Как называется продукт гидролиза белка молока

Гидролиз белков молока

1.4 Гидролиз белков молока

По молекулярному весу казеина и других молочных белков можно заключить, что белковая молекула является сложным соединением. Молекулы белков молока под влиянием кислот, щелочей, а особенно ферментов протеаз, выделяемых молочнокислыми и другими бактериями, гидролизуются с образованием веществ меньшего молекулярного веса, вплоть до аминокислот. Естественно, что при гидролизе белка не сразу получаются конечные продукты распада, а образуются промежуточные соединения.

Конечными продуктами гидролиза белков являются альфа-аминокислоты, у которых при первом углеродном атоме после кислотной группы вместо одного атома водорода находится аминная группа. Число аминокислот в белках доходит до 30.

Русский биохимик А.Я.Данилевский около 80 лет назад впервые высказал предположение, что связь аминокислот в белках может быть осуществлена посредством пептидной связи, получаемой при взаимодействии двух аминокислот

Аминоуксусная кислота Дипептид

Из двух аминокислот получается дипептид, который, имея также свободные аминогруппу и карбоксильную (кислотную), вступает в реакцию с новой аминокислотой, давая трипептид и т.д. В результате, из большого числа аминокислот могут образовываться полипептиды.

Синтез подобного рода полипептидов осуществил немецкий химик Э.Фишер, утверждавший, что белки построены из аминокислот, соединенных только пептидными связями.

Взгляды Э.Фишера на строение белковых веществ считали правильными несколько десятилетий, однако постепенно накапливались факты, расходившиеся с этой теорией. Так, было установлено, что белки пищи в пищеварительном тракте человека подвергаются воздействию ряда ферментов – вначале пепсина в желудке, затем трипсина и полипептидаз в кишечнике. Если бы в белках имелись только пептидные связи, то не требовалось бы несколько ферментов. Работы акад. Н.Д.Зелинского и проф. В.С.Садикова показали, что в действительности аминокислоты в белках связаны не только пептидной связью, но и другими, среди которых имеет большое значение дикетопиперазиновая связь.

Дикетопиперазиновая связь образуется при реакции двух аминокислот с выделением двух частичек воды, в результате чего появляется циклическое соединение.

Источник

Пищевая химия (лекция 8)

Оглавление

1. Белки мяса и молока

Наиболее распространенным белком в животном мире является коллаген (кожа, сухожилия, кровеносные сосуды, кости, роговица глаз, хрящи). Он обеспечивает внеклеточную структуру в соединительной животной ткани, существуя не менее чем в пяти различных типах. Коллаген внеклеточный белок, но синтезируется он внутри клетки в виде молекул-предшественников.

Близкий по свойствам к коллагену, в эластичных фибриллах соединительной ткани обнаружен белок эластин, содержащийся в связках и стенках кровеносных сосудов. Этот белок беден пролином.

Мясо, содержащее много соединительной ткани, остается жестким и после тепловой обработки; усвояемость коллагена и эластина в нем очень низкая. Однако при необходимости усилить двигательную функцию кишечника целесообразно использовать продукты, богатые соединительной тканью.

Желатин – продукт неполного гидролиза коллагена. По аминокислотному составу желатин неполноценен, но желеобразные продукты из него перевариваются без напряжения секреции пищеварительных органов. Данное свойство позволяет применять желатин в диетах щадящего режима.

Молоко – это гетерогенная система, в которой в качестве дисперсной фазы выступают эмульгированные жировые глобулы и коллоидные мицеллы казеина, а в роли дисперсионной среды – раствор белков, лактозы, солей и витаминов. Общее содержание белков в молоке колеблется от 2,9 до 3,5 %. Среди них выделяют две основные группы: казеины и сывороточные белки.

В молоке содержится более 20 ферментов, а также гормоны и белки в составе оболочек жировых шариков.

Основными белками молока являются казеины, которые легко перевариваются и являются источниками незаменимых аминокислот, кальция, фосфора и ряда физиологически активных пептидов. Например, при действии в желудке на κ-казеин химозина высвобождаются глико- и фосфопептиды, которые регулируют секрецию желудочного сока, моделируют физико-химические свойства белков, осуществляют защиту от протеолиза и влияют на проницаемость мембран клеток. Важнейшими физиологическими функциями обладают сывороточные белки. Иммуноглобулины выполняют защитную функцию, лактоферрин и лизоцим являются носителями антибактериальных свойств, лактоферрин и β-лактоглобулин выполняют транспортную роль, перенося в кишечник микро- и макроэлементы, витамины и липиды.

Казеин в молоке содержится в виде казеинаткальциевого фосфатного комплекса.

