ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ МОЛОЧНОЙ СЫВОРОТКИ

Одной из тенденций развития производства в настоящее время является обеспечение населения высококачественными и безопасными продуктах питания. Эта тенденция в полной мере относится и к молочному производству. При этом производителя стремятся не только к тому, продукты удовлетворяли потребности человека в основных питательных веществах и энергии, но и обладали определенными профилактическими и лечебными свойствами.

Производство молочных продуктов не является безотходным, ежегодно производители вынуждены утилизировать тонны сыворотки и пахты, которые считались до некоторых пор отходами производства масла, творога, сыра и других молочных продуктов. На протяжении многих лет сывороточные белки являлись объектом интенсивных исследований, в результате которых было установлены их физико-химические и биологические свойства, определены строение и структура. Сыворотка содержит растворенные белки, лактозу, витамины и минеральные элементы, поэтому молочная сыворотка и её компоненты являются ценнейшим молочным сырьем для переработки [1].

Наибольшее количество среди всех белков сыворотки приходится на b -лактоглобулин, содержание которого колеблется в районе 58 %. По химической структуре b-лактоглобулин представляет собой глобулярный белок, включающий более 162 аминокислотных остатков. В молоке коров данный белок присутствует в виде двух изоформ, отличающихся по своим физико-химическим свойствам. Биологическая функция этого белка учеными до сих пор однозначно не установлена, однако, они полагают, что b -лактоглобулин принимает участие в регуляции обмена фосфора в молочной железе.

Вторым в количественном отношении белком сыворотки является a-лактоальбумин (примерно 20 %). По химической структуре он также представляет собой глобулу, состоящую из 123 аминокислотных остатков, которая стабилизирована четырьмя дисульфидными связями. В организме выступает в качестве кофактора при биосинтезе лактозы, важного источника энергии для новорожденных. Среди других известных биологических свойств a-лактоальбумина важно отметить антипролиферативное действие, то есть употребление данного белка в пищу нормализует процесс умственной деятельности, вызванную хроническими стрессовыми реакциями.

В последние годы наибольший интерес вызывает глубокая переработка побочных продуктов молочной промышленности, в частности молочной сыворотки, предусматривающая извлечение из нее отдельных компонентов и получение их производных [6].

Ферментативный гидролиз белков молочной сыворотки до пептидов и аминокислот осуществляют для повышения биологической ценности вырабатываемых продуктов или из-за требований технологического процесса, например, при изготовлении напитков из сыворотки. При этом кроме повышения их питательной и биологической ценности (обогащение аминокислотами) улучшается качество (прозрачность и отсутствие осадка) готовых продуктов. Кроме того, потребление продуктов с расщепленными сывороточными белками рекомендуется людям, страдающих некоторыми заболеваниями желудочно-кишечного тракта и аллергией (у некоторых людей наблюдается аллергия к β-лактоглобулину) [3].

Путем биологической конверсии компонентов молочной сыворотки возможно достаточно дешевым способом получить такие ценные производные, как лактулоза, органические кислоты, лактаты, витамины группы В и др.

Направленный ферментативный протеолиз сывороточных белков позволяет получить продукты с различными функциональными свойствами – биологически активные пептиды и свободные аминокислоты. Исследования в этом направлении находятся в различной стадии, и их успешное завершение позволит разработать ряд новых эффективных технологий [2,5].

Цель исследования заключалась в установлении оптимальных параметров процесса гидролиза сывороточных белков и количества вносимого фермента. В качестве источника сывороточного белка использовалась сухая молочная сыворотка. Гидролиз осуществляли ферментативным препаратом «Ацидин-пепсин» при температуре 45-50 ^оС. Количества фермента варьировали от 0,1 % до 1,0 % от массовой доли сухих веществ. Степень гидролиза оценивали по отношению общего азота к аминному.

Ферментативный гидролиз осуществляли после восстановления сухой молочной сыворотки до массовой доли сухих веществ 30 %, 40 % и 50 %, путем внесения фермента в количестве от 0,1 % до 1%. Результаты исследований ферментативного гидролиза восстановленной сухой молочной сыворотки с массовой долей сухих веществ 50 % представлены на рисунках 1, 2 и 3.

При проведении испытаний значение рН во всех трех образцах в течение четырех часов менялось незначительно, однако, наблюдалось нарастание кислотности смесей, что свидетельствует о накоплении свободных аминокислот и пептидов. После 4 часа изменение рН не происходило, что может свидетельствовать о приостановлении процесса гидролиза. Максимальная степень частичного гидролиза составила от 42 % при количестве фермента 0,1 % от массовой доли сухих веществ до 44 % при количестве фермента 1 %. Следовательно, количество фермента незначительно влияет на продолжительность и степень ферментативного гидролиза.

Аналогичным образом были получены и обработаны результаты исследований частичного ферментативного гидролиза восстановленной сухой молочной сыворотки с массовой долей сухих веществ 30 % и 40 %. Степень гидролиза составила 38 % и 41 % соответственно [4].

Результаты анализа такой же серии экспериментов при температуре 40-45 ^оС, показывают, что степень гидролиза растворов сухой молочной сыворотки с массовой долей сухих веществ 30, 40 и 50 % максимально составляла 8, 12 и 16 % соответственно при той же продолжительности процесса.

На основании полученных данных разработан гидролизат сухой молочной сыворотки в состав которого входят биологически активные пептиды и аминокислоты, для использования в качестве функционального компонента в рецептуре продукта для специального питания.

Список литературы:

1. Богатова О.В., Догарева Н.Г. Химия и физика молока: Учебное пособие. / О.В. Богатова, Н.Г. Догарева. – Оренбург: ГОУ ОГУ, 2004. – 137 с.
2. Гаврилова Н.Б. Специализированный продукт для спортивного питания / Н.Б. Гаврилова, Е.И. Петрова, Н.Л. Чернопольская // Пищевая промышленность. – 2013. – №10. – С.84-85;
3. Нечаев А.П. Пищевая химия / А.П. Нечаев. – 5-е изд., перераб. и доп. - Санкт-Петербург: ГИОРГ, 2012. – 668 с;
4. Петрова Е.И. Исследование и разработка технологии биопродукта для спортивного питания: автореф. дис. ... канд. тех. наук. Омск, 2014;
5. Рытченкова О.В., Красноштанова А.А. Оптимизация процесса получения ферментативных гидролизатов белков молочной сыворотки с применением протеолитических ферментов // Фундаментальные исследования. – 2011. – № 8 (часть 3). – C. 663-666;
6. Храмцов А. Г. Феномен молочной сыворотки / А. Г. Храмцов. – Санкт-Петербург: Профессия, 2011. - 802 с.