Внутреннее противоречие молочной сыворотки как системы и природного объекта заключается в про­блеме полного и рационального использования не как отхода, а своеобразного резерва основного производства.

Внешнее противоречие системы - целесообразность получения молочной сыворотки при реализации промышленных технологий переработки молока.

В историческом плане в непрерывном цикле переработки и использования молочной сыворотки можно выделить несколько этапов.

1. Глубокая древность. Считается, что человек уже знал пути получения сыра и творога 6,5-5 тысячеле­тий до н.э. Получаемая при этом подсырная и творожная сыворотка, видимо, использовались в пищу в натуральном виде без остатка.

2. Средние веки. Производство сыра и творога увеличилось, соответственно возросли объёмы получае­мой сыворотки. Производство было индивидуальное, ручное. Сыворотка использовалась в основном в пищу в натуральном виде, в тесто при выпечке хлебных изделий, часть скармливалась домашним животным. Известно использование молочной сыворотки в лечебных целях, как диетического питания больным, страдающим ожирением.

3. Вторая половина XIX в. - первая половина XX в. Начали появляться сыродельные заводы (сыроварни) и молочные заводы (в городах). Производство сыра и творога все больше концентрировалось на этих предпри­ятиях. Началось производство казеина, появилась казеиновая сыворотка. Объемы получаемой молочной сыворотки значительно возросли. Возникла проблема её использования. К прежним направлениям использования сыворотки в натуральном виде добавилась переработка её на молочный сахар, молочную кислоту, лактаты кальция и др. Организовано производство напитков из сыворотки, некоторых продуктов питания. Сыворотка начала использоваться в хлебопечении, а также в лечебных целях и диетическом питании. Вместе с тем появились признаки отрицательного влияния молочной сыворотки на окружающую природную среду при не­организованном её сбросе в сточные воды.

4. Вторая половина XX в. Производство сыров, творога и казеина возросло в несколько раз и сосредото­чилось на крупных специализированных заводах. Соответственно возросли и сконцентрировались объёмы получаемой молочной сыворотки. В табл.1.15. для примера приведены данные о ресурсах и использовании молочной сыворотки на территории СССР (ныне территория стран СНГ).

Таблица 1.15.

Появилась необходимость в более глубокой переработке больших объёмов молочной сыворотки в пищевые продукты и полуфабрикаты, комбинированные продукты, кормовые средства. Во всем мире проведено большое количество научно-исследовательских и конструкторских работ по разработке и совершенствованию типологических процессов, созданию необходимого оборудования и специализированных производств по переработке молочной сыворотки. В настоящее время из молочной сыворотки получают сгущённые и сухие кон­центраты, выделяют сывороточные белки, производят молочный сахар, используют для производства спирта, в производстве хлебобулочных и кондитерских изделий, в производстве кормов. Из молочной сыворотки извлекают отдельные компоненты для использования в профилактических и лечебных целях, в производстве парфюмерии и др.

Однако, как показали результаты работы Международной конференции по сыворотке (США, 1997), не­смотря на большие достижения в области более полной переработки молочной сыворотки и охране окружающей природной среды от загрязнений, эта задача до настоящего времени полностью не решена в большинстве стран мира. Эта проблема требует больших затрат и усилий для её решения.

Молоко и молочные продукты относятся к незаменимым про­дуктам питания, используемым человеком во все периоды его жизни и особенно в детском и пожилом возрасте.

Известно, что для человека, физически не нагруженного, име­ющего избыточную массу тела и эмоционально перегруженного, имеет значение не столько энергетическая ценность питания, сколь­ко обеспечение его высокой биологической ценности.

В трудах многих врачей далекого прошлого имеются рекомен­дации и утверждения о лечебных свойствах пахты, молочной сыворотки и обезжиренного молока. Уже в древности были из­вестны и определены преимущества этих продуктов при назна­чении диетического питания больным, страдающим сердечно­сосудистыми заболеваниями и ожирением.

