Стандартизация молока по белку в технологии производства сыров
к.т.н. Д.Н.Володин
В.К.Топалов, Е.Ю.Иванченко,
д.т.н. И.А.Евдокимов,
к.т.н. И.К.Куликова,
Сыроделие и маслоделие № 5, 2021
Наш сайт использует файлы сookie. Продолжная пользоваться сайтом, вы соглашаетесь на использование нами ваших файлов сookie. Подробнее
Термин «стандартизация» или «нормализация» молока применительно к процессу выработки сыров в первую очередь связан с обеспечением соотношения жир–белок в нормализованной смеси. Данное соотношение специфично для каждого вида сыра и в конечном итоге определяет его характеристики как готового продукта. Нормализация может быть достигнута частичным удалением жировой фракции (сепарированием) либо увеличением доли белковой фракции молока. С точки зрения выхода готовой продукции второй способ является более предпочтительным, поскольку позволяет не только увеличить количество «целевого» сырья, идущего на производство сыра, но и при необходимости скорректировать его сыропригодность. Это становится особенно актуальным при использовании предприятием сборного молока-сырья, поступающего от многих сдатчиков. «Выравнивание» содержания белковой фракции, в частности казеина, повышает содержание кальция и фосфора, следовательно, ускоряется сычужное свертывание, возрастает способность сгустка к синерезису, снижается количество образующейся при обработке сгустка сырной пыли, уменьшаются потери жира и белка, т.е. улучшаются физикохимические показатели молока, переработка которого вызывает технологические трудности.
В качестве дополнительных источников белка может использоваться целый ряд ингредиентов — от обезжиренного молока до высокобелковых концентратов, полученных путем ультрафильтрации либо микрофильтрации обезжиренного молока: концентраты молочного белка, концентраты мицеллярного казеина. Причем при использовании сухого обезжиренного молока рекомендуется применять продукт, подвергшийся щадящим режимам тепловой обработки (Low Heat), с наименьшей степенью денатурации сывороточных белков [1]. Концентрат мицеллярного казеина особенно интересен при выработке твердых сыров с длительным сроком созревания. Считается, что низкое содержание сывороточных белков в данном случае предотвратит замедление формирования сенсорных характеристик при созревании сыров [1]. Использование других белковых ингредиентов из молочного сырья — концентратов и микропартикулятов сывороточных белков и казеинатов, в большей степени связано с производством плавленых сыров или так называемых творожных сыров.
Перспективными способами стандартизации сырья по белку являются процессы мембранной фильтрации, в частности ультрафильтрации молока. При ультрафильтрации про[1]исходит концентрирование сырья за счет удержания высокомолекулярных компонентов (жировая фракция, казеин и сывороточные белки), при этом формируется концентрированная фракция (ретентат). Низкомолекулярные компоненты образуют разбавленную фракцию — пермеат. Отношение объема сырья к объему концентрированной фракции называют объемным фактором концентрирования (ФК). Этот показатель является одним из параметров, характеризующих процесс УФ в целом.
Современные ультрафильтрационные установки позволяют работать как с цельным, так и с обезжиренным сырьем. При обработке обезжиренного молока полученный УФ-концентрат при необходимости стандартизируется также по содержанию жира. Условно в использовании УФ-молока для стандартизации белка в сыроделии выделяют три направления, отличающиеся применяемыми факторами концентрирования, конечным содержанием сухих веществ и белка в концентрате [2]:
I — получение УФ-концентратов (ретентатов) с низким содержанием сухих веществ (Low-Concentration Retentates);
II — получение УФ-концентратов (ретентатов) с промежуточным содержанием сухих веществ (MediumConcentration Retentates);
III — получение УФ-концентратов, сухие вещества и соотношение компонентов которых соответствуют этим значениям в готовом сыре, т.е. фактически УФ-концентраты являются жидкими полуфабрикатами готового продукта (Liquid Precheese) [2].
УФ-концентраты в каждом из трех вариантов (см. рисунок) имеют разную массовую долю сухих веществ, разную степень концентрирования белковой фракции и, соответственно, физикохимические свойства (вязкость, буферная емкость и др.), что обусловливает их использование при производстве определенных групп сыров, а также потребность модификации традиционного сыродельного оборудования или использования специфического оборудования для их переработки.
