Оборудование

Интенсификация технологии сыров и творога с применением мембранных процессов

М.С. Золоторёва, канд. техн. наук, главный технолог Д.Н. Володин, канд. техн. наук, директор В.К. Топалов, руководитель службы продаж ООО «МЕГА ПрофиЛайн», Ставрополь И.А. Евдокимов, д-р техн. наук, профессор, главный научный сотрудник Центра биологического инжиниринга СКФУ Б.В. Чаблин, канд. техн. наук, доцент ФГАОУ ВПО «Северо-Кавказский федеральный университет», Ставрополь
Белковые молочные продукты остаются основой производства молокоперерабатывающих предприятий, и объемы их производства постепенно увеличиваются.
06.09.2018

Об этом свидетельствуют и данные статистики. По данным Росстата [1], производство сыров и сырных продуктов в 2015 г. возросло на 16,4 % по сравнению с 2014 г. Начало 2016 г. (январь–февраль) также ознаменовалось ростом на 1,5 % к соответствующему периоду прошлого года. По творогу рост производства в 2015 г. составил 6,7 % по отношению к 2014 г., а начало 2016 г. показало рост на 4,6 % по отношению к аналогичному периоду прошлого года.

Несмотря на общие показатели роста производства рассматриваемых продуктов, производители сталкиваются с рядом трудностей, к которым в первую очередь необходимо отнести следующие: нехватка сырьевых ресурсов; низкое качество и сыропригодность молока-сырья; недостаточная автоматизация и высокая трудоемкость производственного процесса.

Эти проблемы приводят к значительным энергетическим и трудовым затратам, более низкому выходу и качеству сыров и творога.

При производстве сыров одним из важных условий эффективности технологического процесса и качества готового продукта является стандартный физико-химический состав молока-сырья, а такжеспособность к свертыванию и образованию сгустка. Главные показатели молока в сыроделии – его микробиологические характеристики, качество и количество белка, которое подвержено колебаниям и зависит от многих факторов, например, здоровья и рациона кормления животного. Учитывая дефицит сырья и борьбу за ресурсы, зачастую на предприятия поступает сборное молоко от множества сдатчиков, при этом трудно отслеживать его качество и произвести надлежащую сортировку.

Современный уровень развития производства, новейшие технологии и оборудование позволяют использовать молоко, переработка которого ранее вызывала технологические трудности. Рассмотрим применение мембранных процессов, сущность которых заключается в фильтрации сырья через специальные полупроницаемые мембраны с фиксированным размером пор под давлением. Это позволяет в зависимости от вида процесса фракционировать и (или) концентрировать те или иные компоненты молочного сырья.

Использование микрофильтрации в молочной промышленности для обработки молока обеспечивает микробиологическую чистоту (удаление соматических клеток, микроорганизмов, в том числе споровых до 99,9 %), сохраняя биологические, физико-химические, органолептические свойства сырья за счет обработки при низких температурах [2]. Сочетание микрофильтрации с щадящей пастеризацией (в соответствии с требованиями законодательства) обеспечивает необходимое снижение обсемененности сырья с сохранением важных технологических свойств молока.

Другим интересным для сыроделия и производства творога приемом является стандартизация молока-сырья по белковому компоненту с применением мембранного процесса – ультрафильтрации.

При ультрафильтрации молоко подвергается концентрированию по белку с различным фактором, в зависимости от вида производимого продукта и технологической необходимости. Обычно фактор концентрирования при стандартизации молока составляет 1,4–2,0, что соответствует массовой доле белка от 4 до 6 %. Причем в концентрат молока кроме казеина переходит также значительная часть сывороточных белков. С увеличением белковой фракции в молоке изменяются солевое равновесие, кислотность, плотность, повышается сычужная свертываемость, способность сгустка к синерезису. Кроме того, увеличение массовой доли белков приводит к улучшению процесса коагуляции с образованием более плотного сгустка, предотвращая тем самым потери белка в виде казеиновой пыли вместе с сывороткой, а также способствует удержанию части сывороточных белков в составе продукта [3].

