способ производства сухого молочного продукта

Формула изобретения

Способ производства сухого молочного продукта, предусматривающий приемку обезжиренного молока и молочной сыворотки, пастеризацию обезжиренного молока и молочной сыворотки, сгущение компонентов и составление смеси, сушку смеси, отличающийся тем, что в сгущенной молочной сыворотке перед составлением смеси проводят изомеризацию лактозы в лактулозу путем введения раствора щелочи до достижения рН 10,5-11,5 при 75-85^oС и термостатирования в течение 25-35 мин, после чего в сгущенную молочную сыворотку вносят сгущенное обезжиренное молоко из расчета соотношения массовой доли сухих веществ в сгущенной молочной сыворотке и сгущенном обезжиренном молоке в массе смеси от 30: 70 до 70: 30 соответственно.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к молочной промышленности и может быть использовано для получения сухого молочного продукта на основе молочной сыворотки (подсырной, творожной и казеиновой) и обезжиренного молока.

Разработан способ производства продукта молочного сухого "Белакт", предусматривающий операции приемки сырья, пастеризации и охлаждения обезжиренного молока и молочной сыворотки, раскисления сыворотки, составления смеси, сгущения и сушки (Продукт молочный сухой "Белакт". ТУ 49 1180-85, 1985, 30 с.).

Недостатком данного способа является тот факт, что при раскислении сыворотки до нейтральных значений рН не достигается эффект изомеризации лактозы в лактулозу, так как данная реакция протекает при температуре не ниже 60^oС и рН не менее 10,0-10,5 ед. Следовательно, рассматриваемый продукт не обладает бифидогенными свойствами.

Наиболее близким по техническому исполнению к предлагаемому способу производства сухого молочного продукта является способ производства сухой молочной сыворотки, предусматривающий ее сбор, резервирование, нагревание, сепарирование, пастеризацию, охлаждение, изомеризацию лактозы в лактулозу, сгущение и сушку сгущенной сыворотки (Способ производства сухой молочной сыворотки. RU 2098977 С1, А 23 С 21/10, 20.12.1997. А.Г.Храмцов, А.Д.Лодыгин, С.А.Рябцева, И.А.Евдокимов, Л.Н.Журба). Данный продукт характеризуется высоким содержанием лактулозы - углевода, обладающего бифидогенными свойствами. Однако при использовании сухих концентратов на основе молочного сырья в рецептурах пищевых продуктов и кормовых средств в ряде случаев к ним предъявляются требования по повышенному содержанию белковых веществ. В связи с этим, существует реальная необходимость обогащения сухих концентратов на основе молочной сыворотки по белковому составу, например, введением обезжиренного молока.

Технический результат изобретения заключается в обогащении сухого молочного продукта бифидогенным фактором лактулозой, биологически полноценными белками и свободными аминокислотами обезжиренного молока, что повышает его пищевую и биологическую ценность.

Для этого в предложенном способе производства сухого молочного продукта, предусматривающем приемку сырья (обезжиренного молока и молочной сыворотки), пастеризацию обезжиренного молока и молочной сыворотки, сгущение компонентов, составление смеси, сушку смеси, проводят изомеризацию лактозы в лактулозу в сгущенной сыворотке путем внесения в нее щелочи до достижения рН 10,5-11,5 ед. при температуре 75-85^oС и термостатировании в течении 25-35 мин.

Способ осуществляют следующим образом.

Проводят приемку обезжиренного молока и молочной сыворотки, пастеризацию и охлаждение обезжиренного молока и молочной сыворотки, сгущение компонентов смеси. В сгущенной молочной сыворотке проводят изомеризацию лактозы в лактулозу. Для этого в молочную сыворотку, сгущенную до 20-30% сухих веществ (при сушке смеси на вальцовых сушилках) или 30-40% сухих веществ (при сушке смеси на распылительных сушилках) вносят раствор гидроксида кальция до достижения рН 10,5-11,5 ед. при температуре сыворотки 75-85^oС и термостатируют в течение 25-35 минут. При этом происходит изомеризация части лактозы (20-30% от массовой доли лактозы в сгущенной сыворотке) в лактулозу. Выбранные значения рН обусловлены необходимостью достижения концентрации ионов ОН^- в сыворотке, обеспечивающей протекание каталитической реакции трансформации альдозы (лактозы) в кетозу (лактулозу). Дальнейшее увеличение значений рН нецелесообразно, т.к. при составлении смеси может быть дестабилизирована белковая фаза обезжиренного молока и возникает необходимость введения дополнительной операции нейтрализации изомеризованной сыворотки.

Указанный диапазон температур обоснован тем, что при температурах ниже 75^oС реакция изомеризации лактозы в лактулозу затормаживается или полностью блокируется, в то время, как увеличение температуры выше 85^oС приводит к необратимым изменениям компонентов молочной сыворотки, ухудшению ее органолептических показателей. Указанный диапазон продолжительности термостатирования соответствует максимальному накоплению лактулозы в сыворотке; его увеличение нежелательно по причине образования побочных продуктов реакции щелочного гидролиза лактулозы и меланоидинообразования, что приводит к снижению выхода конечного продукта.

