Анализ методов осветления сыворотки при производстве сывороточных напитков

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Аннотация

Мороз А.В., группа 621151.

Тема ВКР: «Анализ методов осветления сыворотки при производстве сывороточных напитков».

В выпускной квалификационной работе проведен анализ различных методов осветления молочной сыворотки при производстве напитков. Рассмотрены различные способы денатурации сывороточных белков. Проведено сравнение различных установок для выделения денатурированных белков. На основе приведённых данных сделан выбор установки для детального изучения и возможности её применения. Также в работе рассмотрена общая технология производства различных напитков из сыворотки.

Выпускная квалификационная работа состоит из введения, трех разделов, заключения, библиографического списка.

Введение

Молоко и молочные продукты играют большую роль в питании людей. Включение молочных продуктов в пищевой рацион повышает его полноценность, способствует лучшему усвоению других компонентов.

Молочное сырьё является относительно дорогостоящим для государства, а его производство - трудоемким, поэтому целесообразно более полно и рационально использовать эту продукцию в процессе переработки. Одним из «узких мест» отечественной молочной промышленности является переработка сыворотки.

При производстве сыров, творога, казеина неизбежно получается молочная сыворотка: подсырная, творожная или казеиновая. В ней содержится 50% сухих веществ молока, до 200 различных соединений, в их числе тонкодиспергированный молочный жир, растворимые азотистые соединения и минеральные соли, лактоза, а также витамины, ферменты, органические кислоты. Наряду с питательной ценностью молочная сыворотка и продукты, получаемые из нее, имеют диетическое и лечебное значение.

В мировой практике сложилось несколько направлений использования молочной сыворотки: в пищевых целях, в сельском хозяйстве и других нужд. Решение проблемы полного и рационального использования молочной сыворотки в пищевых целях осуществляется на основе ее промышленной переработки.

Производство сыров, творога и казеина сосредоточено на крупных специализированных заводах и соответственно объемы получаемой молочной сыворотки постоянно растут. Так, в настоящее время в Тульской области работают 4 предприятия (ОАО «Тульский молочный комбинат», ОАО «Щекинский молочный завод», ОАО «Ефремовский маслосыродельный комбинат», ЗАО «Молоко») получающие в процессе производства, как побочный продукт молочную сыворотку. Из всего объёма вырабатываемой сыворотки на дальнейшее использование идет около 49%, причем 26% направляется для переработки, а 23% - продается для применения в других отраслях пищевой и сельскохозяйственной промышленности. Самостоятельно перерабатывают сыворотку только два предприятия: ОАО «Тульский молочный комбинат» (ОАО ТМК) и ОАО «Ефремовский маслосыродельный комбинат» (ОАО ЕМК).

Таким образом, появилась необходимость в более глубокой переработке больших объемов молочной сыворотки в пищевые продукты и полуфабрикаты. А с учетом того, что в настоящее время только 20% получаемой сыворотки перерабатывается для дальнейшего использования, эта проблема приобретает огромные масштабы и с каждым годом внимание к ней возрастает.

Среди разнообразного ассортимента продуктов из молочной сыворотки перспективным направлением является производство сывороточных напитков на основе осветленной сыворотки.

Данные напитки включают в себя почти весь комплекс биологических веществ содержащихся в неосветленной сыворотке и обладают высоким качеством и хорошими органолептическими характеристиками. Так интересным представляется тот факт, что высоко профессиональные эксперты при проведении дегустации не отличили сокосодержащие напитки (сока не более 50 %) на основе осветленной сыворотки от натуральных соков.

Такие напитки вырабатываются как с добавлением натуральных компонентов, так и с добавлением вкусовых и ароматических веществ. Разработаны технологии большого числа таких напитков.

Актуальностью данной темы является то, что при производстве напитков важное значение имеет метод осветления молочной сыворотки. Известны различные методы выделения белков из продукта. Однако необходимо применять такой метод, который бы позволил получить не только сыворотку необходимой степени осветления, но и дал бы возможность более полно использовать выделенный белок для дальнейшей переработки в других отраслях пищевой промышленности.

1. технологический раздел

1.1 Состав и свойства молочной сыворотки

В процессе производства сыра, творога, казеина или белковых концентратов происходит разделение молока на белково-жировые или белковые концентраты и бесказеиновую фазу - молочную сыворотку. Традиционные способы разделения молока, основанные на биотехнологии (закваски, ферменты) и использовании химических реагентов (кислот, щелочей, солей), приводят к образованию подсырной, творожной и казеиновой сывороток [21].

По органолептическим показателям сыворотка должна соответствовать следующим требованиям [14]:

ь внешний вид и цвет - однородная жидкость зеленоватого цвета, без посторонних примесей, допускается наличие белкового осадка; сыворотка, полученная после частичного удаления белка методом ультрафильтрации (фильтрата), - однородная, прозрачная жидкость зеленоватого цвета, допускается слабая опалесценция;

ь вкус - чистый, свойственный молочной сыворотке, для казеиновой и творожной - кисловатый, для соленой подсырной - от солоноватого до соленого, без посторонних привкусов и запахов.

Критерии безопасности молочной сыворотки в соответствии с нормативными требованиями приведены ниже [14]:

Таблица 1

Микробиологические показатели:
содержание патогенных микроорганизмов	не допускается
Токсичные элементы, мг/л, не более:
Свинец	0,1
Мышьяк	0,05
Кадмий	0,03
Ртуть	0,005
Микотоксины, мг/л, не более:
афлотоксин М1	0,0005
Антибиотики:
Левомицетин (хлорамфеникол)	не допускается
тетрациклиновая группа	не допускается
стрептомицин	не допускается
пенициллин	не допускается
Пестициды (в пересчёте на жир) мг/л, не более:
гексахлорциклогексан (?, ?, ?-изомеры)	0,05
ДДТ и его метаболиты	0,05
Радионуклиды, Бк/л:
цезий-137	100
стронций-90	25

Физико-химические показатели молочной сыворотки должны соответствовать определённым требованиям (табл. 2).

