Технология бифидогенных концентратов из молочной сыворотки с промежуточной влажностью

14-05-2014, 20:24

Анализ результатов экспериментальных исследований позволил установить оптимальные параметры процесса изомеризации лактозы в лактулозу в подсырной сыворотке, обогащенной гидролизатом обезжиренного молока: температура (82±4) °С; продолжительность термостатирования (34±2) мин; доза гидролизата (5,5±1) %. Соблюдение указанных технологических параметров обеспечивает:
— достижение высоких значений выхода конечных продуктов (степень изомеризации — 35-40% лактулозы от исходной концентрации лактозы в сыворотке);
— минимальное образование продуктов побочных реакций данных дисахаридов, протекающих в присутствии щелочного катализатора;
— максимальное сохранение биологической ценности, физико-химических свойств и органолептических показателей молочной сыворотки.
Технологический процесс получения бифидогенных концентратов. При создании технологии бифидогенного концентрата за основу были приняты установленные выше параметры изомеризации лактозы, а также специфические требования к обработке сырья, выявленные в ходе экспериментальных исследований:
— рекомендуется проводить ферментативный гидролиз белков молока в обезжиренном молоке с использованием панкреатина, вносить готовый гидролизат в сыворотку необходимо до введения щелочного реагента;
— в качестве щелочного реагента предложено использовать гидроксид кальция (в виде насыщенного водного раствора), имеющий низкую растворимость, но допустимый для использования в пищевых продуктах в аспекте их медико-биологической и экологической безопасности;
— по завершении процесса изомеризации лактозы для предотвращения автокаталитического распада лактулозы сыворотку необходимо охлаждать до температуры не выше 40 °С (за исключением случаев, когда она непосредственно подается на сгущение) и подкислять до значений pH (7,5 ± 0,5) сквашенной сывороткой с титруемой кислотностью (80-100) °Т;
— сгущенные бифидогенные концентраты предложено вырабатывать с использованием стабилизаторов консистенции — модифицированного крахмала или Na-карбоксиметилцеллюлозы в количестве 2-2,5 % от массы сыворотки;
— рекомендуемые дозы стабилизаторов консистенции обеспечивают значения активности воды, при которых подавляется развитие вегетативных и споровых форм микроорганизмов и достигаются продленные сроки хранения концентратов с промежуточной влажностью,
— при указанных дозах внесения стабилизаторов консистенция продукта остается текучей, что не затрудняет его фасование;
— при производстве «ГМБ (Ж)» с массовой долей сухих веществ 5,5 % вносить стабилизатор не целесообразно, так как показатель активности воды понижается незначительно,
— для сухих концентратов вносить стабилизаторы не рекомендуется, в связи с повышением вязкости продукта, что затрудняет процесс сушки.
Разработка технологии концентратов проводилась с учетом анализа известных способов производства сиропов лакто-лактулозы и бифидогенных добавок на основе молочной сыворотки.
Необходимое количество сырья и основных материалов для получения 1000 кг бифидогенных концентратов представлено в табл. 16.23.

Технологический процесс производства бифидогенного концентрата из подсырной сыворотки осуществляют в соответствии с блок-схемой, приведенной на рис. 16.31.
Перечень основного технологического оборудования, рекомендуемого для производства бифидогенных концентратов, приведен в табл. 16.24.

