Через сутки активного брожения кислотность сыворотки достигает 150 —200 °Т, что замедляет действие бактерий. Поэтому сыворотку раскисляют (нейтрализуют) до 100 – 120 °Т (рН около 5). В качестве нейтрализатора используют меловое молоко, приготовленное из прокаленного углекислого кальция (мела) и пастеризованной воды. Нейтрализация протекает по следующей схеме:
4С3Н6О3 + 2СаСО3 = 2(С3Н5О3)2Са + 2СО2 + 2H2O
Молочная Карбонат Лактат
кислота кальция кальция
Молекула лактозы (342 части) дает четыре молекулы молочной кислоты (360 частей), для нейтрализации которых необходимы две молекулы углекислого кальция (200 частей). Например, для нейтрализации 1 т сгущенной в 3 раза сыворотки (144 кг лактозы и 151,2 кг молочной кислоты) необходимо: 200∙151,2/360 = 84 кг чистого мела.
При внесении мелового молока полученную смесь тщательно перемешивают. Нейтрализуют ее обычно 2 раза в сутки при кислотности сыворотки выше 150 °Т.
Окончание брожения определяют по остаточному содержанию лактозы, которое не должно превышать 0,4 %. Обычно брожение завершается за 6 – 7 сут (без внесения интенсификаторов). По окончании брожения микрофлору инактивируют, нагревая смесь до 80 – 85 °С. При этом в осадок выпадают остаточные белки и некоторые соли.
Смесь нейтрализуют известковым молоком до кислотности 5 — 10 °Т. Количество извести рассчитывают по формуле
Ки = Кс(Тн – Тк)А
где Ки – масса извести, кг; Кс – масса сыворотки, кг; Тн – кислотность сыворотки начальная, °Т; Тк - кислотность сыворотки желаемая, °Т; А - коэффициент [для Са(ОН)2 равен 0,037; для СаО – 0,028].
Нейтрализованную сыворотку после тщательного перемешивания очищают от взвешенного осадка путем, отстоя, фильтрации или центрифугирования. Осадок состоит из белка, содей, а фильтрат содержит молочнокислые кальций (лактат кальция).
Для получения молочной кислоты фильтрат после охлаждения до 45 — 50оС обрабатывают серной кислотой.
(С3Н5О2)2Са + Н2SО4 = 2С3Н6О3 + СаSО4
Лактат Серная Молочная Гипс
кальция кислота кислота
Серная кислота отщепляет кальций от лактата кальция, образуя нерастворимый, легко удаляемый осадок — сульфат кальция (гипс). Для обработки 1 т сыворотки требуется (по расчету) около 48 л серной кислоты 93 %-ной концентрации. При обработке сыворотки серной; кислотой смесь тщательно перемешивают, после чего фильтруют или отстаивают.
Раствор молочной кислоты (лактат) сгущают до желаемой концентрации и получают техническую молочную кислоту. Затем молочную кислоту осветляют (очищают) различными способами, среди в промышленности наибольшее распространение получили еле перекристаллизация с обработкой сорбентами (рафинация); экстрагирование растворителями (спирт, ацетон и др.); фракционная перегонка. В последнее время разработаны способы очистки молочной кислоты ионитами.
В качестве исходного сырья для получения молочной кислоты ряду с сывороткой можно использовать мелассу — отход производства молочного сахара. Для сбраживания в этом случае рекомендует применять ацидофильную палочку со стимуляторами или без них. сутки в молочную кислоту превращается 2,5—3,5% лактозы. В качестве стимулятора рекомендуется использовать дрожжевой автолизат (0,15 %) или 0,3 % солода, а также витамины группы В.
Представляет интерес разработанный в Чехословакии процесс получения молочной кислоты из сыворотки.
В Воронежской государственной академии была изучена динамика получения молочной кислоты из молочной сыворотки периодическим способом.
В качестве культуры, продуцирующей молочную кислоту, использовали типовой штамм Lb. bulgaricus, применяемый в качестве закваски на молочных предприятиях. Культивирование проводили в ферментаторе при температуре 43±1°С и скорости вращения мешалки 100 об/мин. Питательной средой служила депротеинизированная творожная сыворотка с добавлением 0,1 % массы кукурузного экстракта.
