Ім'я файлу: Технологические принципы производства функциональных молочных пр
Розширення: doc
Розмір: 1791кб.
Дата: 19.10.2021
скачати
Глава 6. Медико-биологическая оценка продуктов фракционирования и направления их использованияРозширення: doc
Розмір: 1791кб.
Дата: 19.10.2021
скачати
6.1. Концентрат натурального казеина
Медико-биологическая оценка и клиническая апробация КНК были проведены в 1-ом ММИ им. И.М. Сеченова, Всесоюзном ожоговом центре Института хирургии им. А.В.Вишневского, Институте питания РАМН, Ставропольском государственном медицинском институте, Всесоюзном онкологическом научном центре РАМН, в.ч 64668 (Институт военной медицины).
КНК _ концентрат казеин-кальций-фосфатного комплекса молока в биологически активной форме содержит необходимые человеку незаменимые аминокислоты в оптимальном соотношении. В нем сконцентрирован в 5-7 раз казеиновый комплекс молока, не изменяя своего растворимого коллоидно-дисперсионного состояния. Степень перехода казеина из обезжиренного молока достигается 96–98 %. Массовая доля сухих веществ в концентрате составляет 17–23 % , причем увеличение массовой доли сухих веществ в концентрате происходит в основном за счет концентрации белков. КНК содержит до 70 % высококачественного молочного белка с сохраненной нативной структурой, до 20 % углеводов, 7–8 % минеральных веществ, 1–2 % жиров и ряд биологически активных веществ молока.
При необходимости хранения КНК в жидком виде режимы тепловой обработки должны с одной стороны, обеспечить бактериальную стабильность концентрата, а с другой - и максимально сохранить пищевую и биологическую его ценность.
Высокие значения титруемой кислотности в концентрате натурального казеина 50 °Т обусловлено присутствием сконцентрированного белка и минеральных солей. Увеличение относительной доли белков, углеводов и минеральных веществ в концентрате соответственно повышает его плотность по сравнению с обезжиренным молоком до 1060 кг/м3 .
По технологическим характеристикам концентрат натурального казеина подобен казеинату натрия и может его заменять в производстве традиционных пищевых продуктов. Однако биологическая ценность КНК как натурального продукта значительно выше.
Известно, что биологическая ценность пищевых продуктов определяется уровнем содержания и сбалансированностью аминокислотного состава. Более точное и объективное представление о биологической ценности белка можно составить на основе расчета аминокислотного скора, данные которого приведены в таблице 6.
Таблица 6 − Аминокислотный скор (относительно шкалы ФАО/ВОЗ) КНК и некоторых белков, %
| Аминокислоты | Шкала ФАО/ ВОЗ | КНК | Казеин | Казеинат натрия | Молоко коровье |
| Валин | 100 | 116 | 132 | 118 | 128 |
| Изолейцин | 100 | 120 | 130 | 110 | 118 |
| Лейцин | 100 | 141 | 147 | 111 | 136 |
| Лизин | 100 | 163 | 145 | 109 | 142 |
| Метионин+ Цистин | 100 | 94 | 78 | 80 | 94 |
| Фенилаланин+Тирозин | 100 | 148 | 178 | 163 | 165 |
| Треонин | 100 | 108 | 115 | 105 | 110 |
| Триптофан | 100 | 120 | 170 | 120 | 140 |
Анализируя данные таблицы, следует отметить, что для КНК скор серусодежащих аминокислот составляет 94 %, что выше контрольных казеина и казеината натрия на 17 и 14,9 % соответственно. Кроме того КНК содержит изолейцина, лейцина и лизина больше, чем контрольный казеинат натрия.
Концентрат натурального казеина (КНК), торговая марка «Биопротеин» прошел широкую медико-биологическую оценку и клиническую апробацию.
