Молочная сыворотка универсальное сырье, виды и состав молочной сыворотки

Содержание

Введение …………………………………………………………………....	3
1 Молочные сыворотки универсальное сырье, виды и состав молочной сыворотки……………………………………………………………………	4
2 Общие проблемы использования молочной сыворотки………………...	9
3 Использование молочной  сыворотки в сельском хозяйстве……………	13
4 Использование молочной сыворотки и ее ингредиентов в пищевой промышленности…………………………………………………………….	18
5 Ферментирование молочной сыворотки………………………………….	23
Заключение……………………………………………………..................	27
Список используемой литературы……………………………………….	28

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

      Молочная промышленность относится к ресурсо- и энергоемким отраслям промышленности. Учитывая проблему, связанную с дефицитом молочного сырья, все большую актуальность приобретает вопрос о его рациональном использовании. Молокоперерабатывающие предприятия в большинстве своем сливают молочную сыворотку, образующуюся в процессе производства молочных продуктов в канализацию, как отходы производства, что является негативным с экологической точки зрения и, мягко говоря, просчетом с экономической.

      По своим биологическим свойствам молочная сыворотка не уступает цельному молоку. В цельном и обезжиренном молоке, а также молочной сыворотке содержится приблизительно одинаковое количество лактозы - 4,8% и минеральных веществ - 0,5%. Наиболее ценными компонентами молочной сыворотки являются белки, молочный жир, углеводы, минеральные соли. В ней содержатся также витамины, ферменты, органические кислоты и другие вещества, которые переходят из молока.                                                              

      В настоящее время большое внимание уделяется более полноценному и рациональному использованию всех составных частей молока в процессе его промышленной переработки. К примеру, отличительной особенностью молочных белков является то, что при их расщеплении образуются пептиды и другие компоненты, которые всасываются непосредственно в кровь. Усвояемость молочных белков человеческим организмом практически полная. Растительные белки таким свойством не обладают. По аминокислотному составу белки молока равноценны белкам мяса, однако в отличие от них не содержат пуриновых оснований, избыток которых вредно влияет на обмен веществ в организме.

      В большинстве случаев мероприятия, направленные на экономную и глубокую переработку сельскохозяйственного сырья, в частности молока,

  нчение эквивалентного количества этого сырья в сельском хозяйстве.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Молочные сыворотки универсальное сырье, виды и состав молочной сыворотки

       Молочная сыворотка является нормальным побочным продуктом при производстве традиционных белково-жировых продуктов - сыра, творога и казеина. Сыворотка относится к вторичным сырьевым ресурсам молочной промышленности. Молочная сыворотка имеет следующие основные показатели: плотность 1022-1027 кг/м³; вязкость | (1,55-1,66) 10³ Па-с; теплоемкость 4,8 кДж/(кг-К); рН 4,4-6,3; буферная емкость по кислоте 1,72 мл и по щелочи 2,32 мл; мутность 0,15-0,25 см. В молочную сыворотку переходит 50% сухих веществ цельного молока,  при этом почти полностью  переходит  молочный  сахар  и  примерно  30%  молочных белков. Если в обезжиренном молоке и пахте содержатся  все  молочные  белки, то в молочной  сыворотке  главным  образом α-лактоальбумин, β-лактоглобулин и иммуноглобулины.

      В зависимости от вида вырабатываемого продукта получают подсырную, творожную и казеиновую сыворотку. Выход сыворотки зависит главным образом от вида производимого белкового продукта и от содержания сухих веществ в исходном: цельном или обезжиренном молоке. В среднем при производстве 1 кг сыров типа Швейцарского высвобождается 11,3 кг сыворотки, сыров типа Голландского - 9,7, мягких сыров - 7,5, свежих (типа Домашнего сыра) — 4,0 и творога (в зависимости от жирности) — 1,5-4,0. Наибольшее количество сыворотки высвобождается при производстве казеина (30 кг) и различных молочно-белковых концентратов (копре-ципитаты, казеинаты), однако в связи с тем, что мировой объем производства этих продуктов невелик, незначителен и удельный вес сыворотки этого вида.

В процессе производства сыров, творога и казеина в молочную сыворотку переходит около 50 % сухих  веществ молока. Степень перехода основных компонентов молока в молочную сыворотку определяется главным  образом размером их частиц.

