способ получения сухого молочного продукта на основе молочной сыворотки

Формула изобретения

Способ производства сухого молочного продукта на основе молочной сыворотки, включающий сепарирование сыворотки, пастеризацию, изомеризацию лактозы в лактулозу, сгущение и сушку, отличающийся тем, что перед изомеризацией молочную сыворотку смешивают с гидролизатом обезжиренного молока в количестве 2,5-10%, а после изомеризации обогащенную гидролизатом молочную сыворотку нейтрализуют раствором лимонной кислоты до рН 6,3-6,7, вносят в нее биомассу бифидобактерий в количестве 5-10% от объема сыворотки титром 10 ⁸-10⁹ кл/см³ и сквашивают при температуре 36-38°С в течение 18-24 ч до получения концентрата с титром не менее 10 ⁹-10¹⁰ кл/см³ , а сгущение проводят до 25-30% сухих веществ.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к молочной промышленности и может быть использовано в пищевой промышленности и животноводстве для производства продуктов питания и кормовых средств функционального назначения.

Известен способ получения сухой молочной сыворотки, предусматривающий сбор и резервирование молочной сыворотки, 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 рН 10,5-11,5 при температуре 65-75°С и термостатирование в течение 15-25 мин с последующей нейтрализацией кислой сывороткой (Способ получения сухой молочной сыворотки. RU №2098977, А23С 21/10, 20.12.1997, приор. 18.01.96, опубл. 20.12.97, бюл. №35). Способ обеспечивает наличие бифидогенных свойств готового продукта - лактулозы и бета-формы лактозы.

Недостаток данного способа - низкая питательная ценность из-за низкого содержания белка.

Наиболее близким по техническому исполнению к предлагаемому способу производства сухого синбиотического концентрата является способ производства сухого молочного продукта, заключающийся в том, что обезжиренное молоко и молочную сыворотку пастеризуют, сгущают, составляют смесь. Причем в сгущенной сыворотке перед составлением смеси проводят изомеризацию лактозы в лактулозу путем введения раствора щелочи до достижения рН 10,5-11,5 при 75-85°С и термостатирование. Затем 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 и сушат. Изобретение позволяет обогатить продукт бифидогенным фактором - лактулозой, биологически ценными белками и свободными аминокислотами молока, что повышает его пищевую ценность (RU №2201093, А23С 21/00, С13К 5/00, 13/00, приор. 12.12.2000, опубл. 27.03.2003, бюл. №9). Однако при данном способе производства сухого молочного продукта используется смесь обезжиренного молока и молочной сыворотки, что хоть и повышает пищевую ценность продукта, но биологическая ценность при этом повышается незначительно.

Технический результат изобретения - повышение биологической и питательной ценности сухого синбиотического концентрата.

Указанный технический результат достигается тем, что перед изомеризацией молочную сыворотку смешивают с гидролизатом обезжиренного молока в количестве 2,5-10%, а после изомеризации обогащенную гидролизатом молочную сыворотку нейтрализуют раствором лимонной кислоты до рН 6,3-6,7, вносят в нее биомассу бифидобактерий в количестве 5-10% от объема сыворотки с титром 10 ⁸-10⁹ кл/см³ и сквашивают при температуре 36-38°С в течение 18-24 ч до получения концентрата с титром не менее 10 ⁹-10¹⁰ кл/см³ , а сгущение проводят до 25 -30% сухих веществ.

Для повышения биологической ценности предлагается обогатить молочную сыворотку, направляемую на изомеризацию, гидролизатом обезжиренного молока, что увеличит содержание свободных аминокислот, в том числе и незаменимых. Кроме того, гидролизат обезжиренного молока является также источником азотистого питания для бифидобактерий, которые предлагается вносить в изомеризованную сыворотку.

Изобретение направлено на создание сухого концентрата, который бы стимулировал рост и развитие нормальной микрофлоры желудочно-кишечного тракта за счет бифидогенных факторов и представителей нормальной микрофлоры.

Сущность изобретения заключается в выращивании бифидобактерий на питательной среде, включающей изомеризованную молочную сыворотку (с массовой долей сухих веществ от 5 до 25%), гидролизат обезжиренного молока, лимонную кислоту. Причем можно получать синбиотический концентрат как на основе одного штамма бифидобактерий, так и на основе сочетания нескольких штаммов бифидобактерий и ацидофильных бактерий.