КНК, содержит до 70 % белка, который имеет показатели биологической ценности выше (90,3 %), чем казеинат натрия (76,4 %). Перевариваемость КНК достигает 98–99 %, чистая утилизация белка 87–88 %
Преимуществом КНК является высокое содержание кальция, калия, магния, железа. Калия в 3,7 раза больше в КНК по сравнению с казеинатом натрия, натрия в 2 раза меньше, магния в 8, 4 раза больше, фосфора в 10,8 раз больше, кальция в 9 раз больше, железа в 1,3 раза больше. При этом соотношение фосфор : кальций меньше 1,0, что выгодно отличает эти продукты от других продуктов – источников белка.
Концентрат натурального казеина из обезжиренного сырья практически не содержит жира, что делает его устойчивым при хранении, и при его потреблении не увеличивается потребление жира, как это происходит при потреблении большинства молочных продуктов.
КНК технологичен и структурно совместим с любым пищевым сырьем, что дает возможность использовать его в качестве обогатителя пищевых продуктов и продуктов диетического и лечебно-профилактического назначения.
Кроме вышеизложенных пищевых свойств, свидетельствующих о возможности использования КНК в лечебно-профилактическом питании,
имеются прямые экспериментальные и клинические доказательства лечебно-профилактического эффекта КНК при воздействии на организм животныхвредных химических веществ.
На основании данных технологической и медико-биологической оценки КНК рекомендуют использовать:
В молочной промышленности
1. В качестве основы и обогатителя продукции при производстве диетических и специальных лечебных продуктов.
2. При производстве комбинированных пищевых продуктов в количестве 25–30 % взамен животного белка.
При подготовке спортсменов и личного состава ограниченных контингентов 10–20 г КНК в рацион питания (в зависимости от интенсивности нагрузки):
Для повышения работоспособности спортсменов в процессе их тренировки с учетом их спортивной специализации.
В питании молодых спортсменов, учитывая особую потребность растущего организма в пластическом и энергетическом обеспечении.
После стресса, вызываемого тяжелыми мышечными нагрузками и сопровождающего их психоэмоционального возбуждения.
Для восстановления водно-солевого баланса организма.
В лечебно-профилактическом питании:
Для восполнения дефицита железа, цинка в организме при анемиях, нарушениях в деятельности центральной нервной системы.
Для профилактики атеросклероза.
При работах, связанных с токсическими материалами.
Весьма ценным является снижение под влиянием КНК уровня холестерина и триглицеридов в сыворотке крови, что является благоприятным фактором в профилактике атерогенеза, по сравнению с традиционным источником молочного белка.
Совокупность данных о технологии получения, химическом составе, пищевой и биологической ценности концентрата натурального казеина (торговая марка «Биопротеин») позволили Институту питания РАМН рекомендовать использование его в лечебно-профилактическом питании.
Продукты, обогащенные КНК, под торговой маркой «Биопротеин», рекомендованы взамен цельного молока при работах с вредными химическими промышленными веществами при условии замены эквивалентной по пищевой ценности.
Институт питания РАМН, рекомендует использование «Биопротеина» не только для получения продуктов лечебно-профилактического (функционального) питания, но и для разработки новых продуктов диетического питания, а также продуктов для питания детей в возрасте старше 3 лет. На основе «Биопротеина» рекомендуют создавать продукты для организованного питания школьников.
Целесообразно использование КНК (Биопротеина) в производстве, обогащенных белком молока, низкожирной сметаны, кисломолочных напитков, йогуртов в количестве 10–15 %, а также творога, творожных изделий, сыров и других продуктов по технолоии «Био-Тон» в соответствии с технической документацией.
6.2. Сывороточно-полисахаридная фракция
Для использования сывороточно-полисахаридной фракции (СПФ), как пищевого ингредиента необходимо было выяснить ее безвредность, пищевую и медико-биологическую значимость. Небольшая кислотность (13–15 ºТ), жидкостная структура и наличие в ее составе хорошего структурообразователя (белково-полисахаридного комплекса) давало основание считать возможным ее использование в технологическом цикле производства молочной продукции.
СПФ содержит белково-пектиновый комплекс, лактозу, минеральные вещества в следующем соотношении основных компонентов, %:
белково-пектиновый комплекс – 21–26;
лактоза – 60–64;
минеральные вещества – 8–10.
