1.Состав і властивості МС
2. Методи переробки МС
Існують кілька способів переробки МС:
2.1 Теплові методи
Процес пастеризації МС в більшості випадків обумовлений необхідністю придушити розвиток небажаної мікрофлори. Джерелами мікрофлори можуть бути спеціально вводяться закваски при виробництві ОП; можливо також обсіменіння сторонньої мікрофлорою при зборі і зберіганні МС. При пастеризації підсирної сироватки інактивуються залишки сичужного ферменту, присутність якого в ряді випадків небажано.
Вибір режиму і способу пастеризації зумовлений вимогами процесу виробництва продукту або напівфабрикату. У трубчастих пастеризаційних установках сироватку підігрівають до 60-65 ° C, потім до більш високої температури (93 ± 2 ° С) введенням пара. Після цього сироватку направляють в резервуар для відварювання альбуміну.
2.4 Відцентрові методи
Відцентрові методи (сепарування, центрифугування) використовуються для виділення з МС жиру, казеїновій пилу, коагульованих сироваткових білків, відділення кристалів цукру, деяких інших технологічних процесів.
Щоб запобігти псуванню МС і деяких напівфабрикатів крім пастеризації та охолодження можуть застосовуватися різні способи консервування.
Консервування - така обробка МС, в результаті якої продукти зберігаються тривалий час без псування (без розкладання білків, жирів, вуглеводів та ін. Компонентів). Важливо також найбільш повно зберегти основні властивості продукту (смак, зовнішній вигляд, біологічну та харчову цінність) при найменших витратах. В основі консервування - припинення життєдіяльності МО, які можуть викликати псування продуктів, або припинення біохімічних процесів, що відбуваються в продуктах під впливом ферментів, а також гальмування окисно-відновних реакцій.
Для консервування МС застосовуються способи:
· Введення консервантів (сорбінова кислота, буряковий цукор, формалін, перекис водню, кухонна сіль);
· Згущення і сушіння (консервування за рахунок підвищення осмотичного тиску і накопичення молочної кислоти);
· Різні поєднання (консерванти + згущення, згущення + охолодження, консерванти + згущення + охолодження, пастеризація + згущення + охолодження).
2.6 Біологічні методи
Біологічна обробка МС підвищує її поживну цінність за рахунок збагачення корисними речовинами, а також отримання ряду специфічних продуктів. Основні напрямки біологічної обробки: синтез білкових речовин дріжджами, що використовують лактозу; гідроліз лактози ферментами до більш солодких моноз; мікробний синтез вітамінів, жиру, ферментів і АБ; переробка лактози в молочну кислоту і етиловий спирт; розщеплення молочних білків до вільних амінокислот.
Використання МО - один з основних методів збагачення молочної сировини, в тому числі і МС, білком. На цьому методі засновано виробництво широкого асортименту продуктів і напівфабрикатів для харчових (напої, сироватка для хлібопекарської та кондитерської промисловості), кормових (сироватка збагачена, закваски для силосування кормів,) і технічних (етиловий спирт, молочна кислота, столовий оцет, лізин та ін. ) цілей. Для цього в МС після попередньої обробки вносять різні закваски, які готують на чистих культурах певних видів МО (молочнокислих, оцтовокислих бактерій, дріжджів).
В результаті молочнокислого бродіння відбувається розщеплення лактози до глюкози і галактози і далі до молочної кислоти:
лактоза молочна кислота
Паралельно з молочнокислим бродінням, як правило, протікають побічні процеси, які обумовлюють накопичення продуктів розпаду лактози - летких кислот, спиртів, диацетила. Бродіння припиняється мимовільно, коли МО розщеплюють лише частина (20%) лактози, оскільки утворюється молочна кислота згубно діє на їх розвиток.
Отримання етилового спирту з МС засноване на зброджуванні лактози спеціальними видами дріжджів до спирту і вуглекислоти:
лактоза спирт етиловий
Вважається, що на спирт витрачається до 95% молочного цукру, а 5% йде на освіту маси дріжджових клітин і побічних продуктів спиртового бродіння. Суть технології полягає в тому, що вихідну МС очищають від білків, вносять дріжджі і ведуть процес бродіння при 33-34 ° С протягом 48-72 год. Потім дріжджі відокремлюють від бражки (наприклад, центрифугуванням), а останню піддають дистиляції. Вихід спирту в умовах промислового виробництва становить 84%. Побічними продуктами процесу отримання спирту є сироваткові білки, які можуть використовуватися на харчові цілі, а також послеспиртовая бражка, яка може використовуватися на корм сільськогосподарським тваринам.
