Технология изготовления побочных продуктов переработки молока (обезжиренное молоко, пахта, сыворотка)

Вторичные продукты переработки молока имеют высокую биологическую ценность, их можно использовать для непосредственного потребления, а также для выработки различных молочных продуктов. Из вторичных продуктов переработки молока получают продукты: без концентрирования сухих веществ; с концентрированием сухих веществ, но без разделения сухого вещества на составные части; с предварительным разделением сухого вещества на составные части с концентрированием их сгущением; с концентрированием отдельных составных частей сухого вещества молока сгущением, сгущением и сушкой. Такое разнообразие продуктов питания, получаемых из вторичных продуктов переработки молока, возможно благодаря применению на молочных предприятиях технологических операций выпаривания, обратного осмоса, сушки, тепловой коагуляции, ультрафильтрации, электродиализа.

При производстве сливок, сметаны вторичным продуктом является обезжиренное молоко, при выработке масла – обезжиренное молоко и пахта, а при изготовлении сыра, казеина, творога – сыворотка. При производстве масла используется около 30 % сухого вещества молока, а 70 % его переходит в обезжиренное молоко и пахту; при выработке сыра, казеина и творога используется 50–55 % сухого вещества, а 45–50 % переходит в сыворотку.

Обезжиренное молоко. По химическому составу обезжиренное молоко отличается от цельного только содержанием жира (0,05 %). Жирорастворимых витаминов, поскольку они концентрируются в жировой фазе, в обезжиренном молоке мало. Других компонентов в обезжиренном молоке содержится практически столько же, сколько и в цельном.

По питательности 2 кг обезжиренного молока равноценны 1 кг цельного молока.

Обезжиренное молоко, полученное при производстве высокожирных сливок, в молочной промышленности называется пахтой. Такая пахта отличается от пахты, полученной при производстве масла методом сбивания, и от обезжиренного молока. В пахте после сепарирования сливок при производстве масла из высокожирных сливок содержится большее количество жира, фосфолипидов и меньшее – белка, чем в обычном обезжиренном молоке. Такая пахта и обезжиренное молоко различаются также по свертываемости сычужным ферментом, качеству сгустка, стойкости при хранении продуктов, получаемых из них.

Выход и нормативы качества пахты. В зависимости от способа производства различают следующие виды пахты: пахта, получаемая при производстве сливочного масла методом сбивания сливок в маслоизготовителях периодического действия; пахта, получаемая при производстве сливочного масла методом сбивания сливок в маслоизготовителях непрерывного действия; пахта, получаемая при производстве сливочного масла методом преобразования высокожирных сливок.

В зависимости от вида сливочного масла различают пахту от сладкосливочного и кислосливочного масла. Выход пахты зависит от организации производственного процесса (сбора) и обусловлен жирностью исходных сливок и содержанием плазмы в масле. Теоретически выход пахты можно рассчитать по балансу сухих веществ и массы. Практически при расчетах принимают, что при производстве 1 т сливочного масла получают до 1,5 т пахты.

Пахта должна отвечать следующим требования: внешний вид и консистенция – однородная жидкость без видимых крупинок жира; цвет – белый со слегка желтоватым оттенком, однородный по всей массе; вкус и запах – чистый молочный без посторонних привкусов и запахов для пахты сладкосливочного масла и кислосливочный для пахты кислоcливочного масла.

Способы обработки пахты при необходимости хранения и транспортировки выбираются в зависимости от ее вида. При производстве сливочного масла способом сбивания сливок пахта получается с температурой 12–16 °С. Для ее хранения необходимо охлаждение до температуры 6–8 °С. При производстве сливочного масла способом преобразования высокожирных сливок пахту получают с температурой 70–85 °С. Ее следует охладить до температуры 6–8 °С и хранить в закрытых резервуарах до переработки или транспортировки. Необходимо исключить попадание в пахту промывных вод, особенно при сбивании сливок в маслоизготовителях периодического действия. Для контроля можно использовать метод определения плотности, так как попадание воды снижает этот показатель относительно нормативного (1029–1035 кг/м3). Вода снижает качество пахты и затрудняет ее переработку. При поставке пахты другим предприятиям ее транспортируют в закрытых емкостях (автомолцистернах) при температуре не выше 10 °С и полной загрузке отсеков, что исключает сбивание комочков жира и снижает его липолиз.

