Precipitation of whey proteins concentrated by ultrafiltration


Tratnik, L.

Mljekarstvo 32(10; 11): 291-312; 323-346

1982


The 1st part of this excerpt from the author's thesis (Zagreb University, 1981) is devoted to a review of literature on all relevant aspects of the problem, illustrated by tables and graphs. The 2nd part describes laboratory-scale experiments on concentration of whey and precipitation of proteins for whey cheese. Sweet cheese whey from the 'Sirela' factory in Bjelovar (Yugoslavia) with TS content 5.12-6.55% was filtered, and concentrated in 20- or 40-l batches on DDS model 20-1.8 LAB ultrafiltration installation with 1.8 msuperscript 2 membrane area to 50, 25, 20, 10 or 5% of initial vol. The conc. whey proteins were precipitated by heating to 90-95 degrees C for 15-20 min with or without NaCl, acetic acid, CaCl2, singly or combined, the coagulum was left to stand for 30 min, cooled to 45 degrees C and drained through cheese cloth. The resultant whey cheese was analysed for DM, fat, protein and ash, titratable acidity and pH were determined and organoleptic assessment was carried out. Whey concentration to 20-10% of initial vol. was best, but there were no marked differences between the various methods of heat precipitation of proteins, heating as stated without addition giving the most consistent results. Cheese yield was approx. 2.3% of the initial whey and the fresh cheese was of good quality.

PRECIPITAC1JA
PROTEINA
UGUS
Č
ENE
SIRUTKE
ULTRAFILTRACUOM*
Mr.
Ljubica
TRATNIK,
Prehrambeno-biotehnološki
fakultet,
Zagreb
Sažetak
U
ovom
radu
ispitana
je
mogu
ć
nost
koagulacije
i
precipitacije
sirutkinih
proteina
iz
UF
uguš
č
ene
slatke
sirutke.
Pra
č
enjem
parametara
u
toku
ultra-
ffitracije
i
anaii,zom
koncentrata
pojedinih
uguš
č
enja
sirutke
(//2,
114,
115,
1110
i
1120),
kao
i
permeata,
ustanovljeno
je
ekonomi
č
no
uguš
ć
enje
sirutke
114
do
1110
od
po
č
etnog
vokamena.
Proizvedeni
sirevi
iz
uguš
č
ene
sirutke
su
kemij-
ski
i
organolepti
č
ki
ocjenjeni
uz
kontrohL
organolepti
č
kih
osobina
i
kretanja
kiselosti
sireva
kroz
15
dana.
1.
UVOD
U
današnje
vrijerrxe
nedostatka
energije
i
sirovina,
posebno
hrane,
vrše
se
razni
pokušaji
korištenja
sporednih
proizvoda
prehrambene
industrije.
U
mljekarskoj
industriji
takav
proizvod
je
sirutka.
Sirutka
č
in4
•oko
85-90
0
/0
‘od
ulaznih
koli
č
ina
mlijeka
u
preradi
sira,
a
to
u
svijetu
iznosi
oko
88,500.000
tona
sirutke
godišnje,
a
u
našoj
zemlji
oko
1,000.000
tona.
Najdragocjeniji
sastojci
sirutke
su
njeni
proteini
koji
su
po
sastavu
esen-
cijalnih
aminokiselina
nutritivno
vrijedniji
od
mnogih
drugih
animalnih
proteina.
U
narodu
se
sirutka
iskorAtava
putem
hranjenja
stoke,
a
negdje
za
proizvodnju
albuminskog
sira.
Koncentracijorn
sirarske
proizvodnje
pojavile
su
se
na
jednom
mjestu
velike
koli
č
ine
sirutke,
koja
sadrži
visok
postotak
vode,
što
za
transport
preradu
predstavlja
velike
poteško
ć
e.
Unapredenjem
membranskih
postupaka
uguš
č
ivanja
i
separacije,
uguš
ć
ivanje
sirutke
postupkom
ultrafiltracije
(UF)
pokazalo
se
za
mljekarsku
industriju
tehnološki
i
ekonomski
prihvatljivo.
Kako
je
svrha
ovog
rada
iskorištavanje
vrijednih
proteina
sirutke
za
ljudsku
ishranu,
ispitala
sam
mogu
ć
nosti
precipitacije
proteina
iz
UF
uguš
č
ene
sirutke
i
kvalitetu
proizvedenog
albuminskog
sira.
2.
opei
DIO
2.1.
Sastav
sirutke
Sirutka
je
sporedni
proizvod
u
tehnološkom
procesu
proizvodnje
sira
i
kazeina,
i
u
zavisnosti
od
tipa
koagulacije
mlijeka
postoji
k
i
s
e
1
a
i
s
l
a
t
k
a
sirutka
(Cari
ć
,
1980).
Sastav
i
svojstva
sirutke
ovise
o
tehnologiji
osnovnog
proizvoda,
kao
sezonskim
varijacijama
sastava
mlijeka.
Najve
č
i
postotak
suhe
tvari
sirutke
č
ini
laktoza,
a
budu
ć
i
da
su
proteini
sirutke
tema
ovog
rada,
a
kompleksnog
su
sastava,
na
njih
ć
emo
se
posebno
osvrnuti.
Proteini
sirutke
Ako
se
mhjeko
zakiseli
na
pH
4,6
do
4,7
(npr.
acetatnim
puferom)
dolazi
do
taloženja
ve
ć
e
koli
č
ine
proteina
mlijeka.
Dobiveni
talog
nazvan
je
»k
a-
z
e
I
a
preostali
filtrat
»sirutkini protein
*
Ovdje
iznosimo
tzvadke
iz
magistamkoFt
rada
inž.
Lj.
Tratnik.
Zagreb,
1981.
Mliekarstvo
32
(10)
1982.
291
Tabeia
1
Sastav
sirutke
(skra
č
eno
Hramcov,
1979)
Sadržaj
Slatka
sirutka
Kisela
sirutka
min.—max.
Suha
tvar
(
4
>/o)
4,5-7,2
6,5
4,2
—7,4
6,4
Laktoza
e/o)
3,9-4,9
4,5
3,2
—5,1
4,2
Proteini
(o/a)
0,5-1,1
0,7
0,5
—1,4
0,8
Minera11
(
0
4)
0,3-0,8
0,5
0,5
—0,8
0,6
Mlje
č
na
mast
(%)
0,3-0,5
0,4
0,05-0,4
0,2
Kiselost
(°T)
10-25
20
50-85
70
Gusto
č
a
(kg/rn)
1018---1027
1023
1019-1026
1023
Tek
1900.
godine
uspjelo
se
sirutkine
proteine
odijeliti
u
dvije
frakcije
djelovanjem
poluzasi
ć
ene
otopine
amonijevog
sulfata
i1i
sa
otopinom
magne-
zijevog
sulfata.
Netopiva
frakcija
nazvana
je
»I
a
k
t
o
g
1
o
b
u
1
i
n
s
k
a
f
r
a
k-
c
j
a
filtrad
topiva
akt
albuin
ska
frake
j
(Jenness
a
Pat-
ton,
1959).
O'Sulivan
(1971)
je
shernatski
prikazao
odvajanje
svih
frakcija
proteina
sirutke
ovako:
Obrano
mlijeko
(3,2%
proteina)
1
zakiseljavanje
do
pH
4,6
na
20
0
C
Filter
1
Precipitat
Filtrat
»Kazein«
»Sirutkin
protein«
(76-86
0
/a
od
proteina
(14-24°/G
od
proteina
obranog
mlijeka)
obranog
mlijeka)
zagrijavanje
do
95
°C
X
20
min.
hladenje
i
zakiseljavanje
do
pH
4,6
Filter
Filtrat
»Proteoze-peptoni«
+
NPN
Precipitat
»Toplinski
labilni
sirutkini
proteini«
(12-18
0
i0)
zasi
č
eni
MgSO4
0,5
zasi
ć
eni
(NH4)2SO4
(20
0
4
Na2SO4)
Precipitat
»Proteoze-peptoni«
frakcija
(2-6°/0)
12
0
/0
TCA
Filtrat
NPN
Precipitat
Filtrat
»Imunoglobulinska
»Laktalbuminska
frakcija«
frakcija«
f)-laktoglobulin
7-12%
a-laktalbumin
2-5%
Alb.
krvnog
serurna
0,7-1,3%
292
Mljekarstvo
32
(10)
1982.
IgG
/
1-2
0
/0
IgG2
0,2-0,5%
IgM
0,1-0,2
0
/0
IgA
0,05--0,10°4
Webb
(1974)
iznosi
u
tabeli
2
sve
frake!je
proteina
sirutke
i
nr;pihove
osobine.
Tabela
2
Frakcije
proteina
sirntke
i
neke
njihove
osobine
(Webb,
1974.)
.Z
961 [OI)
0A4
5.
1ml
al-
IN
Aproks.
°/0
od
proteina
IzoeIektri
č
na
obranog
to
č
ka
(pH)
mlijeka
14-24
7-12
5,3
2,7
38.000
Varijanta
A,
B,
C,
D,
ADR,
BDI
Č
2-5
4,2-4,5
1,75
14.440
Varijanta
A,
B
u
Zebu
4,7
0,7-1,3
4,0
69.000
0,8-1,7
6,0
8,77
180.000
ili
252.000
0,6-1,4
5,6
8,08
180.000
ili
289.000
Stara
podjela
1-2
6,3
150.000
A
1
i
A2
alotip
0,2-0,5
6,6
170.000
0,1-0,2
18-19
900.000-100,000
Nedovoljno
istratieno
0,05-0,1
10-12
300.000-500.000
2-6
3,3-3,7
0,8-4,0
4.100—
20.000
Zajedno
uklju
č
uju
č
i
glikoproteine
Frakcije
proteina
Proteini
sirutke
A-LAKTALBUMIN
(topiv
u
112
zasi
ć
enoj
otopini
(NH4)2504)
13-laktogiobulin
u-laktalbum.in
Albumin
krvnog
seruma
B-LAKTOGLOBULIN
netopiv
u
1/2
zasi
ć
enoj
otopini
(NI
-
14)2SO4
Euglobulin
Pseudoglobulin
IgG
Imunoglobulini
IgGi
Ig
G2
IgM
Imunoglobulini
IgA
Imunoglobulini
C-PROTEOZE
I
PEPTONI
ne
precipitiraju
na
pH
4,6
iz
obranog
mlijeka
prethodno
zagrijanog
na
95-100
°C,
30
min.
Sediment.
konst
anta
(S2a)"
MolekuIarna
težina
Komponente
-
Laktoglobulin
Palmer
je
1934.
godine
izolirao
iz
»laktalbuminske
frakeije«
protein,
koji
je
irnao
karakteristike
globulina
nazvan
»Palmerov
globulin«,
a
danas
se
zove
1-1aktoglobulin
(Webb,
1974).
Prema
originalnoj
Palmerovoj
metodi
dijalizom
laktalbuminske
frakcije
kod
pH
5,2
mogu
se
izdvojiti
kristali
(3-laktoglobulina
(Jennes
i
Patton,
1959).
Danas
je
poznato
6
genetskih
varijanti
(3-laktoglobulina:
A,
B,
C,
D
te
A
DR
i
B
DR
(kod
Droughtmaster
goveda
u
Austraiiji).
C
i
D
varijante
sadrže
u
sebi
kovalentno
vezan
ugljikohidrat
(Webb,
1974).
Izmedu
tih
varijanti
postoje
vrlo
male
razlike
u
sastavu
i
koli
č
ini
amino-
kiselina,
ali
se
razlikuju
u
elektroforetskoj
pokretIjivcsti.
Dimer
jedinaca
(3-laktoglobulina
sastavljena
je
od
dva
identi
č
na
peptidna
Ianca
koji
se
č
vrsto
drže
nekovalentnim
vezama
sa
ukupno
160
aminokiselina
u
rnonomeru
(Webb,
1974).
Ispitivanja
strukture
pokazuju
da
se
(3-laktoglobulin
sastoji
op
ć
enito
od
33
0
/o
a-uzvojnice,
33a/o
13-konfiguracije
(nabrana
struktura)
i
33
0
/0
neodredene
strukture
(slu
č
ajna
klupka)
kod
pH
2-6
(McKenzie,
1971).
Larson
i
Jenness
su
pronašli
poja
č
anu
aktivnost
SH
grupa
zagrijavanjem
(3-laktoglobultna.
Pritom
se
stvaraju
mostovi
na
osnovu
č
ega
se
obja-
šnjava
agregacija
globularnih
proteina.
Ove
agregacije
mogu
biti
pospješene
u
prisustvu
Cu
nekog
teškog
metala
ili
u
prisutnosti
rkaleija.
Utjecajem
topline
može
do
ć
i i
do
interakcije
x-kazeina
ž
13-laktoglobuIina
(McKenzie,
1971).
Townend
i
suradnici
tuma
č
e
da
slobodne
sulfhidrilne
grupe
13-laktoglo-
bulina
se
upIi
č
u u
formaciju
kompleksa
sa
x-kazeinom
nakon
grijanja.
Oni
objašnjavaju
da
su
te
grupe
djelomi
č
no
prekrivene
u
nativnom
stanju,
dakle
m.ora
do
ć
i
do
nekog
stupnja
denaturacije
da
se
potpuno
otkriju
(Webb,
1974).
Interakcijom
x-kazeina
i
f3-laktogIobulina
inhibira
se
enzimatska
faza
koagulacije
mlijeka
sirilom,
jer
ta
interakcija
vjerojatno
uzrokule
fizikalnu
zaštitu
»osjetljive
veze«
x-kazeina
denaturiranim
(3-laktoglobulinom
(Fox,
1980).
a-Laktalbumin
a-Laktalbumin
drugi
u
koneentraciji
do
0-laktoglobulina
u
strutkinim
proteinima,
tako
đ
er
može
biti
kristaliziran
iz
»laktalbuminske
frakeije«
(Webb,
1974).
a-Laktalbumin
ima
molekufarnu
težinu
16,00
daltona.
Molekula
uklju-
č
uje
125
aminokiselinskih
ostataka
koji
pripadaju
uglavnom
ostacima
od
metionina,
arginina,
prolina,
asparaginske
kiseline,
triptofana
i
cistina
(McKen-
zie,
1971).
Interesantno
je
da
a-laktalbumin
ne
sadrži
nikakove
slobodne
sulfhi-
drilne
grupe,
premda
je
sadržaj
cistina
visok.
Takoder
je
bogat
na
triptofanu
(Webb,
1974).
a-Laktalbumin
se
sastoji
od
jednostrukog
polipeptidnog
lanca
sa
N-ter-
rninaInom
gIutaminskom
kiselinom
i
C-terminaIntm
Ieueinom.
Molekula
ima
4
disulfidne
veze
izmedu
6-120,
28-111,
61-77
i
73-91
ostatka
(McKenzie,
1971).
a-Laktalbumin
dolazi
u
dva
oblika,
geneti
č
ki
polimorfni
A
i
S.
U
mlijeku
zapadnih
pasmina
krava
naderta
je
B
varijanta,
dok
u
mlijeku
Afri
č
kog
i
Indijskog
Zebu
i
Australskog
Draughtrnaster
goveda
dolaze
obe
forrne.
Kemij-
294
Mliekarstvo
32
(10)
1982
ski
se
A
i
B
razlikuje
jednostavnom
supstitucijom
glutamina
za
arginin
(Webb,
1974).
Kronrnan
i
suradnici
navode
da
se
izoelektri
č
na
to
č
ka
kre
ć
e
u
vrijednosti
pH
4,2-4,5
što
zna
č
i
da
nije
odredena
sa
velikom
to
č
noš
č
u
(McKenzie,
1971).
Do
1966.
godine
smatralo
se
da
je
a-IaktaIburnin
protein
dobre
hranjive
vrijednosti
ali
male
važnosti
zbog
male
koncentracije.
Medutim
te
godine
Ebner
i
suradnici
izvijestili
su
da
se
njemu
može
pripisati
enzimatska
uloga,
jer
je
identificiran
kao
jedan
od
dvije
podjedinice
laktoze
sintetaze
(Webb,
1974).
Albumin krvnog seruma
Ponovljenim
frakcioniranjem
xnati
č
ne
teku
ć
ine
koja
zaostaje
nakon
kri-
stalizacije
0-laktoglobulina
iz
sirove
laktalbuminske
frakcije
Polis
i
surad-
nici
uspjeli
su
izolirati
i
kristalizirati
jedan
pravi
u
vodi
topivi
inlje
č
ni
albu-
min.
Kad
se
on
usporedio
sa
kristalima
govedeg
serum
albumina,
na
đ
eno
je
da
su
identi
č
ni
u
finalnim
svojstvima
i
sastavu,
a
da
se
ni
imunološki
ne
razlikuju
(Webb,
1974).