Найбільш прийнятний продуцент білка в МС - дріжджі. використовують для харчування лактозу. Дріжджова сироватка за вмістом білка перевершує вихідну. Крім дріжджів, мікробний білок на МС синтезують цвілі. При цьому сироватку доцільно збагачувати солями марганцю або цинку і вносити азотовмісні сполуки. Також для поліпшення культивування цвілі вносять бактерії E.coli. Збагачена мікробним білком і вітамінами МС є основою біо-ЗНМ для телят. Для дріжджування застосовують свіжу сирну або підсирної сироватку, з якої вилучені білки. Процес ферментації здійснюється в апаратах з мішалкою при постійному надходженні повітря до повного використання лактози. Далі - температурна обробка для інактивації живих клітин, згущення до 40% сухої речовини.
Для очищення перед дріжджуванні сироватку нагрівають (90 ° C) в поєднанні з кислотною коагуляцією (соляна або молочна кислота) для підсирної і раскислением (водний розчин аміаку) для сирної сироватки. Для інтенсифікації накопичення біомаси вводять мінеральні речовини.
3.1 Обробка ферментними препаратами
Застосування ферментів значно збільшує швидкість хімічних перетворень, що дозволяє скоротити тривалість багатьох технологічних процесів. За допомогою ферментів може бути забезпечена також певна спрямованість процесів при отриманні цінних компонентів продуктів харчування.
Для гідролізу лактози використовують фермент # 946; -галактозідазу. В результаті гідролізу погано розчинний і несолодкий молочний цукор (лактоза) перетворюється в більш солодку і добре розчинну суміш моносахаров (глюкози і галактози), що дозволяє широко використовувати фермент для виробництва харчових і кормових продуктів.
лактоза глюкоза галактоза
В результаті гідролізу в моносахара перетворюється до 50-70% лактози, збільшуються солодкість і засвоюваність готового продукту.
Натуральна МС містить значну кількість ароматичних сполук. Технологічна обробка і гідроліз збільшують їх кількість, що сприятливо відбивається на можливості використання в хлібопеченні, виробництві безалкогольних напоїв та інших харчових продуктів.
3.2 Мембранні методи
Мембранні методи можна розділити на два основних: гіперфільтрація (мікрофільтрація, ультрафільтрація, зворотний осмос) і електродіаліз. До мембранним відносять також умовно іонний обмін, гель-фільтрацію, сорбцію-десорбцію. Засновані ці методи на властивостях МС як гетерогенної системи з чітко вираженою селективність компонентів за молекулярною масою, розмірами і іонної силі. Найбільший інтерес представляють гіперфільтрація, електродіаліз і зворотний осмос. Іонний обмін і гель-фільтрація широкого застосування поки не знайшли.
Основною деталлю мембранних установок є спеціальні напівпроникні мембрани з різним діаметром пір, порівнянних з молекулами знаходяться в розчині компонентів. Залежно від діаметра пор мембрани відбувається поділ знаходяться в розчині компонентів: компоненти з розмірами менше діаметра пір проходять через мембрану, а компоненти з великими розмірами затримуються. Виходять два розчину з різними компонентами.
Гіперфільтрація - фізичний спосіб поділу розчинів через напівпроникну перегородку з порами від 1 до 1000 нм. Контроль здійснюється шляхом принципі зворотного осмосу. Частина компонентів розчину і розчинник за рахунок тиску проходить через мембрану, інша (білки) затримується. Відбувається концентрація розчину.
Проникність всіх видів мембран під час роботи знижується, що обумовлено концентраційної поляризацією (шар розчину з підвищеною концентрацією на поверхні фільтра). Осмотичний тиск і гідродинамічний опір збільшуються. Для зменшення цього ефекту розчин перемішують або різко збільшують швидкість його проходження через мембрану.
