XV Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2023

Акуальность. Сыворотка является серьезным загрязнителем, поскольку она содержит очень высокий БПК (30000-50000 мг/л) и химическую потребность в кислороде (60000-80000 мг/л). Поэтому переработка сыворотки является очень востребованным направлением.

Цель: Изучение состава молочной сыворотки, его полезные свойства и применение.

Задачи: Состав сыворотки, процентное соотношение имеющихся компонентов, использование сухой сыворотки с пищевой промышленности, медицинских и ветеринарных отраслях

Сыворотка — это жидкая фракция, которая остается после производства сыра, результат коагуляции молочных белков кислотными или протеолитическими ферментами.

За последние несколько десятилетий молочная промышленность применила различные технологии для переработки сырной сыворотки, что привело к ее разделению на основные компоненты, включающие фракции, обогащенные белками, лактозой и минералами. Именно внедрение новых технологий разделения, таких как ионный обмен, электродиализ и мембранная фильтрация, создало возможность производства широкого спектра новых продуктов на основе молочной сыворотки, включая функциональные пищевые ингредиенты с добавлением в продукты для фармацевтической и медицинской промышленности и др.

В наши дни это больше не считается отходом производства, а сокровищницей богатых питательными веществами компонентов сыворотки.

Сушить молочную сыворотку можно одним из применяемых в молочной промышленности способов: распылительным, пленочным, пенным, сублимационным, терморадиационным и др. Одним из примеров получения сухой молочной сыворотки является сушка пленочным способом. Молочную сыворотку собирают в резервуар, где она сепарируется и пастеризуется при 72°С с выдержкой 15 с или 63°С с выдержкой 30 мин. Сгущение сыворотки производится до плотности 1070-1090 кг/м³для пленочной сушки (20% сухих веществ), либо 1120-1150 кг/м³(40% сухих веществ). Не охлажденная сгущенная сыворотка подается на сушку, а после происходит измельчение готового продукта. [1]

Наиболее часто встречающийся тип молочной сыворотки получают при производстве сыра или некоторых казеиновых продуктов, где обработка основана на коагуляции казеина с помощью сычужного фермента, промышленного препарата для свертывания казеина, содержащего химозин или другие казеинкоагулирующие ферменты. Индуцируемая сычужным ферментом коагуляция казеина происходит примерно при рН 6,5; этот тип сыворотки называется сладкой сывороткой. Второй тип сыворотки, кислая сыворотка (рН < 5), получается в результате процессов, использующих ферментацию или добавление органических или минеральных кислот для коагуляции казеина, как при производстве свежего сыра или большинства промышленных казеинов.

Сыворотка, получаемая из сыров, коагулированных сычужным ферментом, имеет низкую кислотность, в то время как при производстве свежих кислых сыров, таких как рикотта или творог дают среднюю кислоту или кислую сыворотку.[3] Сыворотка, получаемая при производстве творога , называется “кислой сывороткой”, поскольку она образуется при кислотной коагуляции молочных белков и имеет низкий рН и, следовательно, более длительный срок хранения, чем “сладкая сыворотка”, которая образуется при ферментативной коагуляции молочных белков, то есть при производстве чеддера и других видов сыра. Сыворотка сохраняет около 45-55% питательных веществ молока, включая сывороточные белки, лактозу, минералы и витамины. Состав сыворотки варьируется в зависимости от типа свертывания. рН сырной сыворотки колеблется от 5,9 до 6,4.

Общее содержание сухих веществ, жира и белка в сырной сыворотке больше, чем в кислой сыворотке, но в кислой сыворотке содержится больше кальция, фосфора и молочной кислоты по сравнению со сладкой сывороткой. Основными компонентами как сладкой, так и кислой сыворотки после воды являются лактоза (примерно 70-72% от общего количества сухих веществ), сывороточные белки (примерно 8-10%) и минеральные вещества (примерно 12-15%). [2] Основные различия между двумя типами сыворотки заключаются в содержании минеральных веществ, кислотности и составе фракции сывороточного белка. Подход кислотной коагуляции приводит к существенному повышению кислотности (конечный рН приблизительно 4.5), необходимый для осаждения казеина. При таком низком рН коллоидный кальций, содержащийся в мицеллах казеина в обычном молоке, растворяется и распределяется в сыворотке. При свертывании сычужного фермента образуется фрагмент молекулы казеина, называемый гликомакропептидом, который попадает в сыворотку.

