Екінші айналымдаы шикізатты айта деуді технологиялы тиімді тсілдері

Кіріспе

Аграрлық секторға дәстүрлі түрде ұлттық экономиканы дамытуда, яғни сүт өнімдері индустриясын дамытуда маңызды рөл берілгеніне қарамастан, бірінші кезекте кем дегенде сенімді шикізат базасы болуы тиic, eндipушiлepдiн eздepi жэне талдау-шылар саланын есу царцынынын темен-дегенін мойындап отыр және импорттың басымдыц алуына аландаушылыц бiлдipудe.

Қазақстанда іс жүзінде өндірілмейтін CYm eнepк9ciбiнiн жанама шикiзаты - CYт сарысуы. Cyt сарысуы - ipiмшiк, казеин, cyt ақуызын, сары ірімшік дайындағанда, сүттің бастапкы cалмаFынан 75-80% алынатын қосалқы өнім. Сүттің құрғақ затының 50% сүт сарысуына ауысцанда, 9pбip кopeктiк заттар-дын ауысу Yлeci: май 10-22%, ацуыз 20-25%, лактоза 85-95%, минералдыц заттар 55-65%. Сары судың құрамында барлық суда еритін витаминдер бар, калориясы 237 ккал. Яғни сүт сарысуының биологиялық құндылығы өте жоғары, осы себептен де оны әр түрлі сүт таFамдаpын жасауда пайдаланады [1,2].

Санитарлыц-гигиеналыц шартты цада-ғалап, пастерленген сүтті қайта өңдеу кезінде алынған сарысу тұтынуға дайын өнім болып саналады. Бірақ сақтау кезінде сарысу құрамы мен қасиеті сүтқышқылды бактерия және микрофлора әсерінен өзгереді. Тұрақты компонент лактоза ферментативті гидролизге ұшырайды, ал рН ортасы өзгеріп және сарысу лайланады. Сонымен қатар май мен ақуыз гидролизі жүреді, сарысу дәмі өзгереді, membrane processing , lactose, hydrolysis

қажетсіз зиянды зат жиналады. Сол себептен eндipicтe сарысуды цайта ендеуге ушырайды.

Әлемде сүт сарысуын қайта өңдеудің түрлі технологиялары бар болғанымен, ешқайсысы Қазақстандық кәсіпкерлер мен фермерлер үшін экономикалық тұрғыда қолжетімсіз болып саналады. Оның үстіне сарысуды қайта өңдеудің кей тәсілдері анаFypлым кеп цуатты цажет eтeдi. Сол себептен де біздің елде сарысуды өңдеуге eшкiм цулыц танытпай келген. Техноло-гиялық үрдістердің нашар жетілдірілуі және қалдықсыз технологиялардың өндіріске кеңінен енгізілмеуінің нәтижесінде өндіріс цалдыцтарынын мeлшepi кYннeн-кYнгe кeбeйiп, сонын салдарынан табиFат eзiн-eзi реттеу және қалпына келу қабілетінен айырылуда.

Бүкіл әлемде сүт сарысуын толық пайдалану мәселесі осы уақытқа дейін өз шешімін таба алмай келеді және тәжірибе жүзінде жаңа техникалық, технологиялық шешімдерді енгізуді қажет етеді. Қазіргі таңда әлемдік сүт өндірісінде кең тараған мембрана үрдісіне ультрафильтрация жатады Ультрафильтрация YPДici шетел т9жipи-бeciндe CYт сарысуын маныздандыpуFа бай-ланысты жиi цолданылады. Белшектей не-месе толыцтай микpoаFзалаpды, казeиндi жэне майтYЙipшiктepдi сацтау мYмкiндiгiнe бай-ланысты ультрафильтрация мен микрофильтрация эдici кен царцынды дамуда [3,4].

Сүт кәсіпорындарындағы сары судың көлемі қазірде жеткілікті, болашақта ақуыз eнiмдepiнiн eндipiciнiн царцындауына байла- нысты сарысу көлемі молаюы салдарынан оны жаңаша жолмен, атап айтқанда мембраналық өңдеуді қарастыру осы жоспарланған жұмыстың мақсаты болып саналады.

Зерттеу нысандары мен эдiстерi

Белгіленген мақсатқа сай бұл жұмыста зерттеуде қолданылатын шикізаттардың түрлері таңдалып, химиялық құрамы және қасиеттері анықталды; сары су фильтратын биологиялық өңдеуге арналған ашытқыш микрофлора мен ұйытқыш препараттар тандалды; гидролиздеу пaрaмeтрлeрi тaF-айындалды; мембраналыц эдicпeн ендеу барысында алынған сүт сарысуының концентраты мен фильтраты үлгілерінің сапалыц керceткiштeрi аныцталды; ендеу пaрaмeтрлeрi тандалды.