Например, характерной особенностью УФ-концентратов варианта III является высокое содержание сухих веществ и белка, включая сывороточные белки, за счет использования ФК 5 — 7, что позволяет максимально увеличивать выход сыра [3]. Этот метод, известный как «MMV» (Maubois, Mocquot и Vassal — по имени разработчиков), был запатентован в 1969 г. и уникален тем, что практически не требует традиционного оборудования для производства сыра. Сегодня на его основе реализованы технологии сыров, которые имеют относительно низкое содержание сухих веществ и не требуют строгого контроля pH. В частности, мягких сыров без созревания. В этом случае ультрафильтрация проводится с ФК, позволяющим получить УФ-концентрат нормализованного молока, с необходимым соотношением жир–белок (см. рисунок) и массовой долей сухих веществ готового сыра. Затем в УФ-концентрат вносятся молокосвертывающий фермент, заквасочные культуры и продукт направляется на фасовку. Формирование структуры и вкусовых характеристик продукта происходит в упаковке, практически полностью исключая образование сыворотки [4].
Для варианта II (см. рисунок) характерно использование ФК от 2 до 6. Из полученных УФ-концентратов изготавливается множество сортов сыра — от мягких до твердых [1]. Повышение коэффициента концентрирования позволяет значительно уменьшить количество отделяемой сыворотки, но приводит к изменению соотношения «белок:жир:лактоза:минеральные вещества» в целом. Связанных ионов становится больше, соответственно меняются скорость формирования сычужного сгустка и его реологические характеристики. Поэтому для того, чтобы добиться правильного созревания сыра, требуются корректировка режимов обработки сгустка и установка специального оборудования, способного разрезать и обрабатывать более плотный сгусток.
Вариант I предусматривает ультрафильтрацию, как правило, обезжиренного молока с использованием ФК до 2 (см. рисунок). В настоящее время это, вероятно, наиболее широко распространенный способ использования ультрафильтрации в сыроделии, для которого термин «стандартизация по содержанию белка» наиболее употребим, поскольку основной целью УФ-обработки в данном случае являются стабилизация содержания белка в сырье, сглаживание сезонных колебаний состава молока и т.д. Содержание белка в УФ-концентратах в данном случае может быть повышено до 5 %, а их дальнейшая обработка проводится с использованием традиционного сыродельного оборудования, что позволяет легко интегрировать УФ-установки в существующие линии производства сыров.
Стоимость дополнительного оборудования уравновешивается наличием стандартизированного по белку сырья, что делает более эффективным использование сыродельного оборудования, сокращает потери белка и позволяет увеличивать объемы выработки продукции в целом.
Для того, чтобы внедрение этапа ультрафильтрационной обработки было экономически выгодным при выборе варианта использования ультрафильтрации, для стандартизации молока-сырья по содержанию белка следует учитывать следующие факторы:
вид вырабатываемых сыров, который будет определять состав и свойства концентрируемой фракции, а следовательно, тип необходимого фильтрационного оборудования и мембран;
необходимость установки нового или модернизация существующего оборудования для производства сыра, в зависимости от варианта УФ-обработки сырья;
организация параллельной переработки побочного продукта — пермеата, получаемого в ходе ультрафильтрации молока-сырья, а также молочной сыворотки.
Основываясь на собственном опыте, компания ООО «ДМП» предлагает современные решения по мембранной обработке молочного сырья, позволяющие максимально эффективно организовать производство различных видов сыров, а также высокомаржинальных продуктов из белково-углеводного сырья.
1. Johnson, ME. A 100-Year Review: Cheese production and quality / ME Johnson // J Dairy Sci. 2017. Dec;100(12):9952-9965. DOI: 10.3168/jds.2017-12979. PMID: 29153182.
2. Mistry, Vikram. CHEESE: Membrane Processing in Cheese Manufacture. 2020. DOI: 10.1016/ B978-0-12-818766-1.00092-1.
3. Kumar, P. Perspective of membrane technology in dairy industry: a review / P. Kumar // Asian-Australas J Anim Sci. 2013. Sep;26(9):1347-58. DOI: 10.5713/ ajas.2013.13082. PMID: 25049918; PMCID: PMC4093403.
4. Золоторёва, М.С. Интенсификация технологии сыров и творога с применением мембранных процессов / М.С.Золоторёва [и др.] // Сыроделие и маслоделие. 2016. № 3. С. 35-36
Будем рады увидеть вас в числе наших гостей и надеемся, что посещение этого мероприятия окажется для вас всесторонне полезным!
29.08.2023Способ производства колбасных изделий с использованием концентрата молочного казеина.
11.08.2023Мы стремимся в ряду первых осваивать инновационные технологии и задавать тенденции молочной отрасли. Поэтому не упускаем возможности поучаствовать в мероприятиях, направленных на совершенствование методов достижения нашей главной цели.
24.07.2023Наше участие в XIV Молочной олимпиаде - одном из крупнейших событий мирового молочного рынка.
24.05.2023Силами ДМП проводятся работы по расширению технологической линии одного из крупнейших российских предприятий по производству высококачественной продукции из натурального молока.
05.05.2023Посещение выставки TransRussia 2023 в Москве. Знакомимся с предложениями поставщиков транспортно-логистических услуг из 22 стран мира.
18.04.2023