Молочная промышленность

Молочно-белковые концентраты (МБК)

Характеристика и пищевая ценность

Молочно-белковые концентраты получают из обезжиренного молока, пахты и молочной сыворотки или их смесей путем удаления воды и балластных веществ — лактозы, минеральных солей и БАВ с одновременным концентрированием белка на уровне 15-85 %.

МБК широко используются для обогащения продуктов питания, в кормовых средствах, в медицинских и технических целях.

В зависимости от массовой доли сухих веществ молочно-белковые концентраты подразделяют на жидкие (пастообразные) и сухие. Жидкие и сухие МБК различают по виду белка (казеин, сывороточные МБК, копреципитаты) и растворимости в воде (растворимые и нерастворимые).

Ассортимент молочно-белковых концентратов достаточно широк. Химический состав, физико-химические свойства и индекс растворимости основных видов МБК, разработанных в нашей стране, приведен в таблице 1.

Таблица 1 - Состав, свойства и растворимость молочно-белковых концентратов
Таблица 1 — Состав, свойства и растворимость молочно-белковых концентратов

Казеин-сырец относят к классу нерастворимых, содержащих только казеин, жидким и пастообразным молочно-белковым концентратам; концентрат молочно-белковый в блоках представляет собой класс растворимых, содержащих казеин и сывороточные белки, жидких и пастообразных молочно-белковых концентратов.

Казеин пищевой, казеин для пищевых казеинатов, казеин технический и казеин сычужный являются нерастворимыми, содержащими только казеин, сухими молочно-белковыми концентратами.

Казеинат натрия и казецит пищевой обычный — класс растворимых, содержащих только казеин, сухих молочно-белковых концентратов.

Копреципитаты пищевые растворимые, концентрат молочно-белковый сухой относят к классу растворимых, содержащих казеин и сывороточные белки, сухих молочно-белковых концентратов.

Пищевая ценность всех видов пищевых МБК определяется исключительно содержанием белка (казеина и сывороточных белков). Особую ценность представляют растворимые формы МБК-казеинаты и казециты, в том числе для детского и диетического питания. Биологическая ценность пищевых видов МБК подтверждается полноценностью молочного белка по аминокислотному скору.

Области применения пищевых видов МБК:Области применения пищевых видов МБК Казеин получают кислотной (или сычужной) коагуляцией белков из обезжиренного молока, казеинаты — растворением кислотного казеина в гидроокисях или солях щелочных (или щелочноземельных) металлов, а копреципитаты — термокальциевой коагуляцией комплекса казеина и сывороточных белков из обезжиренного молока.

Сывороточные белки получают тепловой денатурацией с изменением реакции среды, либо мембранными способами — ультрафильтрация, диафильтрация. Извлечение белков из пахты аналогично обезжиренному молоку.

Особый интерес для отрасли представляет получение казеина для пищевых целей, специфика экспертизы которого излагается в настоящем разделе.

Казеин пищевой

Казеин — традиционный продукт молочной промышленности. В прошлом широко использовался в технических целях, в том числе в качестве клея для самолетов (период Великой Отечественной войны 1941-1945 гг.). В настоящее время, в перспективе, этот ценнейший природный белок молочного сырья используем исключительно в пищевых целях. Одним из условий этого является высокое качество продукции пищевой категории качества. Для обеспечения необходима современная технология и экспертиза.

Технология производства. Сущность технологии получения казеина заключается в обеспечении кислотной или сычужной коагуляции белков молока этой фракции с последующим отделением осадка, его промывкой, обезвоживанием и сушкой. Технология получения казеина показана на рисунке 1.

Рисунок 1 - Схема производства казеина
Рисунок 1 — Схема производства казеина

Обезжиренное молоко с кислотностью не выше 21 °Т и жирностью не более 0,05 % подвергают обязательной тепловой обработке — пастеризации при 72-74 °С с выдержкой 15-20 с и охлаждают до 30-39 °С. При необходимости хранения обезжиренного молока его охлаждают до 6-8 °С. Перед использованием обезжиренное молоко нагревают.

Коагуляцию (осаждение) казеина осуществляют сычужным ферментом, соляной кислотой, сквашиванием или внесением кислой сыворотки, смешанной с ферментом.

Осаждение казеина сычужным ферментом осуществляют аналогично производству сыра: внесением раствора фермента с выдержкой смеси до коагуляции (образования сгустка).

