CqQRcNeHAv

Состав и свойства сыворотки

Цикл статей из учебного пособия «Технология производства молока и молочных продуктов» для подготовки специалистов по производству молока и молочных продуктов (кисломолочных, масла, сыра, консервов и др.), использованию побочных продуктов, полученных в процессе переработки молока.


Состав и свойства молочной сыворотки связаны с технологией белковых и белково-жировых продуктов, формирующей условия перехода компонентов молока в сыворотку.

Степень перехода компонентов молока в молочную сыворотку при традиционных и нетрадиционных способах разделения молока различна (табл. 14.12).

Таблица 14.12
Степень перехода компонентов молока в молочную сыворотку

Состав молочной сыворотки колеблется в значительных пределах и зависит от вида вырабатываемого продукта, массовой доли жира в исходном сырье и готовом продукте. Например, переход сухих веществ в молочную сыворотку при выработке сыров с массовой долей жира 50 % в сухом веществе показан в табл. 14.13. При производстве творога из обезжиренного молока характер перехода несколько меняется (табл. 14.14).

Таблица 14.13
Переход компонентов молока в сыворотку при производстве твердых жирных сыров, %

Таблица 14.14
Переход компонентов молока в сыворотку при выработке нежирного творога из обезжиренного молока, %

Основную массу в сухих веществах молочной сыворотки (более 70 %) занимает лактоза, 14 % приходится на белковые соединения, около 6 % занимает молочный жир и оставшаяся часть — минеральные вещества. В бесказсиновой фазе практически отсутствует молочный жир. Массовая доля молочного сахара возрастает до 80 %, а доля остальных компонентов близка к таковым в молочной сыворотке.

Лактоза (молочный сахар) относится к классу олигосахаридов, а именно дисахаридов. Практически известны три формы лактозы: α-гидрат, α-ангидрид и β-ангидрид. Обычный молочный сахар, вырабатываемый на молочных предприятиях, является α-гидратом.
Агрегатное состояние лактозы в водных растворах зависит от температуры и концентрации. В молочном сырье она находится в виде истинного раствора.
В пересыщенных растворах лактоза образует кристаллы. В сухом молоке и насыщенных растворах лактоза находится в аморфном состоянии.
Свойства α- и β-форм различны, что необходимо учитывать при выработке молочного сахара. Растворимость лактозы в различных растворителях различна. В водных растворах она зависит от pH среды, температуры, присутствия других веществ. В присутствии белков, минеральных солей растворимость лактозы повышается за счет мелассообразующей способности несахаров, особенно минеральных солей. Это особенно важно учитывать при выработке молочного сахара. Чем ниже качество очистки сыворотки от несахаров, тем больше лактозы остается в мелассе.
Лактоза относится к активным редуцирующим углеводам. Она обладает слабыми кислотными свойствами и связывает приблизительно два моля едкого натра па один моль сахара. Наличие в структуре лактозы различных функциональных групп придает ей повышенную химическую активность. Альдегидная, первичная и вторичная гидроксильные группы лактозы обусловливают реакции присоединения, окисления, восстановления и осмолепия. В щелочных растворах лактоза окисляется до сахариновых кислот, а затем осмоляется — буреет.
Нагревание лактозы и ее водных растворов вызывает значительные изменения. Кристаллы α-гидрата при нагревании до 87 °С начинают плавиться, при 100 °С постепенно теряют кристаллизационную воду, а при 110 °С становятся безводными. При 120 °С начинается процесс карамелизации — кристаллы темнеют, а при 170-180 °С процесс заканчивается образованием изолактанов. Термоустойчивость растворов лактозы зависит от многих факторов: концентрации лактозы в растворе, pH среды, чистоты раствора и др.
Лактоза сравнительно легко гидролизуется до моносахаров лактазой (β-галактозидазой). Продуцентами фермента лактазы могут быть дрожжи или грибы. Условия гидролиза зависят от вида используемого фермента (грибного или дрожжевого происхождения). Фермент действует как на α-, так и на β-формы лактозы. Процесс нашел промышленное применение при выработке глюкозогалактозных сиропов.
Лактоза легко сбраживается молочнокислыми бактериями. В зависимости от вида микроорганизмов процесс может идти по гликолитической схеме (гомоферментативное брожение) или по гексозомонофосфатному пути (гетероферментативное брожение). В первом случае из молекулы лактозы образуются две молекулы молочной кислоты, во втором — молочная кислота, углекислота, этиловый спирт и уксусная кислота. Процессы широко используют в молочной промышленности при выработке всех кисломолочных продуктов, сыров, этилового спирта, продуктов микробного синтеза на молочной сыворотке.
При производстве молочного сахара сбраживание лактозы необходимо исключить.
Белковые вещества молочной сыворотки представлены лактальбуминовой и лактоглобулиновой фракциями, протеозопептонами, казеиновой «пылью» и частицами γ-казеина, который не свертывается сычужным ферментом. Помимо белковых соединений в сыворотке содержатся и небелковые азотистые соединения: мочевина, пептиды, аминокислоты, креатин и креатинин, аммиак, оротовая, мочевая и гиппуровая кислоты. Характеристика белковых соединений сыворотки представлена в табл. 14.15.

