При переробці молока на сир, сир і казеїн побічним продуктом при їх отриманні є сироватка, вихід якої становить 80% від кількості переробляється молока. Це означає, що при виробництві 1 кг сиру отримуємо 8 кг сироватки, що представляє собою найцінніше лактозосодержащие молочну сировину [3; 5; 9; 11; 15; 19; 22; 24; 26; 27; 30; 35; 36].
В останні роки молочна сироватка знаходить широке застосування у виробництві продуктів харчування і є цінним харчовим сировиною. У ній міститься більше 200 життєво важливих поживних і біологічно активних речовин. Сироватка може служити хорошою основою для створення функціональних продуктів нового покоління: склад сироватки дозволяє створювати продукт з високою харчовою і біологічною цінністю; вона технологічна в переробці, що полегшує отримання різних типів продуктів; її смак добре поєднується зі смаком вводяться компонентів і його можна регулювати в бажаному напрямку [6; 13; 16; 18; 21; 23; 25; 32; 33; 34; 40; 42].
Високу біологічну цінність сироватки обумовлюють білкові речовини, а також вітаміни, гормони, органічні кислоти, імунні тіла і мікроелементи. При виробленні білкових продуктів в молочну сироватку переходить 50% сухих речовин молока, в основному це біологічно цінні білки, що характеризуються оптимальним набором і збалансованістю життєво необхідних (незамінних) амінокислот, що забезпечує регенерацію білків печінки, утворення гемоглобіну і білків плазми крові. В сироватку переходить практично весь молочний цукор (більше 70%), все солі і мікроелементи (30% кальцію, 50% фосфору, 90% натрію і калію, 70% магнію, 80% хлору), майже всі водорозчинні вітаміни молока, а також в сироватці містяться вітаміни С, нікотинова кислота, холін, вітаміни А, Е і біотин. Ці компоненти складають рівно половину всього цілісного молока і тому сироватку називають «полумолоко». Крім усього, сироватка є відносно дешевою сировиною [1; 2; 4; 7; 8; 10; 31; 37; 38; 41; 44].
Незважаючи на високу біологічну цінність, значна частина сироватки (80%) до недавнього часу не перероблялася і тільки в останні роки більшість європейських виробників молочних продуктів змінили своє ставлення до молочній сироватці, і питання її переробки став в даний час саме на часі.
Комплексна переробка сироватки переслідує дві мети - отримання сухого концентрованого сироваткового білка (КСБ) і сухого молочного цукру (лактози) за допомогою найбільш перспективних і широко поширених в даний час за кордоном мембранних методів.
До мембранним методам поділу рідин відносяться мікрофільтрація, ультрафільтрація і зворотний осмос. Процеси здійснюються на мембранних установках, де основними робочими елементами є спеціальні напівпроникні мембрани з різними розмірами пор, пропускають або затримують ті чи інші компоненти сироватки в залежності від мети одержуваного продукту [12; 14; 17; 20; 28; 29; 39; 43].
Очищена від казеїнових частинок і жиру сироватка являє собою чистий розчин водорозчинних сироваткових білків (альбуміну і глобуліну) і молочного цукру (лактози). На першому етапі переробки сироватку пропускають через нанофільтраціонние мембранну установку, де відбувається концентрування сухих речовин до 20%, так зване «холодне» згущення. Результати експериментальної обробки сироватки на пілотній NF-установці показані в балансі сировини (таблиця 1).
Баланс сировини після нанофільтрації
Як видно з експерименту, при нанофильтрації відбувається концентрування сухих речовин в 4 рази, з одночасним частковим зниженням кількості природних солей. Процес нанофільтрації дозволяє замінити вакуум-випарювання на першому місці теплового концентрування (подсгущенія в ВВУ до 20% СВ) на менш витратний процес холодного концентрування на NF-установці.
Отриманий після нанофільтрації пермеат піддається очищенню на установці зворотного осмосу і направляється на виробничі потреби, а ретентат (подсгущенная сироватка) направляється на ультрафільтраційну установку для отримання концентрату сироваткових білків (КСБ) і безбілкової сироватки.
Баланс продуктів, отриманих після обробки в установці ультрафільтрації, показаний в таблиці 2.
Баланс продуктів, отриманих після обробки в установці ультрафільтрації
Безбелковая сироватка (UF-пермеат) являє собою чистий розчин молочного цукру і природних солей. Для знесолення сироватки, а, отже, і з метою зниження кислотності, сироватку піддають електродіалізним обробці на ЕД-установці до різного рівня демінералізації, в залежності від призначення лактози до застосування.
Таким чином, поділ молочної сироватки мембранними технологіями на фракції і виділення з неї в найчистішому вигляді концентратів білка, харчової лактози, а також можливість отримання сухої сироватки, в тому числі деминерализованной, дозволяє отримувати продукти нового класу, високої якості при одночасному зниженні транспортних витрат на доставку сирої сироватки від сироробних заводів до місця виробництва сухих і згущених білкових концентратів і сухий лактози і зниженні енерговитрат на концентрування сироватки холодним сп собом.
Одержуваний новий клас продуктів із сироватки знаходить широке застосування у виробництві сиру, сиру, білкових паст (концентрати сироваткових білків збільшують вихід продукції і розширюють асортимент), а харчова лактоза застосовується в кондитерському виробництві, в дитячому харчуванні і в медичній практиці.
Основні терміни (генеруються автоматично). Кубанського державного аграрного, державного аграрного університету, Ветеринарія Кубані, Молодий вчений, журнал Кубанського державного, науковий журнал Кубанського, молочної сироватки, політематичної мережевий електронний, мережевий електронний науковий, електронний науковий журнал, Праці Кубанського державного, пробіотичної кормової добавки, сухих речовин, сироваткових білків , біологічну цінність сироватки, переробки молочної сироватки, молочної сироватки мембранними, кг сироватки, Аграрний вісник, концен рірованіі сухих речовин.