Прогрессивные технологии переработки молочной сыворотки.
Большой практический интерес для молочной промышленности как на ближайшую, так и на более отдаленную перспективу представляет освоение прогрессивных мембранных процессов, таких, как обратный осмос, нанофильтрация, ультрафильтрация, микрофильтрация и электродиализ, получивших широкое практическое применение в странах с развитой молочной индустрией.
По информации экспертов ММФ, объем продаж мембран и мембранного оборудования, предназначенных для переработки молочного сырья, динамично растет с темпами от 12 до 15% в год и в 2005 г. превысил 20 млрд. долларов.
Мембранные процессы основаны на фракционировании многокомпонентного жидкого субстрата (в нашем случае молочной сыворотки) с помощью мембран различной пористости, обеспечивающих разделение системы на фракции «концентрат» и «фильтрат» в соответствии с размерами молекул компонентов.
Полупроницаемые мембраны различной пористости при этом выступают в роли «молекулярного сита», проницаемого для молекул, размер которых менее диаметра пор, и задерживающего молекулы размером более диаметра пор.
Использование того или иного мембранного процесса или сочетания процессов позволяет не только выделить тот или иной компонент из многокомпонентной системы, но и сконцентрировать его до определенного уровня без изменения нативных свойств, что обеспечивает возможность получения широкой гаммы продуктов заданного состава и свойств.
В настоящей статье показаны возможности, открываемые в результате использования как отдельных мембранных процессов, так и их сочетания при переработке молочной сыворотки (см. блок-схему).
В частности, с помощью микрофильтрации возможно одновременное выделение и концентрирование жировой и казеиновой фазы сыворотки.
Получаемая при этом т.н. «эмульсия-суспензия» имеет примерно равное содержание жира и белка и может быть использована в производстве сырково-творожных изделий, плавленых сыров и других белково-жировых продуктов.
Далее с помощью ультра- и диафильтрации белково-углеводно-минерального пермеата возможно получение растворимых сывороточных белковых концентратов и изолятов с содержанием белка от 35 до 85%, необходимых для производства продуктов детского, диетического и геронтологического питания, а также специальных высокобелковых питательных смесей для различных категорий потребителей (от медицинского до спортивного питания).
Использование процесса нанофильтрации наиболее целесообразно для предварительного концентрирования как исходной молочной сыворотки при производстве сгущенных и сухих продуктов, поскольку обеспечивает на порядок меньший расход энергоресурсов по сравнению с вакуумной дистилляцией и одновременную частичную его деминерализацию, так и при концентрировании углеводно-минерального пермеата.
Иммобилизация на конструктивных элементах мембранных установок фермента â-â- галактозидазы- конверсию лактозы во фруктозу и лактулозу – углевод, обладающий уникальными бифидогенными свойствами. галоктозидазы обеспечивает гидролиз дисахарида лактозы до моноз- глюкозы и галактозы, а ферментов глюкоизомеразы и транс-
Аналогичная иммобилизация протеаз различной специфической активности позволяет получать продукты гидролиза (пептиды с различной молекулярной массой), обладающие совершенно уникальными биологическими и функциональными свойствами так называемых биоактивных пептидов, играющих очень важную физиологическую роль в организме.
Использование метода электродиализа наиболее целесообразно при производстве концентратов (сгущенных и сухих) деминерализованной молочной сыворотки, как натуральной, так и с предварительно гидролизованной или изомеризованной лактозой.
Именно деминерализация обеспечит в перспективе широкомасштабное использование концентратов молочной сыворотки в производстве не только новых видов молочных продуктов, но и широкого ассортимента пищевых продуктов массового спроса: хлебобулочных, кондитерских, напитков, мороженого и др.
По большинству из перечисленных направлений разработаны промышленные технологии, по некоторым в настоящее время проводятся необходимые исследовательские работы.
Комплексное применение мембранных процессов при переработке молочной сыворотки открывает широкие возможности направленного регулирования состава и свойств получаемых продуктов, обладающих требуемыми функциональными свойствами, производство которых другими известными методами практически невозможно, обеспечивая одновременно наиболее полное использование всех ее ценных компонентов.
Для обеспечения практического использования прогрессивных технологий ВНИИМС совместно с НПО «Элевар» (г. Москва) созданы промышленные микро- и ультрафильтрационные установки на основе отечественных трубчатых фильтрующих элементов с селективным слоем из карбида кремния (SiC) и нано- и ультрафильтрационные установки на основе отечественных полисульфонамидных рулонных фильтрующих элементов.
Одновременно с Московским производственным объединением «Аквамин» создана промышленная электродиализная установка на основе отечественных гетерогенных катионо- и анионоселективных мембран.
Таким образом, проведенные исследования создали реальные предпосылки для широкого применения мембранных технологий, так называемых технологий XXI века, в молочной промышленности.
Канд. техн. наук Кравченко Э.Ф.
ГНУ ВНИИ маслоделия и сыроделия, г. Углич
Контактный телефон. 8 (48532) 5-09-46
