Разработка биопродуктов функционального назначения на основе побочных продуктов переработки молока (сыворотки)

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации 
Федеральное государственное бюджетное образовательное 
учреждение высшего образования 
«Самарский государственный аграрный университет» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Разработка биопродуктов  
функционального назначения  
на основе побочных продуктов  
переработки молока (сыворотки)  
 
 
Монография  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Кинель 2022 
 
1 

УДК 664: 637.1 
ББК 36 
Р17 
 
Рекомендовано научно-техническим советом Самарского ГАУ 
 
Рецензенты: 
д-р биол. наук, проф. кафедры биотехнологий и переработки 
сельскохозяйственной продукции, ФГБОУ ВО Чувашский ГАУ,  
Г. А. Ларионов;  
д-р с.-х. наук, доцент, зав. кафедрой «Технология переработки продукции 
животноводства», ФГБОУ ВО Ижевская ГСХА,  
Г. Ю. Березкина 
 
Авторский коллектив: 
Л. А. Коростелева, Р. Х. Баймишев, Т. Н. Романова, 
Е. В. Долгошева, И. В. Сухова, М. А. Канаев  
 
Р17 Разработка биопродуктов функционального назначения  
на основе побочных продуктов переработки молока (сыворотки) : монография / Л. А. Коростелева, Р. Х. Баймишев,  
Т. Н. Романова [и др.]. – Кинель : ИБЦ Самарского ГАУ, 
2022. – 152 с. 
ISBN 978-5-88575-679-2 
 
В монографии представлен материал по разработке биопродуктов 
функционального назначения, выработанных на основе вторичных продуктов, полученных при переработке молока (сыворотки). Включает вопросы состояния переработки молока и применения вторичного молочного сырья при производстве молочной и мясной продукции. Издание 
адресовано научным работникам, аспирантам, магистрантам, студентам и 
специалистам предприятий, занимающимся переработкой сельскохозяйственного сырья и производством продуктов питания. 
 
 
УДК 664: 637.1 
ББК 36 
ISBN 978-5-88575-679-2 
 
© ФГБОУ ВО Самарский ГАУ, 2022 
© Коростелева Л. А., Баймишев Р. Х., Романова Т. Н., 
Долгошева Е. В., Сухова И. В., Канаев М. А., 2022 
 
2 

Оглавление 
 
 
Введение……………………………………………………………...... 
5 
1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПЕРЕРАБОТКИ И ПРИМЕНЕНИЯ ВТОРИЧНОГО МОЛОЧНОГО СЫРЬЯ………......................... 
7 
   1.1. Современное состояние переработки молочной сыворотки  
в России и за рубежом……………………………………………….... 
7 
   1.2. Химический состав и свойства молочной сыворотки ……….. 
11 
   1.3. Физические свойства вторичного сырья, получаемого от 
переработки молока …………………………………………………... 
16 
   1.4. Биологическая ценность вторичного молочного сырья …...... 
19 
2. ПОЛУЧЕНИЕ, ПЕРЕРАБОТКА И ПРИМЕНЕНИЕ ВТОРИЧНОГО МОЛОЧНОГО СЫРЬЯ…………………………….................. 
22 
   2.1. Переработка сыворотки и получение пищевых продуктов...... 
28 
   2.2. Технология гранулирования композиций, содержащих сыворотку………..……………………………………………………....... 
32 
   2.3. Низкокалорийные десертные продукты с ультрафильтратом 
творожной сыворотки……………………………………………........ 
33 
   2.4. Применение продуктов переработки молока в лечебных целях…………………………………………………………………........ 
35 
   2.5. Напитки из молочной сыворотки, приготовленные с использованием лекарственных растений…………………………............... 
37 
   2.6. Применение молочной сыворотки в мясном производстве..... 
39 
   2.7. Применение молочной сыворотки при производстве хлебобулочных изделий…………………………………………………….. 
45 
   2.8. Использование молочной сыворотки при производстве заменителя сухого молока……………..……….………………………. 
45 
3. ПРИМЕНЕНИЕ СЫВОРОТКИ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ МОЛОЧНОЙ ПРОДУКЦИИ....................................................................... 
47 
   3.1. Разработка технологии производства и оценка качества альбуминной пасты (сыр  ) ……………..……………………...... 
47 
   3.2. Разработка технологии производства мягкого сыра Рикотта 
из вторичного сырья различных видов ……………………………... 
53 
   3.3. Разработка технологии производства и оценка качества сывороточного кваса……………………………………………………... 
61 
   3.4. Разработка технологии производства и оценка качества 
напитка, приготовленного на основе сыворотки с применением 
натуральных соков…………………………………………………..... 
66 
   3.5. Разработка технологии производства и оценка качества пробиотических сывороточных напитков функционального назначения…………………………………………………………………….... 
74 
 
