Часть 3. Технологическая схема
Пункт 3.1. Технология производства изолята сывороточного протеина
Комплексная схема производства изолята сывороточного протеина
Для выработки продукта используют свежую подсырную сыворотку от производства твёрдых жирных и нежирных сычужных сыров с кислотностью не выше 16 °T.
Обезжиренную сыворотку пастеризуют при температуре 74-75 °С с выдержкой 15 с на трубчатых или пластинчатых пастеризаторах и охлаждают до 4 °С.
Ультрафильтрация: Ультрафильтрацию производят на ультрафильтрационной установке в периодическом или непрерывном режимах. Температуру сыворотки устанавливают в пределах 8 – 10 или 50 – 55 °С в зависимости от выбранного температурного режима ультрафильтрации. Для этого в процессе обработки сыворотки в рубашку ультрафильтрационной установки подают ледяную воду с температурой 1 – 2 °С либо горячую воду с температурой 50 – 55 °С. Далее полученный концентрат с содержанием сухих веществ 23-26% направляют на микрофильтрацию.
Ультрафильтрация — это самый предпочтительный метод, используемый для извлечения белков молока при производстве белковых концентратов. В этом процессе концентрации для прокачки жидких веществ через пористую мембрану с наноразмерными отверстиями используется разный уровень давления. Крупные белки не могут пройти через крошечные отверстия и оказываются на мембране, как в ловушке, после чего их собирают. Концентрированные молочные белки подвергаются испарению и диффузионной сушке (распылению) для получения порошка.
Микрофильтрация: Поры микрофильтрационных керамических мембран обеспечивают эффектную задержку мельчайших частиц казеиновой пыли, жира бактерий и спор. Для микрофильтрации сыворотки используют режимы тангенсальной фильтрации с динамическим и статическим выравниванием трансмембранного перепада давления. Так как одной из основных задач микрофильтрации является удаление микроорганизмов и спор, то для этой задачи используются специальная санитарная конструкция мембранного модуля, к которой предъявляют высокие требования и шероховатости поверхности оборудования, соприкасающиеся с очищенной средой.
Потом полученный концентрат направляют на диафильтрацию, а фильтрат – в цех для дальнейшей переработки на молочный сахар или для получения других биологически ценных веществ.
Микрофильтрация отделяет белки от углеводов и жира естественными, нехимическими процессами, с использованием фильтров для разделения белков в зависимости от размера, сохраняя при этом большинство полезных белковых фракций.
Диафильтрация: Диафильтрация проводится с целью более полного удаления лактозы и зольных элементов из концентрата до содержания сухих веществ 22 – 25 %. Для этого концентрат разводят водой из расчёта 9 объёмов воды на 1 объём концентрата. Процесс диафильтрации ведут аналогично процессу ультрафильтрации.
Сушка: Сушку концентрата проводят на распылительных сушилках (без предварительного сгущения на вакуум-выпарных установках). Температуру воздуха на входе в сушильную башню устанавливают 160 – 170 °С; на выходе из сушильной башни – 80 – 85 °С. Охлаждают продукт в процессе пневмотранспортировки от сушильной установки.
Упаковка: Готовый продукт упаковывают в пакеты на основе высокобарьерного трехслойного материала, в состав которого входит алюминий. Такая упаковка отличается прочностью сварных швов, устойчивость к проникновению искусственного света и солнечных лучей, устойчивость к действию кислорода, проникновению водяных паров, посторонних запахов. Внешняя сторона пакета может быть глянцевая или матовая. Пакет Дой-пак (doy-pack) для упаковки спортивного питания представляет собой пакет с устойчивым дном и отсутствием боковых граней (как в других видах пакетов). На мировом рынке упаковка дой-пак занимает лидирующие позиции. На рынок стран СНГ он появился относительно недавно и уже занял свое достойное место. Дополнительные опции: застежка zip-lock (удобна для многократного использования), европодвес, просечка для легкого открывания.
