Сывороточно-белковые концентраты и сывороточные белки

 Основное их назначение – повышение биологической ценности продуктов, в том числе для детского питания. Источником сывороточных белков служит молочная сыворотка в составе ее сухого вещества около 75% лактозы и до 15% белков, представленных в основном альбуминовыми и глобулиновыми фракциями (растворимая – лактальбумин и нерастворимая – лактоглобулин).

Сывороточные белки подразделяют на термолабильные и термоустойчивые. Термолабильными сывороточными белками называют часть белков (около 80% - лактальбуминовая и лактоглобулиновая фракции), способных осаждаться при подкислении до рН 4,6-4,7 после предварительной термической обработки (кипячение в течение 30 мин). Термоустойчивые белки – это часть сывороточных белков, не коагулирующих под действием кислоты, при рН 4,6-4,7 после предварительной термообработки молока (кипячение в течение 30 мин), но осаждаемых такими специфическими реактивами, как фосфорновольфрамовая или трихлоруксусная кислоты. Это так называемая протеозо-пептонная фракция.

В сывороточных белках присутствуют в оптимальном количестве такие незаменимые для организма аминокислоты, как триптофан, метионин, лизин, цистин и гистидин.

Выделение сывороточных белков основано на их физико-химических свойствах. В настоящее время широко распространены кислотно-тепловой способ коагуляции при значениях рН, близких к изоэлектрической точке, и мембранные методы (ультрафильтрация, ионный обмен, электродиализ и др.).

Ультрафильтрация – это процесс фильтрации под давлением через фильтры с размером пор не более 0,5 мкм. Цель ультрафильтрации сыворотки – задержка белковых фракций в концентрате. При этом лактоза, соли и другие низкомолекулярные соединения переходят в фильтрат. Концентрат, полученный при ультрафильтрации сыворотки, может содержать до 30% сухих веществ, из которых белки составляют 70-75%. Чтобы получить более высокое содержание белка, применяют диафильтрацию – концентрат разбавляют водой и вновь подвергают ультрафильтрации. При этом повышается масса белков в концентрате и снижается до желаемого уровня содержание лактозы и солей.

Ультрафильтрация позволяет получить неденатурированные белки, обладающие хорошей растворимостью, высокой водосвязывающей, эмульгирующей, желирующей и пенообразующей способностями. Эти функциональные свойства позволяют использовать сывороточные белки, содержащий ценные незаменимые аминокислоты, в производстве заменителей женского молока.

Концентрат сывороточный белковый, полученный методом ультрафильтрации (КСБ-УФ) (ТУ 10.02.02-44-87). При производстве КСБ-УФ подсырную сыворотку очищают от казеиновой пыли, сепарируют с целью выделения жира, пастеризуют при 72-75⁰С с выдержкой 15-20 с и охлаждают до 50-55⁰С. Затем проводят ультрафильтрацию до содержания сухих веществ в концентрате 18-19%. Полученный после ультрафильтрации концентрат с температурой 50-55⁰С подают в распылительную сушильную установку без дополнительного сгущения. Температура входящего воздуха составляет 160-170⁰С, а выходящего – 80-85⁰С.

Готовый сывороточный белковый концентрат (однородный тонкодисперсный порошок) упаковывают по 15-20 кг в бумажные четырехслойные мешки с двойными поэтиленовыми мешками-вкладышами с герметически заделанными швами. Продукт можно хранить при температуре 10⁰С в течение 6 мес.

Сухая деминерализованная сыворотка, полученная методом электродиализа (СД-ЭД) (ТУ 10-02-02-789-68-91). Электродиализ является электрохимическим методом, позволяющим извлекать частично или полностью ионы, содержащиеся в растворе, сохраняя другие вещества мало или же совсем неионизированными.

Действие метода электродиализа основано на принудительной диффузии ионов солей и кислот через мембраны под действием электрического поля. Электродиализ позволяет извлекать частично или полностью ионы, содержащиеся в растворе, при этом другие вещества остаются малоионизированными или совсем неионизированными. Процесс ведут при низкой температуре в течение короткого промежутка времени. СД-ЭД добавляют к коровьему молоку как источник сывороточных белков и лактозы.

Технология СД-ЭД включает: очистку сыворотки от жира и казеиновой пыли, пастеризацию, сгущение в вакуум-выпарном аппарате до концентрации сухих веществ 30-35%, электродиализную обработку при 50-55⁰С и распылительную сушку. Упаковку СД-ЭД осуществляют в бумажные непропитанные четырех- и пятислойные мешки с полиэтиленовыми вкладышами вместимостью 15-20 кг. Гарантийный срок хранения СД-ЭД составляет 6 мес при температуре не выше 10⁰С и относительной влажности воздуха не более 80%.

Растворимый сывороточный белок (РСБ).Его добавляют в диетические продукты для детского питания как источник легкоусвояемых биологически полноценных белков, а также для улучшения вкуса и консистенции продукта.

При производстве РСБ подсырную сыворотку очищают от казеиновой пыли и жира, пастеризуют при 74-75⁰С в течение 15-20 с, охлаждают до 4⁰С. Затем проводят ультрафильтрации при 8-10 или 50-55⁰С до содержания сухих веществ 23-26%. С целью более полного удаления лактозы и зольных элементов из концентрата проводят диафильтрацию. Для этого концентрат разбавляют водой в соотношении 1:9 и снова осуществляют ультрафильтрацию до содержания сухих веществ 22-25%. Полученный концентрат сушат в распылительных установках без предварительного сгущения. Температурные режимы сушки РСБ те же, что и сушки КСБ-УФ. Продукт на выходе из сушильной установки охлаждают, фасуют и хранят так же, как и КСБ-УФ. Срок хранения продукта составляет 4 мес.

Концентрат РСВ содержит около 80% растворимых сывороточных белков, незначительное количество лактозы (3-4%) и минеральных веществ (2,5-3%). Это деминерализованный и делактозированный концентрат сывороточных белков, обладающий хорошей растворимостью в воде, не имеющий вкуса и запаха. Возможно его применение при создании продуктов для детей, страдающих галактоземией.

Концентрат сывороточный белковый, полученный методом ультрафильтрации и электродиализа (КСБ-УФ/ЭД) (ТУ 49979-87).При производстве детских продуктов его используют в качестве белкового компонента. Процесс производства концентрата включает: очистку сыворотки от казеиновой пыли и жира, пастеризацию при 68-72⁰С с выдержкой 16-20 с и последующим охлаждением до 50-54⁰С, ультрафильтрацию до содержания сухих веществ в концентрате не менее 18%, электродиализ при 50-54⁰С до содержания минеральных веществ не более 0,53%, пастеризацию при 66-70⁰С в течение 16-20 с, охлаждение до 50-54⁰С, сгущение до содержания сухих веществ 32-34% и распылительную сушку.

Фасовку сухого КСБ-УФ/ЭД производят в бумажные четырех- и пятислойные мешки с двойными мешками-вкладышами из полиэтилена вместимостью 10 и 15 кг.

Срок хранения сухого концентрата составляет 6 мес при температуре не выше 8-10⁰С и влажности воздуха не более 85%. Требования, предъявляемые к качеству концентратов сывороточных белков, приведены в табл. 30.

Таблица 30

Органолептические, физико-химические и микробиологические показатели концентратов сывороточных белков