Таблица 2 Физико-химические показатели сыворотки молочной

Вид сыворотки	Плотность, кг/м3, не менее	Кислотность, Т, не более	Массовая доля, %
			сухих веществ, не менее	жира, не более	хлорида натрия, не более	ионов хлора, не более
			всего	в том числе лактозы
Сыворотка подсырная:
несоленая	1023	20	5,0	4,0	0,1	-	-
соленая	1023	25	4,5	4,0	0,1	2,0	-
Сыворотка творожная	1023	75	5,0	3,5	0,1	-	-
Сыворотка казеиновая:
молочно-кислотная	1023	70	5,0	3,5	0,1	-	-
солянокислотная	1023	70	5,0	3,5	0,1	-	0,3

1.2 Формирование состава и свойств молочной сыворотки

Состав и свойства молочной сыворотки обусловлены видом основного продукта (творога, сыра, казеина и т. д.), особенностями технологии его получения и аппаратурным оформлением процесса.

Степень перехода компонентов молока в молочную сыворотку определяется главным образом размерами их молекул или коллоидных частиц (табл. 2).

Таблица 3 Степень перехода компонентов молока в молочную сыворотку

	Размер частиц, нм	Способы перехода, %,
		традиционных	нетрадиционных
Молочный жир	2000 - 5000	7,7	0,0
Белки молока:
казеин	100 - 200	22,5	0,0
сывороточные	15 - 50	95,0	98,0
Лактоза	1,0 - 1,5	96,2	96,5
Минеральные соли	0,2 - 2,0	81,1	60,6
Сухие вещества	-	49,9	45,1

Состав молочной сыворотки колеблется в значительных пределах и зависит от вида вырабатываемого продукта, массовой доли жира в исходном сырье и готовом продукте (табл. 4) [26].

Таблица 4 Химический состав сыворотки

	Молочная сыворотка
	подсырная	казеиновая	творожная
Сухое вещество, %	4,5 - 7,2	4,2 - 7,4	4,5 - 7,5
в том числе:
молочный жир	0,05 - 0,5	0,05 - 0,4	0,02 - 0,1
белок	0,5 - 1,1	0,5 - 1,4	0,5 - 1,5
лактоза	3,9 - 4,9	3,2 - 5,1	3,5 - 5,2
минеральные соли	0,3 - 0,8	0,5 - 0,8	0,3 - 0,9
Кислотность, °Т	15 - 25	50 - 85	50 - 120
Плотность, кг/м3	1018 - 1027	1019 - 1026	1020 - 1025

Исходя из среднего состава молочной сыворотки, можно сделать расчёт содержания основных компонентов в сухом веществе (табл. 5) [27].

Таблица 5 Состав компонентов сухих веществ молочной сыворотки

Компоненты сухих веществ	Массовая доля
	г/100 мл	%
Лактоза	4,66	71,7
Белковые вещества	0,91	14,0
Минеральные вещества	0,50	7,7
Жир	0,37	5,7
Прочие	0,06	0,9
Итого	6,50	100

При производстве некоторых видов сыров часть сыворотки (около 30%) получают соленой. Содержание поваренной соли в такой сыворотке составляет от 0,5 до 1,5% (иногда до 4%).

Основную часть сухих веществ молочной сыворотки составляет лактоза (молочный сахар) которая относится к классу дисахаридов. Предполагается, что лактоза может существовать в пяти изомерных формах: ?, ?, ?, ? и ?, причем ?- и ?-формы являются основными. Практически известны три формы лактозы: ?-гидрат, ?-ангидрид и ?-ангидрид [25].

Агрегатное состояние лактозы в водных растворах зависит от температуры и концентрации. В молочном сырье она находится в виде истинного раствора. В пересыщенных растворах лактоза образует кристаллы.

Нагревание лактозы и ее водных растворов вызывает значительные изменения. Кристаллы ?-гидрата при нагревании до 87°С начинают плавиться, при 100°С постепенно теряют кристаллизационную воду, при 110°С становятся безводными, а при 120°С начинается процесс потемнения кристаллов.

Лактоза легко сбраживается молочнокислыми бактериями, в зависимости от вида микроорганизмов процесс может идти по двум различным схемам. В первом случае из молекулы лактозы образуются две молекулы молочной кислоты, во втором - молочная кислота, углекислый газ, этиловый спирт и уксусная кислота. Эти процессы широко используются при выработке всех кисломолочных напитков.

В среднем в молочной сыворотке содержится около 134 мг на 100 мл азотистых соединений, из которых около 65% являются белковыми азотистыми соединениями, а 35% - небелковыми [26].

Белковые вещества молочной сыворотки представлены лактальбуминовой и лактоглобулиновой фракциями, протеозо-пептонами, казеиновой «пылью» и частицами ?-казеина. Их содержание стабильно и в среднем составляет 0,74% (с некоторым увеличением осенью и уменьшением весной).

Главными из сывороточных белков являются ?-лактоглобулин и ?-лактальбумин. На долю ?-лактоглобулина приходится около половины сывороточных белков или около 10% общего количества белков молока, ?-лактальбумин занимает второе место в массе сывороточных белков и на его долю приходится порядка 4% общего количества белков молока. Сывороточные белки богаты дефицитными незаменимыми аминокислотами (лизин, триптофан, метионин, треонин) и цистеином.

Иммуноглобулины объединяют группу высокомолекулярных белков. Они выполняют функцию антител.

Небелковые азотистые соединения представляют собой промежуточные и конечные продукты азотистого обмена в организме животного (табл. 6) и в молоко попадают непосредственно из крови. Общее их количество составляет от 30 до 60 мг% или около 5% от общего содержания азота в молоке.

Таблица 6 Содержание небелковых азотистых соединений в молочной сыворотке

Небелковые соединения	мг%	Небелковые соединения	мг%
Азот общий небелковый	25,5	Креатинин	1,8
Аминокислота	3,9	Мочевая кислота	1,8
Мочевина	13,4	Пуриновые основания	2,6
Креатин	2,5	Аммиак	1,2

Минеральные вещества молочной сыворотки представлены минеральными веществами молока, солями, вводимыми в процессе производства основного продукта, и соединениями, переходящими со стенок машин и аппаратов. Их общее содержание составляет от 0,5 до 0,7%. Преобладают калий, натрий, кальций, магний, железо, микроэлементы. Они находятся в виде истинного и молекулярного растворов, коллоидном состоянии, в виде солей органических и неорганических кислот.

В молочной сыворотке содержится от 0,05 до 0,5% жира, что обусловлено его содержанием в исходном сырье и технологией выработки основного продукта, после сепарирования в сыворотке сохраняется от 0,05 до 0,1%. Молочный жир в сыворотке диспергирован больше, чем в молоке, что положительно влияет на его усвояемость.