Объем одной фасуемой порции спортивного питания Вы определяете сами. Обычно фасовка порошков подобного рода осуществляется в упаковки по 250-1000 гр. Это наиболее востребованная фасовка для розничной продажи спортивного питания.
В зависимости от содержания балластных соединений (сухих веществ) чистота концентрата градируется в интервале от 35 до 90 %. Концентрат сывороточных белков с максимальной степенью чистоты – 90 % — изолят.
Пункт 3.2. Технология производства соевого продукта для спортивного питания
Описание технологических режимов
Смешивание муки:
Стадия смешивания муки начинается со смешивания обезжиренной соевой муки с водой и щелочной базой для увеличения рН раствора и увеличения растворимости белка. Суспензия смешивается в специальном устройстве, которое позволяет полностью увлажнить сухие материалы. Из устройства увлажнения полностью увлажненная суспензия подается на 1-й этап экстракции.
Первая экстракция:
Первая экстракция начинается тогда, когда полностью увлажненная суспензия смешивается в баке. Из этого бака суспензия поступает в горизонтальную центрифугу для разделения жидкой и твердой частей. Жидкая часть переходит в стадию кислотного осаждения и твердая часть поступает во 2-ю емкость экстракции.
Вторая экстракция:
Твердая часть с 1-го этапа экстракции смешивается с водой снова для достижения определенных коэффициентов разбавления. 2-я экстракция растворяет дополнительный белок, который не добывается в течение первого отжима. Со 2-й емкости экстракции суспензия подается в другую центрифугу для разделения жидкой и твердой частей. Жидкая часть разбавляется водой (противотоком) и выделяются твердые вещества (соевые волокна), которые складируются и будут использоваться в качестве корма для животных.
1-я кислотная стадия/Осаждение:
Осаждение белков происходит, когда кислоту добавляют на 1-й стадии экстракции жидкости, регулируя уровень рН в изоэлектрической точке, также известный как точка минимума растворимости белков. На этом уровне рН большинство соевых белков образуют осадок, и могут быть отделены от растворимых сахаров и остальных «сывороточных белков» (смесь известна как сыворотка). 1-й кислотный этап начинается с добавления кислоты в экстракты. После того, как устанавливают необходимый уровень рН, раствор с осадком поступает в 1-й кислотный отстойник, с тем, чтобы белки набрали возраст и пришли в равновесие. Из 1-й кислотной емкости раствор с осадком подается в центрифугу для разделения жидкой части (сыворотка 1), в которой содержатся в основном растворимые сахара и твердой части (творог 1), которая содержит осажденные белки. Твердая часть (творог 1) поступает во 2-й кислотный бак.
2- кислотная стадия / Промывка:
Для достижения изолята соевого белка 90% (в сухом остатке) концентрации белка, необходимо промыть 1-й творог свежей водой. В стадии промывки вода смешивается с творогом, чтобы достичь определенного коэффициента разведения. Со 2-го кислотного бака раствор подается в центрифугу для разделения жидкой части (сыворотка 2 или слабая сыворотка) и твердой части (творог 2) содержащей изолированные белки.
Разделение сыворотки
Разделение сыворотки используется для улучшения процесса выхода продукта и очистки осажденного белка из сыворотки 1 и сыворотки 2. Этап разделения сыворотки начинается тогда, когда потоки из двух кислотных стадий (сыворотка 1 и сыворотка 2) подаются в 2 центрифуги с использованием очень высокой силы отделения жидкой части (разделенная сыворотка) и твердой части (разделенный творог) содержащие осажденный белок. Разделенная сильная сыворотка (сыворотка 1) подается в дистиллятор и разделенная слабая сыворотка (сыворотка 2) используется как вода для разбавления муки в мокрой стадии.
Нейтрализация, пастеризация
В целях повышения функциональности соевого белка для высоко эмульсионных и высокогелевых продуктов творог переносится в емкость нейтрализации твердых веществ и установления уровня рН. Нейтрализованный раствор подается в систему с быстрым повышением температуры раствора и удержанием ее в течение определенного времени. После удержания необходимой температуры в течение определенного времени, пастеризованный белок подается в распылительную сушилку для сушки и упаковки.
