Технологии микропартикуляции – новые перспективы производства

Биотехнологический потенциал молочной сыворотки позволяет рассматривать различные альтернативные варианты для ее реализации. Особую ценность представляет белковый состав сыворотки, оптимально сбалансированный по аминокислотам [1–3]. Сывороточные белки выполняют многочисленные функции в организме человека: стимулируют иммунную систему, понижают содержание холестерина в крови, участвуют в синтезе гормонов и ферментов, являются источником биологически активных веществ. Одно из перспективных направлений использования белкового кластера молочной сыворотки связано с разработкой и реализацией технологии микропартикуляции. Этот метод представляет собой сочетание теплового и механического воздействия на белковый концентрат молочной сыворотки и позволяет получить пищевую композицию, имитирующую флейвор молочного жира [4–5].

Нами проведены исследования процесса микропартикуляции различных видов молочной сыворотки в условиях ПАО МК «Воронежский». В качестве объектов исследования применяли творожную сыворотку, полученную при производстве творога нежирного и с массовой долей жира 9 %, а также подсырную, полученную при производстве сыра Российского.

Важным этапом получения микропартикулята сывороточных белков является ультрафильтрационное концентрирование сыворотки. Ультрафильтрацию проводили с применением керамических мембран при температуре 10–12 °C и давлении 0,1 МПa при различных факторах концентрирования (от 4 до 18 по массовой доле белка). По мере повышения фактора концентрирования происходило увеличение доли всех составных частей сыворотки. Наибольшему концентрированию подвергались белковые соединения (рис. 1).

УФ-концентраты подсырной и творожной сыворотки имеют различный химический состав, органолептические и физико-химические показатели. Высокое значение титруемой кислотности УФ-концентрата творожной сыворотки усложняет его дальнейшую модификацию, способствует быстрой денатурации сывороточных белков при тепловой обработке.

Для предупреждения самопроизвольной агрегации белковых частиц в условиях высокой кислотности и образования преципитата микропартикуляцию УФ-концентрата творожной сыворотки проводили одностадийно, сочетая тепловую и механическую обработку в одном технологическом оборудовании. Физико-химические свойства подсырной сыворотки позволяют варьировать способы получения микропартикулята, выбирая наиболее приемлемый для конкретного производства.

Для дальнейшего исследования процесса микропартикуляции термомеханическую обработку подсырной сыворотки осуществляли на пилотной установке фирмы Matimex (двустадийно), творожной сыворотки – на установке компании Kieselmann (одностадийно). Экспериментально установлены и подтверждены с помощью методов математического моделирования оптимальные режимы микропартикуляции. Принципиальная технологическая схема получения микропартикулята сывороточных белков подсырной и творожной сыворотки представлена на рис. 2. 

Анализ полученных микропартикулятов позволил сделать вывод об их сбалансированном составе, высокой массовой доле сывороточных белков, витаминов, минеральных веществ (см. таблицу).

В процессе микропартикуляции вязкость УФ-концентратов существенно повышается. Большое влияние на этот показатель оказывает размер сформированных частиц микропартикулятов. Значительным изменениям подвергаются и органолептические свойства УФ-концентратовпри микропартикуляции. В результате высокотемпературной обработки происходит нивелирование специфического запаха сыворотки. Образование продуктов реакции мелaнoидинooбрaзoвaния способствует формированию приятного «орехового» привкуса и запаха микропартикулятов.

Для дальнейшего применения микропартикулятов в пищевых технологиях предложены следующие решения: микропартикулят творожной сыворотки ввиду высокого значения титруемой кислотности целесообразно использовать в производстве кисломолочных напитков [6], сметаны, подсырной – в производстве молокоемких продуктов (творог [7], сыр [8]), мороженое [9]).

Внедрение разработанных технологий с заменой части молочного сырья микропартикулятом позволит решить молокоперерабатывающим предприятиям проблему утилизации сыворотки и повысит рентабельность производства.

Литература

1. Храмцов А.Г. Новации молочной сыворотки / А.Г. Храмцов. – СПб.: ИД Профессия, 2016. – 490 с.

2. Мельникова Е.И. Творожная сыворотка: опыт переработки и новые технологические решения: монография / Е.И. Мельникова, Е.Б. Станиславская, Л.В. Голубева. – Воронеж: ВГТА, 2009. – 236 с.

3. Гунькова П.И. Биотехнологические свойства белков молока: монография / П.И. Гунькова, К.К. Горбатова. – СПб.: ГИОРД, 2015. – 216 с.

4. Мельникова Е.И. Микропартикулятысывороточных белков как имитаторы молочного жира в производстве продуктов питания / Е.И. Мельникова, Е.Б. Станиславская // Фундаментальные исследования. – 2009. – № 7. – С. 23.

5. Микропартикуляты сывороточных белков: техника и технология: монография / А.Н. Пономарёв, Е.И. Мельникова, А.Н. Лосев, Е.Б. Станиславская. – СПб.: Профессия, 2016. – 156 с.

6. Лосев А.Н. Новые технологические решения в переработке творожной сыворотки. Часть 1. Применение микропартикулятов творожной сыворотки в технологии кисломолочных напитков / А.Н. Лосев, Е.Б. Станиславская, Е.И. Мельникова // Молочная промышленность. – 2017. – № 4. – С. 22–23.

7. Пономарёв А.Н. Влияние микропартикулята на кислотную коагуляцию белков молока при производстве творога / А.Н. Пономарёв, Е.И. Мельникова, Е.Г. Коротков, Е.Б. Станиславская // Вестник ВГУИТ. – 2016. – № 3. – С. 164–169.

8. Пономарёв А.Н. Применение микропартикулята сывороточных белков в технологии плавленых сыров / А.Н. Пономарёв, Е.И. Мельникова, Е.Б. Станиславская // Сыроделие и маслоделие. – 2016. – № 5. – С. 42–43.

9. Мельникова Е.И. Низкокалорийное мороженое с микропартикулятом сывороточных белков / Е.И. Мельникова, Е.Е. Попова, Е.Б. Станиславская // Пищевая промышленность. – 2012. – № 10. – С. 60–61.

Источник: журнал "Переработка молока". 2017. № 9.