Возможными вариантами являются получение сывороточных белков путем ультрафильтрации, продуктов гидролиза лактозы и использование цельной сыворотки или сывороточного пермеата в качестве исходного сырья для ферментации. исследования состава и обработки молочной сыворотки для ее использования в пищевых продуктах и кормах для животных, помимо изучения питательных, терапевтических и функциональных свойств молочной сыворотки.

Сыворотка является богатым источником питательных компонентов, а ее биологические компоненты доказали свою эффективность при лечении ряда хронических заболеваний, таких как рак, сердечно-сосудистые заболевания, ВИЧ и т.д. Поскольку он слишком богат питательными веществами, его также можно использовать в детском, гериатрическом и спортивном питании. Сывороточный протеин в качестве функционального пищевого компонента может способствовать регулированию массы тела, подавая сигналы сытости, которые влияют как на краткосрочное, так и на долгосрочное регулирование потребления пищи.

В настоящее время роль отдельных сывороточных белков и пептидов в регулировании потребления пищи полностью не определена. Однако сывороточный протеин снижает кратковременное потребление пищи по сравнению с углеводами и другими белками. Сообщалось, что сывороточные белки выполняют одну или несколько биологических функций в пищевых продуктах. Эти биологические свойства имеют важное значение для питания и здоровья людей. Польза для компонентов молочной сыворотки включают:[5]

1) высокую качественный питательный источник аминокислот;

2) антимикробное действие;

3) усиление роста полезной микрофлоры кишечника, такой как бифидобактерии;

4) свойства, повышающие иммунитет;

5) контроль специфических заболеваний, включая рак; и

6) антитоксическая активность.

Сывороточный протеин - это два типа основных белков и второстепенных белков, основными сывороточными белками являются Бета-лактоглобулин-65%, Альфа-лактальбумин25%, сывороточный альбумин-8% и второстепенные белки/пептиды представляют собой гликомакропептид, бычий сывороточный альбумин, лактоферрин, иммуноглобулин, фосфолипопротеины. Сывороточные белки имеют биологическую ценность 110, что выше, чем у казеина, соевого белка, говядины или пшеничной клейковины, и имеют высокое содержание серосодержащих аминокислот, таких как цистеин и метионин.

Лактоза, основной компонент молочной сыворотки, вероятно, является наименее ценным компонентом и наиболее трудным в использовании. Лактоза составляет около 70% от общего количества сухих веществ молочной сыворотки.

Сыворотка является хорошим источником электролитов, включая натрий и калий, которые необходимы во время восстановления после диареи. Минералы, такие как кальций, магний и фосфор, присутствуют в растворе, а также частично связаны с белками. Цинк присутствует в следовых количествах. Лактоза также способствует усвоению ионов магния и цинка, которые даже в ничтожных количествах помогают лучше справляться ЖКТ.

Сывороточные белки являются богатым источником аминокислот с разветвленной цепью (BCAA), таких как изолейцин, лейцин и валин. ВСАА, в отличие от других незаменимых аминокислот, метаболизируются непосредственно в мышечной ткани и являются первыми аминокислотами, используемыми во время физических нагрузок и силовых тренировок.

Сыворотка также содержит витамины, необходимые для ее усвоения. Он содержит витамины А, В1, В2, В3, В5, В6, С, D и Е. В процессе производства водорастворимые витамины переходят в сыворотку в разной степени: 40-70% витамина В12; 55-75% витамина В6 и пантотеновой кислоты; 70-80% рибофлавина и биотина; 80-90% тиамина, никотиновой кислоты, фолиевой кислоты и аскорбиновой кислоты. В случае с витамином В12, больше его было перенесено в сыворотку, когда использовалась сычужная коагуляция, а не кислотная коагуляция. [4]

Различные минералы, такие как калий, участвующий в передаче нервных импульсов и мышечных сокращениях; Магний, деполяризующий нерв или мышцу, вызывающий расслабление и помогающий снизить кровяное давление и поддерживает щелочной рН тканей; Кальций, используемый организмом для поддержания щелочного рН тканей, поддержания плотности костной ткани, целостности клеточной стенки и нервные импульсы. Лактопероксидаза, подавляет рост железозависимых бактерий. Лактоферрин, подавляющий рост бактерий (включая патогенные бактерии) и грибков, также регулирует всасывание железа и биодоступность.

