6.4.2.1Средства измерения, вспомогательное оборудование, посуда и материалы
Ареометры по ГОСТ 18481, типа АМ, ценой деления шкалы 0,5 кг/м 3 , без термометра или типа АМТ, ценой деления 1,0 кг/м 3 , с термометром.
Цилиндр - 1 39(45, 50) / 265(280, 415) по ГОСТ 18481.
Термометр жидкостной стеклянный по ГОСТ 28498, диапазоном измерения от 0 ºС до 100 ºС и ценой деления шкалы 0,5 ºС.
Бумага фильтровальная лабораторная по ГОСТ 12026.
Допускается применение других средств измерения, вспомогательного оборудования, не уступающих вышеуказанным по метрологическим и техническим характеристикам и обеспечивающим необходимую точность измерения.
6.4.2.2 Подготовка к выполнению измерений
Плотность продукции определяют при температуре (20,0±2,0) о С. Если температура исследуемой продукции не соответствует указанной, пробу подогревают на водяной бане или охлаждают под струей холодной воды.
Ареометры и стеклянные цилиндры должны быть тщательно вымыты моющими растворами, ополоснуты дистиллированной водой, а остатки влаги удалены фильтровальной бумагой.
После подготовки ареометра к измерению не допускается касаться руками его рабочей поверхности. Ареометр берут за верхнюю часть стержня, свободную от шкалы.
Пробу объемом 0,10 или 0,25 дм 3 тщательно перемешивают и осторожно, во избежание образования пены, переливают по стенке в сухой цилиндр, который следует держать в слегка наклоненном положении.
6.4.2.3 Проведение измерений
Цилиндр с исследуемой пробой продукции устанавливают на ровной горизонтальной поверхности и измеряют температуру пробы. Отсчет показаний температуры проводят не ранее, чем через 2–4 мин после опускания термометра в пробу.
Сухой, чистый ареометр опускают медленно в исследуемую пробу, погружая его до тех пор, пока до предполагаемой отметки ареометрической шкалы не останется 3-4 мм, затем оставляют его в свободном плавающем состоянии. При этом ареометр не должен касаться стенок цилиндра.
Расположение цилиндра с пробой на горизонтальной поверхности должно быть, по отношении к источнику света, удобным для отсчета показаний по шкале плотности и шкале термометра.
Первый отсчет показаний плотности (ρ 1) проводят визуально со шкалы ареометра через 3 мин после установления его в неподвижном положении. После этого ареометр осторожно приподнимают на высоту до уровня балласта в нем и снова опускают, оставляя его в свободном плавающем состоянии. После установления его в неподвижном состоянии, проводят второй отсчет показаний плотности (ρ 2). При отсчете показаний плотности глаз должен находиться на уровне мениска. Отсчет показаний проводят по верхнему краю мениска.
Отсчет показаний по ареометрам АМ и АМТ проводят до половины наименьшего деления шкалы.
Расхождение между параллельными измерениями плотности не должно превышать 0,5 кг/м 3 .
6.4.2.4 Обработка результатов измерений
За среднее значение показаний ареометра при температуре исследуемой пробы (20,0±2,0) о С принимают среднеарифметическое значение результатов двух показаний ρ 1 и ρ 2 , полученных в условиях повторяемости.
Предел воспроизводимости R – абсолютная разность результатов двух параллельных измерений, полученных в условиях воспроизводимости – при доверительной вероятности при Р =0,95не должен превышать 0,8 кг/м 3 .
Границы допускаемой абсолютной погрешности при определении плотности молочной сыворотки ареометрическим методом составляют ± 0,5 кг/м 3 .
Перевод значения плотности молочной сыворотки в массовую долю сухих веществ осуществляют в соответствии с таблицей 2.
Т а б л и ц а 2
| Плотность, кг/м 3 | Массовая доля сухих веществ, % | |
| подсырная молочная сыворотка | творожная и казеиновая молочная сыворотка | |
| 5,60 | 5,40 | |
| 5,80 | 5,60 | |
| 6,00 | 5,70 | |
| 6,20 | 5,90 | |
| 6,30 | 6,10 | |
| 6,40 | 6,20 | |
| 6,50 | 6,30 | |
| 6,70 | 6,50 | |
| 6,90 | 6,80 | |
| 7,20 | 7,00 | |
| 7,40 | 7,25 |
Метод определение массовой доли сухих веществ высушиванием
Сущность метода
Метод основан на изменении массы пробы анализируемого продукта под воздействием температуры.
6.4.3.2 Средства измерения, вспомогательное оборудование, посуда, материалы и реактивы
Весы неавтоматического действия по ГОСТ OIML R 76-1 с пределами допускаемой абсолютной погрешности не более ± 0,1 мг.
Шкаф сушильный электрический без принудительной конвекции (вентиляции) воздуха, обеспечивающий поддержание температуры (102±2) о С.
Часы механические по ГОСТ 3145.
Плитка электрическая по ГОСТ 14919.
Пипетки 1(2)–1(2)–10 по ГОСТ 29228.
Бюксы лабораторные алюминиевые диаметром 50 мм, высотой 38 мм по
ГОСТ 25336.
Эксикатор 2–100 (140, 190) по ГОСТ 25336.
Палочки стеклянные.
Сито с отверстиями 1,0–1,5 мм.
Щипцы тигельные.
Бумага фильтровальная по ГОСТ 12026.
Песок промытый и прокаленный.
Кислота соляная по ГОСТ 3118, концентрированная.
Кальций хлористый технический по ГОСТ 450, безводный, прокаленный.
Вода дистиллированная по ГОСТ 6709.
Все используемые реактивы должны иметь квалификацию «химически чистый» или «чистый для анализа».
Допускается применение других средств измерения, вспомогательного оборудования, не уступающих вышеуказанным по метрологическим и техническим характеристикам и обеспечивающим необходимую точность измерения, а также реактивов и материалов по качеству не хуже вышеуказанных.
6.4.3.3 Подготовка к выполнению измерений
Песок просеивают на противень через сито с диаметром отверстий 1,5 мм, затем через сито с диаметром отверстий 0,5 мм. В чашку берут ту часть песка, которая осталась на втором сите, и промывают несколько раз питьевой водой до прозрачного слоя над песком. Воду сливают, приливают раствор соляной кислоты до полного покрытия песка и оставляют на 12–14 ч, перемешивают шпателем (ложкой) 3–5 раз.
Соляную кислоту сливают и промывают песок питьевой водой путем декантации до нейтральной реакции (контроль ведут по индикаторной бумаге). Затем песок промывают дистиллированной водой, переносят его в выпарительную чашку, просушивают в сушильном шкафу при температуре (130±5) о С и прокаливают в муфельной печи при температуре не ниже 500 о С до полного удаления органических веществ (через 10 мин после прекращения выделения дыма).
Подготовленный песок хранят в полиэтиленовой посуде с закрытой крышкой.
6.4.3.4 Проведение измерений
Металлическую бюксу с 20–30 г песка, подготовленного по 6.4.3.3, и стеклянной палочкой, не выступающей за края бюксы, помещают в сушильный шкаф температурой (102±2) о С и выдерживают при данной температуре в течение 30–40 мин. Затем бюксу вынимают из шкафа, помещают в эксикатор, закрывают крышкой, выдерживают 40 мин, затем взвешивают. В бюксу пипеткой отмеряют 10 см 3 конкретного продукта и взвешивают. Затем бюксу помещают в сушильный шкаф. Началом сушки считают время достижения температуры (102±2) о С в воздушном пространстве сушильного шкафа.
По истечении 2 ч бюксу вынимают из сушильного шкафа, помещают в эксикатор, закрывают крышкой, охлаждают в течение 40 мин и взвешивают.
Последующие взвешивания проводят после высушивания через 1 ч до тех пор, пока, разность между последующими взвешиваниями будет равна или менее 0,001 г.
6.4.3.5 Обработка результатов измерений
Массовую долю сухого вещества С , %, вычисляют по формуле (1)
где m – масса бюксы с песком и стеклянной палочкой, г;
m 0 – масса бюксы с песком, стеклянной палочкой и продуктом до высушивания, г;
m 1 – масса бюксы с песком, стеклянной палочкой продуктом после высушивания, г.
Вычисления проводят до третьего десятичного знака с последующим округлением до второго десятичного знака.
За окончательный результат измерений принимают среднеарифметическое значение двух параллельных определений, выполненных в условиях повторяемости, и округленное до второго десятичного знака, если выполняется условие приемлемости: абсолютная разность результатов двух параллельных измерений не превышает предела повторяемости (сходимости), r = 0,10 % при Р =0,95.