1.3 Технологические свойства молочной сыворотки

Теоретический выход молочной сыворотки, получаемой при производстве конкретного вида продукта, составляет около 90% от количества перерабатываемого сырья. Нормативный выход сыворотки учитывает ее потери в процессе производства и значительно меньше теоретического.

Молочная сыворотка, получаемая при производстве натуральных жирных сыров и жирного творога, содержит от 0,1 до 0,6% (в среднем 0,5%) казеиновой пыли и около 0,45% молочного жира. Общее содержание сухих веществ в сыворотке составляет около 50% от сухих веществ молока.

Размер частиц казеиновой пыли колеблется в пределах от 0,05 до 1,5 мм. Содержание ее в подсырной сыворотке зависит от качества исходного молока и методов его обработки в процессе разрезки сгустка и обработки сырного зерна. В творожной сыворотке казеиновой пыли содержится несколько больше, а в казеиновой сыворотке - несколько меньше.

Количество молочного жира в сыворотке также зависит от вида вырабатываемого продукта, от содержания массовой доли жира в нем и технологии получения. Основной объем жира заключен в шариках размером от 1 до 6 мкм, а наибольшее число шариков имеет диаметр от 1 до 2 мкм.

В процессе хранения состав и свойства сыворотки меняются. Связано это с деятельностью молочнокислых бактерий. Лактоза, как наименее устойчивый компонент, подвергается ферментативному гидролизу. Количество лактозы снижается, а кислотность сыворотки возрастает, снижается ее доброкачественность, возрастает мутность.

Самый простой и доступный метод сохранения качества сыворотки - охлаждение и хранение при температуре от 8 до 10°С. Предварительная пастеризация сыворотки при температуре 70°С с последующим охлаждением до 10°С повышает эффективность сохранения качества. Указанные способы позволяют в течение 3 суток удовлетворительно сохранять первоначальное качество сыворотки.

1.4 Пищевая и биологическая ценность молочной сыворотки

Пищевую и энергетическую ценность продуктов определяет их компонентный состав. В целом молочная сыворотка является продуктом с естественным набором жизненно важных минеральных соединений.

Компонентный состав сыворотки определяет ее свойства и количественные характеристики. Основные показатели, характеризующие сыворотку, приведены ниже:

Таблица 7

Плотность, кг/м3	1023 - 1027
Вязкость, Па·с	(1,66 - 1,55)·10-3
Теплоёмкость, кДж/(кг·К)	4,8
Активная кислотность	4,4 - 6,3
Буферная ёмкость, мл:
по кислоте	1,72
по щёлочи	2,32
Мутность, см-1	0,15 - 0,25

Энергетическая ценность молочной сыворотки составляет 1013 кДж/кг или 36% от энергетической ценности цельного молока [27].

Биологическая ценность молочной сыворотки обусловлена содержащимися в ней белковыми азотистыми соединениями, углеводами, липидами, минеральными солями, витаминами, органическими кислотами, ферментами, иммунными телами и микроэлементами. В сыворотке обнаружены практически все 200 соединений, установленных в молоке.

Одним из наиболее ценных компонентов молочной сыворотки являются сывороточные белки, содержание которых достигает 1%. Биологическая ценность белков обусловлена оптимальным набором жизненно необходимых аминокислот. С точки зрения физиологии питания соотношение набора аминокислот сывороточных белков приближается к аминокислотной шкале «идеального» белка, в котором соотношение аминокислот соответствует потребностям организма.

Общее содержание аминокислот в подсырной и творожной сыворотках примерно одинаково. Однако в творожной сыворотке содержится в 3,5 раза больше свободных аминокислот и в 7 раз больше незаменимых свободных аминокислот (в основном валин, фенилаланин, лейцин и изолейцин).

Повышает биологическую ценность сыворотки и витаминный состав. Она содержит все водорастворимые витамины и некоторую часть жирорастворимых. Содержание витаминов в подсырной сыворотке значительно больше, чем в творожной (табл. 8).

Таблица 8 Витаминный состав молочной сыворотки

	Содержание витаминов, мг в 100 г
	Каротин	А	Е	В1	В2	В6	Холин	РР	С
Подсырная	13	22	227	315	1389	524	160000	140	500
Творожная	75	110	315	263	1107	478	140000	140	500

Количество пиридоксина, холина и иногда рибофлавина в сыворотке превышает их содержание в молоке, что обусловлено жизнедеятельностью молочнокислых бактерий.

Из органических кислот в сыворотке обнаружены молочная, лимонная, нуклеиновая и летучие жирные кислоты - уксусная, муравьиная, пропионовая, масляная. Молочная кислота образуется из лактозы в результате жизнедеятельности молочнокислых бактерий.

Минеральный состав сыворотки весьма разнообразен. В сыворотку переходят практически все соли и микроэлементы молока, а также соли, вводимые при выработке основного продукта.

Минеральные вещества молочной сыворотки представлены следующими диссоциирующими соединениями: КС1, NaCl, КН₂РО₄, К₃С₆Н₅О₇, MgHPО₄, Са₃(РО₄)₂, Na₂CO₃, K₂CO₃, СаСl₂, Na₃C₆H₅O₇, Mg(H₂PO₄)₂, KC₃H₅O₃ и др. Количественное соотношение анионов (5,831 г/л) и катионов (3,323 г/л) в молочной сыворотке такое же, как и в молоке.

Микроэлементный состав молочной сыворотки (в мкг/кг) следующий: железо - 674,0; цинк - 3108; медь - 7,6; кобальт - 6,085 и другие (более 20 наименований); ультрамикроэлементы - 16 наименований.

В целом молочная сыворотка является продуктом с естественным набором жизненно важных минеральных соединений. На основе молочной сыворотки можно производить множество биологически полноценных напитков.

1.5 Напитки на основе молочной сыворотки

Сыворотка является продуктом с естественным набором жизненно важных минеральных соединений. Минеральные соли и микроэлементы способствуют утолению жажды и поддержанию водно-солевого баланса организма. По содержанию и составу минеральных солей сыворотка приближается к минеральным водам, но по питательности значительно их превосходит. По сравнению с молоком вещества, растворенные в сыворотке, всасываются организмом легче, поскольку диффузия электролитов из водных растворов протекает быстрее, чем из жировых эмульсий.

Поэтому потребление напитков из молочной сыворотки является прекрасным выбором для людей всех возрастов, которые ценят свое здоровье и стремятся сохранить и укрепить его.