Осаждение казеина соляной кислотой (1М раствор) проводят при температуре 37 ± 2 °С с непрерывным перемешиванием обезжиренного молока или в потоке с доведением рН до 4,4-4,2, что соответствует титруемой кислотности 48-53 °Т. Подкисленную массу вымешивают (или выдерживают в потоке) 3-5 мин для получения однородного зерна.

Осаждение казеина молочной кислотой проводят путем сквашивания или внесения кислой сыворотки с ферментом.

Сквашивание проводят при температуре 30-32 °С зимой и 28-30 °С летом специально приготовленной на обезжиренном молоке закваской. Закваску вносят в количестве 1-5 %, продолжительность сквашивания 8-12 ч. Готовность сгустка определяют по кислотности, которая должна составлять 80-90 °Т. Готовый сгусток разрезают на кубики размером по ребру около 2 см.

При осаждении казеина заранее подготовленной (сквашенной) кислой сывороткой с кислотностью не менее 230 °Т и внесенным в нее рабочим раствором ферментного препарата амилорезина П10Х (30 г/т) или пепсина пищевого свиного или говяжьего (4 г/т), разведенного предварительно в небольшом количестве сыворотки, процесс проводят в потоке с помощью дозирующего устройства на линии «Я9-ОКЛ». Расход коагулянта составляет примерно 25-30 % от массы перерабатываемого обезжиренного молока.

Полученное казеиновое зерно подвергают тепловой обработке в емкости путем нагревания до 60 °С с выдержкой до 10 мин или в потоке при 72 ± 2 °С с выдержкой 15-20 с. Поставленное зерно, после нагревания и обсушки, имеет размер 3-5 мм; его отделяют от сыворотки путем отстоя или в потоке на линии «Я9-ОКЛ» с обезвоживателем «РЗ-00 К1» и охлаждают до 42 ± 5°С. Промывку казеина для освобождения от балластных веществ проводят водопроводной водой. Количество промывок и объем используемой воды определяет качество готового продукта. На практике используют 2-3-кратную промывку с повторным использованием воды для ее экономии. Температура воды при промывке снижается с 35-40 °С для первой до 10-15 °С для третьей промывки. Объем промывных вод составляет 25-30 % от объема перерабатываемого обезжиренного молока (общий расход 60-80 %). Продолжительность контакта воды и зерна составляет 15-20 мин с непрерывным перемешиванием. Для отделения казеинового зерна от промывных вод рекомендуется использовать отделитель сыворотки или устройство линии «Я9-ОКЛ».

Обезвоживание казеина с влажностью 80 % до 60-62 % осуществляют путем центрифугирования, прессования или на обезвоживателе «РЗ-00К1» линии «Я9-ОКЛ».

Перед сушкой казеин-сырец измельчают на волчках или специальных грануляторах до размера частиц 4 мм. Сушить казеин без предварительного дробления категорически запрещается. Сушку казеина проводят в специальных сушилках периодического или непрерывного действия типа «ВС-150 КПП», «Улыра-2С» и др., исключающих снижение качества казеина. Солнечная сушка исключена.

Казеин пищевой после сушки охлаждают до температуры окружающего воздуха (20-25 °С) и направляют на упаковку.

Совершенствование технологии казеина, как правило, заключается в поиске современных, экологически чистых коагулянтов (специально обработанная молочная сыворотка и др.), аппаратурном оформлении процесса (поточности) и оптимизации промывки.

Следует отметить, что технология технического кислотного и сычужного казеина, копреципитатов и казеинатов основана на коагуляции, промывке и обезвоживании со специфическими операциями хлоркальциевой коагуляции (копреципитаты) и разведения казеина в едком натре (казеинаты).

Применение мембранной технологии и физико-химических методов (биополимеры) позволяет принципиально изменить технологию с получением новых продуктов — изолятов, концентрата натурального казеина, ангиогенина, сывороточных белковых концентратов УФ и ЭД. Перспективным считается получения казеина в гель-форме и экструдированного.

Идентификация и экспертиза

Пищевой кислотный казеин в соответствии с ОСТ 4960-74 вырабатывают двух сортов: высшего и первого.

Органолептические, физико-химические и микробиологические показатели безопасности пищевого кислотного казеина представлены в таблице 2.