Предел воспроизводимости R – абсолютная разность результатов двух параллельных измерений, полученных в условиях воспроизводимости, – при Р =0,95, не должен превышать 0,20 %.
Границы абсолютной погрешности измерений при Р =0,95составляют ± 0,10 %.
В обезжиренное молоко, пахту и молочную сыворотку переходит 50…70% сухих веществ молока. Степень перехода сухих веществ цельного молока в молочную сыворотку составляет 52%. При этом почти полностью переходит молочный сахар (96,0%). Степень перехода белков в молочную сыворотку составляет 24,3%. Если в обезжиренном молоке и пахте содержатся все молочные белки (степень перехода их составляет соответственно 97,5 и 98,0%), то в молочную сыворотку переходят 22,5% казеина и 95% сывороточных белков. Химический состав молочной сыворотки приведен в таблице 1.
Таблица 1. Содержание основных составных частей в молочной сыворотке
Основным компонентом в составе молочной сыворотки является лактоза, состав более 70%. В молочной сыворотке в среднем на 100 мл содержится 0,135 мг азота, около 65% которого входит в состав белковых азотистых соединений и около 35% - в составе небелковых. Состав белковых азотистых соединений в сыворотке колеблется от 0,5 до 0,8% и зависит от способа коагуляции белков молока, принятого при получении основного продукта (творог, сыр, казеин и т.д.). Состав белковых азотистых соединений молочной сыворотки приведен в таблице 2.
Сывороточные белки могут служить дополнительным источником аргинина, гистидина, метионина, лизина, треонина, триптофана и лейцина. Это позволяет отнести их к полноценным белкам, играющих важную роль в жизнедеятельности организма.
В молочной сыворотке содержатся все незаменимые аминокислоты. Состав свободных аминокислот в под сырной сыворотке в 4 раза, а в сырной в 10 раз больше, чем в исходном молоке.
Таблица 2 . Состав белков молочной сыворотки по фракциям
Состав углеводов в молочной сыворотке аналогичный углеводной составляющей молока - моносахариды, олигосахариды и аминосахариды. Основным углеводом молочной сыворотки является дисахарид лактоза, состав которой составляет до 90% от общего содержания углеводов. Из моноз в сыворотке обнаружены глюкоза и галактоза - продукты гидролиза лактозы в процессе переработки молока в сыр и творог. Из аминосахаридов в сыворотке обнаружены нейраминовая кислота и ее производные, а также кетопентоза. В сыворотке содержатся серологически активные олигосахариды, а также в незначительных количествах арабиноза.
В молочной сыворотке содержится 0,05-0,5% жира, что обусловлено его содержанием в исходном сырье, и технологии получения основного продукта. В сепарированный сыворотке содержание жира составляет 0,05-0,1%. Молочный жир в составе сыворотки измельченный больше, чем в цельном молоке, что положительно влияет на его усвояемость. В молочную сыворотку переходят практически все соли и микроэлементы, входящие в состав молока, а также те, которые вводят в процессе технологической обработки. Абсолютное содержание основных зольных элементов в сыворотке (в%) показано в таблице 3.
Таблица 3 - Содержание основных зольных элементов в составе сыворотки
Минеральные вещества в составе сыворотки находятся в форме истинного и молекулярного растворов, в коллоидном и нерастворимом состоянии, в виде солей органических и неорганических кислот. В состав неорганических солей входит 67% фосфора, 78% кальция, 80% магния. Количественное содержание анионов (5,831 г / л) и катионов (3,323 г / л) в молочной сыворотке аналогично содержанию микроэлементов в цельном молоке. Из катионов в сыворотке преобладают калий, натрий, кальций, магний и железо из анионов - остатки лимонной фосфорной, молочной и соляной кислот. В целом молочная сыворотка является продуктом с естественным набором жизненно важных минеральных веществ.
Кроме минеральных соединений в сыворотку почти полностью переходят водо- и жирорастворимые витамины молока, причем в под сырной сыворотке их значительно больше, чем в сырной. Относительное содержание витаминов в сыворотке (в%) по сравнению с содержанием их в цельном молоке приведены в таблице 3.
Таблица 3 - Относительное содержание витаминов в сыворотке
Количество пиридоксина, холина и, реже рибофлавина в сыворотке зачастую превышает содержание их в цельном молоке, что обусловлено жизнедеятельностью молочнокислых бактерий. Содержание витаминов в составе сыворотки подвергается колебаниям и при хранении резко снижается. В целом же молочная сыворотка по набору и абсолютному содержанию витаминов является биологически полноценным продуктом.
Из органических кислот в сыворотке обнаружены молочная кислота, а также лимонная, нуклеиновая и летучие жирные кислоты - уксусная, муравьиная, пропионовая, масляная. Молочная кислота образуется из лактозы в результате жизнедеятельности бактерий.
Под действием протеолитических ферментов, которые продуцируются молочнокислыми бактериями, происходит расщепление белковых веществ сыворотки, для инактивации которых необходима тепловая обработка при температуре выше 60°С. Кроме того, следует учитывать ферменты липазы и фосфорилазы, наличие которых может привести к возникновению горького вкуса в сыворотке. Особое внимание следует уделить ферменту лактаза, участвующей в гидролизе лактозы.
В молочной сыворотке содержатся газы - углекислый, азот и кислород. Количество газов в сыворотке немного меньше, чем в цельном молоке, что обусловлено тепловой и механической обработкой молока при производстве творога, сыра и других продуктов. В процессе хранения сыворотки, особенно усеянной посторонней микрофлорой, количество газа может резко увеличиваться, что приводит к повышенному пенообразованию в молочной сыворотке.
Состав молочной сыворотки свидетельствует о том, что это полноценный вид сырья; по своей биологической ценности они практически не уступают цельному молоку. Однако энергетическая ценность сыворотки в 3,5 раз ниже, чем цельного молока. Это обуславливает целесообразность использования молочной сыворотки в производстве продуктов диетического питания. Данные по энергетической ценности сыворотки приведены ниже.
Сухая молочная сыворотка рекомендована для применения мужчинам и женщинам. Она используется в разных сферах, нередко входит в состав спортивного питания, поскольку благоприятно сказывается на росте мышечной массы. Продукт укрепляет здоровье, пользуется успехом у тех, кто пытается похудеть.
Описание и состав
Получают продукт из переработанного молока, которое используется в производстве сыра. Чтобы изготовить сыворотку, жидкость сначала очищают, затем пастеризуют, сгущают и сушат. При этом микроэлементы и витамины, необходимые для человеческого организма, остаются в сохранности. Это сырье не является генетически модифицированным. В его составе содержится 94% воды. Остальные составляющие – сахар, микроэлементы и витамины. В результате получается порошок, который перед употреблением разбавляют водой.
При необходимости уже концентрированный продукт дополнительно деминерализуют, чтобы добиться необходимого уровня кислотности. Для этого используется метод электродиализа, благодаря которому конечный результат радует высоким качеством. Пригодность сырья определяется лабораторными исследованиями. Продукт поставляется в продажу в соответствии с нормативно-технической документацией.
Высокая биологическая ценность сделала продукт востребованным в разных отраслях промышленности. Чаще всего сыворотка используется как заменитель сухого молока.
Из данного продукта человек получает витамин В, который способствует хорошему кровообращению, улучшает метаболизм. Для костей из молочной сыворотки можно получить необходимый кальций. Фосфор оказывает стимулирующий эффект на рост клеток, необходимую энергию дают углеводы.
Кроме того, продукт богат:
- калием;
- цинком;
- магнием;
- витаминами А, Е, С;
- холином, никотиновой кислотой и биотином.
Польза и показания
Если говорить о пользе сухой молочной сыворотки, то она оказывает не только общеукрепляющее, но и успокаивающее, очищающее действие. Врачи рекомендуют вводить ее в рацион тем, кому необходимо очистить почки, печень и мочевой пузырь, устранить проблемы с кожей, избавиться от болезни ЖКТ, справиться с ишемической болезнью, атеросклерозом.
Похудение
Нередко диетологи выписывают данный продукт людям, которые борются с лишним весом. Сыворотка - это не только замечательная чистка организма от солей и шлаков. Она способна даже выводить некоторые яды.
Продукт станет незаменимым для людей с отечностью, поскольку способствует выводу из тела лишней жидкости. Кроме того, сухая сыворотка помогает восстановить микрофлору кишечника, она прекрасно усваивается. Это главный помощник организму в разгрузочный день.
Достаточное количество лактозы препятствует образованию в кишечнике болезнетворных бактерий. Употребление сыворотки снижает чувство голода, но при этом продукт дает необходимые человеку полезные вещества.