Сут сарысуын зeрттeудiн физика-химиялық әдістері: сарысудағы ақуыздың жалпы мелшeрi - МЕСТ 25179; ылFaл жэне цурFaц заттардын салмацтыц yлeci - МЕСТ 3626; майдын салмацтыц yлeci - МЕСТ 5867; лактозанын салмацтыц yлeci - Г. Вижинтайте эдici бойынша; титрлiк цышцылдышы - МЕСТ 3624; тыFыздыFын - МЕСТ 36254; сарысудын температурасы - МЕСТ 26754; мeзофильдi-аэробты жэне фaкультaтивтi-aнaэробты шағынағзалардың жалпы сандарын МЕСТ

10444.15-94; iш таяцшалары бактерия-ларынын тобы - МЕСТ Р 53430; пaтогeндiк шaFын aFзaлaр, сонын iшiндe сальмонеллалар - МЕСТ P 50480; МЕСТ P 52814; Сарысу ақуыздарының салмақтық үлесі және ацуыздын мелшeрiн (ешмнщ тyрiнe бай-ланысты) МЕСТ 25179 бойынша рефракто-метрлік және формольды титрлеу әдістерімен аныцталды.

Зерттеу нэтижелерi жэне оларды -талцылау

Сарысу ақуызы қыздыруға сезімтал, олар 65⁰С температурада денатура-ция-ланады, ал казеин болса жылумен өңдеуге турацты. 100 0 С жоFaры температурада лактоза (сүт қанты) ішінара ыдырай бастайды, нәтижесінде сүт өзіндік дәм, иіс және түске ие болады [5].

«Қазақ өнеркәсіпті қайта өңдеу және азыцтыц Fылыми-зeрттeу институты» ЖШС Семей филиалының «Сүт және сүт өнімдері» зертханасының мамандары сүт сарысуын мембраналық үрдіспен өңдеу үшін зертханалық қондырғының тәжірибелік үлгісін құрастыру жұмыстарын жүргізуде. Сүтті мембраналық фракциялаудың дәстүрлі сұлбасын [6] ескере отырып, сүт сарысуын ендеу Yрдici 1 суретте кeлтiрiлгeн техноло-гиялыц c¥лбaFa сэйкес жYзeгe асады.

Сурет 1 - Сут сарысуын ендеудщ технологиялыц сулбасы

Бул сулбанын aртыцшылыFы:

• 1.    Сулба сары суды тиiмдi ендеуге мүмкіндік береді, ол өнімнің табыстылығын арттыру мен енiмдiлiгiн жацсартуды цамта-масыз eтeдi;

• 2.    Мембраналыц ендeудi цолдану қойылтуға қажетті қуат шығынын азайтады жэне дайын ешмнщ сапасы мен шыFым-дылыFын арттырады;

• 3.    Дайын өнімнің өзіндік бағасын төмен-детуге, қосалқы шикізатсыз өнімнің шығымын 10-20 % арттыруға мүмкіндік береді.

Мембрана әдісі сарысудың құрғақ зат құрамын 11,5% дейін 6-7 рет артық маңыздандырады, оны жұмсақ ірімшік өндірісінде сүт орнына немесе 80% құрамды ақуыз құрғақ сарысу концентрат өндірісін реттеуге қолданылады [7].

Осы сұлба бойынша өңделген сүт сарысуынан бөлінген концентрат пен фильтр-аттың органолептикалық көрсеткіштері анық-талып, алынған нәтижелер 1 кестеде көрсетілген.

Кесте 1 – Концентрат пен фильтраттың органолептикалық көрсеткіштері

Көрсеткіштері -нің аталуы	Ірімшік сарысуы		Сүзбе сарысуы		Зерттеу әдісі
	Концентрат	Фильтрат	Концентрат	Фильтрат
Сыртқы түрі мен консистенция сы	құрылымы кілегейге ұқсас, біртекті сұйықтық.	мөлдір, біркелкі сұйықтық.	құрылымы кілегейге ұқсас, біртекті сұйықтық.	мөлдір, біркелкі сұйықтық.	МЕСТ Р 53438 – 2009
Дәмі мен исі	сүттің исі бар, тәттілеу.		таза, сүтқышқылды
Түсі	ақ, крем реңдес	ақшыл жасылдан ашық-сарыға дейін.	ақ, крем реңдес	ақшылдау жасылдан ашық-сарыға дейін.

Жылумен денатурациялау әдісі бойынша алынған концентрат пен сарысу ақуызының концентраттарының органолеп- тикалық көрсеткіштеріне салыстырмалы сараптау жүргізілді. Нәтижесі 2 кестеде көрсетілген.