Uz
imunoglobuline
i
još
neke
manje
važne
proteine,
spada
u
grupu
pro-
teina
koji
su
u
mlijeko
došli
iz
krvi
životinje,
što
zna
č
i
da
nije
sintetiziran
u
mlje
č
noj
žlijezdi
vimena
(McKenzie,
1971).
Imunoglobu1ini
Koli
č
ina
imunoglo
b
u
1
i
n
a
u
serumu
mlijeka
je
neznatna,
me
đ
utim
u
kolostrurnu
ona
iznosi
oko
85-90%
od
svih
proteina
mlje
č
nog
seruma
(Vuji-
č
i
č
,
1972).
Oni
su
od
jedrutstvene
vainvis
za
sisaju
ć
e
tele,
jer
'se
apsorbiraju
u
njegovu
cirkulaciju,
gdje
obavljaju
povrrffneno
imunološke
funkcije
krvnog
gama-globulina.
Raniji
naziv
imunoglobulina
mlijeka
kao
eu-
i
pseudoglobulin,
danas
je
zamijenjen
jednom
op
ć
om
nomenklaturom.
Zbag
boga
što
imunoglobullini
sadrže
nešto
ugijiiikohldrata
(heksoze
hekso-
zamin)
spadaju
u
složenije
ili
konjugirane
proteine
glikoproteine
(McKenzie,
1971).
Ostali proteini
Pored
spomenutih
proteina
ovdje
spada
još
niz
drugih
proteina
u
malim
koli
č
inama
i
to
5-6°Jo
od
ukupnih
proteina.
To
su
frakcije
»
p
r
o
t
e
o
z
a
i
pepton
(Vuji
č
i
ć
,
1972).
Ova
frakcija
je
definirana
kao
dio
proteinskog
sistema,
koji
se
ne
obara
grijanjem
sirutke
kod
95-100
°C
za
20
minuta
i
naknadnim
zakiseljavanjem
do
pH
4,6,
ali
se
obara
sa
12
4
10
trikloroctene
kiseline
(TCA)
1971).
Razni
stru
č
njaci
su
pripremili
supstance
ove
prirode
pod
nazivom
»mi-
nor«-proteinska
frakcija
(u
tragovima).
Važnost
ovih
proteina
u
tragovima
»rninor«
je
što
oni
kataliziraju
biološke
reakcije
u
veztvanju
minerala
f
vitamina,
a
tako
đ
er
utje
č
u
i
na
stabilnost
arome
mlijeka
i
mlje
č
nih
proizvada
(Webb,
1974).
Tako
đ
er
ovdje
spadaju
i
proteini
adsorpcionog
plašta
na
masnim
kugli-
cama
i
enzimi
(Vuji
č
t
č
,
1972).
Aminokiseline
Sadržaj
aminokiselina
u
sirutki
prikazuje
tabela
4.
U
sirutki
se
nalaze
i
sve
esencijalne
aminokiseline.
Mliekarstvo
32
(101
1982.
295
Mineralne tvari
U
sirutku
prolaze
gotovo
sve
soli
i
rnikroelementi
mlijeka,
kao
i
soli
koje
se
dodaju
pri
proizvodnji
sira,
pa
tako
mineralni
sastav
sirutke
može
varirati
(Hramcov,
1979).
Sirutka
prosje
č
no
sadrži
soli
kalija
0,09--0,19
0
/o,
magnezija
0,009-0,02%,
kalcija
0,04-0,11%,
natrija
0,03-0,05
0
/0,
fosfora
0,04-0,10e/o,
klora
0,08-0,11
0
1e
(Glass
i
Hedrich,
1977).
Tabela
5
Sadržaj
kaleija
i
fosfora
u
sirutki
(mgg/e)
(Hrameov,
1979.)
Sirutka
Kaleij
Fosfor
Slatka
56
51
Kisela
63
58
Vitamini
Vitamini
topivi
u
vodi
prelaze
u
sirutku
gotovo
u
ejelosti,
a
vitamini
topivi
u
mastima
prelaze
samo
djelomi
č
no,
što
ovisi
o
koli
č
ini
masti
koja
ostaje
pri
proizvodnji
sira
(Hramcov,
1979).
Tabela
6
5adr2aJ
vitamtna
sirutke
(ukg/kg)
(11rameov,
1979.)
Sirutka
Karotina
A
Bi
Bp
B6
Holin
PP
Slatka
13
22
227
315
1389
524
160.000
140
500
Kisela
75
110
315
263
1107
478
140.000
140
500
Sadržaj
vitamina
u
sirutki
se
mijenja
i
ovisi
o
hranjenju
stoke
i
o
č
uva-
nju
sirutke.
Koli
č
ina
riboflavina
(B
2
)
je
č
ak
nešto
viša
nego
u
mlijeku,
što
je
posljedica
životne
aktivnasti
bakterija
mbe
č
ne
kiseline
(Hrarncov,
1979),
pa
se
sirutka
č
esto
koristi
i
za
dobivanje
koncentrata
riboflavina
(Robinson
i
Tamine,
1978).
Riboflavin
daje
žuto-zelenkastu
boju
sirutki
(Vuji
č
i
č
,
1972).
1
1
sirutke
može
zadovoljiti
č
ovjekovu
dnevnu
potrebu
na
vitarninima,
naro
č
ito
B
grupe
(Vrignand,
1979).
2.2.
Koagulacija
sirutkinih
proteina
Proteini
sirutke
u
mlijeku
neosjetljivi
su
na
djelovanje
sirila
i1i
kiseline,
pa
stoga
prelaze
u
sirutku
nakon
obaranja
kazeinske
frakcije
nepromijenjeni
(Kirin,
Valin
č
i
č
,
1978).
Kada
mlijeko
zagrijavamo
na
95
°C,
20
minuta
oko
80%
sirutkinih
pro-
teina
se
mijenja,
tako
da
precipitiraju
sa
kazeinom.
Ti
proteini
su
okarakte-
rizirani
kao
»toplinaki,
labilni
sirutkini
proteini«.
Rowland
1938.
godine
je
utvrdio
da
nakon
odvajanja
precipitata,
do
20
1
/o
»toplinski
stabilnih
sirutkinih
proteina
ostaje
u
filtratu
i
ta
frakcija
nazvana
je
»proteoze-peptonska«
(O'SuIlivan,
1971).
Svaki
od
toplinski
labilnih
sirutkinih
proteina
pokazuje
svoju
nost
u
odnosu
na
temperature
koje
izazivaju
njegovu
denaturaciju
(Jenness
i
Patton,
1959).
Osim
toga
č
esto
dolazi
i
do
interakcije
sirutkinih
proteina
i
kazeina,
a
isto
tako
i
do
interakcije
3-laktoglobulina
i
ct-Iaktalbumina
tako
da
je
vrlo
Mliekarstvo
32
(101
1982.
297
60
ao
20
10
6.5
2
c
16
0,6
0,4
50
%
0,2
75
%
0,1
0,06
proteoze
004
eptoni
0,02
10
%
40
50
60
70
100
eC
62
6
'
3
104
'
1111
127
136
14
'
9
0,5
Ukupni
nedenaturirani
serum
proteini
(1
4
>-laktoglobulin
ch-laktalbumin
imuno
n
42
Nec
ien
a
tu
r
ir
an
i
s
erum
p
r
o
te
in
i
(g
r
)
0.1
teško
odrediti
stupanj
i
oblik
promjene
pojedinog
proteina
(Nakanishi
i
sur.,
1969).
Najosjetljiviji
izme
đ
u
njih
su
imunoglobulini,
zatim
slijede
serum
albu-
mini,
pa
dok
je
najotporniji
a-laktalburnin
(Jenness
i
Patton,
1959).
Larson
i
Rolleri
1955.
godine
su
elektrofcretskim
ispitivanjem
ustanovili
da
zagrijavanjem
obranog
mlijeka
na
70
°C,
30
minuta
denaturira
29°/o
od
ukupnih
sirutkinih
pro
č
eina
i
to
od
imunoglobulina
89°/o,
od
albumina
krvnog
seruma
52°/o,
od
13-laktoglobulina
32°/o
i
od
a-laktalbumina
samo
6°/o.
Dijagram
1
Dijagram
2
Denaturacija
ukupnih
i
individualnih
proteina
sirutke
Larson-Rolleri
meto-
dom
(prema
Webbu,
1974.)
Denaturacija
sirutkinih
proteina
Har-
land-Ashworth-o'vom
metodom
(prema
Webbn,
1974.)
30
minuta
toplinska
obrada
Temperatura
(°c)
Iz
ovih
dijagrama
se
zaklju
č
uje
da
denaturacija
sirutkinih
proteina
ovisi
o
optimainoj
kombinaciji
temperature
i
trajanja
grijanja
(Webb,
1974).
Petri
č
i
ć
i
Ma
đ
arevi
ć
(1967)
su
ispitivali
utjecaj
termi
č
ke
obrade
obranog
mlijeka
i
raznih
koncentracija
CaC1
2
i
limunske
kiseline
koji
doprinose
koagu-
laciji
svih
proteina
mlijeka
i
time
pove
č
avanju
prinosa
kod
proizvodnje
svježeg
sira.
Richert
1975.
godine
opisuje
proizvodnju
sirutkinog
proteina
i
koprecipi-
tata
sirutkinih
proteina
sa
kazeinom
u
cilju
ekonomi
č
nije
proizvodnje
protein-
ske
hrane
s
dobrim
prehrambenim
svojstvima.
U
svježoj
sirutki
proteinske
molekule
se
nalaze
u
prirodnom
sastavu.
Č
vrstina
globularnih
proteina
sirutke
ovisna
je
o
konformaciji
molekule
i
vanjskom
naboju
hidrostatskog
ovoja.
Za
izdvajanje
proteina
neophodno
je
298
Mljekarstvo
32
(10)
1982.
narušiti
ravnotežu
bar
izme
đ
u
dva
faktora
stabilnosti.
Za
savIadivanje
stabil-
nosti
protežna
sirutke
najviše
se
upotrebljava
i
najviše
je
izu
č
ena
toplinsk
a
d
e
n
a
t
u
r
a
c
i
j
a,
jer
su
sirutkini
proteini
osim
»proteoze
i
peptona«
toplin-
ski
labilni.
Proces
toplinske
denaturacije
popra
ć
en
je
izmjenom
konfiguracije
(struk-
ture),
hidratacije
i
agregatnog
stanja
molekule
proteina
(Hramcov,
1979).
Proteinska
denaturacija
uklju
č
uje
svaku
promjenu
prirodne
strukture
proteina,
iskiju
č
uju
č
i
primarni
kovalentni
vez
hidrolize.
Tako
je
proces
dena-
turacije
ograni
č
en
na
promjenu
sekundarne
i
tercijarne
strukture
proteinskih
molekula.
Proces
denaturacije
proteinskih
globula
uklju
č
uje
odmatanje
a-uz-
vojne
strukture
i
formiranje
jedne
nove
formacije
tzv.
»slu
č
ajna
klupka«
(O'Sullivan,
1971).
Za
to
odmatanje
proteinskih
molekula
neophodno
je
poremetiti
10-20%
veza
koje
u
č
estvuju
u
njenom
formiranju.
Pri
toplinskoj
denaturaciji
temperaturni
koeficijent
reakcije
dostiže
zna-
č
ajnu
toplinu
aktivacije,
pri
kojoj
se
eijepaju
dva
do
tri
kovalentna
veza
ili
20-40
veza
unutar
molekule
proteina
te
se
na
taj
na
č
in
narušava
stabilnost
tih
molekula.
U
toku
toplinske
denaturacije
cijepaju
se
takoder
i
vodikove
veze,
što
proizlazi
iz
dehidratacije
i
to
potpomaže
slijede
ć
u
»asocijaciju«
(udru-
živanje)
razdvojenih
globula,
te
stvaranje
medumolekulskih
vezova
»agrega-
cija«
(nagomilavanje)
molekula.
Cijeli
taj
proces
izdvajanja
proteina
iz
sirutke
denaturacija,
asocijacija
agregacija
proteina
naziva
se
koagulacija
(Hramcov,
1979).
Proces
koagulacije
proteina
neophocIno
je
u
č
vrstiti
da
bi
se
izbjegla
rever-
zibilna
denaturacija
(povratak
prirodnoj
strukturi),
a
tako
đ
er
i
maksimalno
smanjenje
raspada
stvorenih
agregata
(Hramcov,
1979).
To
se
može
posti
č
i
pro-
duženim
postupkom
toplinskog
tretmana,
jer
je
toplina
vjerojatno
najvažnija
od
razli
č
itih
fizikalnih
i
kemijskih
agenasa
koji
pospješuju
denaturaciju
(O'SuLlivan,
1971).
Postupak
toplinske
denaturacije
se
može
pospješiti
dodatkom
kiseline
ili
1užine
č
ime
se
podešava
reakcija
sredine
do
izoelektri
č
ne
to
č
ke
proteina,
što
dovodi
do
razdvajanja
solnih
veza
(ionskih)
proteina
i
potpornaže
denatura-
ciju.
Proces
se
može
pospješiti
i
dodatkom
iona
kalcija
ili
cinka
koji
se
aktivno
vežu
na
površinu
proteinske
molekule
i
tako
smanjuju
stabilnost
proteina
omogu
ć
uju
koagulaciju
(Hramcov,
1979).
2.2.1.
Koagulacija
proteina
slatke
sirutke
U
po
č
etku
zagrijavanja
sirutke
dolazi
do
ubrzanja
kretanja
č
estica
i
slž-
jedi
dezagregacija
asociranih
proteina
i
mutno
ć
a
sirutke
se
pove
č
ava
(d,ija-
gram
3).
Nakon
50
°C
uporedo
dezagregaciji
slijedi
aglomeracija
globula
proteina,
uvjetovana
njihovom
denaturacijom
i
zamu
č
enje
sirutke
se
znatno
umanjuje.
Pri
temperaturi
75-80
°C
nastupa vidljiva
denaturacija,
jer
se
stvorene
pahuljice
polagano
ta1ože
(Hramcov
i
sur.,
1974).
Pri
temperaturi
denaturacije
terrnolabilnih
frakcija
(90
°C)
pahuljasto
se
izdvaja
20-25%
proteina.
Ispitivanjem
filtrata
nakon
denaturacije
dobiveni
rezultati
su
prikazani
u
tabeli
7.
Nepotpuno
izdvajanje
proteina
uslovljeno
je
zaštitnim
djelovanjern
prisut-
nih
elektrolita
u
sirutki
i
prevIadavanjem
naboja
č
estica
proteina
kao
faktora
stabilnosti.
Mliekarstvo
32
(10)
1982.
299
Dijagram
3
Krivulja
izmjene
mutnosti
slatke
sirutke
pri
zagrijavanju
(Hramcov
i
sur.,
1974.)
0.180
-
0
0.150
0,120-
20
30
40
50
60
70
80
90
Temperatura
c)
Tabela
7
Sastrav
sirutke
I
filtrata
nakon
denaturacije
(Hrameov,
1979.)
Sirutka
Titracijska
kiselost
(°T)
Aktivna
kiselost
(pH)
Sadržaj
proteina
(
0
/o)
Odvajanje
proteina
(
.6
)
Muttio
ć
a
licrn
SIatka
12,0
6,20
0,680
0,158
Poslije
zagrijavanja
na
90°C
(filtrat)
11,8
6,25
0,485
23
0,073
Isto
poslije
zakise-
ljavanja
(filtrat)
34,0
4,60
0,413
39
0,006
Isto
poslije
neutra-
lizaelje
(filtrat)
10,0
6,50
0,314
54
0,003
Peptidi
i
neproteinski
dušik
ostaju
u
sirutki.
Filtrat
č
esto
puta
nije
bistar
po
izgledu
zbog
raspadanja
globula
proteina,
jer
se
u
procesu
kida
nekoliko
vezova
polipeptidnog
lanca
(Hramcov,
1979).
Da
bi
pospješili
toplinsku
denaturaciju
slatke
sirutke,
potrebno
je
doda-
vati
reagense
koji
pomi
č
u
reakciju
sredine
na
kiselu
stranu.
Optimalna
reakcija
sredine
pri
z
a
k
i
s
e
1
j
a
v
a
n
j
u
sirutke
se
pojav-
ljuje
kod
pH
tj.
kod
titracijske
kiselosti
od
30
35
°T,
što
se
podudara
s
izoelektri
č
nom
to
č
kom
Iaktalbuminske
frakcije
(Suter
i
Puhan,
1977).
Ovim
na
č
inom
se
izdvoji
10-15%
više
proteina,
nego
pri
izdvajanju
pro-
teina
samo
toplinskom
denaturacijom,
no
još
je
uvijek
nepotpuno
izdvajanje
što
se
tuma
č
i
heterogenim
svojstvima
proteina
sirutke.
300
Mljekarstvo
32
(101
1982.