Потрясающий эффект оказывает сыворотка при употреблении женщинами, поскольку она не только заметно улучшает состояние кожи, но и возвращает ее упругость. Кроме того, продукт помогает укрепить волосы и ногти, активизирует их рост. По этой и многим другим причинам его активно используют в современной косметологии. Мужчинам сыворотка помогает нарастить мышечную массу, сжечь ненужные жиры.
Использование в пищевой промышленности
Стоит сказать, что сывороточный протеин по своему составу больше всего похож на женское молоко. Среди основных преимуществ продукта отмечается иммуностимулирующий эффект, поскольку в составе такой сыворотки больше цистеина и триптофана, чем в казеине. Именно эти элементы помогают регенерировать белок печени, образовывать гемоглобин и увеличивать количество глутатиона.
В хлебной промышленности сыворотка широко используется многими производителями. Получаемый раствор служит основой для создания закваски. В результате получаются замечательные хлебобулочные изделия. Качество такого хлеба находится на высоком уровне, как и его пищевая ценность. Добавление продукта позволяет создавать замечательные баранки и сушки, которые обладают необходимой хрупкостью, приобретают в печи привлекательный глянец.
Сыворотка присутствует в составе многих десертов. С ее добавлением изготавливают вафли, пряники, печенье, пасты, муссы, желе и конфеты. При изготовлении конфет молочная сухая сыворотка заменяет часть сахарной пудры. Ее вводят в состав на этапе замешивания пасты. Использование продукта позволяет значительно снизить расходы на производстве.
На основе описываемого продукта получаются изумительные кисели. Для получения напитка необходимо развести сыворотку в теплой воде, добавить крахмал и ароматизаторы.
Нельзя не отметить, что употребление продукта, независимо от того, где и как он был использован, оказывает благоприятное воздействие на организм человека. Поэтому его широко используют не только в хлебопекарной промышленности, но и в мясной, молочной отраслях, при производстве детского питания. Единственный случай, в котором подсырная сыворотка может нанести вред - индивидуальная непереносимость продукта. В остальном она полностью безопасна и для взрослых, и для детей.
О том, какие полезные свойства есть в молочной сыворотке, смотрите в следующем видео.
В процессе промышленной переработки молока на масло, сыр, творог и казеин получают побочные продукты – обезжиренное молоко, пахту и молочную сыворотку. В своем составе эти продукты содержат все составные части молока, но только в других соотношениях.
В обезжиренное молоко и пахту из цельного молока переходит свыше 70% сухих веществ, при этом практически полностью – белки и молочный сахар.
Молочная сыворотка
В молочную сыворотку переходит 50% сухих веществ цельного молока, при этом почти полностью переходит молочный сахар и примерно 30% молочных белков. Если в обезжиренном молоке и пахте содержатся все молочные белки, то в молочной сыворотке главным образом -- лактоглобулин и-- лактоальбумин и иммуноглобулины. Молочный жир переходит в обезжиренное молоко, пахту и молочную сыворотку в небольшом количестве. Отличительной особенностью этого жира является высокая степень его дисперсности, размер жировых шариков составляет от 0,5 до 1 мкм.Минеральные вещества цельного молока почти полностью переходят в обезжиренное молоко, пахту и молочную сыворотку. В молочной сыворотке минеральных веществ содержится несколько меньше, чем в обезжиренном молоке и пахте, так как некоторая часть солей переходит в основной продукт (сыр, творог, казеин). В молочную сыворотку переходят также и те соли, которые используют при выработке основного продукта.
Кроме основных частей цельного молока, в обезжиренное молоко, пахту и молочную сыворотку попадают фосфатиды, небелковые азотистые соединения, витамины, ферменты, гормоны и другие соединения. Среди фосфатидов особое значение имеет лецитин как регулятор холестеринового обмена, его особенно много содержится в пахте.
Состав обезжиренного молока, молочной сыворотки ипахты свидетельствует о том, что это полноценные виды сырья, по своей биологической ценности они практически не уступают цельному молоку. Однако энергетическая ценность обезжиренного молока и пахты почти в 2 раза, а сыворотки почти в 3,5 раза меньше, чем цельного. Это обусловливает целесообразность использования обезжиренного молока, пахты и молочной сыворотки в производстве продуктов диетического питания.
При переработке обезжиренного молока, пахты и молочной сыворотки необходимо учитывать, что некоторые их физико-химические свойства отличаются от цельного молока. Так, в связи с незначительным содержанием жира плотность обезжиренного молока и пахты выше плотности цельного молока, а вязкость меньше вязкости цельного молока на 8-15%. Из-за низкого содержания сухих веществ плотность и вязкость молочной сыворотки меньше, чем цельного молока. Плотность пахты является показателем ее качества. Снижение плотности указывает на то, что пахта разбавлена водой, а это приводит к заметному изменению ее физико-химических свойств и затрудняет ее промышленную переработку.
Следует отметить, что молочная сыворотка в процессе производства основного продукта значительно обсеменяется молочнокислыми бактериями, а в процессе сбора, хранения и дальнейшей обработки - различной посторонней микрофлорой. К тому же из основного производства сыворотка поступает с температурой 30 градусов, что соответствует оптимальному режиму жизнедеятельности микроорганизмов. Вследствие развития микроорганизмов во время сбора и хранения состав и свойства молочной сыворотки могут изменяться, а качественные показатели ухудшаться.
Так, лактоза подвергается молочнокислому брожению с образованием молочной кислоты, что приводит к повышению титруемой кислотности и потерям лактозы. Кроме того, происходит гидролиз белков и жира, изменяется вкус сыворотки, могут накапливаться нежелательные и даже вредные вещества. В результате хранения без обработки в течение 12 часов молочную сыворотку практически нецелесообразно использовать для производства молочного сахара. Поэтому молочную сыворотку рекомендуется перерабатывать в течение 1 - 3 часов после ее получения. Если переработка задерживается, то для сохранения исходных свойств молочной сыворотки ее подвергают специальной обработке (тепловой обработке, консервированию).
Тепловую обработку молочной сыворотки проводят при температуре (тепловой порог денатурации сывороточных белков), с последующим охлаждением. После такой обработки сыворотка может храниться 2 суток. Кроме того применяют различные консерванты: 30%-ный раствор пероксида водорода в количестве 0,03%, 40%-ный раствор формальдегида в количестве 0,025%, хлорид натрия 5 – 10%-ной концентрации. В ряде случаев можно использовать этиловый спирт, сорбиновую кислоту и др. Больше всего белков (35 – 36% всех сухих веществ) содержится в обезжиренном молоке и пахте, поэтому это сырье целесообразно использовать как в цельном виде на производстве свежих и сквашеных напитков, так и для получения белковых продуктов (творога, сыра, казеина, казеинатов), сгущеных и сухих нежирных консервов. Высокая биологическая ценность молочной сыворотки позволяет использовать ее для производства различных напитков. Их вырабатывают из натуральной сыворотки без добавления вкусовых и ароматических веществ (молочная пастеризованная сыворотка) и с добавлением вкусовых и ароматических веществ (сывороточные напитки с сахаром, ванилином, кориандром, томатным соком). Вырабатывают как свежие, так и сквашенные напитки.
Белки молочной сыворотки содержат больше незаменимых аминокислот, чем основной белок цельного молока казеин, и по своему составу они ближе к составу женского молока по сравнению с цельным молоком. Это дает возможность использовать белки сыворотки в производстве продуктов детского питания.
Из молочной сыворотки получают такие белковые продукты, как альбуминный творог, альбуминные сырки, концентрат белков творожной сыворотки, сывороточный растворимый сухой белок.
Целесообразно вырабатывать из сыворотки сгущенные и сухие продукты
(молочную сгущенную сыворотку, молочную сухую сыворотку, деминерализированную сухую сыворотку).
Сыворотка молочная сгущенная выпускается четырех видов:
- сыворотка молочная сгущенная подсырная
- сыворотка молочная сгущенная творожная
- сыворотка молочная сгущенная подсырная сброженная
- сыворотка молочная сгущенная с сахаром.
Все перечисленные виды сывороток сгущенных без сахара выпускаются с массовой долей сухих веществ 40 и 60 %, а сыворотка сгущенная с сахаром выпускается только с массовой долей сухих веществ 75 %.
Сырьем для производства сыворотки молочной сгущенной является сыворотка, получаемая при производстве сыра и творога. Сыворотку сгущенную с сахаром следует хранить при температуре от 0 до 10 "С не более 18 суток.
Для сыворотки сгущенной без сахара характерны следующие вкус и запах: чистый, слегка соленый, кислый; для сыворотки сгущенной с сахаром - кисло- сладкий. Цвет светло-желтый, с зеленоватым оттенком, в массе однородный.
