Вторинна сировина та її використання в промисловості

Вторинна сировина та її використання в промисловостi Вторинна сировина та її використання в промисловостi Вступ до ресурсозбереження. Молочне скотарство є найскладнiша в технологiчному, технiчному, та економiчному вiдношеннi галузь тваринництва. Основним чинником, що стримує розвиток галузi, є вiдсутнiсть економiчної зацiкавленостi товаровиробникiв, адже вкрай низькi закупiвельнi цiни не вiдшкодовують витрати на виробництво молока. Подальший розвиток галузi молочного скотарства можливий за рахунок пiдвищення молочної продуктивностi дiйного стада корiв. Одним з головних завдань працiвникiв сiльськогосподарського виробництва є вирощування молодняку, що спрямоване на формування здорових, конституцiйно мiцних тварин, що можуть проявити високу та сталу вiдтворну здатнiсть, та мають високий генетичний потенцiал. Серед заходiв, що сприяють пiдвищенню продуктивностi молочних стад велике значення має вирощування корiв бажаного типу та рiвня продуктивностi. Необхiдно рахувати витрати, берегти ресурси, максимально використовувати можливостi самих тварин, органiзовувати кормовиробництво, впроваджувати досягнення науки та передового досвiду. Основне виробництво молочної сировини за останнiй час покладено на приватнi господарства населення, по окремих сiльрадах воно досягає до 85–90%. Економiчна ефективнiсть виробництва молока в особистих господарствах населення напряму залежить вiд цiни, за якою воно продається. Для пiдвищення матерiальної зацiкавленостi власникiв особистих господарств, збiльшення обсягiв виробництва необхiдно на державному рiвнi забезпечити такi умови, щоб кожен власник на пiльгових умовах мiг придбати корми, насiння, добре ветеринарно-профiлактичне обслуговування тварин. Особлива увага в сучасних умовах повинна придiлятись рiвно використанню вторинних ресурсiв молочної сировини та вiдходiв виробництв не лише за умови збiльшення ступенi використання сировини за рахунок основних компонентiв, але й забезпечення впровадження технологiчної переробки їх та отримання додаткової молочної продукцiї. Це дозволить максимально збiльшити ресурсну базу виробництва за рахунок впровадження її в господарський обiг, що дозволить отримати принципово новi види молочної продукцiї. Молочна продукцiя – це така продукцiя, в собi вартiсть якої до 80–85% входять витрати на сировину та основнi матерiали. Тому повне використання всiх складових частин молока в межах єдиного пiдприємства є найбiльш доцiльним. Безвiдхiдне виробництво – це виробництво де використовуються вiдходи одного технологiчного процесу як сировинне в iншому, що забезпечує найбiльш повне використання всiх цiнних компонентiв, не дозволяючи їх негативної дiї на навколишнє середовище. Це може проходити на одному пiдприємствi, або на рiзних одно типових пiдприємствах. Висока питома вага та велика кiлькiсть вторинної сировини, її нерацiональне використання негативно впливає на екологiчну безпеку, забруднюючи навколишнє середовище. Склад та властивостi молока як сировини За останнi роки молочна промисловiсть збагатилась новою технiкою та технологiєю як при отриманнi якiсного молока, так i при переробцi його в готову продукцiю. та залежить вiд рiзних факторiв. З фiзико – хiмiчної точки зору молоко багатокомпонентне, полiдисперсна система, що складається з розчинника та взаємодiючих з ним колоїдних частинок визначеного ступеню дисперсностi. Мiнеральнi солi знаходяться в iонно-дисперсному, молекулярно-дисперсному та колоїдному станi, а молочний цукор – в молекулярно-дисперсному станi. В колоїдно-дисперсному станi знаходиться бiлок молока а жир молока – в станi емульсiї чи суспензiї. Розмiр основних частин молока що знаходяться в колоїдному станi неоднаковий. Молоко