Далее осуществляют составление смеси, при этом соотношение массовых долей сухих веществ в сгущенной молочной сыворотке и сгущенном обезжиренном молоке может варьироваться в диапазоне от 30:70 до 70:30 соответственно. Составленную смесь подвергают сушке на распылительных или вальцовых сушилках; массовая доля влаги в готовом продукте не должна превышать 5%. В результате получают сухой молочный продукт, обогащенный бифидус-фактором лактулозой и биологически полноценными белками и свободными аминокислотами обезжиренного молока.

Состав полученного сухого молочного продукта по сравнению с сухой молочной сывороткой, выработанной по описанному выше способу (RU 2098977 С1, А 23 С 21/10, 20.12.1997), приведен в таблице. Массовая доля сухих веществ в исследуемых образцах была определена методом высушивания до постоянной массы; массовая доля белка - методом Къельдаля; массовая доля лактулозы - методом газожидкостной хроматографии.

Пример 1. Сырье (обезжиренное молоко и молочную сыворотку) принимают по массе и качеству. Сыворотка должна быть предварительно обезжирена и очищена от казеиновой пыли на саморазгружающемся сепараторе-сливкоотделителе. Компоненты смеси подвергают пастеризации на пластинчатой пастеризационно-охладительной установке: обезжиренное молоко - при 76^oС с выдержкой 15 с; молочную сыворотку - при 74^oС с выдержкой 15 с.

Обезжиренное молоко сгущают на пленочной вакуум-выпарной установке при 70^oС до массовой доли сухих веществ 30%, охлаждают до температуры не более 10^oС и направляют в емкость для хранения. Молочную сыворотку сгущают при аналогичном режиме до массовой доли сухих веществ 30% и направляют в емкостной аппарат, оснащенный рубашкой и мешалкой, для проведения изомеризации лактозы в лактулозу. С этой целью вносят в сыворотку при указанной температуре насыщенный раствор гидроксида кальция (известковое молоко) до достижения значения рН сыворотки 10,5 ед. (показатель рН определяют потенциометрически или с помощью универсальной индикаторной бумаги) и выдерживают в течении 35 минут. Затем добавляют в емкостной аппарат сгущенное обезжиренное молоко из расчета соотношения массовой доли сухих веществ молочной сыворотки и обезжиренного молока в массе смеси 70 и 30% соответственно.

Полученную смесь сушат на вальцовой сушилке при давлении пара 0,05 МПа, температура смеси перед подачей на сушку должна быть не ниже 50^oС. Массовая доля сухих веществ в продукте составляет 95%, в том числе лактулозы 10,6%; белка - 26,3%.

Пример 2. Приемку и пастеризацию компонентов смеси (молочной сыворотки и обезжиренного молока) осуществляют по примеру 1. Обезжиренное молоко сгущают на циркуляционной вакуум-выпарной установке при 65-70^oС до массовой доли сухих веществ 35%, охлаждают до температуры не более 10^oС и направляют для хранения в емкостной аппарат с рубашкой и мешалкой. Сыворотку молочную сгущают при аналогичном температурном режиме до массовой доли сухих веществ 40% за 30 мин до завершения процесса сгущения повышают температуру до 80^oС и вносят раствор гидроксида кальция в количестве, необходимом для достижения значения рН сыворотки 11,0 ед., выдерживая при данных значениях температуры и рН в течение 30 мин. Таким образом, изомеризацию лактозы в лактулозу осуществляют непосредственно в вакуум-выпарной установке. Далее составляют смесь путем внесения сгущенной молочной сыворотки в емкость с обезжиренным молоком из расчета соотношения массовой доли сухих веществ молочной сыворотки и обезжиренного молока в массе смеси 50:50 соответственно. Полученную смесь сушат на распылительной сушилке при следующем режиме: температура воздуха на входе в сушильную башню 165^oС, температура воздуха на выходе из башни 75^oС. Массовая доля сухих веществ в продукте составляет 95,2%, в том числе лактулозы 8,2%; белка 21,9%.

Пример 3. Приемку и пастеризацию компонентов осуществляют по примеру 1. Обезжиренное молоко сгущают по примеру 2 до массовой доли сухих веществ 30%, охлаждают и направляют на хранение. Сгущение сыворотки и изомеризацию лактозы в лактулозу проводят по примеру 2; параметры процесса изомеризации: рН сыворотки 11,5 ед; температура 85^oС, продолжительность 25 мин. Составление смеси проводят по примеру 2 из расчета соотношения массовой доли сухих веществ молочной сыворотки и обезжиренного молока в массе смеси 30:70 соответственно. Смесь сушат на распылительной сушилке по примеру 2. Массовая доля сухих веществ в продукте составляет 95%, в том числе лактулозы 5,5%, белка 18,1%. Таким образом, сухой молочный продукт обогащен лактулозой и белками молока, что повышает его пищевую и биологическую ценность.