Консистенция: для сыворотки сгущенной без сахара с массовой долей сухих веществ 60% - густая масса, а для сыворотки с массовой долей сухих веществ 40 % - текучая масса, допускается выпадение кристаллов лактозы; для сгущенной с сахаром - тягучая однородная масса, допускаются выпадение в осадок сахарозы, наличие отдельных кристаллов лактозы, мучнистость, а также пенистость.
Молочную сквашенную сгущенную сыворотку получают из сыворотки творожной с массовой долей сухих веществ 30 и 50 %, а из сыворотки подсырной - с массовой долей сухих веществ только 30%.
Сыворотку молочную сквашенную сгущенную следует хранить при относительной влажности воздуха не выше 85 %. Срок хранения сыворотки с массовой долей сухих веществ 50% не более 180сут, а сыворотки с массовой долей сухих веществ 30% - не более 90 суток со дня изготовления.
По органолептическим показателям сыворотка молочная сквашенная сгущенная должна соответствовать следующим показателям. Вкус и запах чисто выраженные -- кислосывороточные. Цвет - светло- желтый с зеленоватым оттенком. Консистенция: для сыворотки с массовой долей сухих веществ 50 % - густая, пастообразная, допускается наличие мелких кристаллов лактозы, а для сыворотки с массовой долей сухих веществ 30 % - сиропообразная, допускается выпадение в осадок легкоперемешиваемого осадка альбумина.
По физико-химическим показателям к сыворотке молочной сквашенной сгущенной предъявляются следующие требования. Массовая доля сухих веществ должна быть не ниже номенклатурной, т. е. для сыворотки с массовой долей сухих веществ 50 % - не менее 50 %, а с массовой долей сухих веществ 30 % - не менее 30 %. Кислотность (°Т) должна быть не ниже: для сыворотки с массовой долей сухих веществ 50 % - 1700, а для сыворотки с массовой долей 30 % соответственно у подсырной - 800, а у творожной - 1000.
Молочная сыворотка сухая по используемому сырью подразделяется на два вида:
- сыворотка молочная сухая подсырная - сыворотка молочная сухая творожная. Сыворотка молочная сухая подсырная в зависимости от используемого оборудования подразделяется на два типа: распылительная и пленочная. Сыворотка молочная сухая творожная вырабатывается только посредством распылительной сушки.Сухую молочную сыворотку обоих видов следует хранить при относительной влажности воздуха не выше 80 % и температуре до 20 °С. При этих условиях срок хранения 6 мес со дня выработки. По органолептическим показателям к сыворотке молочной сухой обоих видов и способов изготовления предъявляются следующие требования: Вкус и запах сладкие, солоноватые, слегка кисловатые, без посторонних привкусов и запахов. Цвет от белого до желтого.
Консистенция для сыворотки распылительной сушки - мелкораспыленный сухой гигроскопичный порошок, для сыворотки пленочной сушки - сухой порошок из измельченных комочков. Допускается наличие легкорассыпающихся при механическом воздействии комочков.
Молочная концентрированная сыворотка подразделяется на следующие подвиды:
Сыворотка молочная концентрированная подсырная с массовой долей сухих веществ 13, 20, 30 %;
- сыворотка молочная концентрированная творожная с массовой долей сухих веществ 13, 20, 30%;
- сыворотка молочная концентрированная подсырная сброженная с массовой долей сухих веществ 30 %;
- сыворотка молочная концентрированная подсырная с сахаром с массовой долей сухих веществ 52,5, 65,0, 75,0, 90,0%;
- сыворотка молочная концентрированная творожная с сахаром с массовой долей сухих веществ 52,5, 65,0, 75,0, 90,0 %.
Все виды сыворотки молочной концентрированной с сахаром вырабатывают четырех типов:
С массовой долей сухих веществ 52,5 % и массовой долей сахарозы 12,5 %;
массовой долей сухих веществ 65,0 % и массовой долей сахарозы 25 %;
с массовой долей сухих веществ 75 % и массовой долей сахарозы 15 %;
с массовой долей сухих веществ 90 % и массовой долей сахарозы 30 %.
В качестве сырья для производства сыворотки молочной концентрированной используется сыворотка, которая образуется при производстве сыра и творога. Сроки хранения сыворотки молочной концентрированной без сахара зависят от массовой доли сухих веществ в ней и условий хранения Сыворотку молочную с сахаром следует хранить при температуре 0 - 10 С. Срок хранения независимо от массовой доли сухих веществ не более 6 месяцев со дня выработки.
По органолептическим показателям к сыворотке молочной концентрированной предъявляются следующие требования: вкус и запах сыворотки молочной концентрированной без сахара чистый кисломолочный, слегка соленый, а сыворотки молочной концентрированной с сахаром - чистый, кисло-сладкий; цвет в массе однородный, светло-желтый, с зеленоватым оттенком.
Консистенция сыворотки молочной концентрированной без сахара - текучая жидкость, но в сыворотке с массовой долей сухих веществ 30 % концентрированной творожной и сыворотке сброженной допускается выпадение в осадок кристаллов лактозы в виде неплотной массы. Консистенция сыворотки концентрированной с сахаром - вязкая однородная масса, допускается выпадение в осадок кристаллов лактозы. Больше всего молочная сыворотка содержит лактозы (примерно 70% всех сухих веществ). В связи с этим молочную сыворотку преимущественно используют для промышленного получения молочного сахара, а также различных сиропов (сироп лакто-лактулозы и глюкозо-галактозы). Молочную сыворотку подвергают биологической обработке для повышения ее пищевой, биологической и кормовой ценности (сыворотка молочная обогащенная), а также для получения других ценных продуктов (молочная кислота).
Для производства заменителей цельного молока для сельско-хозяйственных животных используют обезжиренное молоко отдельно или в смеси с пахтой или молочной сывороткой. Способы производства и сущность технологии производства различных видов сметаны.
Сметана – это кисломолочный продукт, получаемый из нормализованных, пастеризованных сливок путем сквашивания их закваской, приготовленной на чистых культурах молочнокислых стрептококов, и созревания при низких температурах.
В зависимости от содержания жира сметана бывает 15%-ной, 20%-ной, 30%- ной, 36%-ной и 40%-ной жирности. Она отличается от других продуктов высоким содержанием жира. Именно это и обусловливает ее питательную ценность, а также высокие вкусовые качества. В этом продукте содержится большое количество витаминов, особенно жирорастворимых. Специфичность сметаны дает возможность широко использовать ее для приготовления самых разнообразных блюд. Сметану вырабатывают двумя способами: с гомогенизацией сливок и с созреванием сливок перед сквашиванием.
Производство сметаны с гомогенизацией сливок осуществляется следующим образом. Для получения сливок заданной жирности молоко сепарируют. Если же сливки получены с большим или меньшим содержанием жира, чем требуется для приготовления сметаны, их нормализуют, добавляя в них обезжиренное или цельное молоко или же более жирные сливки, в зависимости от состояния содержания жира в исходных сливках. Содержание жира в сливках, из которых приготовляют сметану, зависит от требуемого содержания жира в готовом продукте и от количества добавленной закваски. При выработке сметаны может вноситься различное количество закваски, зависящее от условий производства. Подготовленные для производства сметаны сливки пастеризуют при 85 – 95 0C с выдержкой 10 – 30 мин, затем охлаждают и гомогенизируют при определенных режимах.
Сливки можно пастеризовать на пастеризационных аппаратах любого типа. Чаще применяют пластинчатые аппараты ОПЛ-5, включающие помимо секции нагревания секции регенерации и охлаждения. Сливки охлаждают до температур, указанных в вышеприведенной таблице, в регенеративной секции аппарата.
После пастеризации и гомогенизации сливки немедленно охлаждают на охладителе до температуры заквашивания (25 – 270C) и направляют в емкость или ванну для сквашивания. Для сквашивания сливок чаще всего используют сливкосозревательные ванны, снабженные рубашкой, куда поступает горячая или ледяная вода. Применяют бактериальную закваску, приготовленную на чистых культурах молочнокислых стрептококов. Закваску добавляют в сливки из расчета 1 – 5% к массе заквашенных сливок. Сливки заквашиваются при температуре 24 – 250C в теплое время года и 26 -- 270C – в холодное. Процесс сквашивания продолжается 13 – 16 часов. В течение первых двух часов сквашивания сливки перемешивают каждый каждый час и затем оставляют в покое до конца сквашивания. Сливки сквашивают до образования сгустка и достижения кислотности.