Основные направления промышленной переработки пахты.

Классификация продуктов из пахты

Пахту от производства сладкосливочного масла, полученного методом сбивания и преобразования высокожирных сливок, желательно использовать:

- при нормализации цельномолочной продукции, производстве напитков, в том числе кисломолочных и с наполнителями;

- при производстве белковых продуктов (творог, сыр);

- при производстве сгущенной и сухой пахты;

- при выделении компонентов пахты ультрафильтрацией.

Пахту от кислосливочного масла используют по тем же направлениям, за исключением сгущения и сушки, что связано с повышенной кислотностью исходного сырья. Ассортимент продуктов из пахты насчитывает несколько десятков наименований и постоянно расширяется. Все продукты, вырабатываемые из пахты, условно разделены на четыре большие группы: напитки, сухие и сгущенные концентраты, сыры, белковые продукты и мороженое. Каждая группа продуктов делится на несколько подгрупп, которые содержат набор ассортиментных единиц. В настоящее время наиболее рациональным и экономически целесообразным является использование пахты для нормализации молока.

Технология производства напитков из пахты. Напитки из пахты согласно предложенной классификации подразделяются: на свежие (неферментированные) без наполнителей или с наполнителями; ферментированные (сквашенные) без наполнителей или с наполнителями. Технологические операции при выработке ферментированных напитков осуществляются в следующей последовательности: приемка сырья и подготовка его к переработке; нормализация пахты по массовой доле жира или сухих веществ; пастеризация нормализованной пахты; гомогенизация (если предусмотрена технологией); охлаждение до температуры заквашивания и заквашивание; сквашивание; охлаждение сгустка; фасовка и упаковка готового продукта. Отличительными особенностями технологии производства ферментированных напитков из пахты являются видовой состав применяемой закваски, режимы пастеризации, заквашивания и сквашивания, способ производства (резервуарный или термостатный).

Пахта диетическая вырабатывается термостатным или резервуарным способом из свежей пахты путем сквашивания закваской молочнокислых стрептококков (70 %) и ацидофильной палочки слизистых рас (30 %) в количестве 1–2 %. Подготовленную пахту пастеризуют при температуре 85–87 °С с выдержкой 5–10 минут или при 90–92 °С с выдержкой 2–3 минуты, охлаждают до температуры 28–30 °С (резервуарный способ) или 30–32 °С (термостатный способ), заквашивают и сквашивают в течение 12–16 часов до кислотности сгустка 70–80 °Т. При термостатном способе производства пахты после заквашивания и перемешивания смесь разливают в потребительскую тару и направляют на сквашивание в термостатные камеры. После окончания сквашивания продукт перемещают в хладостатную камеру и охлаждают до температуры не выше 8 °С. При резервуарном способе производства сквашивание смеси ведут в тех же резервуарах, в которых проводилось заквашивание. После окончания сквашивания продукт перемешивают, охлаждают до температуры 3–8 °С и разливают в потребительскую тару.

Пахта «Идеал» сквашенная вырабатывается из смеси пахты от производства сладкосливочного масла и пастеризованных сливок. Продукт вырабатывают как термостатным, так и резервуарным способами. Смесь заквашивают закваской чистых культур ацидофильной палочки (50 %) и ароматобразующих микроорганизмов (50 %). Количество вносимой закваски составляет 3–5 % к массе заквашиваемой смеси. Температура заквашивания и сквашивания для того и другого способа производства составляет 30–32 °С, продолжительность сквашивания – 8–10 часов до кислотности сгустка 80–85 °Т. После пастеризации смесь гомогенизируют при температуре 55–60 °С и давлении 12,5–17,5 МПа. Остальные технологические параметры выработки такие же, как и при выработке пахты диетической.