Воспринимаемые органами чувств такие свойства пищевых продуктов, как вкус, запах и внешний вид, гораздо больше влияют на выбор потребителями определённого продукта, чем его состав и питательная ценность. Для сывороточных напитков эти показатели играют решающую роль, т. к. сыворотка имеет специфические вкус и запах. В процессе производства различными техническими приемами удается достигнуть приемлемых для потребителей органолептических показателей сывороточных напитков.

Напитки, вырабатываемые из молочной сыворотки, различаются по способу производства, составу, пищевой и биологической ценности. Условно их можно разделить на две большие группы - напитки свежие и напитки биологически обработанные. Ассортимент напитков может быть расширен за счет внесения сахара, плодово-ягодных соков и сиропов, ароматических добавок. Для повышения биологической ценности в них добавляют витамины [18].

Массовый сезон получения сыворотки (лето) совпадает с максимумом потребления напитков, что создает благоприятные условия для их сбыта.

В напитках из осветленной сыворотки отсутствует жир, казеин, и сывороточные белки. Они являются диетическими продуктами. Эти напитки освежают, утоляют жажду. Их рекомендуется употреблять людям, работающим в условиях высокой температуры воздуха.

В молочной сыворотке часто отмечается так называемый сывороточный привкус. Нежелательный привкус можно устранить за счет удалении азотсодержащих соединений. По этой причине большую часть молочной сыворотки подвергают предварительному осветлению (осаждением удаляют белок). Выделение значительной части белков из сыворотки позволяет получить прозрачные освежающие напитки. Белки увеличивают мутность, снижают стойкость при хранении и ослабляют освежающий эффект. В осветленной сыворотке ослабляется, либо полностью отсутствует специфический сывороточный привкус [26].

Хорошая пенообразующая и газоудерживающая способность сыворотки оказывает положительное влияние на освежающие свойства сывороточных напитков. На этом свойстве основана технология приготовления газированных освежающих напитков с использованием углекислого газа.

Биологическая обработка повышает питательную ценность напитков вследствие увеличения массовой доли некоторых водорастворимых витаминов и лактатов. Сбраживание лактозы до молочной кислоты и других веществ позволяет направленно изменять соотношение белок: углеводы в желаемую сторону и улучшить вкус напитка [26].

По технологическим особенностям производства напитки из осветленной сыворотки можно разделить на ферментированные и неферментированные (сокосодержащие и ароматизированные)

Технология таких напитков проста, не требует специального оборудования (рис. 1) и легко осуществима на любом молочном заводе. В общем, технологический процесс включает следующие операции: приемка и подготовка сырья; осветление сыворотки; составление смеси; пастеризация и охлаждение смеси; розлив, упаковка и доохлаждение готового напитка.

В зависимости от вида вырабатываемого напитка операции выполняются в различной последовательности, что отражено на блок-схеме (рис. 2).

Блок 1. Приёмка и подготовка сырья.

Для обеспечения качества при производстве напитков необходимо тщательно подбирать и контролировать все используемые компоненты. Основным молочным сырьём является молочная сыворотка, которую необходимо предварительно подготовить удалив казеиновую пыль и излишки жира.

Рис. 1. Аппаратурно-технологическая схема производства напитков: 1 - резервуар для отваривания альбумина; 2 - насос; 3 - резервуар для белковой массы; 4 - установка для отделения белков; 5 - пластинчатая пастеризационно-охладительная установка; 6 - ёмкость для ферментированных напитков; 7 - заквасочник; 8 - резервуар; 9 - пластинчатая пастеризационная установка; 10 - пластинчатая охладительная установка; 11 - резервуар для сахарного сиропа; 12 - сатуратор для насыщения СО₂; 13 - автомат для розлива продукта.

Используемые концентраты натуральных осветленных соков, композиционные вкусоароматические наполнители, красители, сахар, лимонная, аскорбиновая кислота и другие компоненты, по составу и свойствам должны соответствовать требованиям ТУ или стандартов, по которым они подготавливались.

Рис. 2. Блок-схема производства напитков на основе осветленной сыворотки

Блок 2. Резервирование.

Молочное сырьё после оценки качества может быть направлено на резервирование. Хранят сыворотку при температуре от 4 до 8°С не более 12 ч.

Блок 3. Осветление сыворотки.

На данной стадии выделение коагулированных сывороточных белков (после тепловой или химической коагуляции) и получение осветленной сыворотки проводят при помощи отстаивания, фильтрации или с применением центробежных методов, также возможно использование мембранного метода осветления на ультрафильтрационной установке.

В случае использовании на данном этапе хитозана для выделения белков из молочной сыворотки, готовят его раствор концентрацией от 3 до 5%. Приготовленный раствор вносят в сыворотку в количестве от 4 до 9% и интенсивно перемешивают. Систему оставляют в покое при температуре от 15 до 25°С.

При использовании хитозана необходимо проведение дополнительных операций на следующих этапах производства напитков.

Блоки 4-6. Анализ производственной ситуации.

Сыворотка может быть направлена на приготовление напитков из осветленной сыворотки с различными наполнителями (блоки 11,12) или на производство биологически обработанных напитков (блок 7).

Блок 7. Пастеризация.

Пастеризация проводится с целью повышения санитарно-гигиенического качества готового продукта. Ее проводят при температуре от 74 до 85°С с выдержкой от 15 до 20 с. Эти режимы являются необходимыми и достаточными для достижения поставленных целей.

Блок 8. Охлаждение.

Эта операция проводится в аппаратах любой конструкции до температуры благоприятной для проведения процедуры заквашивания (43±2°С).

Блок 9. Внесение компонентов.

При необходимости регулирования органолептических показателей в основу для напитка вносят необходимые вкусоароматические добавки.

Блок 10. Заквашивание, сквашивание.

Закваска составляет до 5% массы заквашиваемой сыворотки. Сквашивание проводят при температуре 43±2°С около 8 ч., до достижения необходимой кислотности.

Блоки 11-13. Анализ производственной ситуации.

Сыворотка может быть направлена на составление смеси (блок 14) при производстве напитков с натуральными осветленными соками или на дополнительное осветление, при использовании раствора хитозана (блок 19), или на операцию внесения купажа (блок 20). Последние две операции проводят при производстве ароматизированных напитков.

Блок 14. Составление смеси (напитки с натуральными соками).

В молочную сыворотку вносят концентраты соков, сахар и другие немолочные компоненты включенные в рецептуру напитка до тепловой обработки. Фруктовые концентраты с содержанием сухих веществ выше 60% нормализует по влаге, используя молочную сыворотку, при этом соотношение сок - сыворотка подбирается так, чтобы массовая доля сухих веществ была не более 12%. Сахар вносят в виде сиропа 50% концентрации приготовленного сыворотке.

