способ производства сухой молочной сыворотки

Формула изобретения

Способ производства сухой молочной сыворотки, предусматривающий ее сбор, резервирование, нагревание, сепарирование, пастеризацию, охлаждение, сгущение и сушку сгущенной сыворотки, отличающийся тем, что перед сгущением в молочной сыворотке проводят изомеризацию и мутаротацию лактозы путем введения в ее щелочи до достижения рН 10,5 11,5 при 65 75^oС и термостатировании в течение 15 25 мин с последующей нейтрализацией кислой сывороткой.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к молочной промышленности и может быть использовано для получения сухой бифидогенной молочной сыворотки.

Известен способ производства сухой молочной сыворотки, предусматривающий ее сбор, резервирование, нагревание, сепарирование, пастеризацию, охлаждение, сгущение и сушку сгущенной сыворотки в сушилке пленочного или распылительного типа [1]

Полученная сухая сыворотка не содержит лактулозу и поэтому ей не присущи бифидогенные свойства.

Технический результат изобретения заключается в наличии бифидогенных свойств сухой молочной сыворотки.

Для этого в предложенном способе производства сухой молочной сыворотки, предусматривающем ее сбор, резервирование, нагревание, сепарирование, пастеризацию, охлаждение, сгущение и сушку сгущенной сыворотки, перед сгущением в молочной сыворотке проводят изомеризацию и мутаротацию лактозы путем введения в нее щелочи до достижения pH 10,5 11,5 при температуре 65 - 75^oC и термостатировании в течение 15 25 мин с последующей нейтрализацией кислой сывороткой.

Способ осуществляют следующим образом.

Осуществляют сбор и резервирование сыворотки, ее нагревание, сепарирование, пастеризацию и охлаждение. В молочной сыворотке проводят изомеризацию и мутаротацию лактозы. Для этого вносят дозу щелочного агента до достижения pH раствора до 10,5 11,5 ед. Внесение щелочи осуществляют при температуре раствора 55 85^oC и термостатируют при этой температуре 15 - 25 мин. При этом происходит изомеризация части лактозы в количестве 15 20% в лактулозу, а также смещение равновесия непрореагировавшей лактозы в сторону бета-формы, содержание которой увеличивается от 50 55% до 65 70% от общего количества лактозы. Выбор заданного диапазона значений pH раствора объясняется тем, что при более низких значениях pH количество акцепторов протонов (OH^- группа) недостаточно для проведения реакций изомеризации и мутаротации, а при более высоких значениях концентрации лактулозы и бетаформы лактозы практически не увеличивается, а расход щелочного агента резко возрастет. Температура проведения изомеризации и мутаротации лактозы выбрана на основании того, что при ее понижении образование лактулозы затормаживается или прекращается, а при повышении температуры увеличиваются энергозатраты при незначительной интенсивности технологического процесса. Продолжительность термостатирования обусловлена тем, что при выдерживании раствора менее 15 мин степень изомеризации и мутаротации лактозы не достигает требуемого уровня, а при проведении реакции более 25 мин происходит автокаталитический распад лактулозы. Затем осуществляют нейтрализацию изомеризованной сыворотки кислой сывороткой (кислотностью 80 100^oT для творожной сыворотки и 40 - 60^oT для подсырной сыворотки) до достижения значений pH 7,0 8,0. Далее проводят сгущение полученного раствора до 46 55% сухих веществ и сушку на распылительной сушилке. В результате получают продукт, бифидогенные свойства которого обусловлен наличием лактулозы и повышенным содержанием бета-формы лактозы. В качестве катализатора при изомеризации и мутаротации наиболее целесообразно применять гидроксид кальция Ca(OH)₂ в связи с его безвредностью, а также для обогащения препарата кальцием. Полученную сухую бифидогенную сыворотку можно применять в пищевых и кормовых целях.

