Аннотация

Микрофильтрация является одним из самых эффективных методов снижения бактериальной обсемененности сырого молока. До недавнего времени в России отсутствовало промышленное внедрение данной технологии, что было вызвано высокой стоимостью импортного оборудования и отсутствием собственных исследований по оценки эффективности ее применения с использованием отечественного сырья. Совместные исследования ГНУ ВНИМИ Россельхозакадемии и компании «Элевар», проведенные с использованием керамических мембран показали, что микрофильтрованное обезжиренное молоко хранится около 20 дней, подвергнутое дополнительной пастеризации - до 40 суток, при этом при микрофильтрации практически не происходит обеднения молока белками и другими ценными компонентами.

Ключевые слова

Микрофильтрация, микробиологическая обсемененность, сроки годности, качество молока

ВВЕДЕНИЕ

Одной из основных проблем в молочной промышленности является качество сырья. Снижение количества микроорганизмов в сыром молоке - важный этап переработки молока, повышающий безопасность конечного продукта и срок его годности [1]. Использование для этой цели микрофильтрации позволяет решить следующие задачи: - сохранить разрушающиеся при высокотемпературной обработке компоненты молока; - повысить срок годности молочных продуктов. Микрофильтрация является одной из разновидностей баромембранных процессов. Отличительной ее особенностью является использование мембран с диаметром пор 0,05-10 мкм (50-10000) нм. Большинство исследований получения микрофильтрованного молока базируется на запатентованной системе Bactocath (Holm et al. 1986), однако эта технология не была адаптирована к отечественным условиям производства. Противоречие заключалось в том, что первоначально микрофильтрация подавалась как метод холодной стерилизации молока. Главным камнем преткновения было качество российского мо-лока-сырья, оставлявшее открытым вопрос о необходимости постмикрофильтрационной пастеризации. Кроме того, Российское законодательство прямо запрещает выпуск в обращение молока и молочных продуктов, не подвергнутых температурной обработке, как минимум пастеризацией [2]. Таким образом, необходимость пастеризовать молоко вместе с высокой стоимостью оборудования понижала интерес отечественных производителей молочной продукции к микрофильтрации. В настоящее время, в связи с выходом нового технического регламента и возросшей потребностью населения в пастеризованном молоке с длительным сроком годности интерес к микрофильтрации как никогда высок. В 2005 г. специалисты ГНУ ВНИМИ Россельхоз-академии начали активно проводить работы по исследованию применимости процессов микрофильтрации в отечественной молочной промышленности. Так, в полупроизводственных условиях были выполнены исследования микрофильтрации обезжиренного молока на пилотной установке фирмы «Альпма» (Германия). Были получены положительные результаты, показывающие практическую перспективность технологии питьевого молока на основе процесса микрофильтрации [3, 4]. В дальнейшем, в связи с высокой стоимостью импортного оборудования и необходимостью развития собственного производства подобной техники, работы были продолжены на отечественном оборудовании. В 2008 г. специалистами ГНУ ВНИМИ Россельхозакадемии и ЗАО НПО «Элевар» были проведены совместные исследования процесса микрофильтрации. Были поставлены следующие задачи: 1. Выявить эффективность микрофильтрации как метода очистки обезжиренного молока от микроорганизмов с использованием отечественного молока-сырья. 2. Определить степень перехода компонентов обез-жиренного молока в полученное микрофильтрованное молоко. 