Za
maksimalno
odvajanje
proteina
iz
slatke
sirutke
potrebno
je
primije-
njti:
toplinsku
denaturaciju
na
temperaturi
92,5°
±
2,5
°C
uz
zakiseljavanje
na
pH
4,5
±
0,1,
stajanje
na
toj
temperaturi
5
minuta,
te
zatim
neutralizacijom
sredine
na
pH
6,25
±
0,25
i
stajanjem
15
minuta
u
tim
uvjetima.
Tim
kombi-
niranim
na
č
inom
toplinske
denaturacije
uz
kiselinsko-lužnati
postu-
pak,
postižu
se
izoelektri
č
ne
to
č
ke
svih
proteina
i
izdvoji
se
50-55°/o
proteina
(Hramcov,
1979).
Dijagram
4
izdvajanje
prcteina
slatke
sirutke
u
procesu
zakiseljavanja
(1)
i
neutralizaeije
(2)
(11rameov,
1979.)
100-
c0
CT
)
00-
2
0.
6
.9,
80-
(0
70-
7
CC
6(1-
504-
40-
4
5
6
7
Akt
ivna
kiselost
i
pH
)
Za
zakiseljavanje
sirutke
može
se
koristiti
kisela
sirutka,
mlje
č
na,
octena
i
klorovodi
č
na
kiselina,
a
za
neutralizaciju
koristi
se
10e/o
-
tna
otpina
NaOH.
Osim
kiselinsko-lužnatog
na
č
ina
koagulacije,
dobro
se
pokazao
i
na
č
in
toplinske
koagulacije
sa
k
a
1
c
i
j
e
v
i
m
k
1
o
r
i
d
o
m
(0,9-1%)
gdje
se
po-
stiže
izdvajanje
preko
50%
proteina
(Hramcov,
1979).
Skupljaju
č
i
se
na
površini
globula
proteina
ioni
kalci.ja
pospješuju
nji-
hovu
nestabilnost
i
potpornažu
asocijaciju
globula
proteina
te
stvaranje
pahu-
ljica
(Dij
č
enko
i
Klimovskij,
1966).
Došlo
se
do
zaklju
č
ka
da
je
za
praksu
najsvrsishodnija
kisela
koagulacija,
jer
pri
kiselinsko-lužnatom
postupku
koagulacije
nastaje
pjenjenje
sirutke,
a
sa
CaC1
2
se
postiže
dobro
izdvajanje
samo
u
svježoj
slatkoj
sirutki
što
tako-
č
ler
ograni
č
ava
njegovu
prakti
č
nu
primjenu
(Hramcov
i
sur.,
1974).
Utjecaj
k
u
h
i
n
j
s
k
e
soli
na
izdvajanje
proteina
sirutke
ispitivali
su
Vasilin
i
sur.
(1975)
na
sva
č
etiri
na
č
ina
koagulacije:
toplinski,
kiselinski,
kise-
linsko-lužnati,
te
klorkalcijski
na
č
in
koagulacije.
Mliekarstvo
32
(10)
1982.
301
U
svim
na
č
inima
zagrijavali
su
sirutku
na
90-95
°
C
oko
10
minuta,
te
ostavili
stajati
20
minuta
do
potpune
koagulacije,
jer
se
stajanjem
pospješuje
agregacija
proteina.
Rezultate
ispitivanja
prikazali
su
dijagramorn
5.
Ovisnost
izdvojenih
proteina
od
sadržaja
soli
u
sirutki
daje
maksimalno
iskorištenje.
Klorkaleijskim
na
č
inom
koagulacije,
minimalno
kiselinskim
nom,
a
toplotni
i
kiselinsko-lužnati
na
č
in
su
izme
č
lu
ova
dva
i
prakti
č
ki
isto-
vjetni.
So1
u
manjim
koneentracijama
pospješuje
izdvajanje
proteina
samo
kod
toplinskog
na
č
ina
koagulacije.
Iz
ovih
pokusa
slijedi
zaklju
č
ak,
da
ve
č
a
koncentracija
soli
smanjuje
efektivnost
koagulacije,
jer
soI
u
ve
č
im
koncen-
tracijama
stabilizira
č
estice
proteina
pove
č
anjem
njihovog
naboja
unošenjern
elektrolita
(Vasilisin
i
sur.,
1975).
Dijagram
5
Sposobnost
izdvaianja
proteina
uz
razne
koncentracije
NaC1
(Vasilisin
i
sur.,
].975.)
45
r
40
35
30
25
-
20
-
1
2
3
4
Koncentracija
soli
u
sirutki
%
)
I
klorkalcijski
na
č
in
III
toplinski
II
kiselinsko-lužnati
IV
kiselinski
B
r
z
i
n
a
denaturacije
razli
č
ilih
frakcija
proteina
sirutke
nije
ista,
tako
da
je
stupanj
denaturacije
funkcija
ne
samo
temperature
nego
i
trajanja
njenog
djelovanja.
lz
dv
aja
nje
bj
e
lan
č
ev
in
a
302
Mliekarstvo
32
(101
1982.
Dijagram
6
Izdvajanje
prote
i
na
slatke
sirutke
u
za-
visnosti
od
temperature
zagrijavanja
(Hrameov,
1979.)
Dijagram
7
Izdvajanje
proteina
sIatke
sirutke
u
zavisnosti
od
trajanja
toplinskog
tret-
mana
(Hramenv,
1979.)
93
c
0.1
90-
o
C.
-
03
5D
-
30
70
90
93
95
Temperatura(*
e)
0
5
15
30
60
Trajanje
toplinskog
tretmana
(rninute)
Dijagram
8
Izdvajanje
proteina
kisele
sirutke
(Hrameov,
1979.)
0,5-
0,3
5
6
7
8
9
Aktivna
kiselost
(pH)
Mljekarstvu
32
(10)
1982.
303
Vidijivo
je
da
je
optimalna
temperatura
zagrijavanja
93
°C
(uz
blago
mije-
šanje),
a
vrijeme
do
potpune
koagulacije
oko
20
minuta
(Hramcov,
1979).
Erernin
1973.
godine
je
ustanovio
da
je
disperznost
proteinskih
pahuljica
pri
razli
č
itim
na
č
inima
koagulacije,
skoro
jednaka.
Najkrupnije
č
estice
forrairaju
se
pri
kiselinsko-luinatom
i
klorkalcijskom
na
č
inu
koagulacije,
a
najmanje
pri
top1inskom.
Najbrže
se
taIože
pahuljice
proteina
klorkalcijskim
na
č
inom,
a
najsporije
nakon
'toplinske
denaturacije
(Hramcov,
1979).
2.2.2.
Koagulacija
proteina
kisele
sirutke
Optimalni
uvjeti
koagulacije
proteina
slatke
sirutke
rnogu
se
uvjetno
pri-
mijeniti
na
kiselu
sirutku,
samo
je
potrebno
izvršiti
neutralizaciju
kisele
sirutke
(kiselost
ve
č
a
od
00°T
i
pH
manja
ad
4,5)
na
pH
tj.
na
cca
15
°T,
kad.a
se
maksimalno
izdvajanje
proteina
(dijagram
8).
Reagens.1
nertrrallzaje
su
.kao
ked
siru
đ
ke.
Dodaju
se
uz
energi
č
no
miješanje
da
ne
dode
do
potamnjivanja
sirutke,
što
dovodi
do
jakog
pjenjenja
sirutke
(Hramcov,
1979).
Dijagram
9
Krivulja
izmjene
mutna
č
e
kisek
sirutke
pri
zagrijavaniu
{Hramcov
sur.,
1974.)
0,330
0,300-
17)
0,210-
0,1804.
0,150-
0,120-
20
30
40
50
60
70
80
Temperatura
("
c)
304
Mliekarstvo
32
(10)
1982.
1
3
O
o
2
7
,
0
15.0
23,0
31,0
39,0
47,0
55,0
Sadržai
suhih
tvari
(%
)
12n
100
Izmjena
agregatnog
stanja
proteina
kisele
sirutke
prikazana
je
na
dija-
gramu
9.
Mutno
ć
a
kisele
sirutke
isto
se
mijenja
kao
i
slatke,
iako
je
apsolutni
poka-
zateIj
mutnosti
kisele
sirutke
nešto
ve
ć
i
(Hramcov
i
sur.,
1974).
2.2.3.
Koagulacija
proteina
uguš
ć
ene
sirutke
Koagulacija
sirutkinih
proteina
u
uguš
ć
enoj
sirutki
je
vrlo
slabo
ispitana.
Prirodna
svojstva
proteina
u
procesu
uguš
ć
ivanja
sirutke
se
mijenjaju.
Dolazi
do
promjene
agregatnog
stanja
proteina,
jer
pri
uguš
ć
ivanju
sirutke
se
dešavaju
složene
fizikalno-kernijske
promjene,
kako
u
cijelom
sistemu,
tako
i
u
njenim
komponentarna.
Iz
dijagrama
10
se
vidi
da
dolazi
do
sniženja
pH
do
izoelektri
č
ne
to
č
ke
osnovnih
sirutkinth
proteinskih
frakcija
tj.
do
.destabillzacile
proteina.
Pri
smanjenju
obima
sirutke
zbližavanjem
molekula
proteina
i
mineralnih
kompo-
nenata
dolazi
do
njihove
agregacije
u
formiranju
složenih
proteinsko-mineral-
nih
kompleksa
tj.
koagulacije.
Medutim,
daljnjim
uguš
ć
enjem
pove
ć
avaju
se
veze
sistema,
a
razlika
spe-
cifi
č
ne
težine
disperzne
faze
i
disperzne
tvari
se
smanjuje
što
negativno
utje
č
e
na
daljnji
proces
razdvajanja
sistema.
Osim
toga
denaturacija
proteina
sirutke
usporava
se
i
pove
č
anjem
koncen-
tracije
laktoze
koja
pove
č
ava
stabilnost
proteina.
Utjecaj
pove
ć
ane
koncen-
tracije
soli
na
usporavanje
denaturacije
opisan
je
ve
ć
ranije.
Pored
toga
protein
sirutke
pri
daljnjem
pove
ć
anju
svoje
koncentracije,
denaturira
se
slabije
(Hrarncov,
1979).
Dijagram
10
Promjene
sirutke
pri
ugušCivanju
(Hramcov,
1979.)
e
o.
"rn
0
5,4
g
2.
gH
<
3.
Vagnuti
5,2
talog
4.
izra
č
unata
koli
č
ina
vagnutog
s
Đ
taloga
1.
Titraciona
kiselost
MIiekarstvo
32
(101
1982.
305
2.3.
Reverzna
osmaza
i
ultrafiltracija
2.3.1.
Osnovni
principi
reverzne
osmoze
ž
ultrafiltracije
Mernbranske
metode
separacije,
koncentriranja
i
purifikacije
teku
ć
ih
smjesa
poznate
su
i
primjenjuju
se
u
laboratorijskom
mjerilu
ve
č
više
od
100
godina.
Njihovo
uvodenje
u
industrijsku
praksu
novijeg
je
datuma
i
dugo
je
vremena
bilo
ograni
č
eno
relativno
Iošim
svojstvima
raspoloživih
membrana
kao
mala
propusnost,
slabe
mehani
č
ke
karakteristike
i
kemijska
nestabilnost
(Kunst,
1974).
Tek
uvodenje
membrana
astmetri
č
ne
strukture
dovelo
je
do
naglog
širenja
ovih
postupaka,
od
kojih
su
pcsebno
nagli
razvoj doživjeli
tla
č
ni
membranski
postupci:
reverzna
osmoza
i
ultrafiltracija
(Loeb
i
Sourirajan,
1961).
Postupak
je
u
po
ć
etku
razraden
kao
metoda
dobivanja
pitke
vode
iz
mora
(desalinacija
mora),
ali
je
ubrzo
postao
zanimljiv
na
širem
podru
č
ju
kao
npr.:
pri
separaciji
i
koncentraciji
produkata
prehrambene
i
farmaceutske
indu-
strije,
pri
separaciji
celuloze
i
papira,
obradi
otpadnih
voda,
separaciji
pli-
nova,
organskih
otapala
i
sli
č
no
(Kunst
i
Floreani,
1973).
Opštrnije
o
primjent
može
se
na
č
i
u
radu
Lacey
i
Loeb
(1972).
Na
č
elo
tih
postupaka
vrlo
je
jednostavno.
Prilikom
odjeljivanja
teku
č
ina
razli
č
itih
koncentracija
pomo
ć
u
semipermeabilne
membrane,
teku
č
ina
iz
oto-
pine
naanje
koncentracije
strujati
č
e
difuzijom
kroz
membranu,
dok
se
ne
postigne
stanje
ravnoteže.
Taj
proces
naziva
se
o
s
m
o
z
a.
Tlak
(hidrostati
č
ki),
koji
se
pri
tom
javlja
na
strani
s
višom
koncentra-
eijorn
u
jednom
rnomentu
zaustavit
č
e
osmotski
tok.
Taj
hidrostati
č
ki
tlak
naziva
se
osmotski
tlak
i
on
je
upravo
proporcionalan
razlici
koncentracije
i
ternperature
(Morgan
i
sur.,
1965).
Ako
se
primjeni
tlak
na
strani
s
višom
koncentracijorn,
tako
da
on
znatno
nadmaši
vrijednost
osrnotskog
tlaka,
otapalo
č
e
po
č
eti
te
ć
i
obrnutim
smjerom
obratna
osmoza
—reverzna osmoza
(Bundgaard
i
sur.,
1972).
Iz
otopine
se
kroz
polupropusnu
membranu
istiskuje
otapalo
i
sve
one
supstance
kod
kojih
je
molekularna
veli
č
ina
ispod
granice
zadržavanja
meb-
brane.
Na
taj
se
na
č
in
otapalo,
odnosno
niskomolekularne
komponente
teku
ć
e
smjese
separiraju
uz
istodobno
koncentriranje
onih
komponenata
koje
mem-
brana
ne
propušta
(Floreani
i
Skevin,
1974).
Dio
koji
prolazi
kroz
membranu
zcve
se
p
e
r
m
e
a
t,
a
onaj
dio
koji
zaostaje
zove
se
k
o
n
c
e
n
t
r
a
t
ili
r
e
t
e
n
t
a
t.
Ovo
merobransko
filtrira-
nje
možemo
podijeliti
na
ultrafiltraciju
i
hiperfiltraciju
(r
e-
verzna osmoz
a).
Oba
procesa
su
u
mnogo
č
emu
identi
č
na,
medutim
u
pogledu
opreme
i
rezultata
postoje
razlike.
Membrane
za
ultrafiItraciju
imaju
tako
velik2
pore
da
manje
molekule,
kao
što
su
npr.
soli
i
neke
vrste
še
č
era
mogu
prolazi.ti
kroz
membranu
zajedno
sa
vodom,
dok
se
naprotiv
samo
velike
molekule,
kao
što
su
proteini,
zausta-
vljaju.
Membrane
za
hiperfiltraciju
(rezervnu
osmozu)
imaju
vrlo
male
pore.
tako
da
se
u
praksi
postiže
koncentriranje
svih
otopljenih
tvari
(Nielsen,
1979).
Perrneat
je
kod
hiperfiltracije
č
ista
voda,
visok
je
osmotski
pritisak,
pa
je
1
pritisak
koji
se
mora
primijeniti
visok
(Cari
ć
,
1980).
Reverzna
osmoza
naziva
se
jcš
i
hiperfiltracija,
jer
propušta
molekule
manjeg
reda
veli
č
ine
(10
4
-10
-7
mm),
dok
ultrafiltracijske
membrane
propu-
štaju
molekule
reda
veli
č
ine
izmedu
(10
-4
-10
-7
mm)
zavisno
od
korištene
vrste
membrane
(Ostoji
ć
,
1980).
306
Mliekarstvo
32
(101
1982
Ovi
procesi
razlikuju
se
i
po
odvajanju
na
osnovu
molekularne
težine.
Kod
RO
,
arnogu
č
uje
se
prolaz
tvari
malekularne
težine
markje
od
200,
a
kod
UF
prolaze
tvari
involekularne
težine
manje
,
od
10.000,
20.000
i
30.000
(Bundgaard
sur.,
1972).
P
r
i
j
e
n
o
s
tvari
kroz
membranu
razli
č
it
je
za
svaku
komponentu,
tj.
neke
prolaze
brže,
a
neke
sporije,
tako
da
se
sastav
smjese
u
permeatu
ostatku
koji
nije
prošao
kroz
membranu
koncentratu,
mijenja.
Tako
je
s
e
p
a
r
a
c
i
j
a
obi
č
no
rezultat
djelovanja
mnogih
faktora
i
ovisi:
o
karakteristikama
upotrebljene
membrane
(veli
č
ina
pora,
raspodjela
pora
po
veli
č
ini,
kemijska
priroda
membranskog
materijala);
-
o
prirodi
komponenata
koje
treba
separirati
(veli
č
ina
i
kemijska
struktura
molekula,
njihov
naboj,
medusobne
interakcije
molekula);
te
o
stvarno
djeluju
ć
em
pritisku
na
svaku
pojedinu
komponentu
(koji
je
jed-
nak
razlici
radnog
i
osmotskog
pritiska
s
obe
strane
membrane)
(Kunst,
1974).
