Аннотация

Современные тенденции развития пищевой индустрии определяют новый взгляд на молоко как сырье для получения широкого ассортимента ингредиентов с различными функционально-технологическими свойствами. В этой связи большое научное и практическое значение имеют технологии белковых ингредиентов с применением мембранных методов фракционирования компонентов для сохранения нативных свойств белков. В нашей стране подобные технологии не разработаны. Цель работы – сформулировать технологические рекомендации по производству отечественного концентрата мицеллярного казеина.
Объектами исследования являлись обезжиренное молоко, коммерческие концентраты мицеллярного казеина зарубежных производителей, образцы творога с массовой долей жира 9,0 % и сыра «Российский», выработанные по традиционной технологии. Показатели качества и безопасности опытных образцов, в том числе фракционный состав белков обезжиренного молока, анализ гранулометрического и аминокислотного составов, определяли с применением стандартных арбитражных и общепринятых методик.
Был проведен сравнительный анализ химического состава и функционально-технологических свойств коммерческих образцов концентратов мицеллярного казеина различных производителей. Это позволило охарактеризовать тепловое воздействие на сырье при производстве концентратов и спрогнозировать перспективы их применения в технологии различных молочных продуктов. Экспериментально доказано, что образцы с высоким соотношением казеин:сывороточные белки и умеренно высокой тепловой обработкой увеличивают выход творога и сыра на 10–12 % в сравнении с традиционной рецептурой. Образцы с максимальной концентрацией неденатурированного сывороточного белкового азота обеспечивают повышение выхода белковых молочных продуктов на 2–3 % в сравнении с другими концентратами мицеллярного казеина. Было установлено соотношение казеин:сывороточные белки 80:20 в обезжиренном молоке, полученном в условиях ПАО МК «Воронежский». КМАФАнМ в нем составило не более 6×10⁴, патогенные микроорганизмы отсутствуют.
По результатам исследования рекомендованы режимы микрофильтрации, тепловой обработки и сушки обезжиренного молока для максимального сохранения нативных свойств белков. Для повышения массовой доли казеина в молоке целесообразно проводить микрофильтрацию с применением мембран с диаметром пор не менее 15 нм. Микробиологические показатели молока позволяют применять низкотемпературную пастеризацию (не выше 76 ± 2 °С с выдержкой 10–15 с).

Ключевые слова

Мицеллярный казеин, белковые ингредиенты, переработка, обезжиренное молоко, фракционирование, сывороточные белки