3. Определить качественные показатели микрофильтрованного молока в процессе хранения. В исследованиях использовалась микрофильтрационная установка ЗАО НПО «Элевар» с керамическими мембранами производительностью 150-400 л/ч. Было проведено 13 опытных выработок, включающих в себя процесс микрофильтрации. Проведенные исследования показали, что микрофильтрованное обезжиренное молоко хранится около 20 дней, подвергнутое дополнительной пастеризации - до 40 суток (на практике при определении сроков годности продуктов с целью гарантии их качества и безопасности делается ужесточающий допуск их сроков реализации) (рис. 1, 2), при этом при микрофильтрации практически не происходит обеднения молока белками и другими ценными компонентами (табл. 1). Микрофильтрация, в отличие от других способов, позволяет удалить 100% соматических клеток и 99,9% всех бактерий и спор (табл. 2). Таблица 1 Средние значения физико-химических показателей образцов обезжиренного и микрофильтрованного молока Наименование показателяИсследуемая система Обезжиренное молокоМикрофильтрованное молоко Активная кислотность, рН6,666,64 Титруемая кислотность, ºТ1716,75 М.д. сухих веществ, %8,568,25 М.д. жира, %0,060 М.д. белка, %3,143,05 М.д. лактозы, %4,544,39 Минеральные вещества ,%0,820,81 Использование микрофильтрации в сочетании с пастеризацией является дальнейшим шагом в области развития технологии высококачественного питьевого молока. Это молоко обладает длительным сроком годности, в нем сохраняются разрушающиеся при высокотемпературной обработке компоненты. Микрофильтрованное молоко сохраняет привычный вкус пастеризованного молока, что в сочетании с вышеперечисленными особенностями и ценой делает его продуктом выгодной реализации. Полученные в результате проведенной работы данные легли в основу создания отечественных промышленных мембранных установок большой производительности, использованных в оснащении спроектированного ЗАО НПО «ЭЛЕВАР» современного молочного завода «Школьное питание» в Калужской области. Рис. 1. Микробиологическая обсемененность образцов сырого обезжиренного и микрофильтрованного молока Таблица 2 Средние значения микробиологической обсемененности образцов обезжиренного молока, микрофильтратов и микроконцентратов Наименование образцаСтатистические показатели микробиологической обсемененности КМАФАнМ образцов разных выработок, КОЕ/см3 среднее значение МИН МАКС дисперсиякв. отклонение Исходное обезжиренное молоко1,8·1061,2·1051,0·1077,8·10128,6·1013 Микрофильтрат1,7·103305,0·1034,6·1065,0·107 Микроконцентрат1,2·1062,2·1045,8·1063,8·10124,2·1013 Эффективность микробиологической очистки микрофильтрата, %99,9198,5099,990,182,02 Разработанные ГНУ ВНИМИ технологии производства продуктов с использованием микрофильтрации: питьевого молока, творога и йогурта - были реализованы на вышеупомянутом заводе. Рис. 2. Срок хранения образцов до момента критического изменения качественных показателей (показатель КМАФАнМ в образцах продукта не превышал 5000 КОЕ/см3) Установленный срок годности питьевого микрофильтрованного молока по утвержденной документации - 18 суток. Микрофильтрационные установки с керамическими мембранами бесперебойно работают более 10 лет, при этом срок службы керамических мембран составляет более 5 лет [5]. Опыт работы молочных предприятий за рубежом показывает, что инвестиции в технологию микрофильтрации себя оправдывают.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Фетисов Е.А., Чагаровский А.П. Мембранные и молекулярно-ситовые методы переработки молока. - Агропромиздат, 1991. - 272 с.
2. Федеральный закон Российской Федерации от 12 июля 2008 г. № 88-ФЗ «Технический регламент на молоко и молочную продукцию».
3. Фриденберг Г.В. Мембранный метод сохранит молоко. Сфера: Технологии - молоко, масло, мороженое. - № 2 (10). - Санкт-Петербург: Издательский дом «Сфера», 2006. - С. 30-31.
4. Димитриева С.Е., Остроумова Т.Л., Темерко Н.Л., Петрова К.В. Мембранные технологии в производстве питьевого молока // Материалы конференции в рамках ФЦНТП 2002-2006 «Современные пищевые технологии». - Кемерово, 2006. - С. 23-27.
5. Зябрев А.Ф. Микрофильтрация молока - искусство или технология? // Переработка молока. - 2008. - № 3. - С. 14-15.