Методы исследования продуктов из сыворотки

Введение 
        Сыворотка молочная является составной частью молока и получается при производстве творога, сыра. В процессе производства сыра и творога в сыворотку переходит 50% сухих веществ молока, кроме жира и казеина, которые переходят в сыр и творог. Сывороточные протеины (белки) относятся к самым ценным белкам для человека. Сыворотка считалась лечебным продуктом еще в Древней Греции. Гиппократ ценил целительные свойства сыворотки и рекомендовал ее против туберкулеза, желтухи, кожных болезней. В средние века сыворотка применялась многими врачами против самых разных болезней. В XVIII веке лечение сывороткой достигло своего апогея. Были открыты специальные учреждения по лечению сывороткой, выдающиеся врачи изучали питательные вещества и терапевтическое значение сыворотки. Сыворотке приписывалось мочегонное, успокаивающее, общеукрепляющее действие. Ее с успехом применяли при поносах, дизентерии, желтухе, кожных болезнях, камнях в мочевом пузыре, отравлениях. Во время войны сыворотку применяли в госпиталях для выхаживания раненых после тяжелых операций.  
Состав: белки-0,8-1%, жиры-0,05-0,4%, витамины-группы В,С,А,Е, калорийность-35% калорий от молока. Сухие вещества молока составляют 12-13 % от массы молока, а в сыворотке сухая масса составляет около 6%, . Это означает, что из всех групп элементов необходимых для питания в ней не хватает только жиров ,уходит тяжелый казеин и остаются чрезвычайно ценные, с точки зрения физиологии питания сывороточные протеины .Сывороточный протеин является наиболее легкоусвояемым и по своему составу он наиболее близок к белку женского молока. Иммуностимулирующее действие сыворотки связано с составом (незаменимых) аминокислот сывороточного протеина, он содержит по сравнению с казеином в 4 раза больше цистеина и в 19 раз больше триптофана ,что обеспечивает регенерацию белков печени, образование гемоглобина и белков плазмы крови. Было доказано ,что сывороточный протеин повышает уровень глутатиона –одного из важнейших антиоксидантов в организме. Сывороточный протеин содержит минимальное количество лактозы, которая является питанием для молочнокислых бактерий (Лакто и бифидобактерий) и в процессе приготовления напитка она утилизируется до моносахаридов. Основным компонентом сухих веществ сыворотки является молочный сахар (лактоза). Гидролиз (разложение) лактозы в кишечнике протекает медленно, в связи с чем ограничиваются процессы брожения и нормализуется жизнедеятельность полезной кишечной микрофлоры. В результате замедляются гнилостные процессы, газообразование и всасывание токсических гнилостных продуктов. В молочной сыворотке содержится небольшое количество жира 0,05—0,4%, однако качество его высокое. Ценность молочного жира сыворотки определяется наличием фосфолипидов, служащих передатчиками кислорода и благотворно влияющих на свертывание крови, окисление жирных кислот, усиление деятельности ферментов. Жир молочной сыворотки имеет высокую усвояемость за счет наличия мелких жировых шариков. 
            Влияние на здоровье. В молочную сыворотку переходят практически все соли и микроэлементы, почти все водорастворимые витамины молока. Молочная сыворотка особенно богата витаминами группы В, что позволяет употреблять ее в качестве успокаивающего напитка. Кроме витаминов группы В, в ней содержатся витамины С, никотиновая кислота, холин, витамин А, витамин Е и биотин. Используя сыворотку и продукты из нее, можно добиться не только успокаивающего эффекта, но и нормализации нервно-психического состояния и эмоциональной реактивности современного человека. Необходимо отметить важную роль сыворотки в борьбе с развитием скрытых форм витаминной недостаточности, что может способствовать формированию и развитию ряда патологических состояний – атеросклероза, сердечно-сосудистых заболеваний, нервно-эмоциональных расстройств, неврозов и стрессов. Опасности скрытых форм витаминной недостаточности особенно подвержены люди зрелого возраста с избыточной массой тела, а также пожилые люди. Витаминная недостаточность осложняет течение ишемической болезни сердца, гипертонии, удлиняет процесс выздоровления. Нужна она практически каждому: 
           Мужчинам: белки сыворотки оказывают анаболическое действие на ткань и способствуют наращиванию мышечной массы, это секретное средство в питании спортсменов. 
          Женщинам: выводит шлаки и лишнюю жидкость; можно употреблять ежедневно, усваивая ценные для организма протеины и не опасаясь лишних калорий; прекрасно утоляет голод – эффективное натуральное средство для похудения и основа различных диет. 
          Пожилым людям: сыворотка рекомендуется людям старшего возраста, страдающим от скрытой формы витаминной недостаточности, подверженным атеросклерозу, сердечно – сосудистым заболеваниям, ишемической болезни сердца, гипертонии … 
          Детям: Сыворотка богата витаминами, микроэлементами и минеральными солями, которые повышают иммунитет, стабилизирует кровяное давление и жизненный тонус детей, оздоравливает микрофлору кишечника.