Переваги мембранних способів:
o можливість спрямованого регулювання складу і властивостей при невеликих енергетичних витратах;
o створення нових продуктів зі зниженою калорійністю і високою біологічною цінністю;
o раціональне використання МС (маловідходні процеси).
Залежно від пористості мембрани і ефективності поділу виділяють види гіперфільтрації:
· Мікрофільтрація - поділ суспензій і колоїдних розчинів. Діаметр пір 100-1000 нм. Використовується для холодної стерилізації.
· Стаціонарний - для поділу розчинів високомолекулярних речовин, коли осмотичний тиск дуже малий в порівнянні з робочим тиском. Діаметр пір 10-100 нм. Тиск - 1-10 атм. Мембрана затримує тільки ВМС (білки) і пропускають речовини, що утворюють справжній розчин (солі, лактоза). Білки зберігають свої нативні властивості.
· Зворотний осмос. Розділити ВМС і НМС важко, розподіл це часто умовно, тому не можна чітко розмежувати процес ультрафільтрації та зворотного осмосу. В обох випадках потрібно долати осмотичний тиск розчину, т. К. Розчинник переноситься в напрямку, протилежному зростанню концентрації розчинної речовини. Практично зворотний осмос зводиться до згущення розчину. Перевага його - можливість проведення процесу при будь-яких температурах, менші енергетичні витрати і витрати теплової енергії. Це особливо важливо при виробленні харчових продуктів, де випарювання при підвищених температурах призводить до небажаних наслідків.
Електродіаліз - один з ефективних способів демінералізації МС. Суть процесу - селективна іонітними мембрана, перебуваючи в контакті з розчином, під впливом електричного поля пропускає іони одного заряду і служить бар'єром для іонів протилежного заряду.
При пропущенні постійного електричного струму катіони солей з МС переміщуються до катода, аніони - до анода. Іони переходять через мембрану в робочий розчин. Подальший шлях катіонів до катода перегороджує аніонна мембрана, а аніонів до аноду - катионная. Вони накопичуються в робочому розчині. МС знесолювальних, а робочий розчин концентрується.
4. Продукти з МС
При сепарування всіх видів МС отриманий концентрат жирових кульок називають «підсирна вершки». Технологічний процес виробництва вершків з сироватки включає прийом сироватки за якістю і кількістю, сепарування, охолодження і зберігання, фасування і транспортування вершків.
Вершки з підсирної сироватки мають смак від солодкуватого до солоного, з сирною - чистий, помірно кислий з присмаком сирної сироватки. Колір від білого до слабо-жовтого, консистенція однорідна, допускаються одиничні грудочки жиру.
Підсирна вершки в порівнянні зі звичайними містять на 3-4% менше сухих знежирених речовин і практично не містять казеїну, мають меншу термостабильностью, при зберіганні швидше псуються. Вони використовуються для нормалізації суміші при виробленні сирів, підсирна масла, плавлених сирів і морозива, а також деяких видів масла для безпосередньої реалізації.
З сирної сироватки отримують альбумін-сирні вироби. Молоко альбуміну - концентрат молочного білка (альбуміну) - напівфабрикат для вироблення альбуміну сиру, ковбасних виробів та ін. Продуктів. Технологія отримання передбачає: виділення жиру (сепаратор); нагрівання сироватки (90-95 ° C); коагуляція альбуміну (+ кисла сироватка або соляна кислота, білкові пластівці осідають на дно); відстоювання білка (1,5-2 години); розлив, упаковка і т. д. Альбумін молочний харчової готується зі знежиреного сироватки при виробництві сирів і сиру. Використовується в ковбасному виробництві, при приготуванні паштетів та ін. Продуктів. Сир альбумінний виробляється з МС, Сквашеного заквасками, приготованими на чистих культурах молочнокислих стрептококів і ацидофільної палички. Призначений для безпосереднього вживання в їжу. Сирки альбуміну - з альбуміну сиру або суміші сиру альбуміну та коров'ячого молока з додаванням смакових і ароматичних речовин. Напій «Альбус» - з поквашених альбуміну молока, що виділяється з підсирної або сирної сироватки в суміші з різними соками.
ВМС - високомолекулярні сполуки;
ЗНМ - замінник цільного молока;
МС - молочна сироватка;
НМС - низькомолекулярні сполуки;
ОП - основний продукт.
Список використаної літератури