Динамика накопления молочной кислоты и изменение показателей питательной среды при культивировании периодическим способом показаны на рис. 3.38.
Рисунок. 3.38.
Рисунок 3.38. – Динамика процесса получения тонной кислоты периодическим способом: 1 – молочная кислота; 2 – рН; 3 – количество бактерий;4 – содержание лактозы
Как видно из графиков, за 24 ч культивирования в культуральной среде накапливается до 1,2 % молочной кислоты при снижении содержания лактозы от 3,2 до 0,23 %. При этом число живых клеток в 1 см3 бактерий через 19 ч достигает максимума - 1300 · 106, а через24 ч уменьшается до 570 · 106, что свидетельствует о затухании роста биомассы. Следовательно, процесс образования молочной кислоты периодическим способом заканчивается через 24 ч. Увеличение первоначальной концентрации лактозы в питательной среде дает незначительный эффект.
При получении молочной кислоты способом ферментации молочной сыворотки с периодической нейтрализацией молочной кислоты гидроксидом кальция и подпиткой лактозосодержащим раствором (сгущенной осветленной сыворотки с содержанием лактозы 40 %) динамика размножения микробных клеток по форме не меняется, но процесс удлиняется до 6 – 8 сут. В результате ферментации с периодической подпиткой лактозосодержащим раствором через 7 – 8 сут в культуральной жидкости накапливается до 12 — 14 % диктата кальция.
Ферментация сыворотки с периодической подпиткой позволяет значительно уменьшить производственные объемы ферментационных установок при том же объеме перерабатываемого сырья и, кроме того, снизить расход пара на упаривание культуральной жидкости при производстве молочной кислоты.
ВНИИ пищевых ароматизаторов, кислот и красителей предложен следующий процесс получения молочной кислоты. В пастеризованную молочную сыворотку вносят 6 – 8-часовую закваску из молочнокислых бактерий в количестве 8 — 10 %. Сыворотку сбраживают, затем осветляют сепарированием и пастеризуют. Повторно осветляют фильтрованием и удаляют лактаты кальция и натрия на ионообменной колонке, наполненной катионами КУ-2-8.
Концентрирование раствора молочной кислоты, полученного из сброженной сыворотки, осуществляется одно- или двухступенчатым вымораживанием.
Себестоимость 1 т молочной кислоты 40 %-ной концентрации более чем в 2 раза ниже, чем себестоимость молочной кислоты, выпускаемой традиционными способами из сахаросодержащего сырья.
Большой интерес представляет возможность использования иммобилизированных клеток дрожжей и молочнокислых бактерий для гидролиза лактозы молочной сыворотки. Большие перспективы имеет использование в качестве адсорбентов природных полисахаридных гелей – каррагинана и альгината, получаемых из морских водорослей и широко используемых при производстве кондитерских изделий. Установлено, что они химически инертны, обладают хорошими диффузионными качествами — поры не позволяют микроорганизмам, включенным в их ячейки, выйти наружу и в то же время не препятствуют свободному продвижению через них субстратов и продуктов. При полимеризации смеси, содержащей суспензию бактериальной или дрожжевой культуры и растворы этих полисахаридов, в солевой среде образуются шарики диаметром 0,3 – 0,4 мм, внутри которых находятся клетки микроорганизмов.
Такой биокатализатор можно поместить в колонку и, пропуская через нее субстрат, получить искомый продукт в чистом виде. Глубина сбраживания субстрата будет зависеть от скорости продвижения субстрата и может регулироваться.
При ферментации молочной сыворотки иммобилизованными клетками молочнокислых бактерий – стрептококков и дрожжей кумысной расы, сбраживающими лактозу в течение 72 ч при , 30 оС, установлено, что иммобилизация бактерий интенсифицирует этот процесс (рис. 3.39).
Рисунок 3.39.
Рисунок 3.39. – Бродильная активность обычных и иммобилизованных клеток микроорганизмов яри инкубации их в сыворотке в течение 72 ч: 1 – обычные клетки кумысных дрожжей; 2 – иммобилизованные клетки кумысных дрожжей; 3 – смешанные культуры обычных клеток стрептококков и кумысных дрожжей; 4 – смешанная культура иммобилизованных клеток стрептококков и кумысных дрожжей
Микроскопический анализ продукта ферментации иммобилизованными микроорганизмами не выявил наличия в нем клеток этих культур. Пористость геля такова, что клетки её могут свободно выходить наружу, но активно ферментируют субстрат. Это свидетельствует о возникновении нового поколения бактериальных заквасок – иммобилизованных заквасок для молочной промышленности.