Кальций в составе комплекса выполняет роль структурообразователя, создавая мостик между серинфосфатными группами двух молекул казеина. Казеин молока осаждается при рН 4,6-4,7, когда на его молекулах наступает равенство положительных и отрицательных зарядов. Нерастворимый казеин обладает способностью связывать воду в достаточно больших количествах, что важно для устойчивости частиц белка в сыром, пастеризованном или стерилизованном молоке. Гидрофильные свойства казеина усиливаются при взаимодействии его с β-лактоглобулином, которые наблюдаются в процессе тепловой обработки молока, и от них зависят структурно-механические свойства сгустков, образующихся при кислотном свертывании или получении сырной массы при созревании сыров.

Промышленные казеины получают из обезжиренного молока действием кислот, кисломолочной сыворотки, введением солей кальция, химозина и др. В зависимости от способа получения различают казеинат натрия, казеинат кальция, кислотный, сычужный казеин и копреципитат с разными функциональными свойствами. При производстве новых форм белковой пищи большое значение имеет гелеобразование казеина, его взаимодействие с веществами небелковой природы, образование стойких эмульсий и явление синерезиса.

Белки молока характеризуются высокой биологической ценностью, они содержат в избыточных количествах лизин и триптофан с одновременным недостатком серосодержащих аминокислот. Белки сыворотки содержат незаменимые аминокислоты в значительно больших количествах, чем казеин.

2. Превращение белков при производстве пищевых продуктов

Воздействие определенных условий внешней среды на белковые молекулы в процессе производства или хранения пищевых продуктов оказывает деструктивное влияние на нековалентные связи молекулярной конструкции белка и приводит к разрушению четвертичной, третичной и вторичной структур белковой макромолекулы, называемому денатурацией.

Денатурация сопровождается изменениями важнейших свойств белка. Факторами, вызывающими денатурацию белка, являются:

— нагревание (например, тепловая обработка мясных продуктов, сворачивание белка яйца при варке);

— механическое воздействие (например, трение при взбивании яичных белков);

— действие химических реагентов – кислот, солей и др. (соление, маринование);

— все виды излучения.

Денатурация может быть полной или частичной, обратимой или необратимой.

При температурах 60-100 °С, а в некоторых случаях уже при 40 °С происходит уменьшение содержания незаменимых аминокислот в белках из-за взаимодействия между карбоксильных и аминогрупп самого белка.

Термическая денатурация белков – основной физико-химический процесс, протекающий при хлебопечении и производстве мучных и макаронных изделий, варке мяса, рыбы, овощей, консервировании, пастеризации и стерилизации молока. Денатурация является полезным процессом, поскольку способствует расщеплению белков на аминокислоты в ЖКТ.

В процессе осуществления технологических операций при температуре 100-120 °С, белоксодержащие пищевые продукты подвергаются не только денатурации, но и термической деструкции (разрушение макромолекул белка). При этом происходит разрушение пептидных связей, деполимеризация, реакции разложения. Может происходить выделение аммиака, углекислого газа и др. веществ. Образующиеся соединения обуславливают вкус и запах готового продукта. Но при этом некоторые продукты, образующиеся при термическом распаде белков (обжаривание на масле, копчение, сушка), обладают мутагенными свойствами.

Нужно избегать употребления в пищу продуктов глубокой переработки белкового сырья.

Тепловая денатурация белков часто сопровождается агрегацией денатурированных молекул. Агрегация – это взаимодействие денатурированных молекул белка, которое сопровождается образованием более крупных частиц. Внешне это выражается по-разному (например, пена на поверхности бульонов).

Агрегирующая способность белков взаимосвязана с особенностями их аминокислотного состава.

Скорость агрегирования молекул белка зависит от рН среды. Менее устойчивы белки вблизи изоэлектрической точки. Изоэлектрической точкой называют такую концентрацию водородных ионов, т.е. такое значение рН, при котором имеется равновесная концентрация положительных и отрицательных зарядов у молекул. В связи с эти для улучшения качества блюд и кулинарных изделий широко используют направленное изменение реакции среды(маринование мяса перед жаркой и т.п.).

Гидратация и дегидратация белков

Гидратацией называется способность белков прочно связывать значительное количество влаги. Если белок способен растворяться и набухать, он называется гидрофильным, если не взаимодействует с водой – гидрофобным. При определенных условиях белковые растворы набухают, превращаясь в гели. Процессы набухания играют существенную роль в пищевых процессах: набухание зерна при его замачивании, набухание муки при изготовлении теста, образование студней и желе при набухании желатина. Пшеница мягких сортов, содержащая гидрофильные белки, используется для хлебопечения, а твердые сорта пшеницы, состоящие из гидрофобных белков – для производства макаронных изделий.

Белки способны к дополнительной гидратации, от чего зависят сочность готовых изделий, способность полуфабрикатов из мяса, птицы, рыбы удерживать влагу и т.д.