Далее сыр или творог производят по традиционной технологической схеме из нормализованного по белку молока. В этом случае применение ультрафильтрации позволяет: стандартизировать молоко по белку, что особенно важно для стабильной работы поточных линий производства сыра и творога; уменьшить потери белка за счет сокращения уноса с сывороткой; сократить количество выделяемой сыворотки (на 20–30 %); повысить эффективность работы оборудования и обслуживающего персонала.

При ультрафильтрации молока образуются два потока – концентрат (ретентат) и пермеат. Пермеат представляет собой безбелковую фракцию обезжиренного молока, т.е. раствор лактозы и минеральных солей молока, и также подвергается промышленной переработке в технологии цельномолочной продукции и для нормализации смесей, производстве напитков, а в сочетании с процессом электродиализа служит сырьем для получения глюкозо-галактозных сиропов и сухого деминерализованного пермеата. Последний может успешно использоваться как альтернатива пищевой лактозе при производстве продуктов питания, особенно кондитерских изделий.

Ультрафильтрация также используется при производстве свежих мягких сыров, при этом концентрированию подвергают цельное молоко, выдерживая необходимое соотношение «жир–белок». Фактор концентрирования в данном случае выше и позволяет концентрировать молоко по белку до массовой доли целевого компонента, соответствующей содержанию в готовом сыре. В такой концентрат молока после тепловой обработки вносят фермент и закваску, затем фасуют. Формирование структуры и органолептических показателей готового продукта происходит в упаковке. При использовании такой технологии практически исключается образование молочной сыворотки.

В технологии творога и аналогичных ему кисломолочных продуктов (кварка, домашнего сыра «Коттедж», незрелого сыра «Фромаж» [4]) ультрафильтрация применяется для обезвоживания сгустков, что позволяет значительно интенсифицировать технологию за счет минимизации потерь белка, увеличения выхода продукта, возможности варьирования производительности, массовой доли сухих веществ и жирности. При этом готовый продукт характеризуется более гомогенной структурой и однородной консистенцией [5].

Использование мембранного оборудования на предприятиях молочной отрасли открывает принципиально новые возможности переработки молочного сырья, позволяя концентрировать или выделять требуемые компоненты молока с сохранением их биологической ценности и технологических характеристик, получать продукты с регулируемым составом и свойствами.

Мембранные процессы (микрофильтрация и ультрафильтрация) в технологии сыра и творога способствуют оптимизации работы оборудования, позволяют компенсировать влияние сезонного колебания содержания белка в молоке, повысить качество молока-сырья и, как следствие, качество и выход готового продукта.

Список литературы

1. Производство основных видов импортозамещающих пищевых продуктов в Российской Федерации [Электронный ресурс]: Федеральная служба государственной статистики. – Режим доступа: http://www.gks.ru/wps/wcm/connect/rosstat_main/rosstat/ru/statistics/importexchange/#

2. Золоторёва М.С., Володин Д.Н., Головкина М.В., Топалов В.К., Клепкер В.М., Евдокимов И.А., Анисимов Г.С., Везирян В.А. Мем бранные процессы в молочной промышленности – эффективно, современно, надежно // Сыроделие и маслоделие. 2012. № 4. С. 70–72.

3. Головкина М.В., Володин Д.Н., Евдокимов И.А. Ультрафильтрация молока – скрытые резервы // Переработка молока. 2012. № 2. С. 32.

4. Scott R., Robinson R.K., Wilby A.R.: Cheesemaking Practice, Kluwer Academic / Plenum Publishers, 1998.

5. Золоторёва М.С., Володин Д.Н., Топалов В.К., Евдокимов И.А., Князев С.Н., Сомов В.С. Стандартизация молока мембранными методами в технологии белковых продуктов // Сыроделие и маслоделие. 2015. № 3. С. 38–40.

Источник: Сыроделие и маслоделие. 2016. № 3.