Одно из важнейших преимуществ иммобилизованных клеток – способность длительно сохранять физиологическую активность. Благодаря этому такие биокатализаторы можно использовать многократно. Установлено, что одна и та же порция закваски, содержащая иммобилизованные клетки дрожжей и молочно-кислых бактерий, может быть использована 3 – 5 раз. При этом конечный продукт после последующих ферментации был по основным показателям такой же, как и после первой. Это создает принципиальные предпосылки для разработки неприрывных процессов при помощи биопрепаратов с иммобилизированными клетками.
3.5.1.2. Лимонная кислота. Разработано несколько способов получения лимонной кислоты на основе молочной сыворотки. Лимонная кислота с использованием продуцентов в виде А. niger (штамм Л-1 и № 82) глубинным способом может быть получена из любого вида молочной сыворотки. Выход лимонной Кислоты в зависимости от титруемой кислотности приведен ниже:
| Кислотность, оТ | Выход лимонной кислоты, % | Кислотность, оТ | Выход лимонной кислоты, % |
| 56 | 1,1 | 119 | 2,1 |
| 72 | 1,1 | 122 | 2,4 |
| 84 | 1,25 | 130 | 2,4 |
| 93 | 1,75 | 143 | 1,63 |
| 102 | 2 | 150 | 1,5 |
Максимальный выход лимонной кислоты наблюдается при кислотности 102 – 130 оТ. Изучение кинетики процесса показало медленное (в течении более 100 ч) расходование лактозы.
Выход лимонной кислоты зависит от содержания сухих веществ в исходном субстрате, что показано ниже:
| СВ, % | 6 | 10 | 12 | 24 | 30 | 36 | 40 |
| Выход лимонной кислоты, % | 2 | 5,4 | 6,3 | 6,9 | 3,7 | 1,3 | Следы |
В пересчете на 1 т молочной сыворотки максимальный выход лимонной кислоты (32,4 кг) получен на сгущенном до 10 % сырье.
Достаточно сложная схема позволяет сбраживать лактозу в лимонную кислоту с выходом до 20 кг продукта из 1 т сырья. Рентабельность производства находится на уровне 20 – 50 %. Кроме лимонной кислоты получается средство с содержанием 2,57 – 17,42 % лактозы.
Технологическая схема производства лимонной кислоты из
 |
молочной сы
воротки
3.5.2. Производство этилового спирта из молочной сыворотки по безотходной технологии. В молочной сыворотке исходным материалом для спиртового брожения является лактоза, из 100 кг которой теоретически можно получить 68,2 л 100%-ного алкоголя. В действительности выход спирта несколько ниже, что связано как с условиями технологического процесса, так и с физиологическими особенностями используемых для брожения дрожжей.
Способностью сбраживать лактозу с образованием спирта обладают многие представители дрожжевой флоры. В связи с этим Институтом микробиологии НАН Белоруссии (М.В. Залашко с сотрудниками) проведена исследовательская работа по изысканию и селекции дрожжей. В результате подобраны и отселекционированы дрожжи Kluyveromyces marxianus Пр-8, которые способны активно (за 36 ч) сбраживать молочную сыворотку с концентрацией лактозы 12 % и обеспечивать в производственных условиях выход спирта 88 % от теоретического.
Базируясь на этом штамме, Институтом микробиологии совместно с БелНИКТИММПом разработана технология спирта из молочной сыворотки, внедренная в 1995 г. на Пружанском маслодельно-сыродельном заводе Брестской области.
Технологическая схема получения спирта включает следующие операции: приемка сырья; осветление (депротеинизации) сыворотки; концентрирование, пастеризация и охлаждение депротеинизированной сыворотки: получение производственных дрожжей; спиртовое брожение сыворотки; перегонка зрелой бражки и ректификация спирта.