Если водную оболочку удалить, то белок начинает агрегировать. Дегидратацией называется потеря белками связанной воды при сушке, замораживании и размораживании мяса и т.д.

Явление, обратное набуханию белка, представляющее собой выделение воды из геля, называется синерезисом. Именно с эти явлением связано производство сыра и творога путем удаления гидратной оболочки белка казеина. Синерезис также может иметь отрицательное значение, например, вызывать очерствение хлебобулочных изделий.

При кипячении с кислотами или щелочами, а также под действием ферментов белки распадаются на более простые химические соединения, образуя смесь полипептидов, а затем протеиногенных α-аминокислот.

Для получения аминокислот и полипептидов в промышленности проводят ферментативный гидролиз биомассы дрожжей. При этом получают белковый гидролизат, аминокислоты которого применяют в качестве БАД.

Источник

Гидролизат белка: описание, особенности, применение

Гидролизаты белка применяются в медицинской и пищевой промышленности, а также в микробиологии. Их производство основано на расщеплении органических соединений. Полученный состав легче усваивается организмом человека и животных, имеет высокую питательную ценность. Особенно важное значение эти соединения имеют в изготовлении гипоаллергенных детских молочных смесей.

Описание

Гидролизаты белка – это вещества, получаемые в результате разложения белка при реакции с водой. Расщепление происходит в присутствии катализаторов: кислот, щелочей или ферментов. В результате пептидные связи высокомолекулярной цепочки разрушаются, а конечный продукт представляет собой сложную смесь, состоящую из отдельных аминокислот, их натриевых солей и остатков полипептидов. Этот процесс на примере трипептида показан на картинке ниже.

Вам будет интересно: Уникальные свойства минерала лимонит

Гидролизаты различных видов белков, полученные при одинаковой глубине их расщепления, имеют идентичный состав. Данные вещества – это ценные биологически активные соединения, так как аминокислоты являются основным источником питания для тканей и их «строительным материалом», а пептиды участвуют в синтезе аминокислот, выполняют посредническую роль в обменных процессах и служат иммуномодуляторами.

Вам будет интересно: Какой четырехугольник называется квадратом, а какой прямоугольником. Какой четырехугольник называется трапецией

Основные составляющие гидролизатов белка изображены на иллюстрации ниже.

В конечном продукте в наибольшем количестве содержатся такие аминокислоты, как:

Свойства и особенности

Вам будет интересно: Формула решения квадратных уравнений и примеры ее использования

Гидролизаты белка обладают следующими биологическими характеристиками:

Главными физико-химическими критериями для использования этих веществ являются:

Данные параметры зависят от вида исходного сырья, способа расщепления, применяемых реагентов, условий технологического процесса. Для отдельных видов гидролизатов характерны следующие особенности:

Классификация гидролизатов белка производится по 2 основным критериям. А именно:

Для изготовления лечебного питания и терапевтических средств наиболее часто используют соединения на основе коровьего молока (целый белок, створоженное молоко или сыворотка), полученные ферментативным расщеплением. Гидролизаты животных белков применяют в микробиологии, вирусологии, ветеринарии. Соевые продукты также обладают гипоаллергенным и гипохолестеринемическим свойством.

Гидролизаты сывороточного белка имеют аминокислотный состав, близкий к таковому в мышечной ткани человека, а по количеству незаменимых аминокислот они превосходят все остальные виды сырья животного и растительного происхождения.

Получение

Различают 3 основных способа производства данных соединений:

В качестве ферментов применяют следующие вещества:

Полный гидролизат белка содержит полноценный набор аминокислот в оптимальном соотношении, что является особенно важным для диетических, медицинских и ветеринарных целей. Такой состав можно получить при глубокой переработке сырья, при многочасовом кипячении раствора в присутствии кислотных катализаторов.

Применение

Гидролизаты белка используют в таких отраслях, как:

Сельское хозяйство

В качестве кормовой добавки белковые гидролизаты из мяса, рыбы, крови и молока применяются в следующих случаях:

Кроме этого обогащенные корма позволяют добиться улучшения качества меха у пушных зверей.

Молочные смеси: гидролизаты белков в детском питании

Коровье молоко, являющееся основным сырьем детских смесей для искусственного грудного вскармливания, может вызывать аллергические реакции. Наибольшей активностью в этом отношении обладают высокомолекулярные белки сыворотки: альфа-лактоальбумин, бета-лактоглобулин и казеин.

Самым эффективным способом снижения аллергенности молока в настоящее время является получение гидролизатов молочного белка с помощью ферментов и их последующая ультрафильтрация. Такие смеси содержат низкомолекулярные пептиды с молекулярной массой меньше 1500 Д, а их переносимость среди детей, страдающих аллергией, составляет не менее 90 %.

По типу белка, который используется для изготовления молочного продукта, смеси разделяют на казеиновые, сывороточные (наиболее распространенные), соевые, смешанные. Их назначают также при нарушении всасывания питательных веществ в кишечнике и для профилактики пищевой аллергии.