    

      Состав сыворотки подвержен значительным колебаниям в зависимости от исходного сырья (цельное или обезжиренное молоко) и от способа отделения белка (действие органических и минеральных кислот, ферментативный способ, ультрафильтрация). При выработке твердых сыров в сыворотку переходит 9-14 % жира, 20-25 % белка, 58-94 % лактозы, 59-65 % минеральных веществ. В среднем сыворотка содержит до 48-52 % сухих веществ молока и представляет, таким ооразом, продукт, включающий практически все составные части молока. Химический состав сыворотки показан в табл.1.

 

Таблица 1

Компонент	Сухого  вещества,%	Белка, %	Молочного сахара, %	Жира, %	Золы, %
Сыворотка подсырная	6,5	0.4	4,8	0,4	0,5
Сыворотка творожная Сыворотка казеиновая	6,0 6,9	0,5 0,9	4,0 5,1	0,3 0,6	0,7 0,7

 

Кроме основных компонентов  во вторичное молочное сырье переходят  минеральные соли, небелковые азотистые  соединения, витамины, ферменты, гормоны, иммунные тела, органические кислоты, т.е. почти все соединения, обнаруженные в настоящее время в молоке.

Особенностью молочного жира сыворотки является высокая степень дисперсности. Кроме молочного жира она содержит фосфатиды (лецитин, кефалин, сфингомиелин) и стерины (холестерин и эргостерин).

К белковым азотистым соединениям, содержащимся в молочной сыворотке, относятся казеин, лактоальбумин, лактоглобулин, автоглобулин и псевдоглобулин. Они содержат все незаменимые аминокислоты, а также аланин, аспарагиновую кислоту, глицин, глютаминовую кислоту и др. Некоторые незаменимые аминокислоты, например, лейцин, изолейцин, метионин, лизин, треонин триптофан, представлены в белках молочной

сыворотки даже в большем  количестве, чем в белках молока (казеине). Во молочной сыворотке присутствуют также небелковые азотистые вещества в виде мочевины, мочевой кислоты, гиппуровой кислоты, креатина и пуриновых оснований.

В молочной сыворотке углеводы представлены главным образом молочным сахаром (лактозой) и продуктами его  гидролиза (глюкозой и галактозой). Имеются сведения о незначительных количествах пентозы (арабинозы) и  лактулозы.

Минеральные вещества присутствуют в сыворотке в виде органических и неорганических соединений. Состав минеральной части сыворотки представлен катионами калия, натрия, магния, кальция и анионами лимонной, фосфорной, молочной, соляной, серной и угольной кислот. В сыворотке минеральных веществ несколько меньше, чем в обезжиренном молоке и пахте, так как некоторая часть солей переходит в основной продукт (сыр, творог, казеин).

В состав вторичного молочной сыворотки входят также микро - и ультрамикроэлементы: железо, кобальт, мышьяк, йод, кремний, германий.

Органические кислоты представлены лимонной, молочной и нуклеиновой, витамины - водорастворимыми (С, В₁, В₂, В₁₂, РР, пантотеновая и аскорбиновая кислоты) и жирорастворимыми (А, Д, Е).

Ферменты, содержащиеся в молочнй сыворотке, можно разделить на гидролазы и фосфорилазы, ферменты расщепления, окислительно-восстановительные ферменты, ферменты переноса и ферменты изомеризации. При тепловой обработке при температуре выше 75°С ферменты обычно разрушаются.             

Биологическая ценность  молочной сыворотки обусловлена  содержанием в ней сывороточных белков, углеводов, жира, минеральных солей, витаминов, микро - и ультрамикроэлементов и других веществ, необходимых для нормального роста и развития организма человека и животных.

Молочный жир в молочной сыворотке находится в состоянии  высокой степени дисперсности. Размер жировых шариков составляет 0,06 - 1 мкм, что способствует более легкому  эмульгированию, омылению и усвояемости (94 - 96%) жира.

Усвояемость молочного сахара живым организмом достигает 98 - 99,7%. Наряду с энергетическими функциями  лактоза выполняет функции структурного углевода. Кроме того, медленнее  всасываясь, она способствует поддержанию  жизнедеятельности молочных бактерий. Молочная кислота, продуцируемая из лактозы, угнетает деятельность гнилостной микрофлоры желудка, что обусловливает  диетические свойства простокваши, кефира и других кисломолочных продуктов.

