Производство сыра из сыворотки методом ультрафильтрации (УФ)

Производство молочно-белковых продуктов, таких как сыр и творог, связано с получением побочного продукта переработки молока – сыворотки. Объемы переработки молока на эти продукты стабильно растут, стабильно растет и производство молочной сыворотки. В 2011 г. в мире было произведено около 160 млн. т подсырной сыворотки, и основные объемы производства пришлись на страны ЕС и США. Вместе с производством сыворотки стабильно возрастают и объемы ее переработки, которые показали прирост в 10 % только за последние три года.

Наиболее успешными в этом плане являются европейские страны и США. Из всего произведенного объема продуктов на основе сыворотки 46 % приходится на США, 28 % – Великобританию, 15 % – Германию, на долю РФ приходится менее 1 %.

Общеизвестно, что продукты из сыворотки обладают повышенной пищевой и биологической ценностью благодаря уникальности своего состава. Проведенные за рубежом исследования показали, что продукты из сыворотки способствуют регулированию давления, снижению веса, могут служить профилактикой онкологических заболеваний, предотвращают старение организма. Изменилось и отношение потребителей к продуктам из сыворотки.

Опрос, проведенный «Innova Market», позволил заключить, что большинство опрошенных респондентов позиционируют продукты из сыворотки не только как полезные, но и как вкусные, «для удовольствия».

В нашей стране в связи с планированием роста производства сыра проблемы рационального использования молочной сыворотки и ее утилизации, неразрывно связанные с проблемой охраны окружающей среды, будут неуклонно возрастать, а пока более 50 % сыворотки выливается в канализацию.

 

Особенности производства сыра методом ультрафильтрации

Сыр из сыворотки методом ультрафильтрации – относительно новый для России способ ее использования. В Европе сыровары издавна делали сыр из сыворотки с целью минимизации потерь молока. При этом использовали сыворотку, полученную из молока разных домашних животных (коровы, овцы, козы).

Традиционное сыроделие основано на технологиях ферментации казеина – основного белка молока. Однако степень использования сухих веществ молока при изготовлении сыров составляет всего около 50 %. Подсырная сыворотка является побочным продуктом сыроделия, тем не менее она содержит остальные 50 % сухих веществ молока. Это лактоза, сывороточные белки, жир, витамины и минералы.

Особенный интерес для сыроделия представляют сывороточные белки, высокая биологическая ценность которых подтверждена многочисленными исследованиями.

Сравнительно небольшое содержание сывороточных белков и жира в сыворотке компенсируется ее большим количеством: норма отхода сыворотки при выработке сыра составляет до 80 %.

Биологическая ценность сывороточных белков – 110 % в сравнении с белком куриного яйца (100 %). Для казеина этот показатель составляет 73  %.  При этом усвояемость денатурированных сывороточных белков остается практически такой же, как нативных. Сывороточные белки содержат все незаменимые аминокислоты, которые сбалансированы по своему количеству. Например, в альбумине содержание триптофана в 4 раза больше, чем в казеине. Количество цистеина, содержащего серу, в альбумине в 19 раз, а в глобулине – в 7 раз больше, чем в казеине. В альбумине и глобулине больше незаменимой аминокислоты лизина.

Сывороточные белки очень компактно «упакованы» в белковую структуру. Именно благодаря своей компактности они устойчивы к действию протеолитических ферментов. Их главной биологи- ческой функцией является транспортирование витаминов, в частности ретинола (провитамина А), жирных кислот, а также поддержание биосинтеза лактозы как в организме коровы, так и человека.

Включение сывороточных белков в традиционные виды твердых и полутведых сыров приводит к изменению их структуры и ухудшению вкуса. Поэтому в международной практике принято сывороточные (альбуминные) сыры вырабатывать по специальным технологиям, имеющим свои особенности. Большинство сыров из сыворотки – свежие сыры.

 

Производство альбуминового сыра в России

В настоящее время в международной практике сыры из сыворотки вырабатывают по стандарту из свода международных стандартов Codex Alimentarius на молоко и молочные продукты – «Сыры сывороточно-альбуминные CODEX STAN A-7-1971, Rev.2-2006», который специально разработан под эту особую группу сыров и регламентирует определения, требования к сырью, составу, маркировке, упаковке, методам контроля сыров на международном уровне. Национальный стандарт на сыры из сыворотки – ГОСТ Р 54665–2011 «Сыры альбуминные. Технические условия» был разработан ВНИИМСом в 2011 г. и гармонизирован с международным стандартом.

В дополнение к новому национальному стандарту разработан «Сборник типовых технологических инструкций по производству альбуминных сыров» ТТИ ГОСТ Р 54665–001.

