کنسانتره پروتئین شیر (MPC)

کنسانتره پروتئین شیر را می‌توان به عنوان جایگزینی برای شیرخشک کامل، شیر خشک بدون چربی و سایر پودرهای شیر بر اساس پروتئین معادل استفاده کرد. MPC باعث بهبود انعقاد مایه پنیر، کاهش ژل شدن و افزایش سفتی آب پنیر می‌شود. افزودن MPC به فرمولاسیون باعث افزایش سطح کلسیم و ویتامین D در محصول می‌شود. کنسانتره پروتئین شیر از شیر بدون چربی تازه پاستوریزه و با استفاده از فرآیند فیلتراسیون غشایی با حرارت کم ساخته می‌شود. به طور کلی، اگر MPC در بازه دمایی 4 تا 25 درجه سانتیگراد نگهداری شود، حلالیت خوبی برای شش تا هشت ماه حفظ می‌کند.

ویژگی‌های کنسانتره پروتئین شیر

• دارای خواص کف کنندگی، انعقادی، بافتی و اتصال به آب عالی
• ارزش غذایی بالا (به دلیل وجود سطح بالایی از پروتئین غلیظ
• امولسیون کنندگی عالی
• مقاومت عالی در برابر گرما
• رنگ سفید مایل به کرم
• طعم سبک و شیری

 کاربرد‌های MPC در صنایع غذایی

در حالی که MPC حاوی همان نسبت کازئین‌ها و پروتئین‌های آب پنیر در شیر کامل خشک نشده است، نسبت پروتئین به لاکتوز نسبتا بالا باعث می شود MPC به یک ماده مناسب برای مواد غذایی و نوشیدنی غنی شده با پروتئین و کم کربوهیدرات تبدیل شود. به عنوان مثال، MPC در خمیر پیتزا علاوه بر افزایش ارزش پروتئینی پیتزا، می‌تواند بافت و ظاهر آن را با حفظ آب در حین پخت بهبود بخشد و در واکنش میلارد برای افزایش رنگ قهوه‌ای مطلوب شرکت کند. به طور کلی، MPC با جلوگیری از هدر رفتن آب در طول پخت، بافت نرمی را در محصولات پروتئینی ایجاد می‌کند و رنگ و ارزش غذایی را بهبود می‌دهد. فهرست زیر دربردارنده نام محصولاتی است که در ترکیب خود از حضور MPC بهره می‌برند:

• لبنیات (ماست، پنیر، بستنی)
• شیرینی و شکلات
• نوشیدنی
• محصولات با پروتئین بالا
• شیر خشک
• فرآورده‌های دارویی، پزشکی و ورزشی
• محصولات کنترل وزن
• محصولات پخت و نان
• دسر و سس
• مکمل‌های غذایی پودری
• گوشت قرمز و گوشت ماهی

نکات فرمولاسیون برای کار با MPC با پروتئین بالا

• حلالیت MPC را می‌توان با بازسازی آن در دمای کمی بالا (بین 32 تا 60 درجه سانتیگراد) به مدت تقریبی 30 تا 40 دقیقه برای آبرسانی بهتر پروتئین‌های شیر بهبود بخشید.
• استفاده از برش می تواند به بهبود بازسازی MPC کمک کند.
• در مواردی که فرمولاسیون نیاز به تنظیم pH دارد، تا زمانی که MPC به طور کامل هیدراته نشده است از تنظیم pH خودداری کنید.
• هنگامی که MPC در محلول قرار گرفت، سعی کنید با هم زدن متناوب از ایجاد کف جلوگیری کنید. کف کردن می‌تواند مشکلی در پردازش بیشتر MPC به محصولات نهایی باشد، بنابراین استفاده از یک عامل ضد کف توصیه می‌شود.
• هموژناسیون محلول‌های MPC توصیه می‌شود به ویژه برای محلول‌های با پروتئین بالا و UHT

ترکیبات MPC

MPC از کازئین میسلار یا همان پروتئین آب پنیر، با فعالیت زیستی و مشخصات اسید آمینه مشابه شیر اصلی تشکیل شده است. MPC معمولا چنین ترکیبی دارد:

• 5 تا 6 درصد رطوبت
• 25 تا 2.5 درصد چربی
•  40 تا 85 درصد پروتئین
• 8 تا 10 درصد خاکستر
• 8 تا 52 درصد لاکتوز

از طرفی فرآورده لبنی با مشخصات ذیل، MPI در نظر گرفته می‌شود:

