Существуют несколько способов переработки МС:

· тепловые,

· центробежные,

· консервирование,

· биологические,

· мембранные (Храмцов, 2004).

2.1 Тепловые методы

Тепловые методы используются для охлаждения МС с целью сохранения ее качества при временном хранении, подогрева – с целью пастеризации, выделения сывороточных белков, проведения некоторых других технологических операций (Храмцов, 2004).

2.2 Охлаждение

Охлаждение предотвращает развитие нежелательных микробиологических процессов при временном хранении сырья и продуктов. В частности, в случаях, когда их переработка, использование или реализация задерживаются. Охлаждение необходимо проводить немедленно после получения МС или ее сепарирования, не допуская обсеменения посторонней микрофлорой. Наилучшие результаты дает охлаждение в сочетании с предварительной пастеризацией (Храмцов, 2004).

2.3 Пастеризация

Процесс пастеризации МС в большинстве случаев обусловлен необходимостью подавить развитие нежелательной микрофлоры. Источниками микрофлоры могут быть специально вводимые закваски при производстве ОП; возможно также обсеменение посторонней микрофлорой при сборе и хранении МС. При пастеризации подсырной сыворотки инактивируются остатки сычужного фермента, присутствие которого в ряде случаев нежелательно.

Выбор режима и способа пастеризации обусловлен требованиями процесса производства продукта или полуфабриката. В трубчатых пастеризационных установках сыворотку подогревают до 60-65°C, затем до более высокой температуры (93±2°С) введением пара. После этого сыворотку направляют в резервуар для отваривания альбумина.

Пастеризацию проводят по одному из режимов: низкотемпературному (медленному) – 63-65°C с выдержкой 30 мин, или быстрому – 72°C с выдержкой 15-20 сек. Оба метода имеют достоинства и недостатки: при первом не происходит образования пригара, но требуются значительные затраты времени дополнительные емкости для выдержки; при втором – процесс идет быстро, но требуется более частая чистка установок от пригара. В настоящее время ведутся поиски по созданию конструкции пастеризаторов, позволяющих проводить высокотемпературную пастеризацию без пригорания (Храмцов, 2004).

2.4 Центробежные методы

Центробежные методы (сепарирование, центрифугирование) используются для выделения из МС жира, казеиновой пыли, коагулированных сывороточных белков, отделения кристаллов сахара, некоторых других технологических процессов.

Сепарирование используют на двух этапах промышленной переработки МС: для выделения молочного жира и казеиновой пыли (обезжиривание) и для отделения коагулированных сывороточных белков (осветление). Молочный жир и сывороточные белки – энергетически и биологически важные компоненты. Их используют для пищевых целей. Удаление их необходимо также для обеспечения качества продукта (напитков, молочного сахара). После выделения жира и казеиновой пыли МС представляет собой кинетически устойчивую систему, практически не подвергающуюся расслоению (Храмцов, 2004).

2.5 Консервирование

Для сохранения первоначальных свойств МС и некоторых полуфабрикатов помимо пастеризации и охлаждения могут применяться различные способы консервирования.

Консервирование – такая обработка МС, в результате которой продукты сохраняются длительное время без порчи (без разложения белков, жиров, углеводов и др. компонентов). Важно также наиболее полно сохранить основные свойства продукта (вкус, внешний вид, биологическую и пищевую ценность) при наименьших затратах. В основе консервирования – прекращение жизнедеятельности МО, которые могут вызвать порчу продуктов, или прекращение биохимических процессов, происходящих в продуктах под влиянием ферментов, а также торможение окислительно-восстановительных реакций.

Для консервирования МС применяются способы:

· введение консервантов (сорбиновая кислота, свекловичный сахар, формалин, перекись водорода, поваренная соль);

· сгущение и сушка (консервирование за счет повышения осмотического давления и накопления молочной кислоты);

· различные сочетания (консерванты+сгущение, сгущение+охлаждение, консерванты+сгущение+охлаждение, пастеризация+сгущение+охлаждение).

Применение их определяется назначением продукта, возможностями предприятия и экономическими соображениями (Храмцов, 2004).

2.6 Биологические методы

Биологическая обработка МС повышает ее питательную ценность за счет обогащения полезными веществами, а также получения ряда специфических продуктов. Основные направления биологической обработки: синтез белковых веществ дрожжами, использующими лактозу; гидролиз лактозы ферментами до более сладких моноз; микробный синтез витаминов, жира, ферментов и АБ; переработка лактозы в молочную кислоту и этиловый спирт; расщепление молочных белков до свободных аминокислот.

3. Обработка МО

Использование МО – один из основных методов обогащения молочного сырья, в том числе и МС, белком. На этом методе основано производство широкого ассортимента продуктов и полуфабрикатов для пищевых (напитки, сыворотка для хлебопекарной и кондитерской промышленности), кормовых (сыворотка обогащенная, закваски для силосования кормов,) и технических (этиловый спирт, молочная кислота, столовый уксус, лизин и др.) целей. Для этого в МС после предварительной обработки вносят различные закваски, которые готовят на чистых культурах определенных видов МО (молочнокислых, уксуснокислых бактерий, дрожжей).

В результате молочнокислого брожения происходит расщепление лактозы до глюкозы и галактозы и далее до молочной кислоты:

С12Н22О11 + Н2О = 4СН3СНОНСООН.

лактоза молочная кислота

Параллельно с молочнокислым брожением, как правило, протекают побочные процессы, которые обусловливают накопление продуктов распада лактозы – летучих кислот, спиртов, диацетила. Брожение прекращается самопроизвольно, когда МО расщепляют лишь часть (20%) лактозы, поскольку образующаяся молочная кислота губительно действует на их развитие.

Получение этилового спирта из МС основано на сбраживании лактозы специальными видами дрожжей до спирта и углекислоты:

С12Н22О11 + Н2О =СН3СН2ОН + 4СО2

лактоза спирт этиловый

Считается, что на спирт расходуется до 95% молочного сахара, а 5% идет на образование массы дрожжевых клеток и побочных продуктов спиртового брожения. Суть технологии состоит в том, что исходную МС очищают от белков, вносят дрожжи и ведут процесс брожения при 33-34°С в течение 48-72 ч. Затем дрожжи отделяют от бражки (например, центрифугированием), а последнюю подвергают дистилляции. Выход спирта в условиях промышленного производства составляет 84%. Побочными продуктами процесса получения спирта являются сывороточные белки, которые могут использоваться на пищевые цели, а также послеспиртовая бражка, которая может использоваться на корм сельскохозяйственным животным.

Наиболее приемлемый продуцент белка в МС – дрожжи, использующие для питания лактозу. Дрожжевая сыворотка по содержанию белка превосходит исходную. Кроме дрожжей, микробный белок на МС синтезируют плесени. При этом сыворотку целесообразно обогащать солями марганца или цинка и вносить азотсодержащие соединения. Также для улучшения культивирования плесени вносят бактерии E. coli. Обогащенная микробным белком и витаминами МС является основой био-ЗЦМ для телят. Для дрожжевания применяют свежую творожную или подсырную сыворотку, из которой удалены белки. Процесс ферментации осуществляется в аппаратах с мешалкой при постоянном поступлении воздуха до полного использования лактозы. Далее – температурная обработка для инактивации живых клеток, сгущение до 40% сухого вещества.