Способ осуществляют следующим образом.

Проводят приемку молочной сыворотки, очистку от казеиновой пыли и жира, внесение гидролизата обезжиренного молока в количестве (2,5-10%). Смесь очищенной молочной сыворотки и гидролизата обезжиренного молока нагревают до температуры изомеризации лактозы в лактулозу (70-85°С), вносят щелочной агент до достижения рН 10,5-11,5 и термостатируют 15-30 мин. При этом часть лактозы (25-35%) изомеризуется в лактулозу.

Выбор температуры процесса изомеризации и времени выдержки основан на результатах исследований. Повышение температуры и выдержки выше указанных значений может привести к массовой коагуляции сывороточных белков, образованию нерастворимого осадка, который отлагается на греющей поверхности аппаратов, снижая интенсивность теплопередачи и ухудшая санитарное состояние оборудования. Повышение температуры изомеризации и времени выдержки также может привести к снижению выхода лактулозы за счет того, что в щелочных растворах лактоза неустойчива, быстро распадается, окисляется до сахариновых кислот. Щелочной распад лактозы носит энольный характер и его скорость прямо пропорциональна температуре. Сахариновые кислоты к тому же снижают активную кислотность реакционной среды, что также может снизить интенсивность процесса изомеризации.

После проведения процесса изомеризации смесь нейтрализуют путем внесения раствора лимонной кислоты до рН 6,3-6,7, охлаждают до 36-37°С и вносят биомассу бифидобактерий. Сквашивание проводят при температуре 36-37°С в течение 18-24 ч до кислотности 40-70°Т. Посевную дозу культуры бифидобактерий вносят в объеме 5-10% от объема питательной среды с титром 10 ⁸-10⁹ кл/см³ , сквашивание осуществляется до получения концентрата с титром не менее 10⁹-10¹⁰ кл/см³. Затем сквашенную сыворотку направляют на сгущение до 25-30% сухих веществ и последующую сушку на распылительной сушилке. Можно исключить процесс сгущения при производстве концентрата, если в качестве основного сырья использовать сухую молочную сыворотку. В этом случае из нее готовится 20-25%-й раствор. Все дальнейшие операции совпадают с получением концентрата из жидкой молочной сыворотки. Повышать концентрацию раствора молочной сыворотки выше 20-25% сухих веществ не следует, так как при более высоких концентрациях осмотическое давление среды подавляет рост культивируемой микрофлоры.

Состав предлагаемого сухого молочного продукта на основе молочной сыворотки в сравнении с аналогом приведен в таблице.

Таблица

Показатели качества сухого синбиотического концентрата
Показатель	Сухой молочной продукт(аналог по RU 2201093 С2, 27.03.2003)	Сухой молочный продукт (предлагаемый)
Внешний вид и консистенция	Тонкодисперсный порошок, допускается наличие комочков, легко рассыпающихся при механическом воздействии	Сухой мелкораспыленный порошок, допускается незначительное количество плотных комочков, легко рассыпающихся при механическом воздействии
Вкус и запах	Сладковато-солоноватый	Сладко-солоноватый слегка кисловатый, без посторонних привкусов и запахов
Цвет	Желтоватый с кремовым оттенком	От бежевого до светло-коричневого
Массовая доля сухих веществ, не менее %	95,0	95,0
в том числе лактулозы	10,0	10,5
белка	22,5	18
Кислотность восстановленного продукта до массовой доли сухих веществ 5%, не более	25	20
Индекс растворимости, см 3 сырого осадка, не более	1	0,4
Содержание бифидобактерий, КОЕ в 1 г, не менее	-	10 8

Пример 1. Творожная сыворотка с массовой долей сухих веществ 6,3%, титруемой кислотностью 74°Т, активной кислотностью 5,1 ед. рН и массовой долей лактозы 3,6% из резервуара для промежуточного хранения подается в секцию регенерации пастеризационно-охладительной установки для нагревания до температуры 36-38°С и направляется в саморазгружающийся сепаратор. В очищенную от жира и казеиновой пыли молочную сыворотку вносят гидролизат обезжиренного молока в количестве 6%.

