Урок качества. Чудо-сыворотка и перспективы ее переработки в Краснодарском крае
статья по химии на тему

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение лицей имени дважды Героя Социалистического Труда В. Ф. Резникова муниципального образования Каневской район станицы Каневской Краснодарского края

Урок качества. Чудо-сыворотка и перспективы ее переработки в Краснодарском крае

Номинация: на лучшую цикла Уроков качества в 10-11 классах и тематических внеклассных мероприятий.

Ёрж Елена Николаевна

                                     МБОУ лицей

Каневского района

станицы Каневской
Краснодарского края

Учитель химии МБОУ лицей

Заслуженный учитель России

2014 год

Цель урока: познакомить учащихся с составом сыворотки и перспективами ее использования

Задачи:

1. Изучить состав сыворотки и основные направления её использования.
2. Воспитание здорового образа жизни
3. Развитие навыков использования научно – исследовательских методов получения новых продуктов, полезных для здоровья, хорошо утоляющего жажду в летний период — сыворотки с соком, полученной в домашних условиях, в зависимости от сезона созревания различных плодово-ягодных и овощных культур.
4. Изучение  органолептических показателей сыворотки и сывороточных продуктов, выпускаемых фирмой «Калория» и агрохолдинга «Победа» при дегустации.
5. Умение работать с информацией и средствами ИКТ.
6. Расширение кругозора учащихся в изучении продуктов, способствующих развитию здорового образа жизни.

Оборудование: компьютер с интерактивной доской, презентация к уроку, сыворотка и сывороточные продукты, выпускаемые фирмой «Калория» и агрохолдингом «Победа», посуда к дегустации.

Гипотеза: кубанские товары — это товары высокого качества, так как получены из натурального сырья. Соответствие состава Каневской сыворотки ГОСТу покажет высокую конкурентность выпускаемой  продукции на молочном рынке Кубани и России.

Изготовление натурального сокосодержащих сывороточных продуктов в домашних условиях увеличит число постоянных потребителей молочной сыворотки, спрос на получение этого уникального природного сырья, будет способствовать развитию здорового образа жизни.

1. Организационный момент урока. Сообщение целей и задач урока (2 минуты)
2. Вступительное слово учителя (5 минут)

        Сыворотка — это побочный молочный продукт, который получается при изготовлении сыра или творога. По составу в ней содержится 50% сухих веществ молока, до 200 различных соединений: минеральные соли, лактоза, витамины, ферменты, органические кислоты, сывороточные белки. В целом, его продукт с  нашим набором жизненно важных веществ, не уступающих молоку. Пить молочную сыворотку или есть блюда на её основе рекомендуется людям, страдающих гипертонией, ревматизмом, ожирением, депрессией, гастритом, заболеваниями печени и почек, кишечника, атеросклерозом. Сыворотка — эликсир здоровья, а мы, в погоне за чем-то новым, забываем старое, проверенное временем и поколениями наших предков Но в настоящее время люди пренебрегают этим жизненно важным сырьем. Ежедневно миллионы тонн сыворотки оказываются буквально уничтожены людьми, ведь с её целебными свойствами знакомы далеко не все. Поэтому необходимо не выбрасывать сыворотку, а сначала тщательно изучить все её свойства, а позже и вовсе заняться её переработкой. Это не только укрепит здоровье людей, но и значительно увеличит бюджет России. Сегодня мы попробуем доказать, что сыворотка необходима в нашей стране. И её производство лишь улучшит нынешнее положение.

3. Сообщения учащихся. (25 минут)

(1 учащийся)

               Феномен молочной сыворотки и перспективы её использования

        От  « спрятанного сокровища» до «найденного сокровища» - эти ролики охватывают всю историю изучения сыворотки — важной  для человечества сырья и ценного для любого живого организма молочного продукта.

 « Проблема, а также вопрос, связанный с молочной сывороткой, её составом, пищевой и биологической ценностью, переработкой и использованием, занимают главенствующее место в молочной промышленности всех развитых стран мира, и с каждым годом внимание к этой проблеме возрастает» .

                                                                                                                                   Н. Н. Липатов.

        Каневской район — территория с огромными ресурсами во всех отношениях, способная обеспечить себя полностью основными продуктами питания, как растениеводства, так и животноводства. Ведущая отрасль — производство молока и его переработка. За сутки в районе перерабатывается 350 тонн молока. Летом в день поступает в продажу два вида молочной сыворотки: с соком 60 — 80 тонн, чистую сыворотку — 10 тонн. Зимой — 3 вида сыворотки по 1,5 тонны.

