Методы исследования продуктов из сыворотки

Традиционный  иранский напиток «Dough» вырабатывают из пастеризованной (нагретой до температуры 74—76 С) молочной сыворотки, охлажденной до температуры 40—42 С с внесением 2,5% йогурта. В Австрии изготавливают напиток, способный храниться несколько месяцев, из смеси 50% молочной сыворотки, 40% кислого молока (простокваши) и 10% фруктового сока.

В нашей стране разработан широкий ассортимент  напитков из сыворотки. Из натуральной  сыворотки – это напитки «Домашний», «Особый», «Степной», для улучшения  вкуса и аромата творожной  сыворотки при выработке этих продуктов добавляют сахар (5%), ванилин, кориандр (1,0%). Кориандр вносят в виде отвара, который готовят на молочной сыворотке. Для придания напиткам окраски  от светло-желтой до коричневой добавляют жженый сахар.

Квас «Новый»  производят из пастеризованной осветленной  сыворотки с добавлением хлебного экстракта, сахара и хлебопекарных дрожжей. Сыворотку фильтруют, осветляют осаждением белков при температуре 95—97 °С с выдержкой в течение 1—2 ч, охлаждают до 25 °С, отделяют от хлопьев белка, добавляют по рецептуре сахарный сироп, хлебный экстракт и дрожжевую закваску на сыворотке, которую предварительно смешивают с 2% сахара и выдерживают в течение 40—60 мин до появления на поверхности пены. Затем проводят брожение

Сыворотки при 25—30°С в течение 14—І6 ч, охлаждают до 6— 8 °С, разливают в тару. Готовый продукт — однородная темно - коричневая жидкость, допускается незначительный осадок; вкус кисло-сладкий, освежающий, с привкусом ржаного хлеба; кислотность 80—90 °Т, плотность не менее 11,5%, массовая доля спирта 0,4—1%. Срок реализации не более 48 ч с момента выработки при температуре не более 8 °С.

Квас молочный вырабатывают аналогично квасу «Новому», дополнительно вводят раствор жженого  сахара, растворенного в небольшом  количестве сыворотки. После сквашивания  проводят созревание напитка при 4—5 °С нё менее 24 ч. Органо - лептические показатели готового кваса идентичны квасу «Новому». Массовая доля спирта 0,4—1%, кислотность 80—100°Т, плотность 11%.

Сывороточный  напиток с томатным соком изготовляют  из осветленной сыворотки, в которую  при 15 °С вносят томатный сок с солью, перемешивают, охлаждают до 6—8 °С, разливают в стеклянные молочные бутылки 0,5 л и выдерживают при 8 °С в течение 5—6 ч для приобретения напитком требуемого аромата. После перемешивания готовый продукт — однородная, оранжевого цвета жидкость, допускается расслоение, вкус кисловато-солоноватый с привкусом томата. Соли в продукте 0,5%, томатного сока 15%, кислотность 50—70°Т.

Напитки из свежей творожной сыворотки с добавлением  и без добавления вкусовых и ароматических  веществ: питьевая сыворотка, сывороточный напиток с сахаром, сывороточный напиток с ванилином, сывороточный напиток с кориандром. Для их изготовления сыворотку фильтруют, пастеризуют, охлаждают для коагуляции белков, вносят по рецептуре наполнители: сахар в виде прокипяченного сиропа, кориандр в виде отвара. Можно в напиток вносить колер (жженый сахар). Напиток охлаждают до 6—8°С, выдерживают при 6°С в течение 5 ч в холодильной камере для созревания и фасуют в стеклянную тару, фляги, цистерны. Срок реализации не более 48 ч с момента выработки. Кислотность продукта 60—75 °Т, сухих веществ 9,5—10,5%, для сыворотки питьевой 6—7,3%. Представляет однородную жидкость с незначительным осадком, цвет обусловлен добавленными компонентами от зеленовато-желто - го до светло-коричневого, вкус кисломолочный.

Во многих странах  выпускают большой ассортимент напитков из осветленной гидролизованной сыворотки с добавлением соков ягод, фруктов, плодов.

Напиток «Ривелла» изготовляют из сыворотки, прошедшей молочнокислую ферментацию, с добавлением сахара, настоев трав, фруктовых соков, минеральных солей, витаминов с насыщением углекислотой.  Питательный напиток вырабатывают из концентрата сывороточных белков (4,21 %), апельсинового концентрата (19,48%), сахара (5,85%), маисового крахмала, воды, ванили, красителей. Производят диспергирование крахмала в воде (35% от общего количества воды) и кипячение; горячую смесь добавляют в раствор холодной воды с сахаром, сывороточными белками, ванилью. Смесь затем пастеризуют при температуре 85 °С, охлаждают до 38 °С и вносят остальные вкусовые добавки и красители. Напиток замораживают или в горячем виде фасуют в консервные банки.

