способ производства безлактозного продукта из молочной сыворотки

Формула изобретения

Способ производства безлактозного продукта из молочной сыворотки, включающий сепарирование, пастеризацию, гидролиз лактозы, внесение раствора щелочи, перемешивание и концентрирование, отличающийся тем, что перед внесением раствора щелочи в сыворотку вносят закваску ацидофильной палочки, а раствор щелочи вносят поэтапно при pH 3,8, сначала повышая значение до pH 5,5-6,0, а затем до pH 6,0-6,5, продолжительность процесса при этом составляет 120 мин, причем на последнем этапе значение кислотности соответствует pH 6,5-7,0, концентрирование осуществляют вакуум-выпариванием при температуре 40-50°С и сушат сублимацией.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к молочной, пищевой и комбикормовой промышленности и может быть использовано для производства безлактозных продуктов, обогащенных ферментами, предназначенных для производства пищевых, молочных и кормовых изделий.

Известен способ изготовления сиропов из творожной и казеиновой сыворотки на основе гидролиза лактозы (RU 281604, дата приоритета 20.06.97), предусматривающий пастеризацию, предусматривающую концентрацию в вакуум-выпарном аппарате до массовой доли сухих веществ 18-22%, в концентрированную сыворотку с температурой 50-60°С вносят ферментный препарат растворимой -галактозидазы и проводят гидролиз лактозы до достижения степени гидролиза не менее 50%. После гидролиза лактозы сыворотку раскисляют, используя для этого бикарбонат натрия, либо раствор гироокиси натрия, либо раствор аммиака, чтобы требуемая кислотность не превышала 95°Т, раскисленную концентрированную сыворотку с гидролизованной (до 50%) лактозой досгущают в вакуум-выпарном аппарате до доли сухих веществ не более 62%, при этом ее кислотность не должна превышать 250°Т.

Недостатком данного способа является высокая кислотность, низкая степень гидролиза лактозы, а также небольшой срок хранения готового продукта.

Целью изобретения является получение продукта с низкой кислотностью (70°Т), высокой (до 95%) степенью гидролиза лактозы, повышенным содержанием ферментов, витаминов и незаменимых аминокислот, увеличение срока хранения.

Поставленная цель достигается тем, что способ производства безлактозного продукта из молочной сыворотки включает сепарирование, пастеризацию, гидролиз лактозы, внесение раствора щелочи, перемешивание, концентрирование, отличается тем, что перед внесением раствора щелочи в сыворотку вносят закваску ацидофильной палочки, а раствор щелочи вносят поэтапно при pH 3,8, сначала повышая значение до pH 5,5-6,0, а затем до pH 6,0-6,5, продолжительность процесса при этом составляет 120 мин, причем на последнем этапе значение кислотности составляет pH 6,5-7,0, концентрирование осуществляют способом вакуум-выпаривания при температуре 40-50°С и сушат сублимацией.

Известно, что животные в отличие от растений не способны синтезировать аминокислоты, в которых они нуждаются, из простых неорганических химических ингредиентов, в то же время существуют аминокислоты, синтез которых в организме невозможен, и они должны быть получены с пищей; это так называемые незаменимые аминокислоты: лейцин, изолейцин, лизин, метионин и т.д. Только при поступлении таких аминокислот возможно сохранить азотистое равновесие.

Способ получения безлактозного продукта осуществляется следующим образом.

После подготовительных операций (сбора, резервирования, подогрева, сепарирования) или с целью удешевления процесса без них в сыворотку, например подсырную или творожную, полученную путем коагуляции с применением соляной кислоты и имеющую кислотность pH 4,0-4,6, вносят ацидофильную палочку, которая снижает значение pH, т.е. увеличивает кислотность смеси. Кислотность смеси достигает значения 3,8 pH, это происходит вследствие того, что микроорганизмы, поедая лактозу (молочный сахар), вырабатывают кислоту. По достижении смесью pH 3,8 вносят раствор щелочи и поднимают значение pH до 5,5-6,0, затем снова снижают pH до 3,8 и опять добавляют щелочной раствор до значения кислотности смеси pH 5,5. В этом режиме процесс продолжается в течение 120 минут.

После этого в таком же временном режиме проходят следующие диапазоны кислотности pH: 5,5-6,0; 6,0-6,5; 6,5-7,0.

На последнем этапе процесс ведется в диапазоне pH 6,5-7,0, что позволяет микроорганизмам переработать 92-95% лактозы в лактаты натрия и (или) кальция. При этом внутри микроорганизмов происходит накопление ряда ферментов групп лиазы, изомеразы, лигазы, гидролазы и др. Так, например, процентное содержание фермента -галактозидаза, расщепляющего лактозу на глюкозу и галактозу, при вакуум- выпаривании увеличивается в 40 раз.

В результате ведения процесса в предлагаемом режиме наступает автолиз микроорганизмов с выделением в продукт накопившихся в них ферментов и витаминов.