Блок 15. Пастеризация.

Пастеризация проводится с целью повышения санитарно-гигиенического качества готового продукта. Ее проводят при 85±2°С с выдержкой от 15 до 20 с. Этот режим является необходимым и достаточным для достижения поставленных целей.

Длительное воздействие более высоких температур на продукт нежелательно, т. к. это приводит к разрушению витаминов и минеральных веществ, содержащихся в натуральном сырьё, и увеличению энергозатрат.

При использовании для осветления сыворотки раствора хитозана пастеризация способствует также более полному выделению белков из сыворотки за счет уплотнения структуры белково-хитозанового комплекса при нагревании.

Блок 16. Отделение осадка.

При производства осветленных напитков с помощью хитозана содержащих натуральные соки, необходимо удаление белкового осадка.

Белковая масса имеет достаточно плотную волокнистую структуру и может быть отделена любым из известных способов.

Блок 17. Внесение компонентов.

Для регулирования органолептических показателей в основу для напитка вносят необходимые вкусоароматические добавки и консерванты (сорбиновую кислоту, сорбат калия) - для напитков с длительными сроками хранения.

Блок 19. Дополнительное осветление (ароматизированные напитки).

При производстве напитков с помощью хитозана на данном этапе следует полностью удалить белковый осадок. Хитозан образует с сывороточными белками прочные комплексы, поэтому белковая фракция легко удаляется.

Блок 20. Внесение купажа.

Необходимые по рецептуре компоненты напитка перед внесением в смесь следует подготовить. Сахар просеивают и растворяют в молочной сыворотке, получая сироп 50% концентрации, вносят лимонную кислоту и смесь подогревают до полного растворения сахара. Раствор пастеризуют при 95°С, охлаждают и фильтруют. В охлажденный сироп добавляют при необходимости вкусоароматические добавки, полученный купаж вносят в осветленную сыворотку.

Блоки 21. Пастеризация.

Для обеспечения санитарно-гигиенического качества продукта готовый напиток пастеризуют при 80±2°С без выдержки. Такая температура является необходимой и достаточной для обеспечения чистоты продукта. Ее повышение приводит к изменению витаминно-минерального состава напитка и дополнительным энергозатратам.

Блоки 18, 22. Охлаждение.

Операция проводится в любых охладительных установках до температуры 4±2°С.

Блоки 23-25. Анализ производственной ситуации.

Ароматизированные напитки можно выпускать с насыщением и без насыщения углекислым газом. Газированные напитки насыщают СО2 (блок 26), а негазированные после охлаждения направляют на розлив (блок 27).

Блок 26. Насыщение СО₂.

Для производства газированных ароматизированных напитков предусматривается операция насыщения углекислым газом на сатураторе. Рекомендуется выпускать такие напитки слабо- и среднегазированными.

Блок 27. Розлив, упаковка.

Напитки фасуют в асептическую упаковку «Тетра-Пак» по 0,2; 0,5 и 1,0 л, возможна фасовка (предпочтительна для ароматизированных напитков) - в полиэтиленовые бутылки вместимостью 0,5; 1,0; 1,5 и 2,0 л.

Блок 28. Хранение и реализация напитков.

Напитки на основе молочной сыворотки необходимо хранить в холодильных камерах при температуре от 4 до 8°С. Сроки реализации в зависимости от производственных условий, вида напитка и вида тары колеблются в пределах 14 суток [12].

Таким образом, молочная сыворотка это продукт с естественным набором жизненно важных соединений. Её ценность обусловлена: углеводами, липидами, минеральными солями, витаминами, органическими кислотами, ферментами, иммунными телами и микроэлементами. Биологические свойства сыворотки позволяют производить на её основе разнообразные напитки с различными наполнителями. Производимые из осветленной сыворотки напитки являются прекрасным выбором для людей, которые ценят свое здоровье и стремятся сохранить и укрепить его.

2. аналитический раздел

2.1 Коагуляция сывороточных белков

Для выделения сывороточных белков необходимо изменить нативную структуру белка. При этом изменении (денатурации) нарушается его структура. Белковая глобула в процессе денатурации развертывается. Процесс сопровождается изменением конфигурации, гидратации и агрегатного состояния частиц. Белковая глобула в процессе денатурации становится менее устойчивой.

Устойчивость глобул белков молочной сыворотки обусловлена конформацией частиц, зарядом и наличием гидратной оболочки (сольватного слоя). Для выделения белков необходимо нарушить равновесие трёх или хотя бы двух указанных факторов устойчивости [17].

В свежей молочной сыворотке белковые частицы находятся в нативном состоянии. При изменении нативного состояния белка (денатурации) прежде всего нарушается его структура. Белковая глобула в процессе денатурации развёртывается, для чего необходимо нарушить от 10 до 20% связей, участвующих в ее образовании. Процесс денатурации сопровождается изменением конфигурации, гидратации и агрегатного состояния частиц. Белковая глобула в результате денатурации становится менее устойчивой.

Для преодоления потенциальных барьеров устойчивости белковых частиц можно применять различные способы денатурации: нагревание, облучение, механическое воздействие, введение десольватирующих веществ, окислителей и детергентов, изменение реакции среды. Введение в растворы некоторых веществ способствует тепловой денатурации [20].

Классификация методов коагулирования сывороточных, рассматриваемых в данной работе, представлена на схеме (рис. 3).



Рис. 3. Классификация методов коагулирования сывороточных белков

В конечном счете, к выделению белков приводят вторичные явления после денатурации, такие как ассоциация развернувшихся глобул и химическое изменение их. Здесь на первый план выступает образование межмолекулярных связей и агрегация в противоположность внутримолекулярным процессам, происходящим при денатурации.

В целом процесс выделения белков молочной сыворотки можно охарактеризовать как коагуляцию.

С учетом целесообразности извлечения и использования белков коагуляцию сывороточных белков необходимо закрепить во избежание процесса ренатурации (восстановления нативной структуры белков), а также максимально возможного ограничения распада образующихся агрегатов.

Однако следует учитывать, что в результате тепловой денатурации кроме разрыва водородных связей белковой частицы происходит их дегидратация, что облегчает последующую агрегацию белковые частиц. Ионы-коагулянты (кальций, цинк, и др.), активно сорбируясь на поверхности белковой частицы, обеспечивают коагуляцию, а при значительных дозах могут привести к высаливанию белков.