Придавая важное значение молоку как универсальному лечебно­му продукту, уже в те времена врачи понимали, что жир цельного молока и молочных продуктов в лечении некоторых заболеваний является излишним, мешающим нормальному лечению и выздо­ровлению. Возникло стремление сохранить все основные компо­ненты молока — белки и минеральные соли, но освободиться при этом от жира. В качестве распространенных лечебных пищевых молочных продуктов стали использовать обезжиренное молоко, молочную сыворотку, пахту, а также продукты на их основе, осо­бенно кисломолочные.

Профессор Н.М.Максимович-Амбодик считал, что молочная сыворотка и пахта (сколотина) полезны при заболеваниях почек и желудка, при раке и каменной болезни.

Не менее важное значение, чем обезжиренное молоко, в лечеб­ном питании имеет молочная сыворотка - наименее энергетически ценный молочный продукт, в то же время обладающий выражен­ным свойством возбуждать секрецию желудочных пищеварительных желез. В связи с этим сыворотка показана при гастритах с пони­женной кислотностью и других ахилических состояниях. Исполь­зование молочной сыворотки (перед едой) желательно в пожилом возрасте в связи со снижением желудочной секреции соляной кислоты и развитием состояния секреторной недостаточности.

В наши дни профессором Х.И.Вайншейном путем проведения целенаправленных клинических исследований установлено сти­мулирующее действие молочной сыворотки на секрецию желу­дочного и поджелудочного соков, желчи, моторную функцию кишок, диурез.

По мнению К.С.Петровского, из молочных продуктов выра­женными диетическими и лечебными свойствами в наибольшей степени обладают продукты, получаемые на основе обезжирен­ного молока, пахты и молочной сыворотки. Именно они могут быть в первую очередь отнесены к продуктам, не обладающим атерогенными свойствами. Широкое использование этих высо­коактивных в биологическом отношении продуктов питания по­зволяет оказать оздоровительно-профилактическое действие в предупреждении ожирения и сердечно-сосудистой патологии.

Одним из наиболее ценных компонентов молока являются сывороточные белки, содержание которых достигает в сыворотке 1%.

Сывороточные белки (альбумины и глобулины) обладают ценнейшими полезными биологическими свойст­вами, они содержат оптимальный набор жизненно необходимых ами­нокислот и с точки зрения физиоло­гии питания приближаются к ами­нокислотной шкале «идеального» белка, т.е. белка, в котором соот­ношение аминокислот соответствует потребностям организма (табл.1.16.)

Таблица 1.16. - Содержание незаменимых аминокислот в сывороточных белках и в «идеальном» белке, г в 100 г белка

 Содержащиеся в сыворотке полипептиды используются при по­строении полипептидных цепей белков организма.

В молочной сыворотке присутствует в небольшом количестве жир (0,1-0,2%), однако его ценность состоит в том, что он диспергирован до размера шариков с диаметром менее 2 мкм. Молочная сыворотка отличается высоким содержанием мине­ральных солей, макро- и микроэлементов. На основе молочной сыворотки можно производить множество биологически пол­ноценных продуктов и напитков. Ее можно использовать как компонент в производстве хлебобулочных изделий, мясных продуктов, кондитерских изделий и т.д., повышая их полезные биологические и потребительские свойства.

При переработке обезжиренного молока с применением полисахаридов (технология «Био-Тон») получают казеиновую и бес­казеиновую фракции (концентрат натурального казеина - КНК и концентрат сывороточно-полисахаридный — КСП).

КСП содержит до 15 % комплекса сывороточных белков (альбумины и глобулины), полипептиды, свободные амино­кислоты; витамины и углеводы - 75%; минеральные вещества - до 10 %. Углеводы представлены смесью углеводов молока и пектина (до 10 %).

Данные концентраты и продукты, полученные с их использова­нием, обладают положительными биологическими, профилактическими и лечебными свойствами. Углубленные медико-биологические исследования в ведущих медицинских центрах России - Институте авиационной и космической медицины, Московской медицинской академии им. И.М.Сеченова, Институте питания РАН, Всероссийском научном онкологическом центре РАМН, Ожоговом центре Института хирургии им. А.В.Вишневского, Ростовском и Ставропольском медицинских институтах и др. - показали, что молочные продукты, полученные по технологии «Био-Тон», превосходят традиционные продукты по ряду медико-физиологических характеристик.