         Молоко — уникальный продукт, потому что его невозможно испортить: даже если оно скиснет, можно получить молочный белок, из которого делают творог, сыр и молочную сыворотку. Ещё в 20 веке врачи и диетологи имели весьма смутное представление о её полезных свойствах, но зато теперь наверстали упущенное с лихвой. И разговоры о том, чем полезна молочная сыворотка, не теряют актуальности.

        В такой сыворотке совершенно нет жиров — их «забирает» творог, а вот по содержанию ценных для организма белков она ему практически не уступает. Сыворотка имеет кисло-сладкий вкус из-за того, что в ней содержится молочный сахар: в отличие от обычного, полученного искусственным путем сахара, он отлично усваивается в организме.

Как продукт натурального происхождения, молочная сыворотка не обделена полезными веществами и микроэлементами. В ней содержатся калий, кальций, фосфор, магний и другие жизненно важные для нашего организма соединения, в том числе минеральные соли и кислоты.

Сообщение учащихся (2 учащийся)

                                                       Состав сыворотки

        Основным компонентом в составе молочной сыворотки является лактоза, состав более 70 %. В молочной сыворотке в среднем на 100 мл содержится 0, 135 мг азота, около 65 % которого входит в состав белковых азотистых соединений и около 35 % - в составе небелковых. Состав белковых азотистых соединений в сыворотке колеблется от 0, 5 до 0, 8 % и зависит от способа коагуляции белков молока, принятого при получении основного продукта ( творог, сыр, казеин и т. д. ).

        Сывороточные белки могут служить дополнительными источниками аргинина, гистидина, метионина, лизина, треонина, триптофана и лейцина. Это позволяет отнести их к полноценным белкам, играющих важную роль в жизнедеятельности организма.

В молочной сыворотке содержатся все незаменимые аминокислоты. Состав свободных аминокислот в под сырной сыворотке в 4 раза, а в сырной 10 раз больше, чем в исходном молоке.

        Состав углеводов в молочной сыворотке аналогичной углеводной составляющей молока — моносахариды, олигосахариды и аминосахариды. Основным углеводом молочной сыворотки является дисахарид лактоза, состав которой составляет до 90 % от общего содержания углеводов. Из моноз в сыворотке обнаружены глюкоза и галактоза — продукты гидролиза лактозы в процессе переработки молока в сыр и творог. Из аминосахаридов в сыворотке обнаружены нейраминовая кислота и её производные, а так же — кетопентоза. В сыворотке содержатся серологически активные олигосахариды, а также в незначительных количествах арабиноза.

        В молочной сыворотке содержится 0,05-0,5, что обусловлено его содержанием в исходном сырье, и технологии получения основного продукта. В сепарированной сыворотке содержание жира составляет 0,05-0,1%. Молочный жир в составе сыворотки измельченный больше, чем в цельном молоке, что положительно влияет на его усвояемость. В молочную,  сыворотку переходят практически все соли и микроэлементы, входящие в состав молока, а также те, которые входят в процессе технологической обработки.

        Минеральные вещества в составе сыворотки находятся в форме истинного и молекулярного растворов, в коллоидном и нерастворимом состоянии, в виде солей органических и неорганических кислот. В состав неорганических солей входит 67% фосфора, 78% кальция, 80% магния. Количественное содержание анионов ( 5,831 г / л ) и катионов ( 3,323 г / л ) в молочной сыворотке аналогично содержанию микроэлементов в цельном молоке. Из катионов в сыворотке преобладают калий, натрий, кальций, магний и железо. Из анионов — остатки лимонной, фосфорной, молочной и соляной кислот. В целом, молочная сыворотка является продуктом с естественным набором жизненно важных минеральных веществ.

        Кроме минеральных соединений в сыворотку почти полностью переходят водо- и жирорастворимые витамины молока, причем в под сырной сыворотке их значительно больше, чем в сырной. Относительное содержание витаминов в сыворотке 90%, по сравнению с содержанием их в цельном молоке.

        Содержание витаминов в составе сыворотки подвергается колебаниям и при хранении резко снижается. В целом же, молочная сыворотка по набору и абсолютному содержанию витаминов является биологически полноценным  продуктом.

        Из органических кислот в сыворотке обнаружены молочная кислота, а так же лимонная, нуклеиновая и летучие жирные кислоты — уксусная, муравьиная, пропионовая, масляная. Молочная кислота образуется из лактозы в результате жизнедеятельности бактерий.