Были проведены опытные выработки партий концентрата в сухом и в сгущенном (массовая доля сухих веществ 20%) видах на базе ФГУП НИИКИМ. Анализ технологического процесса и состава полученных образцов концентрата позволил уточнить параметры основных технологических операций и разработать техническую документацию (ТУ 9229-003-05324181-07 и СТО 02067965-001-2008). Новизна технических решений разработанного способа получения бифидогенных концентратов с промежуточной влажностью защищена патентом РФ.
Анализ экономической эффективности внедрения технологии концентратов. Для оценки экономической эффективности внедрения разработанной технологии проводится анализ производства бифидогенных концентратов «ГМБ». Преимущества предлагаемой к внедрению технологии заключаются в том, что ее применение дает возможность получить продукт высокой питательной и биологической ценности, обогащенный бифидус-фактором (лактулозой), гидролизатом обезжиренного молока, который содержит легкоусвояемые пептиды и аминокислоты. Дополнительные капитальные затраты быстро окупятся за счет более высокой рентабельности производства. Уникальные питательные и лечебно-профилактические свойства разрабатываемых концентратов обуславливают их высокую коммерческую цену, что дает возможность получения высокой прибыли, компенсирующей большую себестоимость концентратов «ГМБ».
Уникальные питательные и лечебно-профилактические свойства бифидогенных концентратов дают возможность получения высокой прибыли предприятию-изготовителю, компенсирующей незначительное превышение себестоимости внедряемого продукта за счет обогащения гидролизатом обезжиренного молока. Освоение на предприятиях молочной отрасли выпуска бифидогенных концентратов не требует значительных капитальных затрат, так как внедрять технологии можно на базе имеющегося технологического оборудования предприятия.
Экономические расчеты эффективности производства продуктов из вторичного молочного сырья выполняются на основе критерия и системы показателей эффективности производства, отражающих использование отдельных ресурсов производства и получение определенных результатов: годовой экономии, прироста прибыли, рентабельности, окупаемости капитальных вложений и других.
Оптовая цена бифидогенных концентратов устанавливается на уровне цены молочной сыворотки при производстве жидкой добавки («ГМБ (Ж)»); при выработке сгущенных («ГМБ (20%)», «ГМБ (40%)» и «ГМБ (65%)») или сухих («ГМБ (Рс.)» и «ГМБ (Пл)») концентратов — соответственно, на уровне цены сгущенной или сухой молочной сыворотки. Расчет себестоимости одной тонны продукта и экономической эффективности проекта представлен в табл. 16.25.

Маркетинг бифидогенных концентратов. Маркетинг бифидогенных концентратов как система управления производством и сбытом, ориентированная на требования рынка, запросы потребителей и получение прибыли, в качестве обязательных элементов включает изучение потребительских и товарных свойств готового продукта, анализ состояния и тенденций развития рынка и разработку информационно-рекламного обеспечени.
Бифидогенные концентраты (добавки), как товар, характеризуются качественными показателями, которые регламентируются нормативно-технической документацией. Подвергаются анализу только основные показатели бифидогенных добавок, в том числе внешний вид и консистенция, массовая доля сухих веществ, лактозы, лактулозы и кислотность. Основным компонентом добавок, придающим им бифидогенные свойства, является лактулоза.
Маркетинговые исследования показывают, что потребитель был частично ознакомлен с товаром «лактулоза» в качестве лекарства, применяющегося при лечении и профилактике желудочно-кишечных заболеваний и печеночной недостаточности. Основные направления использования лактулозы, примерные объемы потребления лактулозы, а также сегментирование российского рынка показаны на рис. 16.32.

