Современные нано-,био-, мембранные и биомембранные технологии творога и мягких сыров. Миф и реальность

  В принципиальном (концептуальном) плане сущность темы заключается в том, что молоко, как и все сельскохозяйственное сырье, (обратите внимание – постоянно возобновляемые ресурсы) и получаемые из него продукты питания, в том числе творог и мягкие сыры, следует рассматривать как объекты  нанотехнологии, а их составляющие на молекулярном уровне в качестве природных кластеров в виде простых (молекулы, атомы) или сложных (мицеллы, агрегаты, частицы) соединений.
  Используя имеющуюся в нашем распоряжении информацию о составе, размерах и свойствах молочного сырья, как гетерогенной биотехнологической системы, схему её форматирования следует рассматривать в качестве кластерных структур (соединений) – липиды (молочный жир); азотосодержащие соединения – белковые вещества (казеин и сывороточные белки) и углеводы (аномеры лактозы). В идеализированном виде молоко может рассматриваться как МОДЕЛЬ для направленного и управляемого создания продуктов функционального питания для детерминированных групп населения, кормовых средств, медпрепаратов и технических полуфабрикатов (биочипы) нового поколения.
     В процессе технологической обработки. При получении творога и мягких сыров, все эти соединения (кластеры) подвергаются направленной конформации для получения желаемых продуктов. Исторически промышленная технология как бы копировала естественные (живые) процессы желудочно-кишечного тракта млекопитающихся или самопроизвольного сквашивания – биотехнология. Появившиеся  в последние годы в отрасли новые процессы – мембранная и биомембранная технология. Требуют принципиально нового подхода к рассмотрению научных основ получения. А м. б. и  использования (по заветам Гиппократа, исследованиям И.И. Мечникова и И.П. Павлова) молочных продуктов. Представляется, что это возможно на базе воззрений нанотехнологии и формирующихся разделов фундаментальных наук – геномика, протеомика. Липидомика, пептидомика и др. По аналогии просится, применительно к нашей отрасли (молоко), - лактоомика, а объекту наших многолетних многолетних исследований (лактозе) – лактомика. Публикации Н.А. Тихомировой, И.Т. Смыкова, С.А. Гудкова, И.А. Евдокимова, А.В. Серова подтверждают фактически сложившуюся перспективу нанотехнологий молочного дела. Разработки школы В.В. Молочникова открывают мир биомембранных технологий. Исследования О.А. Суюнчева принципиально меняют технологическую парадигму молочных белково-жировых продуктов, в т. ч. Творога и мягких сыров. Возможности мембранной технологии демонстрируют выдающиеся достижения современной российско-чешской разработки «МЕГА ПрофиЛайн» (И.А. Евдокимов с сотр.).
  Научное обеспечение тематики по освещаемой теме обеспечивает специальное Отделение хранения и переработки Российской академии сельскохозяйственных наук. Оно включает более 20 специализированных и хорошо известных в отрасли НИИ, в т.ч. по тематике семинара – ВНИМИ, ВНИИМС, НИИДП, региональные – в решение проблем по производству молочных продуктов нового поколения вносят творческие коллективы многих Высших учебных заведений – Университеты, Академии, Институты. Например, в нашем СевКавГТУ исторически (более 35 лет назад при создании СтПИ) была предусмотрена подготовка специалистов высшей квалификации по переработке мяса и молока, (теперь ещё семь специальностей) и сформировано научное направление в области продовольствия. Оно включает научные разработки нашего творческого коллектива (12 д.т.н., профессоров; 55 к.т.н., доцентов; 45 сотр., около 600 студентов по профилю, плюс потенциал ещё 50 профессий – почти 20000 чел.) – более 100 инновационных разработок и 50 проектов в качестве научного задела для формирования Программ, проектов (грантов) и бизнес-планов по нанотехнологии продуктов питания. При этом содержательная часть предлагаемых инноваций основана на принципах традиционной, например, для молочного дела, биотехнологии  и быстро развивающейся молекулярно-ситовой фильтрации электродиализ, ионный обмен, сорбция-десорбция – мембранные технологии). В настоящее время в портфеле инноваций научного направления имеются готовые пакеты предложений по:
- теории и практике использования нейронных сетей (искусственного интеллекта и генетических алгоритмов) для молекулярного моделирования биокластеров на примере лактозы молочного сырья;
- бактериальной санации молочного сырья в реальных условиях биоценоза;
- инновационным технологиям продуктов из козьего молока;
- оригинальным технологиям сыров из молочной сыворотки;
- критическим технологиям жидких сыров (ноу-хау);
