НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ НАУК БЕЛАРУСИ
НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИЙ ЦЕНТР НАЦИОНАЛЬНОЙ АКАДЕМИИ НАУК БЕЛАРУСИ ПО ПРОДОВОЛЬСТВИЮ
РУП «ИНСТИТУТ МЯСО-МОЛОЧНОЙ
ПРОМЫШЛЕННОСТИ»
Дымар О.В., Чаевский С.И.
ПРОИЗВОДСТВО КАЗЕИНА:
основы теории и практики
Минск 2007
УДК 637.147.2
ББК 36.95
Д39
Д39 Производство казеина: основы теории и практики: Научно-практическое издание. Монография. – Минск: РУП «Институт мясо-молочной промышленности». Дымар О.В., Чаевский С.И., Минск, 2007. 70с.
ISBN 978-985-90132-5-6
В книге детально описаны состав и физико-химические свойства казеина, фракционный состав, его содержание в молоке различных сельскохозяйственных животных. Показаны свойства основных белков молока. Охарактеризованы требования к сырью, применяемому для производства казеина. Описаны виды казеиновых продуктов, которые получают в зависимости от конкретной технологии производства и природы агентов, вызывающих коагуляцию и образование казеинового сгустка. Отражено явление осаждения казеина при помощи кислоты, сычужного фермента, описано явление синерезиса и биологического осаждения. Приведены схемы технологических процессов производства кислотного и сычужного казеина. Дано описание особенностей производства растворимых форм казеинсодержащих продуктов.
Книга предназначена для специалистов молочной промышленности и студентов учебных заведений аграрного профиля при изучении дисциплин, связанных с переработкой вторичного молочного сырья.
Рецензенты: Т.И.Шингарёва, заведующая кафедрой технологии молока и молочных продуктов УО «Могилевский государственный университет продовольствия», кандидат технических наук, доцент; А.И.Николаенков, главный научный сотрудник УО «Белорусский государственный аграрный технический университет, доктор сельскохозяйственных наук.
УДК 637.147.2
ББК 36.95
Дымар О.В., Чаевский С.И., 2007
I
SBN
978-985-90132-5-6 РУП «Институт
мясо-молочной промышленности», 2007
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 5
ГЛАВА 1. СОСТАВ И СВОЙСТВА КАЗЕИНА 6
1.1. Физико-химические свойства 6
1.2 Фракционный состав 9
ГЛАВА 2. СЫРЬЕ, ПРИМЕНЯЕМОЕ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА КАЗЕИНА 12
Норма 13
65 13
20 13
не допускается 13
ГЛАВА 3. ПРОЦЕСС ОБРАЗОВАНИЯ СГУСТКА 17
3.1. Виды казеиновых продуктов 17
3.2. Кислотная коагуляция 18
3.3. Сычужная коагуляция 20
3.4. Синерезис 22
4.1 Технология кислотного казеина 24
4.2 Технология сычужного казеина 29
4.3. Биологически осажденный казеин 31
5. ПРОИЗВОДСТВО РАСТВОРИМЫХ ФОРМ КАЗЕИНСОДЕРЖАЩИХ ПРОДУКТОВ 33
5.1. Получение казеинатов 33
5.2 Получение копреципитатов 35
ГЛАВА 6. ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА КАЗЕИНА 38
6.1 Оборудование для производства казеина-сырца 38
ГЛАВА 7. ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОИЗВОДСТВА КАЗЕИНА 53
7.1 Энергосбережение при производстве казеина 53
7.2. Повышение экономической эффективности производства казеина 55
7.3. Использование молочной сыворотки в рационах кормления свиней 57
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 59
ЛИТЕРАТУРА 60
ПРИЛОЖЕНИЯ 62
Показатель 62
Введение
Белки – это наиболее важный и сложный структурообразующий компонент молока млекопитающих. Их можно разделить на две основные группы: сывороточные белки и казеин (табл. 1). Содержание остальных белковых фракций: оболочек жировых шариков, ферментов, гормонов незначительно.