3 

 
4. ИССЛЕДОВАНИЯ ПО ПРИМЕНЕНИЮ МОЛОЧНОЙ СЫВОРОТКИ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ МЯСНОЙ ПРОДУКЦИИ............... 
81 
   4.1. Разработка технологии производства и оценка качества 
пастромы, приготовленной из мяса индейки с применением многокомпонентной смеси КОМБИ КР8……………..…..……………… 
81 
   4.2. Разработка технологии производства и оценка качества копчено-вареных рулетов, приготовленных с применением молочной 
сыворотки производства ООО «Тагрис»………………….................. 
92 
   4.3. Разработка технологии производства и оценка качества ветчины вареной, приготовленной с применением молочной сыворотки………………………………………………………………….... 
104 
   4.4. Разработка технологии производства и оценка качества 
шейки копчено-вареной с применением сухой творожной и натуральной творожной сыворотки…………………..…..………………. 
116 
 
   4.5. Разработка технологии производства и оценка качества окорочков куриных копчено-вареных, приготовленных с добавлением 
молочной сыворотки………………………..………….………........... 
121 
   4.6. Разработка технологии производства и оценка качества грудок куриных варено-копченых, приготовленных с применением 
сухой (творожной) молочной сыворотки…………………………..... 
127 
   4.7. Разработка технологии производства и оценка качества полукопченых колбасных изделий с применением молочной сыворотки………………………………………………………………........ 
137 
ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………………………....... 
141 
Литература.............................................................................................. 
144 
Алфавитно-предметный указатель....................................................... 
151 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4 

Введение  
 
Молоко и молочные продукты относятся к незаменимым продуктам питания. Особенное значение молоко и молочные продукты имеют для питания людей в крайних возрастных группах, т. е. в 
детском и пожилом возрасте. Молочные продукты являются основными продуктами диетического и лечебного питания и отличаются от других продуктов питания тем, что в их составе представлены все необходимые для организма пищевые и биологически активные вещества в оптимально сбалансированном состоянии. Включение молочных продуктов в любой пищевой рацион 
повышает его полноценность и качественные показатели, способствует лучшему усвоению других компонентов [2, 5, 6, 8, 9, 15, 25, 
56, 61]. 
Принцип полного использования компонентов молока характеризуется тем, что молоко цельное и обезжиренное, пахта или 
молочная сыворотка не подвергаются разделению на компоненты. 
Этот принцип положен в основу производства различных молочных напитков, сгущенных и сухих концентратов, заменителей 
цельного молока [2, 8, 10, 11, 19, 21, 25, 50, 54, 61, 64]; 
Повышение эффективности производства неразрывно связано 
с рациональным использованием всех сырьевых ресурсов на принципах малоотходной и безотходной технологии [5, 7, 11, 15, 24, 25, 
35, 38]. 
Безотходная технология – это практическое применение знаний, методов и средств, с тем чтобы наиболее рационально использовать природные ресурсы и энергию [7, 10, 17, 21, 27, 58]. 
Традиционная технология промышленной переработки молока не позволяет использовать все составные части молока (сухой 
остаток), например, при производстве сливочного масла, сыра, 
творога, казеина и др. При их производстве неизбежно получают 
побочные продукты в виде обезжиренного молока, пахты и молочной сыворотки, которые широко используются для выработки 
пищевых продуктов, кормовых средств, медицинских и технических препаратов [1, 2, 3, 4, 19, 20, 22, 33, 34, 35, 37, 48, 55, 56, 57].  
При 
промышленной 
переработке 
молока, 
происходят  
естественные  технологические  потери сухих веществ и отдельных компонентов, которые строго нормируются. Их можно  
 
