Дымар О. В., д.т.н., профессор, технический директор
Дымар Т. И., директор, представительство «MEGA a.s.» (Чешская Республика) в Республике Беларусь
Резюме: В статье описаны основные направления применения деминерализованной молочной сыворотки и ее возврата в производство молочных продуктов, что особенно актуально для производств с небольшим объемом сыворотки. Показаны технологические подходы, обеспечивающие возможность применения деминерализованной сыворотки и продуктов ее переработки при создании молочных продуктов с улучшенными вкусовыми характеристиками и функциональными свойствами.
Российский рынок молочных продуктов предлагает широкий ассортимент, от классических сыров, ряженки, кефира, «Снежка» до уникальных традиционных кисломолочных продуктов, как кумыс, айран, мацони, варенец, изготавливаемых с соблюдением старинных рецептов и технологий.
Современные потребительские предпочтения все больше указывают на возрастающий интерес к функциональным продуктам питания, которые сочетают в себе традиционные вкусы с дополнительными полезными для здоровья свойствами, как например, повышенное содержание белка, снижение потребления сахара или безлактозные продукты. Важно отметить, что производители активно разрабатывают новые продукты, ориентированные на здоровый образ жизни и современные тенденции, сохраняя при этом национальные традиции. В этом контексте деминерализованная сыворотка и ее составляющие могут стать ключевыми ингредиентами, которые соответствует данным трендам и могут быть использована как ценная составляющая для производства молочных продуктов, улучшающая их питательную ценность. Кисломолочные напитки, йогурты, сыры, мороженое, обогащенные деминерализованной сывороткой, концентратами сывороточных белков, лактозой или глюкозо-галактозным гидролизатом сыворотки, приобретают не только улучшенный вкус, но и добавленную функциональную пищевую ценность, сохраняя при этом традиционные вкусовые характеристики, что делает их привлекательными для потребителей.
В данном аспекте применение таких технологий как нанофильтрация и электродиализ в переработке молочной сыворотки открывает новые возможности для улучшения качества и вкуса традиционных молочных продуктов. Эти методы позволяют эффективно отделять и концентрировать ценные белки и лактозу, удаляя кислоту и излишки минералов, что способствует улучшению органолептических свойств продуктов переработки сыворотки. Кроме того, внедрение технологий нанофильтрации и электродиализа и более полное использование всех продуктов переработки молока позволяют производителям наряду с улучшением качества молочной продукции снизить экологический след производства, что делает данные технологии более привлекательными в глазах экологически осведомленных потребителей.
Цель данной статьи рассказать о возможных направлениях использования деминерализованного концентрата сыворотки для улучшение вкуса и функциональных свойств молочных продуктов.
На данном этапе необходимо понимать, что переработка сыворотки — это не только производство сухой сыворотки, но в свете современных трендов — также ее возврат в технологический процесс выработки молочных продуктов. А для предприятий с малым количеством сыворотки — это своеобразная «палочка-выручалочка» в решении вопросов ее использования. Конечно, при наличии на предприятии количества сыворотки порядка 500-1000-2000 т/сут. и более, рациональным способом ее переработки является производство сухих продуктов и ингредиентов сыворотки, но уже при количестве менее 500 т/сут. строительство новых сушильных производств видится не слишком экономически целесообразно и должно рассматриваться отдельно исходя из конкретных условий производства, а при её малых количествах до 200 т/сут. выгода от сушки сомнительная даже на имеющихся мощностях. Вместе с тем, относительно небольшие объемы сыворотки — это неизбежность, и необходимо иметь рабочие схемы включения этого вида молочного сырья в технологический цикл производства молочной продукции.
Низкое содержание сухих веществ, высокая зольность сыворотки, а для ее кислых видов наличие значительного количества молочной кислоты, в нативной сыворотке не позволяет ее прямо использовать в рецептурах. В связи с этим сложилось базовое понимание, что начальным этапом переработки сыворотки является ее концентрирование на баромембранных установках до содержания сухих веществ 18-22 %, а для кислых видов обязательным является проведение физического удаления молочной кислоты методом электродиализа.
Предел концентрирования сыворотки 22 % обусловлен низкой температурой проведения данного процесс — 8-12 °С, обеспечивающей снижение рисков микробиологической порчи продукта для молочной отрасли. Повышение содержания сухих веществ при такой температуре приводит к началу спонтанной кристаллизации лактозы, что в большинстве случаев неприемлемо. Способность некоторых новых баромембранных установок достигать гораздо большего содержания сухих веществ в концентрате до 45 % требует перехода к более высоким температурам — выше 55 °С. Однако в этом диапазоне температур есть риски значительной денатурации белков, а также отсутствует значимый массив экспериментальных данных, что не позволяет в настоящее время рассматривать его как альтернативу холодному процессу, но в ближайшем будущем — почему бы и нет?
Схема использования сыворотки концентрированной деминерализованной (рис. 1) позволяет, исходя из производственных возможностей, типа и объемов имеющейся на предприятии сыворотки, выбрать рациональное направление её применения в производстве молочных продуктов. Если объемы сыворотки относительно небольшие и примерно совпадают с объемами производства предприятием жидких молочных продуктов, то возможна модификация рецептур последних с расчетом применения в качестве ингредиента деминерализованного концентрата. Применение процесса электродиализа позволяет использование в качестве исходной также кислой творожной сыворотки (табл. 1). При составлении конкретных рецептур и нейминга продуктов необходимо особое внимание уделять правильному оформлению технологической документации и корректному наименованию продуктов в соответствии с действующими ограничениями ТР ТС 033/2013 «О безопасности молока и молочной продукции».