V
e
1
i
k
a
p
r
e
d
n
o
s
t
ovih
procesa
je
što
se
koncentriranje
i
separiranje
može
provoditi
istodobno
i
to
pri
sabnoj
iii
po
potrebi
nižoj
temperaturi,
tako
da
ne
dolazi
do
fizikalnih
i.li
kemijskih
prornjena
koje
bi
mogIe
izrnijeniti
svojstva
i
smanjiti
iskarištenje
(Floreani
i
Škevin,
1974).
Procesi
su
povoljni
i
u
energetskom
cmislu,
jer
niti
teku
ć
a
smjesa,
niti
pojedine
komponente
ne
podliježu
faznim
prijelazirna,
za
koje
se
troše
velike
koli
č
ine
energije
(Kunst,
1974).
O
s
n
o
v
n
a
poteško
ć
a
koja
se
javlja
pri
tla
č
'noj
membranskoj
sepa-
raeiji
jeste
smanjenje
protoka
kroz
membranu.
Ono
se
javlja
s
jedne
strane
kao
rezultat
»koncentracijske
polarizacije«
(porasta
osmotskog
pritiska
zadr-
žanih
supstancija)
a
s
druge
strane
uslijed
gomilanja
sloja
molekula
na
povr-
šini
membrane
(tzv.
»predmembrana«)
i
stvaranja
efektivne
barijere
prolazu
otapala
i
drugih
tvari,
koje
normalno
ne
bi
bile
zadriane.
Uklanjanje
tih
nepoželjnih
efekata
predmet
je
intenzivnih
istraživanja.
Za
prakti
č
nu
indu-
strijsku
primjenu
ve
ć
su
na
đ
ena
zadovoljavaju
ć
a
rješenja.
Na
č
elo
je
jedno-
stavno
i
sastoji
se
u
r
e
c
i
r
k
u
1
a
c
i
j
i
procesne
teku
ć
ine
preko
površine
rnembrana
(Floreani
i
Škevin,
1974).
Membrane
i
maduli
Prva
opažanja
pojavljuju
se
na
membranama
od
acetat
celuloze
(Read
i
Brelion,
1959).
Acetat
celuloza
je
visoko
organizirani
polimer,
koji
ima
grupe
koje
mogu
vodikovirn
mostom
vezati
vodu
ili
neko
drugo
polarno
otapalo
(Lacey,
1972).
Pravu
ekspanziju
u
primjeni
membranskih
metada
19134.
g.
donio
je
pro-
nalazak
asimetri
č
nih
membrana
tipa
Loeb
i.
Sourirajan.
To
su
membrane
od
raznih
makromolekularnih
materijala,
koje
se
sastoje
od
vrlo
tankog
i
gustog
površinskog
sloja
debljine
0,1-0,2
i
um,
s
porama
veli
č
ine
1-10
u
um
i
relativno
debelog
(0,1-0,3
mm),
vrlo
poroznog
sloja
s
porama
veli
č
ine
0,1-1
prn.
Gornji
sloj
ima
dobru
propustljivost,
jer
je
vrlo
tanak
i
on
je
a
k
t
i
v
a
n
d
i
o
membrane,
dok
je
grub,
porozan
donji
sloj
n
o
s
a
č
koji
ne
smanjuje
propustljivost
membrane
(Cari
č
,
1980).
Novija
elektronsko-mikroskopska
istraživanja
Gittensa
i
suradnika
(1970)
ukazuju
da
se
radi
o
troslojnoj
strukturi
tj,
izmedu
dva
opisana
sloja
nalazi
se
jasno
izražen
medusloj
srednje
poroznosti.
Mliekarstvo
32
(10)
1982,
307
aktivna
strana
membrane
nosivi
porozni
sloj
e21,7,26
.
-.
~0eP4e,Po...n
e
,
Slika
1
Shematski
prikaz
strukture
asimetri
č
ne
membrane
(Floreani
i
Škevin,
1974.)
U
samom
po
č
etku
upotrebljavale
su
se
isklju
č
ivo
membrane
od
acetat
celuloze.
Pos1jednjih
godina
u
č
injen
je
znatan
napredak
u
primjeni
novih
polimernih
materijala:
esteri
kao
celulozni
triacetat,
poliamidi,
poliuretani
itd.
(Geri
ć
i
sur.,
1978).
Postoje
membrane
u
obliku
folija,
cijevne
membrane
te
membrane
u
obliku
šupljih
vlakana,
te
č
etiri
osnovna
tipa
RO/UF
modula:
1.
na
na
č
elu
filter
preše
(sistem
plo
č
a
i
okvira),
2.
u
obliku
spiralnog
namotaja,
3.
cijevni
modul,
4.
modul
sa
šupljim
vlaknima
Detaljnije
o
membranama„
njihovoj
pripremi,
te
o
modulima
sa
slikama,
može
se
na
ć
i
u
radovima
Floreani
i
Škevin
(1974),
te
Brneti
ć
(1971).
Naj
č
ć
u
primjenu
našli
su
plo
č
asti
moduli
firme
DDS
(De
Danske
Sukker-
fabrikker,
Kopenhagen)
20,
30,
40
i
najnovitji
modul
35
(DDS,
RO-Jsistem,
UF,
HF
Prospekt).
Moduli
20,
30
i
40
sastoje
se
od
okruglih
cilindri
č
nih
kolona
sa
naizmje-
ni
č
no
poredanim
plo
č
ama
i
okvirima.
Izvedba
je
sli
č
na,
pa
č
u
ih
detaljnije
opisati
u
eksperimentalnom
dijelu
rada,
jer
su
pokusi
vršeni
na
modulu
DDS
20-1,8
m
2
.
Modul
tipa
35
sastoji
se
od
ovalnih
plo
č
a
i
okvira
od
polisulfona,
koji
je
otporan
na
temperature
do
100
°C
(DDS,
RO-sistem,
UF,
HF-Prospekt).
Danas
su
poznate
tri
generacije
membrana,
koje
su
nastale
sukcesivno:
-
membrane
od
acetat
c
e
1
u
1
o
z
e,
koje
podnose
temperaturu
do
50
°C
i
otporne
su
na
pH
3-8;
-
membrane
od
s
i
n
t
e
t
s
k
i
h
p
o
1
i
m
e
r
a
(polisulfon
ili
derivati
poliole-
fina),
koje
podnose
temperature
do
75
°
C
i
otporne
su
na
pH
2-12
(Mau-
bois,
1980);
mineralne
membrane
(ZrO
2
na
ugljikovom
tj.
grafit
nosa
č
u),
koje
podnose
temperature
do
400
°C,
ekstremno
su
stabilne
na
pH
i
mehani
č
ke
stresove
što
je
veoma
važno
za
sanitaciju
membranske
opreme
(Kosikowski,
1979
i
Maubois,
1980).
Sve
vrste
membrana
su
karakterizirane
sa
njihovom
zavisnoš
ć
u
prolaza
molekula
razli
č
i'te
veli
č
ine,
nrikrobitološkom,
fizi
č
ko-kemijskom
itmehani
č
kum
stabilnoš
ć
u
(Ostoji
č
,
1980).
E
E
E
a
c
308
Mliekarstvo
32
(101
1982.
2.4.
Ultrafiltracija
sirutke
(UF)
U
po
č
etku
je
tehnika
primjene
membrana
u
mljekarskoj
industriji
bila
usmjerena
preradi
sirutke
a
danas
prema
podacima
Maubois-a
i
suradnika
(1981)
7-8'°/0
svjetske
proizvodnje
sirutke
se
tretira
ultrafiitracijom.
Paije
same
vatrafiltracije,
potreb,no
.je
izvršiti
p
r
e
d
t
r
e
t
m
a
n
s
i
r
u
t-
k
e
koji
se
sastoji:
-
Eliminacija
svih
nerastvorljlvqh
tvari
fibtracijom,
a
može
se
vršiAl
po
potrebi
i
parcijalna
demineralizacija
elektrodijalizom
(Ostoji
ć
,
1980).
Sadržaj
masti
svesti
na
minknum
(0,05-0,01G/o)
separacijom.
-
Sirutku
pasterizirati
na
72-75
°C115-20
sekundi.
Pasterizacija
je
potrebna
naro
č
ito
kod
slatke
sirutke
jer
je
prisutan
ve
ć
i
potencijal
mikrobiološkog
kvarenja
(Donnely
i
sur.,
1974).
Ultra
filtr
a
c
i
j
om
sirutke
vrši
se
odvajanje
laktoze,
mineralnih
tvari,
neproteinskog
dušika
(NPN),
vitamina
i
slobodnih
aminokiselina
p
e
r-
m
e
a
t,
a
zaostaje
k
o
n
c
e
n
t
r
a
t
p
r
o
t
e
i
n
a
koji
se
č
esto
u
literaturi
naziva
i
r
e
t
e
n
t
a
t
(Luka
č
-Skelin,
1978).
koncentrat
protema
sirutke
sirutka
0,7-7kg/cm
.
2
U
F
vodalaktoza
soli,
NPN
mlj.
kiselina
koncentrat
laktoze
permeat
28
-
84
gtrn
RO
permeat
(voda-niski
BPK)
Slika
2
Shema
membranskih
separacija
(Delaney
i
sur.,
1974.)
Permeat
je
sporedni
proizvod
u
ovom
procesu
i
može
se
koncentrirati
reverznom
osmozom
i
iskoristiti
za
proizvodnju
laktoze
(Delaney
i
sur.,
1974).
2.4.1.
Postrojenje
i
postupak
ultrafiltracije
sirutke
Industrijsko
postrojenje
za
ultrafiltraciju
radi
ve
ć
od
1971.
godine
(Souri-
rajan,
1977).
Postrojenje
odnosno
moduli
su
za
UF
i
RO
prakti
č
ki
jednaki,
a
bitna
raz-
lika
je
u
vrstama
membrana.
U
sastav
postrojenja
ulazi
modul
i1i
sklop
moduta
sa
membranama,
izmje-
njiva
č
topline,
filter,
spremnici,
pumpe,
cjevovodi,
ventili
te
indikatori
priti-
ska
i
temperature.
Postrojenja
za
ultrafiltraciju
sirutke
mogu
da
budu
konstruirana
za
konti-
nuirani
ili
diskontinuirani
rad.
Diskontinuirana
postrojenja
su
prakti
č
na
za
manje
kapacitete.
Koncen-
triranje
se
ovdje
vrši
recirkulacijom
sirutke
kroz
modul
za
ultrafiltraciju
i
tank
za
napajanje
do
postizanja
željene
koncentracije
ugušCene
sirutke.
Mliekarstvo
32
(10)
1982.
309
Prednost
diskontinuiranog
na
č
ina
je
jednostavan
rad
postrojenja,
koje
č
ak
ne
mora
da
se
kontrolira
u
tohu
no
ć
i.
Utrošak
energije
je
medutim
rela-
tivno
ve
ć
i,
jer
se
koncentrat
po
napuštanju
modula
vra
ć
a
u
tank
za
napajanje
na
atmosferski
pritisak
i
zatirn
ponovno
vra
ć
a
pod
pritisak
pri
slijede
č
em
ulasku
u
modul.
U
kontinuiranom
postrojenju
sirutka
se
potiskuje
pumpom
za
napajanje
u
postrojenje
u
kome
se
vrši
recirkulacija
kroz
niz
modula
vezanih
u
seriju.
Na
taj
na
č
in
svaki
moduI
u
seriji
funkcionira
do
odre
đ
enog
konstantnog
stepena
koncentriranja
sirutke,
a
ovaj
je
za
svaki
slijede
ć
i
raodul
u
postro-
jenju
viši.
Stepen
koncentriranja
finalnog
proizvoda
se
podešava
pove
ć
anjem
ili
smanjenjem
koli
č
ine
proizvoda.
Prednost
kontinuiranog
procesa
je:
eko-
nomi
č
niji
rad
i
kra
ć
e
zadržavanje
proizvoda
u
postrojenju,
što
ornogu
ć
uje
bolji
bakteriološki
kvaIitet
gotovog
proizvoda.
S
druge
strane
pri
izvodenju
rnembranske
separacije
za
dati
opseg
koncentracije,
i
uz
jednake
ostale
para-
metre,
najbolji
protok
se
dobiva
u
diskontinuiranom
postrojenju
(Cari
ć
,
1980).
Za
dati
tip
sirutke
postoje
brojne
varijable
koje
utje
č
u
na
brzinu
p
e
r-
rneacije
(propusnost)
kroz
membranu.
Permeabilnost
membrane
je
funkcija
ovih
varijabli:
q
=
f
(p,
c,
v,
t,
pH)
p
=
pad
pritiska
na
membranu
c
=
koncentracija
otopine
v
=
brzina
protoka
nad
membranom
T
=
vrijeme
rada
pH
=
aktivna
kiselost
otopine
Kod
pove
ć
arrja
radnog
pritiska
po
č
etna
propusnost
raste,
all
to-
kom
vremena
ona
opada
zbog
pove
č
anja
koncentracijske
polarizacije
na
povr-
šini
membrane.
Ako
permeabilnost
padne
6fflio,
mora
se
izvršiti
pranje
(Kala-
šnikov,
1976).
Brzina
permeacije
membrana
linearno
se
mijenja
i
sa
temperaturo
m,
jer
porastom
temperature
opada
viskozitet.
Gornja
temperatura
za
UF
sirutke
je
50-52
°C,
jer
više
temperature
dovode
do
precipitacije
sirutkinih
proteina
i
dolazi
do
za
č
epljenja
membrane
(Sourirajan,
1977).
Isto
tako
i
pH
utje
č
e
na
brzinu
permeacije
kroz
membranu.
Minimalna
brzina
permeacije
je
kod
pH
4,6-5,1
jer
se
u
tim
granicama
kre
ć
u
izoelek-
tni
č
ne
fto
č
ke
siruitkinih
proteina,
pa
je
i
topiivost
proteina
minimalna.
Neki
su
autori
objavili
i
utjecaj
koncentracije
proteina
na
br-
zinu
permeacije,
što
se
može
prikazati
jednadžbom
Blatta
(1970)
F
=
ks
ln
Cb
F=
brzina
permeacije
ks
=
koeficijent
prijenosa
mase
=
sadržaj
proteina
kod
kojeg
nastaje
gel
ukupna
koncentracija
proteina
Sadržaj
proteina
kod
kojega
nastaje
gel
iznosi
20°/o,
pa
prerna
tome
maksi-
maini
sadržaj
proteina
u
teku
ć
em
koncentratu
je
80%
na
bazi
suhe
tvari
(Sou-
rirajan,
1977)
Naj
č
ć
e
se
proizvode
koncentrati
sa
20-60%
proteina
u
suhoj
tvari.
Uko-
liko
se
želi
ve
ć
i
dio
proteina
u
proizvcdu,
to
se
može
posti
ć
i
dodavanjem
vode
310
Mliekarstvo
32
(101
1982.
tokom
ultrafiltracije
(dijafiltracije),
č
ime
se
vrši
ispiranje
astatka
laktoze
i
soli
i
može
se
dobiti
koncentrat
sa
98°/0
proteina,
što
se
zbog
nerazmjernog
pove
č
anja
cijene
proizvoda
rijetko
č
ini
(Cari
č
,
1980).
2.4.2.
Sastav
i
osobine
UF
koncentrata
sirutke.
Promjenom
koli
č
ine
permeata
ili
zapreminskog
odnosa
koncentriranja
mogu
ć
e
je
proizvesti
koncentrat
razli
č
itog
sastava
(Carie,
1980).
Tabeta
8
Sastav
koneentrata
sirutke
(Sourtrajan,
1977.)
Slatka
sirutka
(
0
/0)
Koneentracioni
omjer
°/0
na
suhu
tvar
5
:1
10
:1
20
:1
30
:1
Protein
0,69
38,9
54,4
68,0
74,2
NPN
0,19
2,1
1,5
0,9
0,7
Laktoza
4,15
46,7
32,7
20,5
14,9
Pepeo
0,56
6,3
4,4
2,8
2,0
Mast
0,07
3,9
5,5
6,9
7,5
Mlje
č
na
kiselina
0,18
2,1
1,5
0,9
0,7
U
Ukrajinskom
nau
č
no-istraživa
č
kom
institutu
mljekarske
industrije
pro-
vedeni
su
pokusi
ultrafiltracije
sa
ceIulozno-acetatnim
membranama
razli
č
ite
poroznogti
na
labaratorij,skien
diskontinuirankrt
kontinui~n
modulima.