Продукты из сыворотки. Молочная сыворотка имеет большое  значение в лечебном питании. Являясь  самым малокалорийным молочным продуктом (калорийность ее составляет 35% от калорийности молока), она обладает способностью возбуждать секрецию пищеварительных  желез, поэтому ее рекомендуют при  гастритах с пониженной кислотностью. Молочная сыворотка рекомендуется  людям пожилого возраста в связи  со снижением у них желудочной секреции соляной кислоты и развитием  состояния секреторной недостаточности. При этом желательно употреблять  ее перед едой. Молочная сыворотка  может также служить для нормализации и оздоровления микрофлоры кишечника, снижения гнилостных процессов в  кишечнике, вызываемых токсичными продуктами. Сыворотку можно применять при  лечении ожирения и с целью  профилактики и предупреждения развития избыточной массы тела. Во многих странах  мира большой популярностью пользуются напитки с использованием молочной сыворотки.

Особая ценность сыворотки, как пищевого продукта, укрепляющего здоровье, была признана лишь в последние  годы. Сыворотка - натуральный продукт (как хлеб или картофель), который  мы можем потреблять ежедневно, усваивая ценные для организма протеины и  не опасаясь лишних калорий. Она прекрасно  утоляет голод, благодаря чему может  использоваться как эффективное  натуральное средство для похудения  и основа различных диет. Энергетические вещества и различные минеральные  соли дополняют палитру компонентов  сыворотки, что позволяет организму  нормально функционировать при  любой диете. Молочная сыворотка  содержит особый сахар – лактозу, который медленно всасывается в  кишечнике. Это хорошо тем, что процессы брожения и газообразования замедляются, а жизнедеятельность кишечной микрофлоры приходит в норму за две-три недели. Организм практически не использует лактозу при формировании жировых  отложений. Поэтому этот продукт  полезен всем, кто имеет избыточный вес. Ее можно использовать и для  борьбы с тягой к сладким продуктам, благодаря тому, что белок молочной сыворотки легко усваивается  организмом (в отличие от протеина молока). Помимо этого, сыворотка, из-за большого содержания витамина В2, активизирует жировой и углеводный обмен.

Аналитический  обзор. 
           В настоящее время актуальным вопросом молочной промышленности является переработка молочной сыворотки. С одной стороны сыворотка является вторичным молочным сырьем и с другой стороны биологически богатым компонентом молока, что характеризует её, как ценнейший первичный сырьевой ресурс для производства многих продуктов питания

Современная наука, совместно с пищевой промышленностью, теоретически и практически решает задачу обеспечения населения полноценными продуктами питания заданной калорийности, обогащенными белками, витаминами и  др. компонентами.

Главной задачей, стоящей перед пищевой промышленностью, является удовлетворение физиологических  потребностей населения в высококачественных, биологически полноценных и экологически безопасных продуктах, обладающих определенными  функциональными свойствами.

Решение поставленной задачи не может базироваться только на известных технологических решениях, поэтому необходим поиск новых  теоретических и практических подходов к разработке более прогрессивных  технологий, основанных на комбинировании сырья животного и растительного  происхождения, в том числе и  нетрадиционного.

Численность населения  на земном шаре продолжает расти. По прогнозам  специалистов, на период следующих 25 лет  количество проживающих на земле  людей увеличится до 7,5 млрд. человек. Этот рост сопровождается естественным увеличением потребления напитков и продуктов питания . Причем в последнее время потребителей во всем мире отличает все более осознанное отношение к пище и напиткам. Они предъявляют требования как к гармоничному, сбалансированному вкусу, так и к содержанию полезных для здоровья веществ. Глобальную тенденцию потребительского спроса можно выразить так: больше натуральности, больше пользы, меньше алкоголя . Особенно важен правильный подбор компонентов в производстве молочных продуктов, являющихся необходимой частью ежедневного рациона человека.

Недостаточность потребления белка, пищевых волокон, витаминов, других незаменимых нутриентов свидетельствуют о необходимости развития производства биологически полноценных пищевых продуктов на основе комплексного использования сырья и снижения его потерь. В этой связи безотходная переработка молока с получением продуктов питания, обладающих функциональными свойствами, является одним из важнейших вопросов «Концепции государственной политики в области здорового питания населения Российской Федерации. Данной проблеме посвящены работы многих ведущих российских ученых: А.Г. Храмцова, Н.Н. Липатова, В.Д. Харитонова, JI.A. Остроумова, C.B. Василисина, К.К., Полянского, П.Г. Нестерен-ко, В.Е. Жидкова и др. В России и за рубежом разработано значительное количество технологий напитков из молочной сыворотки, однако проблема переработки сыворотки существует и в настоящее время. Наиболее привлекательным направлением ее утилизации является производство новых обогащенных тонизирующих напитков.

