Состав и свойства молочной сыворотки. Пути использования на пищевые цели

Физические и химические, лечебные свойства молочной сыворотки, ее применение в косметологии и кулинарии. Использование молочной сыворотки при производстве кондитерских изделий и алкогольных напитков, в хлебопечении. Перспективы развития отрасли.

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное

высшего профессионального образования

Санкт-Петербургский национальный исследовательский

университет информационных технологий, механики и оптики

Институт холода и биотехнологий

Факультет пищевых биотехнологий и инженерии

Кафедра технологии молока и пищевой биотехнологии

Реферат на тему:

«Состав и свойства молочной сыворотки. Пути использования на пищевые цели»

Выполнила : студентка группы и2305 Егорова З.М.

Проверила: Забодалова Л.А.

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ ПЕРЕРАБОТКИ МОЛОЧНОЙ СЫВОРОТКИ

2. СОСТАВ МОЛОЧНОЙ СЫВОРОТКИ

3. СВОЙСТВА МОЛОЧНОЙ СЫВОРОТКИ

3.1 Физические и химические свойства молочной сыворотки

3.2 Лечебные свойства молочной сыворотки

3.3 Молочная сыворотка в косметологии

3.4 Молочная сыворотка в кулинарии

4. ПУТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МОЛОЧНОЙ СЫВОРОТКИ НА ПИЩЕВЫЕ ЦЕЛИ

4.1 Использование молочной сыворотки при производстве кондитерских изделий

4.2 Использование молочной сыворотки в хлебопечении

4.3 Напитки на основе молочной сыворотки

4.4 Производство алкогольных напитков из молочной сыворотки

При сепарировании молока, производстве сметаны, сливочного масла, натуральных сыров, творога и молочного белка по традиционной технологии получаются побочные продукты - обезжиренное молоко, пахта и молочная сыворотка, которые называют вторичным молочным сырьем. В своем составе эти продукты содержат все составные части молока, но только в других соотношениях. При разделении молока нетрадиционными методами получают ультрафильтрат и бесказеиновую фазу, которые по аналогии причисляют к молочной сыворотке.

Использование молочной сыворотки ограничено следующими факторами: низкими органолептическими показателями, несбалансированностью по основным пищевым веществам (высокое содержание лактозы при незначительном содержании белков по сравнению с молоком), невысоким периодом хранения. Принципиальное решение проблемы переработки молочной сыворотки связано с организацией производства сывороточных концентратов с направленным регулированием их белково-углеводного и минерального состава неэнергоемкими способами. В этой связи освоение передовой техники и технологии, обеспечивающей возможность направленного регулирования состава и свойства сырья в процессе его переработки, организацию безотходных технологических циклов при минимальных энергетических затратах, обусловливает перспективность и целесообразность их широкого практического применения. В большинстве случаев с помощью молочной сыворотки и ее отдельных компонентов можно осуществить коррекцию рационов, создать продукты с диетическими и функциональными свойствами. Кроме того, академик РАСХН А.Г.Храмцовым доказано, что переработка и использование продуктов из молочной сыворотки обходятся дешевле, чем производство эквивалентного количества молока в сельском хозяйстве.

Комплексную переработку молочной сыворотки можно наладить на основе изучения состава и свойства.

1.СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ ПЕРЕРАБОТКИ МОЛОЧНОЙ СЫВОРОТКИ

Переработка молочной сыворотки в России, несмотря на многочисленные разработки в этой области, сдерживается по нескольким причинам. Среди них можно выделить незначительные инвестиции в молочную промышленность, отсутствие средств на внедрение современных технологий и покупку оборудования, недостаточные информация о преимуществах продуктов из сыворотки и реклама здорового образа жизни, отсутствие массового производства многофункциональных продуктов на основе молочной сыворотки, либерализм экологической службы в отношении сброса сыворотки в сточные воды.

В зависимости от объемов и вида молочной сыворотки должны применяться различные технологии ее переработки. По данным ММФ, объемы сыворотки в мире составляют более 130 млн т. и проблема сыворотки во многих странах остается актуальной.

Структура использования молочной сыворотки в России за последние 15 лет претерпела значительные изменения. Резко сократилось производство продуктов переработки сыворотки: молочного сахара-сырца - в 3,6 раза (до 2,2 тыс. т), рафинированного - в 24 раза (до 0,07 тыс. т), сыворотки сгущенной без сахара - в 22 раза, сыворотки сгущенной с сахаром - в 5 раз. Значительно уменьшился выпуск обогащенной молочной сыворотки (в 2002 г. -13 тыс. т), хорошо зарекомендовавшей себя при откорме свиней. В целом снизилась доля промышленной переработки молочной сыворотки: в 1991 г. - 39 %, в 2002 г.- 35 %, в 2003 г. - 26 % (636 тыс. т из 2447 тыс. т) .

