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”.
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.
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.
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 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 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. |