Таблица 14.15
Характеристика белковых соединений сыворотки

Основными из сывороточных белков являются β-лактоглобулин и α-лактальбумин. На долю β-лактоглобулина приходится около половины сывороточных белков, или 7-12 % общего количества белков молока; α-лактальбумин занимает второе место в массе сывороточных белков, и на его долю приходится 2-5 % общего количества белков молока. Сывороточные белки богаты дефицитными незаменимыми аминокислотами (лизин, триптофан, метионин, треонин) и цистеином, что позволяет отнести их к наиболее биологически ценной части белков молока. Использование их в пищевых целях имеет большое практическое значение. В настоящее время для их выделения в нативном состоянии стали применять ультрафильтрацию.
Иммуноглобулины объединяют группу высокомолекулярных белков. Они выполняют функцию антител. В обычном молоке количество их невелико и составляет 1,9-3,3 % от общего количества белка. В молозивный период количество этих белков резко возрастает, и они составляют основную (90 %) массу сывороточных белков.
Небелковые азотистые соединения представляют собой промежуточные и конечные продукты азотистого обмена в организме животного и в молоко попадают непосредственно из крови. Общее их количество составляет 30-60 мг%, или около 5 % от общего содержания азота в молоке. Нормальное содержание мочевины в крови и молоке составляет 15-30 мг%. Количество се возрастает в весенне-летний период при избыточном потреблении белков с зеленым кормом или при скармливании больших доз карбамида. На азот пептидов и аминокислот приходится около 5-8 мг%. Общее количество креатина и креатинина не превышает 2,5-4,5 мг%.
Минеральные вещества молочной сыворотки представлены минеральными веществами молока, солями, вводимыми в процессе производства основного продукта, и соединениями, переходящими со стенок машин и аппаратов. Общее содержание минеральных веществ по ее зольности составляет 0,5-0,7 %. Преобладающими катионами являются: калий, натрий, кальций, магний, железо и микроэлементы; преобладающие анионы — радикалы лимонной и фосфорной кислот, хлора. Минеральные вещества в сыворотке находятся в виде истинного и молекулярного растворов, коллоидном состоянии, в виде солей органических и неорганических кислот. Общее количество минеральных солей достигает 7 г/л. Минеральные вещества сыворотки относятся к несахарам и затрудняют ее переработку на молочный сахар.
Состав и свойства молочной сыворотки зависят от вида вырабатываемого основного продукта и технологических режимов его выработки. Теоретический выход сыворотки составляет около 90 % от количества перерабатываемого сырья. Нормативный выход сыворотки учитывает ее потери в процессе производства и значительно меньше теоретического. Зависит он от вида вырабатываемого основного продукта.
Молочная сыворотка, получаемая при производстве натуральных жирных сыров и жирного творога, содержит 0,1-0,6 % казеиновой пыли (в среднем 0,5 %) и около 0,45 % молочного жира. Общее содержание сухих веществ в сыворотке составляет около 50 % от сухих веществ молока.
Размер частиц казеиновой пыли колеблется от 0,05 до 1,5 мм. Содержание ее в подсырной сыворотке зависит от качества исходного молока и методов обработки в процессе разрезки сгустка и обработки сырного зерна. Разрезка недостаточно прочного геля и интенсификация процессов обработки без должной разработки конструкции аппаратов приводит к увеличению отхода казеиновой пыли и жира в сыворотку.
В творожной сыворотке казеиновой пыли содержится несколько больше, а в казеиновой сыворотке — несколько меньше, чем в творожной.
Казеиновую пыль с размером частиц 1,0-1,5 мкм можно удалить с помощью центробежной силы в сепараторах-осветлителях и использовать для переработки на пищевые цели.
Количество молочного жира в сыворотке также зависит от вида вырабатываемого продукта, от содержания массовой доли жира в нем и технологии получения. Полигон счетного распределения жировых шариков в подсырной сыворотке показывает, что независимо от массовой доли жира наибольшее число жировых шариков имеет диаметр 1-2 мкм, а основной объем жира заключен в шариках размером 2-6 мкм. Молочный жир также извлекают из сыворотки с помощью сепараторов-разделителей в виде подсырных сливок и используют для переработки на пищевые продукты. Эффективно для выделения казеиновой пыли и молочного жира использовать двухсекционный сепаратор марки А1-ОХС, который позволяет одновременно очистить молочную сыворотку от казеиновой пыли и молочного жира.
Особое внимание следует обращать на разбавление сыворотки водой, использование которой предусмотрено технологией при выработке основного продукта. Это приводит к снижению сухих веществ сыворотки, затрудняет её переработку и увеличивает затраты на производство продуктов из сыворотки. Контроль за количеством попавшей воды в сыворотку можно осуществлять по температуре ее замерзания (табл. 14.16). С повышением концентрации сухих веществ в сыворотке температура замерзания снижается (табл. 14.17). По органолептическим показателям сыворотка должна соответствовать требованиям, приведенным в табл. 14.18.

