CC BY
76
УДК 661.733.2
Совершенствование отечественной технологии молочной кислоты -
пищевой добавки Е270
И. Б. Новицкая, канд. техн. наук, В.В. Евелева, канд. техн. наук, доцент ВНИИ пищевых ароматизаторов, кислот и красителей Россельхозакадемии
Высокая биодоступность и многогранность технологического действия обусловливают востребованность лактатсодержащих пищевых добавок в различных отраслях промышленности. В настоящее время годовой объем производства молочной кислоты в мире превышает 120 тыс. т при ежегодном приросте выработки от 12 до 15 % [1]. В последние десятилетия производство молочной кислоты за рубежом развивается особенно интенсивно в связи с получением полимолочной кислоты (Р1_А), которая используется для выработки биоразлагаемых пленок и волокон.
В России пищевая молочная кислота выпускается в объеме около 800 т/год при потребности российских предприятий, традиционно использующих этот продукт, -8000 т/год. В соответствии с требованиями экономики страны и принятой Доктриной продовольственной безопасности с целью снижения зависимости от импортных поставок востребованных российской индустрией ингредиентов необходимо создание новых отечественных предприятий, выпускающих конкурентоспособную на мировом рынке пищевую молочную кислоту и ее производные.
До 2007 г. отечественную молочную кислоту с показателями качества и безопасности по ГОСТ 490-79 получали путем биосинтеза при периодическом сбраживании смеси сахар-содержащего сырья (свекловичной мелассы, рафинадной патоки, сахара-сырца или сахара-песка) с помощью бактерий Lactobacillus с1е!Ьгиеск11 штамм Л-3. В качестве нейтрализующего агента использовали природный мел. Выделение молочной кислоты проводили классическим способом посредством разложения лактата кальция серной кислотой, реагентной очистки и обесцвечивания активным углем раствора молочной кислоты с последу-
ющим его выпариванием до массовой доли основного вещества 40±1 ?%. Проведенная диагностика показала, что функционировавшая на предприятии технологическая система не обеспечивала стабильно заданное качество готового продукта; она не является целостной и требует существенных преобразований [2].
С 01.07.2013 г. вступил в силу Технический регламент Таможенного союза ТР ТС 029/2012 «Требования безопасности пищевых добавок, ароматизаторов и технологических вспомогательных средств». В отличие от действующего в настоящее время межгосударственного стандарта ГОСТ 490-2006 «Кислота молочная пищевая. Технические условия» в регламенте в связи с гармонизацией требований с Европейскими нормами предусмотрена значительно более высокая массовая доля молочной кислоты в готовом продукте (в интервале от 76 до 84 %). При этом увеличено количество показателей безопасности: кроме содержания свинца (5 мг/кг) регламентировано содержание мышьяка и ртути (3 мг/кг и 1 мг/кг соответственно).
Конкурентоспособная пищевая молочная кислота не только должна быть безопасна для потребителя, но и иметь высокие показатели качества, соответствующие современным международным требованиям [3]. В первую очередь это относится к таким показателям, как цветность, массовые доли золы, железа, сульфатов и хлоридов.
Во ВНИИПАКК выполнен комплекс научно-исследовательских работ, общая направленность которых соответствует современным мировым тенденциям развития технологии молочной кислоты [4]. На основании анализа полученных данных выбраны инновационные технологические приемы и технические решения, позволяющие повысить качество оте-
чественной молочной кислоты и достигнуть необходимых показателей [5-7].