Дальнейшее ведение процесса предусматривает вакуум-выпаривание смеси в “мягком” режиме (40-50°С), что позволяет за счет обратного осмоса продлить срок хранения продукта до 8 месяцев.

“Мягкий” режим выпаривания позволяет сохранить ферменты и витамины, входящие в состав продукта.

Далее осуществляется процесс сублимационной сушки продукта до влажности не более 5%.

Сущность метода сублимационной сушки заключается в том, что процесс удаления влаги осуществляется из влагосодержащих материалов при низком относительном давлении воздуха. Ввиду этого продукты сублимационной сушки отличаются от продуктов, изготовленных другими способами тем, что в наибольшей степени сохраняют первоначальный химический состав, органические и товарные свойства. Пищевые продукты, в данном случае безлактозный продукт, представляет собой обезвоженный до низкой влажности (не более 5%) пищевой концентрат, имеющий высокопористую структуру, что способствует быстрому поглощению влаги при восстановлении. Продукт сублимационной сушки может длительное время (до 3 лет и более) храниться в помещении с негулируемой температурой.

Пример 1.

Переработке подвергают 500 кг подсырной сыворотки следующего состава, мас.%:

Белок - 0,5

Лактоза - 4,5

Соли молока - 1,5

Молочная кислота - нет

Величина pH сыворотки - 4,60.

Сыворотку поместили в ванну ВДП-600. Ванна была дополнительно оборудована рН-метром рН-222.1, соединенным с регулирующим потенциометром “ПР-3”. Выход последнего через пускатель был соединен с насосом-дозатором, который подавал раствор щелочи в ванну с сывороткой. Для достижения кислотности сыворотки до значения рН 3,8 в нее предварительно вносили закваску, а по достижении сывороткой кислотности 3,8 pH вносили раствор щелочи по схеме, описанной выше.

Процесс продолжался 16 часов, всего было затрачено 60 литров раствора гидроксида кальция или натрия.

Полупродукт (нейтрализованную) сыворотку сконцентрировали путем вакуум-выпаривания до массовой доли сухих веществ 52,4%, а затем высушили до 95%.

Полученный конечный продукт - безлактозный продукт для производства кормовых и пищевых добавок, мас.%.

Таблица 1
Состав	Концентрированная	Сухая
Белок	3,5	6,2
Соли молока	14	24,4
Лактоза	1,5	2,4
Лактаты кальция или натрия	31,5	52,4

Пример 2.

Переработке подвергли 500 кг творожной сыворотки, использовали оборудование, описанное в примере 1. Состав сыворотки, мас.%

Белок - 0,54

Лактоза - 3,5

Соли молока 1,5

Молочная кислота - 0,55

Величина pH сыворотки - 4,60.

Сыворотку поместили в ванну ВДП - 600. Вносили закваску, а по достижении сывороткой кислотности 3,8 рН вносили раствор щелочи таким образом, что сигнал рН-метра через регулирующий потенциометр и пускатель поступал на насос-дозатор, который начал подавать в ванну раствор щелочи (кальцинированная сода или гидроксид натрия) по схеме, описанной в описательной части заявки.

Процесс продолжался 12 часов. Всего было затрачено кальцинированной соды или гидроксида кальция 50 литров.

Полупродукт (нейтрализованную) сыворотку сконцентрировали путем вакуум-выпаривания до массовой доли сухих веществ 52,4%, а затем высушили до 95%.

Полученный конечный продукт - безлактозный продукт для производства пищевых добавок, мас.%.

Таблица 2
Состав	Концентрированная	Сухая
Белок	3,5	6,2
Соли молока	14	24,4
Лактоза	0,7	1,2
Лактаты кальция или натрия	36,5	69,5

Пример 3.

Переработке подвергли 500 кг казеиновой сыворотки. Использовали оборудование, описанное в примере 1. Состав сыворотки, мас.%:

Белок - 0,5

Лактоза - 4,5

Соли молока - 2,0

Молочная кислота – нет

Величина pH сыворотки - 4,60.

Сыворотку поместили в ванну ВДП - 600. Вносили закваску, а по достижении сывороткой кислотности 3,8 рН вносили раствор щелочи таким образом, что сигнал с рН-метра через регулирующий потенциометр и пускатель поступал на насос-дозатор, который начал подавать в ванну раствор щелочи (кальцинированная сода или гидроксид кальция) по схеме, описанной в описательной части заявки.

Процесс продолжался 10 часов. Всего было затрачено раствора щелочи (кальцинированная сода или гидроксид кальция) 40 литров.

Полупродукт (нейтрализованную) сыворотку сконцентрировали путем вакуум-выпаривания до сухой массовой доли сухих веществ 52,4%, а затем высушивали до 95%.

Полученный конечный продукт - безлактозный продукт для производства кормовых и пищевых добавок, мас.%.

Таблица 3
Состав	Концентрированная	Сухая
Белок	3,5	6,2
Соли молока	17,5	24,4
Лактоза	1,5	2,4
Лактаты кальция или натрия	31,5	52,4