        Анализируя состав сыворотки, можно сделать вывод: за молочной сывороткой будущее...

Сообщение учащихся (3 учащийся) Перспективы использования сыворотки

        Молоко-сырец является источником ещё очень полезного продукта — сыворотки, но в России пока не научились её использовать.

        Потребление молока в России постоянно увеличивается, констатируют эксперты. Российские агрохолдинги, хоть и наращивают мощность, все же не могут удовлетворить потребности населения страны. Но решить проблему проблему дефицита могут продукты переработки отходов от производства молочных продуктов, которых российские предприятия выпускают не менее 5 млн тонн в год. При этом используется лишь 1 млн тонн сыворотки.

        Вариантов использования молочной сыворотки, главное отличие которой от цельного молока — минимальное количество белка, масса. Во-первых, продукт можно перерабатывать в концентрат, который широко используется в производстве мясной гастрономии. Молочную сыворотку так же используют при производстве различных сыров. Молочная сыворотка является добавкой ко многим пищевым продуктам, например, используется при производстве хлеба, крекеров, кондитерских изделий и кормов для животных. Так, сыворотка может применяться и в животноводстве, как один из компонентов комбикормов для того же дойного стада. Полученное сырье для этого даже можно не сушить, а сгустить и обогатить полезными добавками.

        Однако, в России, традиционно этот рынок развит весьма слабо и производители молока большую часть продуктов переработки просто утилизируют. Причин тому масса — отсутствие оборудования и хорошего рынка сбыта сыворотки. Но отечественные агрохолдинги, все же озаботились данной проблемой, увидев массу перспектив рынка молочной сыворотки и пытаются решить эту проблему с помощью централизации производств переработки сыворотки. В России уже существуют подобные проекты, хотя их пока немного. Так, переработкой «безбелкового молока» занимается «Кузбассконсервмолоко», Брюховецкий МКК, ГК «Киприно», «ГМЗ Лискинский» и ещё ряд предприятий по стране. Однако эти агрохолдинги все же не способны переработать весь объем производимой в России сыворотки. Но эксперты уверены, что в последние 2-3 года мода на молочную дефицита все же будет решать и таким способом.»

        В нашей стране накоплен значительный опыт промышленной переработки и использования вторичного молочного сырья: уточнены и углублены данные по пищевой и биологической ценности вторичного молочного сырья и продуктов из него; разработаны основные технологические процессы выделения и использования молочного жира, производства сухих и сгущенных концентратов; отработаны некоторые направления биологической обработки вторичного молочного сырья на пищевые и кормовые  цели; разработана технология выделения, обработки и сушки белков молока и их использования в колбасном и кондитерском производстве; создана технология концентрата из молочной сыворотки для производства безалкогольных прохладительных напитков; улучшена техника и технология производства молочного сахара. Расширяется производство разнообразных напитков из  обезжиренного молока, выпуск низкожирной продукции, молочно-белковых концентратов.

        Использование этих продуктов в народном хозяйстве позволяет сэкономить муку,  свекловичный сахар, фруктовые соки, мясо, натуральное молоко, биологическую ценность и увеличить объемы выпуска  пищевых продуктов. На ряде предприятий молочной промышленности страны внедрена безотходная технология переработки молока с комплексным использованием всех его составных частей.

        Освоены и постоянно увеличиваются объемы выработки заменителей цельного молока (ЗЦМ) для молодняка сельскохозяйственных животных с использованием обезжиренного молока и молочной сыворотки.

        За рубежом в последнее десятилетие наметилась четкая тенденция к увеличению производства  и потребления низкожирных молочных продуктов, при выработке которых широко используется вторичное молочное сырье. Из обезжиренного молока, пахты и молочной сыворотки вырабатывается разнообразный ассортимент напитков для непосредственного потребления и полуфабрикатов для изготовления десертов, пудингов, мороженного, желированных продуктов. Расширяются биологические методы обработки сыворотки, такие как гидролиз  лактозы до более сладких моносахаридов, что расширяет  сферу её применения в кондитерских изделиях, мороженом и напитках. На кормовые цели обезжиренное молоко и молочная сыворотка направляются в обработанном виде (сгущение, сушка, биологическая конверсия) преимущественно на производство заменителей цельного молока для молодняка сельскохозяйственных животных и комбикормов-стартеров.