Разработана технологическая схема получения высококачественной молочной кислоты (рисунок). В схему включены прогрессивные технологические приемы и операции, прошедшие промышленную апробацию: использование экологически чистого сырья (сахара-песка для промышленной переработки) и новых технологических приемов подготовки солодовых ростков, обеспечивающих наиболее благоприятные условия для действия содержащихся в них ферментных систем; применение высокопродуктивного штамма молочнокислых бактерий
Laсtobacillus СеЬгиески ВКПМ В-8744 и оптимальных параметров проведения процесса биосинтеза молочной кислоты; применение комбинированного способа обработки (очистки) сброженного лактатсодержащего раствора, включающего его нагревание, обработку известковым молоком, флокуляцию взвешенных частиц активной кремниевой кислотой, центрифугирование и последующее омагничивание жидкой фазы в проточном режиме с целью снижения содержания железа; при выделении молочной кислоты из лактатсодер-жащего раствора наряду с кристаллизацией лактата кальция использование ионообменной очистки раствора кислоты с последующим одностадийным выпариванием его до массовой доли основного вещества 80±4 %. Маточный раствор, образующийся при кристаллизации лак-тата кальция, совместно с осадком, полученным при центрифугировании обработанного сброженного раствора, используется для выработки ценной кормовой добавки -лактопремикса.
Разработана усовершенствованная аппаратурно-технологическая схема производства пищевой молочной кислоты. На основных технологических операциях предусмотрено применение современного эффективного оборудования, как правило, изготавливаемого серийно. Биосинтез молочной кислоты проводят в крупнотоннажных бродильных аппаратах. Для обеспечения оптимальных условий сбраживания сахарсодер-жащего питательного раствора молочнокислыми бактериями аппараты имеют рубашку для подачи термо-статирующей воды, перемешивание среды осуществляется турбинной мешалкой. Выделение осадка из обработанного сброженного лактатсо-держащего раствора проводят с помощью маятниковых фильтрующих
центрифуг периодического действия типа ФМД или осадительных центрифуг непрерывного действия типа ОГШ. Для фильтрования гипсосо-держащей реакционной массы и утфеля, полученного после кристаллизации лактата кальция, используют камерные фильтр-прессы типа КМП, что существенно улучшает качество полупродуктов (раствора молочной кислоты и кристаллического лактата кальция). Двухкорпусная с термокомпрессией вторичного пара вакуум-выпарная установка с короткотрубными циркуляционными выпарными аппаратами обеспечивает получение концентрированного раствора молочной кислоты при значительном снижении энергозатрат.
На основании скорректированной системы технологических процессов разработана «Технологическая инструкция по производству пищевой молочной кислоты» ТИ 13900334557-2013, обеспечивающая получение высококачественной конкурентоспособной продукции. Инструкция предназначена для примене-
ния при создании опытно-промышленного производства.
Использование усовершенствованной технологии позволяет повысить интенсивность биосинтеза молочной кислоты минимум в 1,5 раза, снизить массовую долю золы в готовом продукте в 2-2,5 раза, уменьшить расход серной кислоты на 10-15 %, получить молочную кислоту высокого качества и, дополнительно, ценный кормовой продукт - лактопремикс.
ЛИТЕРАТУРА
1. Datta, R. Lactic acid: recent advances in products, processes and technologies - a review / R. Datta, M. Henry // J.Chem. Technol. Biotechnol. -
2006. - 81. - P. 1119-1129.
2. Новицкая, И.Б. Пути повышения качества пищевой молочной кислоты и уровня целостности технологической системы ее производства / И.Б. Новицкая, В.В. Евелева // Хранение и переработка сельхозсырья. -
2007. - № 6. - С. 73-76.
3. Commission regulation (EU) № 231/2012 of 9 march 2012//0fficial
journal of the European Union L 83/1. -22.03.2012.
4. Приоритетные направления развития отечественной технологии пищевой молочной кислоты / И. Б. Новицкая [и др.] // Хранение и переработка сельхозсырья. - 2011. -№ 9. - С.11-13.
5. Евелева, В.В. Особенности биосинтеза молочной кислоты Lactobacillus delbrueckii на сахаре-песке / В.В. Евелева, А.П. Бочкова, Т.М. Черпалова // Перспективные технологии пищевых добавок. Сб. науч. трудов ГУ ВНИИПАКК. - СПб., 2001. - С. 73-82.
6. Патент РФ 2283345. МПК GI2N 1/20. Штамм молочнокислых бактерий Lactobacillus delbrueckii ВКПМ В-8744 - продуцент молочной кислоты / А.П.Бочкова, В.В. Евелева. Опубл. 10.09.2006, Бюл. № 25.
