В конце 2021 года научный коллектив под руководством доцента кафедры технологического оборудования Владимира Шохалова выиграл государственный научный грант Вологодской области в размере 2 100 000 рублей на выполнение работы «Разработка технологии безлактозного молока и лактозы пищевой на основе научных исследований мембранных и ферментативных процессов обработки молочного сырья». На протяжении года ученые академии работали над технологией и уже добились значимых результатов.
Есть несколько способов получить безлактозное и низколактозное молоко. Самый простой и широко используемый сегодня в России – ферментативный. При внесении фермента в молочную смесь лактоза расщепляется на 2 простых сахара: глюкозу и галактозу. Однако у этого метода есть существенный недостаток – молоко становится излишне сладким, а это отклонение от качественных показателей.
В Вологодской ГМХА собираются получить безлактозное и низколактозное молоко с показателями качества, как у натурального, с применением ультрафильтрации. Сам по себе метод не новый – он был запатентован еще в 80-х годах крупной финской молочно-промышленной компанией, которая сегодня ушла с российского рынка. Точных данных по этому методу в доступных источниках нет – зарубежные производители держат их в секрете, а импортные технологии поставлялись в Россию «под ключ», поэтому вологодские ученые решили разработать собственную, отечественную технологию.
«Здесь не обходится без мембранной техники. Меня эта стадия процесса заинтересовала больше всего, так как ранее я занимался нанофильтрацией и обратным осмосом, но, в основном, для переработки вторичного молочного сырья, - рассказывает Владимир Шохалов, - Ультрафильтрация позволяет удалить часть лактозы в процессе обработки. В итоге этого процесса мы получаем концентрат или, другими словами, ультрафильтрационный ретентат - это система, которая может иметь массовую долю сухих веществ до 26-27%. Если мы ее разбавим подготовленной питьевой водой до 12% сухих веществ – получим аналог низколактозного молока, потому что часть лактозы ушла с фильтратом. Чтобы получить полностью безлактозное молоко, нужно дорасщепить оставшуюся лактозу ферментом β-галактозидаой. Поскольку начальное содержание лактозы в нормализованной смеси было меньше, сладость будет адекватна натуральному молоку».
Сейчас у ученых уже есть данные по рекомендуемым концентрациям и режиму проведения ультрафильтрации в производственных условиях. Опытные образцы ультрафильтрационного концентрата были получены на пилотной установке в экспериментальном цехе Учебно-опытного завода ВГМХА им. Верещагина и на двух предприятиях Вологодской области, на которых есть необходимое оборудование. Ученые определили степень гидролиза в этих образцах, сладость и другие органолептические показатели.
Второй частью проекта является получение пищевого молочного сахара.
«В процессе ультрафильтрации белок задерживается, а лактоза проходит через мембрану - так мы ее физически удаляем из сырья, - пояснил Владимир Шохалов, - Если образовавшийся фильтрат, который содержит воду и лактозу, мы направим на нанофильтрацию, то через нанофильтрационную мембрану лактоза не пройдет - она будет концентрироваться».
В отличии от ультрафильтрации, процесс нанофильтрации в Вологодской ГМХА был подробно изучен на примере обработки молочной сыворотки. Оба они относятся к мембранной технике, которая в последнее время развивается, набирает обороты, расширяет спектр возможностей технологий переработки молока. Процессы принципиально отличаются давлением, которое прикладывается со стороны продуктового раствора на мембрану и размером пор мембраны – отсюда и разное функциональное назначение.
«Если ультрафильтрация в основном используется для выделения из молочного сырья белковой фазы и удаления воды с лактозой, то нанофильтрация используется для концентрирования практически всех веществ, которые есть в сырье, поскольку в фильтрат проходит только часть минеральных солей и вода», - объясняет Владимир Алексеевич.
Для реализации научного проекта академией в экспериментальный цех приобретена мембранная установка. Сейчас идут работы по ее наладке. Это полноценная производственная установка, но меньшей производительности, чем на промышленных предприятиях. Она предполагает установку мембраны по назначению: можно установить как нанофильтрационную, так и ультрафильтрационную мембрану.
Установка разработана вологодским производителем технологического оборудования для пищевой промышленности – компанией «Протемол» по техническому заданию доцента кафедры технологического оборудования Владимира Шевчука. Это полностью отечественная разработка: даже мембраны - основной элемент из установки - произведены на российском предприятии.
На крупных предприятиях молочной промышленности сегодня, преимущественно, применяются импортные мембранные установки. Для «Протемола» это полезный опыт создания подобного оборудования.
«Сейчас зеленый свет для российских машиностроительных предприятий. Поскольку западные поставки сокращены, у них есть возможность реализоваться, сделать шаг вперед, - заключил Владимир Шохалов, - Мы разобрались в том, что применяется на Западе, и теперь хотим предложить технологию Вологодской области».Пресс-центр Вологодской ГМХА