В Европе, занимающей лидирующее положение в мире по производству молока, наблюдается положительная динамика объемов предназначенной для переработки сыворотки за счет увеличения производства сыра и казеина. Европейская сыродельная промышленность производит 6,8 млн т сыра в год, и прогнозируется рост объемов производства на 2 %. Европейская промышленность дает сырье для 3 млн т лактозы и 0,39 млн т белков сыворотки. Основными производителями сыворотки в Европе являются "Лакталис/Лактозерум" (Франция)-5 млн т, "Боркуло Домо Ингридиент" (Нидерланды) - 4,2 млн т, "ДМВ Интернешнл" (Нидерланды) -3.0 млн т. "Арла Фудс" (Дания/Швеция) -2,9 млн т и "Евросерум" (Франция) -2,5 млн т. Эти фирмы занимаются глубокой переработкой сыворотки, что экономически выгодно и приносит прибыль. Все они объединены в Европейскую ассоциацию переработчиков сыворотки (EWPA) и совместно с другими странами один раз в 3-4 года проводят международные конференции по молочной сыворотке.

Представляет интерес анализ переработки сыворотки в одной из ведущих молочных стран - США.

По информации ММФ, в ближайшее время предполагается увеличение производства сухой сыворотки, концентратов сывороточных белков, казеина и лактозы (Европейский Союз, США, Новая Зеландия, Австралия, Аргентина, Канада), что позволит сократить сбросы в окружающую среду и увеличить объемы производства продуктов питания. Переработка молочной сыворотки в Европе направлена в первую очередь на производство продуктов питания. За рубежом считается, что организация сушки сыворотки, даже при высоком уровне стоимости энергоносителей, гораздо выгоднее, чем экологические штрафы за слив молочной сыворотки без обработки в водоемы. Для анализа динамики последних лет в производстве сухой сыворотки в качестве примеров выбраны несколько стран. Следует обратить внимание, что объемы производства сухой сыворотки практически остаются на одном уровне, поскольку на данный момент гораздо больший интерес представляют высокие технологии переработки сыворотки. И эти тенденции касаются всех ведущих молочных стран мира.

Основной путь решения проблемы комплексной переработки молочного сырья видится в создании безотходных технологий сыра, творога и казеина. В настоящее время известны два подхода по переработке сыворотки: полное использование сухих веществ; раздельное использование составных компонентов. Первый подход реализуется по двум направлениям. Первое - использование натуральной сыворотки как ингредиента хлебобулочных изделий, напитков и желе, десертов и мороженого, а также для приготовления питательных сред, кормов и удобрений, моющих средств, косметики и оздоровительных ванн.

При кажущейся простоте использования необработанной сыворотки в качестве корма сельскохозяйственным животным или удобрений приходится констатировать, что не все так просто. Например, попытки использовать для удобрения полей как непосредственно сыворотку, так и сточные воды молочных заводов, содержащие значительный процент сыворотки, показали, что при концентрации сыворотки в сточных водах более 10 % происходит угнетение роста многих сельскохозяйственных культур, зависящее от типа почв и вида растения. Помимо всего прочего, использование сыворотки в необработанном виде неперспективно с точки зрения транспортировки и быстрой порчи при повышенных температурах, особенно в летний период, когда в России образуются наибольшие объемы сыворотки.

Второе направление полного использования сухих веществ сыворотки более перспективно. Оно дает возможность получать: сгущенные и сухие сывороточные концентраты, сухую деминерализованную сыворотку, сухую безлактозную сыворотку, сухую сыворотку с наполнителями, блочную сыворотку (продукты с промежуточной влажностью), гранулированную сыворотку. Полное использование компонентов сыворотки базируется на обезвоживании путем выпаривания под вакуумом и сушки. Представляет интерес сгущение сыворотки до высоких концентраций (более 70 % сухих веществ), так как стоимость сушки на порядок дороже выпаривания. При этом можно получать продукты с промежуточной влажностью. Например, оборудование "Paraflash", разработанное фирмой "Ангидро" (Дания), предполагает сгущение сыворотки или пермеата до 70-80 % сухих веществ. Эффективность применения различных технологических схем переработки сыворотки на сгущенные концентраты характеризуется и различной прибылью предприятий. С этих позиций, например, производство сгущенной очищенной сыворотки с содержанием сухих веществ 30 % менее экономично (рентабельность продукта 12,5 %), чем применение биотехнологии сгущенной гидролизованной сыворотки (рентабельность 41,1 %). Раздельное использование компонентов сыворотки позволяет получить: подсырные сливки, казеиноальбуминную массу, концентраты сывороточных белков, молочный сахар, концентраты белков с полисахаридами (пектин, хитозан), минерализат солей. Одно из традиционных направлений переработки молочной сыворотки - производство молочного сахара. Как было отмечено ранее, его в России производится очень мало. Утверждение, что это очень энергоемкий процесс и производство молочного сахара невыгодно, несколько противоречит европейским понятиям. Например, более 50 лет существует частная фирма Meggle (Германия), которая в центре Европы производит молочный сахар (лактозу) различных видов. Причем объемы собственной сыворотки только 0,5 млн т в год. а привозной - 4,5 млн т в год.