В технологии напитков для разделения молочной сыворотки  на белковую и безбелковую фракции используются различные методы. Традиционные способы осветления молочной сыворотки имеют значительные энергетические затраты и невысокую степень выделения белка. Поэтому поиск новых комплексообразователей, обладающих высокой сорбционной емкостью, и одновременно ценными функциональными свойствами приобретает особую актуальность. Возникновение данного направления исследований обусловлено практической необходимостью перерабатывающей отрасли в эффективной технологии переработки молочной сыворотки, не требующей значительных капитальных затрат. Практическая реализация результатов исследований позволяет создать серию конкурентоспособных продуктов из сыворотки, сочетающих хорошие органолептические и функциональные свойства. 
Энергетическая ценность молочной сыворотки составляет 1013 кДж/кг или 36% от энергетической ценности цельного молока. Биологическая ценность молочной сыворотки обусловлена содержащимися в ней белковыми азотистыми соединениями, углеводами, липидами, минеральными солями, витаминами, органическими кислотами, ферментами, иммунными телами и микроэлементами. В сыворотке обнаружены практически все 200 соединений, установленных в молоке. Одним из наиболее ценных компонентов молочной сыворотки являются сывороточные белки, содержание которых достигает 1%. Поэтому напитки из молочной сыворотки не только способствуют утолению жажды и поддержанию водно-солевого баланса, но и питательны.  Повышение потребности в натуральных мягких (несозревающих) сырах и твороге из цельного и обезжиренного молока, а также в техническом казеине (особенно в Республике Беларусь) обусловило в последние годы рост мощностей для выработки этих продуктов, что в свою очередь вызвало увеличение объемов получаемой молочной сыворотки.

В настоящее время  объемы сыворотки в мире составляют около 140 млн. т. На рис. 1 представлены основные производители подсырной сыворотки в мире. В России, только по данным статистики, вырабатывается около 3 млн. т. молочной сыворотки.

Подобным же образом  обстоят дела в развитых странах  – государствах Европы и США. В  Европе положительная динамика объемов  сыворотки, предназначенной для  переработки, происходит за счет роста  производства сыра и казеина. Европейская  сыродельная промышленность производит 6,8 млн. т. сыра в год и прогнозируется 2% увеличение объемов производства. Теоретически европейская промышленность дает сырье для 3 млн. т. лактозы и 0,39 млн. т. белков сыворотки. В Норвегии до 20% сгущенной сыворотки применяется  в производстве сывороточных паст и  сыров. В Швеции – около 14% используется на лактозу. Интересная особенность  Австрии – до 12% идет на косметику  и моющие средства, а 56% – на кормовые продуты. В одной из ведущих молочных стран Европы – Нидерландах – до 38% идет на ЗЦМ, до 35% на лактозу, 20% составляет производство деминерализованной и делактозированной сыворотки, 7% идет на корма и напитки.

Крупнейшие производители  сыворотки в Европе имеют долю производства около 35% от общего объема. Эти предприятия с 1994 г. Пребывают  в составе European Whey Products Association (EWPA), которая представляет интересы производителей продуктов из сыворотки в Европе. Производство продукции из сыворотки приносит прибыль.

В Российской Федерации, за редким исключением, все предприятия  выпускают творог, казеин, мягкие или  твердые сыры, т.е. у всех у них  существует проблема переработки сыворотки. Ныне в России объемы сыворотки составляют около 3,0 млн. т. К сожалению, цифры  по видам сыворотки в официальной  статистике РФ не указываются, но можно  предположить, что творожной сыворотки  несколько больше, чем подсырной. Однако, на некоторых предприятиях есть большие объемы (от 5 до 100 т) различных видов сыворотки: подсырной (несоленой и соленой) и творожной. И тогда объемы сыворотки по предприятиям составляют 250 – 500 т/сут.

Во многих странах  мира большой популярностью пользуются напитки с использованием молочной сыворотки. Существует множество напитков с применением молочной сыворотки. В зависимости от вида выпускаемых напитков, используют натуральную сыворотку, осветленную (освобожденную от белков), а также сгущенные или сухие концентраты.

Большую биологическую  ценность представляют напитки из натуральной  сыворотки. Осветленную сыворотку  получают в результате нагревания натуральной  сыворотки до температуры 95—98 С с выдержкой в течение 1—3 часов с последующим фильтрованием. Выделенные таким образом из сыворотки белки называются сывороточными белками, их используют для повышения биологической ценности продуктов, как в молочной промышленности, так и в других отраслях пищевой промышленности.

За рубежом  большой популярностью пользуются напитки из натуральной сыворотки  с фруктовыми и ароматическими наполнителями. Натуральную сыворотку можно  смешивать с фруктовыми и овощными соками, экстрактами трав.

В Германии из сыворотки  готовят приятные на вкус напитки, содержащие 80-90% сыворотки и 10-20% сока земляники  и персика. Аналогичные напитки  вырабатывают с добавлением 7-20% грейпфрутового или другого фруктового сока.

Биологическая ценность напитков из сыворотки повышается при  воздействии молочнокислой микрофлоры, в результате жизнедеятельности  которой и накопления биологически активных веществ увеличивается  стойкость продуктов при хранении.

Кисломолочные продукты из сыворотки (продукты, полученные при добавлении в молочную сыворотку молочнокислых микроорганизмов – закваски) вырабатываются в Литве, Югославии, Германии, США.