окремих видiв тварин вiдрiзняється по кiлькостi альбумiну по вiдношенню до загальної кiлькостi бiлку молока. буває вiльна та гiгроскопiчна, вода набухання та – в’язання з деякими хiмiчними групами. В молоцi е всi поживнi речовини для розвитку молодого органiзму в концентрованому виглядi що легко засвоюється. Харчова цiннiсть молока, як продукту харчування вимiрюється великою кiлькiстю високоцiнного тваринного бiлку, високiй калорiйностi молочного жиру з великим вмiстом розчинних в ньому вiтамiнiв, вмiстом легкозасвоюваних вуглеводiв. Молочний бiлок один з найкращих джерел легкозасвоюючого кальцiю, що в свою чергу сприяє засвоюванню фосфору, що отримує органiзм вiд iнших продуктiв харчування. При промисловiй переробцi молока iз основних його компонентiв до 98% використовується молочний жир; 59% – бiлки та бiля 40% молочного цукру, а все iнше залишається в складi вторинної молочної сировини. Тому вторинна сировина – молоко знежирене, масляне, сироватка – в значнiй мiрi зберiгає поживнi та лiкувальнi властивостi молока коров’ячого незбираного. Найбiльш багатотоннажною вторинною сировиною є молоко знежирене, що отримують при сепаруваннi молока коров’ячого незбираного. Воно являє собою складну полiдисперсну систему, до складу якої входять бiлки, жири, вуглеводи, вiтамiни. Хiмiчний склад знежиреного молока в порiвняннi з молоком незбираним подано в таблицi 1. 1 Таблиця 1. 1 Хiмiчний склад знежиреного та незбираного молока Показники Молоко знежирене Молоко незбиране 90 – 91 Сухi речовини, % 8,5 – 9,0 Масова частка жиру, % 0,05 – 0,08 3,0 – 4,2 Масова частка бiлку, % 3,5 – 3,6 2,7 – 3,7 Молочний цукор (лактоза), % 4,8 – 5,0 0,7 – 0,8 0,7 – 0,9 Основнi фiзичнi показники молока знежиреного: густина – 1029–1032 кг/м 3 в’язкiсть 1,71 – 1,75 сП, теплоємкiсть – 3,978 кДж, теплопровiднiсть – 0,429 вт/м. градусiв. Знежирене молоко – значне джерело вiтамiнiв: В1 (тiамiн) – 0,32 – 0,45 мг/кг, В2 (рибофлавiн) – 1,1 – 1,8 мг/кг, В6 (пiродоксин) 1. 3 – 1,6 мг/кг, С (аскорбiнова кислота) 2,3 мг/кг, В12 (кабаламiн) – 2,2 – 2,9 мг/кг, А (ретинол) – 0,02 – 0,03 мг/кг, Е (токоферол) – 0,29 – 0,50 мг/кг, Н (бiотин) – 0,0,1 мг/кг, РР (нiкотинамiд) – 1 мг/кг. Склад мiнеральних речовин молока знежиреного поданий катiонами калiю, натрiю, магнiю, кальцiю. Так хлориду натрiю мiститься – 0,0962%, хлориду калiю – 0,0116%, лимоннокислого калiю – 0,049% до золи. Бiлковi та небiлковi речовини молока знежиреного це лактоальбумiни, лактоглобулiни, псевдоглобулiни, евглобулiни. Харчова цiннiсть бiлку знежиреного молока – це, перш за все, це незамiннi амiнокислоти, триптофан, лiзин, метiонiн, лейцин, валiн, треолiн, фенiлаланiн. Цей склад не постiйний i змiнюється протягом року. Вуглеводи молока знежиреного – це в основному молочний цукор (лактоза) та продукти його гiдролiзу. виду масла маслянка може бути отримана при виробництвi як солодко – вершкового так i кисло – вершкового масла, методом збивання або методом перетворення високо жирних вершкiв. Хiмiчний склад маслянки не постiйний та змiнюється в залежностi вiд виду масла, умов його отримання, масової частки вершкiв, їх кислотностi та iнших факторiв. Молочний жир в маслянцi – це триглiцерид – вiн має високу степiнь дисперсностi, що сприяє бiльш легкому емульсуванню та омиленню жиру жовчними кислотами (холевою, гликохолевою, та таурохолевою). Засвоюванiсть молочного жиру маслянки достигає 95 – 96%. В маслянцi виявленi фосфатиди – лецитин, кофалiн, сфингомиєлiн та стерин – холестерин та ергостерин. Фосфатиди переносять кисень в органiзмi людини сприяють видiленню жовчi, окисленню та всмоктуванню жирних кислот, беруть участь в процесах окислення, диханнi та пiдсилюють каталiтичну активнiсть ферментiв. Лецетин що переходить в маслянку при виробництвi