7. Евелева, В.В. Совершенствование технологии производства пищевой молочной кислоты/ В.В. Евелева, И.Д. Никулина // Перспективные технологии пищевых добавок. Сб. науч. трудов ГУ ВНИИПАКК. - СПб., 2001. - С. 82-87.
Совершенствование отечественной технологии молочной кислоты - пищевой добавки Е270
Ключевые слова
молочная кислота; пищевая добавка; совершенствование отечественной технологии; технологическая схема.
Реферат
Разработана усовершенствованная аппаратурно-технологи-ческая схема производства пищевой молочной кислоты. На основных технологических операциях предусмотрено применение современного эффективного оборудования, как правило, изготавливаемого серийно. Биосинтез молочной кислоты проводят в крупнотоннажных бродильных аппаратах. Для обеспечения оптимальных условий сбраживания сахарсодержащего питательного раствора молочнокислыми бактериями аппараты имеют рубашку для подачи термостатирующей воды, перемешивание среды осуществляется турбинной мешалкой. Выделение осадка из обработанного сброженного лактатсодержащего раствора проводят с помощью маятниковых фильтрующих центрифуг периодического действия типа ФМД или осадительных центрифуг непрерывного действия типа ОГШ. Для фильтрования гипсосодержащей реакционной массы и утфеля, полученного после кристаллизации лактата кальция, используют камерные фильтр-прессы типа КМП, что существенно улучшает качество полупродуктов (раствора молочной кислоты и кристаллического лактата кальция). Двухкорпусная с термокомпрессией вторичного пара вакуум-выпарная установка с короткотрубными циркуляционными выпарными аппаратами обеспечивает получение концентрированного раствора молочной кислоты при значительном снижении энергозатрат.
На основании скорректированной системы технологических процессов разработана «Технологическая инструкция по производству пищевой молочной кислоты» ТИ 139-00334557-2013, обеспечивающая получение высококачественной конкурентоспособной продукции. Инструкция предназначена для применения при создании опытно-промышленного производства.
Авторы
Новицкая Ирина Борисовна, канд. техн. наук, Евелева Вера Васильевна, канд. техн. наук, доцент,
ВНИИ пищевых ароматизаторов, кислот и красителей, 191014, Санкт-Петербург, Литейный пр-т, д. 55, vniipakk55@mail.ru
Improving of Domestic Technology of Lactic Acid - Food Additive E270
Key words
lactic acid; food additive; improvement of domestic technology; technological scheme.
Abstracts
Developed advanced hardware-technological scheme of food lactic acid production. On basic technological operations provides for the application of modern efficient equipment usually manufactured commercially. biosynthesis of lactic acid is carried out in large fermenters. For optimal fermentation of sugar-containing nutrient solution with lactic acid bacteria machines, have shirt for filing a thermostatic water mixing medium into a turbine agitator. Separating the precipitate from the treated fermented lactated solution is carried out by filtering centrifuges pendulum type FMD or periodic action continuous by centrifuges type OGSh. For filtering the gypsum-containing reaction mixture and massecuite, received after crystallization of calcium lactate, use chamber filter press type KMP, which significantly improves the quality of intermediates (lactic acid solution and crystalline calcium lactate). Double-hulled with the bonding vapor vacuum evaporation plant with short tube circulation evaporator provides a concentrated lactic acid solution can significantly reduce energy costs.
On the basis of the corrected system processes developed «Technological Instructions for the Production of Food Lactic Acid» TI 139-00334557-2013, provides high-quality competitive products. Manual is intended for use when creating a pilot production.
Authors
Novitskaya Irina Borisovna, Candidate of Technical Science, Eveleva Vera Vasilyevna, Candidate of Technical Science, Docent, All-Russian Research Institute of Flavorings, Acids, and Dyes, 55, Liteyniy Prospekt, St. Petersburg, 191014, vniipakk55@mail.ru