Результаты исследований ведущих медицинских центров страны позволяют рекомендовать использование продуктов, получаемых по технологии «Био-Тон», для следующих целей:

для повышения общей сопротивляемости к возбудителям инфекционных и простудных заболеваний;

в предоперационном и реабилитационном периодах лечения;

при ослаблении организма, связанном с нарушением питания;

для нормализации белкового, минерального, липидного, углеводного и водно-солевого обменов;

для усиления пластического и энергетического обеспечения растущего организма;

для повышения адаптационных возможностей к физическим нагрузкам;

для ускорения реабилитации после интенсивных физических и эмоциональных нагрузок;

для стимулирования наращивания мышечной массы;

для повышения общей устойчивости к неблагоприятным воздействиям факторов внешней среды и ускорения адаптации к изменениям климатических условий;

для поддержания физической и умственной работоспособности;

при профилактике производственных и бытовых интоксикаций.

Таким образом, продукты из белково-углеводного молочного сырья являются важными и принятыми для диетического и лечеб­ного питания. Они могут значительно повысить биологические свойства питания и за счет липотропных и антиоксидантных ком­понентов (фосфолипидов, холина, лейцина, витамина Е и др.) смягчить проявление скрытых форм витаминной недостаточности. Поэтому белково-углеводное молочное сырье необходимо полнее перерабатывать на пищевые цели.

Вместе с тем в ряде случаев экономически целесообразно часть обезжиренного молока и молочной сыворотки использовать на про­изводство кормовых продуктов. В первую очередь это заменители цельного молока для выпойки молодняка сельскохозяйственных животных (экономится цельное молоко), лечебно-профилактиче­ские кормовые продукты для профилактики и лечения желудочно-кишечных заболеваний у молодняка и взрослого поголовья животных, закваски для силосования кормов и др. Обезжиренное молоко и молочная сыворотка являются компонентами полно­ценных комбикормов и комбикормов-стартеров.

Сравнение продуктов на основе белково-углеводного молочного сырья и по кормовым свойствам приведено в табл.1.17.

Таблица 1.17. - Показатели кормовой ценности продуктов из белково-углеводного молочного сырья

*  Расчетная урожайность овса 20 ц/га.

Для того чтобы правильно оценить состояние переработки белково-углеводного сырья в нашей стране и обозначить тенденции на перспективу, целесообразно оценить состояние переработки до начала реформ начатых после 1990 г. (например, за период 1985-1990 гг.), и за период после начала реформ (1991-1996 гг.).

Период до 1990 г. характеризовался постоянным ежегодным ро­стом производства молока (данные по СССР): 1965 г – 72,6 млн. т, 1975 г. - 90,8 млн., 1985г. - 98,6 млн., 1986 г. – 102,2 млн. т. Госзакупки товарного молока на переработку составляли около 70 % от его производства, в 1986 г. - 71 млн. т. В 1990 г. по России производство молока составило 55,7 млн. т, а госзакупки – 40,1 млн. т, т.е. 83 % от производства.

Известно, что теоретический выход молочной сыворотки - око­ло 90 % от массы перерабатываемого молочного сырья. Однако фактически он был установлен от 65 до 80 %. Иными словами, только предусматриваемые нормами потери молочной сыворотки составляли от 10 до 25 %. В 1975 г. в промышленности было пере­работано лишь 13,7 % молочной сыворотки. Потери молочной сыворотки составили 1270 тыс. т, т.е. 15,8 % от полученных ресур­сов. Основные объемы молочной сыворотки использовали крайне нерационально (в основном на скармливание сельскохозяйствен­ным животным в натуральном виде). Все это приводило к сниже­нию экономической эффективности производства и использования дорогостоящего молочного сырья, загрязнению окружающей среды. Необходимы были дополнительные научные исследования по созданию продуктов и полуфабрикатов на основе молочной сыворотки для применения в пищевых, кормовых и технических направлениях, обеспечивающих максимальное использование всех компонентов молочного сырья.