Источник

ГК «Униконс»

Продвижение и реализация комплексных пищевых добавок, антисептиков и др. продукции.

«Антисептики Септоцил»

Септоцил. Бытовая химия, антисептики.

«Петритест»

Микробиологические экспресс-тесты. Первые результаты уже через 4 часа.

«АльтерСтарт»

Закваски, стартовые культуры. Изготовление любых заквасок для любых целей.

ВНИМАНИЕ: Уважаемые клиенты и дистрибьюторы!

5.2. БЕЛКИ МОЛОКА

Обогащенные белками сухие молочные продукты, получаемые из коровьего молока, благодаря своей пищевой ценности считаются очень важными компонентами пищевых продуктов. Эти обогащенные белками ингредиенты используются в пищевом производстве для связывания и эмульгирования жиров, связывания и удержания влаги, а также для удерживания и стабилизации воздуха.

Обычное коровье молоко – очень сложная система, массовая доля белка в которой составляет приблизительно 3,5%.

В зависимости от растворимости выделяют две основные группы белков молока:

Казеины очень склонны к ассоциации из-за наличия высокогидрофобных участков, а последовательность аминокислот приводит к распределению заряда, фосфорилированию и гликозилированию.

В молоке казеины представлены в форме больших сфероподобных коллоидных скоплений, или мицелл, молекулярная масса которых около 10 8 Да и которые можно отделить от сывороточных белков с помощью процесса центрифугирования. Мицеллы также содержат коллоидный фосфат кальция, магний, натрий, калий и цитрат. Считается, что мицеллы состоят из субмицелл, содержащих различное количество казеинов и расположенных таким образом, что к-казеины находятся на поверхности мицеллы.

Водородная связь, гидрофобные и электростатические взаимодействия играют значительную роль в сохранении структуры мицеллы. Связывание кальция с заряженными участками белков регулирует гидрофобные взаимодействия между белками и субмицеллами, а фосфаткальциевые мостики придают стабильность мицелле.

В нативном молоке электростатическое и пространственное отталкивание, возникающее благодаря к-казеиновому «волосяному покрову», предотвращает агрегацию мицелл. Протеолитическое удаление «волосяного покрова» при сычужном свертывании или вызванное этанолом разрушение покрова дестабилизирует мицеллы, и может возникнуть, в зависимости от температуры, рН и ионного окружения, опосредованная кальцием агрегация. Охлаждением и термической обработкой можно вызвать частичную диссоциацию казеина из мицелл.

Удаление кальция из мицеллы с помощью солей ведет к диссоциации казеинов, что в конечном счете ведет к дезинтеграции мицелл в зависимости от условий. Окисление ведет к растворению коллоидного фосфата кальция, разрушению структуры мицелл и снижению заряда белков, вызывая агрегацию и осаждение казеинов.

Фракция сывороточных белков также гетерогенна и включает основные сывороточные белки: β-лактоглобулин, α-лактальбумин, альбумин сыворотки крови, иммуноглобулины, производные β-казеина, минорные протеины, например лактоферрин, лактопероксидаза и другие ферменты.

Казенны обладают высокой устойчивостью к температурному воздействию, в то время как сывороточные белки денатурируют. Так, при нейтральном значении рН (

6,7) молоко можно нагревать до 140°С в течение 20 мин до того, как произойдет коагуляция. Сывороточные белки денатурируют уже при нагревании молока до температуры 72-75°С и взаимодействуют с казеином, образуя комплекс. Некоторые различия между казеинами и сывороточными белками являются основой для промышленных методов выделения казеинов и сывороточных белков; однако их также можно выделить вместе в различных высокобелковых продуктах, называемых молочными белковыми концентратами или суммарными белками молока.

5.2.1. КРАТКАЯ СХЕМА ПРОИЗВОДСТВА БЕЛКОВ МОЛОКА

Казеин (кислотный и сычужный) получают из обезжиренного молока, чтобы минимизировать возможное ухудшение вкуса, появляющееся вследствие окисления жира в сухом казеине.

При получении кислотного казеина казеиновые мицеллы дестабилизируют путем снижения рН молока до 4,6 одним из следующих методов:

При получении сычужного казеина мицеллы казеинов дестабилизируют при нейтральных значениях рН молока в результате использования ряда протеолитических ферментных препаратов, таких как телячий сычуг или, более того, полученный методом генной инженерии химозин или заменители сычуга, такие как микробные протеиназы. Происходит расщепление к-казеина на пара-к-казеин и растворимые гликомакропептиды, и модифицированные мицеллы казеина становятся восприимчивыми к присутствию кальция в плазме молока и коагулируют при температуре выше 20°С.