СПФ богата макро- и микроэлементами. В ней присутствует калий, магний, железо, цинк, медь. Она содержит довольно много кальция –725 мг/100 г. в пересчете на сухое вещество.
В в/ч 64688 (Институт военной медицины установили биологическую безвредность СПФ, что позволило сочетать ее с молочным сырьем, решив проблему переработки молока при минимальных экономических и экологических издержках. Сывороточно-полисахаридная фракция (СПФ), содержащая всю водную фракцию молока, кроме казеина и жира, обладает, согласно медико-биологической оценке, специфической активностью, повышающей устойчивость организма к вредным воздействиям окружающей среды, и даёт возможность смягчить отрицательное влияние временных физических и эмоциональных перегрузок на человека при включении в питание человека 4–6 г СПФ (билпротектора).
В многочисленных исследованиях различных медицинских научных центрах было показано, что биологическая активность СПФ проявляется в укреплении и восстановлении клеточных мембран.
Кроме того впервые была доказана в многочисленных экспериментах специфическая медико-биологическую активность концентрата из этой фазы (КСП). Такая активность подтверждалась и при введении до 10 % концентрата в молочные и комбинированные продукты. Особенно интересным для последующего был факт равнозначной биологической активности КСП, содержащего до 15 % сывороточных белков и ферментолизата сывороточных белков УФ, содержащего более 60 % белка, в то время как сами сывороточные белки такой активности не проявляли. Эти данные послужили основанием для регулирования медико-биологической активности молочных продуктов путем введения в них в необходимых количествах СПФ.
Экспериментальная проверка давала возможность предложить практически безотходную переработку молока в замкнутом технологическом цикле.
Глава 7. Современные подходы к переработке молока в замкнутом технологическом цикле
Отходность переработки молока базируется на выработке основного и отделения побочного продукта на заводах, где производят творог, творожные изделия и сыры. Отделяемая сыворотка, содержащая около половины сухих веществ, присутствующих в молоке, она выбывает из технологического цикла производства молочных продуктов, хотя она содержит всю биологически активную часть молока.
Проблему отходности можно решить, расчленив молоко на жидкие фракции, каждая из которых и (или) их смеси в требуемых пропорциях образуют состав требуемого продукта, не теряя гомогенности структуры. Необходимую структуру готовому продукту придают на заключительной стадии производства в резервуаре с последующей фасовкой (резервуарный способ) или после упаковки в тару для реализации (термостатный способ).
Такая концепция основывается на исследованиях, проведенных во ВНИИ Комплексного использования молочного сырья (ВНИИКИМ) совместно с ведущими медицинскими центрами страны.
В результате совместных исследований была разработана принципиально новая технология переработки молока, основанная на фракционировании его, применяя полисахариды, на 4 сырьевые составляющие − сливки (концентрат жира), обезжиренное молоко, концентрат натурального казеина (казеин-кальций-фосфатный комплекс в мицеллярной форме) и сывороточно-полисахаридная фракция, которая образуется взамен сыворотки.
Сливки и обезжиренное молоко получают традиционным путём, а новые фракции – путём фракционирования обезжиренного молока при введении растворов полисахаридов и сочленении полученных фракций в необходимых соотношениях. Технология получила название «Био-Тон». Принцип переработки молока по технологии «Био-Тон» представлена на рисунке 15.
Рисунок 15− Принцип переработки молока по технологии «Био-Тон»
Данная технология предусматривает использование концентрата натурального казеина (КНК) для производства белковых продуктов или обогащения молочных или комбинированных продуктов питания биологически активным белковым комплексом. Сочетание КНК со сливками или растительными жирами даёт возможность производить разнообразные белково-жировые продукты.
В пересчёте на сухое вещество, КНК содержит 65–70 % белка, состоящего практически из казеина, 30–35 % сывороточной фракции остаются в КНК самопроизвольно, что обеспечивает его натуральность.