• حداکثر 6 درصد رطوبت
• کمتر از 2.5 درصد چربی
• بیش از 90 درصد پروتئین
• 8 درصد خاکستر
• 5 درصد لاکتوز

حلالیت MPC

پودرهای MPC با محتوای پروتئین بالا، حلالیت ضعیفی دارند که استفاده از آنها را در تعدادی از کاربردهای غذایی بالقوه محدود می‌کند. حلالیت، یک ویژگی عملکردی کلیدی پودرهای غنی از پروتئین است و با سایر خواص عملکردی مانند کف کردن، امولسیون سازی، ژل شدن و غیره مرتبط است. علاوه بر این، UF، DF و اسپری کردن که فرآیندهای اصلی تولید MPC هستند، تعادل نمک بین فازهای کلوئیدی و محلول سیستم تثبیت پروتئین را بر هم می‌زنند که همین امر اثرات سویی بر پروتئین شیر دارد. چنین تغییراتی ممکن است بر خواص عملکردی مهم مانند حلالیت تأثیر منفی بگذارند. نمک‌های تک ظرفیتی مانند کلرید سدیم و کلرید پتاسیم، حلالیت MPC با پروتئین بالا و کازئین میسلی را افزایش می‌دهند.

تولید MPC

ترکیبی از فناوری‌های اولترافیلتراسیون، میکروفیلتراسیون، متراکم و خشک کردن، فرآوری محصولات پروتئینی که معمولاً به عنوان کنسانتره پروتئین شیر شناخته می‌شوند را امکان‌پذیر می‌کند. تولید MPC شامل اولترافیلتراسیون (UF) و دیافیلتراسیون بعدی (DF) شیر بدون چربی است. فرآیند UF کازئین‌ها، پروتئین‌های آب پنیر، مواد معدنی کلوئیدی و چربی باقیمانده را حفظ می‌کند در حالی که تا حدی لاکتوز، آب، نمک‌های محلول و NPN را حذف می‌کند؛ از این رو پروتئین‌های شیر را متراکم و کنسانتره می‌کند. DF بعدی با آب باعث افزایش غلظت پروتئین در MPC می‌شود. دستیابی به غلظت پروتئین شیر بیش از 90 درصد دشوار است، زیرا باقیمانده چربی و مواد معدنی مرتبط با پروتئین، حداکثر غلظت پروتئین ممکن را محدود می‌کنند. بسته به وسعت فرآوری غشایی، ترکیبات کنسانتره شیر را می‌توان تولید کرد که از نظر محتوای پروتئین، کربوهیدرات و مواد معدنی متفاوت است. همانند پودرهای شیر، کنسانتره پروتئین شیر در طیف وسیعی از مواد نوشیدنی‌ و غذایی برای ایجاد طعم لبنی، افزایش محتوای پروتئین و افزایش حس دهانی استفاده می‌شود.

انواع MPC

کنسانتره‌های پروتئین شیر (MPC) نوعی از مواد لبنی هستند که در آن محتوای کلی پروتئین غنی شده است. محتوی پروتئین MPC از بیش از 40 درصد (وزنی / وزنی) شروع شده و می‌تواند تا 90 درصد افزایش یابد. MPC بر اساس سطح پروتئین، MPC را می‌توان به انواع مختلفی تقسیم کرد، از جمله

• MPC42 (42 درصد پروتئین)
• MPC70 (70 درصد پروتئین)
• MPC80 (80درصد پروتئین)

بازار جهانی کنسانتره پروتئین شیر

تخمین زده شده می‌شود که تولید MPCها تا سال 2024 به بیش از 40 هزار تن افزایش خواهد یافت و ممکن است در یک سری کاربردهای خاص جایگزین کازئین شوند. ارزش بازار کنسانتره پروتئین شیر در دجهان در سال 2023 معاد 4.1 میلیارد دلار بود. انتظار می‌ر‌ود تا سال 2032 ارزش آن به 6.3 میلیارد دلار برسد. نام‌هایی که در زیر فهرست شده‌اند از بزرگ‌ترین و شناخته شده‌ترین تولیدکنندگان کنسانتره پروتئین شیر در سطح دنیا هستند:

• AMCO Proteins
• Cabot Creamery Co-operative (Agri-Mark Inc.)
• Erie Foods International Inc
• Fonterra Co-operative Group Limited
• Glanbia Grassland Dairy Products Inc PLC
• Idaho Milk Products
• Kerry Group plc
• Royal FrieslandCampina N.V
• Saputo Inc
• TATURA Milk Industries Pty. Ltd
• Westland Milk Products (Yili Group)