Tabela
9
Sastav
dobivenib
komponenata
(Salašnikov,
1976.)
Sirutka
Koncentrat
Perrneat
Gusto
ć
a
1,023
1,028 1,018
Kiselost
(°T)
11 11
6
Proteind
(°10)
0,76
1.84
0,002
Laktoza
(
0
/0)
4,8
5,0
4,4
Pepeo
(
0
/0)
0,55
0,6
0,28
Kalcij
(ng
0
/0)
43
46
28
Kalij
(mg°,0)
139,5
148,8
125,6
Magnezij
(mg
0
/0)
16,7
20,9
11,8
Natrij
(mg
0
/0)
53,1
56,3
47,9
Klor
(rng°/0)
88,9
115
75,3
Fosfor
(ng
°
/0)
38,5
74,3
17,6
B12
1,87
2,75
0,24
Bo
(mg/1)
4,4
4,7
4,1
B3
(mg/1)
12,4
12,4
12,4
Koli
č
ina
proteina
pove
č
aIa
se
za
2,4
puta,
a
procentualni
sadržaj
minerala
i
vitamina
u
koncentratu
se
nije
snizio
(Kalašnikov,
1976).
Najvažnije
karakteristi
č
ne
funkcionalne
o
s
o
b
i
n.e
koncentrata
proteina
sirutke
su:
topivost,
sposobnost
stvaranja
pjene,
sposobnost
stvaranja
ge1a,
svojstvo
emulgiranja
i
vezivanja
vode,
viskozitet
što
omogu
č
uje
§iToku
primjenu
ovih
proizvoda
u
raznim
granama
prehrambene
industrije
(Cari
ć
,
1980).
Jedno
od
posebnih
svojstava
proteinskih
koncentrata
sirutke
je
njihova
visoka
biološka
vrijednost
i
odli
č
na
probavljivost
(Stroszel,
1979).
MeDonought
i
sur.
(1974)
dali
su
tabelarne
vrijednosti
sastava
raznih
UF
koncentrata
sirutke,
te
posebno
njihov
vitarninskt
i
aminokise]inski
sastav.
Mliekarstvo
32
(10)
1982.
311
Tabele
pokazuju
mali
porast
vitamina
u
koncentratu, ali
veliki
porast
amino-
kiselina
naro
č
ito
lizina
i
aminokiselina
sa
sumporom.
Forsum
(1974)
bavio
se
ispitivanjem
vrijednosti
PER
(efiikasnost
proteina
na
rast)
i
NPU
(neto
iskoriŠtenje
proteina)
koncentrata
proteina
sirutke
(WPC)
i
njihovih
frakcija
doblivenih
ultrafiltracijcnn
(UF)
gel
filtraeijom
(GF)
na
štakorliTna
starim
21
dan.
Tabela
10
Vrijednost
PER
i
NPU
za
koncentrate
prcteina
sirutke,
te
za
kazein
(Forsum,
1974.)
PER
NPU
GF
WPC
4,01
±
0,29
94
±
2,2
UF
WPC
4,29
±
0,20
84,8
±
7,1
Kazein
3,33
±
0,30
78,9
±
3,0
Sli
č
nim
ispitivanjima
bavio
se
i
Wingerd
(1970)
i
ustanovio
da
proteinska
djelotvornost
obroka
iz
koncentrata
sirutkinih
proteina
(WPC),
ve
ć
a
je
za
24°/0
od
kazeina.
Termi
č
ki
denaturirani
proteini
laktalburnini
se
gotovo
kvan.Litativno
(100°/o)
fpretvaraju
u
tjelesni
protein,
dok
je
.kod
.
kazeina
to
slu
č
aj
samo
sa
75°/o
(Wingerd,
1970).
Biološka
vrijednost
smjese
proteina
uvijek
je
ve
ć
a
nego
pojedinih
proteina.
Proteini
sirutke
bogatstvom
esencijalnih
aminokiselina
pove
ć
avaju
biološku
vrijednost
drugih
prehrambenih
proteina,
pa
time
i
vrijednost
ukupne
hrane
(Renner,
1979).
(Nastavak
u
broju
11/82.)
PRECiPITACIJA
PROTEINA
UGUS
Č
ENE
SIRUTKE
ULTRAFILTRACIJOM
II
Mr.
Ljubica
TRATNIK,
Prehrambeno-biotehncloški
fakultet,
Zagreb
3.
EKSPERIMENTALNI
DIO
3.1.
Materijal
i
rnetode
rada
3.1.1.
Sirutka
Za
pokuse
je
korištena
slatka
sirutka,
dobivena
iz
tvornice
sireva
»Sirela«
iz
Bjelovara.
Vrijeme
transporta
sirutke
iz
»Sirele«
preko
hladnja
č
e
R.O.
»Dukat«
u
Laboratorij
za
tehnologiju
mlijeka
PBF-a
iznosila
je
za
prva
tri
pokusa
oko
4
sata,
kada
je
kiselost
sirutke
porasla
cd
4-7,7
°SH,
a
za
ostalih
deset
pokusa
oko
24
sata
(kiselost
porasla
od
4-11
0
SH).
Suha
tvar
sirutke
kretala
se
od
5,12-6,55°/0.
Prije
ultrafiltracije
sirutka
je
profiltrirana
da
bi
se
uklonile
sve
nerastvorljive
tvari.
3.1.2.
Modul
za
ultrafiltraciju
sirutke
Ultrafiltracija
sirutke
vršena
je
na
DDS
modulu
20-1,8
LAB
firme
De
Danske
Sukkerfabrikker
sa
ukupnom
površinom
membrana
1,8
m
2
,
kružnog
promjera
od
20
cm.
Modul
se
sastoji
od
vertikalno
postavijene
cilindri
č
ne
kolone,
koja
je
snabdjevena
ulaznim
i
izlaznim
manometrima,
regulacionim
ventilima
za
kontrolu
i
naravnavanje
radnog
pritiska,
te
ulaznirn
i
izlaznim
cijevima
za
napajanje
modula.
Kolona
se
sastoji
od
naizmjeni
č
no
poredanih
okruglih
plo
č
a
okvira
od
plasti
č
nog
materijala,
koji
su
zajedno
spojeni
pomo
ć
u
centralne
osi
sa
završnorn
spojnicorn
i
maticom.
Izme
đ
u
plo
č
a
i
okvira
nalaze
se
membrane
koje
su
smještene
na
sloj
ffiter
papira,
a
kojima
su
aktivne
strane
okrenute
prema
okvirima.
Plo
č
e,
okviri
i
membrane
smješteni
su
kao
»sandwieh«
i
stegnuti
pomo
č
u
hidrauli
č
ke
pumpe.
TT
sastav
modula
ulazi
i
klipna
pumpa,
koja
jednakomjerno
radi,
te
rnože
raditi
pod
razli
č
itim
uvjetima
radnog
rritiska.
Snabdjevena
je
varijatorom
brzine
sa
kojim
se
regulira
protok.
Dio
teku
č
ine
koji
je
prošao
kroz
membranu
te
č
e
u
udubljeni
dio
plo
č
e
i
dalje
izlazi
van
kroz
otvore
za
permeat.
3.1.3.
Opis
rada
ultrafiltracije
sirutke
U
ovom
radu
izvršeno
je
13
pokusa
ultrafiltracije
sirutke.
U
prva
tri
pokusa
uguš
č
eno
je
40
1
sirutke
na
modulu
DDS-20-1,8
LAB
sa
ukupnorn
povr-
šinom
membrana
od
1,8
m
2
.
Korištene
su
membrane
od
acetat
celuloze
tip
800,
koje
imaju
ove
karakteristike
(Sourirajan,
1977):
Vodeni
Permeabilnost
Grani
č
na
Radni
kapacitet
laktoze
M.
T.
pritIsak
pH
1/m
2
h
(
0
/0)
(bar)
80
95
6.000
20
2-8
LT
slijede
č
ih
10
pokusa
uguš
ć
eno
je
20
1
sirutke
na
istom
modulu
sa
površi-
nom
membrana
od
0,288
m
2
.
Površina
jedne
membrane
iznosi
0,018
m
2
.
Rad
se
odvijao
metodom
recirkulacije
uz
odstranjivanje
permeata.
Mliekarstvo
32
(11)
1982.
323
Tokom
ultrafiltracije
sirutke
pra
č
eni
su
slijede
ć
i
parametri
u
odrede-
nim
vremenskim
razmacima:
ulazni
i
izlazni
pritisak,
protok
permeata,
tem-
peratura
i
kiselost
koncentrata
a
u
nekirn
pokusima
i
kiselost
permeata.
U
nekim
pokusima
je
u
toku
rada
pove
č
an
pritisak
da
bi
ubrzali
proces
ultrafiltracij
e.
Koncentrati
pojedinih
uguš
ć
enja
sirutke
(1/2,
1/4, 1/5,
1/10
i
1/20)
anali-
zirani
su
zavisno
od
vo
đ
enja
pokusa,
kao
i
ukupni
permeat.
Prije
pokusa
izvršena
je
analiza
nativne
sirutke.
Nakon
završene
ultrafiltracije
sirutke,
pristupilo
se
procesu
pranja
modula
sa
vodom
i
detergentima,
te
dezinfekciji
i
konzerviranju
asepsolom.
3.1.4.
Koagulacija
i
precipitacija
sirutkinih
proteina
iz
uguš
č
ene
sirutke
Uguš
č
ena
sirutka
dobivena
ultrafiltracijorn
podijeljena
je
u
koli
č
ine
od
0,5
1
i
ispitivani
su
najpovoljniji
uvjeti
koagulacije
u
ovisnosti
od
tempera-
ture
zagrijavanja,
dužine
toplinskog
tretmana,
stupnja
kiselosti
i
uz
doda-
vanje
raznih
kemijskih
spojeva.
Koagulacija
sirutkinih
proteina
pra
ć
en.a
je
na
slijede
ć
im
postupcima:
-
grijanje
sirutke
bez
dodataka
-
grijanje
sirutke
+
NaCI
-
grijanje
sirutke
+
25°Io-tna
HAc
grijanje
sirutke
+
20°4-tni
CaClz
-
grijanje
sirutke
+
25%-tna
HAc
+
NaC1
-
grijanje
sirutke
+
20%-tni
CaCl
z
+
NaC1
-
grijanje
spontano
zakiseljene
sirutke
Izmjerene
koli
č
ine
uguš
ć
ene
sirutke
zagrijavane
su
u
staklenim
č
ašama,
koje
su
postavljene
u
voclenu
kupelj.
Zagrijavanje
uz
istovremeno
pra
č
enje
temperature
vršeno
je
plamenikom
(na
temperaturi
od
90-95
°C)
uz
blago
miješanje
sirutke
do
koagulacije
proteina.
Kemijski
spojevi
dodavani
su
u
sirutku
prije
samog
grijanja.
Grijanje
na
temperaturi
od
90-95
°C
vršeno
je
15-20
minuta
do
potpune
koagulacije.
Gruš
tada
miruje
oko
30
minuta
bez
zagrijavanja
do
potpune
agregacije
(nago-
rnilavanja)
proteina.
Ohladi
se
na
45°C
da
se
koagulirani
proteini
stabilizi-
raju
u
obliku
pogo
đ
nom
za
ocje
đ
ivanje.
Gruš
se
tada
prebacuje
u
krpe
za
cije-
denje
i
tako
dobiva
albuminski
sir.
Nakon
vaganja
albuminski
sir
se
organolepti
č
ki
ocjenjivao,
a
tada
su
izvr-
šene
kemijske
analize
tog
sira:
odre
č
livanje
suhe
tvari,
masti,
proteina
i
pepela
(u
°/o),
te
kiselost
sira
(°SH
i
pH).
Pra
č
eno
je
i
kretanje
kiselosti
nekih
sireva
do
12-13
dana
uz
kontrolu
organolepti
č
kih
osobina
sira.
Randmani
sireva
(u
°/0)
izra
č
unati
su
na
osnovu
Izvaganog
sira
i
to
na
uguš
ć
enu
i
na
nativnu
sirutku.
Analizirana
je
i
sirutka
nakon
proizvodnje
albuminskog
sira
tzv.
sirutka
II.
3.1.5.
Metode
ispitivanja
i
izra
č
unavanja
Za
sirutku:
Odredivanje
gusto
ć
e
sirutke
laktodenzimetrom;
suhe
tvari
refraktome-
trom
i
sušenjem
na
105
°C
do
konstantne
težine;
mast
po
Gerber-u;
laktoza
volumetrijski
Schoorl
Luffovom
metodom;
kalcij
titracijom
s
kom-
pleksonom
III
uz
indikator
kalcein;
proteini
formol
titracijorn
i
Kjeldahl
metodom;
kiselost
po
Soxhlet—Henkel-u
(SH),
a
0
/o
mlje
č
ne
kiseline
pre-
ra
č
unavanjem
(1
°SH
=
0,0225
g
mlje
č
ne
kiseline
u
°/o).
Mliekarstvo
32
(11)
1982.
325
Za
sir:
Odredivanje
suhe
tvari
sušenjem
na
105
°C
do
konstantne
težine;
mast
po
Gerber-Siegfeld-u;
kiselost
po
T1D5rner-u
(°Th)
i
prera
č
unato
na
0
SH;
pro-
teini
Kjeldahl
metodom;
pH
sira
o
č
itan
na
pH-metru
Methrom
tip
E
150
A,
kada
je
sir
razreden
prokuhanorn
i
ohladenom
destiliranom
vodom
u
omjeru
3:
10;
pepeo
spaljivanjem
sira
u
rnufolnoj
pe
ć
i
na
500°C
uz
prethodno
spaljivanje
sira
na
plameniku
do
sivo
bijele
boje.
Organolepti
č
ko
ocjenjivanje
sira
Vršeno
je
po
tablici
za
ocjenjivanje
svježeg
mekog
sira
po
sistemu
bodo-
vanja
od
20
bodova
i
to
komisijski
od
tri
č
lana
u
Laboratoriju
tehno-
logiju
mlijeka
PBF-a.
Svrstavanje
albuminskog
sira
u
kvalitetne
klas.2
vršeno
je
prema
tablici
Sabadoša
(1979).
Kvalitetna
klar:a
Broj
bodova
Ekstra
18,1-20,0
16,1-18,0
zI
13,0-16,0
III
10,0-12,0
ostalo
ispod
10,0
Odredivanje permeabilnosti
i
zadržavanja
membrane
(Vuksan,
1978)
Izraz
»permeablInost«
(propusnost)
membrane,
koji
se
ozna
č
ava
sa
(B)
izra-
č
unali
smo
pomo
ć
u
formule:
Koncentracija
u
koncentratu
B
100
Koncentracija
u
permeatu
»Zadržavanje«
membrane
se
ozna
č
ava
oznakom
(D)
i
izra
č
unato
je
iz
odnosa:
D
=
100
—B
Odre
đ
ivanje
kapaciteta
modula
(1/m
2
h)
Protok
permeata
=
(l/h)
Površina
membrana
=
0,288
m
2
protok
permeata
(1/h)
Kapacitet
modula
=
--
površina
membrane
(m
2
)
3.2.
Rezultati
rada
3.2.1.
Ultrafiltracija
sirutke
U
pokusima
1,
2
i
3
proces
ultrafiltracije
izvršen
je
na
mcdulu
DDS
sa
ukupnom
površinom
membrane
od
1,0
m
2
.
Uguš
č
e
-
_
-
lo
je
40
1
slatke
sirutke
na
1/10
od
po
č
etnog
voIumena.
Dcbiveni
podaci
pokusa
izneseni
su
u
tabeli
11.
326
MIiekerstvo
32
(II)
1982.
Tabela
Pokusi
ultrafiltraeije
sirutke
Pritisak
Vrijerne
X
10
3
(Pa)
cc;
(min)
Ulaz
Iz1az
&';£1
POKUS
1
1
11,8
9,6
57
4,12
8,0
7,7
0,173
10
12,2
9,4
51
5,00
10,1
8,4
0,189
20
12,2
9,4
44,4
5,75
12,0
9,45
0,213
30
12,5
9,4
42,3
6,00
13,0
10,2
0,230
40
12,6
9,4
35,4
6,25
14,0
11,5
0,260
43
12,6
9,4
30,6
6,30
14,5
12,1
0,273
POKUS
2
1
12,7
8,8
79,2
3,28
24,0
5,04
0,113
10
12,7
8,8
60,9
4,05
24,4
6,67
0,150
20
12,3
8,9
51,0
4,29
25,0
9,15
0,206
25
12,3
8,8
46,8
4,36
25,2
11,40
0,256
30
12,1
8,8
42,0
5,00
25,5
12,90
0,290
32
12,1
8,8
38,7
5,25
26,0
14,00
0,315
POKUS
3
1
12,9
10,0
72,0
3,35
25,5
6,67
0,150
10
13,1
10,0
60,6
4,09
25,6
8,25
0,186
20
13,4
10,0
51,0
4,29
26,0
10,18
0,229
25
13,4
10,0
47,4
4,36
26,1
11,65
0,262
30
13,7
10,3
40,8
4,95
26,5
12,90
0,290
37
13,9
10,3
31,2
5,32
27,0
13,40
0,302
U
svakom
pokusu
su
izvršene
analize
nativne
sirutke
i
koncentrata
uguš
č
e-
nja
od
1/10,
a
rezultati
se
nalaze
u
tabeli
12.
