Istnieją dwa rodzaje kazeiny: kazeina kwaśna i kazeina podpuszczkowa. Kazeinę kwaśną otrzymuje się przez zakwaszenie odtłuszczonego mleka aż do osiągnięcia punktu izoelektrycznego (pH± 4,6) kazeiny, a kazeina podpuszczkowa powstaje w wyniku koagulacji enzymatycznej.

Kazeinian jest częściej stosowany w przemyśle spożywczym niż kazeina, ponieważ jest bardziej rozpuszczalny niż kazeina. Kazeinian, zwykle kazeinian sodu lub wapnia, jest często stosowany jako emulgator lub substancja utrzymująca wilgotność w produktach mięsnych. Kazeinian jest często wykorzystywany jako źródło białka, stabilizator piany lub składnik substytutów mleka lub śmietany. Aby utrzymać zawartość soli w produkcie na jak najniższym poziomie, kazeinian wapnia jest często preferowanym wyborem.

Produkcja kazeinianu

W następnej części zostanie wyjaśniona zarówno produkcja kazeinianu sodu jak i kazeinianu wapnia. Oba produkty powstają w wyniku reakcji pomiędzy kwaśnym skrzepem kazeinowym lub kwaśną kazeiną w proszku a ługiem (wodorotlenkiem sodu). Dlatego też proces produkcji kazeiny kwaśnej zostanie opisany jako pierwszy.

Kwaśna kazeina

Surowiec

Do produkcji kazeiny kwaśnej stosuje się odtłuszczone mleko o niskiej zawartości tłuszczu, ponieważ obecność tłuszczu zmniejsza trwałość kazeiny. Odtłuszczanie musi być wykonane dokładnie.

Ponieważ mikroorganizmy mogą mieć negatywny wpływ na kolor i konsystencję kazeiny, surowe mleko odtłuszczone musi być dobrej jakości. Mleko nie może być intensywnie podgrzewane, ponieważ mogłoby to wywołać niepożądane reakcje chemiczne z różnymi składnikami mleka, a kolor kazeiny stałby się zbyt ciemny. Aby zapobiec tym zjawiskom mleko oprócz pasteryzacji jest również mikrofiltrowane.

Pasteryzacja

Surowe mleko odtłuszczone jest pasteryzowane przez 15 do 20 sekund w temperaturze 72°C.

Kwaszenie

Dzięki zakwaszeniu mleka do punktu izoelektrycznego kazeiny, który leży pomiędzy pH 4 i 4,8, ujemny ładunek miceli kazeinowych jest unoszony przez obecne jony wodorowe. W rezultacie następuje koagulacja miceli kazeinowych.

Kwaszenie może odbywać się na dwa sposoby: nieorganiczny lub organiczny. preferowane jest biologiczne/organiczne zakwaszanie w celu wykorzystania kazeiny lub kazeinianu w produktach spożywczych.

Kwaszenie nieorganiczne
Po pasteryzacji odtłuszczone mleko jest schładzane do około 32°C. Za pomocą kwasu solnego lub siarkowego obniża się pH odtłuszczonego mleka do pH pomiędzy 4,3 a 4,6. Następnie mieszankę podgrzewa się za pomocą wymiennika ciepła do temperatury 40 – 45°C i utrzymuje w tej temperaturze przez 2 minuty. W tym czasie powstają agregaty kazeinowe.

Kwaszenie biologiczne
Po pasteryzacji mleko odtłuszczone jest schładzane do temperatury około 25°C. Do mleka odtłuszczonego dodaje się niegazotwórczy starter mezofilny, który zapewnia pożądany spadek pH w ciągu około 15 godzin. Zakwaszanie nie powinno postępować zbyt szybko, ponieważ może to prowadzić do nierównej jakości i zmniejszonej wydajności. Gdy pożądane pH zostanie osiągnięte, miesza się mieszankę, podgrzewa za pomocą wymiennika ciepła i utrzymuje przez krótką chwilę w stałej temperaturze 50 do 55°C.

Mycie

Przed rozpoczęciem procesu mycia, tworząca się serwatka jest usuwana za pomocą dekantera, dzięki czemu podczas mycia wymagana jest mniejsza ilość wody. Kolejnym etapem jest mycie kazeiny w temperaturze od 35 do 60°C w 3 etapach w płuczce przeciwprądowej przy użyciu wody, usuwając białka serwatkowe, laktozę i sole. Po każdym etapie mycia część wody z mycia oddziela się do karafki z kazeiną. Po ostatnim etapie, wirowanie wytwarza kazeinę o zawartości suchej masy pomiędzy 40 a 45 procent, co czyni kazeinę gotową do suszenia.

Kazeinę można odzyskać zarówno z serwatki, jak i z wody do mycia, stosując wirówkę. Po rozpuszczeniu w ługu, kazeina może być ponownie umieszczona w mleku wyjściowym.