Готовую сметану фасуют в крупную (бочки, фляги) и мелкую тару (стеклянные и полистироловые коробочки), далее направляют для охлаждения и дозревания в холодильную камеру. Эти процессы продолжаются в течение 12 – 48 часов для сметаны, расфасованной в крупную тару, в течение 6 – 8 часов для сметаны, расфасованной в мелкую тару.
Производство сметаны с применением созревания сливок перед сквашиванием осуществляется следующим образом. Сливки после пастеризации немедленно охлаждают до температуры 2 – 8 0C и выдерживают при этой температуре 1,5 – 2 часа. После созревания сливок их подогревают до температуры заквашивания (25 – 270C). Для охлаждения, выдержки и подогрева сливок рекомендуется применять сливкосозревательные ванны. Сущность процесса созревания сливок заключается в физическом изменении жира и отчасти белка, входящих в состав сливок. Температура при созревании играет основную роль. При охлаждении сметаны жир из жидкого состояния переходит в твердое --- кристаллическое. Те фракции жира, которые обладают способностью затвердевать при более высоких температурах, затвердевают в первую очередь. По мере дальнейшего охлаждения все новые и новые фракции жира переходят в кристаллическое состояние. Чем медленнее происходит охлаждение, тем медленнее кристаллизуется жир. Процесс созревания протекает с одновременным охлаждением сметаны.
Перед фасовкой сметаны рекомендуется сквашенные сливки охлаждать в ванне или резервуаре до 16 0C. Сквашенные сливки желательно направлять на фасовку преимущественно самотеком. Применяют только ротационные, шестеренчатые, винтовые и мембранные насосы. Сметану фасуют в крупную или мелкую тару. Далее расфасованную сметану охлаждают в холодильных камерах до 1 – 8 0C. Охлаждение и созревание сметаны продолжаются в течение 12 – 48 часов для сметаны, расфасованной в крупную тару (в зависимости от объема тары и температурного режима камеры), в течение 6 – 12 часов для сметаны, расфасованной в мелкую тару. Перемешивать сметану на этом этапе не рекомендуется. Не более чем через 3 суток сметана должна быть вывезена с предприятия-изготовителя.
Сметану, поступающую на городские молочные заводы с первичных молочных заводов и с хранения на холодильниках, принимают партиями. Наружную поверхность бочек и фляг омывают горячей водой в течение 30 – 60 секунд.
Тару со сметаной вскрывают и зачищают верхний слой продукта. Зачистки собирают в отдельную тару и перерабатывают на топленое масло. Остальную сметану выгружают в приемный бак протирочной машины при помощи механического подъемника с опрокидывателем. Остатки сметаны со стен тары удаляют лопаткой с резиновой кромкой.
Для получения однородной консистенции и предупреждения попадания посторонних включений, сметану пропускают через металлическое сито с диаметром отверстий до 3 мм. Затем сметану подают насосом объемного типа (ротационным, шестеренчатым, винтовым или мембранным) в двустенную ванну, откуда после перемешивания отбирают среднюю пробу для определения жира и кислотности. При соответствии требованиям технических условий по жиру и кислотности, сметану направляют на расфасовку. При отклонении показателей продукта от нормативных, его нормализуют добавлением сливок или сметаны с более высоким или более низким содержанием жира.
Для номализации сметаны сливки пастеризуют при 85 – 95 0C, гомогенезируют при 60 – 80 0C и давлении 5 – 7,5 Мпа для сливок 30 – 35%- ной жирности и 7,5 – 10 Мпа для сливок 20 – 25%-ной жирности. Затем сливки охлаждают до 8 – 100C.
Нормализованную сметану тщательно перемешивают при скорости мешалки 0,3 м/с. Далее нагревают в ванне при осторожном помешивании до 14 – 150C. В смесь сметаны и сливок для доведения ее кислотности до стандартной добавляют до 10% закваски. Фасуют готовый продукт при 5 -- 150C. Для подачи сметаны из ванны в фасовочную машину применяют ротационные, шестеренчатые, винтовые и мембранные насосы. Фасованную сметану охлаждают до 5 – 80C в холодильных камерах и выдерживают при этой температуре для восстановления консистенции не менее 5-ти часов, если сметана расфасована в мелкую тару, и не менее 8-ми часов, если сметана расфасована в крупную тару. Сметану хранят не более 3 суток. Сметана должна иметь чистый кисломолочный вкус с выраженным привкусом и ароматом, свойственным пастеризованному продукту; белый цвет с кремовым оттенком, равномерный по всей массе; однородную густую глянцевитую консистенцию.
Теперь рассмотрим и сущность технологии производства различных видов сметаны. Например, любительская сметана. Ее вырабатывают из сливок 42,2%- ной жирности. Сливки пастеризуют при 85 – 95 0C с выдержкой 10 – 20 секунд и охлаждают до 48 – 50 0C. При этой температуре их гомогенезируют при давлении 10 Мпа. Гомогенезированные сливки направляют в ванну для заквашивания. С целью получения сметаны плотной, не расплывающейся консистенции ванна должна быть установлена с возможно большим уклоном, и иметь спускной штунцер максимального диаметра (по типу штунцера для творожных ванн), так как любое механическое воздействие на сливки, из которых вырабатывают сметану, приводит к ухудшению консистенции готового продукта.
Сливки заквашивают при 45 – 50 0C закваской, состоящей из штаммов термофильных и мезофильных стрептококков в соотношении 1:1, в количестве 5% по отношению к массе молока. Сквашиваются сливки в течение 14 – 20 часов (в зависимости от активности закваски). Окончание сквашивания определяют по их кислотности, которая должна быть не ниже 56 0Т. Сливки осторожно перемешивают в ванне и охлаждают на охладителе до 4 – 6 0C.
Охлажденную сметану самотеком направляют в бункер фасовочного автомата. Фасованную сметану завертывают в кашированную фольгу массой 100 г. Сметана охлаждается и созревает при 0 – 6 0C в течение 6 – 12 часов.
Вся описанная технология может быть изображена в виде схемы технологического процесса производства сметаны любительской и будет выглядеть следующим образом:
Резервуар мембранный
автомат
для сливок
насос гомогенизатор сквашивания
охладитель фасовки
сливок
Сливки пастеризованные, охлажденные до 500C
Сливки гомогенезированные
Сметана неохлажденная
Сметана охлажденная
Сметана расфасованная
Для того, чтобы иметь представление о разнообразных технологиях производства различных видов сметаны, остановимся на способах производства еще нескольких видов этого продукта. Например, сметана ацидофильная. Ее вырабатывают из пастеризованных сливок подсквашиванием их закваской, приготовленной на чистых культурах ацидофильной палочки и ароматообразующего стрептококка. Сливки с содержанием жира 21% пастеризуют при 85 – 95 0C с выдержкой 10 – 20 минут и охлаждают до 40 – 42 0C. В них вносят закваску в количестве 5 – 7% массы сливок, тчательно перемешивают с закваской и оставляют в покое на 5 – 7 минут. Затем сливки с закваской выдерживают в течение 1 – 3 часов при 40 – 42 0C до достижения кислотности 30 – 40 0Т. Подсквашенные сливки охлаждают для созревания до 8 – 10 0C. Охлажденные сливки подогревают до 25 – 30 0C и гомогенезируют при этой температуре и давлении 15 – 20 Мпа. Затем сметану фасуют и охлаждают до 1 – 8 0C. Продолжительность охлаждения и созревания сметаны, фасованной в мелкую тару, 6 – 8 часов.
Схематично описанный процесс можно представить следующим образом:
циферблатные резервуар
резервуар
весы
бак-приемник для заквашивания
хранения пластинчатый
подогреватель
пластинчатый
теплообменник гомогенизатор для сливок
резервуар для
хранения сметаны
автомат для
фасовки сметаны
Сливки сырые
Сливки охлажденные
Закваска
Сливки с закваской
Сливки с закваской подогретые
Сметана
Сметана фасованная
Теперь остановимся более подробно на технологии производства сметаны с молочно-белковым обогатителем. Этот вид сметаны в настоящее время получил широкое распространение. Современная молочная промышленность вырабатывает сметану с козеинатом натрия и содержанием жира 14%, 18% и 23%. Сметана с содержанием жира 18% называется «Крестьянская», с содержанием жира 23% – «Домашняя», с содержанием жира 14% – «Сметана с наполнителями».
Сметану с молочно-белковым обогатителем вырабатывают следующим образом. Перед пастеризацией сливки нормализуют по жиру, добавляя в них обезжиренное или цельное молоко или же более жирные сливки, в зависимости от состояния содержания жира в исходных сливках. Обезжиренное или цельное молоко подогревают до 40 – 60 0C и при интенсивном помешивании в него или в закваску вносят сухой казеинат натрия в количестве 0,5% или 0,6% изготовляемой сметаны.