масла з вершкiв являє собою складний ефiр глiцирина, фосфорної кислоти, холiну та жирних кислот (стеаринової та олеїнової.) Холестерин що входить до складу лецетину, має здатнiсть зв’язувати ядовитi речовини що потрапляють в органiзм людини або утворюється в ньому та знезаражує їх. До складу маслянки входить до 40 мг/% холестерину. участь в формуваннi кiсток, фосфор живить нервову систему, мiдь каталiзує окислювально – вiдновлювальнi процеси та приймає участь в обмiнi речовин, кобальт входить до складу вiтамiну В12 . в маслянцi до 77%. Вiтамiни в маслянцi є як жиророзчиннi так i водорозчиннi. Фiзичнi властивостi маслянки: густина 1026–1028 кг/м3 , в’язкiсть 1,65 – 1,70 сП, теплоємнiсть 3,936 кДж, теплопровiднiсть 0,452 вт/м3 градусiв. З приведеного вище хiмiчного складу маслянки видно, що вона є бiологiчно бiльш цiнною в порiвняннi з молоком знежиреним та сироваткою. Цiннiсть сироватки полягає в великiй кiлькостi молочного цукру – лактози, окрiм того в сироватку переходять мiнеральнi речовини молока та бiлки альбумiна, глобулiна та iнших. Бiлки сироватки дiляться на лактоальбумiнову та лактоглобулiнову фракцiї та низькомолекулярнi бiлки – протеази i пептони. В сироватцi мiститься значна кiлькiсть казеїнового пилу, в нiй присутнi небiлковi азотистi речовини у виглядi вiльних амiнокислот, що необхiднi органiзму та не можуть в ньому синтезуватись. Але амiнокислотний склад сироватки має неповний набiр незамiнних кислот, тому її можна використовувати в якостi добавок до рiзних харчових продуктiв. Склад та харчова цiннiсть сироватки протягом року не сильно змiнюєть-ся. Виняток становить перiод, коли молоко коров’яче незбиране має мiнiмальну та максимальну кiлькiсть бiлку. Сироватка пiдтримує життєдiяльнiсть молочнокислих бактерiй в кишковику, заторможує утворення токсичних речовин. Вона здатна створювати таку реакцiю середовища в органiзмi людини, при якiй не можуть вiдбуватися гнилоснi процеси. Денатурацiя сироваткових бiлкiв використовується для отримання бiлкової маси та змiшування її з молоком, що використовується для виробництва твердого сиру перед сичужним згортанням. Структура згустку при цьому стає бiльш однорiдною, тому що сироватковi бiлки є бiльш гiдрофiльними нiж казеїн. Вихiд готового продукту при цьому збiльшується на 10–12%. Виробництво сироваткових напоїв, якi збагаченi рiзними соками, сиропами, джемами, пюре, ягiдними наповнювачами знайшло використання останнiм часом. Молочнi продукти, що виробляються з використанням вторинної сировини Молочнi продукти займають особливе мiсце в харчуваннi населення. В них знаходиться бiля 90 рiзних харчових компонентiв, з яких жир i бiлок є найважливiшi. Не менш важливе значення має вiдношення незамiнних амiнокислот, полiненасичених жирних кислот, вiтамiнiв, мiкро- та мiкроелементiв, що зумовлює бiологiчну повноцiннiсть всього рацiону в цiлому. мати оптимальний з точки зору фiзiологiчних норм харчування хiмiчний склад, тому що незбалансованiсть молочного продукту по окремим незамiнним харчовим речовинам приведе до недостатнього використання органiзмом людини iнших харчових речовин. Механiчна, термiчна, мiкробiологiчна (ферментна) та технологiчна обробка в процесi виробництва повиннi сприяти високому ступеню переварювання рiзних компонентiв та найбiльш повному їх засвоюванню. Враховуючи те, що бiльшiсть людей мають надмiрну вагу та ожирiння, виникла необхiднiсть виробництва такого асортименту молочних продуктiв, що мають понижену масову частку жиру, але по харчовiй цiнностi не поступаються продуктам з молока коров’ячого незбираного. Це дозволяє найбiльш ефективно та повно використати всi складовi частини молока в харчуваннi людини. Це є особливо актуальним у виробництвi лiкувальних та дiєтичних продуктiв для хворих