Бітагро - сироватка, побічний продукт виробництва сиру з високою доданою вартістю

Додому
Агротехнології
- Сільськогосподарське виробництво
- Агропродовольчі процеси та технології
Продукти та обладнання
- Матеріали та упаковка
- Інгредієнти та харчування
Якість та безпека
Наукове видання
- Наукові публікації
- Наукові журнали
Корисні джерела

Сироватка: побічний продукт виробництва сиру з високою доданою вартістю

Агропродовольча промисловість щороку утворює велику кількість відходів та побічних продуктів, що мають шкідливий вплив на навколишнє середовище.

Сироватку, побічний продукт сирної промисловості, колись викидали або використовували як корм для тварин. Сьогодні, завдяки різним процесам оцінки, його використання в кількох сферах значно розширилось. Справді, сироватка шукається як цінна сировина для її компонентів (білків, лактози та мінералів) і, отже, представляє можливість для виробництва нових продуктів.

Сироватка (сироватка Лактус), яку зазвичай називають «сироваткою» або «сироваткою», є побічним молочним продуктом, що є результатом виробництва сиру, зокрема після поділу казеїну та жиру під час згортання молока. Це рідка частина. Тверда частина називається сиром. Сироватка становить від 80% до 90% від початкового обсягу молока, що використовується для виготовлення сиру. Водянистий, напівпрозорий і характеризується зеленувато-жовтим кольором.

Коагуляція - це перший крок у перетворенні молока на сир. Це призводить до утворення сироватки та гелю, який називається сиром, який є основою виробництва сиру. Існує два типи коагуляції у виробництві сиру:

Молочна або кислотна коагуляція: відбувається завдяки молочнокислим бактеріям (ферментам) шляхом розкладання лактози (природного молочного цукру) до молочної кислоти;
Ферментативна коагуляція або сичуг: здійснюється додаванням ферментативної добавки (ферменту), здатної викликати утворення сиру.

На більшості сироварень молоко згущують за допомогою комбінації двох методів коагуляції з, як правило, переважанням того чи іншого з них. Цей метод називається змішаною коагуляцією.

Молочна або кислотна коагуляція: відбувається завдяки молочнокислим бактеріям (ферментам) шляхом розкладання лактози (природного молочного цукру) до молочної кислоти;
Ферментативна коагуляція або сичуг: здійснюється додаванням ферментативної добавки (ферменту), здатної викликати утворення сиру.

На більшості сироварень молоко згущують за допомогою комбінації двох методів коагуляції із, як правило, переважанням того чи іншого з них. Цей метод називається змішаною коагуляцією.

Типологія та склад

Сироватка ... різноманітна типологія та склад

Залежно від сортів сиру та від технологічних підходів, що використовуються для їх виробництва, зазвичай виділяють дві категорії сироватки:

Солодка сироватка: від виробництва варених або сирих пресованих сирів (Емменталь, Конте, Сен-Полен та ін.);
Кислотна сироватка: від виробництва свіжих сирів, отриманих шляхом змішаної або молочно-коагуляційної коагуляції.

У сироватці більше 90% води. Він також містить високий вміст лактози (75% сухої речовини (ДМ) сироватки відповідає лактозі), низький вміст жиру, розчинні білки молока (тобто близько 20% від загальної кількості білків молока) та різні мінерали. Він також містить інші компоненти, такі як лимонна кислота та молочна кислота, небілкові азотисті матеріали, такі як сечовина та сечова кислота та вітаміни групи В, а саме вітамін В1 (тіамін), вітамін В2 (рибофлавін) та вітамін В6 (піридоксин).

Крім того, склад сироватки залежить від вихідного молока і дещо змінюється залежно від його виду. Взагалі кажучи, кисла сироватка містить менше лактози та більше мінералів, особливо фосфору та кальцію.

Таблиця 1: Фізико-хімічні характеристики сироватки

Солодка сироватка

Кислотна сироватка

Середнє значення

Надзвичайна цінність

Середнє значення

Надзвичайна цінність

MS/MB (%)

Загальна азотиста речовина (г/літр)

Лактоза (г/літр)

Кальцій (г/літр)

Фосфор (г/літр)

рН

Джерело: Veolia Water STI (Очищення стоків з молочної, сирної/харчової та сільськогосподарської промисловості - січень/лютий 2012 р.)

Переробка відходів

Сироватка: це відходи чи сировина для експлуатації ?

Протягом багатьох років сироватку вважали органічними відходами харчової промисловості. Він не був добре використаний, але зазвичай його поширювали на полях або скидали в річки та струмки. Таким чином, це представляло серйозну екологічну проблему через високий вміст органічної речовини та через великі обсяги утвореного (для виробництва кілограма сиру з 10 літрів молока отримують приблизно 9 літрів сироватки). Насправді викид сироватки в природне середовище зменшує врожайність сільськогосподарських культур, руйнує хімічну та фізичну структуру ґрунту, а також впливає на водний організм, виснажуючи вміст розчиненого кисню у воді. Біохімічна потреба кисню (БПК) сироватки висока . Він оцінюється в 40 000 (літр сироватки потребує 40 г кисню для знищення його органічної речовини шляхом мікробного окислення). Таким чином, розвиток процесів відновлення та обробки сироватки набув важливого значення, так що вона більше не є забруднюючим матеріалом.

