صفر تا 100 فراوری آب پنیر

فراوری آب پنیر به چه صورت است؟ در این مقاله قصد داریم تا شما را با انواع فراوری آب پنیر و جداسازی لاکتوز از آب پنیر آشنا کنیم. تا پایان این مطلب با علم فود همراه باشید.

 

آب پنیر چیست؟

سرم شیر در حقیقت قسمت (فاز) آبی شیر است، که در هنگام پنیر سازی و یا رسوب کازیین از لخته جدا می شود. این بخش از شیر که ۹۰-۸۰ درصد حجم كل آن را تشکیل می دهد، شامل حدود 50 درصد مواد مغذی است که پروتیین های قابل حل شیر، لاكتوز، ویتامین ها و مواد معدنی از آن جمله اند.

آب پنیر به عنوان یک محصول فرعی حاصل از تولید پنیرهای سخت، نیمه سخت، نرم و کازئین تهیه شده به وسیله رنت محسوب شده و به نام آب پنیر شیرین معروف است. این فراورده دارای pH 5.9_6.3 است. آب پنیر اسیدی که دارای pH برابر 4.3 _4.6 است، در تولید کازئین رسوب یافته به وسیله اسیدهای معدنی حاصل می شود. در سالهای اخیر فرایندهای تجاری برای تولید آب پنیر و فراورده های حاصل از آن که کیفیت بالایی دارند، توسعه زیادی پیدا کرده است.

اولین مرحله در فراوری آب پنیر بدون توجه به نوع محصول نهایی، جدا کردن ذرات چربی و کازئین آن است. این امر موجب افزایش بازده و تولید اقتصادی شده و در ضمن عمليات بعدی در روی فراوری آب پنیر را آسانتر می کند. بیشترین نحوه استفاده از آب پنیر، خشک کردن آن به صورت موارد زیر است:

• پودر آب پنیر
• پودر آب پنیر کانی زدایی شده
• پودر آب پنیر لاکتوز دار
• پودر آب پنیر بدون لاکتوز 

مسلم است که در آینده فراوری آب پنیر و تبدیل آن به محصولات جدید با کیفیت مناسب توسعه زیادتری یافته و از این فراورده فرعی شیر در صنعت غذایی استفاده بیشتری خواهد شد.

 

 

انواع فراوری آب پنیر

آب پنیر را بعد از جمع آوری باید هر چه زودتر مورد فرایند قرار داد، زیرا ترکیب این ماده در دمای محیط موجب رشد باکتری ها می شود. انواع فراوری آب پنیر شامل موارد زیر است:

 

بازیافت ذرات کازیین و جدا کردن چربی

یکی از انواع فراوری آب پنیر، بازیافت ذرات کازئین و جدا کردن چربی است. به طور معمول در آب پنیر ذرات کازیین یافت می شود که اثر معکوس در روی جداسازی چربی داشته و باید ابتدا آنها را از آب پنیر خارج کرد. به این منظور انواع مختلف پالاها، سیکلونها و جداکننده های سانتریفیوژ استفاده می شود. بازیافت چربی از آب پنیر تا مدت ها تنها شکل فراوری آب پنیر محسوب می شد، که امروزه این عمل به وسیله جداکننده های گریز از مرکز انجام می شود.

 

 خنک کردن و پاستوریزاسیون

در صورت نگهداری و ذخیره آب پنیر باید به محض این که چربی آن گرفته شد، سرد و یا پاستوریزه شود اغلب برای نگهداری کوتاه مدت (۱۵-۱۰ ساعت) آب پنیر، سرد کردن برای کاهش و توقف فعالیت باکتریایی کافی است. برای نگهداری طولانی تر محصول باید پاستوریزه شود.

 

 استفاده از مواد نگهدارنده

در صورتی که از نظر قانونی منعی وجود نداشته باشد، می توان با افزودن یک ماده نگهدارنده مثل سدیم بی سولفیت یا آب اکسیژنه، آب پنیر را برای مدتی نگهداری کرد.