Процесс, известный как тепловая обработка зерна, заключающийся в повышении температуры до 50-60°С, ускоряет непрерывную коагуляцию дестабилизированных мицелл, ведущую к образованию легко отделимого от сыворотки творожистого осадка (казеинового зерна).

Методом вибрации подвижно или стационарно наклоненного сита (нейлонового или из нержавеющей стали) или полиэфирного матерчатого фильтра с каскадным расположением либо с использованием механических устройств, таких как центрифуга с горизонтальным барабаном или прокатные валики, можно разделить творожистый осадок и сыворотку. После разделения зерно промывают с целью удаления остаточных количеств лактозы, солей и сывороточных белков, затем механически обезвоживают и высушивают до содержания влажности менее 12% с помощью пневматических циркуляционных сушилок, сушилок с псевдоожиженным слоем или сушилок фрикционного действия. Для получения однородного содержания влаги используют перемешивание частиц казеина, затем их измельчают или дробят.

Кислотный казеин нерастворим при повторном диспергировании в воде. Казеинат натрия распылительной сушки, наиболее широко применяемый в пищевом производстве, изготавливают растворением кислотного казеина в NaOH. Казеиновый сгусток, обработанный кислотой, разбавляют водой (40°С) до содержания сухих веществ около 25%, измельчают в коллоидной мельнице, а затем эту суспензию смешивают с раствором NaOH (2,5 М) до рН 6,6-6,8.

Вязкий раствор затем интенсивно перемешивают и нагревают в резервуарах при 75°С до полного растворения, а затем продолжают нагревать до 95°С. При необходимости, чтобы получить казеинат нужной кислотности, уровень рН регулируется с помощью NaOH, и раствор казеината натрия затем подвергают распылительной сушке. Время воздействия высоких температур ограничено вследствие потемнения казеина, вызванного реакцией Майера. Чтобы предотвратить образование лизиноаланина и нежелательных привкусов, время воздействия сильнокислой средой также ограничено.

Казеинаты также можно получить, используя другие методы производства или применяя другие основания для нейтрализации кислотного казеина. Сыворотка – это жидкая фракция молока, которая остается после удаления жира и казеина в ходе производства сыра и кислотного или сычужного казеина. Сладкая сыворотка (рН не менее 5,6) получается в ходе производства сыра и сычужного казеина, а кислая (рН не более 5,1) – при производстве кислотного казеина.

Кислая сыворотка обладает большим содержанием минералов/ золы, чем сладкая, и если заквасочные бактерии производили кислоту посредством ферментации лактозы, то концентрация лактозы снижается.

Сывороточные растворы и растворы, обогащенные сывороточными белками, обычно пастеризуют при минимальных температурах и продолжительности процесса, а также сохраняют при низкой температуре. Это позволяет минимизировать микробиологическую порчу и ухудшение физико-химических свойств белков и других компонентов сыворотки, которые могут повлиять на функциональные и органолептические свойства готовых, обогащенных белками продуктов.

Сухая сыворотка, содержащая менее 15% белков, производится концентрацией сыворотки непосредственным выпариванием или в комбинации с обратным осмосом с последующей распылительной сушкой.

Маточный раствор, получаемый как побочный продукт производства лактозы, можно сконцентрировать и высушить распылением, чтобы получить концентрат сывороточных белков, содержащий

Безлактозная сухая сыворотка обладает высоким содержанием минералов (до 25%), что может наложить ограничение на ее использование в некоторых пищевых производствах и повлиять на вкус, аромат и пищевую ценность.

Для производства модифицированной сухой сыворотки, такой как деминерализованная и деминерализованная/безлактозная сухая сыворотка, которая содержит 15-35% белка, с целью снижения концентрации лактозы и (или) минералов в сыворотке используется деминерализация с помощью обратного осмоса, электродиализа или ионного обмена и (или) кристаллизации лактозы.

Используя различные комбинации процессов, можно регулировать минеральный состав сывороточных продуктов.

Глобулярные сывороточные белки легко денатурируют при нагревании и принимают случайные структуры, которые обнажают сульфгидрильные и гидрофобные группы, ускоряя агрегацию и осаждение денатурированных белков, зависящей от температуры нагревания, времени воздействия и концентрации кальция.

Условия промышленного осаждения белка зависят от типа сыворотки и желаемых свойствах готового продукта, при этом сыворотка может быть предварительно сконцентрирована и (или) деминерализована перед осаждением.

Для получения продукта, известного как лактальбумин (его не следует путать с белком α-лактальбумином), сыворотку перед сушкой деминерализуют и промывают с целью уменьшения содержания минеральных веществ и лактозы.

5.2.2. СВОЙСТВА БЕЛКОВ МОЛОКА

Растворимость белковых продуктов является важным функциональным свойством, так как предопределяет их пенообразующие и эмульгирующие способности.