«Лактофрут» вырабатывают из гидролизованной сыворотки, из которой удалено до 50% белков. Продукт содержит 25 г/л лактозы, 12,5 г/л глюкозы и столько же галактозы, 4— 5 г минеральных солей, 2 г азотистых веществ, витамины В и С. Его используют для приготовления безалкогольных напитков с фруктовыми эссенциями и диетических продуктов.

Новинка российского  рынка — бионапиток «Гармония жизни», который содержит живые лакто- и бифидобактерии, выращенные непосредственно при приготовлении напитка путем ферментации (в отличии от других обогащенных молочнокислыми бактериями продуктов, которые добавляются в них в сухом виде). Благодаря такому уникальному способу производства бактерии, содержащиеся в «Гармонии жизни» еще находясь во флаконе вырабатывают полезные для ЖКТ человека вещества — витамины, микроэлементы, аминокислоты.

Из сыворотки  можно приготовить шипучий напиток. Для этого в молочную сыворотку  вносят 11% сахара, предварительно готовят  сахарный раствор и водную настойку шафрана. Сахарный раствор готовится  из сыворотки, нагретой до температуры 55 С, и сахара в соотношении 1:1. Водную настойку шафрана добавляют для придания цвета и запаха, получают ее в результате настаивания 1 г сухого шафрана в 600 мл кипяченой воды в течение 10 минут и фильтрования. Настойку шафрана вносят из расчета 0,8% от массы сыворотки.

Полученную сладкую  смесь с внесенной настойкой  шафрана фильтруют, нагревают до 72 С, выдерживают 20 мин., охлаждают до температуры 28—30 С и вносят шампанские дрожжи из расчета 1% от массы сыворотки. Сыворотку перемешивают, разливают в бутылки, укупоривают корковыми пробками, и обвязывают проволокой. Напиток выдерживают двое суток в комнатных условиях при температуре 18 С. В этот период происходит спиртовое брожение, при котором образуется углекислый газ и спирт. Готовый напиток можно хранить 10 дней при 6 С. При хранении при более высоких температурах может повыситься кислотность и появиться горечь.

Молочное шампанское вырабатывают из пастеризованной сыворотки  с добавлением шампанских дрожжей, жженого сахара, изюма (погружают в мешочке). Брожение ведут при 28±2°С, по его окончании мешочек с изюмом удаляют, продукт охлаждают до 6+2 °С, разливают в цистерны. Готовый продукт представляет собой однородную жидкость светло-коричневого цвета, допускается до 3% осадка к объему, вкус кисло-сладкий, газированный, освежающий; кислотность 100 °Т.

Вырабатывают  также газированный напиток типа шампанского из сыворотки с добавлением 12% воды, 7% сахара, 1% карамели, хлебопекарных дрожжей, изюма и эссенции для улучшения аромата.

Способ предусматривает  смешивание творожной сыворотки  с растительным наполнителем, охлаждение до температуры заквашивания, сквашивание, внесение ароматизатора и охлаждение напитка. После смешивания компонентов смесь нагревают до температуры 60-65°С, гомогенизируют при давлении 12-15 МПа, пастеризуют при температуре 90-95°С с выдержкой 5 мин, затем охлаждают до температуры сквашивания 37-39°С, а в качестве заквасочной культуры используют закваску, состоящую из Lactobacillus acidophilus, Bifidobacterium species, Lactobacillus delbrueckii subsp.bulgaricus и Streptococcus thermophilus. В качестве растительного наполнителя используют смесь пюре из моркови и ферментированного пюре из топинамбура, а после сквашивания дополнительно вносят пюре из яблок. Ферментированное пюре из топинамбура получают путем измельчения и гомогенизации корнеплодов до размера частиц не более 0,1 мм, с последующей обработкой 10%-ным раствором лимонной кислоты в соотношении 100:6 и проведением ферментации инвертазой в количестве 1% фермента к массе ферментируемого сырья при температуре 45-55°С в течение 120-150 мин. Изобретение позволяет усилить профилактические свойства напитка, повысить содержание основных витаминов и минеральных веществ.

Напитки  на натуральной основе из традиционных и новых видов растительного  сырья, меда и молочной сыворотки разрабатывает ВНИИ пивоваренной, безалкогольной и винодельческой промышленности (г. Москва). 