 

 

تغلیظ آب پنیر

تغلیظ کردن آب پنیر نیز از انواع فراوری آب پنیر است. به طور معمول  برای غلیظ کردن آب پنیر از تبخیر کننده نوع «آبشاری» دو یا چند مرحله ای در شرایط خلاء استفاده میکنند، برای تغلیظ ابتدایی این فراورده نیز روش اسمز معکوس به کار میرود. بعد از تبخیر آب پنیر به میزان 60-40 درصد ماده خشک کل، به سرعت آن را به وسیله صفحات تبادل حرارتی در حدود ۳۰ درجه سانتی گراد خنک می کنند و برای خنک شدن بیشتر ( ۱۵– ۲۰درجه سانیگراد ) آب پنیر غلیظ به یک بانک سه جداره منتقل و مرتب به هم زده می شود.

این عمل 8-6 ساعت طول می کشد تا حتی المقدور بلورهای بسیار ریز ایجاد شود که در نهایت روش خشک کردن افشان موجب تولید۔ محصولی  بدون رطوبت خواهد شد. آب پنیر غلیظ یک محلول لاکتوز بسیار اشباع شده بوده و در شرایط معینی از نظر حرارت و غلظت می تواند قبل از ترک تبخیر کننده به صورت بلور در آید. همچنین در غلظت های بالا (ماده خشک بیشتر از 65 درصد) محصول به قدری غلیظ و ویسکوز میشود که امکان جاری شدن ندارد.

 

خشک کردن آب پنیر

یکی دیگر از  روش های فراوری آب پنیر، خشک کردن آب پنیر است. آب پنیر مانند شیر مایع خشک می شود و از روش های غلطکی یا استوانه ای و افشان برای این منظور استفاده می شود. در روش غلطکی مشکل تراشیدن لایه آب پنیر خشک شده از سطح غلطک وجود دارد که باید برای رفع این مشکل قبل از خشک کردن آب پنیر به آن سبوس گندم یا جو اضافه کرد در حال حاضر از روش افشان به میزان وسیعی استفاده می کنند.

قبل از خشک کردن آب پنیر غلیظ شده، عملیاتی روی آن انجام خواهد شد که منجر به ایجاد بلورهای بسیار ریز لاکتوز می شود و همان طور که در بالا اشاره کردیم این امر در کیفیت محصول خشک شده تأثیر زیادی داشته و پودر آب پنیر حاصله بدون رطوبت بوده، آب جذب نمی کند و نیز حالت کلوخه به خود نمی گیرد.

امروزه از آب پنیر اسیدی (حاصل از پنیر دهقانی و لخته کازین) به علت مشکلاتی که در خشک کردن آن وجود دارد، استفاده نمی شود، زیرا این محصول حاوی اسید لاکتیک زیادی بوده و در حین خشک کردن افشان ایجاد کلوخه می کند. با خنثی کردن این نوع آب پنیر و افزودن موادی مثل شیر خشک و فرآورده های غلات به آن می توان فرایند خشک کردن را با سهولت بیشتری انجام داد.

 

کانی زدایی

 کانی زدایی یکی دیگر از انواع فراوری آب پنیر است. در صورتی که میزان مواد کانی آب پنیر کاهش یابد، این محصول یک ماده غذایی عالی برای مصرف انسان است. پروتئین های موجود در آب پنیر که دارای ارزش غذایی قابل توجهی اند حدود ۱۳ درصد از ماده خشک آن را تشکیل می دهند. لاکتوز آب پنیر با ویژگی تغذیه ای مناسب و تولید زائد انرژی و همچنین ویتامین های گروه “B” در این فراورده، آن را به یک محصول قابل توجه تبدیل می کند. کانی زدایی آب پنیر شامل خارج کردن کلرید سدیم و نیترات ها از آن بوده که با دو روش الکترودیالیز و تبادل یونی انجام می شود. 

جداسازی لاکتوز از آب پنیر

لاکتوز، ماده خشک اصلی آب پنیر بوده و با دو روش زیر جداسازی لاکتوز از آب پنیر صورت خواهد گرفت.پ:

• متبلور کردن لاکتوز در آب پنیری که تحت هیچ گونه فرایندی قرار نگرفته است
• متبلور کردن لاکتوز در آب پنیری که پروتئین های آن با روش های مختلف خارج شده اند

حاصل هر دو روش به صورت خشک شده  مورد مصرف حیوانات قرار می گیرد، که با زدودن نمک و افزودن پروتئین های با کیفیت خوب، بر ارزش غذایی آن می افزایند.