2.2 Тепловой метод

Нагревание молочной сыворотки ведет к частичной или полной денатурации белков, а также к реакциям между отдельными фракциями белковых частиц или между белками и другими составными частями сыворотки.

При проведении тепловой коагуляции в начале нагревания происходит некоторая дезагрегация ассоциатов белка и мутность сыворотки увеличивается Затем, начиная примерно с 50°С начинается процесс агломерации глобул белка, обусловленный их денатурацией, и мутность сыворотки резко уменьшается. Денатурированные белки, потеряв устойчивость, при температуре около 80°С образуют хлопья, которые медленно оседают. Наиболее интенсивно этот процесс проходит при кислотности молочной сыворотки от 30 до 35°Т (рН 4,5), что совпадает с изоэлектрической точкой лактальбуминовой фракции белков сыворотки.

Установлено, что порог денатурации сывороточных белков находится в интервале от 50 до 65°С, видимая коагуляция наблюдается в диапазоне от 75 до 80°С, а оптимум теплового воздействия соответствует 93°С. При нагревании сыворотки выше 70°С на стенках нагревательных устройств интенсивно выделяется белок, который образует трудноудаляемый слой пригара, затрудняющий работу аппаратов. Поэтому при необходимости высокотемпературного нагрева сыворотки эту операцию проводят в две стадии: нагрев до температуры не выше 75°С и в специализированных аппаратах, затем путем непосредственного введения предварительно очищенного пара в массу подогреваемой сыворотки с помощью специальных устройств [16].

Однако вследствие различия состава и свойств подсырной и творожной сыворотки их оптимальные режимы денатурации и коагуляции белков можно соотносить лишь условно.

Изменение агрегатного состояния белков в процессе нагревания подсырной и творожной сыворотки несколько отличается (рис. 4).

Рис. 4. Кривые характеризующие изменение мутности подсырной (1) и творожной (2) сыворотки при нагревании

Мы видим, что мутность творожной сыворотки изменяется так же, как и подсырной, хотя абсолютный показатель мутности творожной сыворотки несколько увеличивается вследствие дезагрегации белковых комплексов, затем в результате тепловой денатурации устойчивость частиц белка уменьшается, и они образуют хлопья.

В подсырной сыворотке при температуре денатурации термолабильных фракций (90°С) в результате нарушения агрегативной устойчивости глобул белка происходит их частичное (около 25%) выделение (табл. 9).

Таблица 9 Степень выделения белков подсырной сыворотки

	Кислотность	Масса белка, %	Мутность сыворотки, см-1
	?Т	рН	в сыворотке	выделено
Исходная	12,0	6,20	0,680	_	0,158
После нагревания до 90°С и фильтрации	11,8	6,25	0,485	23	0,073

Неполное выделение белков обусловлено защитным действием находящихся в сыворотке электролитов и преобладанием заряда частиц белка как фактора устойчивости. Пептиды и небелковый азот остаются в сыворотке (табл. 10).

Таблица 10 Содержание пептидов и небелкового азота в подсырной сыворотке

Азот	Содержание азота в сыворотке, мг в 100 мл	Степень выделения, %
	исходной	после тепловой денатурации
Общий	105,0	78,0	25,8
Белковый	65,8	39,0	40,7
Казеиновый	1,4	0,0	100,0
Сывороточных белков	60,2	33,8	43,9
Пептидов	4,2	5,2	123,8
Небелковый	39,2	39,0	0,5

Мутность сыворотки после тепловой денатурации белков снижается по сравнению с мутностью исходной в 2,16 раза (см. табл. 8). Однако фильтрат сыворотки остается непрозрачным, по-видимому, из-за частичного развертывания глобул. При температуре тепловой денатурации выше 100°С степень выделения белков увеличивается незначительно.

Для усиления тепловой денатурации в подсырную сыворотку необходимо вводить реагенты-коагулянты, сдвигающие реакцию среды в кислую сторону.

Порог тепловой денатурации белков творожной сыворотки находится в пределах от 50 до 60°С, однако видимая коагуляция (образование хлопьев) наступает при температуре около 80°С. Эффективность выделения белка из творожной сыворотки в зависит от температуры нагревания (табл. 11).

Таблица 11 Эффективность выделения белка из творожной сыворотки

Сыворотка	Температура нагревания, °С	Содержание белка, %	Количество выделенного белка, %
Исходная	-	0,675	0
После нагревания	50	0,675	0
	70	0,670	1
	80	0,575	15
	90	0,482	29
	95	0,371	46
	100	0,330	52
	130	0,211	69

Максимальная температура тепловой коагуляции белков творожной сыворотки составляет от 90 до 100°С (оптимальная 93°С). При дальнейшем нагревании количество выделившегося белка вследствие тепловой денатурации может увеличиваться на 25%, но его выделение затруднено, фильтрат получается мутным, часть фракций белковых веществ остается в сыворотке (табл. 12).

Таблица 12 Содержание пептидов и небелкового азота в творожной сыворотке

Азот	Содержание азота в сыворотке, мг в 100 мл
	исходной	после тепловой денатурации
Общий	105	78
Белковый	65,8	39
Казеиновый	1,4	0
Сывороточных белков	60,2	33,8
Пептидов	4,2	5,2
Небелковый	39,2	39

Для более полного выделения белков из творожной сыворотки также как и для подсырной целесообразно использовать специализированные реагенты, которые сдвигают реакцию среды в щелочную зону. При этом важное значение имеет характер аниона реагента.

2.3 Тепловой метод с использованием реагентов-коагулянтов

Для более полного выделения сывороточных белков следует проводить подкисление и раскисление сыворотки при помощи реагентов-коагулянтов.

В качестве реагентов-коагулянтов для подсырной сыворотки рекомендуется использовать соляную и молочную кислоту, кислую сыворотку, подкислять серной кислотой нежелательно, т. к. ионы SO₄^2- затрудняют её сгущение.

Для более полного выделения белков из творожной сыворотки необходимо вводить реагенты, которые сдвигают реакцию среды в щелочную зону.

