Сравнительный анализ качественных характеристик сыворотки молочной и сыворотки молочной сухой для расширения спектра её применения в России и за рубежом

Вопросы переработки вторичного молочного сырья, особенно молочной сыворотки, до настоящего времени являются актуальными не только для России, но для международного молочного сообщества. На фоне роста потребления сыра в большинстве стран мира наблюдается положительная динамика и в объемах образующегося побочного продукта – подсырной сыворотки. По статистике Международной молочной федерации (IDF), в 2018 г. мировые объемы молочной сыворотки составили более 200 млн т, при этом учитывались два основных вида сыворотки: сладкая (подсырная) и кислая (казеиновая), – при чем на подсырную сыворотку приходится более 92 % от общего объема. Для понимания актуальности проблемы переработки молочной сыворотки в РФ следует отметить, что, согласно прогнозу ведущих российских экспертов, объемы молочной сыворотки имеют тенденцию к росту, поскольку эмбарго, введенное в 2014 г., стимулирует рост собственного производства разнообразных сыров. Это подтверждает и динамика объемов молочной сыворотки-сырья за последние годы: в 2014 г. – более 5,5 млн т; в 2016 г. – более 6,8 млн т; в 2018 г. – более 7,7 млн т [1]. Аналитики отмечают, что в России 27 % молочной сыворотки получают в Центральном федеральном округе, 24 % – в Приволжском федеральном округе, 22 % – в Южном федеральном округе, 21 % – в Сибирском федеральном округе и 5 % – в Северо-Западном федеральном округе [1, 2]. Согласно исследованиям российских консалтинговых и аналитических компаний [1, 3], лишь небольшая часть получаемой в России молочной сыворотки идет на переработку (рис. 1). 



Рассмотрим некоторые аспекты, касающиеся переработки молочной сыворотки в нашей стране. Кроме значительных объемов молочной сыворотки, не следует забывать и об особенностях ассортимента белковых молочных продуктов (творог), производимых в России, в СНГ и отдельных странах ЕС. Статистические данные за последние годы показывают, что помимо подсырной сыворотки в этих странах получают и значительные объемы творожной сыворотки. Например, в нашей стране традиционно развивается производство творога и творожных продуктов с использованием различных технологических решений, при этом соотношение объемов подсырной и творожной сыворотки стабильно на протяжении последних 6 лет (39,6/59,4) и смещено в сторону творожной сыворотки (рис. 2).


Обратимся к мировому опыту в области переработки молочной сыворотки, при этом не будем забывать о том, что речь идет о сладкой (подсырной) сыворотке. Главенствующий сегмент в мировой структуре рынка ингредиентов занимает сухая сыворотка [4] (рис. 3). Анализ диаграммы показывает, что мировой рынок ингредиентов из сыворотки составляет 4,2 млн т, в т.ч. около 70 % от общего объема ингредиентов приходится на сухую сыворотку в натуральном выражении, а в стоимостном отношении – 7 млрд долл. США, из них сухая сыворотка занимает не более 40 %. 

Крупнейшим мировым производителем сухой сыворотки являются страны ЕС и США (более 80 %). В России основным сывороточным ингредиентом также является сухая сыворотка, объемы производства которой динамично растут (рис. 4), при этом сухая сыворотка в основном применяется в производстве продуктов питания (48 %) и в качестве корма для сельскохозяйственных животных (52 %). Следует обратить внимание на то, что постепенно сокращается импорт сухой сыворотки. Например, если в 2017 г. в России было произведено 129 тыс. т сухой сыворотки и импортировано 93 тыс. т, то в 2018 г. было произведено 141 тыс. т сухой сыворотки, а импорт составил только 38 тыс. т. Таким образом, только в период с 2017 по 2018 г. доля импорта сухой сыворотки в общем объеме потребления сократилась с 42 до 23 % [1]. Однако не следует забывать о том, что под импортом сывороточных ингредиентов в нашу страну подразумевается не только импорт сухой сыворотки, но и более дорогостоящих ингредиентов (концентратов и изолятов сывороточных белков, лактозы, сухого пермеата и др.).  

В результате динамичного развития производства сухой сыворотки в России появились рассуждения о полном импортозамещении и об экспорте этого продукта за рубеж. Давайте проанализируем, возможно ли молочной сыворотке сухой, полученной в России, конкурировать с продукцией зарубежных компаний на собственном рынке и ориентироваться на экспорт в другие страны. Для производства конкурентной сухой молочной сыворотки необходимо иметь высококачественное сырье. Сразу отметим, что по органолептическим, микробиологическим и показателям безопасности (содержанию потенциально опасных веществ) молочная сыворотка – сырье должна соответствовать всем нормам, установленным в технических регламентах Таможенного союза ТР ТС 033/2013 «О безопасности молока и молочной продукции» и ТР ТС 021/2011 «О безопасности пищевой продукции». Несмотря на известную информацию о составе и свойствах молочной сыворотки – сырья [5], в рамках настоящих исследований остановимся на некоторых особенностях сыворотки, получаемой в зависимости от вида основного продукта (сыра, творога, казеина). 



