Молочно-белковые концентраты
Обезжиренное молоко, пахта и молочная сыворотка служат источниками получения молочно-белковых концентратов (МБК), поскольку содержат до 90% белков, обогащены углеводами, витаминами и минеральными веществами. В составе МБК высокое содержание незаменимых аминокислот, фосфолипидов. В зависимости от содержания сухих веществ МБК подразделяются на жидкие (до 80 % сухих веществ) и сухие (до 12 % влажности). В составе МБК содержатся различные белки: казеин, казеинаты, копреципитаты, сывороточные белки.
Казеин и технология его производства
Казеин является основным белком молока. В коровьем молоке содержится около 2,8...3,4% белка, на долю которого приходится до 80% казеина (2,2...2,8 %). Присутствует казеин в молоке не в свободном виде, а в соединении с кальцием (казеинат кальция). В свежем молоке казеин находится в форме небольших частиц (мицелл казеина). При скисании молоко свертывается, и казеин может выпасть в осадок в виде творожного сгустка.
Казеин принадлежит к группе белков, называемых фосфопротеина- ми. Как и все белки, он образован за счет последовательного связывания аминокислотных остатков, соединенных друге другом в полипептидную цепь и имеющую компактную нативную конформацию. На поверхности белковой глобулы располагаются аминокислотные остатки, содержащие гидроксильные группы, часть из которых фосфорилировано. Эти остатки фосфорной кислоты способны связывать ионы кальция.
Растворимость казеина в различных растворах служит важным фактором, определяющим его промышленное получение. Казеин растворим в разбавленных растворах щелочей и в сильных кислотах, однако нерастворим в разбавленных слабых кислотах, где он может выпасть в осадок.
Для производства казеина используют обезжиренное молоко или пахту с максимально допустимым содержанием липидов не более 0,05 %. Казеин получают разными способами. Один из них состоит в том, что в молоко добавляют немного кислоты. Этим казеин освобождают от кальция, а затем его осаждают слабым нагреванием. Второй способ основан на добавлении сычужного фермента, вызывающего свертывание молока. Получаемый при этом творожный сгусток служит для изготовления сыров.
Если для выработки казеина используют гидроокиси или соли щелочных металлов, то полученный продукт называют казеинатом. К ко- преципитатам относят продукты термокальциевой коагуляции комплекса казеина и сывороточных белков из обезжиренного молока.
В промышленности для получения казеина молоко сначала центрифугируют, чтобы удалить содержащиеся в нем липиды, а затем добавляют в него слабощелочной раствор. После этого снова центрифугируют для отделения малейших следов липидов и добавляют разбавленный раствор кислоты, чтобы добиться максимально полного выпадения казеина в осадок. Образовавшийся творожный сгусток промывают для удаления кислоты и высушивают при низкой температуре, поскольку казеин чувствителен к нагреванию.
Казеин является важным пищевым продуктом. Хорошим источником казеина служат молоко и сыр. Используется казеин и в некоторых добавках к рациону, предназначенных для обогащения последнего белком. Такие добавки часто предписываются при различных патологических состояниях, например при тяжелых ожогах, лихорадке или затяжных заболеваниях.
Казеин находит разнообразное применение в промышленности. Его используют как водостойкое вещество, обеспечивающее адгезию клея на склеиваемых поверхностях, как связующее вещество в производстве клеевых красок и при проклеивании бумаги, а также в качестве стабилизатора в различных эмульсиях. Обрабатывая казеин формальдегидом, можно получить пластик, из которого раньше изготавливали пуговицы и щетки.
Казеин выпускают в виде двух форм: пищевой и технический. Цеха по производству казеина чаще всего располагают при маслозаводах или на предприятиях с сезонной загрузкой молока. Пищевой казеин используется на молочных, мясных и кондитерских предприятиях в качестве белкового наполнителя, улучшающего качество готового продукта. Технический казеин находит широкое применение в химической, деревообрабатывающей, целлюлозно-бумажной, парфюмерной, фармацевтической и даже в космической промышленности. Выход продукта приблизительно такой: из 1 т обезжиренного молока получается 25 кг сухого казеина. Стадии производства казеина следующие.
Подготовка обезжиренного молока. После сепарирования молоко необходимо пастеризовать на пластинчатых пастеризаторах. Содержание сухих веществ в молоке должно быть не менее 8 %, а жирность — не более 0,05 %.
Осаждение казеина. Существуют три способа осаждения казеина: кальциевый, кислотный, сычужный. При использовании кальциевого способа производства казеина в молоко вносится СаС1,. Молоко нагревается до 95...97 °С, при этом наряду с казеином осаждается также и сывороточный белок. Степень использования белков молока при этом достигает 95 %.
Кислотный способ производства казеина является самым распространенным. При кислотном способе казеин можно осаждать (в зависимости от назначения) разными путями: молочной кислотой и ферментами, вырабатываемыми закваской; кислой сывороткой (зерненый способ); молочной кислотой; соляной кислотой; серной кислотой.
При сычужном способе производства казеина используют сычужный фермент. Кислую сыворотку медленно вливают в обезжиренное молоко при постоянном помешивании до образования хлопьев белка. После того как сыворотка становится прозрачной, перемешивание прекращают. Далее сгустку дают осесть, а часть сыворотки удаляют. Далее к массе опять приливают кислую сыворотку, и продолжают перемешивание до получения упругих зерен. Весь этот процесс можно проводить в сыродельных ваннах.
Промывка казеина. Промывку казеина осуществляют для удаления молочной кислоты, золы и других примесей. Для этого зерно промывают теплой пастеризованной водой не менее 3 раз. Операцию осуществляют в той же емкости, что и осаждение.
Прессование казеина. Перед сушкой казеин необходимо освободить от избытка влаги. Прессовать казеин можно на рычажных или шнековых прессах. Но чаше всего для этой цели используют центрифуги периодического или непрерывного действия. Влажность отпрессованного казеина около 60%.
Измельчение и сушка казеина. Отпрессованный казеин перед сушкой измельчают на зерна размером 3...5 мм в казеинодробилке, волчке или на специальной терке. Сушат казеин на специальных сушилках в псевдоожиженном слое. Полученный казеин должен иметь кислотность до 50 °Т, влаги — не более 12%, липидов —до 1,5%.
Фасовка казеина. Высушенный казеин фасуют в мешки из крафт-бу- маги или в тару из синтетического материала. В герметичной таре казеин долгое время сохраняет свои качества.
