Биотехнология», 270500 «Технология бродильных производств и виноделие» Бийск 2006
|
|
Скачать 0.58 Mb.
|
|
1.5 Очистка сыворотки от примесей 1.6 Состав и свойства казеина 1.7 Пищевые белковые продукты из молочной сыворотки 2 Коагуляция сывороточных белков |
|
^
К примесям, которые особенно трудно удалять из сыворотки, относятся белки, минеральные и красящие вещества. Они снижают качество готового молочного сахара. Для очистки сыворотки от белков применяют кислотно-щелочной способ коагуляции (подкисление сыворотки кислотой или кислой сывороткой и последующее раскисление раствором NaOH или известковым молоком) в сочетании с тепловой денатурацией белков. Наиболее эффективным методом выделения является ультрафильтрация. Довольно полное удаление минеральных веществ или деминерализацию сыворотки можно осуществить с помощью синтетических смол (в форме катионитов или анионитов) различных марок. Особенно хорошие результаты дает метод электродиализа очистка сыворотки в электродиализаторах с помощью катионитовых или анионитовых мембран и электрического поля, создаваемого электродами. Для эффективного удаления красящих веществ из сыворотки или растворов сахара-сырца следует использовать различные адсорбенты: активированный уголь, отбельные глины, диатомит, синтетические смолы [2]. ^ Казеин является основным белком молока его содержание составляет от 78 до 85 % всех белков, а массовая доля колеблется от 2,1 до 2,8 %. Он находится в виде коллоидных частиц, имеющих диаметр от 40 до 300 нм и среднюю молекулярную массу 6108, называемых мицеллами. Мицеллы состоят из более мелких (диаметр от 10 до 15 нм) субмицелл, которые формируются из молекул компонентов казеина. На поверхности мицелл имеются заряженные группы (суммарный заряд частиц одинаков и имеет отрицательный знак) и гидратная оболочка, поэтому при приближении друг к другу они не слипаются и не коагулируют. Таким образом, частицы казеина достаточно устойчивы. Казеин имеет свободные аминогруппы и карбоксильные группы, причем количество последних в нем превалирует. Поэтому казеин относится к кислым белкам и имеет изоэлектрическую точку при значении pH от 4,6 до 4,7. Кроме того, он содержит ОН-группы фосфорной кислоты и является сложным белком фосфорпотеидом. В состав мицелл казеина наряду с казеинатом кальция входит коллоидный фосфат кальция. Ученые предполагают, что с его помощью субмицеллы каким-то образом соединяются в мицеллы. Следовательно, мицеллы казеина представляют собой сложный белково-солевой комплекс, который называется казеинаткальций-фосфатным комплексом или казеиновым комплексом [3]. ^ Пищевая и диетическая ценность белков молочной сыворотки обусловливает целесообразность их получения и использования в виде пищевых продуктов для непосредственного потребления или полуфабрикатов для обогащения продуктов питания. Предпочтительно извлечение белков в нативном состоянии, что обеспечивается гельфильтрацией или гиперфильтрацией. Однако и в денатурированном состоянии биологическая ценность белков молока считается достаточно высокой. Непременным условием использования белков молочной сыворотки в пищевых целях является применение при обработке молочной сыворотки реагентов коагулянтов, разрешенных к использованию Минздравом: соляной кислоты ГОСТ 3118 - 77 Х4 и 4ДА, ТУ ХП 439 - 62 для пищевой промышленности; натрия двууглекислого (бикарбоната) ГОСТ 2156 - 76; хлористого кальция ГОСТ 4161 - 77, ГОСТ 4460 - 77. Использование кислой сыворотки для коагуляции белков с точки зрения гигиены питания возражений не вызывает. ^ Наиболее широкое распространение и практическое применение получили следующие способы коагуляции сывороточных белков: нагревание до температуры 90…95°С, кислотный (нагревание до температуры 90…95°С с последующим подкислением сыворотки до 30…35°Т), выдержка в течение 20 мин. и раскисление щелочью до 10…15°Т. Каждый из способов имеет свои технологические особенности. При тепловом способе порог денатурации сывороточных белков находится при температуре 50…60°С, видимая коагуляция отмечается при температуре 75…80°С, а оптимум соответствует температуре 90…95°С. Эффективность выделения белка из подсырной сыворотки при этом способе составляет от 20 до 30 % [3]. Изменения выделения белка из творожной сыворотки по мере повышения температуры показаны в таблице 20. Таблица 20 – Зависимость выделения белка из творожной сыворотки от температуры
Максимум тепловой коагуляции белков творожной сыворотки лежит в зоне температур от 90 до 100°С (оптимум 93°С). При дальнейшем повышении температуры количество скоагулированного белка увеличивается на 25 %, но его выделение затруднено, фильтрат получается мутным, часть фракции белковых веществ остается в сыворотке (таблица 21). Таблица 21 – Содержание азота в молочной сыворотке