Сывороточно-полисахаридная фракция (СПФ), являясь другим продуктом фракционирования молока полисахаридами, относится к полноценному молочному сырью. Это однородная жидкость с чистым вкусом и лёгким привкусом и запахом используемого полисахарида, например, яблочный или цитрусовый пектин. В этой фракции практически полностью концентрируется внесённый полисахарид и вся биологически активная часть молока, что придаёт ей специфические функции.
При разработке технологии производства молочных продуктов в замкнутом цикле необходимо соблюсти основные принципы: Количество сырья должно соответствовать количеству продукции за исключением незначительных технологических потерь.
Ассортимент продукции определяет необходимое сочетание промежуточных продуктов и их количество, которое взаимно увязано. Модель переработки молока в замкнутом технологическом цикле состоит в следующем.
Исходное молоко 1 разделяют на две части цельное молоко 2, идущее на составление нормализованных смесей и выпуск в цельном виде, и молоко 3, идущее на сепарирование. Молоко 3 разделяют на сливки 4 и обезжиренное молоко 5, которое в свою очередь делят на обезжиренное молоко используемое в технологии без разделения 6 и обезжиренное молоко 7 для фракционирования на КНК 9 и СПФ 10 путем добавления раствора полисахарида 8.
Для переработки молока по этой схеме компоненты 2, 4, 6, 9, 10, обозначим ХKj где j=1,2,3,4,5. Для получения конечного молочного продукта ПiK, где i= 1,2,3,4,5….n означают вид конечного молочного продукта питания, а j= 1,2,3,4,5 обозначает фракции, входящие в продукт питания. Коэффициент αij- доля той или иной фракции промежуточного продукта Хj в молочном продукте питания ПiK . При этом ПiK =
ХjK , где 
Основное отличие продуктов «Био-Тон» заключается в повышенном на 25–30 % содержании в них сывороточной фракции молока и использовании вместо казеина казеин-кальций-фосфатного комплекса. Оказалось, что такое изменение состава продуктов благотворно отражается на их медико-физиологической характеристике. Пища приобрела лечебно - профилактическую направленность. Потребление её приводило к нормализации обмена веществ в организме.
В результате изучения действия на человека традиционных молочных продуктов и продуктов «Био-Тон» установлены явные преимущества новой продукции. Продукты «Био-Тон» существенно повышают неспецифическую резистентность организма. Подтверждением этому служат многократно проводимые исследования в разных институтах и клиниках независимо друг от друга по иммуномодулирующему эффекту, стабилизации клеточных мембран и активации антиоксидантной защиты организма.
Продукция обладает антиатерогенным действием и способствует нормализации белкового и жирового обмена веществ, не вызывает аллергии.
Технология «Био-Тон» предполагает комплексную безотходную переработку молока с получением продуктов в замкнутом технологическом цикле, обладающих научно доказанным и практически подтверждённым лечебным и оздоровительным действием на организм человека. Операторная модель переработки 100 т молока по технологии «Био-Тон» показана на рис.16.
Такой продукции выработано около 40 тыс. т. При переработке молока по технологии «Био-Тон» производство продукции увеличивается на 30–60 %, себестоимость 1 т продукции снижается на 25–30 %, а прибыль увеличивается на 30–40 %.
Переработка молока с включением сыворотки в состав продуктов, позволяет повысить эффективность их производства за счёт рационального использования сырья и снижения затрат, связанных с утилизацией отходов и охраной окружающей среды. По рекомендации Института питания АМН РФ продукты, произведенные по технологии «Био-Тон», содержащие КНК и СПФ, следует рассматривать как алиментарные средства, обладающие адаптогенным и иммуномодулирующим действием с возможным использованием в профилактическом, лечебном и детском питании.
Производство обсуждаемой продукции не только полезно для людей, её потребляющих, но и выгодно для производителя, т.к. прибыль от выпускаемой продукции значительно возрастает.
Рисунок 16 –Операторная модель переработки 100 т молока по технологии «Био-Тон»
1 2 3 4