Напиток «Новинка» вырабатывают из смеси сгущенной пахты и цельного молока. Смесь сквашивают закваской, приготовленной на чистых культурах молочнокислых стрептококков. Свежую пахту сгущают на вакуум-выпарных аппаратах до массовой доли сухих веществ не менее 15 % и нормализуют молоком до массовой доли жира 1,5 %. Полученную смесь пастеризуют при температуре 85–87 °С с выдержкой 5–10 минут или при температуре 90–92 °С с выдержкой 2–3 минуты и охлаждают до температуры заквашивания 25–28 °С. Заквашивают смесь многоштаммовой закваской из мезофильных молочнокислых стрептококков в количестве 5 %, тщательно перемешивают в течение 15 минут и сквашивают в течение 6–8 часов до образования прочного сгустка с кислотностью 75–85 °Т. Готовый сгусток перемешивают, охлаждают до 10–15 °С, фасуют в потребительскую тару. Фасованный продукт доохлаждают в холодильной камере до 8 °С, и он готов к реализации.

Напиток «Свежесть» вырабатывают термостатным или резервуарным способом из пастеризованной пахты с использованием для заквашивания комбинированной закваски, состоящей из термофильных молочнокислых стрептококков (80 %), болгарской палочки (10 %) и слизистых рас ацидофильной палочки (10 %). Массовая доля закваски составляет 5 % к массе перерабатываемой пахты. Температура заквашивания и сквашивания независимо от способа производства составляет 43 °С, продолжительность сквашивания – 2,5–3,0 часа. Кислотность сгустка в конце сквашивания не должна превышать 80 °Т. Остальные технологические операции и режимы не имеют принципиальных отличий от технологии производства пахты диетической.

Пахта сквашенная вырабатывается резервуарным или термостатным способом из пахты, полученной от производства как кислосливочного, так и сладкосливочного масла. Закваску для сквашивания готовят на чистых культурах молочнокислого стрептококка. Количество вносимой закваски зависит от ее активности, кислотности сквашиваемой пахты и колеблется в пределах 1–5 %. Пастеризованную пахту охлаждают до температуры 22–26 °С и заквашивают. При резервуарном способе производства сквашивание проводят при этой же температуре в течение 12–18 часов до кислотности сгустка 80–90 °Т, сгусток перемешивают, охлаждают до температуры 16 °С и разливают в потребительскую тару. Доохлаждение продукта проводят в холодильной камере. При термостатном способе производства смесь после заквашивания направляют на розлив. Сквашивание смеси проводят в термостатных камерах при температуре 22–26 °С. Охлаждают сквашенный продукт в холодильной камере.

Кисломолочные напитки «Вита» и «Угличский» вырабатывают резервуарным способом. Напиток «Вита» выпускают трех видов: нежирный, с массовой долей жира 1,0 и 2,5 %; напиток «Угличский» – двух видов: нежирный и с массовой долей жира 2,5 %. Напитки могут быть выработаны только из пахты, обезжиренного молока или смеси пахты и обезжиренного молока. Для нормализации сырья по жиру используют цельное молоко. Свежую пахту пастеризуют, охлаждают до температуры заквашивания и заквашивают с помощью сухого препарата «Бифилакт-А» и «Бифилакт-Д». Использование сухих бактериальных препаратов снижает опасность загрязнения продуктов посторонней микрофлорой и уменьшает трудоемкость приготовления производственной закваски. В состав микрофлоры препаратов входят бифидобактерии, ацидофильная палочка или молочнокислые стрептококки. Сквашивание смеси проводят до образования плотного сгустка с кислотностью 90–110 °Т. После сквашивания сгусток перемешивают, охлаждают и направляют на розлив. В 1 см3 напитка содержится 10–100 млн. жизнеспособных клеток бифидобактерий, не менее 100 млн. клеток ацидофильной палочки и молочнокислых стрептококков, которые подавляют попавшие в кишечник болезнетворные микроорганизмы, повышают защитные функции организма к различным инфекциям и улучшают процесс пищеварения. Напитки имеют однородную слегка тягучую консистенцию, чистый кисломолочный вкус со слабым при-вкусом уксусной кислоты, молочно-белый цвет, однородный по всей массе.