Однако, в целом, проблема полного и рационального использования вторичного молочного сырья не решена как в нашей стране, так и за рубежом. Значительные объемы обезжиренного молока возвращаются для скармливания животным, а часть молочной сыворотки не используется.

        Использование вторичных ресурсов сырья молочной промышленности является общегосударственной задачей, поскольку при их переработке может быть получено значительное количество полноценных пищевых продуктов, технических полуфабрикатов, кормовых изделий.

        Молочная сыворотка — эликсир здоровья. Пить молочную сыворотку или есть блюда, приготовленные на её основе (ту же окрошку) рекомендуется людям, страдающим гипертонией или ревматизмом, так как этот продукт позволяет привести в порядок кровообращение. Кроме того, она способствует улучшению работы печени и почек, помогает устранить воспалительные процессы в желудке, вылечить слизистую, улучшить работу кишечника. По последней причине целесообразно «запивать» сывороткой самые разные диеты.

        Говоря о «показаниях к применению» следует упомянуть атеросклероз и другие заболевания сердечно-сосудистой системы, наличие в организме шлаков и токсинов, дисбактериоз кишечника и дыхательных путей — гайморит , фарингит и тонзиллит. Сахарный диабет — тоже повод для того, чтобы получить молочную сыворотку. 3 г сыворотки, попавшей в организм прекращают выработку стрессовых гормонов и повышают уровень гормона радости — серотонина.

        Вот такая необыкновенная сыворотка. А в погоне за чем-то новым, мы забывает старое, проверенное временем и поколениями наших предков.

4. Дегустация сыворотки (5 минут)
5. Выводы по уроку. Сообщение учителя (8 минут)

        Вывод: все напитки обладали тонизирующим, жаждоутоляющим, приятным вкусом и ароматом. Также напитки сочетают в себе полезные свойства и уникальный вкус. Легко могут создаваться как в домашних условиях. Являются альтернативой, непривычной для нашего вкуса молочной сыворотки. Такие напитки с удовольствием будут пить не только взрослые, но и дети.

        Производство «сухой» сыворотки новое выгодное направление её переработки. Итоги урока доказали, что сыворотка, производимая предприятиями Краснодарского края соответствует ГОСТу и ещё раз доказывает, что «Кубанские товары — только высшего качества». Феномен молочной сыворотки в её уникальном сочетании полезных веществ и и благоприятного воздействия на здоровье человека. Новое направление использования сыворотки — это производство «сухой» сыворотки, необходимой пищевой, фармацевтической, косметической промышленности и продукции БАДов и кормов, а также создание сокосодержащих сывороточных продуктов, сочетающих в себе не только полезность, но и приятный вкус.

        Состав сыворотки, выпускаемой в Каневском районе соответствует ГОСТу ( приложение № 1 от 2011-01-01) и доказывает, что Кубанские товары - это товары высшего качества не только на Российском, но и на европейском рынке. Феномен молочной сыворотки — это кладезь полезных веществ. Уверенна, в будущем переработку сыворотки можно будет предоставить в виде пирамиды. В её основании — объем переработки сыворотки: пласты вверх-технологии различного уровня, от традиционных до мембранных: вершина пирамиды - специфическая изоляция и глубокое фракционирование. Например, широкая потребность только в одном из минорных белков — лактоферные оцениваются в 5 млрд долларов США, молочного сахара (лактозы) — 7 млрд долларов США. Второе, молочная сыворотка, как рабочий продукт, имеет невысокую цену, поэтому доступна многим покупателям.

        Сыворотка обладает высоким оздоровительным эффектом, легко утоляет жажду, снимает отеки у беременных женщин и у людей, страдающих повышенным артериальным давлением, устраняет зуд у пациентов, страдающих неориазом, препятствует выпадению волос.

        Создание сокосодержащих продуктов на основе молочной сыворотки — это новое, прогрессивное направление использования сыворотки, сочетающее два важных качества - вкус и полезность. Особенно вкусные напитки получили при добавлении сока вишни, клубники, яблока, смородины, калины, а так же лимона с медом.

         Выход сухой сыворотки составил 6 % - это второе важное направление использования сыворотки, которое может принести в бюджете края миллионные прибыли, так как потребность в сухой сыворотке огромна и до сих пор ввозится в Россию из Чехии, Германии, Франции и Нидерландов.