Tabela
12
Analiti
č
ki
podael
nativne
E
koneentrirane
s1rutke
POKUSI
1
2
3
Nativna
sirutka
Konc,
sirutka
Nativna
sirutka
Konc.
sirutka
Nativna
sirutka
Konc.
sirutka
Ug
-
Č
enie
0
1/10
0
1/10
0
1/10
Temperatura,
°C
8
14,5
24
26
25,5
27
Kiselost,
°SH
7,7
12,10
5,04
14,0
6,67
13,4
Kiselost,
pil
6,4
5,9
6,7
6,3
6,2
5,95
Mlie
č
na
kis.,
0
/0
0,173
0,273
0,113
0,315
0,150
0,302
Gusto
č
a
1,025
1,031
1,025
1,028
1,026
1,030
Suha
tvar,
0
/0
6,45
13,49
6,55
13,85
6,25
13,6
Proteini,
l'Io
1,33
5,0
1,40
5,3
1,25
5,6
Mast,
6
/0
0,25
0,40
0,40
7,6
0,40
2,1
U
slijede
ć
oj
seriji
pokusa
4, 5,
6,
7
i
8
proces
ultrafiltracije
izvrgen
je
na
DDS
modUlu
sa
površinom
membrana
ad
svega
0,288
m
2
.
Rezultati
ovih
pokusa
nalaze
se
u
tabelama
13-22.
Mliekarstvo
32
(11)
1982.
327
Uguš
č
eno
je
20
1
sirutke
na
1/10
od
po
č
etnog
volumena
u
pokusima
4,
5
i
(tabele
13,
15
i
19),
a
na
1/20
od
po
č
etnog
volumena
u
pokusu
6
i
8
(tabele
17
i
21).
Varijator
u
ovoj
seriji
pokusa
(4-8)
bio
je
na
3.
U
toku
procesa
rani
su
uzorci
koncentrata
sirutke
ovih
uguš
č
enja:
1/2,
1/4,
1/10
i
1/20,
kao
ukupni
permeat,
te
uzorci
nativne
sirutke, a
rezultati
se
nalaze
u
tabelama
analiti
č
kih
podataka
teku
č
ina
svakog
pokusa
(tabele
14, 16,
Tabela
13
Pokus
4
ultrafiltraciie
sirutke
18,
20
i
22).
Vrijeme
(minute)
1
150
240
300
ulaz
5,9
9,8
14,7
14,7
Pritisak
X
10
5
Fa
izlaz
4,9
8,8
12,9
12,7
Protok
permeata
(1/11)
4,1
3,8
3,8
2,64
Temperatura
koncentrata
(°C)
10
18,5
22
24
Suha
tvar
permeata
(°/0)
4,9
4,5
5,0
4,7
Suha
tvar
koncentrata
(
0
/0)
6,8
8,0
9,0
15,2
Kapacitet
modula
(1/m°
h)
14
13
13
9
PermeabiInost-B
(
0
/o)
72
56
55,5
31
Zadržavanje-D
(
0
/0)
28
44
44,5
69
Tabela
14
Analiti
č
kl
po
đ
ael
teku
č
itia
pokusa
4
Nativna
Koncentrat
Permeat
sirutka
Uguš
č
enje
0
1/2
1/4
1/10
-
Vrijeme
(m.in)
1
150
240
300
-
Temperatura
(°C)
10
18,5
22
24
-
(°SH)
8,4
10,4
14,6
15,8
-
Kiselost
(pH)
4,7
4,6
4,54
4,5
4,8
Mlje
č
na
kiselina
(°/o)
0,19
0,23
0,33
0,44
-
Gusto
č
a
1,024
1,028
1,031
1,052
-
Suha
tvar
refrakt.
(°/o)
6,8
8,0
9,0
15,2
-
Suha
tvar
sušenjem
(
0
/a)
5,7
6,7
8,6
13,9
5,1
Formol
tit.
1,3
1,8
2,7
4,5
0,6
Proteini
(°/o)
Kjeldahl
0,7
-
-
3,8
0,0
Laktoza
e/o)
4,0
4,4
5,3
8,4
4,1
Mast
(°/o)
0,1
0,2
0,5
0,5
0,0
Fepeo
(°/0)
0,3
- - 0,56
0,28
Kalcij
(mg°,0)
69
75,6
98,6
120,4
56,2
Tabela
15
Pokus
5
ultrafiltraelie
sirutke
Vrijeme
(minute)
1
90
150
240
ulaz
14,7
16,7
16,2
15,7
Pritisak
X
10
5
Pa
izlaz
13,2 13,2
13,2
13,2
Protok
permeata
(1/11)
7,9
5,3
4,4
2,82
Temperatura
koncentrata
(°C)
11
20
24
27
Suha
tvar
permeata
(°/o)
3,4
3,6
4,1
4,0
Suha
tvar
koncentrata
(
0
/0)
5,6
7,1
9,6
15,3
Kapacitet
modula
(1/m°
h)
27,5
18,5
15,2
9,8
Permeabilnost-B
(
0
/o)
59,8
50,7
43,7
26,1
Zadržavanje-D
(
0
/0)
40,2
49,3
56,3
73,9
328
Mliekarstvo
32
(11)
1982.
Tabela
16
Analiti
č
ki
podaci
teku
č
ina
pokusa
5
Nativna
sirutka
Koncentrat
Permeat
Uguš
č
enje
Vrijeme
(rnin)
Temperatura
(°C)
0
1
11
1/2
90
150
20
1/4
24
1/10
210
27
-
-
-
Kiselost
(
0
SH)
10,8
13
16,9
26
4,9
(pH)
4,5
4,5
4,45
4,3
4,9
Mlje
č
na
kiselina
(I
)
/o)
0,24
0,29
0,37
0,58
-
Gusto
č
a
1,023
1,027
1,032
1,053
-
Suha
tvar
refraktom.
(Q/a)
5,6
7,1
9,6
15,3
4,0
Suha
tvar
sušenje
(
0
/o)
5,1
6,7
9,4
14,5
3,6
Formol
t,
1,2
1,6
2,3 4,7
0,5
Proteini,
°/o
Kjeldahl
0,6
-
-
4,0
0
Laktoza
(n/o)
3,4
4,4
5,8
7,2
3,1
Mast
(
0
/0)
0,2
0,4
0,9
2,1
0,0
Pepeo
(°/o)
0,32
- -
0,52
0,27
Kalcij
(mg°/o)
50,3
68,3
88,4
124,6
51,3
Tabela
17
Pokus
6
ultrafiltracije
sirutke
Vrijeme
(minute)
1
150
210
270
300
ulaz
10,8
14,7
14,7
14,7
14,7
PritIsak
x
10
6
Pa
izlaz
9,8
12,7 12,7 12,7 12,7
Protok
permeata
(1/h)
4,2
4,1
3,5
3,1
-
Temperatura
koncentrata
(°C)
5
20 24
24
25
Suha
tvar
permeata
(°1o)
4,1
4,1
4,4
4,3
4,1
Suha
tvar
koncentrata
(%)
6,3
7,2
9,3
14,9
16,2
Kapacitet
modula
(1/m°
h)
14,6
14
12,3
11,8
-
Permeabilnost-B
(Q/0)
65
57
49,5
28,8
-
Zadržavanje-13
(Q/o)
35
43
50,5
71,2
-
Tabela
18
Analiti
č
k1
podaci
teku
č
ina
pokusa
6
Nativna
Koncentrat
Permeat
sirutka
Uguš
č
enje
0
1/2
1/4
1/10
1/20
-
Vrijeme
(minute)
1
150
210 270
300
-
Temperatura
(pC)
5
20
24
24
25
-
(°SH)
11,2 13,2
113
20
26
Kiselost
(pH)
4,73
4,7
4,63
4,56
4,5
4,93
Mlje
č
na
kisetina
(%)
0,25
0,30
0,36
0,45
0,59
-
Gusto
č
a
1,023
1,027
1,032
1,052
-
-
Suha
tvar
(Q/o)
refraktom,
sušenje
6,3
6,0
7,2
6,7
9,3
8,9
14,9
14,3
16,2
15,5
4,1
3,5
Proteini
(°/o)
Formol
tit.
1,3
1,7
2,4
4,3
5,6
0,6
Kjeldahl
0,7
- - -
5,6
-
Laktoza
(Q/a)
4,2
4,8
6,0
8,1
8,3
3,1
Mast
(°/a)
0,2
0,3
0,7
1,5
2,1
0,0
Pepeo
°/a
0,34
- -
-
0,63
0,32
Kalcij
(mgQ/o)
80,4
88,6
90,5
108,5
123
62,3
Mliekarstvo
32
(11)
1982.
329
Tabela
19
Pokus
7
ulltrafiltradie
sirutke
Vrijeme
(minute)
1
150
240
330
ulaz
9,8
13,9
12,9
13,2
Pritisak
X
10
5
Pa
izlaz
8,8
12,7
11,8
11,8
Protok
permeata
(1/h)
4,0
3,5
2,5
1,3
Ternperatura
koncentrata
(°C)
10
21
22
24
Suha
tvar
permeata
(°/o)
4,1
3,9
4,5
4,6
Suha
tvar
koncentrata
(°Io)
6,4
8,4
11,2
17,8
Kapacitet
modula
(1/m
2
h)
13,7
12
8,5
4,6
PerrneabilnostB
(
6
/o)
66,6
46,4
40,2
27
Zadržavanje-D
(
8
/o)
33,4
53,6
59,8
73
Tabela
20
Analiti
č
ki
podael
teku
č
ina
pokusa
7
Nativna
Koncentrat
Permeat
slrutka
1..Tgukenje
Vrijeme
(minute)
Ternperatura
(°C)
(°SH)
Kiselost
(pH)
1VIlje
č
na
kiselina
(°/o)
Gusto
č
a
Suha
tvar
refraktom.
(%)
Suha
tvar
sušenje
(°/o)
Proteini
(°/o)
For.
t.
Kjeldahl
Laktoza
((il
đ
)
Mast
(%)
Pepeo
(°/o)
0
1
10
10
4,45
0,23
1,026
6,45
6,20
1,1
0,6
4,4
0,4
0,4
1/2
150
21
13
4,4
0,30
1,035
8,4
8,1
1,5
-
5,7
0,6
-
1/4
240
22
17
4,41
0,38
1,039
11,2
11,0
2,5
-
7,1
1,0
-
1/10
330
24
28
4,45
0,64
1,052
17,8
17,5
4,2
-
11,3
2,0
0,55
-
-
-
-
4,55
-
-
4,6
4,5
0,6
-
3,7
0,0
0,35
Kaloij
(mg°/o)
76
81
91
128
40
Tabela
21
Pokus
8
oltrafiitraelje
sirutke
Vrijeme
(minute)
1
180
270
360
420
ulaz
12,7
12,7 12,7 12,7
12,7
Pritisak
°/o
10
5
Pa
iz1a7
11,8
11,8
11,8 11,8
11,8
Protok
permeata
(Vh)
4,1
2,9
2,2
1,7
1,6
Ternperatura
koncentrata
(°C)
8
21
22
23
25
Suha
tvar
permeata
(
0
/0)
3,8
3,6
4,1
4,3
4,5
Suha
tvar
koncentrata
(
0
/o)
6,3
8,2
10,8
16,2
20,5
Kapacitet
modula
(1/m
2
h)
14,2
10
8,3
5,8
5,4
Perrneabilnost-B
(°/o)
55,5
43,9
37,9
26,5
22,9
Zadržavanje-D
(°/o)
44,5
56,1
62,1
73,5
77,1
330
IVIliekarstvo
32
(11)
1982.
Tabela
22
Analiti
č
ki
podaci
teku
č
ina
pokusa
8
Nativna
Koncentrat
Permeat
sšrutka
Uguš
č
enje
Vrijeme
(minute)
Temperatura
(°C)
esH)
Kiselost
0
1
8
11
1/2
180
21
15
1/4
270
22
21
1/10
360
23
28
1/20
420
25
35
-
-
-
(pH)
4,7
4,69
4,63
4,56
-
4,8
Mlje
č
na
kiseliza
(Vo)
0,24
0,34
0,46
0,63
0,79
Gusto
č
a
1,026
1,028
1,032
1,53
- -
Suha
tvar
refraktom.
(o/a)
6,3
8,2
10,8
16,2
20,5
4,5
Suha
tvar
sušenje
(
0
/0)
5,5
7,5
11,0
15,4
19,1
4,3
1
3
rateini
(
0
/0)
Formol
titr.
1,1
1,4
2,5
4,1
5,4
0
Kjeldahl
0,55
- -
- -
0
Laktoza
(
0
/0)
3,9
4,9
7,0
10,3
11,4
4,0
Mast
(
0
/0)
0,2
0,6
1,0
1,4
1,7
0,0
Pepeo
(
0
/0)
0,35
- -
0,42
0,55
-
Kalcij
(mg%)
78
82
98
117
125
42
Porast
kiselostž
tokom
ugukivanja
sirutke
u
pokusima
(1-8)
prikazuje
dijagram
11.
if
"
u
PORAST
KISELOS11
SIRUTXE
TOK0811
POKusA
(1-8)
l'
/
.,
/
ss
,
i
..
4ii
,
/1
F .
r
„••••
'
/
„.......„
is
2
,f`'"
4:
11.f
si
,
-;"
,
,
i(
..--,..-
.
1s
(
4:$6'
_____
_..._
___,...;,,..-
-
--:-.--
----
--
.
„....
,..-
-•--
F.F
pokus
s
i
i
14,,ugut
č
smiss
sisutke
..---
.---
-
---
"
""--
,..------
,...--.
7-
,
--"
Vri'
(min
1
9)
110
R17
212
271
30)
13
3
,
1/
"
111
Dijagram
11
Mliekarstvo
32
(11)
1982.
331
U
slijede
ć
im
pokusima
9,
10,
11,
12
i
13
(tabela
23)
proces
ultrafiltracije
izvršen
je
tako
đ
er
sa
20
1
slatke
sirutke
na
modulu
DDS
sa
površinom
mem-
brana
od
0,288
m
2
.
Varijator
je
bio
na
3.
U
pokusu
9
i
10
sirutka
je
ugukena
na
1
/
5
od
po
č
etnog
volumena.
U
pokusu
10
sirutka
je
konzervirana
odmah
nakon
procesa
proizvodnje
sira
u
Bjelovaru
sa
0,2
0
/4
(35
0
/0-tnim)
vodikovim
peroksidom,
tako
da
je
kiselost
po
č
etne
sirutke
iznosila
4,12
°SH,
a
u
toku
procesa
porasla
je
na
svega
6,47
°SH.
Proces
ultrafiltracije
se
znatno
skratio
(195
minuta)
u
odnosu
na
pokus
9,
kada
je
trajao
390
minuta,
a
porast
masti
kao
i
proteina
je
tako
đ
er
nešto
niži.
Vri-
jednosti
za
suhu
tvar
su
rne
đ
utim
priblitino
jednake
za
uguš
č
enu
sirutku
u
ova
dva
pokusa.
U
pokusu
11,
12
i
13
sirutka
je
uguš
č
ena
na
1/10
od
po
č
etnog
volumena.
Pokus
11
i
12
izvršen
je
sa
istim
uzorkom
sirutke
u
razmaku
od
24
sata,
pa
je
po
č
etna
kiselost
sirutke
porasla
od
7,25
°SH
(pokus
11)
na
10,58
0
SH
(pokus
12).
Pokus
12
je
trajao
485
minuta,
jer
je
po
č
et.ni
protok
permeata
vrlo
riizak
(3,66
1/h).
Tabela
23
Postupak
ultrafiltralje
sirutke
i
analize
"
-
-.-
-I
-
h
-
-
0
11
. . -
.
.
(
đ
)
W
e.
