворотки (подсырная, творожная, казеиновая), что затрудняет концентрацию ее переработки.
В нашей стране проблема переработки сыворотки решена частично. Около 60 % молочной сыворотки не перерабатывается и служит источником загрязнения биосферы. Проблему переработки сыворотки невозможно решить без восстановления производства молочного сахара; расширения производства ЗЦМ с использованием
сыворотки; организации сбора и концентрации производства сгущенной и сухой сыворотки на крупнотоннажных установках с целевым использованием сыворотки на те или иные цели; проведения работ по унификации свойств перерабатываемой сыворотки различных видов.
Среди причин, сдерживающих переработку сыворотки можно также выделить: незначительные инвестиции в молочную промышленность; отсутствие средств на внедрение современных технологий и закупку оборудования; недостаточную информацию о преимуществах продуктов из сыворотки и рекламу здорового образа жизни; отсутствие массового производства многофункциональных продуктов на основе молочной сыворотки.
В странах с развитой молочной промышленностью считается, что организация сушки молочной сыворотки, даже при высоком уровне стоимости энергоносителей, гораздо выгоднее, чем экологические штрафы за слив сыворотки без обработки в водоемы. В США, Франции, Германии, Нидерландах, Италии на эти цели ежегодно расходуется около 70 % ресурсов натуральной сыворотки. При этом сухая сыворотка, как удобохранимый и транспортабельный концентрат, содержащий до 15 % белка и более 70 % углеводов молока, находит широкое применение в производстве широкого ассортимента как пищевых продуктов (кондитерских, хлебобулочных, макаронных, колбасных, майонезов, кетчупов, напитков и др.), так и заменителей цельного молока для молодняка сельскохозяйственных животных, стар-терных комбикормов и кормовых добавок в рационы лактирующих коров. В нашей стране на сушку направляется менее 10 % ее ресурсов.
Одна из причин сложившейся ситуации - отсутствие прогрессивной технологии и соответствующего аппаратурного оформления процесса сушки молочной сыворотки как специфичного вида молочного сырья, значительно отличающегося по составу и свойствам от молока, для сушки которого и предназначена имеющаяся в отрасли техническая база. Необходимо разработать интенсивную технологию сушки молочной сыворотки с модернизацией имеющегося в отрасли парка оборудования и созданием нового оборудования для этих целей.
В последние годы наблюдается тенденция роста объемов производства напитков на основе молочной сыворотки. Есть основания предполагать и дальнейшее развитие данного направления как одного из наиболее доступных, не требующих больших капитальных вложений и эксплуатационных (в
первую очередь энергетических) затрат, удельный вес которых в себестоимости молочной продукции непрерывно растет. Производство напитков на основе молочной сыворотки выгодно предприятиям еще и сезонным совпадением пиков ресурсов сырья и спроса на продукт, что в условиях коэффициента сезонности составляет немаловажный фактор.
Перспективно выделение сывороточных белков в неденатурированном состоянии методом ультрафильтрации. Такие белки максимально сохраняют свои ценные свойства, и сфера их применения может быть значительно расширена за счет включения в состав диетических, детских, лечебных продуктов и продуктов специального назначения. Этот метод выделения сывороточных белков уже широко используется за рубежом, однако в России пока не нашел достойного применения.
Определенный интерес представляет ферментативный гидролиз сывороточных белков. Гидролизаты различной глубины могут найти широкое практическое применение в пищевых и фармацевтических целях.
Лактоза - главный компонент сухих веществ молочной сыворотки. Необходимо усовершенствовать технологии и возродить отечественное производство молочного сахара высоких кондиций - рафинированного и фармакопейного в объемах, обеспечивающих внутренние потребности отраслей, производящих продукты детского питания и фармацевтические препараты, и полностью исключить его импорт.
Одно из перспективных направлений, расширяющее сферу использования сыворотки, - сквашивание ее различными видами молочнокислых мик-роорга низмов. Присутствие в продукте полезной микрофлоры, находящейся в фазе активной жизнедеятельности, позволяет применять ее для профилактики и лечения желудочно-кишечных заболеваний. Биологической конверсией лактозы возможно достаточно дешевым способом получить такие ценные производные, как лактулоза, лакти-тол, лактотионовая кислота, лактаты калия, натрия,
кальция, органические кислоты (молочная и уксусная кислоты), витамины, этиловый спирт и др. Исследования в этом направлении перспективны и их успешное завершение позволит разработать ряд новых эффективных технологий.
Интерес к молочной сыворотке во всем мире продолжает расти. В первую очередь это касается технологий глубокой переработки молочной сыворотки, которые позволяют получать продукты, подобные лекарственным препаратам.
Важное значение имеют маркетинговые исследования рынка сбыта, улучшение рекламы сыворотки и разнообразных продуктов на ее основе, организация семинаров для работников молочной и пищевой промышленности. Достижение положительного отношения к сыворотке является движущей силой для интенсификации ее переработки.
Только при комплексной промышленной переработке молочной сыворотки возможно решение проблемы рационального ее использования, о чем свидетельствует как мировой, так и передовой отечественный опыт.
£
Ф А КТО Р И Я - Т Р Е Й Д
www.factoria-trade.ru
Ингредиенты для пищевой промышленности
Пальмовое масло
Кокосовое масло
Заменители молочного жира
Эквиваленты и заменители масла какао
Кондитерские жиры Растительные сливки для взбивания, стабилизаторы для сливок, гели Кокосовая стружка, мак, кунжут, орехи Крахмалы натуральные, модифицированные Глазурь кондитерская Пищевые кислоты
Натуральные специи и пряности
Маринады «Scheid»
Комплексные функциональные добавки для мясопереработки «Scheid»
Мальтодекстрины, декстроза
ООО «Фактория-Трейд» Санкт-Петербург +7 (812) 329-74-56 Москва +7(495)623-97-02 Новосибирск +7(3832|27-03-14 Краснодар +7 (8612| 10-46-02 Екатеринбург +7 (343) 379-28-27 Саратов +7(8452)45-85-07 Нижний Новгород +7(8314) 19-50-02 Воронеж +7(4732)55-34-69 е-таН: ftrade@ftrade.spb.ru
|®>