Таблица 2 - Требования к качеству и микробиологические показатели безопасности пищевого кислотного казеина
Таблица 2 — Требования к качеству и микробиологические показатели безопасности пищевого кислотного казеина

В соответствии с СанПиН 2.3.2.1078-01 для казеина регламентировано содержание следующих опасных веществ, мг/кг, не более: В соответствии с СанПиН 2.3.2.1078-01 для казеина регламентировано содержание следующих опасных веществ, мг/кг, не болееПороки пищевого кислотного казеина являются следствием использования недоброкачественного обезжиренного молока, особенно по кислотности и микробиологической обсемененности. Последнее часто на практике не учитывается, но имеет определенное значение для получения качественного пищевого казеина, особенно при поставках на экспорт. Нарушение технологии, в том числе отклонение от рекомендуемых технологических режимов, также снижает качество казеина. В таблице 3 систематизированы пороки казеина, причины их возникновения и рекомендуемые (возможные) способы устранения.

Таблица 3 - Пороки казеина
Таблица 3 — Пороки казеина

Фальсификация казеина возможна видовая (по сортам), количественная (по весу) и качественная по содержанию влаги, а также жира и зольности. Меры предупреждения — системный контроль в соответствии с требованиями нормативно-технических документов.

В зарубежных аналогах, даже при использовании качественного обезжиренного молока (кислотность 18 °Т, общее КОЕ не более 100000 кпеток/мл), применяется микрофильтрация, промывка деминерализованной водой, сушка в псевдоожиженном слое и на инертных носителях. Отечественный пищевой кислотный казеин отличается высокой экономичностью и низкой зольностью.

Приемка и испытания

Предприятие-изготовитель должно гарантировать соответствие выпускаемого продукта требованиям действующего стандарта.

Каждая партия должна быть проверена отделом технического контроля (лабораторией) предприятия на соответствие требованиям действующего стандарта и оформлена удостоверением о качестве, в котором указывается:

  • номер удостоверения;
  • дата выдачи удостоверения;
  • наименование или номер предприятия-изготовителя;
  • полное наименование продукта и номер партии;
  • количество мест и масса нетто;
  • данные анализа по содержанию влаги, жира, кислотности, растворимости и содержанию бактерий группы кишечной палочки;
  • обозначение действующего стандарта.

Отбор проб и подготовку их к испытаниям проводят по ГОСТ 26809-86 и ГОСТ 9225-84.

Определение содержания влаги, жира, кислотности, растворимости, золы и оценку физических свойств пищевого кислотного казеина производят по ГОСТ 17626-72 «Казеин технический».

Микробиологические исследования пищевого кислотного казеина проводят по ГОСТ 9225-84 (применительно к сухому молоку) с использованием для приготовления разведений водного раствора с массовой долей двузамещенного фосфорнокислого калия К2НРО4 2 %.

Анализ казеина на патогенные микроорганизмы и соли тяжелых металлов производится органами санитарного надзора в специальных лабораториях.

Подлинник удостоверения о качестве хранится в экспедиции предприятия-изготовителя, а получателю выдается его копия или в накладной указывают показатели качества либо проставляют номер удостоверения о качестве.

Получатель имеет право проводить контрольную проверку качества продукта и соответствия его показателей требованиям действующего стандарта, применяя правила отбора проб и методы испытаний, указанные в действующем стандарте.

В случае несоответствия пищевого кислотного казеина требованиям стандарта проводится повторное испытание удвоенного количества проб. При неудовлетворительном результате повторного испытания хотя бы по одному показателю вся партия продукта выпуску-приемке не подлежит.

Упаковка и маркировка кислотного казеина

Упаковка и маркировка кислотного казеина должна производиться в 4-5-слойные бумажные непропитанные мешки по ГОСТ 2227-88, а также в дощатые ящики по ГОСТ 13361-84 или фанерные по ГОСТ 10131-93 с полиэтиленовым вкладышем-мешком, полученным из нестабилизированного полиэтилена высокого давления по ГОСТ 16337-77 марки 15802-020 или других марок, разрешенных Минздравом РФ для контакта с молочными продуктами. Швы вкладышей должны быть заварены, верхняя часть заварена или перевязана двойным узлом с перекидкой.

Масса нетто казеина в каждой единице упаковки — 25-30 кг. Масса нетто должна быть одинаковой во всех единицах упаковки партии и выражена в целых килограммах.

Маркировка пищевого кислотного казеина должна производиться по ГОСТ 51074-97.

Транспортирование и хранение

Транспортируют пищевой кислотный казеин в соответствии с правилами транспортирования скоропортящихся грузов.

Хранят пищевой кислотный казеин в сухих хорошо проветриваемых помещениях при температуре не выше 10 °С и относительной влажности не выше 75 % не более 6 мес.