Кислотный казеин совершенно не растворим при диспергировании в воде, так как рН дисперсии близко к изоэлектрической точке казеинов (рН 4,0-5,0). Однако при добавлении одновалентного катионового основания рН дисперсии можно повысить до значений рН > 5,5, т.е. казеин превращается в полностью растворимую катионную соль (Na, К, NH₃). Растворы, содержащие 10-15% таких казеинатов, можно легко приготовить при рН 6,0-7,0. При рН 2+ молочной сыворотки. Мицеллы казеина можно также дестабилизировать, получая гели смешиванием равных объемов молока и этанола.

Гелеобразование или медленная коагуляция молока, вызванные воздействием кислоты, приводят к образованию кислотных гелей, которые могут как обладать, так и не обладать синерезисом и которые зависят от режимов пастеризации молока. Пастеризация при температуре, превышающей температуру денатурации сывороточных белков (обычно выше 85°С), снижает синерезис в ферментированном молоке, в то время как молоко, используемое для производства сыров и казеина, нагревают в минимальной степени, что способствует отделению сыворотки. Вязкость казеина намного выше при низких рН (2,5-3,5), чем при нейтральных рН, и гелеподобная структура образуется при содержании белков более 5% и температуре ниже 40°С. Казеинат кальция обладает свойством термообратимости геля. Концентрированные дисперсии казеината кальция (более 15% белка) образуют гель при нагревании до 50-60°С, при охлаждении гель разжижается, но при повторном нагревании опять образуется. Температура гелеобразования увеличивается при повышении концентрации белка от 15 до 20% и в диапазоне рН 5,2-6,0.

Чувствительность к температуре обычно считается нежелательным свойством при приготовлении продуктов, обогащенных сывороточными белками, однако это свойство можно использовать для производства термических гелей из сывороточных белков, которые обладают прекрасными термогелеобразующими характеристиками.

Связывание воды, или гидратация, является важным функциональным свойством молочных продуктов в пищевой промышленности.

Уровень гидратации зависит от вида продукта; значения гидратации для мицелл казеина находятся в диапазоне 1,4–6,4, для казеина и казеинатов – 0,7-3,8, а для индивидуальных нативных сывороточных белков – 0,32-0,60 г Н₂0 на 1 г продукта.

Однако при нагревании растворов сывороточных белков, содержащих достаточное количество протеина и имеющих подходящие условия к растворению (рН, ионы и т.д.), происходит гелеобразование, и способность таких гелей к удержанию воды значительно улучшает текстуру и реологию некоторых продуктов. Согласно исследованиям, показатели сорбции некоторых белков молока в моделированной системе мучного теста находятся в диапазоне 0,96-3,45 г Н₂0 на 1 г продукта.

Молочные белковые продукты в целом, а казеинаты в особенности, являются очень хорошими эмульгаторами жиров и поэтому широко используются в этом качестве в пищевой промышленности.

5.2.3. ПРИМЕНЕНИЕ БЕЛКОВ МОЛОКА

Молочные белки достаточно широко используются в производстве хлебобулочных изделий.

Поскольку казеин содержит достаточно большое количество лизина, он является прекрасной биологически активной добавкой для круп, которые не содержат лизина.

Казеин/казеинаты добавляют в зерновые завтраки, молочное печенье, обогащенные белками хлеб и печенье, высокобелковый хлеб и сухое печенье в качестве питательной биологически активной добавки, в замороженные торты и печенье – в качестве эмульгатора и улучшителя текстуры.

Тип казеина/казеината необходимо выбирать с особой тщательностью, чтобы не ухудшить процесс выпечки.

Белки молока используются в качестве добавки в производстве стандартных молочных продуктов, а также в производстве имитаторов молочных продуктов.

Казеин, растительный жир, соли и сахар используются для производства аналогов сыров, что приводит к значительным сокращениям затрат по сравнению с производством натурального сыра. Такие сырные продукты можно использовать в пицце, лазанье, соусах, гамбургерах и чизбургерах, горячих бутербродах, макаронах и т.д. Используемые здесь важные функциональные свойства казеина включают связывание воды и жира, улучшение текстуры, плавление, тягучесть и возможность нарезания. Для производства аналогов сыров чаще всего используются сычужный, кислотный казеин и казеинаты.

Казеинат натрия в сухих сливках для кофе (которые также содержат растительный жир, углеводы и эмульгаторы/стабилизаторы) выступает в роли эмульгатора, средства для капсулирования жира и забеливателя, также он загущает продукт, улучшает запах и вкус и улучшает сопротивляемость образованию хлопьев молочного белка (т.е. коагуляции сливок) на поверхности горячего кофе. Такие сливки дешевле, обладают более длительным сроком годности, не требуют хранения в холодильнике и более удобны в использовании, чем свежие сливки для кофе.