та дiтей. натуральнi плодовi та ягiднi сиропи, пюре плодове та ягiдне, варення, повидло, вiдварнi плодово-ягiднi, джеми, фрукти та ягоди замороженi, ягоди та соки з м’якоттю сублiмацiйної сушки. Особливою цiкавiстю є використання розчинних бiлкових концентратiв – казеїнатiв, якi мають властивостi зв’язувати воду, стабiлiзувати емульсiї, утворювати пiну, емульгувати жир. Використання вторинної сировини на кормовi цiлi в натуральному виглядi, без попередньої промислової обробки її в цiлях забезпечення їй нових якiсних показникiв є нерацiональним. Із харчових речовин молока, що використовується людиною для забезпечення фiзiологiчних потреб органiзму найбiльш цiнним в бiологiчному вiдношеннi є бiлок. Специфiчна особливiсть бiлкiв молока в тому, що по своєму складi вони близькi до бiлкiв людського органiзму, i в результатi чого, краще засвоюються. Бiльша кiлькiсть вторинної сировини отримується при виробництвi масла коров’ячого, сметани, твердого сиру. Одним з найбiльш перспективним напрямком переробки є видiлення бiлкiв та виробництво на цiй основi молочно – бiлкових концентратiв, наприклад казеїнату натрiю, що в подальшому використовується при виробництвi варених ковбасних виробiв, а також в кондитерськiй, хлiбопекарськiй, харчовiй промисловостi. Одним з сучасних напрямкiв використання знежиреного молока є виробництво нежирних молочних напоїв: молока нежирного, кефiру нежирного, кисломолочного сиру нежирного. Але головне в цьому щоб кожний вид продукцiї був потрiбен населенню, щоб на нього був попит. Виникає потреба виробництва молочної продукцiї пониженої жирностi, що по харчовiй цiнностi прирiвнюється до молочної продукцiї з молока коров’ячого незбираного. А на основi бiологiчної обробки натуральної сироватки та маслянки складаються рецептури напоїв для дiєтичного харчування. Лактозу, що отримують з молочної сироватки використовують в фармацевтичних харчових та iнших галузях, в якостi добавок до фруктових сокiв, кремам, соусам, де вона забезпечує стабiльнiсть емульсiї. Вторинну молочну сировину виробляють в сухому та згущеному виглядi, але цей технологiчний процес економiчно найменш вигiдний, тому що для сушки витрачається значна кiлькiсть енергоресурсiв, цiна яких з кожним роком збiльшується. В якостi добавок суху маслянку, сироватку та молоко знежирене використовують при виробництвi плавлених сирiв: ковбасного копченого, костромського та iнших. При внесеннi таких добавок покращувалась консистенцiя та смак плавлених сиркiв. Технологiя розроблена бiльш нiж на 50 видiв плавлених сиркiв з рiзними добавками та ароматизаторами. Використання молочно – бiлкової основи для кисломолочних десертiв та десертiв закусочного типу iз сумiшi знежиреного молока i маслянки значно покращує смак та консистенцiю продуктiв. Як смаковi наповнювачi в даному випадку використовують цукор та сiль а з ароматичних речовин какао, ванiль та крiп, який збагачує молочний продукт вiтамiнами, корисними речовинами та надає йому пiкантного смаку. Як вiдомо крiп мiстить ефiрну олiю, флавоноїди, каротин, вiтамiн «С», фолiєву, нiкотинову та пантотенову кислоти, солi калiю, фосфору та залiза. До того ж виробництво таких продуктiв на молочно – бiлковiй основi можна налагодити на iснуючому обладнанi, що не потребує додаткових витрат. В 2006 роцi вперше в Українi була змонтована i здана в експлуатацiю унiкальна технологiчна лiнiя по переробцi молочної сироватки в сирова точний протеїновий концентрат (WPC) i лактозу (молочний цукор), (м. Вознесенськ, Миколаївської областi). До недавнього часу сироватку як правило, просто виливали, але за своїм хiмiчним складом вона шкiдлива для навколишнього середовища, найперше для ґрунту та води. Звичайнi очиснi споруди її не нейтралiзують, а спецiальнi надзвичайно