Рисунок 1 – Схема использования сыворотки концентрированной деминерализованной в производстве молочных продуктов с улучшенными вкусовыми и функциональными свойствами
Таблица 1 – Органолептические характеристики кисломолочных напитков, изготовленных с использованием сыворотки концентрированной деминерализованной с уровнем отсоления 70 %
Технология разделения деминерализованного концентрата сыворотки на белковую составляющую (концентрат сывороточного белка) и фракцию с высоким содержанием лактозы (пермеат) открывает новые возможности для инноваций в пищевой промышленности. Сыворотка концентрированная деминерализованная и ее составляющие могут быть использованы (рис. 2) как компоненты для повышения сухих веществ выпускаемого продукта, для обогащения белком, как структурообразователь или заменитель сахара. Применение гидролизата деминерализованной сыворотки способствует созданию продуктов с пониженным или нулевым содержанием лактозы, что важно для потребителей, страдающих непереносимостью этого сахарида. Глюкозо-галактозный гидролизат сыворотки или её УФ-пермеата может быть использован в рецептурах йогуртов и других кисломолочных напитков и позволяет значительно снизить или вообще исключить в них добавление сахара. В этом случае имеет технологический смысл концентрирование сыворотки или УФ-пермеата, гидролиз и сгущение до содержания сухих веществ 40-60 %. Еще хочется отметить, что при продолжительной тепловой обработке гидролизованная сыворотка склонна к образованию меланоидинов. Это свойство можно использовать при производстве топленых продуктов типа ряженка, варенной сгущенки или кондитерских начинок.
Рисунок 2 – Схема использования сыворотки концентрированной деминерализованной в производстве сладких творожных продуктов
Интересной технологической возможностью является возможность использования деминерализованного концентрата сыворотки как сырья для производства белковых продуктов из сыворотки: КСБ-УФ и термокислотного сыра типа Риккота. При этом необходимо понимать, что производство КСБ-УФ с содержанием белка в сухих веществах более 35 % из НФ/ОО-концентрата сыворотки потребует диафильтрации (рис. 3).
Концентрат сывороточного белка (КСБ) находит все более широкое применение не только в спортивном питании, но и в пищевой промышленности благодаря своим высоким питательным качествам и функциональным свойствам. Внесение КСБ в рецептуры позволяет скорректировать белковый профиль продуктов, что особенно важно для людей, соблюдающих диету с повышенным содержанием белка или стремящихся к увеличению мышечной массы. Кроме повышения питательной ценности, использование КСБ в кисломолочных напитках, йогуртах и других молочных продуктах способствует улучшению их текстуры и вкуса.
Белковый сход с сепаратора, вибросита и концентрат микрофильтрации находят применение в творожных изделиях и плавленых сырах как белково-жировой компонент рецептур таких продуктов.
Рисунок 3 – Схема переработки сыворотки на КСБ (WPC) и пермеат
Технологические исследования [2] показали, при производстве термокислотного сыра типа Риккота предварительное концентрирование сыворотки на установке нанофильтрации существенно увеличивает степень использования белков и сухих веществ и, соответственно, выход готовой рикотты. Также при использовании предварительно концентрированной сыворотки в 2-3,5 раза сокращается объем котлов, на нагрев сырья при отваривании тратится в 2-3,5 раза меньше тепла, уменьшается расход кислоты для снижения рН при коагуляции и увеличивается степень использования белка. По органолептическим показателям получаемые продукты отвечают предъявляемым к данному виду мягкого сыра требованиям, имеют свежий молочный вкус и нежную мягкую консистенцию. Кроме того, в данном технологическом процессе возможно производства рикотты из НФ ЭД концентрата кислых видов сыворотки [2, 3], обработанных на электродиализе до уровня 60-80 %. При этом выход готовой продукции, степень использования белка и сухих веществ, в целом, соответствуют аналогичным показателям для продукта, полученного из подсырной сыворотки.
Выводы:
С учетом растущего спроса на высококачественные и доступные пищевые ингредиенты, использование деминерализованного концентрата сыворотки и ее составляющих, как концентратами сывороточных белков, лактоза или глюкозо-галактозный гидролизат сыворотки, открывает новые возможности для инноваций в пищевой промышленности. Интеграция деминерализованной сыворотки в производство традиционных молочных продуктов позволяет производителям повысить питательную ценность и улучшить вкусовые качества выпускаемой продукции, соответствуя современным потребительским трендам.
Литература:
1. Переработка сыворотки. Процессы, оборудование, технологии. О. В. Дымар [и др.]; под общей редакцией О. В. Дымара. – Минск: Колорград, 2023. – 361 с. : ил.
2. Применение баро- и электромембранных методов обработки сыворотки при производстве сыра «РИКОТТА» Сыроделие и маслоделие. РФ. №3 2020. С. 46-49. Соколовская Л. Н., Миклух И. В., Беспалова Е. В., Дымар О. В.
3. МакСуини, П. Л. Сыр. Научные основы и технологии. В 2-х т. Т. 2. Технологии основных групп сыров / П. Л. МакСуини, П. Ф. Фокс, П. Д. Коттер, Д. У. Эверетт – СПб. : Профессия – 2019. – 572 с.
| Дымар Олег Викторович, Доктор технических наук, профессор +375 44 774 53 15 dymarov@tut.by Технический директор Представительство АО «MEGA a.s.» (Чешская Республика) в Республике Беларусь 220113 г. Минск, ул. Мележа 5/2, помещение 1201, офис 23. | Dymar Oleg Viktorovich Рh.D, D.Sc., Professor. +375 44 774 53 15 dymarov@tut.by Technical Director Representative office of «MEGA a.s.» (Czech Republic) in the Republic of Belarus 220113 Minsk, ul. Melezha 5/2, pomeshchenie 1201, of. 23. |