 

روش فراوری لاکتوز

تبلور لاكتوز

ابتدا آب پنیر تا میزان ماده خشک ۹۲-۹۰ درصد تبخیر شده و سپس به تانک تبلور منتقل و بلورهای لاکتوز به آن اضافه می شود. تبلور به طور آهسته با زمان و دمای مشخص و تعیین شده انجام می گیرد. تانک تبلور برای خنک کردن و به هم زدن محصول مجهز بوده و در جدار آن ماده خنک کننده جریان دارد.

بعد از این که تبلور انجام شد، محلول حاوی بلورها به یک سانتریفیوژ منتقل شده و بلورها جدا و خشک می شوند. سپس پودر حاصل بسته بندی می شود. برای سهولت جدا شدن بلورهای لاکتوز عمل تبلور باید به طوری صورت گیرد که اندازه بلورها از  0.2 میلیمتر بیشتر باشد، هر چه بلورها درشت تر باشند، بهتر جدا خواهند شد.

 

جداسازی لاکتوز

برای جداسازی لاکتوز از آب پنیر می توان از انواع مختلف سانتریفیوژ استفاده کرد. یکی از انواع مورد استفاده، سانتریفیوژ از نوع تنگی شکل و افقی است که به طور مداوم کار کرده و دارای یک وسیله جلو برنده است که برای تخلیه لاکتوز و خارج کردن آن به کار می رود. در هر دستگاه دو سری ماشین تعبیه شده است. لاکتوز از ماشين اول برای فرایند بیشتر به ماشین دوم هدایت شده و عمل کامل خواهد شد. در حین جداسازی ناخالصی های لاکتوز شسته می شوند. باقیمانده رطوبت از جداسازی دوم در حدود ۱۰ درصد است. (لاکتوز خالص حدود ۹۹ درصد ماده خشک را تشکیل میدهد).

 

تصفيه لاكتوز

بعد از جداسازی لاکتوز از آب پنیر برای به دست آوردن لاكتوز خالص تر (برای مصارف دارویی و غیره) باید عملیات دیگری روی آن انجام شود. به این منظور لاکتوز در آب گرم حل شده و غلظت ۵۰ درصد تهیه می شود سپس کربن فعال، فسفات و یک عامل پالایش به آن اضافه و بعد از پالایش محلول لاکتوز به یک تانک تبلور منتقل شده و به صورت قند خالص متبلور و سپس عمل جداسازی انجام خواهد شد.

 

خشک کردن لاكتوز

بعد از جداسازی لاکتوز از آب پنیر، لاکتوز خشک شده و رطوبت آن به مقدار 0.5 تا 0.1 درصد کاهش پیدا می کند. در زمان خشک کردن، حرارت نباید از ۹۳ درجه سانتی گراد تجاوز کند، زیرا در حرارت های بالاتر بتالاکتوز تشکیل می شود. زمان خشک کردن هم باید در نظر گرفته شود. اگر زمان خشک کردن کوتاه باشد، یک لایه نازک لاکتوز بدون شکل در روی بلور آلفا هیدرات تشکیل می شود که ممکن است در مراحل بعدی کلوخه ایجاد کند. زمان و دمای خشک کردن مدت ۲۰-۱۰ دقیقه در ۹۲ درجه سانتی گراد است. بلورهای لاکتوز اغلب بلافاصله بعد از خشک شدن به صورت پودر، خرد شده و بسته بندی می شوند.

 

 بازیافت پروتئین‌های آب پنیر

برای تغلیظ پروتئین های آب پنیر روش های مختلفی به کار میرود، بستگی به روش مورد استفاده ممکن  پروتئین ها به صورت تغییر ماهیت یافته، به دست آیند. به هر صورت برای تغییر ماهیت دادن پروتئین های سرم از حرارت استفاده می شود.