Таблица 1. Химический состав молока
сельскохозяйственных животных
Млекопитающие |
Содержание в молоке, % |
||||||
сухих веществ |
жира |
белка |
лактозы |
минеральных веществ |
|||
всего |
в том числе казеина |
||||||
|
% от белка |
||||||
Корова |
12,5 |
3,8 |
3,2 |
2,6 |
81 |
4,8 |
0,7 |
Коза |
13,3 |
4,0 |
3,5 |
2,9 |
83 |
4,9 |
0,9 |
Овца |
18,1 |
6,7 |
5,7 |
4,5 |
79 |
4,8 |
0,9 |
Буйволица |
17,9 |
7,9 |
4,5 |
3,8 |
84 |
4,7 |
0,8 |
Верблюдица |
14,0 |
4,4 |
4,0 |
2,9 |
73 |
4,9 |
0,7 |
Северный олень |
34,4 |
19,1 |
10,4 |
8,8 |
85 |
3,3 |
1,6 |
Кобылица |
10,4 |
1,7 |
2,0 |
1,3 |
65 |
6,4 |
0,3 |
Ослица |
9,9 |
1,4 |
1,9 |
0,7 |
37 |
6,2 |
0,4 |
Зебу |
15,6 |
5,9 |
4,2 |
3,3 |
79 |
4,7 |
0,8 |
Як |
18,2 |
6,4 |
5,7 |
3,8 |
67 |
5,2 |
0,9 |
Антилопа (канна) |
22,8 |
10,6 |
7,2 |
6,0 |
83 |
3,9 |
1,1 |
Казеин молока, при включении его в рационы питания в виде таких продуктов как творог и сыр, выполняет в организме структурные функции, являясь при этом источником кальция, фосфора, магния, а также целого ряда физиологически активных пептидов, регулирующих процесс пищеварения (уровень желудочной секреции).
В настоящее время в промышленности собственно казеин получают двумя основными способами – осаждением с помощью неорганических либо органических кислот или коагуляцией сычужными ферментами. Полученный продукт – казеин – является белковым концентратом. Жир, сывороточные белки, лактоза и минеральные соли ухудшают качество конечного продукта и должны быть удалены промывкой. Сухой казеин хорошо хранится и находит разнообразное применение в пищевой, текстильной, электронной, кожевенной, бумажной, фармацевтической и химической промышленностях. Его используют для производства красок, клеев, пластмасс, пищевых продуктов и их искусственных аналогов и др.
Глава 1. Состав и свойства казеина
Казеин – это группа гетерогенных фосфопротеидов, самостоятельно ассоциирующихся в мицеллы в присутствии кальция, цитратов и фосфатов. Основная часть казеина (около 95%) в молоке содержится в виде крупных казеиновых мицелл размером от 30 до 300 нм и лишь незначительная часть (около 5%) – в виде мономеров, полимеров фракций казеина и субмицелл, имеющих размер до 30 нм и не выделяющихся при ультрацентрифугировании. Последнюю форму казеина называют растворимым казеином. Его количество зависит от температуры и продолжительности хранения молока. Субмицеллы связаны в мицеллах казеина ионами кальция и фосфата кальция. Пространство между субмицеллами заполнено раствором ионов солей молока всех видов, лактозы, ферментов. По своему составу этот раствор является неферментированной молочной сывороткой. В последнее время за ним закрепилось название – идеальная сыворотка.
В коровьем молоке содержание казеина колеблется в пределах 2,6…3,4%. В целом, в казеине содержится (в %): углерода 53,1; водорода 7,1; кислорода 22,8; азота 15,4; серы 0,82; фосфора 0,8. Для сравнения – в среднем все белки молока содержат 15,67% азота, что дает коэффициент пересчета 6,38 (100/15,67) при определении белка по методу Кьельдаля.
Нерастворимость кислотного и сычужного казеина в воде существенно сужает возможность его применения в качестве функционального компонента в продуктах питания. Для растворения казеина его обрабатывают щелочами и получают казеинаты. Группа этих продуктов имеет высокую растворимость в нейтральной и щелочной средах, однако они не растворимы при низких значениях рН. Их растворы обеспечивают хорошее пенообразование. Сами по себе казеинаты имеют большую влагосвязывающую способность.
Еще одной группой казеинсодержащих продуктов являются копреципитаты. Они обладают высокой водосвязывающей способностью, имеют хорошие эмульгирующие свойства. Взбиваемость растворов копреципитата ниже, чем у растворов казеинатов, причем значения рН растворов должно быть достаточно высоким – 8,5.