5 

существенно снизить или исключить полностью путем совершенствования способов обработки молока или их принципиального 
изменения. Однако в настоящее время с этими потерями приходится считаться. Рассматривая проблему безотходной технологии 
применительно к нормативным потерям, единственно приемлемым способом является извлечение их с последующим использованием в виде кормовых средств и технических препаратов [7, 10, 
20]. 
Кроме того, в молочной промышленности имеются отходы, 
которые появляются при выработке плавленых сыров и топленого 
масла в виде зачисток. К отходам можно также отнести сепараторную слизь. Промежуточные продукты, нормативные потери и отходы также относятся к вторичным материальным ресурсам. 
Следует отметить наличие отходов потребления молочных 
продуктов – срезы корки сыров, смывы с бутылок, остатки продукции на таре, которые, к сожалению, в настоящее время практически полностью теряются. 
Вторичные материальные ресурсы молочной промышленности [8, 10, 17, 19] можно использовать по следующим направлениям: 
– в молочной промышленности для производства молочной 
продукции [4, 5, 6, 9, 13, 15, 22, 33, 36, 45, 46, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 
57, 58, 63, 66]; 
– в мясной промышленности при производстве мясной продукции [3, 14, 24, 26, 30, 31, 32, 59, 65]; 
– в пищевой промышленности в качестве наполнителей, обогатителей и добавок при производстве пищевых продуктов (хлебобулочные изделия, газированные напитки, конфеты, шоколад  
и др.) [2, 4, 6, 33, 34, 37, 48, 51, 54]; 
– в медицинской промышленности в качестве основы (гидролизаты), наполнителя или сырьевого субстрата (молочный сахар) 
[18, 25, 57, 66]; 
– в сельском хозяйстве  для  производства   кормовых  средств 
[12, 20, 23, 64]. 
В связи с этим решение проблемы использования вторичного 
сырья, получаемого при переработке молока в молочные продукты 
является актуальной. 
 
 
 
6 

1. Современное состояние переработки 
и применения вторичного молочного сырья 
 
 
1.1. Современное состояние переработки  
молочной сыворотки в России и за рубежом 
 
Молочная сыворотка – питательный и полезный продукт, использование которого в пищевой промышленности обосновано 
длительным сроком хранения без потери ценных качеств.  
Проблема переработки молочной сыворотки актуальна и на 
сегодняшний день. Молоко – это уникальная биологическая жидкость, содержащая в своём составе более 200 нутриентов, необходимых для жизнедеятельности человека и млекопитающих животных. Удалив из молока жир и казеин молочной сыворотке автоматически делегируется статус уникальной биологической жидкости, 
с большим содержанием в ней природных веществ, предназначение которых пока еще не раскрыто.  
На территории России, по экспертным оценкам, процент не 
переработанной молочной сыворотки достигает 80%. При этом 
необходимо учитывать, что в молочную сыворотку переходит около 50% сухих веществ молока, поэтому практикуемый в настоящее 
время повсеместный её выброс эквивалентен ежегодной потере  
1,5 млн т молока.  
Реализацию концепции промышленной переработки и рационального использования сыворотки можно разделить на 3 составляющие: 
– извлечение отдельных компонентов из сыворотки; 
– синтез производных компонентов; 
– получение всех компонентов молочной сыворотки в комплексе. 
Для извлечения необходимо дорогостоящее оборудование. 
Как правило, такое направление переработки сыворотки выбирают 
крупные технически оснащённые предприятия. Эти концепции 
хорошо изучены учеными разных стран, однако очевиден недостаток – при такой переработке сыворотки остаётся влага (вода),  
которая пока утилизируется. Во всём мире ведутся разработки  
по изучению состава этой отработанной воды [5, 10, 11, 17, 19, 27, 
41, 49] и вопрос остаётся открытым.  
 
7 

К сожалению, при проектировании молочных цехов малой 
мощности бизнес не решает вопроса переработки сыворотки, 
именно эту концепцию необходимо рассматривать мелким и средним предприятиям, поэтому отечественные предприятия должны 
перерабатывать сыворотку. 
В настоящее время президентом поставлена задача на развитие малого и среднего бизнеса. 
Экологический вопрос утилизации сыворотки остается [10, 21, 
29, 50]. Высокое содержание органических соединений, способных 
к окислению, обуславливает значительный показатель биохимического потребления кислорода (БПК) молочной сывороткой, составляющий 50-60 г О2/л (для сравнения: БПК бытовых сточных 
вод составляет в среднем 300 мг О2/л). Поэтому попадание молочной сыворотки в системы канализации вызывает серьезные экологические проблемы. Расчеты показывают, что для окисления органических соединений, содержащихся в 25 т сыворотки, требуется 
такое же количество кислорода, как для окисления бытовых стоков 
города с населением 40 тыс. человек. Наличие взвешенных частиц 
белкового происхождения приводит к накоплению донных отложений, для которых характерным являются процессы гниения.  
Мониторинг 
показывает, 
что 
небольшое 
предприятие,  
сбрасывающее в городской коллектор 140-150 тыс. м3 сточных вод 
в год, должно оплачивать услуги по их очистке в размере  
1,1-1,2 млн руб. в год. 
В молочной отрасли России ежегодно в качестве побочного 
продукта образуется более 2,2 млн т молочной сыворотки, а промышленной переработке подвергается только 30%, утилизация 
сыворотки в канализацию эквивалентна ежегодной потере  
1,13 
млн 
т 
молока. 
Материальные 
потери 
оцениваются  
в 12-15 млрд руб. в год [10, 19, 21, 38, 49, 60].  
Самым распространенным способом переработки сыворотки в 
России и в мире является сушка. При этом странами лидерами по 
производству сухой сыворотки являются Франция, США и Германия, в которых производится около 80% мирового объема сухой 
сыворотки. 
До недавнего времени необходимость больших капитальных 
вложений при организации процессов переработки молочной сыворотки и неразвитость рынков сбыта конечных продуктов препятствовали освоению их промышленного производства. 
 