До кінця 1960-х років сироватка зазвичай використовувалася, як і в кормах для свиней, особливо в свинарниках, що знаходяться поблизу виробничих підрозділів сиру, або для приготування деяких дуже старих і нежирних молочних препаратів. Це, зокрема, брокчу (французький сир з адміністративного регіону Корсики), бруність (норвезький сир з коричневою пастою і карамелізованим смаком), відпал (молочний препарат з півдня Аверона та східного Тарна), рікотта (італійський або мальтійський молочний препарат свіжий сир), serac (молочний продукт швейцарського походження, який по-німецьки називається Ziger) та ін.

Кілька років потому, через високі витрати на викидання сироватки в навколишнє середовище та завдяки її харчовим та біологічним властивостям, а також появі нових технологій сепарації, ... кілька методів обробки та відновлення сироватки побачили день. Таким чином, сироватка вперше була використана як корм для тварин у вигляді сироваткової порошку перед тим, як вводитись у їжу людини та в харчову промисловість як харчова добавка (емульгатор, сполучна речовина тощо).

Оцінка

Валоризація та використання сироватки

Існує кілька методів переробки та модернізації сироватки. Ці методи дозволяють отримувати численні продукти, які можна використовувати в різних галузях. (Фігура 1)

Рисунок 1: Деякі методики переробки та модернізації сироватки

Крім того, відновлення сироватки по суті передбачає відокремлення її основних компонентів перед інтеграцією їх у нові склади. Це поділ складається з видалення води, яка є основним компонентом, вилучення білків сироватки крові, вилучення лактози та виділення мінералів.

Білки сироватки або сироваткові білки:складають майже 20% молочних білків. Вони об’єднують дві основні фракції, які є основною та другорядною розчинними білками. Так звані основні білки - це бета-лактоглобулін (P-Lg) та альфа-лактальбумін (a-La), тоді як другорядні білки складаються з бичачого сироваткового альбуміну (BSA), імуноглобулінів (Igs), лактоферрину (Lf) та глікомакропептиду ( GMP).

Білки сироватки мають виняткову харчову цінність завдяки своєму складу, дуже багатому на такі незамінні амінокислоти, як лізин, лейцин, ізолейцин та валін, та на сірковмісні амінокислоти, такі як цистеїн. Вони також визнані своїми цікавими біологічними, технологічними та функціональними властивостями (розчинність у всій шкалі рН, структурування та утримання води, піноутворення, гелеутворення та емульгування). На жаль, у них мало сироватки, оскільки вони становлять лише близько 10% сухих речовин.

Більше того, сироваткові білки відновлюються у формі концентратів (концентрати сироваткового білка - CPL) або ізолятів (ізоляти сироваткового білка - IPL) за допомогою специфічних процесів поділу, таких як ультрафільтрація, діафільтрація, електродіаліз та іонообмінна хроматографія. Ці процеси дозволяють сироватці концентруватися, зберігаючи свої харчові якості.

CPL зазвичай виробляються у вигляді порошку з вмістом білка, вираженого на основі сухої речовини, від 30 до 90%. Що стосується IPL, які поставляються у вигляді порошку, вони містять у середньому від 90 до 95% білка і містять високий вміст імуноглобулінів. Вони не містять лактози і практично не містять ні вуглеводів, ні жиру.

Білки сироватки використовуються в кормах для тварин, а також використовуються, завдяки своїм функціональним та харчовим властивостям, у харчовій промисловості. Вони в основному використовуються у виробництві сиру, але вони також використовуються у складі багатьох харчових рецептур, зокрема в препаратах, призначених для харчування немовлят, молочних продуктах, бісквітах, кондитерських виробах, напоях, дієтичних продуктах, холодних м'ясних продуктах, випічці, соусах тощо Вони також використовуються при розробці дріжджів і служать дієтичними добавками до деяких спортивних продуктів.

Лактоза: екстрагується кристалізацією. Ферментативні або хімічні обробки також застосовуються з метою модифікації його структури та її технологічних або біологічних властивостей. Цей молочний цукор використовується як фармацевтичний або харчовий інгредієнт.

Мінерали: концентрація мінеральних речовин, що містяться в сироватці, є ще одним способом модернізації цього побічного продукту. Мінеральні концентрати з молока зазвичай використовуються для задоволення харчових потреб у кальції.

Модернізація сироватки також забезпечує інший продукт із доданою вартістю - це сироваткова сироватка, яка є молочним продуктом, отриманим шляхом сушіння. Це дуже багате джерело поживних речовин, оскільки містить близько 50% поживних речовин у молоці (вуглеводи, білки, мінерали та вітаміни). Найбільш відомими видами цього порошку є демінералізована сироваткова пудра та сироваткова пудра з лактозою або безлактозна.

Порошок сироватки використовується як харчова добавка в деяких харчових продуктах. Порошки демінералізованої та безлактозної сироватки також використовуються у дієтичних продуктах, продуктах, призначених для немовлят, продуктах харчування, для яких визначають концентрацію та профіль мінеральних речовин тощо.

Сироватка представляє цікаве джерело активних сполук та специфічних поживних речовин, виявляючи незрівнянні властивості як у харчовому, так і в технічному відношенні. Таким чином, цей побічний продукт широко використовується для рецептури харчових продуктів. Однак, його слід ще краще розробити та шукати інші шляхи валоризації.