Виды, состав, свойства и использование молочного сахара

Способы производства молочного сахара. Сырьем для производства молочного сахара служит молочная сыворотка, доброкаче­ственность (или чистота) которой по лактозе превышает 70 ед. Под доброкачественностью (чистотой) применительно к технологии молочного сахара понимают отношение массовых долей лактозы и сухих веществ. Кроме того, молочная сыворотка, являясь побочным продуктом, значительно дешевле цельного и обезжиренного молока. Наиболее предпочтительны подсырная сыворотка, что связано с ее высокой доброкачественностью, и ультра­фильтраты. Специально поставленные в Воронежском технологи­ческом институте исследования (К. К. Полянский, А. Г. Шестов) и промышленный опыт показали, что удовлетворительные результаты можно получить, вырабатывая молочный сахар из творожной сыворотки. Казеиновая сыворотка, в том числе термокальциевой коагуляции белков молока (по В. А. Павлову), также может быть использована для получения молочного сахара.

Молочный сахар широко используют в пищевой промышленности (детское питание, хлебобулочные и кондитерские изделия) и при изготовлении медицинских препаратов (антибиотики, спец­препараты, например абомин).

В зависимости от требований потребителей молочная промыш­ленность производит сахар следующих видов:

- рафинированный и фармакопейный — медицинские препараты;

- пищевой — пищевые продукты;

- сахар-сырец (техническая лактоза по стандарту ММФ) — сырье для ферментации, рафинации и на технические цели.

Состав и свойства по видам молочного сахара приведены в таблице.

 Состав и свойства молочного сахара

В рафинированном и пищевом молочном сахаре регламентиру­ется содержание хлоридов, сульфатов и кальция на уровне 0,1 %, а также солей меди не более 5 мг/кг и олова 50 мг/кг; не допускается наличие солей тяжелых металлов (свинца и др.).

Рафинированный молочный сахар с минимальными примеся­ми, отсутствием моноз (глюкозы, галактозы) и посторонних углеводов (крахмала, декстрина) относится к фармакопейному.

При использовании в качестве затравки при кристаллизации лактозы (сгущенное молоко, мороженое) рафинированный или пищевой молочный сахар подвергают тонкому размолу до размера З...4мкм, но не более 10мкм. В качестве внутрипромышленного полуфабриката, а иногда как сырье для ферментации вырабатыва­ют кристаллизат молочного сахара (сывороточный сироп) с массо­вой долей лактозы не менее 45 %.

По внешнему виду молочный сахар представляет собой кристаллический порошок, аналогичный сахарозе, или легко пересыпающуюся массу, напоминающую сухое молоко распылительной сушки. Цвет продукта от белого (рафинированный) до слабо-желтого (сырец).

Получить молочный сахар можно тремя методами:

I     — кристаллизацией лактозы из пересыщенных сывороточных сиропов;

II — сушкой глубоко очищенной молочной сыворотки;

III — образованием лактозатов с последующим разрушением соединения.

В промышленности широко используют первый метод, основанный на сгущении очищенной или неочищенной молочной сыворотки с последующей кристаллизацией лактозы из пересыщенных вследствие охлаждения растворов. Метод осуществляют несколькими способами.

Второй метод применяют на практике при использовании мембранных методов обработки молочной сыворотки, позволяющих удалять несахара до необходимой степени чистоты готово­го продукта, совмещая эту операцию с концентрированием молочной сыворотки.

Третий метод, сущность которого заключается в образовании нерастворимых лактозатов кальция и последующей их сатурации, представляет пока чисто научный интерес, нуждается в технологической и технической разработке.

Физико-химические основы технологии молочного сахара. Теоретическая сущность технологии молочного сахара сводится к извлечению лактозы из молочной сыворотки, т. е. к ее выделению с очисткой от балластных веществ (несахаров): жира, белков и минеральных солей. Концентрация лактозы при этом повышается примерно в 20 раз (с 4,5 % в исходной сыворотке до 90...99 % в готовом продукте), а содержание несахаров снижается в сотни раз.

Казеиновая пыль и молочный жир легко удаляются из сыворотки центробежным способом на сепараторах с центробежной выгрузкой осадка.

Сывороточные белки могут удаляться тепловой денатурацией в сочетании с реагентной, безреагентной коагуляцией, ультрафильтрацией либо сорбцией.

Удаление небелковых азотистых соединений представляет определенную трудность, однако вполне удовлетворительно осуществимо сорбцией на макропористых ионитах или природных сорбентах.

Для создания пересыщенных растворов молочную сыворотку концентрируют путем выпаривания, обратным осмосом либо комбинацией этих способов.

Кристаллизация лактозы из пересыщенных растворов (сиропов) подчиняется общим законам массообмена и лимитируется температурой, временем и механическим побуждением (переме­шиванием). По разработкам проф. К. К. Полянского (ВГТА), оптимальный режим кристаллизации лактозы из очищенных сывороточных сиропов соответствует темпу охлаждения 2...3 °С/ч и скорости перемешивания 10... 15 об/мин.

Разделение суспензии кристаллизата на влажные кристаллы и мелассу вполне удовлетворительно осуществляется на центрифугах фильтрующего и отстойного типов.

Сушка влажных кристаллов наиболее целесообразна во взвешенном состоянии. При необходимости размол кристаллов обеспечивается на ударных шаровых, виброшаровых мельницах и дезинтеграторах, а также струйным методом.