Сгущенные и сухие концентраты. В процессе сгущения и сушки изменяется химический состав пахты, снижается содержание холестерина и фосфолипидов. Все компоненты, содержащиеся в исходном сырье, при сгущении и сушке концентрируются. Сгущенная пахта содержит примерно в 2,5–3,0 раза, а сухие продукты в 10–11 раз больше белка, фосфора, свободных аминокислот, фосфолипидов и других веществ, чем исходное сырье. Общий белок почти полностью сохраняется. Потеря свободных аминокислот в сгущенной пахте составляет 26,4 %, в сухой – 16,8 % по отношению к исходной. При этом большему расщеплению подвергаются цистин и глутаминовая кислота. В пересчете на сухое вещество в готовых сухих продуктах холестерина содержится на 4–6 % меньше, чем в исходном продукте. Количество общих фосфолипидов также уменьшается: в сгущенной пахте – на 10 %, а в сухой – на 15 %. Сгущенные концентраты из пахты выпускаются двух видов: пахта сгущенная без сахара и пахта сгущенная с сахаром.

Пахта сгущенная с сахаром вырабатывается из пахты, нормализованной по жиру и СОМО, выпариванием из нее части воды и консервированием сахарозой. Продукт рекомендуется использовать при производстве хлебобулочных и кондитерских изделий. Технологический процесс производства пахты сгущенной с сахаром включает следующие операции: приемка и подготовка сырья, нормализация по жиру и СОМО, пастеризация, подготовка сахарного сиропа, сгущение, охлаждение, фасовка и упаковка готового продукта.

Пахту, предназначенную для сгущения, нормализуют по содержанию жира и СОМО добавлением сливок или сепарированием части пахты. Нормализацию проводят для установления определенного соотношения между жиром и СОМО. Нормализованную пахту при непрерывном перемешивании подают в пастеризатор и нагревают до температуры 85–87 °С. Горячая пахта поступает в промежуточные емкости, а из них подается в вакуум-выпарную установку. Одновременно с пахтой в вакуум-аппарат подают и предварительно подготовленный сахарный сироп в виде водного раствора с концентрацией сахара 70–75 %. Процесс сгущения ведут при оптимальных режимах для данной конструкции установки с тем, чтобы обеспечить минимальную продолжительность сгущения. Затем пахту охлаждают и фасуют в деревянные и фанерно-штампованные бочки или металлические фляги. Готовый продукт хранят при температуре не выше 10 °С и влажности 75 %. Продолжительность хранения его составляет до 3 месяцев со дня выработки.

Пахта сгущенная без сахара вырабатывается из свежей пастеризованной пахты с массовой долей жира не более 0,7 % выпариванием части воды. Продукт относится к полуфабрикатам и используется при производстве мороженого, сливочного масла, сливочных паст, фруктово-ягодных и витаминизированных молочных продуктов, а также в кондитерском и хлебопекарном производстве. Технологический процесс выработки сгущенной пахты без сахара отличается от производства пахты сгущенной с сахаром тем, что не проводят процесс нормализации по жиру и СОМО и при выработке не используют сахарный сироп.

Сухие концентраты из пахты вырабатывают с использованием распылительных, пленочных или сублимационных сушилок.

Пахта сухая вырабатывается из свежей пахты с кислотностью не выше 21 °Т сгущением ее в вакуум-выпарных установках с последующим высушиванием на распылительных или пленочных сушилках. Она предназначена для использования в качестве полуфабриката в производстве восстановленного молока, молочных продуктов из восстановленного молока, масла с наполнителями, сливочных паст, аналогов сливочного масла, хлебобулочных, кондитерских и других пищевых продуктов, а также заменителей цельного молока для выпойки молодняка сельскохозяйственных животных.

Технологический процесс производства сухой пахты состоит из следующих операций: подготовка сырья, пастеризация пахты, охлаждение и резервирование пастеризованной пахты (при необходимости), сгущение, сушка, фасовка и упаковка готового продукта. В принятой на переработку пахте определяют кислотность и массовую долю жира. В том случае, когда массовая доля жира в ней превышает 0,5 %, пахту сепарируют. После этого пахту пастеризуют при температуре 85–87 °С с выдержкой 15–20 секунд, охлаждают до температуры 6–8 °С и резервируют (при необходимости) или без охлаждения сгущают до массовой доли сухих веществ 38–42 %. Сушат сгущенную пахту на распылительных установках с дисковым или форсуночным распылением и вальцовых сушилках. Температура сгущенной пахты должна быть не ниже 60 °С. При сушке пахты на распылительной сушилке на входе в сушильную башню и выходе из нее устанавливают определенную температуру воздуха: 150–170 °С на входе в башню противоточной сушилки и 170–180 °С на входе в башню прямоточной сушилки; 70–80 °С на выходе из сушильной башни. При сушке пахты пленочным способом давление греющего пара должно составлять: 2,3–3,0 МПа – для сушилок СДА-250; 4,0–5,0 МПа – для сушилок СМ-2В; 5,5–6,0 МПа – для сушилок ЗВУ-2К.