Сыворотка сбраживается в емкостях из нержавеющей стали с перемешивающим устройством и барботерами. Для ускорения процесса спиртового брожения в подготовленную концентрированную сыворотку вносят производственную культуру дрожжей из такого расчета, чтобы концентрация дрожжевых клеток в сбраживаемой среде составляла не менее 150 млн/мл. Сбраживание происходит при постоянном перемешивании среды с периодической подачей воздуха или его рециркуляцией.
По окончании процесса брожения, когда содеожание лактозы в бражке составляет не более 0,5 %, а спирта в пределах 6 %, бражку через промежуточную емкость направляют на перегонку и ректификацию с использованием режимов, принятых в спиртовой промышленности.
Для реализации технологии при Пружанском маслодельно-сыродельном заводе Брестской области был построен специализированный цех, включающий отделения: приемки и подготовки сыворотки; получения чистой культуры дрожжей; брожения; брагоректификационное; купажирования, разлива и фасовки готовой продукции, а также лабораторию и спиртохранилище.
Паспортная производительность цеха – 90 т перерабатываемой сыворотки в сутки.
Для проведения процесса ректификации Академическим научно-техническим комплексом «Сосны» сконструирована и изготовлена брагоректификационная установка БРУ-300 производительностью 300 дал/сут.
На основе спирта производят несколько видов настоек и ликеров (вишневый, малиновый и др.).
Для использования образующейся при брожении лактозы углекислоты построен цех, который в настоящее время находится в пусковой стадии. Основной отход производства – послеспиртовую барду (богата дрожжами) – применяют для откорма животных в прилегающих к заводу колхозах.
Сотрудниками МГУ им. М.В.Ломоносова для сбраживания в этиловый спирт глюкозосодержащих субстратов разработан биокатализатор на основе живых клеток микроорганизмов. В качестве носителя использован криогель поливинилового спирта (ПВС) – дешевого и доступного гидрофильного синтетического полимера. Иммобилизованные в криогель ПВС дрожжи, сбраживающие глюкозу, представляют собой шарики геля диаметром 2 – 3 мм с включенными в них дрожжевыми клетками. Для сбраживания применяли сгущенную деминерализованную творожную сыворотку с гидролизованной лактозой с рН 4,5, кислотностью 70 оТ, концентрацией сухих веществ 20 %. Сбраживание иммобилизованными дрожжами осуществляли при температуре 28 оС. Продолжительность цикла определялась достижением степени утилизации глюкозы не ниже 80 %.
Установлено, что иммобилизованные дрожжи вполне удовлетворительно сбраживают сыворотку. Продолжительность одного цикла составляет 26 ч (табл. 20).
Таблица 20 – Показатели брожения дрожжей
| Клетки дрожжей | Номер цикла | Продолжительность цикла, ч | Выход спирта, % от теоретического | Конечное содержание спирта, % | Удельное количество спирта, % |
| Иммобилизированные | 1 | 32 | 79 | 2,2 | 0,4 |
| 2 | 30 | 68 | 1,9 | 0,3 | |
| 3 | 28 | 93 | 2,6 | 0,4 | |
| 4 | 27 | 97 | 2,7 | 0,4 | |
| 5 | 24 | 71 | 2,0 | 0,3 | |
| 6 | 23 | 89 | 2,5 | 0.4 | |
| 7 | 22 | 82 | 2,3, | 0,4 | |
| 8 | 22 | 93 | 2,6 | 0,4 | |
| 9 | 25 | 86 | 2,4 | 0,4 | |
| 10 | 25 | 86 | 2,4 | 0,4 | |
| Среднее значение | 26±3,0 | 84±8 | 2,4±0,3 | 0,4 | |
| Свободные | 17±1,0 | 68±4 | 1,8±0,2 | 0,3 |
Из табл. 20 видно, что среднее значение количества спирта в сыворотке по окончании цикла составляет 2,1 – 2,7 %, или 76 – 92 % от теоретического выхода этанола. При сбраживании сыворотки свободными дрожжами той же концентрации массовая доля этанола достигает в среднем 1,6 — 2,0 %, что составляет 64 —72 % от теоретического выхода.
3.5.3. Биопаста альбуминная. Во ВНИИМСе проведены исследования по созданию высокобелкового пробиотического продукта диетического назначения, на основе молочной сыворотки.