В лаборатории   безалкогольных напитков и концентратов на натуральной основе  создают  высококачественные оздоровительные напитки  для разных групп населения  из различного растительного, плодово-ягодного, чайного, зернового сырья,  продуктов пчеловодства,  вторичных продуктов молочного и сыродельного производства. Предлагаются напитки  в жидкой, пастообразной и порошкообразной формах. В лаборатории разрабатывают технологий и нормативную  документацию (технологические инструкции, технические условия, рецептуры) на настои, экстракты, ароматические композиции, концентрированные основы (бальзамы), концентраты растительные и  поликомпонентные, рецептуры безалкогольных и слабоалкогольных напитков, в том числе квасных, и  высококонцентрированных сиропов.

В лаборатории   национальных и традиционных напитков возрождают напитки, обладающие высокими вкусовыми достоинствами, повышенной пищевой и биологической ценностью и длительными сроками хранения. В лаборатории запатентованы технологии производства национальных напитков брожения с длительными сроками хранения и безалкогольных напитков на основе меда и плодово-ягодного сырья.

Фруктово-ягодные  наполнители находят сегодня  самое широкое применение в пищевой  промышленности (молочные продукты, мороженое, кондитерские изделия). Продукты с их использованием обладают ярко выраженным вкусом и ароматом, содержат натуральные  ягоды и кусочки фруктов. В некоторых случаях используются целые ягоды с добавлением сахара, пищевых кислот и желирующих веществ. Это и протертые (миксированные) ягоды и плоды в виде наполнителей среднежелирующей консистенции, и наполнители на основе концентрированных соков или миксированных фруктов и ягод, которые используются для молочных напитков на базе сыворотки, При определенном сочетании молочных продуктов и таких наполнителей можно получить комбинированные продукты, обладающие повышенной биологической и энергетической ценностью, содержащие витамины, минеральные элементы, пищевые волокна, белки с оптимальным соотношением заменимых и незаменимых аминокислот, липиды с повышенным содержанием ди- и полиненасыщенных жирных кислот.  
Фруктово-ягодные наполнители отвечают всем требованиям международной системы контроля качества ISO 9001:2000 и системы HACCP-GDA-DNV-2002.  
          Применение выше перечисленных наполнителей значительно упрощает технологический процесс, исключает необходимость отдельного внесения ароматизаторов и красителей. На стадии их внесения исключается инфицирование (заражение) продуктов микроорганизмами.  
Новые виды наполнителей позволяют производить большое количество разнообразных и привлекательных продуктов, а оптимально подобранные компоненты придают им незабываемый вкус.  
         В последние годы во всем мире особый интерес проявляется к мембранным методам обработки молочной сыворотки (мембранная технология): гельфильтрация, гиперфильтрация (микро-, ультра-, обратный осмос), электродиализ, ионный обмен, флотация, сорбция-десорбция. Основанные на избирательном (селективном) принципе молекулярно-ситовой фильтрации, эти методы потребляют малое количество энергорессурсов, сохраняют нативные свойства компонентов сыворотки и экологически чисты. Практическое воплощение нашли ультрафильтрация и электродиализ. Ведется активная разработка обратного осмоса (школа проф. К.К. Полянского). По нашему мнению заслуживает внимания микрофильтрация, как альтернатива сепарированию и пастеризации. Однако широкое внедрение этих прогрессивных методов в нашей стране сдерживается крайней технической отсталостью и громозкостью аппаратурного оформления, отсутствием совершенных мембран и моющих средств. В условиях рынка это приводит к компрометации идей и демонтажу установок. Выход из этого положения возможен только на основе привлечения потенциала оборонных отраслей (конверсии), либо закупке оборудования из-за рубежа. 
 
         Особое место в промышленной переработке молочной сыворотки занимают биологические методы (биотехнология): микробный синтез и ферментативный катализ. Подсырная сыворотка как будто самой природой предназначена для биологической конверсии лактозы, гидролиза сывороточных белков, извлечения БАВ. В ней сохраняется значительная часть ферментного препарата (протеазы) и накапливается мощнейший потенциал чистых культур молочнокислых бактерий. Их использование в нативном виде является интересной и, по нашему мнению, экономически выгодной задачей. Творожная сыворотка в результате биотехнологической обработки обогащается БАВ, чистыми культурами молочнокислых бактерий и по сути готова к употреблению в натуральном виде в качестве кисломолочного напитка. 
 