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Prosekov AYu, Ivanova SA. Food security: The challenge of the present. Geoforum. 2018;91:73–77. https://doi.org/10.1016/j.geoforum.2018.02.030
2. Володин Д. Н., Гридин А. С., Евдокимов И. А. Перспективы производства сухих белковых ингредиентов на основе молочного сырья // Молочная промышленность. 2020. № 1. С. 28–30.
3. Królczyk JB, Dawidziuk T, Janiszewska-Turak E, Sołowiej B. Use of whey and whey preparations in the food industry – A review. Polish Journal of Food and Nutrition Sciences. 2016;66(3):157–165. https://doi.org/10.1515/pjfns-2015-0052
4. Meena GS, Singh AK, Panjagari NR, Arora S. Milk protein concentrates: Opportunities and challenges. Journal of Food Science and Technology. 2017;54(10):3010–3024. https://doi.org/10.1007/s13197-017-2796-0
5. Gmoshinskiy IV, Zilova IS, Zorin SN, Demkina EYu. Membrane technologies – an innovative method of protein biological value increasing in young children feeding. Current Pediatrics. 2012;11(3):57–64. (In Russ.). https://doi.org/10.15690/vsp.v11i3.297
6. Halavach TN, Kurchenko VP, Zhygankov VG, Evdokimov IA. Determination of physicochemical, immunochemical and antioxidant properties, toxicological and hygienic assessment of whey protein concentrate and its hydrolysate. Foods and Raw Materials. 2015;3(2):105–114. https://doi.org/10.12737/13127
7. Carter BG, Cheng N, Kapoor R, Meletharayil GH, Drake MA. Invited review: Microfiltration-derived casein and whey proteins from milk. Journal of Dairy Science. 2021;104(3):2465–2479. https://doi.org/10.3168/jds.2020-18811
8. Лялин В. А., Михеев М. С. Мембранные технологии и оборудование в молочной промышленности // Переработка молока. 2020. Т. 254. № 12. С. 28–31.
9. Korotkiy IA, Plotnikov IB, Mazeeva IA. Current trends in whey processing. Food Processing: Techniques and Technology. 2019;49(2):227–234. (In Russ.). https://doi.org/10.21603/2074-9414-2019-2-227-234
10. Kumar P, Sharma N, Ranjan R, Kumar S, Bhat ZF, Jeong DK. Perspective of membrane technology in dairy industry: A review. Asian-Australasian Journal of Animal Science. 2013;26(9):1347–1358. https://doi.org/10.5713/ajas.2013.13082
11. Челноков В. В., Михайлов А. В., Заболотная Е. Актуальность использования в промышленных масштабах мембранных технологий в Российской Федерации // Успехи в химии и химической технологии. 2020. Т. 34. № 6. С. 69–71.
12. Ahmad T, Aadil RM, Ahmed H, Rahman U, Soares BCV, Souza SLQ, et al. Treatment and utilization of dairy industrial waste: A review. Trends in Food Science and Technology. 2019;88:361–372. https://doi.org/10.1016/j.tifs.2019.04.003
13. Smirnova IA, Gutov NYu, Lukin AA. Research of composition of milk protein concentrates. Food Processing: Techniques and Technology. 2018;48(1):85–90 (In Russ.). https://doi.org/10.21603/2074-9414-2018-1-85-90
14. Verruck S, Sartor S, Marenda FB, Barros ELS, Camelo-Silva C, Canella MHM, et al. Influence of heat treatment and microfiltration on the milk proteins properties. Advances in Food Technology and Nutritional Sciences. 2019;5(2):54–66. http://doi.org/10.17140/AFTNSOJ-5-157
15. Kruchinin AG, Illarionova EE, Bigaeva AV, Turovskaya SN. The role of dry milk technological properties in forming the quality of food systems. Bulletin of KSAU. 2020;161(8):166–173. (In Russ.). https://doi.org/10.36718/1819-4036-2020-8-166-173
16. Galstyan AG, Petrov AN, Illarionova EE, Semipyatniy VK, Turovskaya SN, Ryabova AE, et al. Effects of critical fluctuations of storage temperature on the quality of dry dairy product. Journal of Dairy Science. 2019;102(12):10779–10789. https://doi.org/10.3168/jds.2019-17229
17. Radaeva IA, Illarionova EE, Turovskaya SN, Ryabova AE, Galstyan AG. Principles of domestic dry milk quality assurance. Food Industry. 2019;(9):54–57. (In Russ.). https://doi.org/10.24411/0235-2486-2019-10145
18. Felix da Silva D, Ahrné L, Ipsen R, Hougaard AB. Casein-based powders: Characteristics and rehydration properties. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety. 2018;17(1)240–254. https://doi.org/10.1111/1541-4337.12319
19. Wu S, Cronin K, Fitzpatrick J, Miao S. Updating insights into the rehydration of dairy-based powder and the achievement of functionality. Critical Reviews in Food Science and Nutrition. 2022;62(24):6664–6681. https://doi.org/10.1080/10408398.2021.1904203
20. Kruchinin AG, Turovskaya SN, Illarionova EE, Bigaeva AV. Evaluation of the effect of κ-casein gene polymorphism in milk powder on the technological properties of acid-induced milk gels. Food Processing: Techniques and Technology. 2021;51(1):53–66. (In Russ.). https://doi.org/10.21603/2074-9414-2021-1-53-66
21. Batista MA, Campos NCA, Silvestre MPC. Whey and protein derivatives: Applications in food products development, technological properties and functional effects on child health. Cogent Food and Agriculture. 2018;4(1). https://doi.org/10.1080/23311932.2018.1509687
22. Ji J, Fitzpatrick J, Cronin K, Maguire P, Zhang H, Miao S. Rehydration behaviours of high protein dairy powders: The influence of agglomeration on wettability, dispersibility and solubility. Food Hydrocolloids. 2016;58:194–203. https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2016.02.030
23. Тёпел А. Химия и физика молока. СПб.: Профессия, 2012. 831 с.