способ очистки обезжиренного молока

Формула изобретения

Способ очистки обезжиренного молока, загрязненного медью, свинцом, цинком в концентрации от 0,13; 0,23 и 0,34 ПДК соответственно, включающий внесение в молоко с жирностью 0,10-0,20% сорбента - порошка оксида алюминия, либо рисовой сечки, либо остатка экстракции корня солодки после гидратации дистиллированной водой при массовом соотношении 25:1 при температуре 50-55°С, выдерживание в течение 20-30 мин с дальнейшей очисткой от сорбента.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к молочной промышленности, в частности к очистке молочного сырья.

В связи с техногенным загрязнением окружающей среды происходит загрязнение пищевых продуктов, в том числе молока и молочных продуктов. Попадание тяжелых металлов приводит в ряде случаев к их накоплению в организме животных и человека, что связано с возникновением различных заболеваний. Содержание тяжелых металлов и нежелательных микроорганизмов регламентируется рядом нормативных документов, в том числе санитарными правилами и нормами.

В пищевом сырье тяжелые металлы большей частью связаны в белковые комплексы и снизить их содержание без нарушений пищевой ценности чрезвычайно трудно. Молочная промышленность сталкивается с определенными трудностями в производстве экологически чистой и безопасной продукции, особенно для продуктов детского, диетического питания и питания пожилых людей [1].

При очистке молока-сырца в начальной стадии переработки (до сепарирования) достигнутые показатели содержания тяжелых металлов могут быть недостаточны при дальнейшей его переработке. В полученном после сепарирования обезжиренном молоке (обрате), направляемом на сушку, происходит концентрирование как полезных питательных веществ, так и тяжелых металлов.

Например, в сухом обрате содержание меди и цинка составляет 13 и 47 мг/кг против 0,9 и 4,4 мг/кг в исходном сырье. В то же время предельно допустимая концентрация (ПДК) составляет 1,0 и 5,0 мг/кг соответственно, то есть отсюда вытекает необходимость очистки обрата перед сушкой [2].

В настоящее время разрабатываются методы очистки молочного сырья с использованием сорбентов природного происхождения. Известны работы по использованию для очистки молочного сырья сорбентов растительного происхождения [3].

Известен способ очистки молока-сырья от кадмия с использованием в качестве сорбента полифепана [4].

Технический результат направлен на снижение концентрации меди, свинца, цинка в обезжиренном молоке.

Задачей изобретения является разработка способа очистки обезжиренного молока с помощью сорбентов.

Сущность изобретения заключается в том, что сорбционной очистке подвергается обезжиренное молоко (обрат), загрязненное медью, свинцом, цинком с содержанием соответственно 0,13; 0,23 и 0,34 ПДК (ПДК меди 1 мг/кг, свинца 0,1 мг/кг, цинка 5,0 мг/кг).

В качестве сорбента используют материалы неорганического происхождения, например, оксид алюминия Аl₂О₃ , либо материал органического происхождения - отход крупяного производства - рисовую сечку, либо твердый остаток после экстракции корня солодки в порошкообразном виде.

Способ включает внесение в обезжиренное молоко с остаточной жирностью 0,10-0,20% предварительно гидратированного дистиллированной водой сорбента в массовом соотношении 25:1 при температуре 50-55°С, выдерживание в течение 20-30 минут и очистку от сорбента центробежным способом на сепараторе-молокоочистителе.

Гидратация сорбента проводится с целью снижения задержки жидких фракций молока в порах сорбента.

Исходное обезжиренное молоко (обрат) и очищенное обезжиренное молоко анализируют на содержание тяжелых металлов на атомно-абсорбционном спектрометре и общую обсеменноность (по редуктазной пробе).

Содержание питательных компонентов молока при этом практически не изменяется.

Оксид алюминия - белый порошок (ТУ 6-09-426-75) применяют для осушки органических растворителей, в хроматографии.

Рисовая сечка - отход производства риса, с частицами размером 0,5-1,5 мм, содержит клетчатки не менее 9% и белково-углеводный комплекс, характеризуемый содержанием азота по Къельдалю не менее 1,1%.