Казеинат натрия используется для снижения синерезиса, повышения прочности геля в йогуртах, добавляется в молочные коктейли в качестве эмульгатора и пенообразователя. Казеин/казеинаты, растительное масло и углеводы, например кукурузный сироп, являются основными ингредиентами, используемыми в производстве низких по стоимости имитаторов молочных продуктов, которые не содержат лактозы, нежелательной для некоторых людей.

Казеинат натрия также используется как эмульгатор и средство для капсулирования жиров в производстве порошков с высоким содержанием жира, которые используются для добавления в тесто для рассыпчатости. Сухие взбитые жиры или взбитые сливки содержат казеин, в то время как некоторое количество похожих на масло молочных пастообразных продуктов производится с использованием молока и (или) растительного масла и различных казеиновых продуктов. В этих случаях казеин используется как эмульгатор, а в молочных пастообразных продуктах он также улучшает текстуру и аромат.

Сывороточные белки применяются при производстве йогуртов и сыров для увеличения выхода продукта, пищевой ценности и консистенции. Вязкость и стабильность йогуртов можно улучшить замещением сухого обезжиренного молока сывороточным белковым концентратом (СБК). До 20% казеина в твороге может быть заменено термически модифицированным СБК, что повышает пищевую ценность и увеличивает выход.

Использование сладких СБК в производстве сыра Рикотта (Ricotta) повышает связность сгустка. Эмульсии, изготовленные с помощью денатурированных нагреванием сывороточных белков и жиров, используются как белковая основа для производства сливочного сыра и спредов из него. Нарезанные и упакованные сырные продукты, вырабатываемые на эмульгирующих и желирующих свойствах сывороточ-ных белков, производят нагреванием сухого обезжиренного молока и сухих СБК, диспергированных в эмульсии молочного жира в СБК.

СБК также используются для производства сырных начинок и подливок, так как они дополняют вкус и аромат сыра и делают продукт более мягким.

Благодаря своим свойствам взбиваемости и пенообразования, а также стабилизации казенны используются для производства шоколадных, шипучих и других видов напитков.

Казеинат натрия используется как эмульгатор и стабилизатор в сливочных ликерах, которые обычно содержат сливки, казеинат натрия, добавленный сахар, этанол и тринатрий цитрат, который предотвращает вызванное кальцием гелеобразование; также он используется, правда в меньшей степени, в других аперитивах.

Казенны также используются для очищения, чтобы уменьшить окрашивание, вяжущий вкус и способствовать осветлению вина и пива.

Во фруктовые соки, безалкогольные или молочные напитки можно добавлять СБК, что повышает их пищевую ценность, они известны под названием спортивных напитков. Для использования в безалкогольных напитках СБК должны быть обезжирены, деминерализованы, быть хорошо растворимы при рН 3,0 и обладать слабым ароматом. Свойства СБК не должны ухудшаться при хранении, а также они не должны вступать в реакцию с ароматизаторами, присутствующими в продукте, чтобы не изменить вкуса напитка. Сывороточные белковые концентраты и изоляты добавляют в молочные ароматизированные напитки для придании им вязкости, нужной консистенции и коллоидной стабильности. Они также включены в качестве белковых добавок в рецептуры сухих обогащенных белком спортивных ароматизированных напитков и в замороженные концентраты соков.

Казеинат натрия используется в мороженом и замороженных десертах для улучшения свойств взбиваемости, консистенции, текстуры и для стабилизации продукта; по тем же причинам, а также благодаря его эмульгирующей и пленкообразующей способности он используется в приготовлении муссов, растворимых пудингов и взбитых покрытий.

В производстве мороженого часть сухих веществ обезжиренного молока можно заменить сухой сывороткой, а используя безлактозную деминерализированную сухую сыворотку или СБК, можно заменить даже большее количество, и это замещение не окажет влияния на вкус и аромат, текстуру или внешний вид готового продукта. СБК также использовались в плитках замороженных соков, в сложных покрытиях, особенно шоколадных глазурях, и в замороженных десертах.

Молочные белки можно включать в состав муки, используемой для приготовления различных макаронных изделий, что улучшает пищевые характеристики и текстуру продукта. Обогащение муки для макаронных изделий неденатурированным сывороточным белком приводит к изготовлению более жестких изделий, которые также обладают большей устойчивостью к замораживанию/оттаиванию, а следовательно, подходят для варки в микроволновой печи. Также было разработано производство продуктов – имитаторов макаронных изделий, которые содержат значительную долю молочных белков.

Сывороточные белки можно использовать в аэрированных конфетных массах и включать в замороженные сильно взбитые сахарные сиропы, содержащие взбитый белок. Казеины используются в производстве ириса, карамели, помады и других кондитерских изделий, так как при нагревании они образуют твердую, упругую жевательную основу, а также способствуют водосвязыванию и эмульгированию. СБК менее полезны в этих продуктах, так как они образуют более мягкий коагулят, а высокое содержание лактозы может вызвать кристаллизацию в процессе хранения.

