Технология молочных продуктов детского питания - Учебное пособие (Просеков А.Ю.)

3.6. сывороточно-белковые концентраты и сывороточные белки

 

 Основное их назначение – повышение биологической ценности продуктов, в том числе для детского питания. Источником сывороточных белков служит молочная сыворотка в составе ее сухого вещества около 75\% лактозы и до 15\% белков, представленных в основном альбуминовыми и глобулиновыми фракциями (растворимая – лактальбумин и нерастворимая – лактоглобулин).

Сывороточные белки подразделяют на термолабильные и термоустойчивые. Термолабильными сывороточными белками называют часть белков (около 80\% - лактальбуминовая и лактоглобулиновая фракции), способных осаждаться при подкислении до рН 4,6-4,7 после предварительной термической обработки (кипячение в течение 30 мин). Термоустойчивые белки – это часть сывороточных белков, не коагулирующих под действием кислоты, при рН 4,6-4,7 после предварительной термообработки молока (кипячение в течение 30 мин), но осаждаемых такими специфическими реактивами, как фосфорновольфрамовая или трихлоруксусная кислоты. Это так называемая протеозо-пептонная фракция.

В сывороточных белках присутствуют в оптимальном количестве такие незаменимые для организма аминокислоты, как триптофан, метионин, лизин, цистин и гистидин.

Выделение сывороточных белков основано на их физико-химических свойствах. В настоящее время широко распространены кислотно-тепловой способ коагуляции при значениях рН, близких к изоэлектрической точке, и мембранные методы (ультрафильтрация, ионный обмен, электродиализ и др.).

Ультрафильтрация – это процесс фильтрации под давлением через фильтры с размером пор не более 0,5 мкм. Цель ультрафильтрации сыворотки – задержка белковых фракций в концентрате. При этом лактоза, соли и другие низкомолекулярные соединения переходят в фильтрат. Концентрат, полученный при ультрафильтрации сыворотки, может содержать до 30\% сухих веществ, из которых белки составляют 70-75\%. Чтобы получить более высокое содержание белка, применяют диафильтрацию – концентрат разбавляют водой и вновь подвергают ультрафильтрации. При этом повышается масса белков в концентрате и снижается до желаемого уровня содержание лактозы и солей.

Ультрафильтрация позволяет получить неденатурированные белки, обладающие хорошей растворимостью, высокой водосвязывающей, эмульгирующей, желирующей и пенообразующей способностями. Эти функциональные свойства позволяют использовать сывороточные белки, содержащий ценные незаменимые аминокислоты, в производстве заменителей женского молока.

Концентрат сывороточный белковый, полученный методом ультрафильтрации (КСБ-УФ) (ТУ 10.02.02-44-87). При производстве КСБ-УФ подсырную сыворотку очищают от казеиновой пыли, сепарируют с целью выделения жира, пастеризуют при 72-750С с выдержкой 15-20 с и охлаждают до 50-550С. Затем проводят ультрафильтрацию до содержания сухих веществ в концентрате 18-19\%. Полученный после ультрафильтрации концентрат с температурой 50-550С подают в распылительную сушильную установку без дополнительного сгущения. Температура входящего воздуха составляет 160-1700С, а выходящего – 80-850С.

Готовый сывороточный белковый концентрат (однородный тонкодисперсный порошок) упаковывают по 15-20 кг в бумажные четырехслойные мешки с двойными поэтиленовыми мешками-вкладышами с герметически заделанными швами. Продукт можно хранить при температуре 100С в течение 6 мес.

Сухая деминерализованная сыворотка, полученная методом электродиализа (СД-ЭД) (ТУ 10-02-02-789-68-91). Электродиализ является электрохимическим методом, позволяющим извлекать частично или полностью ионы, содержащиеся в растворе, сохраняя другие вещества мало или же совсем неионизированными.

Действие метода электродиализа основано на принудительной диффузии ионов солей и кислот через мембраны под действием электрического поля. Электродиализ позволяет извлекать частично или полностью ионы, содержащиеся в растворе, при этом другие вещества остаются малоионизированными или совсем неионизированными. Процесс ведут при низкой температуре в течение короткого промежутка времени. СД-ЭД добавляют к коровьему молоку как источник сывороточных белков и лактозы.

Технология СД-ЭД включает: очистку сыворотки от жира и казеиновой пыли, пастеризацию, сгущение в вакуум-выпарном аппарате до концентрации сухих веществ 30-35\%, электродиализную обработку при 50-550С и распылительную сушку. Упаковку СД-ЭД осуществляют в бумажные непропитанные четырех- и пятислойные мешки с полиэтиленовыми вкладышами вместимостью 15-20 кг. Гарантийный срок хранения СД-ЭД составляет 6 мес при температуре не выше 100С и относительной влажности воздуха не более 80\%.