Документ включает:

  • общую технологию альбуминных сыров, в которой представлены основные технологические приемы выработки сыра; рекомендованы способы фасования и упаковки сыров; даны рекомендации по подбору технологического оборудования; типовые технологические схемы производства сыров;
  • частные технологии сыров, вошедших в ГОСТ Р 54665–2011 «Сыры альбуминные. Технические условия»; нормы рас- хода сырья при их производстве;
  • приложения, в которых приведены методы контроля качества сырья и ингредиентов, журнал технологического контроля производства сыра, карту метрологического обеспечения.

 

В Сборнике ТТИ предложена базовая технология для выработки альбуминных сыров, основанная на термокислотной коагуляции – свертывании молочной сыворотки под воздействием высоких температур с добавлением кислот. Допускается для подкисления использовать растворы уксусной, молочной, соляной кислот установленных концентраций или творожную сыворотку. Возможно проводить предварительное концентрирование сыворотки перед коагуляцией сывороточных белков. Технология производства может включать внесение молока и продуктов переработки молока до или после концентрирования или коагуляции Ассортимент альбуминных сыров в Сборнике ТТИ соответствует ГОСТ Р 54665–2011 и состоит из сыров пяти наименований: «Альбумина», «Альбумина» сладкий, «Альбумина» копченый, «Альбимо» и «Альбимо» копченый.

Требования к форме, размерам и массе альбуминных сыров не регламентируются. Допускается реализация альбуминных сыров в фасованном виде в форме ломтиков, брусков, кубиков,  секторов и др., массой нетто от 0,1 до 1 кг.

Вкус и запах альбуминных сыров дол- жен быть чистый, молочный или кисло- молочный, с выраженным привкусом и запахом пастеризации. Для копченых сыров – с выраженным привкусом и запахом копчения, для сыров с наполнителя- ми – вкус, свойственный внесенным вкусовым наполнителям и компонентам и (или) ароматизаторам. Консистенция альбуминных сыров от мягкой, нежной, однородной до нежной, но в меру плотной, слегка ломкой.

В качестве вкусовых компонентов используются пряные травы, фрукты, орехи, ароматизаторы вкуса. В Сборнике ТТИ изложена подготовка ингредиентов. Массовая доля влаги в альбуминных сырах колеблется от 57 до 69 %, массовая доля жира в пересчете на сухое вещество – от 7 % и выше. Альбуминные сыры реализуют как сразу после упаковывания и охлаждения, так и в возрасте 15 сут.

 

Ультрафильтрация при производстве альбуминовых сыров

Для значительного снижения объемов исходного сырья, уменьшения транспортных расходов, расходов на тепловую энергию и увеличения сроков годности сырья рекомендуется молочную сыворотку предварительно сконцентрировать (сгустить). Для сгущения молочной сыворотки возможно использовать вакуум-выпарные или ультрафильтрационные установки. Коэффициент кон- центрирования, представляющий собой отношение массы сыворотки, поданной в ультрафильтрационную установку, к массе полученного ретентата, составляет от 3 до 10.

При выработке альбуминных сыров рекомендуется к сыворотке добавлять от 5 до 25 % молока (цельного, обезжиренного, восстановленного) или пахты, так как совместное осаждение казеиновых фракций и сывороточных белков позволяет добиться более полного их выделения из смеси.

В альбуминных сырах отношение сывороточных белков к казеину должно быть значительно выше, чем в молоке. По ГОСТ Р 54665–2011 при выработке альбуминных сыров с добавлением молока отношение сывороточных белков к казеину должно составлять не менее 1:1. В Сборнике ТТИ даны расчеты по определению количества молока, которое необходимо внести в сыворотку для получения оптимального соотношения казеина и сывороточных белков. Также в сборнике приведены способы выделения сырной массы, наиболее пригодные для каждой конкретной технологии альбуминного сыра. Способы включают: сепарирование на саморазгружающемся сепараторе, использование ванны для самопрессования или бязевых мешков, извлечение сгустка с помощью сетчатого ковша на длинной ручке и т.д.

Введение Национального стандарта на альбуминные сыры и Сборника ТТИ по их производству будет способствовать расширению ассортимента отечественных сыров и увеличению объемов их производства для удовлетворения физиологической потребности человека в белковом питании.

Предприятие-изготовитель сыра сможет на основании типовой технологи- ческой инструкции разработать техно- логическую инструкцию изготовителя, в которой устанавливает конкретное значение того или иного технологического параметра в рекомендуемом диапазоне с учетом качества используемого сырья и условий производства сыра на данном предприятии. Главным критерием обоснованности корректировки технологических параметров должен быть выпуск безопасной продукции высокого качества, соответствующей требованиям национального стандарта ГОСТ Р 54665–2011.