Молоко перемешивают до полного растворения казеината натрия (20 – 25 минут). Казеинат натрия рекомендуется растворять в ванне длительной пастеризации. Минимальное количество молока должно не менее чем в 15 раз превышать количество растворяемого в нем казеината натрия. После внесения казеината натрия закваску замешивают до его полного растворения(20 – 25 минут), не подогревая закваску. Приготовленные сливки пастеризуют при 85 – 95 0C с выдержкой 5 – 10 минут. Затем их гомогенизируют при температуре не ниже 60 0C и давлении 8 – 10 Мпа и охлаждают до 18 – 28 0C. При этой температуре сливки заквашивают и сквашивают до кислотности 60 – 80 0Т. По окончании сквашивания сметану тчательно перемешивают до получения однородной консистенции и направляют на фасовку. Фасованную сметану охлаждают в холодильных камерах до 1 – 8 0C.
Продолжительность охлаждения и созревания сметаны, фасованной в крупную тару, составляет 12 – 48 часов и в мелкую 6 – 12 часов. Эти виды сметаны имеют кислотность 65 –120 0C.
И, наконец заканчивая разговор о сметане, хочется остановиться на технологии изготовления еще одного вида этого продукта – сметаны диетической. Ее вырабатывают из нормализованных пастеризованных сливок сквашиванием их заквасками, приготовленными на чистых культурах мезофильных и термофильных молочнокислых стрептококов. Производят термостатным или резервуарным способами.
Термостатный способ заключается в следующем. Для получения сливок с содержанием жира 11 – 15% молоко сепарируют. Полученные сливки нормализуют по жиру цельным или обезжиренным молоком. Необходимую жирность сливок устанавливают в зависимости от нормы вносимой закваски и вида молока, на котором она приготовлена(цельном или обезжиренном).
Нормализованные по жиру сливки нагревают до температуры пастеризации (85 – 89 0C), гомогенезируют при давлении 10 – 15 Мпа, применяя одноступенчатый режим. Затем сливки выдерживают при температуре гомогенизации 10 – 15 минут. Пастеризованные гомогенизированные сливки охлаждают до 28 – 32 0C и направляют в резервуар или ванну для заквашивания. Количество закваски по отношению к сливкам составляет 1 – 5%.
Сливки тщательно перемешивают в течении 10 – 15 минут и медленно направляют на разлив. Заквашенные сливки фасуют на разливочно-укупорочных автоматах в стеклянную тару массой нетто 0,2; 0,25; 0,5 килограмм. Затем их направляют в термостатьную камеру с температурой воздуха 28 – 32 0C и сквашивают до образования сгустка кислотностью 68 – 75 0Т. Продолжительность сквашивания составляет 6 – 10 часов. Для охлаждения и созревания после сквашивания сливки попадают в холодильную камеру с температурой воздуха 0 – 8 0C.
Продолжительность охлаждения и созревания сметаны составляет 5 – 10 часов. Резервуарный способ производства диетической сметаны осуществляется в резервуарах вместимостью до 6000 кг. Подготовка, нормализация, пастеризация, гомогенизация и заквашивание сливок осуществляются так же как и при термостатном способе, описанном выше. Сливки в резервуарах заквашивают при температуре 28 – 32 0C до образования сгустка кислотностью 68 – 75 0Т. По окончании сквашивания сгусток перемешивают механической мешалкой в течении 5 – 15 минут до получения однородной консистенции. Дальнейшее перемешивание производят каждый час, включая мешалку на 3 – 5 минут. Сквашенные сливки фасуют на фасовочных автоматах в стеклянную тару, бумажные пакеты с полимерным покрытием, стаканчики из полистирола массой нетто – 0,2 – 0,5 кг. Фасованную сметану для охлаждения и созревания направляют в холодильную в камеру с температурой воздухо 0 – 8 0C на 5 – 12 часов. Готовую сметану можно хранить на заводе не более 18 часов. Диетическая сметана содержит 100% жира, имеет кислотность 70 – 100 0Т. Она обладает чистым кисломолочным вкусом и однородной в меру густой клнсистенцией.
Список использованной литературы.
1,Г.Н.Крусь; И.М.Кулешова: М.И.Дунченко «Технология сыра и других молочныхпродуктов» -- учебник.чебник, Москва, издат-во «Колос», 1992 год.
2 Е.А.Богданова; Г.И. Богданова «Производство цельномолочных продуктов» -- издание второе переработанное и дополненное. Москва, издат-во
«Легкая и пищевая промышленность 1982 год.
3.Некоторые материалы сети «Интернет.
Состав и свойства сухой сыворотки
В сухой сыворотке содержатся все основные компоненты молока, она богата минеральными солями, микроэлементами, имеет высокую растворимость. В сухой сыворотке обнаружены витамины A,B 1 , B 2 , С и полный аминокислотный пул. Следует отметить, что в сыворотке пленочной сушки общее содержание аминокислот в 12,6 раза больше в сравнении с распылительной. Это объясняется большей степенью гидролиза за счет термической обработки сыворотки на вальцах сушилки. По энергетической ценности 1,2 т сухой сыворотки эквивалентно 1 т сухого обезжиренного молока. Во всем мире наблюдается тенденция к увеличению объемов производства сухой молочной сыворотки.
Молочный сахар
Способы производства молочного сахара. Сырьем для производства молочного сахара является молочная сыворотка, доброкачественность (или чистота) которой по лактозе превышает 70 ед. Под доброкачественностью (чистотой), применительно к технологии молочного сахара, понимают отношение содержания лактозы к сухим веществам. Кроме того, молочная сыворотка, являясь побочным продуктом, значительно дешевле цельного и обезжиренного молока. Наиболее предпочтительной является подсырная сыворотка, что связано с ее высокой доброкачественностью, и ультрафильтраты. Специально поставленные в Воронежском технологическом институте исследования (К. К. Полянский, А. Г. Шестов) и промышленный опыт показали, что вполне удовлетворительные результаты можно получить, вырабатывая молочный сахар из творожной сыворотки. Казеиновая сыворотка, в т.ч. термокальциевой коагуляции белков молока (по В. А. Павлову), также может быть использована для получения молочного сахара.
Молочный сахар широко используется в пищевой промышленности (детское питание, хлебобулочные и кондитерские изделия) и при изготовлении медицинских препаратов (таблетки, антибиотики, спецпрепараты, например абомин).
В зависимости от требований потребителей молочная промышленность производит сахар следующих видов:
рафинированный и фармакопейный – медицинские препараты;
пищевой – пищевые продукты;
сахар-сырец (техническая лактоза по стандарту ММФ) – сырье для ферментации, рафинации и технические цели.
Состав и свойства молочного сахара по видам и сортам приведен в табл.
Состав и свойства молочного сахара
|
Показатели |
Характеристика (норма) для молочного сахара |
||
|
рафинированного |
пищевого |
сахара-сырца |
|
|
Массовая доля, %: лактозы (гидрат) | |||
|
молочной кислоты | |||
В рафинированном и пищевом молочном сахаре регламентируется содержание хлоридов, сульфатов и кальция на уровне 0,1%, а также солей меди не более 5 мг/кг и олова 50 мг/кг, не допускается наличие солей тяжелых металлов (свинца и др.).
Рафинированный молочный сахар с минимальными примесями, отсутствием моноз (глюкозы, галактозы) и посторонних углеводов (крахмала, декстрина) относится к фармакопейному.
Для использования в качестве затравки при кристаллизации лактозы (сгущенное молоко, мороженое) рафинированный или пищевой молочный сахар подвергают тонкому размолу до размера 3-4 мкм, но не более 10 мкм. В качестве внутрипромышленного полуфабриката, а иногда как сырье для ферментации, вырабатывается кристаллизат молочного сахара (сывороточный сироп) с подержанием лактозы не менее 45%.
По внешнему виду молочный сахар представляет кристаллический порошок аналогичный сахарозе или легко пересыпающуюся массу, напоминающее сухое молоко распылительной сушки. Цвет продукта от белого (рафинированный) до слабо желтого (сырец).
Получение молочного сахара возможно тремя способами:
I- кристаллизация лактозы из пересыщенных сывороточных сиропов;
II- сушка глубоко очищенной молочной сыворотки;
III-образование лактозатов с последующим разрушением соединения.
В промышленности широко используется первый способ, основанный на сгущении очищенной или неочищенной молочной сыворотки с последующей кристаллизацией лактозы из пересыщенных за счет охлаждения растворов. Способ имеет несколько вариантов осуществления.