 

بازیافت پروتئین‌های آب پنیر با روش فراپالایش

در حقیقت روش فراپالایش برای تقسیم آب پنیر به دو بخش غنی از پروتئین و کم پروتئین به ترتیب به عنوان بخش غیر تراوا و ناتراوا به کار میرود. جداسازی این دو بخش تحت فشار صورت گرفته بخش حاوی مولکولهای کوچکتر (مواد معدنی و لاكتوز) از لابه لای غشای نازک عبور کرده و قسمت دیگر که دارای مولکول های درشت تر یا پروتئین است در پالا می ماند.

غشاهای مورد استفاده از یک ماده پلیمری ساختگی تهیه شده و ویژگی پالاها بر حسب ترکیب ماده و تخلخل آنها متفاوت است.  در حدود 95 درصد از کل آب پنیر به عنوان ماده تراوا جمع آوری میشود و میتوان پروتئین غلیظ شده ای که در حدود ۷۰درصد ماده خشک را تشکیل می دهد به صورت یک محصول خشک شده بدست آورد.

 

 

بازیافت پروتئین های تغییر ماهیت یافته

به طور کلی می توان پروتئین های سرم را به وسیله آنزیم رنت یا اسید رسوب داد. البته در صورتی که در ابتدا این پروتئین ها به وسیله حرارت تغییر ماهیت یافته باشند، می توان آنها را با اسید رسوب داد که این فرایند به دو مرحله زیر تقسیم می شود:

الف – رسوب و تغییر ماهیت پروتئین به وسیله ترکیبی از حرارت و pH

ب- تغلیظ پروتئین ها به وسیله عمل جداسازی

 

 

عدم تحمل لاکتوز چیست؟

بعضی از افراد فاقد آنزیم هیدرولیز کننده لاکتوز در دستگاه گوارش خود بوده و قادر به نوشیدن شیر و فراورده های آن نیستند که به آن عدم تحمل لاکتوز می گویند. هیدرولیز لاکتوز در شیر این مشکل را مرتفع و چنین اشخاصی میتوانند از شیر عنوان یک ماده غذایی با ارزش استفاده کنند.

 

 

چگونه از ایجاد بافت شنی در بستنی جلوگیری کنیم؟

لاكتوز یک قند دوتایی است که از یک مولکول گلوکز و یک مولکول گالاکتوز تشکیل شده است. این قند به صورت دو ایزومر آلفا لاکتوز و بتا لاکتوز وجود دارند که از نظر ترتیب و شکل فضایی قرار گرفتن گروه هیدروکسیل در اتم کربن مولکول گلوکز تفاوت داشته و از نظر حلالیت، شکل بلور، نقطه ذوب و اثر فیزیولوژیکی با هم متفاوت اند.

تجزیه لاکتوز به شکل آب کافتی با اتصال آب یا آنزیم به آن صورت می گیرد. آنزیم تجزیه کننده این قند بتاگالاکتوزیداز است که به آنزیم های گروه هیدرولیز کننده تعلق دارد. شیرینی لاکتوز، همانند سایر قندها نبوده و هیدرولیز آن منتج به ایجاد قندهایی می شود که به مراتب از لاکتوز شیرین ترند.

بعضی از مشکلات در صنایع شیر مثل بافت شنی بستنی (تبلور لاكتوز) را می توان با آب کافت (هیدرولیز) قند شیر مورد استفاده برای بستنی از بین برد. آبکافت لاکتوز به وسیله آنزیم یا اسيد انجام می‌شود. در صورت وجود واکنش قهوه ای شدن در زمان هیدرولیز می توان با فرایند تبادل یونی یا بالایش محلول به کمک کربن فعال، این مشکل را رفع کرد.

 

 

 

 

دوست عزیز علم فودی اگر می خوای از دوره های تخصصی که علم فود برگزار میکنه باخبر بشی و کلی مطلب علمی در زمینه صنایع غذایی یاد بگیری علم فود رو در اینستاگرام هم دنبال کن (کافیه روی عکس زیر کلیک کنی تا وارد پیج علم فود بشی):

علم فود

کتاب بهداشت و فناوری شیر دکتر گیتی کریم از دانشگاه تهران

اگر زبان انگلیسی شما خوب است میتوانید در مورد فراوری آب پنیر هم در اینجا مطالعه کنید.