Белки из подсырной сыворотки выделяются при введении в нее ионов-коагулянтов, в частности кальция. Сорбируясь на поверхности белковой глобулы, кальций способствует потере ее устойчивости в растворе и последующей ассоциации с образованием хлопьев. Так, при коагуляции хлористым кальцием из подсырной сыворотки выделяется свыше 50% белка. Однако хлористый кальций хорошо действует только в свежей подсырной сыворотке, что несколько ограничивает его применение. Оптимальное значение рН при коагуляции сывороточных белков термокальциевым способом находится в пределах 5,5±0,5. Следовательно, для творожной сыворотки этот способ неприемлем [5].

Выделение белков из подсырной сыворотки зависит от вида применяемых реагентов-коагулянтов (табл. 13).

Таблица 13 Выделение белков в зависимости от вида применяемых реагентов-коагулянтов

Способ коагуляции	Реагент-коагулянт	Расход реагента на 1 т сыворотки, л	Выделение белка, %
			пределы колебаний	среднее значение
Тепловой	-	-	20-34	27
Кислотный	Соляная кислота	1,5-2	37-63	48
	Молочная кислота	4-4,5	39-57	47
	Уксусная кислота	1-1,5	39-55	48
	Кислая сыворотка	130-150	38-45	41,5
Хлоркальциевый	Хлористый кальций	9-10	39-55	54,3
Кислотно-щелочной	Соляная кислота + питьевая сода	75-80	45-63	54,3

Особенности коагуляции белков в соленой подсырной сыворотке были изучены на модельных образцах (табл. 14), учитывая при этом содержание хлористого натрия после поселки сыра в зерне, а также повышение зольности до уровня сгущенной сыворотки (сиропы) [27].

Таблица 14 Эффективность выделения белков из модельных образцов

Способ коагуляции	Эффективность выделения белковых фракций (в %) при внесении хлористого натрия, %
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Тепловой	60	26	26	26	18	18	18	18	17	17	17
Кислотный	70	40	40	40	30	28	26	26	17	17	17
Кислотно-щелочной	78	68	61	61	61	61	61	61	61	61	61
Хлоркальциевый	72	60	55	52	52	52	52	52	52	52	52

С увеличением степени посолки (зольности) эффективность коагуляции белков в сыворотке снижается. Происходит как бы защита белков от денатурации, что можно объяснить увеличением их заряда за счет введения электролита. Наиболее эффективный - кислотно-щелочной способ, наименее - тепловой.

Таким образом из опытных данных следует вывод: добавление минеральных солей (повышение зольности сыворотки) стабилизирует белковые частицы, снижает эффективность тепловой денатурации и всех способов коагуляции.

Оптимальной реакцией среды при подкислении молочной сыворотки является рН 4,5, что соответствует титруемой кислотности от 30 до 35 °Т и совпадает с изоэлектрической точкой лактальбуминовой фракции белков.

Подкисление подсырной сыворотки способствует повышению денатурации белка (табл. 15).

Таблица 15 Эффективность денатурации белков в подсырной сыворотке подкисленной

	Кислотность	Масса белка, %	Мутность, см-1
	?Т	рН	в сыворотке	выделено
Исходная	16,0	6,05	0,657	-	0,158
После нагревания до 90°С и подкисления	34,0	4,60	0,413	37,2	0,006
После нагревания до 90°С и раскисления	10	6,5	0,314	54	0,003

Степень выделения азотистых соединений подсырной сыворотки при оптимальном рН составляет около 40%, что на 10% выше, чем при тепловой денатурации. Полученный фильтрат прозрачен, мутность сыворотки по сравнению с мутностью исходной снижается в 26,3 раза, по сравнению с очищенной путем тепловой денатурации - в 12,2 раза.

Остаточное количество азотистых соединений в сыворотке в пересчете на белок составляет 0,413%, что превышает содержание небелкового азота. Неполное выделение белковых фракций при кислотной коагуляции (см. табл. 11) объясняется их гетерогенностью и различием в свойствах. Поэтому способ очистки сыворотки от белков путем тепловой денатурации с подкислением не обеспечивает полного выделения белков.

Дополнительно выделить белок из предварительно очищенной кислотным способом сыворотки можно путем ее раскисления (творожную сыворотку необходимо только раскислять) при повышении рН среды (более 6). При этом, по-видимому, выделяются фракции белка, ранее защищенные лактальбумином. Главную роль при раскислении играют гидроксильные группы, ион-коагулянт, не влияет на устойчивость оставшихся в сыворотке белковых фракций. Граница раскисления сыворотки находится при рН около 7 (выше происходит побурение). Оптимум раскисления (рис. 5) соответствует рН 6,5, титруемая кислотность от 10 до 15°Т. При этом выделяется от 50 до 55% белковых азотистых соединений (см. табл. 13), мутность снижается до 0,003 усл. ед. В сыворотке остаются только растворимые небелковые азотистые соединения, которые нельзя выделить тепловой денатурацией и коагуляцией.

Рис. 5. Эффективность коагуляции белков подсырной сыворотки в процессе подкисления (1) и раскисления (2)

Таким образом, для максимального выделения белков из подсырной сыворотки необходимо применять тепловую денатурацию в сочетании с кислотно-щелочной коагуляцией. При подкислении и последующем раскислении рН среды соответствует изоэлектрической точке белков сыворотки.

Принимая изоэлектрические точки белков за постоянную величину и отложив их значения на графике: для альбуминовой фракции рН 4,5, а для всех остальных рН 6,3, можно выбрать оптимальный режим обработки сыворотки различного качества (рис. 6). Сыворотка с исходной кислотностью ниже 35°Т и рН выше 4,6 подлежит подкислению и раскислению (зона I), а выше 35°Т и рН ниже 4,4 - только раскислению (зона II).

Необходимость раскисления творожной сыворотки, имеющей, как правило, титруемую кислотность выше 60°Т и рН ниже 4,5, подтверждается также графической схемой коагуляции белков молочной сыворотки (см. рис. 6, зона II). Оптимальное значение рН, установленное экспериментально, при котором наблюдается максимальное выделение белка в кислой сыворотке составляет от 6 до 6,5 (рис. 7), что соответствует титруемой кислотности примерно 15°Т [27].

Рис. 6. Графическая схема коагуляции белков молочной сыворотки: I - зона подкисления и раскисления; II - зона раскисления

Рис. 7. Эффективность коагуляции белков в зависимости от рН среды.

Следует иметь в виду, что раскисление сыворотки до рН выше 6,5 или недостаточно энергичное перемешивание при внесении щелочного раствора приводят к ее потемнению.

Необходимая продолжительность теплового воздействия соответствует 10 мин, но она не должна превышать 30 мин.

