4.3. Биологически осажденный казеин

Процесс производства этого продукта аналогичен производству кислотного и сычужного казеина. Единственное отличие состоит в том, что молочную кислоту продуцируют закваски мезофильных молочнокислых бактерий. Обезжиренное молоко после пастеризации охлаждают до 22…25ºС и вносят чистые культуры мезофильных молочнокислых бактерий, не вызывающих газообразование. Для накопления достаточной кислотности требуется около 15…18 часов, при слишком быстром нарастании кислотности, могут возникнуть проблемы снижения качества казеина и сокращения выхода продукта. После достижения необходимого уровня кислотности рН 4,5, сгусток перемешивают и нагревают до 55…57ºС. После небольшой выдержки следуют процедуры промывки и сушки, аналогичные вышеописанным.

5. Производство растворимых форм казеинсодержащих продуктов

5.1. Получение казеинатов

Казеинаты можно рассматривать как химические соединения казеина и щелочных (натрий, калий) или щелочноземельных (кальций) металлов.

Как ранее было указано, казеинаты можно получать как из свежеосажденного кислотного казеинового сгустка, так и из сухого кислотного казеина. Образующиеся натриевые и калиевые казеинаты имеют повышенную, по сравнению с исходным казеином, водосвязывающую способность, почти полностью растворяются при щелочных и нейтральных значениях рН и низкой концентрации кальция, но теряют растворимость при рН 3,5-5,0, что сдерживает их применение в жидких кислых продуктах. Казеинаты кальция образуют в воде белковые суспензии. Казеинаты натрия обладают высокой вязкостью, отличными гелеобразующими, эмульгирующими и пенообразующими свойствами. Казеинаты широко используются в качестве белковых добавок для обогащения молочных (плавленые сыры, детские и диетические продукты и др.), мясных, рыбных, зерновых продуктов, а также в качестве стабилизаторов структуры мороженого, смесей для взбивания, пудингов, кремов, сметаны, йогурта, сгущенного молока и др.

Сырьем для получения казеинатов служит обезжиренное молоко, превращение которого в казеинаты проходит через стадию получения казеина. Таким образом, на качество и состав казеинатов влияют не только способы их получения, но и условия производства казеина (температура осаждения, условия обработки полученного сгустка, промывка и др.). Так как качество казеинатов определяется в основном содержанием растворимого белка, то при их производстве необходимо придерживаться оптимальных режимов выделения казеина из обезжиренного молока.

Современной технологией предусматриваются два способа производства казеинатов: двухстадийный и одностадийный. Первый способ заключается в предварительном получении из обезжиренного молока сухого казеина, а из него, по мере необходимости, – пищевых казеинатов. Одностадийный способ позволяет получать казеинаты из свежеосажденного казеина, т.е. казеина-сырца. В нашей стране казеинаты вырабатываются преимущественно по двухстадийной технологии, что объясняется значительной сезонностью производства в молочной отрасли и перегрузкой распылительных сушилок, которые летом используются для выработки СОМ.

В качестве растворителей при получении казеинатов используются растворы гидроокисей различных щелочных металлов или их солей, что обусловливается предназначением готового продукта. В нашей стране в основном получают казеинат натрия. В других странах широко распространено производство казеинатов калия, кальция, аммония. Большинство типов казеинатов имеют растворимость около 100%, лишь казеинаты кальция при растворении в воде образуют коллоидную суспензию.

Для уменьшения времени растворения частиц, перед добавлением щелочи, сгусток казеина обрабатывают на коллоидной мельнице. Из-за способности частиц казеина к термопластической агломерации температура помола не должна превышать 45ºС. Дозируя щелочь в поток важно тщательно контролировать уровень рН, доводя до величины 6,7. Для уменьшения вязкости получаемого раствора, после достижения требуемого уровня рН, его температуру необходимо как можно быстрее поднять до 60-75 ºС. Время растворения свежеосажденного сгустка составляет 30-60 минут.

Сушка казеинатов чаще всего производится на распылительных сушилках. Для устойчивой их работы вязкость продукта, подаваемого на сушку, не должна превышать значений, соответствующих массовой доле сухих веществ в растворе казеината натрия – 18-20%. Для уменьшения вязкости раствора казеината его температуру непосредственно перед сушкой можно повысить до 90-95ºС.

Объем выработки продукта, который сдерживается в основном производительностью сушильного оборудования, может быть существенно повышен, если раствор казеината натрия подвергнуть ферментации. Это позволяет поднять массовую долю сухих веществ в нем до 24-25% без роста вязкости. Для этого был разработан непрерывный способ получения ферментированного казеината и создано соответствующее оборудование.

Одной из растворимых форм казеина является казецит (цитратный казеинат, содержащий соли лимонной кислоты – цитраты), который используется для обогащения детских продуктов питания белком. Казецит характеризуется сбалансированностью по таким минеральным веществам, как калий, натрий, магний при оптимальном соотношении кальция и фосфора, а также содержит анионы лимонной кислоты, которые способствуют усвоению организмом солей кальция. Это позволяет использовать казециты при производстве молочных продуктов для лечебного питания детей. Технологические операции получения казецитов осуществляются в последовательности: приемка и подготовка сырья, осаждение казеина, тепловая обработка казеинового зерна, промывка казеина, обезвоживание и измельчение сгустка, растворение казеина-сырца в растворе солей цитратов, сушка раствора казецита, упаковка.

Технология казеинатов кальция имеет две важные особенности. Первая – растворы казеината кальция склонны к дестабилизации при нагревании, особенно при уровне рН ниже 6. Вторая – для растворения казеинового сгустка в растворе гидроксида кальция необходимо гораздо больше времени, чем в растворе гидроксида натрия. Поэтому для ускорения процесса казеин сначала полностью растворяют в растворе аммиака, а затем добавляют гидроксид кальция в растворе сахарозы. Раствор казеината кальция сушат на барабанной сушилке, при этом аммиак покидает продукт.

К недостаткам производства казеинатов можно отнести использование в технологическом процессе в больших количествах химических реагентов, что снижает пищевую ценность белков. Несмотря на это, продукты находят очень широкое распространение во всех отраслях пищевой промышленности.

Относительно других казеинатов известно, что казеинаты алюминия в качестве эмульгатора применяются в мясных продуктах. Они, на ряду с казеинатами серебра, меди, железа и висмута, находят применение в медицине. Казеинаты магния, железа и меди используются при производстве продуктов детского и диетического питания в качестве пищевых добавок, обогащающих продукты микроэлементами.