способ выделения белковых веществ из молочной сыворотки

Формула изобретения

1. СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ БЕЛКОВЫХ ВЕЩЕСТВ ИЗ МОЛОЧНОЙ СЫВОРОТКИ путем введения в нее осадителя с последующим выдерживанием смеси и отделением образовавшегося осадка, отличающийся тем, что в качестве осадителя используют хитозан в количестве 0,25 - 1,0% от массы сыворотки, смесь перемешивают и выдерживают при 15 - 20^oС в течение 25 - 30 мин.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что активную кислотность сыворотки поддерживают в интервале 4 - 5 ед.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к молочной промышленности, в частности к переработке молочной сыворотки.

Известны способы выделения белков молочной сыворотки с использованием комплексообразователей, в частности поликарбоксилкислотных препаратов, которые содержат полиакриловую кислоту. В качестве эффективных осадителей может быть использована обладающая слабыми анионными свойствами карбоксиметилцеллюлоза. При этом наиболее прочные комплексы карбоксиметилцеллюлоза-белок образуются при pH 4,0 и ионной силе менее 0,1.

Однако остаток карбоксиметилцеллюлозы в белковом концентрате обуславливает высокую вязкость конечного продукта, что ограничивает широкое применение таких концентратов. Они могут быть использованы при производстве сбивных кондитерских изделий, кремов, где повышенная вязкость считается ценным качеством (Сенкевич Г. , Ридель К.-Л., Молочная сыворотка: переработка и использование в агропромышленном комплексе. - М.: Агропромиздат, 1989, 269 с.).

Известны также способы выделения белков из молочной сыворотки с помощью тепловой денатурации в сочетании с кислотно-щелочной коагуляцией, в которых молочную сыворотку нагревают до 95^оС при необходимости раскисляют ее до pH 6,0-6,5 и выдерживают не менее 30 мин (Храмцов А.Г. Молочная сыворотка. - М.: Агропромиздат, 1990, - 240 с).

Однако данный способ отличается большими энергетическими затратами и недостаточно высоким процентом выделения белковых веществ.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ выделения белковых веществ из молочной сыворотки путем введения в нее железосодержащей полиакриловой кислоты в качестве водорастворимого полимера в количестве 0,3-1,0% от массы смеси с последующим выдерживанием смеси и отделением образовавшегося осадка.

Смесь сыворотки с железосодержащей полиакриловой кислотой выдерживают при комнатной температуре 40-45 мин. Значение pH исходной сыворотки достигается подкислением соляной кислотой. Полнота извлечения белка из сыворотки 85%.

Однако недостатком данного способа является низкое количество выделенного белка, длительный процесс осаждения белковых веществ, получение резиноподобного белкового продукта, последующая переработка которого затруднена из-за природы используемого комплексообразователя, в частности синтетической полиакриловой кислоты.

Цель изобретения - увеличение полноты выделения белковых веществ сыворотки.

Сущность нового технического решения заключается в использовании в качестве комплексообразователя хитозана.

Поставленная цель достигается тем, что молочную сыворотку после сепарирования подают в резервуар и при необходимости подкисляют до значения pH 4-5 ед. заранее подготовленной кислой сывороткой. В сыворотку вносят приготовленный раствор гель-хитозана в количестве 0,25-1,0% от массы сыворотки. Температуру осаждения белков поддерживают в интервале 15-20^оС. Смесь тщательно перемешивают и выдерживают в течение 25-30 мин. Образовавшиеся хлопья белка, представляющие собой комплекс белок-хитозин, отделяют одним из известных способов, а осветленную сыворотку направляют на дальнейшую переработку (на молочный сахар, на выработку напитков и пр.).

Приготавливают гель-хитозан следующим образом. В эмалированный резервуар на 1000 кг заливают 500 л 2%-ного раствора уксусной кислоты и вносят в нее 10 кг сухого хитозана (по ТУ 1501482-88), тщательно перемешивают и оставляют для набухания на 24 ч. Затем раствор нейтрализуют насыщенным раствором двууглекислого натрия до нейтральной реакции. Полученный гель-хитозан хранят при 102^оС до 10 сут.

Оптимальное количество вносимого раствора хитозана составляет 1,0% от массы сыворотки. Дальнейшее повышение дозы вносимого хитозана к увеличению эффективности осаждения не ведет. Удлинение времени выдержки свыше 30 мин также не оказывает влияния на эффективность осаждения белков молочной сыворотки. Причем оптимальной температурой процесса осаждения является температура 20^оС. Увеличение температуры свыше 20^оС к улучшению показателей эффективности осаждения не приводит. Установлено так же, что при сдвиге pH среды в сторону кислой реакции 5,0 и ниже количество осаждаемых белков увеличивается. И поскольку pН сыворотки творожной в основном ниже 5,5 ед., то процесс раскисления творожной сыворотки не обязателен.

П р и м е р 1. В опыте используют творожную сыворотку с титруемой кислотностью 75^оТ, активной кислотностью 4,5 ед., с массовой долей белка 0,68% и показателем прозрачности 0,18 усл.ед.

В колбу вместимостью 500 мл вносят 200 мл сыворотки с температурой 20^оС и 2,0 мл приготовленного гель-хитозана, перемешивают и выдерживают 30 мин. Выделившийся осадок центрифугируют. Полнота извлечения белка 95%, показатель прозрачности 0,3 усл.ед., массовая доля белковых веществ в осветленной сыворотке составляет 0,03%.

П р и м е р 2. 200 мл подсырной сыворотки подкисляют кислой сывороткой до титруемой кислотности 65^оТ и pH 4,7. В сыворотке содержится 0,6% белковых веществ, показатель прозрачности - 0,18 усл.ед. В подготовленную сыворотку при температуре 20^оС вносят 2,0 мл приготовленного гель-хитозана, тщательно перемешивают и выдерживают 30 мин. Выделившийся осадок центрифугируют. Полнота извлечения белка составляет 95%, показатель прозрачности 0,3 усл.ед., массовая доля белковых веществ 0,03%.

П р и м е р 3. К 200 мл творожной сыворотки с титруемой кислотностью 56^оТ и активной кислотностью 5,0, с массовой долей белковых веществ 0,68% и показателем прозрачности 0,18 усл.ед. с температурой 35^оС добавляют 6 мл приготовленного гель-хитозана, тщательно перемешивают и выдерживают 75 мин. Выделившийся осадок центрифугируют. Полнота извлечения белка 95%, показатель прозрачности 0,3 усл.ед.

П р и м е р 4. К 200 мл творожной сыворотки с титруемой кислотностью 24^оТ и активной кислотностью 6,0, с массовой долей белковых веществ 0,68 и показателем прозрачности 0,26 усл.ед. с температурой 5^оС добавляют 0,5 мл приготовленного гель-хитозана, тщательно перемешивают и выдерживают 10 мин. Выделившийся осадок центрифугируют. Показатель прозрачности очищенной сыворотки 0,22 усл.ед., содержание белка 0,56%, полнота извлечения белка 18%.

Таким образом, использование хитозана позволяет увеличить степень извлечения белковых веществ молочной сыворотки до 95%. При этом белковые комплексы с хитозаном кроме питательных свойств обладают еще и лечебными свойствами, снижают вредное воздействие различных веществ на живые организмы за счет связывания их хитоном и хитозаном. Особенно эффективно использование предлагаемого способа в технологии производства молочного сахара, где удается снизить затраты тепловой и электрической энергии, получить дополнительную прибыль за счет реализации белкового комплекса (альбумин+гель-хитозан) на корм животным. При этом обеспечивается полная переработка всех компонентов молока с исключением загрязнения окружающей среды.