Сравнительный состав известной сухой молочной сыворотки после распылительной сушки и полученной сухой бифидогенной молочной сыворотки приведен в таблице. Массовая доля сухих веществ в исследуемых образцах была определена рефрактометрическим методом, массовая доля лактулозы - поляриметрическим методом, массовая доля альфа- и бета-формы лактозы методом газожидкостной хроматографии, pH сыворотки потенциометрическим методом.

Пример 1. Творожная сыворотка с активной кислотностью 4,6 ед. pH и содержанием лактозы 4,2% из резервуара для промежуточного хранения подают в секцию регенерации пастеризационно-охладительной установки для нагревания и затем направляют в саморазгружающийся сепаратор для очистки от жира и казеиновой пыли. Затем молочную сыворотку пастеризуют в пастеризационно-охладительной установке (при использовании продукта в пищевых целях). Температура пастеризации 72,5 75^oC и выдержка 15 с. Допускается хранение пастеризованной сыворотки при температуре 6 10^oC не более 24 ч. Изомеризацию лактозы в лактулозу и мутаротацию лактозы проводят в емкости из нержавеющей стали, оснащенной рубашкой и мешалкой. Для этого вносят гидроксид кальция в количестве 7 кг на 1 т сыворотки (при этом pH сыворотки достигает значения 10,9 ед.), предварительно растворенной в небольшом объеме сыворотки и отфильтрованный через 3 слоя марли, в нагретую до 65^oC и выдерживают в течение 15 мин при постоянном перемешивании. Полученный раствор нейтрализуют путем внесения творожной сыворотки с титруемой кислотностью 85^oT до значения pH сыворотки 7,5 ед. сгущают при 60^oC до содержания сухих веществ 50% и направляют на распылительную сушку. При этом массовая доля лактулозы в готовом продукте составляет 6,2% лактозы в бета-форме 23,3%

Пример 2. Творожную сыворотку (pH 4,5 ед. содержание лактозы 4,3%) подвергают предварительной обработке по примеру 1. Изомеризацию и мутаротацию лактозы проводят при следующих параметрах: количество гидроксида кальция на 1 т сыворотки 9 кг (pH 11,5 ед.), температура процесса 75^oC, продолжительность термостатирования 25 мин. Затем раствор нейтрализуют творожной сывороткой с титруемой кислотностью 90^oT до значения pH раствора 7,6 ед. Сгущение и сушку проводят по примеру 1. При этом массовая доля лактулозы в готовом продукте составляет 8,8% лактозы в бета-форме 25,2%

Пример 3. Подсырную сыворотку (pH 4,8 ед. содержание лактозы 4,0%) подвергают предварительной обработке по примеру 1. Режим изомеризации лактозы в лактулозу и мутаротации лактозы имеет следующие параметры: количество гидроксида кальция на 1 т сыворотки 2 кг (pH сыворотки 10,8 ед.), температура процесса 65^oC, продолжительность термостатирования 15 мин. Затем проводят нейтрализацию подсырной сыворотки с кислотностью 50^oT до значения pH раствора 7,4 ед. сгущают раствор до содержания сухих веществ 55% и сушку на распылительной сушилке. Готовый продукт имеет следующие показатели: массовая доля лактулозы 6,6% массовая доля лактозы в бета-форме 23,6%

Пример 4. Подсырную сыворотку (pH 4,9 ед. содержание лактозы 4,1%) подвергают предварительной обработке по примеру 1. Параметры процесса изомеризации и мутаротации лактозы: количество гидроксида кальция 4 кг на 1 т сыворотки (pH сыворотки 11,5 ед.), температура процесса 75^oC, продолжительность термостатирования 25 мин. Затем проводят нейтрализацию подсырной сывороткой с кислотностью 55^oT, до значения pH 7,7 ед. сгущение и сушку по примеру 3. Показатели готового продукта, массовая доля лактулозы - 9,1% массовая доля лактозы в бета-форме 25,9%

Таким образом сухая молочная сыворотка имеет бифидогенные свойства, что повышает ее пищевую ценность.