В результате проведенной работы объемы переработки молоч­ной сыворотки возросли с 13,7 % от получаемых объемов в 1975 г. до 50 % и более в 1985-1989 гг.

Потери молочной сыворотки постепенно сократились и соста­вили в 1978 г. 1228 тыс. т, или 12,5 % от полученных ресурсов; в 1979 г. - 988 тыс. т, или 9,7 %; в 1980 г. - 640 тыс. т, или 6,2 %; в 1981 г. - 506 тыс. т, или 4,9 %; в 1982 г. - 300тыс. т, или 2,8 %.

В 80-х годах было разработано множество различных технологий и направлений переработки молочной сыворотки, значительная часть разработок была внедрена в промышленность, уменьшились потери сыворотки, промышленная переработка возросла до 50 % от полу­чаемых объемов, половина перерабатываемой сыворотки использо­валась на пищевые цели.

Однако и в конце 80-х годов переработку молочной сыворотки в промышленности вели недостаточно эффективно, особенно при производстве пищевых продуктов.

В 1991—1993 гг. возврат сыворотки сельскому хозяйству в не­обработанном виде возрос до 68 %.

Реформы, начатые после 1990 г., нацеливали на создание в аг­ропромышленном комплексе, в том числе в перерабатывающих отраслях промышленности, многоукладной экономики: образо­вались государственный, частный, коллективный, кооператив­ный, акционерный секторы экономики, созданы разнообразные типы агропромышленных формирований и производственных объединений — агрофирмы, акционерные общества, научно-производственные объединения, ассоциации, союзы, совместные предприятия, финансово-промышленные группы. Создание этих формирований происходило в условиях плохо сформировавшегося рынка, обвальной либерализации цен и приватизации, что при­вело к высокому уровню инфляции и различным финансовым неурядицам. Влияние государства на все эти процессы оказа­лось минимальным. Разрушились производственные и сырьевые связи со странами СНГ и в большей степени внутри России. Сократились закупки необходимого для пищевой промышлен­ности импортного сырья, вспомогательных материалов, запасных частей к импортному оборудованию. Резко увеличился импорт различных пищевых продуктов, в том числе молочных. Изме­нились покупательский спрос и финансовые возможности по­требителей.

Все это существенно повлияло на производство и заготовку сырья (в том числе молока), объемы переработки, ассортимент продукции, общее состояние перерабатывающих предприятий.

В результате аграрной реформы объем валовой продукции в 1995 г. в сельском хозяйстве по сравнению со среднегодовыми показателями за 1986—1990 гг. снизился на 44 %. В связи с этим производство основных продуктов питания сократилось почти вдвое (на 60 %), в том числе мяса и субпродуктов I категории умень­шилось на 71 %, молочных продуктов в целом - на 29, масла животного - на 53, цельномолочной продукции - на 77, сыров - на 54, молочных консервов - на 45%, СОМ и ЗЦМ - в 2 раза. Производственные мощности молочных предприятий были загру­жены лишь на 37,6 %.

Потребление молока на душу населения за этот период сокра­тилось с 386 до 257 кг в год, т.е. на 34 %. Падение объемов про­изводства в ряде отраслей пищевой промышленности, в том числе и в молочной, продолжалось и в 1996 г. В прогнозе на 1997 г. предусматривалось увеличить выработку всех молочных продуктов по сравнению с 1996 г. в среднем лишь на 3—4 %.

Сократились ресурсы молока, поступающего на промышленную переработку. Если в 1990 г. валовое производство молока состав­ляло 55,7 млн. т и закупки - 39,8 млн. т, или 71,4 % ресурсов, то в 1995 г. производство составило 39,3 млн. т, а закупки - лишь 15,9 млн. т, или 40,4 % ресурсов.

Стремительно растут средние закупочные цены на молочное сырье, основные, вспомогательные и тароупаковочные мате­риалы. Продолжают расти цены на машины, оборудование и энергоносители, которые опережают рост цен на сырье.

Одновременно со снижением собственного производства в большом объеме завозится импортное продовольствие.