Второй способ находит практическое внедрение на базе мембранных методов обработки молочной сыворотки, позволяющих удалять несахара до необходимой степени чистоты готового продукта, совмещая эту операцию с концентрированием молочной сыворотки.
Третий способ, сущность которого заключается в образовании нерастворимых лактозатов кальция и последующей их сатурации, представляет пока чисто научный интерес, нуждается в технологической и технической разработке.
Физико-химические основы технологии молочного сахара. Теоретическая сущность технологии молочного сахара сводится к извлечению лактозы из молочной сыворотки, т.е. ее выделению с очисткой от балластных веществ (несахаров): жира, белков, минеральных солей. Концентрация лактозы при этом повышается примерно в 20 (с 4,5% в исходной сыворотке до 90-99 % в готовом продукте), а содержание несахаров снижается в сотни раз.
Казеиновая пыль и молочный жир легко удаляются из сыворотки центробежным способом на саморазгружающихся сепараторах.
Сывороточные белки могут удаляться путем тепловой денатурацией в сочетании с реагентной, безреагентной коагуляцией, ультрафильтрацией либо сорбцией.
Удаление небелковых азотистых соединений представляет определенную трудность, однако вполне удовлетворительно осуществимо сорбцией на макропористых ионитах или природных сорбентах.
Для создания пересыщенных растворов молочную сыворотку концентрируют путем выпаривания, обратным осмосом либо комбинацией этих способов.
Кристаллизация лактозы из пересыщенных растворов (сиропов) подчиняется общим законам массообмена и лимитируется температурой, временем и механическим побуждением (перемешиванием). По разработкам проф. К. К. Полянского (ВГТА) оптимальный режим кристаллизации лактозы из очищенных сывороточных сиропов происходит при темпе охлаждения 2-3°С/ч и скорости перемешивания 10-15 об/мин.
Разделение суспензии кристаллизата на влажные кристаллы и мелассу вполне удовлетворительно осуществляется на центрифугах фильтрующего и отстойного типов.
Сушка влажных кристаллов наиболее целесообразна во взвешенном состоянии. При необходимости размол кристаллов обеспечивается на ударных шаровых, виброшаровых мельницах и дезинтеграторах, а также струйным методом.
Алгоритм технологического процесса производства молочного сахара включает следующие операции (блоки): мониторинг исходного сырья - молочной сыворотки, реагентов и вспомогательных материалов; очистку молочной сыворотки от балластных веществ - казеиновой пыли, молочного жира и сывороточных белков; сгущение очищенной сыворотки до сиропа; кристаллизацию лактозы - кристаллизат молочного сахара; отделение кристаллов лактозы от мелассы и их промывку водой; сушку влажных кристаллов - молочный сахар-сырец (техническая лактоза), при очистке и рафинации подсгущенной сыворотки - пищевой молочный сахар (пищевая лактоза); растворение молочного сахара-сырца или влажных кристаллов; рафинация раствора; фильтрация раствора, кристаллизация лактозы; отделение кристаллов от мелассы; промывка кристаллического осадка; сушка влажных кристаллов - рафинированный молочный сахар (фармакопейная лактоза).
Схемы технологических процессов производства молочного сахара.
Производство молочного сахара-сырца с очисткой сыворотки и кристаллизацией лактозы показано на рис. .
Подсырную сыворотку с кислотностью не более 20ºТ и содержанием лактозы не менее 4,5% очищают от казеиновой пыли и молочного жира на специальных саморазгружающихся сепараторах двойного действия "осветлитель-разделитель" типа ОХС непосредственно после удаления ее из сыроизготовителей и грубой фильтрации при температуре 35-40ºС. Полученные при сепарировании казеиновую пыль в виде белковой массы и молочный жир в виде подсырных сливок являются ценным пищевым сырьем, собираются в отдельные резервуары и подлежат переработке. Альтернативой сепарированию является микрофильтрация.
Сепарированную сыворотку подогревают в потоке до теплового порога денатурации сывороточных белков (70-75ºС) и направляют в специальные резервуары (танки) - ванны для отваривания альбумина. После заполнения резервуара сыворотку нагревают до 90-95ºС и вносят в нее реагент- коагулятор. В качестве последнего рекомендуется кислая сыворотка с кислотностью 150-200ºТ, которую готовят предварительно; соляная кислота рабочей концентрации или меласса от предыдущих выработок молочного сахара. Кислотность сыворотки повышают до 30-35ºТ, что соответствует pH4,4 - 4,6. Смесь тщательно перемешивают в течение 10-15 мин.
Каждый реагент-коагулятор имеет свои положительные стороны - обеспечивает выделение термолабильных фракций сывороточных белков с изоэлектрической точкой 4,5±0,1 ед. Однако, применение кислой сыворотки связано с необходимостью ее приготовления т.е. затратами и потерями лактозы для получения молочной кислоты. Соляная кислота достаточно дорога и требует специального оборудования для внесения, проблематичным является экология ее применения, особенно с учетом использования сывороточных белков в пищевых целях. Применение мелассы не требует специальных реагентов, снижает потери лактозы, повышает выход готового продукта, однако требует специфического подхода по ее обновлению в цикле производства и оценке влияния на качество молочного сахара.
Для более полного выделения белков после тепловой денатурации и подкисления рекомендуется раскисление подкисленной сыворотки до 10-15ºТ (pH6,0-6,5) внесением 10%-ного раствора гидроксида натрия с тщательным перемешиванием массы в течение 10-15 мин.
После тепловой денатурации и внесении реагентов сыворотку оставляют для отстоя на 1,0-1,5 ч. Отделение частиц скоагулированного белка производят с помощью саморазгружающихся сепараторов типа ОТС или фильтрацией отстоявшегося слоя сыворотки. Выделенные сывороточные белки - белковую массу и (или) альбуминное молоко рекомендуется использовать для пищевых продуктов, или в случае необходимости, кормовых средств (добавок - обогатителей кормов).
Процесс выделения казеиновой пыли, молочного жира и сывороточных белков из подсырной сыворотки возможно организовать в потоке, с полной механизацией и автоматизацией по схеме технологической линии, разработанной во ВНИИМС, аналогично зарубежной линии и процессу "Центри-Вей". В линии предусмотрен нагрев сыворотки с 70-75ºС до 90-95ºС специальном аппарате-турболизаторе с устройством для снятия пригара с греющей поверхности (отечественное ноу-хау) и проточного емкостного коагулятора. Внесение реагентов также предусмотрено в потоке с помощью насосов-дозаторов. Базовым оборудованием линии являются саморазгружающиеся сепараторы типа ОХС и ОТС.
Оригинальной является безреагентная коагуляция сывороточных белков в подсырной сыворотке за счет ее подсгущения в 4-6 раз, т.е. 24-36% сухих веществ с понижением кислотности и снижением pH, что обеспечивает термическую коагуляцию при нагревании до 90-95ºС. Перспективной может быть термокислотная коагуляция сывороточных белков и казеина сквашенным обезжиренным молоком или пахтой.
Очищенную (осветленную) подсырную сыворотку без охлаждения направляют на сгущение в вакуум-выпарных установках. Процесс выпаривания влаги проводят при температуре не выше 55 ± 5С, что предупреждает карамелизацию лактозы. Для предупреждения сильного пенообразования сывототки во время сгущения, особенно в ее начальный период (до 30% cухих веществ), применяют пеногасители - олеиновую кислоту или афромин в количестве 10-20 г/100л перерабатываемой сыворотки. Сгущение проводят до получения сиропа с содержанием сухих веществ 60-65%, что соответствует плотности при 70ºС 1300 кг/м 3 (по ареометру -1,30; масса 100 мл сиропа - 130 г). В конце сгущения сироп молочной сыворотки нагревают до 70-75ºС и направляют на кристаллизацию.
Кристаллизацию лактозы проводят с учетом качества (доброкачественности) сиропа по длительному - до 35 ч или ускоренному - до 15 ч режимам в кристаллизаторах-охладителях путем направленного и управляемого охлаждения до 10-15ºС (рис.). Во время кристаллизации сироп периодически, примерно через каждые 30 мин, перемешивают для равномерного охлаждения и предупреждения образования сростков (друзов, конгломератов) кристаллов лактозы. Особенно опасными являются застойные зоны у охлаждаемых поверхностей.