Наиболее распространенный в производственных условиях способ выделения белков из сыворотки – тепловая коагуляция при определенных значениях рН и температуры. Данный способ имеет ряд преимуществ. Во-первых, затраты на него как капитальные, так и эксплуатационные по сравнению с другими способами незначительны. Во-вторых, он пригоден для использования на молочных предприятиях любой мощности. В-третьих, выделение белков термокоагуляцией является частью технологических процессов ряда традиционных продуктов, вырабатываемых из молочной сыворотки на предприятиях отрасли (молочный сахар, осветленные сиропы, напитки и др.).
Кроме того, многочисленными исследованиями установлено, что, несмотря на то. что сывороточные белки в процессе выделения методом тепловой коагуляции подвергаются воздействию высоких температур, это не вызывает заметного снижении их биологической ценности. Усвояемость утих белков остается высокой.
Были осуществлены исследования по подбору бактериального концентрата симбиотичных штаммов молочнокислых и бифидобактерий для инокуляции альбуминной массы. Проведена сравнительная оценка динамики численности молочнокислых и бифидобактерий и остаточных микроорганизмов (дрожжей, плесеней, кишечной палочки) в процессе получения и хранения продукта, а также его свойств в зависимости от состава заквасочной микрофлоры и ее дозы. Осуществлены эксперименты по разработке режимов приготовления жидкой добавки из бакконцентратов бифидо- и молочнокислых бактерий. Полученные результаты позволили установить дозу бакконцентрата и продолжительность культивирования пробиотической микрофлоры при приготовлении жидкой бактериальной добавки. Для стимуляции размножения и активизации развития бифидобактерий испытан ряд стимуляторов, таких как кукурузный экстракт и микроэлементы.
Была определена оптимальная доза внесения в альбуминную массу жидкой пробиотической добавки, обеспесчивающая наибольшую сохранность бифидобактерий в продукте на уровне не менее 1∙106 КОЕ/г.
Экспериментальные данные показали, что обогащение продукта лактулозой оказывает положительное влияние на жизнедеятельность бифидобактерий, резко замедляя их вымирание. В продуктах, обогащенных лактулозой, бифидобактерий сохраняются в количествах, превышающих 1∙106 КОЕ/г вплоть до 7 сут.
Полученный продукт – «Биопаста альбуминная» представляет собой высокобелковый продукт, обогащенный про- и пребиотиками, не содержит консервантов и красящих веществ и предназначена для непосредственного употребления в пищу. Продукт содержит пробиотические микроорганизмы, которые благотворно влияют на состав и биологическую активность микрофлоры кишечного тракта. Учитывая высокое содержание легкоусвояемых сывороточных белков (альбумина и глобулина), а также активных клеток бифидобактерий в сочетании с бифидо-генным фактором – лактулозой, наиболее целесообразно использование биопасты в качестве диетического продукта, особенно при заболевании детей дисбактериозом.
Органолептические, физико-химические и микробиологические показатели «Биопасты альбуминной»
| Вкус и запах | Кисломолочный, со специфическим альбуминным привкусом и запахом |
| Консистенция | Пастообразная, однородная, допускается незначительного количества крупки |
| Цвет | Кремовый, однородный по всей массе |
| Массовая доля сухих веществ, % | 22,30±1,50 |
| Массовая доля белка, % | 12,75±0,50 |
| Титруемая кислотность, оТ | 106±3 |
| Количество жизнеспособных клеток бифидобактерий на окончание срока годности продукта (5 сут), КОЕ/г | (1-3)∙106 |
| Бактерии группы кишечных палочек в 0,01 г продукта | Отсутствует |
Разработанная технология доступна для освоения на предприятиях отрасли, оснащенных серийно выпускаемым оборудованием: теплообменниками, ваннами для самопрессования, заквасочниками, смесителями и фасовочными автоматами для пастообразных продуктов.
3.5.4. Сыворотка молочная сгущенная гидролизованная. Предназначена для использования в производстве плавленых сыров, хлебопекарной и кондитерской промышленности.
Технология изготовления сыворотки молочной сгущенной гидролизованной включает сбор сыворотке, пастеризацию, охлаждение, раскисление, ферментацию, инактивирование, сгущение, охлаждение, фасовку, упаковку, хранение и транспортировку. Схема технологической линии производства сгущенной гидролизованной сыворотки представлена на рисунке 3.40.