дорогi. Тому таке важливе значення нових технологiй по переробцi сироватки з екологiчної точки зору. Сьогоднi це ще залишається великою проблемою для молочних пiдприємств України. Продукти переробки сироватки на цiй лiнiї широко використовуються в м’яснiй, молочнiй, кондитерськiй, хлiбобулочнiй промисловостi, для виробництва дитячого харчування, напоїв та iнших продуктiв. – концентрат, згущений до 17 – 18% сухих речовин, густиною 1043–1050 кг/м3 Лактоз ний розчин для отримання лактози обробляється по наступнiй схемi: очищення вiд бiлкових речовин, згущення до оптимального рiвня, iзомеризацiя, демiнерилiзацiя, до згущення. Отриманий концентрат мiстить до 67% сухих речовин та до 50% лактози. Пребiотик лактоза – олiгосахариди молочного походження, вiдноситься до пiдкласу дисахаридiв, молекула якого складається з залишкiв галактози та фруктози. Його використання сприяє кров’яному забезпеченню кишко-вика, а також стимулює рiст бiфiдобактерiй – основних представникiв захисної мiкрофлори. з цим одним з прiоритетних напрямкiв є створення продуктiв харчування, що мають змогу пiдсилити захиснi реакцiї органiзму. Виробляється такий молочний продукт по технологiї кисломолочних напоїв, при цьому наповнювач з пшеницi, ячменя, кукурудзи вносять з закваскою та сквашують до утворення згустку з кислотнiстю 65–90%. Внесення зернових злакiв визивало пониження iнтенсивностi наростання кислотностi з одночасним прискоренням формування казеїнового згустку. Причиною такого явища може бути: - наповнювач приглушує розвиток лактобактерiй, в зв’язку з чим зменшується кiлькiсть молочної кислоти, але казеїн коагулює швидше за рахунок ферментiв рослинних, що мають молокозгортуючу активнiсть. Однiєю з головних умов пiдтримання здоров’я, працездатностi та довголiття людини є пiдтримання трьох основних принципiв рацiонального харчування: баланс енергiї; режим харчування та задоволення потреб органiзму людини в визначених кiлькостях харчових речовин. Для цього знежирене молоко змiшують з соєвим наповнювачем в спiввiдношеннi 1:1. Отриману сумiш пастеризують, охолоджують, вносять закваску з штамiв ацидофiльної палички та термофiльного стрептокока 4–5%. Сквашування продовжується 6–8 год. до кислотностi 70–120 °Т. Потiм сироватку вiддiляють, вносять наповнювач (сироп, повидло, протертi ягоди). Сумiш гомогенiзують пiд тиском 10–12 МПа, пакують, зберiгають та реалiзують. За останнє десятирiччя вiдмiчено рiзкий рiст захворювання цукровим дiабетом. Розвиток цього захворювання пiдвищує середню масу тiла, що пов’язане з неправильним харчуванням, переїданням, вживанням значної кiлькостi рафiнованих продуктiв, значним дефiцитом харчових волокон. В Українi на сьогоднiшнiй день офiцiйно зареєстровано бiльше мiльйона хворих цукровим дiабетом. Вживання функцiональних продуктiв дiабетичного призначення, дотримання режиму харчування та активного способу життя є одним з важливих складових в лiкуваннi цукрового дiабету. Тому на кафедрi технологiї молока та сушки харчових продуктiв Одеської нацiональної академiї харчових технологiй розроблена технологiя функцiональних молочних продуктiв дiабетичного призначення, таких як йогурт дiабетичний. Основними компонентами йогурта дiабетичного є знежирене та незбиране молоко в спiввiдношеннi 11:6, масло оливкове рафiноване та дезодороване, масло соєве рафiноване, дезодороване, концентрат сирова точних бiлкiв, харчовi волокна, спиртовий екстракт шиповника, органiчний селен в складi бiологiчно активної добавки «Селен активний», вiтамiни «С т Е». в якостi заквасочних культур використовуються закваски, до складу яких входить чиста культура Bifidolacterium animalis, а також йогуртна закваска FDDVSYO-flex, до складу якої входять молочнокислi культури St. thermophilus та