Больше всего в молочном белке содержится лизина. Так как  в белках злаковых растений лизина содержится недостаточно, то молочный белок может существенно восполнить этот недостаток. Если принять биологическую  ценность белка куриного яйца за 100 (тест белка), то для сывороточных белков этот показатель составит 110. Биологическая ценность смеси, состоящей из 76% молочного белка и 24% белка пшеницы, равняется 105 - 112, что превосходит биологическую ценность белка пшеницы (56) и превышает биологическую ценность самого молочного белка. Смесь концентрата сывороточных белков с другими растительными белками дает еще больший эффект.

Белковые вещества молочной сыворотки по своей природе близки к белкам крови (альбумин, глобулин), некоторые фракции их обладают иммунными  свойствами. Небелковые азотистые соединения, особенно аминокислоты, в том числе  незаменимые, представляют собой ценность для питания организма.

Молочная сыворотка является продуктом с естественным набором жизненно важных минеральных соединений. По минеральному составу она идентична цельному молоку. Особую ценность представляют соединения, содержащие фосфор, кальций, магний, а также микро- и ультрамикроэлементы. В целом

комплекс минеральных  солей как по своему широкому спектру, так и по составу соединений представляется с биологической точки зрения наиболее оптимальным. Ферменты, витамины, фосфолипиды и другие биологически активные вещества молочной сыворотки играют важную роль.

Энергетическая ценность сыворотки почти в 3,5 раза меньше, чем цельного молока, а биологическая  ценность их примерно одинаковая. Это  обусловливает целесообразность использования  вторичного молочного сырья в  диетическом питании людей в  нынешний период, когда физические нагрузки значительно снизились, появляется тенденция к избыточной массе тела, возросли нервно-психические перегрузки и в питании имеет значение не столько его энергетическая ценность, сколько высокая биологическая полноценность.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Общие проблемы использования молочной сыворотки

           С точки зрения вторичных сырьевых ресурсов в молочной промышленности особый интерес представляет молочная сыворотка, образующаяся при промышленной переработке молока. По мнению независимых экспертов, проблема переработки молочной сыворотки заслуживает особого внимания, поскольку по данным Международной молочной ассоциации из 120 млн. т. сыворотки, получаемой в мире, около половины теряется со сточными водами, что приводит к безвозвратной потере до 2000 тыс. т. лактозы и других ценных компонентов молочного сырья (белковых веществ, минеральных солей, молочного жира и др.), а также загрязнению биосферы.

      Наукой разработаны достаточно разнообразные по техническому решению методы утилизации сыворотки. Однако при всем многообразии предложений и вариантов целевого использования сыворотки на настоящий момент на практике реализуется только незначительное их число, что обусловлено отсутствием экономической целесообразности. В этой связи перспективным представляется разработка новых технологий, основанных на совместном использовании различных отходов, способных повысить питательность исходного сырья с минимальными финансовыми затратами.

      Объем отходов пищевой и перерабатывающей промышленности, ежегодно теряющихся в Российской Федерации вследствие недостаточно совершенных и экономически неоправданных способов переработки, составляет около 3,0 млн. т. Проблема их использования требует серьезного внимания вследствие того, что во многих случаях эти вторичные сырьевые ресурсы уничтожаются, вызывая загрязнения окружающей среды.

      Проблема использования молочной сыворотки возникла на заре промышленного производства сыра, творога и казеина, масса которых, составляет лишь 10-20% массы молока, в то время как 80-90% приходятся на получаемую в качестве побочного продукта молочную сыворотку. В

последней остается около 50% сухих веществ молока. Из-за невысокой  концентрации этих веществ (6,4-7,0%) сыворотку  часто рассматривали не как побочный продукт, а как отходы производства и использовали для откорма сельскохозяйственных животных. Сброс сыворотки в водосборные  колодцы из-за высоких значений (30-60 г на литр) в большинстве стран, занимающихся переработкой молока, запрещен. В ГДР разрешается сброс стоков с уровнем не выше 500 мг на литр, а в водосборные колодцы - не свыше 50 мг на литр. Молочное предприятие, перерабатывающее 100 т молока в сутки, сбрасывает со сточными водами такое же количество органических веществ, как город с населением 55000 человек. Рост потребности в натуральном и не созревающем сыре и твороге из цельного и обезжиренного молока, а также в техническом казеине обусловил в последние годы во всем мире концентрацию и увеличение мощностей предприятий, вырабатывающих эти продукты, что, в свою очередь, вызвало увеличение выхода молочной сыворотки. При этом, однако, не произошло адекватного увеличения количества сушильных установок и другого оборудования.