Таблица 14.16
Температура замерзания сыворотки, разбавленной водой, °С

Таблица 14.17
Температура замерзания молочной сыворотки, °С

Таблица 14.18
Органолептические показатели сыворотки молочной

Физико-химические показатели сыворотки молочной должны соответствовать требованиям, указанным в табл. 14.19.

Таблица 14.19
Физико-химические показатели сыворотки молочной

* Условные обозначения видов сыворотки: 1 — подсырная несоленая; 2 — подсырная соленая; 3 — творожная; 4 — казеиновая молочнокислотная; 5 — казеиновая солянокислотная; 6 — фильтрат подсырной сыворотки; 7 — фильтрат творожной сыворотки; 8 — фильтрат казеиновой сыворотки.

Молочная сыворотка является хорошей средой для развития различных микроорганизмов. Этому способствует большое содержание в сыворотке молочнокислых бактерий, которые переходят в нее в процессе выработки основного продукта, а также дополнительный их рост в процессе кратковременного хранения до обработки и дополнительное бактериальное обсеменение посторонней микрофлорой в процессе хранения. К тому же из основного производства сыворотка поступает с температурой около 30 °С, что соответствует оптимальному росту большинства молочнокислых бактерий. Поэтому сбор, первичная обработка, резервирование до переработки должны осуществляться быстро и с соблюдением санитарно-гигиенических условий. Несоблюдение этих требований может привести к изменению состава и качества сыворотки.
Микробиологические показатели подсырной и творожной сыворотки по ходу технологического процесса получения основных продуктов приведены в табл. 14.20 и 14.21.

Микробиологические показатели подсырной сыворотки
Таблица 14.20

Микробиологические показатели творожной сыворотки
Таблица 14.21

© интернет

Вернуться в начало…
Вернуться к статьям


Немного рекламы, которая возможно поможет развитию сайта…








Поделиться в:
Вы можете оставить комментарий, или ссылку на Ваш сайт.

Оставить комментарий

Вы должны быть авторизованы, чтобы разместить комментарий.

rss facebook twitter