8 

В следующем десятилетии в России наблюдался как спад, так 
и подъем производства сыворотки. Например, в 2016 году объем 
производства молочной сыворотки уменьшился на 2% и составил 
620 741,5 тонн. В 2017 году сыворотки было произведено на 7% 
выше, чем за 2016 год и по итогу года количество произведенной 
сыворотки составило 664 068 тонн.  
На рисунке 1 представлена динамика объема молочной сыворотки российского производства в 2014-2017 гг. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Рис. 1. Динамика объема производства молочной сыворотки в РФ 
 
Лидером производства сыворотки в натуральном выражении 
от общего произведенного объема за 2017 год стал Приволжский 
федеральный округ с долей около 24,9% (165 329 тонн).  
Детальный анализ регионального характера производства сыворотки показывает, что лидером в данном секторе в 2017 году 
является Алтайский край. Процент производства сыворотки в данном регионе составляет 14,2% (94 202,07 тонн) от общего производства сыворотки в стране. Вторым по величине субъектом является Волгоградская область (93 671,42 тонн). Тройку лидеров замыкает Псковская область с объемом производства сыворотки  
в 61 330,40 тонн остается [67]. 
По оценкам Alto Consulting Group, в целом отечественное 
производство молочной сыворотки на российском рынке преобладает. Так в 2017 году доля импортной продукции молочной  
 
9 

сыворотки в натуральном выражении составила 12,4%, а отечественной – 87,6%.  
В 
2018 
году 
произведено 
молочной 
сыворотки  
183,5 тыс. тонн, импортировано 38,1 тыс. тонн. В 2019 году –  
210 тыс. тонн, импортировано 56,7 тыс. тонн. В 2020 году производство молочной сыворотки снизилось на 1,4 тыс. тонн, а внутреннее потребление на 16,5 тыс. тонн [21, 25].  
Основную долю импортируемой продукции на российский 
рынок молочной сыворотки поставляла Беларусь (91,1%). На продукцию производства Аргентины пришлось около 6,1%. На третьем и четвертом месте – Турция и Швейцария, их доля уступает 
первым двум странам и составляет 1%. На долю других стран приходится 0,8%.  
В 2021 году в России выпуск сухой молочной сыворотки вырос на 6%, этого объема достаточно для внутреннего потребления. 
Но по-прежнему в значительных объемах (до 90%) импортируется 
молочная сыворотка со степенью деминерализации до 90%, используемая для производства заменителей грудного молока.  
В 2021 году было подписано постановление, по которому государство компенсирует до 25% капитальных затрат при производстве сыворотки. При переработке 200 тонн молока получается 
около 180 тонн сыворотки. Для сравнения: в 2021 году в  РФ  переработано   23,7 млн  товарного  молока [25]. Структура использования молочной сыворотки в России за последние 20 лет претерпела значительные изменения. Резко сократилось производство 
продуктов переработки сыворотки: молочного сахара-сырца –  
в 3,6 раза (до 2,2 тыс. т), рафинированного – в 24 раза  
(до 0,07 тыс. т), сыворотки сгущенной без сахара – в 22 раза, сыворотки сгущенной с сахаром – в 5 раз. Значительно уменьшился 
выпуск обогащенной молочной сыворотки, хорошо зарекомендовавшей себя при откорме свиней.  
Значительные объемы, питательная и биологическая ценность 
обусловливают необходимость сбора и использования обезжиренного молока, пахты и молочной сыворотки. Полное и рациональное 
использование вторичного молочного сырья может быть достигнуто 
только на основе его промышленной переработки в пищевые продукты, медицинские препараты, кормовые концентраты и технические полуфабрикаты [1, 2, 3, 13, 15, 20, 22, 33, 34, 54, 57, 58, 61]. 
 
 
10