Suszenie

Używając gorącego powietrza, kazeina jest suszona aż do uzyskania zawartości wilgoci 12 procent. Suszenie kazeiny może odbywać się na kilka sposobów. Gdy stosuje się dwuetapowy proces suszenia, temperatura suszenia w pierwszym etapie wynosi około 50-55°C, a w drugim etapie około 65°C.

Mielenie

Po wysuszeniu kazeiny, kazeina jest mielona na proszek o wielkości cząstek 0,32, 0,42 lub 0,64 mm.

Kazeinian

Czynnik

Kazeinian może być wytwarzany z kwaśnej kazeiny, kwaśnego skrzepu kazeinowego lub proszku. Zazwyczaj preferowany jest jednak skrzep kazeiny kwaśnej. Niezależnie od tego, który surowiec zostanie użyty, zawartość suchej masy powinna być zredukowana do 18 do 24 procent poprzez dodanie wody. W przeciwnym razie lepkość roztworu stałaby się zbyt wysoka, ponieważ składa się on praktycznie tylko z białka.

Mielenie na mokro

Mieszanina jest pompowana do młyna koloidalnego, w którym wielkość cząstek emulsji jest zmniejszana, co powoduje powstanie gęstej pasty. Dzięki temu zmniejszeniu wielkości cząstek zwiększa się szybkość rozpuszczania ługu, który jest dodawany później.

Mielenie na mokro odbywa się w temperaturze poniżej 45°C, ponieważ wyższa temperatura jest bardziej prawdopodobna, aby spowodować ponowną aglomerację. Otrzymana papka jest następnie zbierana w zbiorniku o podwójnych ścianach, wyposażonym w wydajne mieszadło. Dodawanie ługu Rozwodniony roztwór ługu jest ostrożnie dodawany do papki, aż do osiągnięcia pożądanej wartości pH 6,7. Przy tej wartości pH lepkość roztworu jest najniższa.

Który roztwór żrący jest używany zależy od produktu, który ma być wyprodukowany.

• Kazeinian sodu
  Do produkcji kazeinianu sodu używany jest 2,5 M lub 10% wodny roztwór wodorotlenku sodu. Do szczególnych celów można użyć wodorowęglanu sodu lub roztworu fosforanu sodu. Po osiągnięciu pożądanego pH całość powinna być jak najszybciej ogrzana do temperatury 60-75°C. W przeciwnym razie lepkość zbytnio by wzrosła. Rozpuszczanie ługu trwa od 30 do 60 minut, aby zakończyć.

• Maślan wapnia
  Rozpuszczanie roztworu wodorotlenku wapnia jest znacznie bardziej czasochłonne w porównaniu z roztworem sody kaustycznej. Dlatego kazeina jest często najpierw rozpuszczana w amoniaku. Następnie dodaje się wodorotlenek wapnia rozpuszczony w sacharozie, a mieszaninę kazeinianu wapnia poddaje się suszeniu. Większość amoniaku odparowuje podczas procesu suszenia.

Podgrzewanie

Aby roztwór kazeinianu nadawał się do rozpylania, jest on wstępnie podgrzewany do temperatury 80-90°C. W ten sposób lepkość roztworu jest utrzymywana na jak najniższym poziomie i można pracować z roztworem o zawartości suchej masy do 24%.

Suszenie

Ponieważ zawartość suchej masy w żywności, która ma być suszona jest niska, preferuje się nebulizację przy użyciu dyszy. Ponadto, zaleca się suszenie w dwóch etapach. Po wysuszeniu kazeinianu sodu w wieży suszenia rozpyłowego w temperaturze powietrza od 200 do 230°C do zawartości wilgoci od 10 do 12%, dodatkowa zawartość wilgoci jest redukowana przy użyciu suszarki fluidalnej.

Bezpieczeństwo żywności & Higieniczna konstrukcja

Większość procesów mleczarskich odbywa się przy stosunkowo wysokim pH i w wilgotnych warunkach, które tworzą idealne środowisko dla rozwoju różnych mikroorganizmów – takich jak mikroorganizmy powodujące choroby. Dlatego ważne jest, aby cały system był zbudowany zgodnie z normami higienicznymi – tak, aby można go było czyścić do poziomu mikrobiologicznego. Po procesie czyszczenia, dezynfekcja może zabić wszelkie pozostałe mikroorganizmy wegetatywne.

W przypadku, gdy maszyny nie można całkowicie opróżnić, sprzęt straci swój status „czystego”, nawet po tym jak został wyczyszczony, ale był odstawiony na pewien okres czasu. Maszyny muszą być dokładnie wyczyszczone i zdezynfekowane przed ponownym rozpoczęciem procesu produkcyjnego.

.