Отделение кристаллов лактозы от мелассы проводят путем центрифугировагния кристаллизата на центрифугах фильтрующего и осадительного типов. Допускается разбавление кристаллизата доброкачественной водой с температурой не выше 15ºС. В процессе центрифугирования, при необходимости, проводят промывку кристаллического осадка лактозы доброкачественной водой с температурой не выше 15ºС. Влажность кристаллической массы после окончания центрифугирования составляет 8-10%. Отделенную мелассу и промывные воды собирают и используют для подкисления исходной сыворотки или перерабатывают в кормовые продукты, в т.ч. бифидогенные концентраты.
Влажные кристаллы молочного сахара-сырца после разрыхления осадка сушат на сушилках барабанного типа СБА-1, сушильных установках с псевдоожиженным слоем Р3-ОСС или вихревых сушилках ВС-800. Температуру воздуха на входе в сушилку поддерживают на уровне 130-140ºС, на выходе 65-75ºС. Выброс кристаллов в атмосферу исключают за счет циклонов и фильтров. После сушки готовый продукт охлаждают, выдерживают 2-3 ч в помещении цеха, и при необходимости размалывают в центробежных мельницах ударного типа Д-250. Молочный сахар-сырец упаковывают в бумажные многослойные мешки, снабженные полиэтиленовым вкладышем. Срок хранения молочного сахара-сырца при температуре 20ºС составляет до 12 мес.
Кроме подсырной для производства молочного сахара-сырца возможно использование творожной сыворотки. Особенность технологии заключается в исключении подкисления исходной сыворотки и некоторым снижением выхода готового продукта (примерно на 15-25% в сравнении с подсырной сывороткой), что связано со сбраживанием лактозы в процессе производства творога. Использование казеиновой в т.ч. термохлоркальциевой сыворотки также возможно (по В. А. Павлову) аналогично творожной с учетом ее дехлорирования и декальцинирования электродиализом.
Совершенствование технологии молочного сахара-сырца возможно за счет ультрафильтрации сыворотки и гидролиза остаточных белков ферментами.
Специфические особенности технологии молочного сахара-сырца из ультрафильтрата заключаются в следующем. С учетом содержания лактозы в фильтрате до 5%, а азотистых веществ не более 0,1%, сгущение его рекомендуется проводить до концентрации сухих веществ в сиропе 60-64%. Для наиболее полной кристаллизации лактозы и образования крупных, однородных кристаллов снижение температуры сиропа ведут ступенчато - постепенно (рис.) с 75ºС до 65ºС в течение первых 15 ч, затем быстро с 65ºС до 15ºС в течение следующих 15 ч, после чего кристаллизат выдерживают еще 8-10 ч при этой температуре. Перемешивание проводят более интенсивно, чем при традиционном способе, что исключает отстой кристаллов. Следует отметить, что получение молочного сахара из УФ-фильтратов молочного сырья не оправдало ожидаемых надежд и потребовало специфического подхода. Это аномальное на первый взгляд явление объясняется по-видимому влиянием солей кальция, переходящих в УФ-фильтраты. Также не найдено пока технологического решения по производству молочного сахара со стабилизацией сывороточных белков в процессе сгущения за счет раскисления сыворотки (американский способ).
Биотехнологический прием в производстве молочного сахара включает гидролиз остаточных белковых веществ и высокомолекулярных пептидов в очищенной сыворотке, при ее сгущения или сиропах в процессе кристаллизации ферментами - термостойкими протеазами.
Производство молочного сахара-сырца по безотходной технологии из неочищенной сыворотки разработано ВМИ с НПО «Углич». Особенностью технологии является использование адгезионно-инерционной (пороговой) центрифуги, которая показала положительные результаты при работе и на очищенных сиропах. Интересным является предложение по совершенствованию технологии молочного сахара-сырца за счет центробежной очистки сиропов в процессе сгущения сыворотки или перед кристаллизацией.
Производство молочного сахара-сырца распылительной сушкой сиропов возможно за счет глубокой очистки сыворотки мембранными методами (гельфильтрация, микрофильтрация, ультрафильтрация, обратный осмос, электродиализ и ионообмен).
Производство пищевого молочного сахара включает очистку и рафинацию сыворотки на стадии сгущения. Исходное сырье - очищенную сыворотку сгущают до содержания сухих веществ 25-30% и направляют без охлаждения в резервуар (ванну), где ее раскисляют 10%-ным раствором гидроксида натрия при тщательном перемешивании до 20-25ºТ, нагревают до 90-95ºС и выдерживают при этой температуре 30 мин после чего очищают от взвешенного осадка несахаров центробежным способом на саморазгружающихся сепараторах типа ОТС. Полученную белково-минеральную массу рекомендуется использовать в кормовых целях, например в птицеводстве. Очищенную подсгущенную сыворотку осветляют рафинированием в реакторах - двухстенных резервуарах с мешалкой. Рафинацию проводят при температуре 70-80ºС путем внесения активированного угля (2%), молотого диатомита (1,5%) и гидросульфита натрия (0,005%). Дозу реагентов рассчитывают по лактозе. Раствор при постоянном перемешивании выдерживают 30 мин и направляют на фильтрацию. Фильтрат досгущают до содержания сухих веществ 55-60%. Кристаллизацию проводят по быстрому режиму (15 ч). Центрифугирование, промывку и сушку кристаллов проводят аналогично производству молочного сахара-сырца. Упаковка и хранение пищевого сахара также аналогична молочному сахару-сырцу. Маркетинг осуществляют с учетом целевого назначения продукта.
Совершенствование технологии пищевого молочного сахара может быть достигнуто применением мембранных методов - ультрафильтрация (очистка сыворотки), обратный осмос (подсгущение сыворотки), электродиализ (деминерализация) и ионный обмен (исключение рафинации). Интерес представляет производство лактозы пищевой категории качества за счет безреагентной экологически чистой коагуляции сывороточных белков термокислотным способом сквашенным обезжиренным молоком или пахтой с очисткой на стадии сгущения.
Производство рафинированного (фармакопейного) молочного сахара из растворов сахара-сырца может осуществляться в едином технологическом потоке, либо самостоятельно, что показано на рис. . Для производства рафинированного молочного сахара используют молочный сахар-сырец высшего сорта или улучшенный (пищевой категории качества) с содержанием лактозы не менее 95%. При организации производства рафинированного молочного сахара на предприятии, производящем молочный сахар-сырец, используют влажные кристаллы - осадок после центрифугирования. Растворение сахара-сырца или кристаллического осадка производят в реакторах с подогревом и мешалкой. Содержание сухих веществ в растворе составляет 65%. Температура процесса - на уровне 90ºС. По окончании процесса растворения в раствор без охлаждения вносят рафинирующие средства: активированный уголь (2%)., молотый диатомит (1,5%) и гидросульфит натрия (0,005%). Дозировку реагентов рассчитывают по лактозе. Раствор при непрерывном перемешивании выдерживают в течение 10 мин и фильтруют через ткань типа "бельтинг" с намытым слоем диатомита. Кристаллизацию лактозы осуществляют охлаждением рафинированного сиропа в течение 7-10 ч до 10-15ºС при постоянном перемешивании массы. Кристаллический осадок промывается чистой водой. Сушка кристаллов, упаковка и хранение рафинированного молочного сахара осуществляется при строгом соблюдении санитарного режима принятого на молочных предприятиях аналогично пищевому молочному сахару.
При производстве рафинированного молочного сахара для продуктов детского питания для рафинации используют улучшенный сахар-сырец пищевой категории качества при строжайшем соблюдении санитарного режима. Обязательным является установка магнитных фильтров после сушилки.
Фармакопейный молочный сахар получают при соблюдении требований производства рафинада для продуктов детского питания с тщательной промывкой кристаллического осадка с целью удаления моноз - глюкозы и галактозы (на специализированных производствах допускается промывка кристаллического осадка этиловым спиртом пищевого качества с его последующим сбором и использованием).
Мелкокристаллический рафинированный молочный сахар для целевого использования - затравка при кристаллизации молочных консервов и мороженого, с размером частиц не боле 10 мкм получают путем тонкого помола рафинированного молочного сахара на виброшаровых мельницах с последующим отбором частиц в классификаторах-циклонах.
Производство молочного сахара-сырца (технической лактозы), пищевого молочного сахара (лактоза пищевая) и рафинированного молочного сахара (фармакопейная лактоза) с реализацией современных технологий и соответствующем аппаратурном оформлении позволяет обеспечить качество готового продукта на уровне требований ММФ (мировые стандарты) и выходом на мировой рынок.
Следует отметить, что аппаратурно-процессовое оформление технологии молочного сахара является достаточно сложным, энергоемким, с большими затратами труда. Поэтому, с учетом физико-химической сущности технологии, необходима полная механизация и автоматизация всех процессов с использованием промышленных роботов и принципов гибкого автоматизированного производства (ГАП)
| " |