--
4'
Su
ha
tv
ar
(
o/o
)
Pritisak
ai
X
10:'
Pa
ulaz
izlaz
0
1
13,7
12,9
3,84
20
11,66
0,25
1,26
5,44
1/2
210
13,7
12,9
3,06
25
12,75
0,40
1,72
7,40
1/5
390
13,7
12,9
2,34
26
18,03
1,00
3,04
10,40
Sastav
permeata:
4,7
0
/0
suhe
tvari
i
0,3°/o
proteina
POKUS
10
0
1
13,7
11,8
5,88
14
4,12
0,22
1,30
6,08
112
120
12,9
11,8
4,68
21
4,50
0,25
1,82
7,27
1/5
195
12,9
11,8
4,02
24
6,47
0,72
2,45
10,55
Sastav
permeata:
4,64%
suhe
tvari
i
0,3°/o
proteina
POKUS
11
0
1
12,9
11,8
4,68
14
7,25
0,2
1,26
6,15
1/5
325
12,9
11,8
1,98
25
18,43
0,8
2,92
11,25
1/10
400
12,9
11,8
1,20
25,5
25,29
1,6
4,61
15,61
Sastav
permeata:
4,85%
suhe
tvari
i
0,69
0
/0
proteina
POKUS
12
0
1
12,9
11,8
3,66
12
10,58
0,2
1,25
6,15
1/5
420
12,9
11,8
1,74
25
18,53
0,7
2,72
11,11
1/10
485
12,9
11,8
1,20
25
24,41
1,5
3,15
15,10
Sastav
permeata:
5,2*/o
suhe
tvari
i
0,66
0
/0
proteina
POKUS
1.3
0
1
12,7
11,8
5,52
14
7,96
0,25
0,88
6,21
1/6
288
12,3
11,3
2,40
26
19,44
1,1
2,63
11,43
1/10
332
12,9
12,0
1,80
27
27,20
1,9
4,19
15,22
Sastav
permeata:
4,85°/0
suhe
tvari
i
0,2
0
/0
proteina
332
Mljekarstvo
32
(11)
1982.
U
ovih
13
pokusa
ultrafiltracije
sirutke
nije
bilo
ve
ć
ih
odstupanja
u
jednostima
analiziranih
koncentrata
sirutke
u
toku
ugukivanja,
pa
su
izra-
č
unate
srednje
vrijednosti
kretanja
suhe
tvari,
laktoze,
proteina
i
masti
za
razna
uguš
ć
enja
sirutke
(tabela
24),
a
prikazane
su
na
dijagramu
12.
Grani
č
ne
vrijednosti
glavnih
sastojaka
permeata
u
ovim
pokusima
prikazuje
tabela
25.
Tabela
24
Srednje
vrijednosti
glavn‘h
sastojaka
sirutke
raznih
uguš
č
enja
Uguš
č
enje
0
1/2
1/4
1/5
1/10
1/20
Suha
tvar
(
0
/0)
5,98
7,31
9,86
10,94
14,55
17,65
n=13
n=7
n=5
n=5
n=10
n=2
Laktoza
(
4
Va)
3,98
5,68
6,24
9,06
9,85
n=5 n=5
n=5
n=5
n=2
Proteini
(%)
1,23
1,64
2,48
2,75
4,51
5,50
n=13
n=7
n=5 n=5
n=11
n=2
Mast
(%)
0,25
0,57
0,82
0,86
1,56
1,80
n=13
n=7
n=5
n=5
n=11
n=2
(U
pokusu
7
suha
tvar
koncentrata
od
1/10
uguš
č
enja
sirutke
je
nešto
povišena
(17,5°/a),
pa
nije
uzeta
u
obzir
kod
ra
č
unanja).
ofiasram
42
Suha
tvar,
laktoza,
proteini
i
mesk
za
rezna
uguš
ć
enja
sirutke
11
10
7
r••
V2
V4
/ (
5
V0)
1
/
2
0
LegutI
č
enie
sirutke
Dijagrani
12
:%)
e
15
Mliekarstvo
32
1111
1982.
333
Tabela
25
Grani
č
ne
vrijednosti
glavnih
sastojaka
permeata
Suha
tvar
(°/e)
3,5
—5,2
Laktoza
(
0
/0)
3,1
—4,1
Protein4
c/o)
0,19-0,6
Pepeo
(°/0)
0,27-0,3
3.2.2.
Koagulacija
i
precipitacija
proteina
iz
uguš
ć
ene
sirutke
Koagulacija
proteina
sirutke
izvedena
je
zagrijavanjem
uguš
ć
ene
sirutke
na
90-95
°C
kroz
15-20
minuta.
U
toku
zagrijavanja
vidljiva
koagulacija
zapažena
je
kod
oko
80
°C.
Proces
zagrijavanja
sirutke
do
po
č
etka
koagulacije,
uz
potrebno
vremensko
zagrijavanje
do
potpune
koagulacije
u
našim
poku-
stma
trajao
je
oko
1
sat.
Zbog
nagornilavanja
č
estica
gruša,
a
time
i
pove
ć
anja
njihove
težine,
one
se
vrlo
brzo
taIože.
Taj
donji
sloj
se
vrio
brzo
pregrijao
i
poprimao
zagorjeli
okus
i
miris,
a
sir
je
u
tom
slu
č
aju
tamnije
žute
boje.
Ovi
nedostaci
su
mnogo
manji
ako
se
tokom
zagrijavanja
sadržaj
neprestano
blago
miješa
do
potpune
koagulacije.
Kemijski
spojevi
dodani
prije
samog
grijanja
dodavani
su
u
ovim
koli-
č
inama:
CaC1
2
(1°/0),
NaCI
(0,5;
1
i
1,5°/o),
a
HAc
(0,12
i
0,25
0
4).
Kod
uzoraka
uguš
ć
ene
sirutke
povišene
kiselosti,
HAe
smo
dodavali
radi
usporedbe
kretanja
randmana
albuminskih
sireva.
Albuminski
sir
proizvoclio
se
od
ovih
uguš
č
enja
sirutke:
1/5,
1/10
i
dva
pokusa
od
1/20.
Tabela
26
prikazuje
na
č
ine
koagulacije
sirutkinih
proteina
od
13
uzoraka
uguš
č
ene
sirutke
i
39
proizvedenih
sireva,
te
prikazuje
vremenski
interval
cije-
denja
sireva
kao
i
dobivene
randmane
sireva.
Kretanje
randmana
tih
sireva
izra
č
unat
na
100
1
nativne
sirutke
prikazuje
dijagram
13.
4
';iagrs
,
s
KRETANJE
RANOMANA
ALREJMINSKIFI
SIREVA
r
od
l
i`13
*
od
1
/S
x
od
1.#20
7
1
11
13
-s•BrOl
uzoraka
arutke
i
3
I.
31
1
1
13
13
Dijagram
13
Tr
assrttars
ts
đ
L
s
31
32
a=
sauss
A
-
3•BrOJ
SireVa
334
Mliekarstvo
32
(11)
1982
Tabale,
Koasulaaija
1
israripita01ja
protelna
14
usU
č
ene
alratka
Radal
braj
Pokua
Vgab
-
ra
č
ir
koagala-
olje
sr1janjeas
Noli
č
lna
UP
si-
Docla01
(%)
1.1»elrat
UF
le1.
rutka,
Trljema
oijada-
Randaaa
elra
aira
broj
6ar..11,
+
rutka
(1)
nJa
(aatl)
(
*
48)
600_
(kg)
(%)
1
-
0,5
12.1
16
0,102
20,51
2
+
1Pa01
0,5
1
12,2
18
0.113
22,65
3
i
1/10
+
Okr
0.5
0,12
22,0
18
0,126
25,25
4
+
0501
2
0,5
1
12,5
.
18
0.127
25,50
5
spoilMans
0.5
18,5
la
0,100
20,06
kiA•ilmai
9
6
0.5
14,0
16
0.124
24,74
7
2
1/10
NaCl
1
1
14,2
16
0,270
27,05
0,12
21,5
16
0,319
31,90
9
13,4
6
0.243
24,35
10
3
1/10
0.01
1
0,50
13,4
6
0,248.
24,80
11
Hio
1
0,25
22,5
6
0,293
29,35
12
0.5
19,8
6
0.128
25,70
13
4
1/10
0,5
i
19,8
.
6
0,154
30,74
14
.
OaC1
2
+
14801
0,5
1
+
1,5
19,9
6
0,144
28,86
15
-
0,5
26,0
16
0,110
22,04
16
5
1/10
*
RaC1
0,5
1
26.2
16
0,129
25,96
17
*
Ca01
2
+
NaC1
0,5
i
.
1,5
26,4
16
0,126
25,30
18
6
1/20
0,5
30,0
16
0,174
34,80
19
+
NaC1
0,5
1
28,2
16
0,116
23,20
20
7
1/10
+
CaC1
2
*
lia01
0,5
1
+
1
28,3
16
0,121
24,20
21
+
Za
n
0.5
0,12
30,0
16
0.124
24,80
22
8
1/20
810
0,5
0,12
36,0
14
0.183
36,60
23
-
0,5
.
20,7
4,56
12
0,051
10,18
24
.
Ra01
0,5
T
21,2
4,55
/2
0,056
11,24
25
9
1/5
+
0401
2
0,5
1
22,5
4,50
12
0,056
11,66
26
.
8.14
0,5
0,12
24,3
4,49
12
0,057
11,44
27
+
Racl
+
Wa01
0,5
0.12+1
22,0
4,51
12
0,050
10,10
28
0,5
18,8
4,67
lo
o,046
9,14
29
1
+
Cl
0,5
1B
4
10
0 0
11
3
0
11
1
/
1
0
0,5
24,9
4,62
10
0,127
25,36
31
.
11a01
0,5
1
25,0
4,59
10
0,122
24.44
32
-
0,5
19,4
4,58
10
0,039
7,76
33
1/6
11a01
0.5
1
19.8
4.51
10
0.041
8.12
34
12
1
/
1
0
0,5
25,1
4,54
10
0,099
19,74
35
rael
0,5
1
27,1
4,49
10
0,090
17,92
36
-
0,5
19,4
4,50
10
0,059
11,90
37
1/5
+
8sC1
0.5
i
20,8
4,41
10
0,063
12.44
38
1
/
1
0
-
0.5
27,2
4,42
10
0,130
.
26,00
39
1PaC1
0,5
i
27,3
4
,38
10
0,125
25,00
lauleata
al-
ra
ra
100
1
nativna
el-
ratko
(%)
2,05
2,26
2,52
2,55
2,00
2,47
2,70
3,19
2,43
2,48
2.93
2,57
3,07
2,90
2,20
2,60
2,53
1,74
2,32
2,42
2,46
1,83
2,04
2,25
2,33
2,29
2,02
1,83
2
0
2,54
2,45
1
,55
1.60
1,97
1,79
2,38
2.48
2,60
2,50
Od
uzoraka
sirutke
11,
12
i
13
izvršena
su
sarno
dva
na
č
ina
koagulacije
da
bi
od
istog
uzorka
sirutke
uporedo
proizveli
sir
od
uguš
ć
ene
sirutke
na
1/5
i
1/10,
radi
usporedbe
organolepti
č
ke
kvalitete
i
randmana
tih
sireva.
Randmani
sireva
izra
č
unati
na
uguš
ć
enu
sirutku
kre
č
u
se
u
ovim
grani-
cama:
za
albuminske
sireve
iz
uguš
č
ene
sirutke
od
1/5
(7,76-12,44
9
/o);
od
1/10
(17,52-31,9%)
i
od
1/20
(34,8-36,6
0
/0).
Randmani
sireva
izra
č
unati
na
nativnu
sirutku
kre
č
u
se
u
granicama:
iz
uguš
č
ene
sirutke
od
1
/
5
(1,55-2,48%)
za
11
sireva,
od
1/10
(1,79-3,19
0
/o)
za
26
sireva
i
ed
1/20
(1,74-1,83%)
za
2
sira.
Mljekarstvo
32
(11}
1982.
335
Iz
dijagrarna
13
vidi
se
kretanje
randmana
albuminskih
sireva,
koji
se
mogu
svrstati:
32
sira
sa
randmanom
od
a
samo
7
sireva
sa
randmanom
manjim
od
2
0
/o.
3.2.3.
Analize
albuminskih
sireva
Analizom
albuminskih
sireva
(tabela
27)
dobivene
su
vrijednosti
kretanja
suhe
tvari
od
26,4-35,81,/o,
a
mast
sireva
više
varira
i
to
od
3,5-9,63°/o.
Tabela
27
Analize
albuminskih
sireva
Red.
Pokus
broj
broj
sira
Uguš
ć
e-
nje
Suha
tvar
(°/o)
Mast
(
(
i/o)
Mast
u
s.
t.
(
0
/o)
Kiselost
sira
OSH)
Kiselost
4.
dan
CSH)
1
27,5
8,85
32,18
21,5
22,4
2
29,6
7,70
26,01
22,4
27,1
3
1
1110
27,6
9,34
33,84
33,6
35,4
4
44,9
7,25
16,14
23,2
24,3
5
28,1
7,45
26,51
34,40
37,8
6
35,1
9,63
26,65
20,6
22,6
7
2
1/10
31,3
8,95
28,61
21,4
23,9
8
27,2
9,27
34,06
30,3
33,45
9
34,4
9,63
27,16
20,5
23,0
10
3
1/10
35,5
9,34
26,32
21,4
24,9
11
33,2
8,50
25,56
28,8
31,2
12
26,6
3,60
13,53
24,0
25,6
13
4
1/10
26,4
3,50
12,50
28,0
32,8
14
28,0
3,50
12,50
28,5
28,0
15
33,3
6,0
18,01
40,0 40,0
16
5
1/10
29,3
5,0
17,06
44,0
44,4
17
35,1
6,0
17,09
35,2
35,2
18
6
1/20
32,5
4,5
13,84
36,0
44,8
19
35,0
5,3
15,14
44,8
20
7
1/10
35,6
4,4
12,35
45,4
21
30,4
3,9
12,82
44,0
22
8
1120
30,3
3,9
12,87
45,0
48,4
Tabela.
27
a
Red.
Suha
Mast
Kiselost
Proteini
Pepeo
broj
sira
„9,
tvar
(
0
/0)
0
/0
u
s.
t.
°SH
pH
'
1
/
1
>
u
s.
t.
(%)
23
24
25
26
27
9
1/5
30,16
32,35
35,81
32,60
34,84
6,23
6,80
8,50
8,50
9,06
20,65
21,02
23,73
26,07
26,00
54,4
-
49,6
55,2
53,6
56,2
10,20
17,17
19,82
16,92
11,69
33,81
53,07
55,34
51,90
33,55
28
29
30
31
11
115
32,88
28,96
7,36
5,38
22,38
18,57
50,20
46,27
15,05
17,72
45,78
61,18
0,98
1,91
1/10
28,67
30,75
5,10
4,53
17,78
14,73
44,70
47,84
16,31
16,62
53,40
54,08
0,77
1,79
336
Mliekarstvo
32
(11)
1982.
35,60
8,78
24,66
58,04
4,01
15,40
43,26
0,53
34,35
9,93
23,08
49,41
4,20
17,21
50,10
1,51
32
33
1/5
28,59
5,66
19,79
47,06
4,45
15,64
54,70
0,68
31,64
6,23
19,69
50,20
4,29
17,32
54,74
1,53
12
34
35
1110
31,54
7,93
25,14
52,29
4,29
16,21
51,39
30,16
6,80
22,54
51,85
4,24
17,92
59,41
36
37
1/5
Tabela
27
b
Red.
Suha
Mast
Kiselost
Proteird
broj
,V
tvar
Pepeo
sira
1:4.
1
55+
P;Mi
(
0
/0)
0
/0
u
s.
t.
°SH
pH
0
/0
0
/0
u
s.
t.
(2/°)
1/10
28,80
6,23
21,63
45,18
4,41
15,28
53,05
31,67
6,23
19,67
42,22
4,42
16,45
51,94
13
38
39
Tabela
28
Aretanje
idselosti
sireva
i
anallza
81rutke
II
za
pokuse
11,
12
i
13
41›
s'g*
(
0
Th
Kiselost
sira
k
0
SH
I
Sirutka
II
Proteini
Mast
(
0
h)
(
0
/0)
Suha
1.
dan
6.
dan
12.
dan
tvar
(%)
125,49
135,29
107,40
1/5
50,20
54,12
42,96
115,68
137,25
118,5
46,27
54,90
47,4
111,76
105,88
92,59
1110
44,7
42,35
37,04
119,60
115,69
105,55
47,84
46,27
42,22
145,09
142,59
144,44
1/5
58,04
57,04
57,77
123,53
140,74
138,88
49,41
56,29
55,55
13,8
2,055
0,25
15,5
2,055
0,35
16,6
2,55
0,50
19,1
2,62
0,50
13,6
1,95
0,17
14,8
2,054
0,20
28
29
11
30
31
32
33
12
117,65
99,99
103,70
1/10
47,06
39,99
41,48
125,49
114,81
107,40
50,20
45,92
42,96
131,48
133,33
101,85
1i5
52,59
53,30
40,74
129,62
127,65
125,92
13
51,85
51,06
50,37
112,96
111,10
98,15
1/10
45,18
44,44
39,26
105,55
114,81
120,37
42,22
45,93
48,15
16,8
2,319
0,40
17,7
2,187
0,20
12,2
1,252
0,15
13,6
1,314
0,15
15,1
1,596
0,15
15,9
1,627
0,10
34
35
36
37
38
39
3.2.4.