Гидролизаты казеина используют как пенообразователи вместо яичного альбумина в маршмеллоу и нуге, так как они придают стабильность при высоких температурах, а также хороший вкус, аромат и темный цвет. Использовать СБК и сывороточно-белковый изолят (СБИ) в качестве заменителей яичного белка в производстве меренг допустимо, только если эти продукты обезжирены; и наоборот, производство качественных бисквитных тортов требует использования жиросодержащих СБК.

В измельченном мясе казеины высвобождают белки мяса, что приводит к гелеобразованию и водосвязыванию, а это способствует эмульгированию жиров, связыванию воды и улучшает консистенцию. До 20% мясных белков в сосисках и рулетах можно заменить на сывороточные белки, которые используются для изготовления первичных эмульсий части жиров и посредством гелеобразования в процессе варки могут поддержать образование пространственной полимерной сетки. Растворимые низковязкие СБК можно использовать в инъекционных рассолах для укрепления таких цельномышечных продуктов, как вареная ветчина. Инъекция свежего или измельченного мяса раствором белков молока повышает выход продукции.

Белки молока широко используются в специальных диетических препаратах для больных или выздоравливающих детей, страдающих недоеданием, а также для людей, соблюдающих диету для снижения веса. Сухая деминерализованная сыворотка используется для производства адаптированных молочных смесей для детского питания, соотношение белок/казеин в которых близко к соотношению белок/казеин в женском молоке.

Гидролизаты сывороточных белков применяются при изготовлении гипоаллергенных пептидных смесей. Фракционирование сывороточных белков позволяет разработать рецептуры молочных смесей, которые имеют состав сывороточных белков, аналогичный составу белков женского молока.

Гидролизаты молочных белков используются для внутривенного кормления пациентов, страдающих расстройствами в переваривании белков, заболеваниями кишечного тракта, а также для пациентов после операции.

Казенны используются в специальных препаратах, которые улучшают спортивные результаты, а также являются компонентами питания космонавтов в космосе.

Препараты специальных казеинов используются для питания больных раком, панкреатитом или анемией. Из β-казеина, включая β-казеиноморфины и пептиды от тетра- до гепта-, были получены пептидные лекарства, которые регулируют сон, чувство голода или секрецию инсулина. Сульфированные гликопептиды, полученные из казеина, используются для лечения язвы желудка. Считается также, что использование казеина в зубной пасте может предотвратить разрушение зубов.

Смеси сыворотки/казеинатов используются в качестве забеливателей в подливках. Сухая сыворотка входит в состав сухих супов и соусов, придавая им молочный вкус и улучшая вкус других компонентов, а также выступая в качестве эмульгатора и стабилизатора. Казеинаты используются в качестве эмульгаторов, регулируют вязкость консервированных кремообразных супов и соусов, применяются в приготовлении сухих эмульсий для дегидрированных кремообразных супов и соусов. Соусы и подливки, содержащие сывороточные белки, менее склонны прилипать к стенкам посуды, требуют минимального перемешивания и стабильны к циклам замораживания/оттаивания.

Смеси казеинатов и сывороточных белков применяются в качестве дешевых заменителей сухого обезжиренного молока в некоторых продуктах быстрого приготовления. Сывороточные белковые продукты могут заменять яичный желток в салатных майонезах, а модифицированные сывороточные белковые продукты, возможно, могут заменять жиры в различных продуктах быстрого приготовления. Предполагают, что молочные белки также улучшают текстуру, стабильность и аромат продуктов, приготовленных в микроволновой печи.

Повторно увлажненные кислотные казенны, подкисленный сычужный казеин можно подвергнуть экструзии, при этом получают воздушные снеки. Для производства обогащенных белками снеков казеинаты можно экструдировать совместно с пшеничной мукой.

Пленки, образованные из казеинов/казеинатов, могут быть растворимыми или нерастворимыми в воде в зависимости от условий среды (рН), использованных в процессе их приготовления, в то время как проницаемость для паров воды зависит от типа использованного казеина/казеината. Вызываемая термическим воздействием дисульфидная поперечная сшивка важна, как выяснилось, для получения пленок с использованием СБК и СБИ.

Эмульсии казеината кальция, наносимые на фрукты и овощи, использовались для снижения потери влаги.

Хотя уже сейчас из молока получают большое количество белков, велика вероятность, что их количество в будущем еще возрастет.

Методы фракционирования для производства конкретных белков в промышленности уже существуют, но находятся на начальной стадии развития, в то время как промышленные методы производства или изолирования биологически активных пептидов, полученных из казеинов, еще надо разработать.

Важной задачей является разработка получения белков молока с учетом конкретных потребностей.

Источник