Для приготовления белкового гидролизата пастеризованное обезжиренное молоко направляют в емкостный аппарат из нержавеющей стали, оснащенный рубашкой и мешалкой. В нагретое до температуры 45 -50°С обезжиренное молоко вносят панкреатин активностью 45 ед./г в количестве 0,1%, затем хлороформ 0,5% и 1 н NaOH с целью нейтрализации смеси до рН 6,5-7,0. Гидролиз проводят при постоянном перемешивании в течение 24 ч, при условии поддержания постоянной температуры 45-50°С. В первые часы смесь периодически перемешивают. Гидролизат обезжиренного молока вливают в молочную сыворотку.

Полученную смесь пастеризуют в пастеризационно-охладительной установке при температуре 72,5-75°С и выдержке 15 с. Допускается хранение пастеризованной смеси при температуре 6-10°С не более 24 ч. Изомеризацию лактозы в лактулозу и мутаротацию лактозы проводят в емкости из нержавеющей стали, оснащенной рубашкой и мешалкой. С этой целью вносят в смесь молочной сыворотки и гидролизата обезжиренного молока насыщенный раствор гидроксида кальция (известковое молоко) до достижения рН смеси 10,5-11,5.

Изомеризацию лактозы в лактулозу производят в реакторе из нержавеющей стали по следующей схеме: гидроксид кальция предварительно растворяют в небольшом объеме сыворотки и фильтруют через 3 слоя марли для отделения крупных нерастворимых частиц щелочи, приготовленный раствор вносят в нагретую до 73-77°С сыворотку в количестве 0,9-1,0%, термостатируют при постоянном перемешивании в течение 20-30 минут.

Нейтрализация изомеризованной сыворотки проводится непосредственно в реакторе или в промежуточной емкости путем внесения раствора лимонной кислоты до рН 6,3-6,7.

Нейтрализованную изомеризованную сыворотку охлаждают до температуры 36-38°С и вносят биомассу бифидобактерий в количестве 5-10% от объема сыворотки с титром 10⁸ кл/см ³, сквашивание осуществляют при температуре 36-38°С в течение 18-20 ч до кислотности 65°Т. Сквашенную сыворотку с титром 10⁹ кл/см³ направляют на сгущение до 25% сухих веществ и последующую сушку на распылительной сушилке. В составе сухого синбиотического концентрата содержится 10,5% лактулозы и 4×10 кл/г бифидобактерий.

Пример 2. Подсырная сыворотка с массовой долей сухих веществ 6,5%, титруемой кислотностью 21°Т, активной кислотностью 6,2 ед. рН и массовой долей лактозы 4,2% из резервуара для промежуточного хранения подается в секцию регенерации пастеризационно-охладительной установки для нагревания до температуры 36-40°С и направляется в саморазгружающийся сепаратор. В очищенную от жира и казеиновой пыли молочную сыворотку вносят гидролизат обезжиренного молока в количестве 6%.

Полученную смесь пастеризуют в пастеризационно-охладительной установке при температуре 72,5-75°С и выдержке 15 с. Допускается хранение пастеризованной смеси при температуре 6-10°С не более 24 ч. Изомеризацию лактозы в лактулозу и мутаротацию лактозы проводят в емкости из нержавеющей стали, оснащенной рубашкой и мешалкой. В смесь молочной сыворотки и гидролизата обезжиренного молока вносят насыщенный раствор гидроксида кальция (известковое молоко) в количестве 0,9-1,0% и выдерживают при постоянном перемешивании в течение 20-30 минут.

Нейтрализуют изомеризованную сыворотку раствором лимонной кислоты до рН 6,3-6,7 и охлаждают до температуры 36-38°С.

Затем в нее вносят биомассу, бифидобактерий в количестве 5-10% от объема сыворотки с титром 10 ⁸-10⁹ кл/см³ и сквашивают при температуре 36-38°С в течение 18-20 ч до кислотности 65°Т. Сквашенную сыворотку с титром 10 ¹⁰ кл/см³ направляют на сгущение до 25% сухих веществ и последующую сушку на распылительной сушилке. В составе сухого синбиотического концентрата содержится 10,8% лактулозы и 7×10⁹ кл/г бифидобактерий.