Творожную или подсырную сыворотку после сепарирования пастеризуют при температуре 62 — 65°С , с выдержкой 30 мин в ваннах для отваривания альбумина иди при 72 С с выдержкой 15 с на пластинчатых пастеризаторах, охлаждают до температуры 30 — 32°С и раскисляют двууглекислым натрием или динатрийфосфатом до рН 6,4 – 7,2. После этого в сыворотку фермент β-галактозиаду дрожжевого или грибного происхождения в количестве соответственно 0,25 или 0,3 кг на 1 т сыворотки и проводят процесс ферментации при температуре 30 – 32оС в течении 2 – 2,5 ч. После ферментации сыворотку нагревают до температуры 55 – 65 оС с целью инактивации фермента и подают на вакуум-выпарную установку для сгущения. Готовый продукт охлаждают и фасуют в молочные фляги или цистерны.
Хранится сыворотка при 10 °С не более 10 дней или при 20 – 25 оС не более 5 дней с момента выпуска.
По внешнему виду сыворотка молочная сгущенная гидролизированная – это густая текучая масса (допускается выпадения в осадок молочного сахара) с чистым запахом сладковато-солоноватый вкусом (для сыворотки творожной сгущенной гидролизированной — кислосывороточный); цвет — светло-желтый с зеленоватым оттенком; однородная по всей массе. Она содержит сухих веществ 40%; степень гидролиза лактозы – 50 %, кислотность 150±50 (для подсырной сыворотки) и 550±100 оТ (для творожной сыворотки).
Рисунок 3.40.
Рисунок 3.40. – Схема технологической линии производства молочной сгущенной гидролизованной сыворотки: I — сыворотка натуральная; II — сливки; III — сыворотка натуральная пастеризованная; IV — сыворотка натуральная обезжиренная; V — сыворотка гидролизованная натуральная; VI — сыворотка сгущенная гидролизованная.
1 — резервуар для сыворотки B2-OMB-6,3; 2 — насосы Г2-ОПБ; 3 — сепаратор А1-ОХС для очистки сыворотки от казеиновой пыли и молочного жира; 4 — пастеризатор Т1-ОУК трубчатый; 5 —резервуар сливкосозрева-тельный ОТН-5000; 6 — вакуум-выпарная установка «Виганд-2000»; 7 — насос НРМ-2; 8 — кристаллизатор-охладитель КСМ-67
3.5.5. Лактат кальция кормовой из молочной сыворотки. В ГУ ВНИИПАКК разработана технология переработки молочной сыворотки с получением лактата кальция кормового.
Лактат кальция лучше других кальциевых солей органических кислот растворяется в воде и не раздражает оболочку желудка – его раствор имеет нейтральную реакцию. Он является богатым источником кальция, легко ассимилируемым организмом, разрешен к применению в пищевой промышленности России, в странах Европейского экономического сообщества и многих других государствах в качестве пищевой добавки (Е 327). Добавление лактата кальция в корм позволяет активизировать ряд ферментов, способствующих повышению усвояемости кормов, поддерживать кальциевый пул в биологических жидкостях в требуемых границах.
Технологический процесс переработки молочной сыворотки состоит из следующих стадий: подготовка молочной сыворотки к сбраживанию, приготовление культуры молочнокислых бактерий, сбраживание сыворотки, обработка лактатсодержащего раствора, концентрирование и сушка лактата кальция кормового.
Подготовка к сбраживанию включает в себя процессы пастеризации и охлаждения сыворотки до температуры сбраживания. Приготовление культуры молочнокислых бактерий предусматривает культивирование продуцента, например, Lactobacillus bulgarkus, Lactobacillus acidophilus. Сбраживание сыворотки молочнокислыми бактериями осуществляется периодическим способом с нейтрализацией образующейся молочной кислоты кальциевым соединением до достижения массовой доли несброженной лактозы не более 0,1%. Обработка сброженного лактатсодержащего раствора включает пастеризацию и, при необходимости, последующее разделение жидкой и твердой фазы суспензии. Концентрирование жидкой фазы осуществляется вакуум-выпариванием до достижения массовой доли сухих веществ не менее 20%. Сушка концентрированного раствора лактатсодержащего продукта проводится до достижения массовой доли сухих веществ не менее 94%. При переработке 30 т сыворотки • сутки производится 2,7 т лактата кальция кормового. На 1 т целевого продукта расходуется 330 кг нейтрализующего агента. 190 кг питательной соли, а также 7,5 Гкал пара 800 кВтч электроэнергии.