Organolepti
č
ka
ocjena
albuminskih
sireva
Svi
sirevi
(39)
su
organolepti
č
ki
ocijenjeni,
a
bodovi
ocjene
nalaze
se
u
tabeli
29.
Izra
č
unat
je
ukupni
broj
bodova
ocjene
i
kre
č
e
se
od
14,5-19.
Prema
broju
bodova
ovi
sirevi
su
svrstani
u
kvalitetne
klase:
I
klasa
30
sireva
(oko
80%)
II
klasa
9
sireva
(oko
20
0
/o),
a
od
toga
50°4
su
sirevi
iz
ugu-
š
č
ene
sirutke
na
1/5.
Mljekar:Avo
32
(11)
1982.
337
Tabela
28
Organolepti
č
ka
ocjena
albuminskih
sireva
Red.
broj
sira
Vanjski
izgled
Boja
Konzistencija
Miris
Okus
Ukupni
broj
bodova
1
3
1,5
3,5
1,7
8
17,7
2
3,5
1,5
3,5
1,5
6,5
16,5
3
4
2
3,5
2
7
18,5
4
2,5
1,5
3,5
1,5
6
15,0
5
3
1,5
3,5
1,5
6
15,5
6
3
1,5
4
2
7
17,5
7
4
2
4
2
7
19,0
8
4
2
4
2
7
19,0
9
3
1,5
3,5
2
6,5
16,5
10
3
1,5
3
2
fi
15,5
11
3,5
2
3,5
2
7
17,0
12
4
2
4
2
6
18,0
13
3
1
4
2
6
16,0
14
3,5
1,5
4
2
5,5
16,5
15
3,5
1,5
4
2
6
17,0
16
3,5
1,5
4
2
6
17,0
17
3,5
1,5
4
2
5
16,0
18
3,5
1,5
3,5
2
6
16,5
19
3,5
1,5
3,5
2
7
17,5
20
4
1,5
4
2
6,5
18,0
21
3,5
1,5
3,5
2
6,5
17,0
22
3,5
2
3,5
2
7
18,0
23
3,5
1,5
3,5
2
6
16,5
24
3,5
1,5
3,5
2
5,5
16,0
25
3,5
1,5
3
2
4
14,0
26 3,5
1,5
3,5
2
4
14,5
27
3,5
1,5
3
2
4,5
14,5
28
3,5
2
3,5
2
6
17,0
29
3,5
2
3,5
2
6,5
17,5
30
3,5
2
3,5
2
7
18,0
31
3,5
2
3,5
2
6,5
17,5
32
4
2
3,5
2
6
17,5
33
4
2
3,5
2
6,5
18,0
34
4
2
3,5
2
7,5
19,0
35
4
2
3,5
2
6,5
18,0
36
3,5
2
4
2
6
17,5
37
3,5
2
4
2
6,5
18,0
38
4
2
4
2
7
19,0
39
3,5
2
4
2
6,5
18,0
Pra
č
enjem
organolepti
č
kih
osobina
albuminskih
sireva
u
roku
od
15
dana
nisu
primije
č
ene
promjene
na
boji
ni
mirisu.
Nakon
7
dana
sirevi
poprimaju
okus
starijeg
sira,
ali
ni
nakon
15
dana
okus
nije
bio
loš.
Konzistencija
se
ne
mijenja
do
10
dana,
a
poslije
postaje
malo
gnjecava
za
sireve
sa
ve
č
im
0
/0
vode.
4.
Rasprava
Cilj
ovog
rada
je
ispitivanje
precipitacije
sirutkinih
proteina
iz
sirutke
uguš
č
ene
ultrafiltracijom.
Prije
same
ultrafiltracije
sirutka
je
profiltrirana
da
hi
uklonili
sve
neras-
tvorljive
tvari
kao
što
su
zaostali
komadi
č
i
kazeina
(sirna
prašina),
koje
bi
mogle
smanjiti
kapacitet
rnembrana
(Bakovi
č
i
Kerin,
1977)
jer
dovode
do
nji-
hovog
za
č
epljenja.
Iz
istog
razloga
potrebno
je
izvršiti
separaciju
masti,
zatim
pasterizaciju,
naro
č
ito
slatke
sirutke
koja
je
podložna
kvarenju
(Donelly
i
sur.,
1974).
338
Mliekarstvo
32
(ln
1982
Separaciju
masti
i
pasterizaciju
sirutke
nismo
mogli
izvršiti,
jer
je
sirutka
dobivena.
iz
»Sirele«,
a
transport
iz
Bjelovara
preko
hladnja
č
e
R.O.
»Dukat«
do
PBF-a
trajao
je
i
do
24
sata,
te
je
kiselost
sirutke
znatno
porasla.
R
a
d
n
i
pritisak
u
naših
13
pokusa
UF
sirutke
kretao
se
u
grani-
cama
od
5,9
10
6
Pa
(pokus
4,
tabela
13)
do
maksimalno
16,7
10°
Pa
(pokus
5,
tabela
15).
U
ostalih
11
pokusa
pritisak
se
kretao
od
9,8-14,7
10°
Pa,
što
se
slaže
sa
preporu
č
enirn
radnim
pritiskom
za
dati
modul
(prospekt
modula
DDS-20
-
1,8
m
2
).
Temperatura
nativne
sirutke
bila
je
razli
č
ita,
minimalno
5
°C
(pokus
6,
tabela
17).
Tokorn
UF
temperatura
sirutke
je
rasla
i
to
do
sobne
tem-
perature
je
porast
bio
nagliji,
a
tada
sporiji
do
kraja
procesa,
a
najviša
tem-
peratura
koncentrata
iznosila
je
27°C.
Kretanje
temperature
ovisilo
je
o
po
č
et-
noj
temperaturi
nativne
sirutke,
o
sobnoj
temperaturi
na
kojoj
se
vršio
proces,
kao
i
o
dužini
trajanja
procesa.
V
r
i
j
e
m
e
trajanja
procesa
ovisi
o
više
faktora,
naro
č
ito
o
povr-
šini
membrana
i
njihovoj
propusnosti
tj.
o
kapacitetu
modula,
te
o
granici
uguš
ć
ivanja
sirutke.
U
pokusu
1,
2
i
3,
koji
su
vršeni
sa
površinom
membrana
od
1,8
m
2
(tabela
11)
proces
uguš
ć
ivanja
sirutke
na
1/10,
trajao
je
maksimalno
43
minute.
U
ostalim
pokusima,
kod
znatno
manje
površine
od
0,288
rn
2
proces
UF
do
istog
uguš
ć
enja
trajao
je
i
do
485
minuta
(pokus
12,
tabela
23)
kada
je
bio
najniži
po
č
etni
protok
permeata
i
to
3,66
1/h.
P
r
o
t
o
k
permeata
(po
č
etni)
tako
đ
er
je
ovisio
o
površini
membrana.
Kod
površina
membrana
od
1,8
m
2
kretao
se
od
57-79,2
1/h
(pokus
1-3,
tabela
11),
a
kod
površine
membrana
od
0,288
u
ostalim
pokusima
od
3,66-7,9
1/h.
U
nekim
pokusima
(4,
5
i
6,
tabela
13,
15
i
17)
u
toku
UF
pove
č
ali
smo
pritisak
da
bi
pove
ć
ali
protok
permeata
tj.
ubrzali
proces
uguš
ć
ivanja,
ali
tokom
vre-
mena
uguš
ć
ivanja
protok
pada
i
do
60
0
/o
(pokus
5
,7,
8,
11,
12
i
13,
tabele
15, 19,
21
i
23).
To
se
doga
đ
a
jer
propusnost
membrana
(p
e
r
m
e
a
b
i
1
n
o
s
t)
opada
tokom
vremena
uguš
ć
ivanja
zbog
pove
ć
anja
koncentracijske
polarizacije
na
površini
membrana
(Kalašnikov,
1976).
Kalašnikov
navodi
da
se
mora
izvrsiti
pranje
membrana
ako
propusnost
padne
60°/a,
što
smo
mi
izvršili
nakon
svakog
pokusa.
K
i
s
e
1
o
s
t
nativne
sirutke
kretala
se
od
5-11
°SH
(pokus
2,
tabela
12
i
pokus
6,
tabela
18).
Kiselost
sirutke
tokom
naših
procesa
UF
raste
sa
vreme-
nom
trajanja
procesa
i
pove
č
anjem
temperature,
jer
je
slatka
sirutka
veoma
pogodan
supstrat
za
rast
i
razmnožavanje
bakterija
mlje
č
no-kiselog
vrenja
koje
transformiraju
laktozu
u
mlje
č
nu
kiselinu
(Bakovi
č
,
1972).
1z
dijagrama
11
o
porastu
kiselosti
sirutke
tokom
pokusa
UF,
vidi
se
da
kod
kra
č
eg
trajanja
pokusa
(1,
2
i
3)
kiselost
brže
raste,
ali
kiselosti
koncen-
trata
su
niže,
12
do
14
°SH
(tabela
11),
što
svakako
ovisi
i
o
kiselosti
nativne
sirutke
koja
je
bila
niža.
Kod
dužeg
trajanja
procesa
UF
u
ostalim
pokusima
(3-8)
kiselost
je
blaže
rasla
do
150
minuta
(izuzev
pokusa
5,
kada
je
i
tempe-
ratura
brže
rasla),
a
nakon
toga
porast
kiselosti
je
znatniji
i
dostiže
vrijed-
nosti
do
15,8
°SH
(pokus
4,
tabela
14)
i
28
°SH
(pokus
7,
tabela
20)
za
ugu-
š
ć
enti
sirutku
na
1/10,
a
za
1/20
i
do
35
°SH
(pokus
8,
tabela
22).
Tek
nakon
150
minuta
znatno
je
pala
i
permeabilnost
membrana
što
se
vidi
iz
tabela
13, 15,
17,
19
i
21
kod
pokusa
4-8.
Mliekarstvo
32
(11)
1982.
339
Prema
Sourirajanu
(1977)
permeabilnost
takoder
opada,
osim
sa
ve
ć
spo-
menutim
vremenom
uguš
ć
ivanja
i
s
nižom
vrijednosti
pH.
Porastom
broja
membrana
tj.
uz
ve
ć
i
kapacitet
modula,
skratili
bi
vrijeme
trajanja
procesa
UF
i
time
izbjegli
znatniji
porast
kiselosti
koncentrata.
Analizo
m
nativne
si
rutke
i
izra
č
unate
srednje
vrijednosti
glav-
nih
sastojaka
(tabela
24)
sirutka
ima
5,98°4
suhe
tvari,
3,98%
laktoze,
1,23°/(1
proteina
i
0,25
0
/0
masti.
Mineralne
tvari
su
u
granicama
od
0,3-0,4
0
/a
(tabele
14
i
20),
a
gusto
ć
a
1,023-1,026
(tabela
16
i
22).
Ove
vrijednosti
slažu
se
sa
rezultatirna
Hramcova
(1979),
koji
se
nalaze
u
ovom
radu
u
tabeli
1.
Proteini
analizirani
formol
titracijom
su
nešto
ve
ć
i
od
analiziranih
KjeldabI
metodom,
a
to
je
zbog
toga
što
formol
titracija
osim
proteinskog
dušika
odre-
duje
i
neproteinski
dušik.
Analizo
m
koncentr
ata
sirutke
raznih
uguš
ć
enja
u
pokusima,
od-
stupanja
dobivenih
vrijednosti
analiza
su
mala.
Pojavljuju
se
zbog
razli
č
itih
uzoraka
nativne
sirutke,
a
uguš
ć
enja
do
odredenog
volumena
nisu
mogla
biti
precizno
odredena.
Zbog
toga
su
na
kraju
svih
pokusa
izra
č
unate
srednje
vri-
jednosti
glavnih
sastojaka
sirutke
raznih
uguš
ć
enja
(tabela
24),
a
rezultati
su
prikazani
i
na
dijagramu
12.
Iz
dijagrama
12
promatraju
ć
i
linije
porasta
glav-
nih
sastojaka
vidi
se
da
je
linija
porasta
proteina
i
laktoze
sli
č
na,
linija
pora-
sta
masti
je
najblaža,
dok
je
porast
ukupne
suhe
tvari
nešto
Cilj
ovog
rada
bio
je
prvenstveno
dobivanje
proteinskog
koncentrata
si-
rutke.
1z
tabele
24,
promatraju
ć
i
porast
p
r
o
t
e
i
n
a
u
toku
uguš
ć
ivanja,
vidi
se
da
proces
UF
postaje
ekonomi
č
an
tek
od
uguš
ć
enja
sirutke
od
1/4
na
dalje,
jer
je
tek
tada
primije
č
en
znatniji
porast
proteina.
Takoder
nakon
uguš
ć
enja
sirutke
od
1/10
proces
UF
prestaje
biti
ekonomi
č
an,
jer
se
koncentracija
proteina
ne
pove
ć
ava
mnogo
u
odnosu
na
uguš
ć
enje
od
1/10.
Naj
č
ć
e
se
proizvode
koncentrati
sa
20-60
0
/0
proteina
u
suhoj
tvari
(Cari
ć
,
1980),
a
naše
vrijed-
nosti
proteina
u
suhoj
tvari
u
intervalu
kada
je
proces
ekonomi
č
an
kre
č
u
se
prosje
č
no od
25-40%.
Cari
ć
(1980)
iznosi
da
ako
se
želi
ve
ć
i
udio
proteina
u
proizvodu,
to
se
može
posti
ć
i
dodavanjem
vode
tokom
UF,
č
ime
se
vrši
ispi-
ranje
laktoze
i
soli.
To
se
rijetko
č
ini
jer
se
znatno
produljuje
proces
UF
dovodi
do
neravnomjernog
pove
ć
anja
cijene
proizvoda.
Koli
č
ina
proteina
(tabela
24),
u
odnosu
na
nativnu
sirutku,
porasla
je
kod
uguš
ć
ene
sirutke
na
1/4
oko
dva
puta,
a
kod
1/10
oko
4-5
puta.
Vrijednosti
naših
analiza
uguš
ć
ene
sirutke
mogle
bi
se
usporedivati
sa
ostalirn
radovima
samo
u
slu
č
aju
da
je
UF
vršena
sa
istom
kvalitetom
nativne
sirutke,
sa
istom
vrstom
i
poroznoš
ć
u
membrana
i
da
su
ostali
parametri
(pH,
temperatura,
pritisak
itd.)
koji
utje
č
u
na
sam
proces
uguš
ć
ivanja
isti.
A
n
a
1
i
z
o
m
p
ermeata
(tabela
25)
u
toku
svih
pokusa
UF,
vrijedno-
sti
za
suhu
tvar
kre
ć
u
se
u
granicama
od
3,5-5,2%,
za
laktozu
od
pepeo
od
0,27-0,3
0
/0
i
proteine
od
0,18-0,6
0
/0
odredeni
formol
titracijom.
Meto-
dom
po
Kjeldahlu
proteini
nisu
dokazani,
tako
da
smatramo
da
su
ovo
tvari
uglavnom
neproteinskog
karaktera.
Brneti
č
(1981)
u
pokusima
UF
ekstrakta
soje
na
istom
modulu
i
istim
membranama
takoder
u
permeatu
dokazuje
vi-
soki
postotak
proteina
i
do
0,98%.
Naše
vrijednosti
za
loktozu
i
pepeo
permeata
slažu
se
sa
rezultatima
Kalašnikova
(1976),
koji
je
UF
sirutke
vršio
sa
acetat
celuloznim
membranama.
340
Mliekarstvo
32
(111
1982.
Koagulacija
i
precipitacija
proteina
iz
uguš
ć
ene
sirutke
po-
stignuta
je
zagrijavanjern
na
90-95
0
C/15-20
minuta.
Cijeli
proces
zagrija-
vanja
do
po
č
etne
koagulacije,
uz
potrebno
vrernensko
zagrijavanje
do
potpune
koagulacije,
trajao
je
oko
1
sat.
Precipitacija
proteina
postignuta
je
stajanjem
gruša
ako
30
rninuta
bez
zagrijavanja.
Ispitivanja
koagulacije
i
precipitacije
sirutkinih
proteina
iz
13
uzoraka
sirutke
i.
39
proizvedenih
sireva
odnose
se
uglavnom
na
sirutku
uguš
č
enu
na
1/5
i
1/10
od
po
č
etnog
volumena
(tabela
26).
Kvaliteta
uguš
č
ene
sirutke
na
1/20
nije
zadovoljavala
i
zato
su
napravljena
samo
2
pokusa,
jer
je
kod
tog
uguš
ć
enja
ve
č
došlo
do
djelomi
č
ne
destabilizacije
proteina
uslijed
povišene
kiselosti.