Казеинаты

Казеинаты представляют собой растворимые в воде белковые продукты, получаемые из хорошо промытого кислотного пищевого казеина-сырца или из сухого казеина путем обработки щелочами до нейтральной реакции (рН 6,6¸7,0) с последующей сушкой.

В молекуле казеина имеются свободные кислотные группы (-СООН), способные реагировать с щелочами с образованием солей-казеинатов.

Применяя различные щелочи (NaOH, Na₂CO₃, KOH, NH₄OH, Ca(OH)₂) можно получить соответствующие казеинаты натрия, калия, аммония, кальция и т.д., которые различаются по растворимости в воде, вязкости растворов и органолептическим свойствам.

Требуемое количество щелочи для получения растворимых в воде пищевых казеинатов. обладающих хорошими вкусовыми свойствами, определяется по показателю рН конечного раствора, который должен иметь нейтральную реакцию.

Казеинаты используются в производстве различных пищевых продуктов – сосисок, искусственного бекона, ветчины, морепродуктов, хлебных, крупяных и других изделий, ассортимент которых насчитывает более 26 наименований.

Лучшим сырьем для получения этого продукта является свежеосажденный и хорошо промытый кислотный казеин с низкой зольностью, жирностью и кислотностью, обладающий высокой растворимостью. Сухой высококачественный кислотный пищевой казеин также может быть использован в качестве сырья после предварительного измельчения и набухания в воде. Казеинаты, полученные из свежеосажденного, хорошо промытого сгустка, имеют лучшие вкусовые достоинства, чем полученные из сухого казеина.

Казеин, предназначенный для переработки в казеинаты, должен строго соответствовать требованиям стандарта в отношении санитарно-гигиенических, химических, физических и органолептических показателей. Получение высококачественного казеина достигается правильным регулированием условий его осаждения, тщательной промывкой и прессованием, как это указано выше.

Растворение казеина. При растворении казеина для получения растворов с концентрацией сухих веществ не менее 20 % встречаются две главные трудности. Первая из них заключается в необходимости избежать получения раствора очень высокой вязкости. Казеин-сырец влажностью 55-60 % заливают почти равным количеством воды; если к этой механической смеси прибавить сразу требуемое для растворения количество щелочи, то получится масса высокой вязкости (вязкость массы зависит от количества нерастворившихся частиц). Чтобы избежать высокой вязкости раствора, щелочь добавляют к свежеосажденному казеину постепенно.

Вторая трудность вызывается способностью частиц казеина в присутствии щелочи образовывать на поверхности желеобразную пленку, которая тормозит дальнейшее растворение. Для предотвращения образования пленки на частицах необходимо интенсивное механическое перемешивание массы в процессе растворения.

С учетом указанных трудностей процесс растворения проводят следующим образом. Влажный казеин и щелочь постепенно подают в ванну, снабженную мощной мешалкой. К выходному отверстию ванны присоединяют центробежный насос большой производительности для рециркуляции содержимого ванны. При некотором уменьшении сечения выходного отверстия часть жидкости задерживается в насосе, что способствует раздроблению частиц казеина и предотвращению образования относительно непроницаемого слоя на поверхности частиц при соприкосновении со щелочью. Щелочь вводят на всасывающей стороне насоса, что обеспечивает энергичное смешивание ее с казеином внутри насоса и ускоряет растворение. При высоких концентрациях казеина редко удается достичь его полного растворения в короткое время; для ускорения необходимо применять коллоидную мельницу.

В практике растворения казеина применяют следующую последовательность операций. В ванну вносят 1600 л воды температурой 60-70 °С, затем постепенно добавляют 1800-1850 кг свежеосажденного казеина влажностью 55-60 % и около 200 л 10 % раствора NaOH; общий объем составляет около 3600 л. Щелочь добавляют с таким расчетом, чтобы обеспечить быстрое повышение рН до уровня, немного превышающего 7,0; после обработки содержимого в коллоидной мельнице рН устанавливается на уровне 6,7 и дальнейшей регулировки не требуется. Вязкость такого раствора при 49 °С несколько выше 2,2 Па × с, что считается оптимальным значением. Если вязкость значительно выше, необходимо добавить воды. Нагревание смеси казеина со щелочью способствует растворению казеина, но смесь нельзя подвергать длительному воздействию температуры свыше 70 °С (наступает побурение казеина) и только перед подачей раствора на распылительную сушку можно кратковременно довести его температуру до 95 °С, чтобы обеспечить минимальную вязкость при максимальной концентрации казеина.

При получении казеината кальция в качестве растворителя обычно используют гидроокись кальция Ca(OH)₂, обычно в виде известкового молока или сахарата кальция, получаемого путем насыщения гашеной извести в растворе сахарозы при низких температурах. Пир растворении казеина в извести устанавливают рН, близкое к 7,0, при температуре не выше 55 °С. При этих условиях может быть получен раствор с общим содержанием сухих веществ около 28 % и с относительно низкой вязкостью.

1 – емкость для обезжиренного молока; 2 – насос; 3 – теплообменник; 4 - емкость для приготовления рабочего раствора соляной кислоты; 5 – емкость для осаждения казеина из обезжиренного молока, обработки и его промывки; 6 – пресс-тележка; 7 – устройство для измельчения казеина; 8. 11 – емкости для приготовления и накопления раствора казеината; 9, 12 – насос; 10 - коллоидная мельница; 13 – сушилка распылительная

Рисунок 9.4 – Принципиальная технологическая схема производства казеинатов (периодический способ)

1 – емкость для обезжиренного молока; 2 – насосы; 3 – устройства для смешивания обезжиренного молока с кислой молочной сывороткой; 4 – паровой эжектор; 5 – выдерживатель; 6 – отделитель сыворотки; 7 – промывочные баки с мешалкой; 8 – лотки для отделения воды; 9 – устройство для измельчения свежеосажденного казеина; 10 – емкости для приготовления, 11 – коллоидная мельница; 12 – промежуточный бак; 13 – устройство для улавливания белковой пыли; 14 – емкость для приготовления рабочего раствора гидрата окиси натрия; 15 – распылительная сушилка

рисунок 9.5 – Схема технологической линии производства казеината натрия из свежеосажденного казеина (с использованием линии непрерывного получения казеината-сырца)

Сушка казеинатов. Высококачественный продукт может быть получен путем распылительной сушки, но производительность распылительных сушилок из-за низкой концентрации раствора, подаваемого на сушку, невелика. Некоторое увеличение эффективности можно получить, повышая температуру входящего в сушилку воздуха. Распылительные сушилки, обогреваемые паровым калорифером, обычно работают при температуре входящего воздуха около 170 °С.

Сухой порошок казеината упаковывают во влагонепроницаемую тару – четырехслойные бумажные мешки с полиэтиленовым вкладышем.

Органолептические показатели качества готового продукта: вкус и запах – молочный, без посторонних привкусов и запахов; цвет – белый со слегка кремовым оттенком, не допускается наличие подгорелых частиц.

По физико-химическим показателям казеинаты натрия подразделяются на два сорта – высший и первый. Высший сорт должен содержать влаги не более 6 % (I сорт – 8 %), белка – 88 % (I сорт – 85 %), лактозы – 0,5 % (I сорт 1,0 %), жира – не более 2 %. Ограничивается содержание меди, свинца и железа. Растворимость порошка – не более 0,1 мл на 1 г; рН раствора – в пределах 6,6-7,0.

Микробиологические показатели: в 1 г продукта высшего сорта не более 30 тыс. бактерий (I сорт – не более 50 тыс.); коли-титр отрицательный в 0,1 г.