Распылительная сушка и упаковка
Пастеризованный и функциональный белок подается в распылительную сушилку. Вода из суспензии испаряется в прямоточном потоке нагретого воздуха в камере распылительной сушилки (опционно может быть поставлено оборудование для производства спеченного белкового порошка для специфического использования). Затем сухой порошок продукта охлаждают, передавая через покрывающий миксер (для дополнительного покрытия, необходимого для специфического использования) и собирают в бункере. Из бункера хранения порошок подается на устройство подготовки партии и автоматической системы упаковки.
Выводы
По результатам органолептической оценки выяснилось, что сывороточный протеин имеет лучшую консистенцию и лучший вкус.
По результатам расчета аминокислотного скора сывороточного протеина лимитирующими аминокислотами являются: метионин, АС которого равен 97,143 % и тирозин, АС которого равен 96,667 %.
У соевого протеина же лимитирующей аминокислотой является: метионин, АС которого равен 62,8 %
Выяснилось, что растворимость у соевого белка выше, чем у сывороточного примерно на 30 процентов
Также удалось узнать, что изменение активности воды в закрытой, но уже вскрываемой упаковке с изолятом соевого белка в зависимости от времени, при постоянной комнатной температуре одинаковое с изолятом сывороточного белка.
Сроки хранения соевого протеина выше сывороточного протеина примерно на 50%
На рынке существует выбор основы белкового питания. У каждого вида протеина обнаружены свои достоинства и недостатки, по сравнению с конкурентом.
В случае отсутствия противопоказаний или вегетарианских предпочтений, и несмотря на более высокую стоимость, все же рекомендуется употреблять именно сывороточный протеин.
Список использованной литературы
Список использованной литературы:
1. Гараев С.Н. Аминокислоты в живом организме / С.Н. Гараев.- К: Кишинев Лит, 2014. — 277с.
2. Делавье Ф.М. Пищевые добавки для занимающихся спортом /Ф.М. Делавьеве.- М: Спортиния, 2013. — 173 с.
3. Абакумова Е.А. Исследование спортивного питания / Е.А. Абакумова// Биоразнообразие и биоресурсы.-Москва,2017.-No7.- С. 71-73.
4. Абишов Э.Р. Обзор рынка спортивного питания в России / Э.Р.Абишов//Новая наука: стратегии и векторы развития. – Омск, 2016. – № 118. – С. 3-6.
5. Балчугов В.А. Принципы использования биологически активных добавок в специализированном спортивном питании /В.А. Балчугов //Санитарный врач.-Москва,2013.-No4.-С 40-42.
6. Бардин Г.С. Соя – культура и использование / Бардин Г.С., Бордаков П.П. – М.: Агропромиздат, 2002. – 278 с.
7. Высоцкий В.Г., Зилова И.С. Роль соевых белков в питании человека // Вопр. питания. – 2005. – №5. – С. 20-25.
8. Гуляев А.А. Биологически активные добавки в практике специалиста по коррекции фигуры /А.А.Гуляев//Косметика и медицина.- Тюмень,2017.-No 1.- С. 96-99.
9. Зотов А.О. Анализ качественного состава белковых спортивных добавок /А.О.Зотов//Гигиена: здоровье и профилактика.- Тверь,2016.- No2.- С. 100-101.
10. Ладд Х. Соевые белки для продуктов питания // Производство продуктов питания. – 2006. – №22. – С. 12-22.
11. Нестурх М.Ф. Методы химии белков / Нестурх М.Ф. – М.: Высшая школа, 2008. – 422с.
12. Огнев С.И. Аминокислоты, пептиды и белки / Огнев С.И. – М.: Высшая школа, 2005. – 365с.
13. Служинская З.А. Функции белков в организме / Служинская З.А., Калынюк П.П. – Львов, 2002. – 278с.
Веб-сайты:
14. Спортивное питание – Электронный ресурс: http://sportivnoepitanie.ru
15. Активность воды – Электронный ресурс:
http://newchemistry.ru