В то же время следует отметить, что имеющиеся на рынке отечественные и зарубежные препараты лактулозы ориентированы на фармацевтическую и, в меньшей степени, на пищевую промышленность. Применение их в кормопроизводстве нецелесообразно по причине их дороговизны и низкой кормовой ценности. Таким образом, можно сделать вывод о том, что на рынке нет аналогов предлагаемой разработки — кормовых концентратов, содержащих лактулозу.
Жизненный цикл продукции характеризуется изменениями объемов продаж и прибыли от его реализации. Анализ информации показывает, что бифидогенные добавки на российском рынке проходят стадию внедрения и начала роста. Выход товара на рынок должен сопровождаться рекламой, так как товар пока малоизвестен потребителю. Необходимо дать покупателю информацию о существовании товара, его потребительских свойствах. Таким образом, маркетинговые исследования показывают, что рынок бифидогенных концентратов в России обладает определенной привлекательностью, обусловленной его потенциалом, доступностью и предполагаемой доходностью.
Экологический мониторинг технологии бифидогенных концентратов «ГМБ». В соответствии с методологией экологической оценки технологии продуктов на молочной основе, разработанной академиком Н. Н. Липатовым, определяющими факторами, влияющими на загрязнение продукции, являются: качество сырья, уровень техники и технологии, организация производства, санитарное состояние производства; качество и количество необходимых воды и воздуха.
С целью обеспечения безопасности и экологичности технологий бифидогенных концентратов и оперативного контроля отдельных технологических операций, проведен анализ потенциальных загрязнений сырья и готовой продукции, выбросов в окружающую среду на каждой стадии технологического процесса и методов их предотвращения.
Для получения высококачественных и безопасных бифидогенных концентратов в качестве сырья необходимо использовать молочную сыворотку, соответствующего требованиям ТУ по органолептическим, физико-химическим и микробиологическим показателям. На экологическую чистоту продукта существенно влияет внесение реагентов в процессе изомеризации. В качестве катализатора при производстве бифидогенных концентратов используется гидроксид кальция, соответствующий требованиям ГОСТ 9262-77. Он экологически безопасен, не содержит примесей токсичных и вредных веществ, кроме того, обогащает концентрат кальцием.
При проведении экологического мониторинга исключительно важным является анализ потенциальных рисков микробиологического загрязнения концентратов. Результаты исследований показывают, что при изомеризации благодаря жесткой тепловой обработке микрофлора, попавшая в растворы с водой, сырьем и из других источников, погибает. Наиболее вероятный момент повторного обсеменения в технологическом цикле — процесс нейтрализации изомеризованной молочной сыворотки.
Создание экологически чистой технологии предусматривает сведение к минимуму материальных (сточные воды, выбросы вредных веществ в атмосферу и др.) и энергетических (шум, вибрация, тепловая энергия) загрязнений окружающей среды. Воздействие производства на окружающую среду зависит от количества, качества и способов очистки и выброса дымовых газов, отработавшего воздуха, паро-воздушных смесей и конденсата. Все это в основном зависит от общей оснащенности предприятий современным оборудованием, постоянного совершенствования материально-технической базы и общей культуры производства.
В целом, оценивая экологичность технологии бифидогенных концентратов, следует отметить их безопасность для человека и окружающей среды при условии соблюдения правил техники безопасности и эксплуатации оборудования, санитарных норм и правил, а также приведенных выше рекомендаций. Для контроля экологической безопасности продукции была адаптирована система ХАССП.
Определение рисков и критических контрольных точек при производстве бифидогенных концентратов «ГМБ». Внедрение системы ХАССП (Анализ рисков и критические контрольные точки) позволяет контролировать весь технологический процесс, оценивать серьезность всех опасностей и вероятностей их возникновения. Критические контрольные точки определялись методом «дерева принятия решений». При поэтапном рассмотрении всего технологического процесса была составлена типовая система ХАССП. Перечень критических контрольных точек (ККТ) представлен в табл. 16.26.

Регулярное и постоянное изменение, наблюдение, оценка всех аспектов комплексной переработки молочного сырья и реализации готовой продукции позволяют гарантировать соответствие параметров заданным нормативам и критическим пределам. Мониторинг позволяет оценить безопасность выпускаемой продукции для здоровья человека.
Адаптация системы ХАССП наряду с принятыми в отрасли показателями контроля по технической документации совместно с освоением ресурсосберегающих технологий будет способствовать научно-техническому прогрессу в молочном деле, обеспечит большую конкурентоспособность продукции на внутреннем и мировом рынке.
В целом можно считать, что разработанная технология получения бифидогенных концентратов является экологически безопасной. Это новое научное направление формирования продуктов с промежуточной влажностью заслуживает всяческого внимания науки и практики, особенно в плане ресурсо- и энергосбережения.