В последние годы уделяется усиленное внимание глубокой переработке молочной сыворотки - получению производных из отдельных компонентов (гидролизаты молочного жира и белков, производные лактозы - лактулоза. лактитол, тагатоза, галактоолигосахариды и др.). Следует отметить, что производные лактозы - галактоолигосахариды и лактулоза - это превосходные компоненты при составлении рецептур здоровой пищи, так называемых продуктов функционального питания. Все направления глубокой переработки молочной сыворотки связаны с биотехнологией, позволяющей получать широкую гамму продуктов. К ним относятся: органические кислоты и спирт этиловый; микробный жир, белок одноклеточных микроорганизмов и биоЗЦМ; ферменты, аминокислоты и витамины; глюкозогалактозный сироп (ферментативный гидролиз); метан, биогаз, углекислый газ; антибиотики и антиоксиданты. За рубежом на основе глубокой переработки молочной сыворотки выпускается широкий ассортимент продуктов энтерального питания, которые обеспечивают поддержание и реабилитацию пищевого статуса здоровых и больных людей. Следует подчеркнуть, что экономически выгодно получать из сыворотки высокоочищенные белковые компоненты. Например, мировая потребность только в одном из минорных белков - лактоферрине - оценивается в 5 млрд долл. США. Интересен опыт по кооперации при переработке сыворотки, когда сырье свозится на одно предприятие. К примеру, из поступающей с молокоперерабатывающих заводов сыворотки на фирме Meggle производится лактоза, на "ДМВ" - сухая сыворотка, в Белоруссии (Пружаны)-этиловый спирт, на австрийском фирме Fresenius Kabi -лактулоза. В Германии около 240 заводов утилизируют сыворотку с получением биогаза. Ряд российских предприятий и фирм владеют опытом по переработке молочной сыворотки. В Ставрополе выпускаются комбинированный сухой продукт "Ставропольский", напитки, хлебобулочные изделия, плавленые сыры, майонез; в Бежецке - ЗЦМ и деминерализованная сыворотка, в Рубцовске - сухая сыворотка, в Ипатово -молочный сахар и бифидогенные кормовые добавки - БИКОДО.

Одной из ведущих тенденций последних лет в развитии молочной промышленности в нашей стране и за рубежом является широкое использование мембранных методов обработки. Они открыли возможности для получения новых видов молочных продуктов и повлекли за собой коренное изменение технологий переработки сыворотки. Не меньший интерес с точки зрения перспективности мембранных процессов имеет электродиализ. С его помощью решаются две проблемы, свойственные молочной сыворотке: высокая минерализация и солоноватый вкус; высокая кислотность. Например, обработанная методом электродиализа творожная сыворотка со степенью деминерализации 70 % не создает трудностей при распылительной сушке. Получаемая деминерализованная сухая сыворотка используется в производстве мороженого, детского питания, кондитерских изделий, напитков и др. Что касается прогноза на будущее, то, по мнению европейских ученых, его можно представить в виде пирамиды. В ее основании - объемы переработки сыворотки; пласты вверх - технологии различного уровня, от традиционных до мембранных; вершина пирамиды - специфическая изоляция и глубокое фракционирование. Интерес к молочной сыворотке во всем мире продолжает расти. В первую очередь это касается технологий глубокой переработки молочной сыворотки, которые позволяют получать продукты, подобные лекарственным препаратам.

молочная сыворотка кондитерский

2.СОСТАВ МОЛОЧНОЙ СЫВОРОТКИ

В обезжиренное молоко, пахту и молочную сыворотку переходит 50…70% сухих веществ молока. Степень перехода сухих веществ цельного молока в молочную сыворотку составляет 52%. При этом почти полностью переходит молочный сахар (96,0%). Степень перехода белков в молочную сыворотку составляет 24,3%. Если в обезжиренном молоке и пахте содержатся все молочные белки (степень перехода их составляет соответственно 97,5 и 98,0%), то в молочную сыворотку переходят 22,5% казеина и 95% сывороточных белков. Химический состав молочной сыворотки приведен в таблице 1.