Lbi. Bulgarcus. Продукти геродiєтичного призначення вирiшують питання профiлактики дефiцита макронутриєнтiв у людей похилого вiку. В цьому вiдношеннi збагачення молочних продуктiв, що є джерелом кальцiя та вiтамiна Д3 Дiєтичне харчове волокно «фiброгам» iдеальний iнгредiєнт для продуктiв харчування нового поколiння. Його видобувають шляхом очищення певних видiв акацiї з наступним висушуванням. «Фiброгам» не мiстить генетично-модифiкованих компонентiв та хiмiчних домiшок, має вигляд бiлого добре розчиненого порошку. Полiсахариди смоли акацiї зв’язуються з бiльшiстю мiкроелементiв, мiнералами, полi фенолами та iншими бiологiчно активними речовинами, що обумовлює його високу поживну цiннiсть. «Фiброгам» – це волокно, не розщипляється ферментами травної системиi надходить до товстого кишечнику, де ферментується ендогенною мiкро-флорою. Вiн має пребiотичну дiю, що виявляється у стимуляцiї росту бiфiдобактерiй та лактобактерiй. Крiм того «фiброгам» сприяє утворенню жирних кислот з короткими ланцюгами, якi позитивно впливають на фiзiологiю людського органiзму. «Фiброгам» зручний у використаннi завдяки таким технологiчним властивостям: добрiй розчинностi навiть у холоднiй водi i за високих концентрацiй; низькiй в’язкостi, що нехарактерно для речовин з високою молекулярною масою; високiй стiйкостi в кислому середовищi, емульгуючiй i стабiлiзуючий здатностi; вiдсутностi смаку i запаху. Всi цi технологiчнi властивостi надають можливiсть використовувати «фiброгам» у виготовленнi молочних продуктiв на основi сироватки та молока знежиреного, зокрема кисломолочних напоїв, що є джерелом бiлку i кальцiю, мiстять кориснi мiкроорганiзми, в тому числi i пробiотики. Збагачення кисломолочних продуктiв полiсахаридами рослинного походження, що стимулюють рiст i пiдсилюють активнiсть молочнокислих i бiфiдобактерiй, сприяє засвоєнню кальцiю i в цiлому пiдвищує оздоровчу дiю на органiзм людини. Технологiя виробництва кисломолочного напою має наступну послiдовнiсть технологiчних операцiй. Молоко знежирене нормалiзують по масовiй частцi бiлку шляхом внесення в молочну основу концентратiв сироваткових бiлкiв в кiлькостi 0,5–1,0%, суху молочну добавку попередньо розчиняють в молоцi температурою 40–60 °С у спiввiдношеннi 1 частина сухого концентрату сироваткових бiлкiв та 25 частин молока. Сумiш гомогенiзують при температурi 65–70 С з витримкою 5 хвилин, охолоджують до температури 30–32 С. Для заквашування використовують закваску, яка мiстить молочнокислi бактерiї Lactococcus lactis subsp. lactis, Lactococcus lactis subsp. cremoris, Lactococcus lactis subsp. lactis Biovar. diacetilactis. Сквашування вiдбувається до досягнення молочним згустком кислотностi 85–90°Т (рН=4,6±0,15), охолоджують до температури 15–20 С i вносять харчове волокно «фiброгам» в сумiшi з наповнювачем у спiввiдно-шеннi 1:2, пiсля чого його фасують i охолоджують до температури 4±2 С. Проведення додаткової нормалiзацiї молочної основи за масовою часткою бiлку обґрунтоване тим, що харчове волокно «фiброгам» має технологiчну властивiсть утворювати розчини з низькою в’язкiстю, тому для забезпечення бажаної консистенцiї кисломолочного напою додатково вноситься сухий концентрат сироваткових бiлкiв, внаслiдок чого збiльшується кiлькiсть контактiв мiж мiцелами казеїну пiд час формування структури кисломолочного напою. Лiтература Технология молока и молочных продуктов: Учебник для студ. ВУЗов. 2. Г. В. Твердохлеб, З. Х. Диламян, Л. В. Чекулаева, Г. Г. Шиллер – М: Агропромиздат, 1991 – 463 с. 3. Патратий А. П., Аристова В. П. Справочник для работников лабораторий молочной промышленности. – М: Пищевая промышленность, 1967. – 214 с. 4. Инихов Г. С., Брио Н. П. Методы анализа молока и молочных продуктов. – М: Пищевая промышленность, 1971. 423 с.