Таким образом, оптимальный режим выделения белков из творожной сыворотки следующий: нагревание до 93°С, раскисление до рН 6,5 (титруемая кислотность 15°Т), выдержка около 15 мин.

Для обработки творожной сыворотки можно использовать те же реагенты-коагулянты, что и для раскисления подсырной сыворотки. Реагенты следует вносить в сыворотку перед нагреванием или после подогрева до 70°С, что позволяет избежать карамелизации.

Оптимальную температуру денатурации белков подсырной сыворотки следует определять с учетом всех воздействий на белки, в частности кислотно-щелочной коагуляции (рис. 8, а).

Рис. 8. Эффективность выделения белков подсырной сыворотки в зависимости от температуры нагревания (а) и продолжительности теплового воздействия (б)

Скорость денатурации различных фракций белков неодинакова. Степень денатурации является функцией не только температуры, но и продолжительности ее воздействия. Количество белков в сыворотке в зависит от продолжительности теплового воздействия после нагревания и введения реагентов при кислотно-щелочном способе коагуляции (рис. 8, б). Сыворотку после подкисления необходимо выдерживать в течение 5 мин, а после раскисления - не менее 15 мин. Общая продолжительность коагуляции с учетом выдержки после подкисления составляет 20 мин.

Таким образом, в качестве оптимального можно принять следующий режим коагуляции белков подсырной сыворотки: нагревание до температуры 92,5±2,5°С, подкисление до рН 4,5±0,1 (титруемая кислотность около 35°Т), выдержка при данной температуре не менее 5 мин, раскисление до рН 6,25±0,25 (титруемая кислотность около 15°Т) и выдержка не менее 15 мин.

Все операции по выделению белков из сыворотки осуществляют в специальном резервуаре, который называется танк-ванна для отваривания альбумина (рис. 9).

Рис. 9. Ванна для отваривания альбумина: 1 - резервуары для хранения коагулянта; 2 - привод; 3 - подогреватель; 4 - корпус; 5 - мешалка.

2.4 Коагуляция с использованием комплексообразователей

Наряду с уже рассмотренным использованием реагентов-коагулятов известны способы выделения белков молочной сыворотки с использованием комплексообразователей. Долгое время для этого использовали поликарбоксилкислотные препараты, содержащие полиакриловую кислоту.

В качестве эффективных осадителей используется обладающая слабыми анионными свойствами карбоксиметилцеллюлоза. При этом наиболее прочные комплексы карбоксиметилцеллюлоза - белок образуются при рН 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 лишь при производстве сбивных кондитерских изделий, но не подходят для напитков.

Также возможно применение непосредственно полиакриловой кислоты в качестве водорастворимого полимера с последующим выдерживанием смеси и отделением образовавшегося осадка. Молочную сыворотку при рН около 4,5 смешивают с полиакриловой кислотой в отношении 1% к общему объему сыворотки при температуре 30°С.

Рассмотренные способы отличаются большими энергетическими затратами и недостаточно высоким процентом выделения белковых веществ.

Наиболее качественный способ основан на введении в сыворотку железосодержащей полиакриловой кислоты в качестве водорастворимого полимера в количестве от 0,3 до 1,0% от массы смеси с последующим выдерживанием смеси и отделением образовавшегося осадка.

Смесь сыворотки с железосодержащей полиакриловой кислотой выдерживают при температуре от 40 до 45 мин. Значение рН исходной сыворотки достигается подкислением соляной кислотой. Полнота извлечения белка из сыворотки составляет около 85% [2].

Недостатком данного способа является не высокое количество выделенного белка, длительный процесс осаждения белковых веществ, получение резиноподобного белкового продукта, последующая переработка которого затруднена.

В последнее время для разделения белковых систем на фракции используют природные биополимеры, а именно проводят исследования по применению биополимера животного происхождения хитозана.

Хитозан - это аминосахарид, производное линейного полисахарида - хитина.

Хитозан нерастворим в воде, слабых и концентрированных растворах щелочей, органических растворителях, однако хорошо растворяется в минеральных и органических кислотах (уксусной, молочной, щавелевой и др.). Его растворимость зависит от температуры, рН среды, концентрации кислоты, заряда ионов и других факторов.

В последнее время хитозан, как уникальное по своим свойствам соединение, завоевывает все большую популярность как биологически активная добавка (БАД). Медико-биологические исследования хитозана на протяжении 17 лет показали его полифункциональность в физиологическом плане:

ь интенсивная потеря массы за счет связывания клеточного жира;

ь ускорение заживления ран и язв;

ь взаимодействие с биологически активным кальцием;

ь нормализация фракций триглицеридов и желчных кислот в организме;

ь антиболевое действие;

ь противоопухолевое действие олигомеров хитина и хитозана;

ь стабилизация кровяного давления;

ь регулировка перистальтики желудочно-кишечного тракта (ЖКТ);

ь антимикробное и фунгицидное действие;

ь снижение концентрации мочевой кислоты;

ь повышение защитных функций организма в сочетании с другими веществами: лимонной и аскорбиновой кислотами, витаминами Е, К, А [4].

Разработанная технология использования хитозана позволяет выделять белковую фракцию из молочной сыворотки без использования химических реагентов при любой температуре от 5 до 95 °С. При этом сыворотка не имеет выраженного вкуса и запаха и может быть использована для получения широкого спектра безалкогольных напитков (в том числе и газированных) [11].

При осветлении подсырной сыворотки хитозан используется в виде геля, приготовленного на 1 % растворе органической кислоты или кислой сыворотке. Установлено, что процесс разделения на фракции зависит от рН системы сыворотка: гель-хитозан (активное осаждение происходит при рН выше 5,25).

Следует отметить, что физико-химические характеристики растворов хитозана существенно влияют на структуру и свойства готового продукта, в состав которого они входят. В этой связи была проведена серия экспериментов по исследованию процесса растворения образцов хитозана в различных растворителях. В качестве объектов исследования были отобраны 1% коллоидные растворы хитозана в уксусной, молочной, янтарной кислоте и кислой молочной сыворотке.

Поскольку все представленные образцы имеют высокую степень деацетилирования (от 80 до 90%), в кислой среде наблюдается интенсивный процесс набухания хитозана с образованием прозрачных, гомогенных, вязких коллоидных растворов. В процессе экспериментальных исследований установлено, что интенсивность данного процесса значительно повышается при снижении молекулярной массы образцов. Кроме того, одним из факторов, определяющих растворимость, является наличие минерального остатка в хитозане.