Твердый остаток от экстракции измельченного корня солодки содержит 35% клетчатки и не менее 1% азота по Къельдалю [5].

Предварительную гидратацию сорбентов проводят путем замачивания их в дистиллированной воде с рН 6-8 в течение 20-30 минут с таким расчетом, чтобы материал был полностью покрыт ею, затем остатки воды удаляют, а сорбент вносят в горячее обезжиренное молоко.

Способ позволяет снизить содержание тяжелых металлов, бактериальную обсемененность, получить продукт более высокого качества и безопасности. Снижение температуры, продолжительности, массовой доли сорбента приводит к снижению эффективности, а повышение - технологически и экономически не выгодно.

Пример осуществления способа.

Для очистки использовали образец обезжиренного молока (обрата), выработанного в производственных условиях из молока-сырья от животных в пастбищный период на Волжском молокосыркомбинате следующего качества, мас.%: жир 0,20; белок 4,62; сухой обезжиренный молочный остаток (СОМО) 8,48; лактоза 4,61; минеральные вещества 0,73; содержание меди 0,131 мг/кг (0,13 ПДК), свинца 0,023 мг/кг (0,23 ПДК), цинка 1,700 мг/кг (0,34 ПДК).

В примере описан процесс с использованием сорбентов по 3 вариантам.

4 г сорбента оксида алюминия в стеклянном сосуде замачивали в дистиллированной воде, выдерживали при комнатной температуре 25 минут, после отделения остатков воды вносили в колбу с 100 г обезжиренного молока, нагретого до 50-55°С на водяной бане, перемешивали и выдерживали 25 минут, затем производили очистку от сорбента центробежным способом на сепараторе-молокоочистителе.

Аналогично также проводили процесс очистки с рисовой сечкой и остатком от экстракции корня солодки.

Объем очищенного обезжиренного молока по сравнению с исходным не изменился. Анализ исходного и очищенного обезжиренного молока проводили на атомно-абсорбционном спектрометре «Квант-2АТ» на содержание тяжелых металлов и по редуктазной пробе на общую обсемененность. Содержание кадмия, ртути и мышьяка в обезжиренном молоке ниже ПДК в 8-10 раз и не вызывает опасений по безопасности продукта.

Результаты приведены в таблице.

Таблица
Вид продукта	Содержание, мг/кг	Общая обсемененность, количество бактериальных клеток в 1 см 3
	Zn	Pb	Сu
Исходное обезжиренное молоко
1,700	0,023	0,131	5·05
Очищенное
обезжиренное
молоко:
1.сорбент - оксид алюминия
1,500	0,012	0,120
2. сорбент - рисовая сечка
1,500	0,007	0,100
3. сорбент - остаток от экстракции корня солодки	0,700	0,015	0,080	3·105

Как видно из данных таблицы, степень очистки больше по сравнению с исходным сырьем (%):

по тяжелым металлам	Zn	Pb	Сu
- с оксидом алюминия на	11,76	47,82	8,40
- с рисовой сечкой на	11,76	69,56	23,76
- с остатком от экстракции корня солодки на	58,82	34,78	38,93
по общей обсемененности на	40%.

С использованием сорбента полифепана степень очистки от Zn, Pb и Cd составила соответственно 5,9; 30,4 и 36,0%.

Способ позволяет снизить концентрацию цинка, меди и свинца, общую бактериальную обсемененность обезжиренного молока, получить продукт более высокого качества и безопасности.

Источники информации

1. Карплюк И.А. и др. // Вопросы питания, 1996, № 1, с.22.

2. Нормы и рационы кормления сельскохозяйственных животных. Справочное пособие /под ред. А.П. Калашникова и др., М.: АПК, 1985.

3. Капустин А.А. Очистка молочного сырья сорбентами растительного происхождения // Валеология. - 2001. - № 1. - С.62-63.

4. Патент РФ 2327357, A23C 7/04, A23L 1/015, 2007.

5. Патент РФ 2209114, B01J 20/24, 2003.