Основное технологическое оборудование: бродильные и выпарные аппараты, сушильная установка. Продолжительность рабочего цикла переработки от пастеризации сыворотки до расфасовки готового продукта – 40 часов. Полученный продукт содержит около 45% лактата кальция, белковые и минеральные соединения.
В институте разработаны рекомендации по применению продукта в кормлении сельскохозяйственных животных и птицы. Контрольным тестированием, проведенным в лаборатории комбикормового цеха Санкт-Петербургского комбината хлебопродуктов, подтверждены рекомендации по использованию лактата кальция кормового в качестве лечебно-профилактической добавки в рационах птиц, крупного рогатого скота, свиней, пушных зверей. Особенно эффективно применение этой кормовой добавки для молодняка.
Во НИИПАКе разработана технология комплексного производства из молочной сыворотки лактатов кальция и натрия.
Введение лактата кальция в продукты детского питания, консервы, джемы и желе позволяет не только повысить их биологическую ценность, но и улучшить технологические свойства продуктов.
Применение лактата натрия обусловлено водосвязывающими, буферными, эмульгирующими, стабилизирующими, а также бактериостатическими свойствами. Его введение в продукты улучшает их вкус, придает им диетические свойства, увеличивает сроки хранения ряда продуктов и полуфабрикатов.
Технология лактатов из молочной сыворотки предусматривает сбраживание лактозы в молочную кислоту и последующее получение лактатов за счет нейтрализации молочной кислоты. Лактатсодержащие маточные растворы и осадки используют для получения кормовых добавок.
Фактический выход из 1 т сыворотки (32 – 49 кг лактозы) лактата кальция в 5-водной форме влажностью 2 % составляет 28,5 – 31,0 кг и лактата натрия в виде 40 %-ного раствора – 22,0 – 24,0 кг.
3.5.6. Сыворотка гидролизированная обогащенная лактатами (СГОЛ). В Республике Беларусь разработана технология и организованно промышленное производство сыворотки гидролизированной обогащенной лактатами (СГОЛ). Ее получают путем инкубирования пастеризованной сыворотки с молочными бактериями с последующим гидролизом. В зависимости от содержания сухих веществ СГОЛ может выпускаться двух видов:
- СГОЛ-1-6 (с массовой долей сухих веществ 6 %) – жидкий продукт желто-зеленого цвета со специфическим кисломолочным запахом.
- СГОЛ-1-40 (с массовой долей сухих веществ 40 %) – вязкая жидкость кремового цвета со специфическим запахом.
Срок хранения жидкого продукта при температуре 0 – 10 оС – 48 часов, сгущенного – до 6 месяцев.
Установлено, что в результате биотехнологического процесса с применением молочнокислых бактерий и глубокого гидролиза происходит ферментативный распад лактозы на глюкозу и галактозу, а также обогащение продукта различными биологически активными веществами. Продукт рекомендуется как натуральная витаминно-минеральная добавка к пище (детское, лечебно-профилактическое питание), а также как добавка при кормлении сельскохозяйственных и домашних животных.
3.5.7. Сыворотка молочная аммонизированная сгущенная. Вырабатывают из творожной сыворотки с добавлением водного аммиака с последующим сгущением. Предназначается в качестве добавки при откорме сельскохозяйственных животных.
Молочную аммонизированную сгущенную сыворотку вырабатывают двух видов: с массовой долей сухих веществ 30% (кислотность — не менее 300 °Т, массовая доля лактозы — не более 12%, массовая доля общего белка — не менее 8%); с массовой долей сухих веществ 50% (кислотность — не менее 500 °Т, массовая доля лактозы — не более 19%, массовая доля общего белка — не менее 14%). Консистенция сыворотки молочной аммонизированной сгущенной пастообразная, допускаются мелкие кристаллы лактозы или незначительный осадок белка.
