Казеин. Получают казеин из обезжиренного молока путелз его кислотной коагуляции при рН 4,6—4,7, т. е. в изоэлектрической точке. В промышленности кислотный казеин вырабатывают периодическим и непрерывным способами.

Технологический процесс производства казеина периодическим способом включает следующие операции: приемку и подготовку сырья, коагуляцию казеина, отделение сыворотки, промывку казеина, обезвоживание. При периодическом способе казеин осаждают молочной кислотой двумя методами: сквашиванием обезжиренного молока при внесении закваски и осаждением кислой сывороткой («зерненый способ»).

В первом случае обезжиренное молоко подогревают до температуры 25—30 °С и подают в аппарат для выработки сырного зерна, куда вносят закваску чистых культур молочнокислых бактерий (3—5% массы молока), продолжительность сквашивания 10—12 ч. При достижении сгустком кислотности 80—90 °Т проводят тепловую обработку сгустка — отваривание. Для этого сгусток разрезают на кубики и затем подогревают до 40—50°C, повышая температуру не более чем на 1 °С в минуту. Нагретое зерно вымешивают, измельчая до размеров 4—5 мм при одновременном дальнейшем повышении температуры до 60—65⁰С.

После этого нагревание прекращают, но вымешивают еще 10—15 мин до полной готовности зерна, оно должно рассыпаться: при слабом сжатии и растирании в руке. Зерну дают осесть на дно ванны, возможно полнее удаляют сыворотку и приступают к промывке.

Получая казеин «зерненым способом», коагуляцию казеина проводят сывороткой, которую предварительно сквашивают да кислотности 180—200°Т.

Температура обезжиренного молока и кислой сыворотки при осаждении казеина должна быть 35—37 °С. При более высокой; температуре зерно может получиться излишне крупным, при более низкой — мелким. Добавлять сыворотку рекомендуется в два этапа. На первом—для осаждения казеина и постановки зерна кислую сыворотку добавляют до полной прозрачности выделяющейся сыворотки, кислотность которой доводят до 50—55 °Т. На втором этапе кислую сыворотку добавляют для обсушки получаемого зерна и снижения в нем содержания золы и кальция. Кислотность отделяющейся сыворотки повышают до 70—75 °Т. Сыворотку подают в ванну при непрерывном перемешиванииобезжиренного молока. Скорость вращения мешалок должна обеспечить получение казеина в виде хлопьев, которые при последующей обработке дают зерна размером 3—5 мм в поперечнике. С целью сокращения затрат труда и времени на выработку казеина целесообразно первую стадию (осаждение казеина) проводить в одной и той же ванне последовательно несколько раз. При этом после осаждения казеина в первой порции обезжиренного молока при кислотности 50—55 °Т отделяющуюся^ сыворотку полностью сливают, а ванну с оставшимся зерном; заполняют следующей порцией обезжиренного молока, в которой также осаждают казеин. Эти операции повторяют 2—3 раза.

После достижения сывороткой кислотности 50—55 °Т зерне вымешивают в течение 10—15 мин с целью его уплотнения. Готовому зерну дают осесть на дно ванны, после чего сливают сыворотку и приступают к промывке.

Казеин промывают для максимального освобождения его от небелковых примесей: молочного сахара, молочной кислоты, солей и частично жира. Рекомендуется трехкратная промывка; казеина: первая промывка — теплой водой температурой 35— 40°С, вторая — водой температурой 20—25 °С и третья промывка— холодной водой для охлаждения казеина перед прессованием.

После промывки казеин содержит около 80 % воды. Обезвоживания казеина до стандартного содержания влаги (не более12%) достигают путем прессования или центрифугирования и последующей сушки. Содержание влаги в казеине-сырце после прессования или центрифугирования 60—62 %.

Сушку казеина-сырца осуществляют на сушилках периодического и непрерывного действия, а также на сушилках камерного или туннельного типа. Температура воздуха при сушке казеина в камерных сушилках туннельного типа не выше 50— 55°С в начале сушки и не выше 70—75 °С в конце. Сухой казеин охлаждают, затем упаковывают в бумажные непропитанные четырех- и пятислойные мешки с вкладышами из полиэтиленовой пленки.

Технологический процесс получения казеина непрерывным. способом складывается из следующих операций: получения обезжиренного молока и подготовки его к осаждению казенна, приготовления коагулянта — сквашенной сыворотки или рабочего раствора соляной кислоты, осаждения казеина и формирования зерна, отделения сыворотки, подготовки промывной водьк обезвоживания, сушки.

Непрерывным способом производят казеин на поточно-механизированных линиях (рис. 31).

Рис. 31. Схема технологической линии производства казеина непрерывным способом:
1 — емкость для кислой сыворотки; 2 — емкость для охлажденного обезжиренного молока; 3 — пульт управления; 4 — уравнительный бачок; 5 — устройство для поддержания равенства гидростатических давлений компонентов; 6 — дозатор-смеситель; 7 — насос-смеситель; 8 — регулировочный кран; 9 — паровой инжектор; 10 — трубчатый выдержнватель; 11 — охладитель сыворотки; 12 — промывочный бак; 13 — отделитель белковой пыли; 14 — лоток для отделения сыворотки; 15 — насос для воды; 16 — пресс; 17 — приемный бункер; 18 — сушильная установка

Получение и подготовку обезжиренного молока, а также сквашивание сыворотки осуществляют так же, как и при периодическом способе производства казеина.