Кесте 2 – Салыстырмалы органолептикалық көрсеткіштері

Көрсеткіштері	Бағалану параметрлері
	Ультрафильтрация арқылы алынған концентрат	Жылумен денатурациялау әдісі бойынша алынған сарысу ақуызының концентраты
Консистенция	жақпалы  консистенциялы,  сұйық, біркелкі масса	іртіктеу,
Түсі	крем реңді ақ сүттес	сарғыш-кремдес
Исі	таза, сүтқышқылды, бөгде иіссіз	таза, сүтқышқылды, бөгде иіссіз
Дәмі	таза, сарысуға тән сүтқышқылды, бөгде иіссіз	таза, сарысуға тән, сүтқышқылды, бөгде иіссіз
Балл	4,6	3,4

Органолептикалық көрсеткіштерді сал-ыстыра отырып, ультрафильтрация арқылы алынған ретентат жылумен денатурациялау әдісі бойынша алынған сарысу ақуызының концентратынан дәмі жағынан асып түс-кендігі анықталды. Бұны ультрафильтрация кезінде ретентатта сары су ақуызының құрамына кіретін барлық ақуыздардың бұзылмауы мен түсіндіруге болады. Құрамы жағынан ол майлылығы төмен сүтке жақын, сондықтан болашақта құрамы байытылған альбумин массасын өндіру технологиясында қолданылады.

Бөлінген фильтрат биологиялық жолмен өңделіп, малдарды қоректендіруге қажетті қоспаның негізі ретінде қолданы-лады. Биологиялық өңдеу үшін ашытқыш микрофлора ретінде Lacto bacillus acidophilus бактериалдық концентраты таңдалғаны тағайындалды, енгізу мөлшері 5%. Бұл тағайындалған мөлшер сүт қантын 3-4 сағат ашыту барысында толық гидролиздеуді (сүт қантының мөлшері – 3,61±0,05) қамтамасыз етеді. Қышқыл түзу қабілеттілігі өте жоғары және ашыту барысында осы концентратты қолдану өнімнің антагонистік белсенділігінің жоғарлауына, өнімнің сақтау мерзімін ұзартуға мүмкіндік береді [8].

Ферментациялау үрдісі сүтқышқылды шағынағзалардың дамуына кедергі жасайтын сүт қышқылының жинақталуымен байла-нысты болып табылады [9].

Ферментациялау үрдісі барысында сүтқышқылды шағынағзалардың жалпы саны мен белсенді қышқылдықтың өзгеру динами-касы төмендегі 3 кестеде ұсынылған.

Кесте 3 - Шағынағзалардың жалпы саны мен белсенді қышқылдықтың өзгеру динамикасы

Үлгі	Ферментациялау ұзақтылығы, сағ	рН	Сүт қышқылды шағынағзалардың саны, 1 см3
Тәжірибе: тұрақты қышқылсыздандыра отырып сарысуды ферментациялау	2	6,4±0,2	5,2 х 108
	4	6,6±0,1	8,4 х 108
	6	6,2±0,2	4,6 х 109
Бақылау: тұрақты қышқылсыздандырмай сарысуды ферментациялау	2	6,4±0,2	5,4 х 108
	4	5,7±0,2	4,8 х 108
	6	5,0±0,1	9,2 х 107

Ұсынылған технологияның ерекшелігі лактозаны толық гидролиздеу үшін сарысуды ашыту үрдісін тұрақты қышқылсыздандыру арқылы жүргізу болып саналады.

Фильтраттағы сүт қантын (лактоза) ферментациялауға арналған препарат ретінде Ha-Lactasе (β-галактозидазалар Xp. Хансен фирмасы, Дания) іріктелді. Гидролиздеу барысында еру дәрежесі мен тәттілігі төмен сүт қанты (лактоза) жақсы еритін, тәттілігі жоғары моносахаридтер қоспасына (глюкоза мен галактоза) айналады [10].

Гидролиздеу температурасы тағайын-далды: (51±4) °С; ортаның рН белсенділік қышқылдығы - (4,5±0,25). Гидролизді 48°С төмен температурада жүргізу тиімсіз, өйткені реакциялық қоспада гидролизделінбеген жоғарғы молекулалық ақуыз құрылымның мөлшерінің көбеюіне жол береді, бұл өнімнің шығымын азайтады, сапасының, биологиялық және тағамдық құндылықтарын төмендетеді. Гидролизді тағайындалған 54°С жоғары температура жүргізу де тиімсіз, өйткені ол мәйекті препараттардың инактивациялану белсенділігін жеделдетеді, бұл гидролиздеу дәрежесін азайтуға және өнімнің шығымы-ның азаюына әкеліп соғады [10].