         Все биологические методы направленного воздействия на молочную сыворотку и ее компоненты обоснованы и рекомендуются для реализации с учетом спроса и экономических соображений. Особое значение имеют работы по культивированию на молочной сыворотке бифидобактерий, получению препаратов типа "бифидус-фактор" (лактулоза, БАВ и др.), гидролизу лактозы, производству этилового спирта и синтезу протеинов (дрожжевого белка). По всей видимости, при надлежащей доработке технологии и наличии иммобилизованной лактазы, можно реально ожидать прорыва в способах обработки сыворотки с получением полноценного заменителя сахарозы в виде глюкозо-галактозного сиропа. Усилия ВНИИМС (Ю.Я. Свириденко) и других организаций по этому вопросу заслуживают всесторонней поддержки, в т.ч. на правительственном уровне. 
 
         Электронно-ионная технология пока не нашла пока не нашла практического воплощения применительно к молочной сыворотке, хотя попытки радиационного и лазерного воздействия были предприняты. Нужен системный, целенаправленный и грамотный подход с соблюдением мер безопасности и экологичности. 
 
         Таким образом, в распоряжении отрасли находится достаточно большое количество отработанных и апробированных технологий пищевых продуктов из молочной сыворотки. Типовые решения с набором необходимого оборудования и системной организацией производства активно прорабатываются в НИИКИМ под руководством доктора технических наук П.Г. Нестеренко. Хотелось бы выразить надежду, что рыночные отношения не только снизят промышленную переработку сыворотки, как это произошло в последнее время, а наоборот, обеспечат подъем. Для научного поиска имеются неограниченные тематические возможности. Проблема заключается в координации работ и финансировании. Необходима целевая программа. 
 
         Проблема переработки молочной сыворотки непосредственно связана с рациональным, экономически выгодным использованием получаемых из нее продуктов. В плане использования молочной сыворотки можно принять ее разделение на сладкую (подсырную, ультрафильтрат) и кислую (творожная, казеиновая). Продуктами непосредственного потребления всех видов сыворотки, кроме казеиновой технических кондиций, могут являться: напитки жидкие, сгущенные (сиропы) и сухие; сыры норвежского типа; гидролизаты сывороточных белков; гидролизаты лактозы; сливочное масло из подсырных сливок; белковые продукты (альбуминное молоко и продукты его переработки, белковая масса, альбуминный творог).

Основная задача электродиализной обработки сыворотки  заключается в ее деминерализации. Удаление солей позволяет получить обессоленную молочную сыворотку.

Однако, при использовании  молочной сыворотки возникают некоторые  недостатки, такие как повышенная титруемая кислотность, большое  количество соли, но решить данную проблему возможно подвергнув молочную сыворотку  электродиализу.В странах с развитой молочной промышленностью все более широко применяется электродиализная обработка сыворотки. Использование этого процесса в технологии молока дает возможность получить дополнительный источник углеводсодержащего сырья, при правильной переработке которого значительно повышается эффективность работы молокоперерабатывающих предприятий, организуется безотходное производство молочного сырья, а так же расширяется ассортимент вырабатываемых продуктов. Основные направления переработки и использования деминерализовансной молочной сыворотки на основе электродиализа: детское питание, молочно-белковые концентраты, сиропы, напитки, лечебные и диетические продукты, мороженое, сыры и др.

Электродиализ - это процесс переноса ионов через  мембрану под действием электрического поля, приложенного к мембране. Скорость переноса ионов может изменяться подбором соответствующей силы тока. Такой перенос может осуществляться против градиента концентрации.

После деминерализации  доля сухих веществ незначительно  уменьшилась, это объясняется удалением  некоторого количества солей из сыворотки  во время деминерализации, а так  же снизился показатель титруемой кислотности, что объясняется практически  полным удалением ионов хлора  и анионов неорганических кислот. Массовые доли сывороточных белков, жира и лактозы практически не подвержены каким-либо качественным и количественным изменениям в процессе электродиализа. Что характеризует деминерализованную сыворотку, как питательную среду  с постоянным составом.

Применение электродиализа в разработанной технологии позволяет  использовать любую сыворотку, в  т.ч. и кислую, что открывает широкие  возможности по ее применению.

Регулирование кислотности  и минерального состава сырья  осуществляется за счет удаления ионогенных соединений через ионообменные мембраны под действием постоянного электрического тока.

Прошедшая необходимую  обработку молочная сыворотка используется для нормализации молока, полученное при этом нормализованное молоко может быть использовано при производстве таких молочных продуктов как  молоко питьевое, кисломолочные напитки, творог и творожные изделия. При  этом получаемые продукты по своим  органолептическим показателям  идентичны молочным продуктам, вырабатываемым по классической технологии, а их биологическая  ценность значительно выше за счет увеличения содержания сывороточных белков молока.