Растворимый сывороточный белок (РСБ). Его добавляют в диетические продукты для детского питания как источник легкоусвояемых биологически полноценных белков, а также для улучшения вкуса и консистенции продукта.

При производстве РСБ подсырную сыворотку очищают от казеиновой пыли и жира, пастеризуют при 74-750С в течение 15-20 с, охлаждают до 40С. Затем проводят ультрафильтрации при 8-10 или 50-550С до содержания сухих веществ 23-26\%. С целью более полного удаления лактозы и зольных элементов из концентрата проводят диафильтрацию. Для этого концентрат разбавляют водой в соотношении 1:9 и снова осуществляют ультрафильтрацию до содержания сухих веществ 22-25\%. Полученный концентрат сушат в распылительных установках без предварительного сгущения. Температурные режимы сушки РСБ те же, что и сушки КСБ-УФ. Продукт на выходе из сушильной установки охлаждают, фасуют и хранят так же, как и КСБ-УФ. Срок хранения продукта составляет 4 мес.

Концентрат РСВ содержит около 80\% растворимых сывороточных белков, незначительное количество лактозы (3-4\%) и минеральных веществ (2,5-3\%). Это деминерализованный и делактозированный концентрат сывороточных белков, обладающий хорошей растворимостью в воде, не имеющий вкуса и запаха. Возможно его применение при создании продуктов для детей, страдающих галактоземией.

Концентрат сывороточный белковый, полученный методом ультрафильтрации и электродиализа (КСБ-УФ/ЭД) (ТУ 49979-87). При производстве детских продуктов его используют в качестве белкового компонента. Процесс производства концентрата включает: очистку сыворотки от казеиновой пыли и жира, пастеризацию при 68-720С с выдержкой 16-20 с и последующим охлаждением до 50-540С, ультрафильтрацию до содержания сухих веществ в концентрате не менее 18\%, электродиализ при 50-540С до содержания минеральных веществ не более 0,53\%, пастеризацию при 66-700С в течение 16-20 с, охлаждение до 50-540С, сгущение до содержания сухих веществ 32-34\% и распылительную сушку.

Фасовку сухого КСБ-УФ/ЭД производят в бумажные четырех- и пятислойные мешки с двойными мешками-вкладышами из полиэтилена вместимостью 10 и 15 кг.

Срок хранения сухого концентрата составляет 6 мес при температуре не выше 8-100С и влажности воздуха не более 85\%. Требования, предъявляемые к качеству концентратов сывороточных белков, приведены в табл. 30.

Таблица 30

Органолептические, физико-химические и микробиологические показатели концентратов сывороточных белков

 

Показатель

Норма для концентратов сывороточных белков

КСБ-УФ

КСБ-УФ/ЭД

СД-ЭД

Внешний вид

Вкус и запах

 

Цвет

 

Однородный тонкодисперсный порошок

Специфический сывороточный, слегка сладковатый, без посторонних привкусов и запахов

Белый, с кремовым оттенком, в массе однородный

Массовая доля, \%:

воды, не более

лактозы, не более

азотистых веществ, \%, не менее

минеральных веществ, не более

при 70\%-ной деминерализации

при 90\%-ной деминерализации

В т.ч., мг на 100 г:

Ca

K

Na

P

Mg, мг/кг

Fe, мг/кг

Cu, мг/кг

Zn, мг/кг

Mn, мг/кг

Кислотность восстановленного продукта до массовой доли сухих веществ 9,6\%, 0Т, не более

Индекс растворимости, мл сырого осадка, не более

Содержание тяжелых металлов, мг на 100 г, не более:

Cu

Sn

Pb

 

4,0

30

55

-

-

-

 

-

-

-

-

-

-

-

-

-

 

20

 

0,3

 

0,8

0,5

 

2,0-3,8

28-30

55,6-57,2

2,5-2,8

-

-

 

877,85

111,55

102,82

460,75

688,7

18,4

3,3

5,2

0,39

 

19-21

 

0,2

 

0,5

0,4

 

5,0

80

11

-

3,0

1,0

 

-

-

-

-

-

-

-

-

-

 

25

 

0,5

 

-

-

Не допускается

КМАФАнМ, КОЕ/г, не более

БГКП (колиформы): в 1 г продукта

S. aureus: в 1 г продукта

Патогенные микроорганизмы, в т.ч. сальмонеллы: в 25 г продукта

Дрожжи, КОЕ/г, не более

Плесени, КОЕ/г не более

1·104

не допускается

не допускается

 

не допускается

10

50