Рабочий раствор соляной кислоты, применяемый для осаждения белка, готовят разведением концентрированной соляной кислоты в 7—8 раз по объему. Расход рабочего объема раствора соляной кислоты составляет 4,5+0,5 % по отношению к объему обезжиренного молока. Расход сквашенной сыворотки по отношению к обезжиренному молоку составляет 25—30%.

Коагуляцию казеина и формование зерна осуществляют, смешивая охлажденное до 8—12 °С обезжиренное молоко со сквашенной сывороткой или рабочим раствором соляной кислоты в насосе-смесителе. Затем смесь с помощью парового инжектора быстро нагревают в трубчатом выдерживателе для формирования сгустка. Основные технологические режимы при этом: температура коагуляции 40—46 °С; рН коагуляции 4,5+0,1; продолжительность выдержки сгустка 1 — 1,5 мин.

После осаждения казеина сгусток отделяют от сыворотки в потоке на отделителе сыворотки и промывают водой на установке непрерывного действия, входящей в комплект линии. Установка состоит из двух сообщающихся промывочных бачков и сетчатых лотков для отделения зерна от промывной воды. Для промывки казеина применяют способ двукратной промывки с повторным использованием промывной воды. Расход воды 70—85 % по отношению к объему обезжиренного молока.

Казеиновое зерно после промывки с влажностью около 80 % обезвоживают прессованием или центрифугированием до влажности 58—62%. Сушат казеин на сушилках непрерывного действия.

Пищевые казеинаты. Пищевые казеинаты представляют собой растворимые в воде белковые продукты, полученные из казеина или нежирного творога путем обработки их раствором гидроксида натрия или солями натрия с применением или без применения частичного ферментативного гидролиза.

При взаимодействии с гидроксидом натрия или солями натрия кислотные группы казеина присоединяют к себе натрий в результате чего казеин превращается в казеинат натрия, который хорошо растворим в воде.

Казеинаты используют в мясной и молочной промышленности в качестве белковой добавки к продуктам для повышения их пищевой ценности, а также в качестве эмульгирующего и связующего вещества.

Казеинаты выпускают следующих видов: казеинат натрия обычный и казеинат натрия ферментированный.

Схема технологической линии производства казеината натрия приведена на рис. 32.

Рис. 32. Схема технологической линии производства казеината натрия:
1 — емкость для раствррения (ферментации) казеина, накопления раствора казеината и его подогрева; 2 — емкость для приготовления рабочего раствора гидроксида натрия; 3 — насос; 4 — коллоидная мельница; 5 — промежуточный бачок; 6 — распылительная' сушильная установка

Для получения обычного казеината в двухстенную емкость подают воду температурой 60—65 °С, вносят гидроксид натрия, или гидрокарбонат натрия и измельченный казеин. Смесь нагревают до 70—75 °С и выдерживают при этой температуре в течение 25—30 мин при постоянном перемешивании. Для болееполного растворения смесь обрабатывают на коллоидной мельнице и собирают в емкость. Водородный показатель (рН) раствора должен быть равным 6,2—6,9.

При использовании нежирного творога в емкость подают воду температурой не более 25 ⁰С, вносят гидроксид натрия или гидрокарбонат натрия и творог. Смесь вымешивают в течение 15—20 мин. Нагревание смеси до температуры выше 25 °С на стадии смешивания недопустимо, так как может вызвать коагуляцию белка. Затем смесь подогревают до 30—35 °С, обрабатывают на коллоидной мельнице и собирают в емкость. Водородный показатель (рН) раствора казеината натрия должен быть 6,6—6,9. Смесь нагревают при непрерывном перемешивании до 70—75 °С и выдерживают при этой температуре 30—35 мин.

Для уменьшения вязкости раствора казеината натрия перед сушкой его температуру поддерживают в пределах 70—80 °С. Сушат полученный раствор казеината на распылительных сушильных установках.

Для получения ферментированного казеината натрия в емкость подают воду температуру 50—60 °С, вносят казеин и гидроксид натрия. Полученную смесь вымешивают 5—10 мин при переработке молотого казеина и 30—40 мин — при переработке казеина с размером зерна 3^-5 мм. Затем контролируют рН полученной смеси (не более 7,5) и вносят фермент. Через 15 мин от начала внесения фермента начинают подогревать смесь. Подогрев продолжается в течение 30 мин до достижения раствором температуры 80—85 °С. При этом процессы растворения казеина и ферментации протекают одновременно. В процессе ферментации контролируют рН — 6,6—6,9.

Для пастеризации и инактивации фермента раствор казеината натрия нагревают до температуры 80—85 °С и выдерживают при этой температуре в течение 30 мин. Обработка на коллоидной мельнице, хранение в емкости и сушка ферментированного казеината натрия осуществляется так же, как и обычного казеината.

Массовая доля влаги в готовом продукте должна быть не более 6%, жира — не более 2%, общее количество микроорганизмов в 1 г казеината — не более 50 000.