Для усиления тепловой денатурации в подсырную сыворотку необходимо ввести реагенты, сдвигающие реакцию среды в кислую сторону. Оптимальной реакцией среды при подкислении сыворотки является значение рН от 4,4 до 4,6, что соответствует титруемой кислотности от 30 до 35°Т и совпадает с изоэлектрической точкой лактальбуминовой фракции белков молочной сыворотки. Степень выделения азотистых соединений подсырной сыворотки при оптимальном значении рН составляет около 40 %, что на 10…15 % выше, чем при тепловой денатурации. Полученный фильтрат прозрачен, мутность сыворотки по сравнению с исходной снижается в 26 раз, а по сравнению с очищенной тепловым способом в 12,1 раза. Остаточное количество азотистых соединений в сыворотке в пересчете на белок составляет 0,413 %, что превышает содержание небелкового азота. Неполное выделение белковых фракций путем кислотной коагуляции объясняется неоднородностью их и различием свойств. По этому способу очистки сыворотки от белков путем тепловой денатурации с подкислением, широко распространенному в промышленности, не обеспечивается полного выделения белков, что, например, при производстве молочного сахара, снижает качество готового продукта и затрудняет проведение технологического процесса. Дополнительного выделения белкового осадка из предварительно очищенной кислотным способом сыворотки можно достичь в результате ее раскисления (смещения значения рН до 6,0 и выше) [4]. Физическая граница раскисления сыворотки находится около рН 7,0 (выше происходит побурение). Оптимум составляет рН от 6,0 до 6,5 (титруемая кислотность от 10 до 15°Т). При этом выделяется от 50 до 55 % азотистых соединений, мутность снижается до 0,003. В сыворотке остаются практически нерастворимые небелковые азотистые соединения, которые не выделяются тепловой денатурацией и коагуляцией. Таким образом, максимальное выделение белков из подсырной сыворотки обеспечивается тепловой денатурацией в комплексе с кислотно-щелочным способом коагуляции. Подкисление и последующее раскисление доводит реакцию среды до изоэлектрической точки всех присутствующих в сыворотке белков. Принимая изоэлектрические точки белков за постоянную величину (для альбуминовой фракции рН 4,5, а для всех остальных рН 6,3), можно обоснованно выбрать режим обработки сыворотки. Сыворотка, имеющая исходную кислотность ниже 35°Т и рН выше 4,6, подлежит подкислению и раскислению, а выше 35°Т и ниже рН 4,4 только раскислению. Необходимая продолжительность выдержки после подкисления составляет 5 мин., после раскисления не менее 15 мин. Общая продолжительность коагуляции с учетом выдержки после подкисления составляет 20 мин. Оптимальный режим коагуляции белков подсырной сыворотки следующий. Нагревание до температуры 92,5 ± 2,5°С; подкисление до рН 4,5±0,1 (кислотность от 30 до 35 °Т); выдержка при данной температуре не менее 5 мин; раскисление до рН 6,25 ± 0,25 (кислотность от 10 до 15°Т); выдержка не менее 15 мин. Для более полного выделения белков из творожной сыворотки необходимо введение реагентов, сдвигающих реакцию среды в щелочную зону (повышение рН) – до рН 6,0…6,5, что примерно соответствует кислотности 15°Т. Следует учитывать, что раскисление выше рН 6,5 или отсутствие энергичного перемешивания при внесении щелочного раствора приводит к потемнению сыворотки. Необходимая продолжительность теплового воздействия соответствует 10 мин. В то же время выдержка при температуре денатурации не должна превышать 30 мин. Реагенты следует вносить в сыворотку перед нагреванием или после подогрева до 70°С, что снижает опасность карамелизации. Таким образом, оптимальный режим выделения белков из кислой (творожной) сыворотки можно принять следующим: нагревание до температуры 93°С, раскисление до рН 6,0…6,5 (кислотность 15°Т), выдержка от 10 до 15 мин. В качестве реагентов–коагулянтов для обработки творожной сыворотки можно использовать химикаты, предназначенные для раскисления подсырной сыворотки. Кроме кислотно-щелочного способа эффективной является коагуляция хлористым кальцием, при котором степень выделения белков из подсырной сыворотки составляет свыше 50 %. Однако CaCl2 можно применять только для свежей подсырной сыворотки, что несколько ограничивает его практическое применение. В качестве реагентов-коагулянтов для подкисления рекомендуется использовать НСl, допустимо применение кислой сыворотки и молочной кислоты. Серная кислота не подходит, т.к. ионы SO42- в дальнейшем затрудняют сгущение сыворотки. Для раскисления наиболее целесообразным является 10%-ный раствор едкого натра. Известковое молоко не нашло практического применения из-за трудности приготовления и появления пригара на поверхностях вакуум-аппаратов [1]. Степень выделения белков из подсырной сыворотки в зависимости от вида применяемых реагентов-коагулянтов показана в табли- це 22. Таблица 22 – Зависимость выделения белка от способа когуляции
Из соленой сыворотки выделяют белки кислотно-щелочным способом. Таким образом, добавление минеральных солей (повышение зольности) в молочную сыворотку стабилизирует белковые частицы, снижает эффективность тепловой денатурации и всех способов коагуляции. |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка:
Похожие:
База данных защищена авторским правом ©MedZnate 2000-2016
allo, dekanat, ansya, kenam
обратиться к администрации | правообладателям | пользователям
allo, dekanat, ansya, kenam
обратиться к администрации | правообладателям | пользователям