Фракции сывороточного протеина включают также лактоферрин - железосвязывающий белок, гликомакропептид, который получают после приготовления сыра с использованием сычужного фермента и , естественно, не содержат фенилаланина и альфалактальбумина, который является кальцийсвязывающим белком. Таким образом, благодаря наличию лактоферрина сывороточные напитки можно использовать в качестве функционального питания, предназначенного для улучшения усвоения железа из пищи и / или предотвращения прикрепления патогенных микроорганизмов к стенкам кишечника. Это очень важно для питания маленьких детей и грудничков. Кроме того, эти напитки могут улучшить усвоение кальция, что очень важно для пожилых людей, которые часто страдают от остеопороза.[3]

Напитки на основе молочной сыворотки рассчитаны на широкий круг потребителей - от стариков до маленьких детей. Благодаря высокому содержанию белков с высокой питательной ценностью эти напитки являются идеальным источником энергии и питательных веществ для спортсменов.

Сыворотка является серьезным загрязнителем, поскольку она содержит очень высокий БПК (30000-50000 мг/л) и химическую потребность в кислороде (60000-80000 мг/л).

Напитки из сыворотки считаются утоляющими жажду, в отличие от большинства безалкогольных напитков, напитки из сыворотки легкие и освежающие, но менее кислые, чем фруктовые соки, и, как говорят, они более полезны для здоровья по сравнению с другими напитками.

Список Литературы

1. Евелева В.В. Переработка молочной сыворотки, [Текст] / Евелева В.В, М. А. Гуревич, И. Н. Филимонова // Молочная Промышленность, - 1994. - №'3—4. - С. 171

2. Храмцов А.Г. Рациональная переработка и использование белковоуглеводного молочного сырья, [Текст] / Храмцов А.Г., Нестеренко П.Г. – М: Мол. Промышленность, 1998. – 101 с.

3. Смольников Н. Н. Организация эффективной переработки сыворотки / Н. Н. Смольников // Переработка молока. 2011. № 8. С. 16–17.

4. Зябрев А. Ф. Переработка сыворотки – путь к созданию эффективного молочного производства / А. Ф. Зябрев, Т. А. Кравцова, Н. В. Горячий, И. А. Сидоркин // Переработка молока. 2011. № 8. С. 10–11.

5. Золотарева М. С. Молочная сыворотка в технологии выработки цельномолочных продуктов / М. С. Золотарева, Д. Н. Володин, В. А. Михнева, И. А. Евдокимов, Б. В. Чаблин // Переработка молока. 2010. № 5. С. 6–8.

List of literature

1. Eveleva V.V. Processing of whey, [Text] / Eveleva V.V., M. A. Gurevich, I. N. Filimonova // Dairy Industry, - 1994. - №'3-4. - P . 171

2. Khramtsov A.G. Rational processing and use of protein–carbohydrate dairy raw materials, [Text] / Khramtsov A.G., Nesterenko P.G. - M: Mol. Industry, 1998. – 101 p.

3. Smolnikov N. N. Organization of effective serum processing / N. N. Smolnikov // Milk processing. 2011. No. 8. pp. 16-17.

4. Zyabrev A. F. Whey processing – a way to create an effective dairy production / A. F. Zyabrev, T. A. Kravtsova, N. V. Goryachy, I. A. Sidorkin // Milk processing. 2011. No. 8. pp. 10-11.

5. Zolotareva M. S. Whey in the technology of production of whole milk products / M. S. Zolotareva, D. N. Volodin, V. A. Mikhneva, I. A. Evdokimov, B. V. Chablin // Milk processing. 2010. No. 5. pp. 6-8.

Код для цитирования: Скопировать