Лактозаны ферментпен гидролиздеу барысында қолданылатын препараттың бел-сендік қышқылдығы мен реакциялық ортаның белсендік қышқылдықтарының сәйкессізді-лігі туындайды. Осыған байланысты фермент препаратының (рН) белсенділігіне фильтрат-тың (рН) ықпалы зерттелді. Фильтраттың белсенді қышқылдығын (рН) 4, 0 дейін 5, 5 шектерде реттелді. Қорытындысы 4 кестеде көрсетілген.

Кесте 4 - Лактозаны ферментативті гидролиздеу тиімділігіне фильтраттың белсенді қышқылдығының (рН) әсері

Белсенді қышқылдық (рН)	Гидролиздеу дәрежесі, %	Ферментациялау ұзақтығы, сағ
4,0	56	3
4,5	80,8	2,5-3
5,0	79,2	3-3,5
5,5	74,6	2,5

Эксперименттік мәліметтерді талдау барысында фильтраттың рН қышқылдығы ұлғайған жағдайда лактоза гидролизы өнім-дерінің шығымы артатындығы, ашыту ұзақ-тығы қысқаратындығы анықталды.

Жүргізілген ғылыми зерттеулерді қорытындылай келе, сүт сарысуынан ақуызды бөліп алу үшін төмен молекулалы заттарды мембрана арқылы ультрафильтрация әдісін қолданатын тиімді технологиясы жасалды. Осы жолмен алынған ақуыз майсызданды-рылған құрғақ сүт алуда және тағамдық ақуыздық қоспа ретінде қолданылады. Ақуызды бөліп алғаннан кейінгі сұйық концентраттың құрамындағы сүт қантының құрамын гидролиздеу барысында барысынша төмендетіп, құрамажем кәсіпорындарында малдарды азықтандыруға қажетті ақуыз-дылығы жоғары жем қоспасының негізі ретінде қолданылады.

Қорытындылай келе, мембраналық өңдеуді қолдану қуат шығынын азайтады және дайын өнімнің сапасы мен шығым-дылығын арттырады, ШРК стандарттарының мөлшеріне сәйкес келмейтін қоршаған орта-ны ластағаны үшін айыппұлды азайту арқылы кәсіпорындардың қаржылық көрсеткіштерін жоғарлатуға мүмкіндік береді. Мембраналық технологиялардың ең басты артықшылығы – энергия қуатының шығымын азайту арқылы жалпы шығындарды төмендету.

ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ

• 1.    Храмцов А. Г. Молочная сыворотка – М.: Агропромиздат, 1990. – 240 с.

• 2.    Храмцов А. Г. Рациональное использование обезжиренного молока, пахты и молочной сыворотки: науч.-техн. рекомендации / А. Г. Храмцов, С. В. Василисин. – Ставрополь : [б. и.], 2011. – 105 с.

• 3.    Харитонов В.Д. и др. Принципы рациональности применения мембранных процессов //Мол. Промышленность. – 2009. – №12. – С.51.

• 4.    Хванг С.Т. Мембранные процессы разделения / С.Т. Хванг, К. Каммернейр. Пер. с англ. под ред. Ю.И. Дытнерского. – М.: Химия, 1980 – 232 с.

• 5.    Свириденко Ю.П., Абрамов Д.В., Свириденко Г.М и др. Продукты на основе ферментативного гидролиза лактозы и белков молочной сыворотки. //Переработка молока. – 2007. – № 7.-С.10-12.

• 6.    Гаврилов В.Г. Разработка и исследование технологии производства безлактозного молока:

• 7.    Остроумова Т.Л. Концентрирование компонентов молока ультрафильтрацией // Молочная промышленность, 2007. – N3. – С. 64-65.

• 8.    Использование штаммов Lactobacillus acidophilus, продуцирующих экзополисахариды, для приготовления функциональных десертов из молочной сыворотки / В. В Маркелова [и др.] / Сборник материалов IV Международной научнотехнической конференции «Низкотемпературные и пищевые технологии в XXI веке» /СПб.: СПбГУНиПТ, 2009. - С. 420-422

• 9.    Шуляк Т.Д. Ферментация различных видов молочной сыворотки молочнокислыми бактериями // Хранение и переработка сельхозсырья. - 2005. - №7. - С. 35-38.

• 10.    Свириденко Ю.Я. Гидролиз лактозы фильтрата сыворотки иммобилизованной β-галактозидазой. / Ю.Я. Свириденко, Ю.А. Боровкова, В.Ю. Смурыгин и др. // Молочная промышленность, 1985. – №2. – С. 14-16.

дис. канд. техн. наук : 05.18.04 : -Кемерово, 2014.116 с.