Подсырная сыворотка получается при производстве сычужных сыров, имеет более высокое значение рН и относительно низкий уровень содержания фосфата кальция, по сравнению с кислой сывороткой. Это обусловлено тем, что во время образования подсырной сыворотки добавленный сычужный фермент расщепляет κ-казеин на поверхности мицеллы казеина, дестабилизируя  казеиновый комплекс и высвобождая казеин-макропептид в сыворотку, в то время как гидрофобные мицеллы α-, β- параказеина совместно флоккулируют, удерживая фосфат кальция в структуре сгустка [6]. Что касается кислой сыворотки, то творожную сыворотку получают путем молочнокислого брожения при производстве свежего сыра, а казеиновую сыворотку – с использованием соляной кислоты [7]. По мнению авторов, во время образования кислой сыворотки значение pH становится ниже изоэлектрической точки казеина, и образуется сгусток. Это происходит либо за счет молочной ферментации, либо за счет использования кислот (соляной, серной, молочной). При этом коллоидный фосфат кальция растворяется, и структура мицелл казеина нарушается; следовательно, агрегат казеиновых белков высвобождает фосфат кальция в сыворотку [6]. В табл. 1 приведен сравнительный анализ состава молока и различных видов сыворотки, полученной при производстве сыра, творога и казеина. 



Таким образом, переработка творожной сыворотки осложняется высокой кислотностью, повышенным содержанием минеральных веществ, присутствием микробных метаболитов после молочнокислой ферментации, более высоким уровнем молочной кислоты и небелкового азота [6, 7]. В табл. 2 представлены физико-химические показатели некоторых образцов молочной сыворотки, поступающей на централизованную переработку. С учетом сложности в переработке кислой сыворотки нами, дополнительно к представленным в табл. 2 данным, методом капиллярного электрофореза в творожной сыворотке была определена массовая концентрация катионов (мг/100 г): калия (4090±122,7); натрия (836±25,08); кальция (1765±52,95); магния (184±5,52). Для сравнения в табл. 2 представлены требования ГОСТ 34352-2017 «Сыворотка молочная – сырье».


Отметим, что физико-химические показатели реальных образцов сыворотки значительно лучше требований стандарта на сыворотку молочную – сырье. Однако больший интерес у производителей вызывает вопрос, насколько российская сухая сыворотка будем конкурентоспособной в сравнении с импортной сухой сывороткой, поставляемой на российский рынок. Безусловно, кроме перспектив на российском рынке, производителей качественной сухой сыворотки интересует и экспорт, который пока касается только стран СНГ. Чтобы ответить на эти вопросы, был проведен анализ качественных характеристик сыворотки молочной  сухой, произведенной на одном из предприятий России, в сравнении с показателями ГОСТ 33958-2016 «Сыворотка молочная сухая» и зарубежными требованиями (табл. 3). 



Анализ полученной информации показывает, что требования к продукту и, соответственно, сам продукт – сухая молочная сыворотка, полученная на российских предприятиях и соответствующая ГОСТ 33958-2016, заведомо ниже по качественным характеристикам в сравнении с зарубежными аналогами. Несмотря на это, постоянный мониторинг российских образцов сухой сыворотки показывает, что в последние годы ее качество повышается и становится не хуже зарубежных аналогов, а по некоторым показателям – даже превосходит. Следует отметить, что многие предприятия РФ радикально изменили свое отношение к переработке вторичного молочного сырья, поэтому и молочная сыворотка становится не хуже зарубежных аналогов. К сожалению, остаются производители, которые не стремятся меняться, но у них и цена на молочную сыворотку сухую другая. Таким образом, внедрение современных технологий и оборудования для сгущения и сушки создают условия для производства сухой молочной сыворотки, конкурентной с зарубежными аналогами, при условии использования высококачественного сырья.  

Литература: 

1. [электронный ресурс] https://milknews.ru. 

2. [электронный ресурс] www.streda.ru. 

3. [электронный ресурс] www.neoconsult.ru. 

4. Tage Affertsholt, Morten Fenger Whey Book 2014 – The Global Market for Whey and Lactose Ingredients 2014-2017/3A Business Consulting. –
 August 2014. – 146 p. 

5. Храмцов А.Г. Феномен молочной сыворотки / А.Г. Храмцов. – СПб.: Профессия, 2011. – 804 с. 

6. Brown R.J. Milk Coagulation and Protein Denaturation Springer US, 1988. – Р. 583–607. 7. Durham R.J. Modern approaches to lactose production / R.J. Durham, Woodhead Publishing Limited, 2009. – Р. 103–144.

Источник: журнал "Переработка молока". 2020. № 3.