        Проведенное исследование раскрыло феномен молочной сыворотки и некоторые перспективные направления её использования. В исследовании состава и использования сыворотки большой вклад внес академик Липатов, а также ведущие ученые института в НИМИ: Евдокимов Е.А.,  Володин Д. Н., Дыкало Н. Я., Залашко М.В., Кравченко Э. Ф., Храмцов А.В. и другие.                                                            

        Сыворотка, получаемая на ООО фирме «Калория» и агрохолдинга «Победа» по составу идентичны, но сыворотка, получаемая фирмой «Калория, деминерализована до 50 % ( ослаблен минеральный комплекс). За счет этого максимально ослаблен сывороточный тон  во вкусе и запахе (переработка идет с применением мембранных процессов: электродиализ и нанофильтрация). Вывод: продукция сыворотки Каневского района соответствует ГОСТу.

Создание сокосодержащих сывороточных продуктов является  перспективным способом переработки сыворотки. Фирма «Калория» летом выпускает в день 60 — 8- тонн сыворотки с соком (натуральные концентраты — апельсинового и ананасового сока) и чистой сыворотки за 10 тонн, зимой 3 вида по 1,5 тонны каждого. Жители Кубани в домашних и дачных условиях активно занимаются выращиванием собственных плодово — ягодных, овощных культур и имеют возможность создавать собственную сокосодержащую продукцию на основе молочной сыворотки.

        Урок показал, какие возможности имеет каждый житель нашего района, применяя собственные натуральных соки и натуральную сыворотку.

        Все полученные напитки были  отличного качества, вкусные, хорошо утоляли жажду, и , конечно , были очень полезны для организма, ведь по составу сыворотка не уступает молоку!

        Выпаривая сыворотку получают 6% сухой сыворотки. Это кладезь составляющих: молочных сахара, лактоза, белки, витамины, ферменты.

Это также очень перспективное направление использования сыворотки для получения детских питательных смесей, кондитерски изделий, нужд фармакологии и кормового производства.

        Урок показал связь химии с жизнью, работа над  разрешением поставленной задачи дала возможность использовать полученные в школе и вне школы знания в реальной жизненной ситуации, повысила уровень знаний в области решения проблем.

Феномен молочной сыворотки — это дар природы! Преступление -  сыворотку в канализацию. Необходимо использовать её во благо человека и его здоровья.

Список литературы

1. Евдокимов И. А. Концепция получения растворимых концентратов из молочного сырья с применением мбранных методов. Пищевая и перерабатывающая промышленность. - М.: АгроНИИТЭИММП, 1995 Вып. 5-6
2. Евдокимов И.А., Володин Д. Н., Дыкало Н. Я. Электродиализ — перспективный метод молочной сыворотки. Переработка молока. № 2.2001.
3. Евдокимов Е. А., Рябцева С.А., Никульникова И. К., и др. Экологичность и экономичность переработки лактосодержащего сырья. Матер. Науч. Теор. Конф. Углич., 1995.
4. Залашко М. В. Биотехнология молочной сыворотки — М.: Агропромиздат., 1990.
5. Кравченко Э. Ф. Состояние и перспективы использования молочной сыворотки. Сыроделие и маслоделие. № 2.2000
6. Кравченко Э. Ф., Волкова Т. А. Использование молочной сыворотки в России и за рубежом. Молочная промышленность. 2005.№4
7. Молочная индустрия мира и Российской Федерации ( ежегодник 2005) С.А. Пластинин, В.Д. Харитонов, В.Б. Лабиновидр. М.2005.
8. Павлов В.А. И др. Резервы эффектовности переработки молочной сыворотки. Обзорная информация, - М. АгроНИИТЯИММП, 1987.
9. Сенкевич Т., Ридель К.Л. Молочная сыворотка. Переработка и использование в агропромышленном пользовании. Агропромиздат.1989.
10. Храмцов А.В. Молочная сыворотка. Агропромиздат 1990.
11. Храмцов А.Г., Василисин С.В. Справочник технолога молочного производства. Продукты из обезжиренного молока. Пахты и молочной сыворотки.-СПб, ГИОРД 2004.
12. Храмцов А.Г., Евдокимов И.А., Варданян Е.С., Терновой А.И. Деминерализация АгроНИИИТЭИММП, 1992.
13. Храмцов А.Г., Нестеренко П.Г. Технология продуктов из молочной сыворотки.-М. Дели принт, 2004.
14. Храмцов А.Г, Павлов В.А., Евдокимов И.Л., и др. Переработка и использование молочной сыворотки. Технологическая тетради.- М. Россагропроиздат., 1989.