Пахта сухая сублимационной сушки вырабатывается из пахты от производства сладкосливочного масла, вырабатываемого методом сби-вания сливок. Пахта пастеризуется, сгущается и высушивается с использованием сублимационных сушилок. При сублимационной сушке пахты полностью сохраняются ее пищевые, биологические и вкусовые свойства. Она легко восстанавливается при растворении в воде комнатной температуры в течение 10–20 минут.

Сухой десерт из пахты вырабатывают высушиванием смеси сгущенной пахты с плодово-ягодными соками на сублимационных сушилках. Десерт из пахты выпускают в виде брикетов небольших размеров. Продукт внешне похож на пастилу, имеет приятные вкус и запах, свойственные пахте и введенной добавке. Десерт употребляют в пищу в сухом виде без предварительного растворения в воде.

Технология производства сухих молочных продуктов. В настоящее время сухие молочные продукты в промышленности вырабатывают в широком ассортименте. Наибольший удельный вес составляют различные виды сухого цельного молока и молока обезжиренного. В то же время осваиваются новые виды сухих молочных продуктов, такие, как быстрорастворимое цельное молоко и его разновидности, сухие смеси для различных видов мороженого, сухие смеси для кисломолочных напитков, сухие молочные смеси для детского питания.

Наряду с этим производят сухие сливки с сахаром и без него, сливки высокожирные сухие, масло коровье сухое.

Сухие молочные продукты представляют собой сыпучие порошки, которые характеризуются высокой массовой долей сухих веществ (от 95 до 98,5 %) в зависимости от вида продукта и способа его производства.

Большое значение придается сухим молочным продуктам из побочных продуктов (вторичного сырья). Из молочной сыворотки получают сухую сыворотку, которая используется в хлебопекарной промышленности, в медицине, при производстве мороженого и плавленых сыров, в других отраслях народного хозяйства. Пахта перерабатывается на пахту сухую.

Сухие молочные продукты существенно различаются по массовой доле жира. Форма частиц сухих продуктов отличается и зависит от способа сушки. При распылительной сушке частицы сухого цельного молока имеют шарообразную форму, сухого молока «Смоленского» – форму агломератов, сухого быстрорастворимого цельного молока 15%-ной жирности – форму агломератов, запыленных поверхностно-активными веществами.

Молочная сыворотка. При выработке сыра, казеина, молочного белка, творога получают 70–85 % сыворотки от массы исходного молока. В сыворотке содержатся все водорастворимые витамины.

В настоящее время все большее значение приобретают сгущение и сушка обезжиренного молока, пахты и сыворотки. Консервы из вторичных продуктов переработки молока широко применяются при производстве различных молочных продуктов (плавленых сыров, мороженого, кисломолочных продуктов).

Вторичные продукты переработки молока используют при выращивании молодняка сельскохозяйственных животных. Так, обезжиренное молоко является важным компонентом схемы выпойки телят. Наибольший экономический эффект получают при скармливании телятам обезжиренного молока в виде ацидофилина.

В настоящее время большое значение приобретает использование сыворотки при выращивании телят, поросят, птицы вместо обезжиренного молока. Поскольку в сыворотке мало белка, то изыскиваются способы увеличения его содержания за счет биологического обогащения. Опыты кафедры молочного дела ТСХА показали, что при использовании дрожжей можно почти в 3 раза увеличить количество белка в сыворотке и в 2 раза таких ценных витаминов, как В2 и фолиевая кислота.

При скармливании телятам вместо обезжиренного молока обогащенной сыворотки прирост живой массы увеличивается на 10–11 %. При замене в рационе пекарских дрожжей обогащенной сывороткой приросты цыплят были на 15 % больше.

Сухое обезжиренное молоко и сыворотку используют при производстве заменителей цельного молока. Жидкую сыворотку применяют для растворения сухих заменителей молока.