Сыворотку можно хранить в резервуарах. Срок хранения готового продукта при нерегулируемой температуре с массовой долей сухих веществ 50% составляет не более 45 суток и с массовой долей сухих веществ 30% — не более 30 суток, в том числе на предприятии-изготовителе — соответственно не более 7 и 5 суток.
3.6. Молочный сахар и его производные *
Молочный сахар широко используют в молочной, кондитерской, пищевой промышленности, в производстве антибиотиков, продуктов детского питания фармацевтических препаратов, и др. В зависимости от назначения выпускают различные сорта и виды молочного сахара: молочный сахар-сырец (молочный сахар-сырец улучшенный), молочный сахар-сырец пищевой, молочный сахар рафинированный, молочный сахар фармакопейный, кристаллизат молочного сахара. Получение каждого вида молочного сахара включает совокупность приемов и методов удаления из молочной сыворотки несахаров (балластных веществ). Для выделения молочного сахара необходимы перенасыщенные растворы лактозы, что достигается путем концентрирования молочной сыворотки. Кристаллизация лактозы с обезвоживанием полученных кристаллов центрифугированием и сушкой обеспечивает получение готового продукта. При необходимости проводят повторную перекристаллизацию либо улучшают очистку на стадиях технологического процесса. Основным сырьем служит молочная подсырная и творожная сыворотка. Сырьем для производства молочного сахара могут служить ультрафильтраты (пермеаты) обезжиренного молока и молочной сыворотки, из которых удалены белки в нативном состоянии, а также соленая сыворотка с содержанием поваренной соли не более 0,5 %. Для получения молочного сахара-сырца используют и мелассу рафинированного молочного сахара.
Технологические схемы производства молочного сахара предусматривают получение продукта в основном в сухом виде. Однако разработаны технологии получения жидких лактозосодержащих сиропов. Это связано с тем, что в ряде случаев экономически более выгодно производство молочного сахара в виде сиропов высокой концентрации (60—65% сухих веществ), например сироп молочного сахара сироп лактолактулозы, которые рекомендованы для производства детских молочных продуктов. Такие сиропы особенно выгодны, когда они являются полуфабрикатами производства.
Производство молочного сахара по традиционной технологии основано на выделении части (около половины) лактозы, содержащейся в молочной сыворотке. Другие компоненты молочной сыворотки попадают в незначительном количестве в готовый продукт как нежелательные примеси, а в основном переходят в промежуточный продукт данного производства – мелассу, направляемую на переработку.
Использование основных компонентов молочной сыворотки по отношению к их содержанию в сыворотке при производстве молочного сахара приведено в табл. 3.43. и рис. 3.41.
Таблица 3.43. – Распределение компонентов молочной сыворотки в процессе производства молочного сахара, %
| Компоненты | Молочный сахар-сырец | Meласса | Альбуминное молоко | Потери |
| Сухие вещества | 38,0 | 39,0 | 22,0 | 1,0 |
| Лактоза | 50,0 | 36,6 | 12,6 | 0,8 |
| Минеральные вещества | 7,0 | 78,1 | 13,0 | 1,9 |
| Белки (азотистые вещества) | 0,7 | 46,0 | 51,6 | 5,0 |
| Жир | - | - | 95,0 | 5,0 |
В последние годы ведутся исследования по применению процессов ультрафильтрации и электродиализа в производстве молочного сахара. Белки молочной сыворотки выделяют на ультрафильтрационной установке, после чего ультрафильтрат деминерализуют на электродиализной установке. Полученный очищенный раствор лактозы сгущают и высушивают на распылительной сушилке. Выход молочного сахара при этом значительно возрастает. Выделенные сывороточные белки можно использовать при производстве многих пищевых продуктов.
Кроме того, разрабатывается метод кристаллизации молочного сахара в сгущенной неочищенной молочной сыворотке с последующим выделением молочного сахара с помощью пороговой центрифуги. Получаемый концентрат мелассы вместе с сывороточными белками можно направить на пищевые или кормовые цели.
Рисунок 3.41.
Рисунок 3.41. – Использование сухих веществ молочной сыворотки при производстве молочного сахара
Дата: 2019-05-29, просмотров: 718.