- электро-баро-мембранным технологиям обработки молочного сырья на базе международной лаборатории с чешской фирмой «МЕГА»;
- ферментативному гидролизу лактозы, её изомеризации в лактулозу реагентными, в т. ч. Высокоэффективными методами, и направленному делактозированию;
- использованию хитозана и его производных в технологии молочных продуктов;
- гиппоалергенные улучшители на основе молочного сырья для хлебопечения;
- кормовые добавки нового поколения БИКОДО и Профилакт;
- применению стабилизационных систем на основе компонентов молочного сырья и их производных в технологии мясопродуктов;
- ферментативному катализу молочного и др. видов сельхозсырья в ЭХА-растворах (т. н. «живая» и «мёртвая» вода);
  Прошу обратить внимание, что перечислены только темы, имеющие отношение к молочному делу, в портфеле инноваций масса разработок по мясу, рыбе, пиву и др. продуктам с их аппаратурным оформлением. Следует отметить, что формированию тематики с уклоном в область нанотехнологии способствовало наличие в Универсистете мощной школы академика Б.М. Синельникова (нашего редактора) по наноструктурам и наноматериалам.
  Поле деятельности творческого коллектива научного направления – научное, кадровое и информационное обеспечение приоритетов Национальных проектов в области:
- образования (подготовка и перерподготовка кадров на принципиально новой основе технологии продуктов питания – биокластеры липидного, азоитстого, углеводного и минерального комплексов сельскохозяйственного сырья с получением продуктов функционального питания нового поколения – про-, пре- и синбиотиков, БАВ и нутриентов);
- развития АПК (инновационные технологии продуктов питания нового поколения, конкурентоспособные в условиях ВТО, ЕЭС, адаптированные к системе ХАССП);
- медицины (по завету Гиппократа – пусть пища станет лекарством, - например, пребиотик №1 и промотор бифидобактерий ЛАКТУЛОЗА, удостоенная премии Правительсва РФ в области науки и техники – головная организация СевКавГТУ или продукты с хитозаном, жидкие сыры и молочные напитки с минеральной водой. Особенно актуальны для Ставрополя и ЮФО с учётом КМВ и предстоящей Олимпиады в г. Сочи). Нам приятно сознавать, что труд членов творческого коллектива востребован в виде Международного признания – эксперты ММФ проф-ра И.А. Евдокимов и А.В. Серов, доц. Л.Р. Алиева; Международная лаборатория по мембранной технологии с чешской фиромй «МЕГА»;Сипозиум ММФ «Лактоза и её производные» (май, 2007); федеральном(Образовательный центр молочной промышленности при ВНИМИ); региональном (НТЦ «Молоко юга России», Кубань) уровнях. Наконец-то, после многих лет «раскачки», кажется, сдвинулось с застоя проблема полного и рацинального использования молочной сыворотки – Кемеровский МКК (В.А. Барсуков), фирма «Южный сахар» (Е.Н. Хворостина) и др. Продолжается активная работа с Белоруссией (К.В. Объедков) по внедрению ЛАКТУЛОЗЫ. В России она пока держится благодаря энтузиазму проф. Г.Б. Гаврилова (ГУЯГИСПП). Отрасль и бизнес-сообщество, к сожалению, ещё не поняли значимости и выгоды этого «чуда из молока», как впрочем, и многих других производных «сахара жизни» - лактозы.
     Применительно к теме настоящего Семинара особое внимание хотелось бы привлечь к проблеме т. н. «жидких творога и мягких сыров» или «молодой сыр в нарезке», которые, к сожалению «в зарубежном сарафане», уже имеются на прилавках наших магазинов и ждут внимания отечественных учёных и практиков. Это отдельная и большая тема! С другой стороны при производстве творога и мягких сыров неизбежно (по традиционной технологии) появляется побочный продукт (технологическая фракция) – молочная сыворотка. В неё, кстати переходит почти 50% сухих веществ исходного сырья – «полумолоко». Проблема полного и рационального использования творожной (кислой) и подырной (сладкой) молочной сыворотки от производства мягких сыров требует отдельного рассмотрения. С позиции нанотехнологии имеется блестящая перспектива – направленно и управляемо «конструировать» творог и мягкие сыры из биокластеров молочного сырья и совместимых с ним компонентов растительного и животного происхождения. При этом может быть реализован законченный и даже замкнутый цикл молочного производства. Данная проблема так же требует принципиально нового подхода и ждёт своего решения.


Автор: А. Г. Храмцов, академик Россельхозакадемии, профессор-консультант Северо-Кавказского государственного технического университета, г. Ставрополь

Материал подготовлен в рамках проведения международной научно-практической конференции "Современный взгляд на производство творога, творожных паст и сыров: расширение ассортимента, совершенствование технологии и оборудования", которая проходит с
16 - 20 июня 2008 в г. Ставрополе.