способ получения низколактозного молочного напитка для геродиетического питания

Формула изобретения

Способ получения низколактозного молочного напитка для геродиетического питания, включающий смешивание нормализованного по жиру молока с предварительно восстановленным сухим обезжиренным молоком, пастеризацию смеси, охлаждение до 4-6°С, внесение фермента -галактозидазы, проведение ферментации лактозы, выдерживая смесь при слабом помешивании при температуре 4-5°С, последующий подогрев смеси до температуры 35-40°С, добавление в смесь водных растворов витамина С, витамина B_с, сернокислого железа, сернокислого цинка, лимоннокислого калия и предварительно приготовленной эмульсии жирорастворимых витаминов с лецитином, полученной отбором порции нормализованной молочной смеси, в которую, после подогрева ее до 60-85°С, вносят витамины А, Е, D ₂, лецитин, после чего перемешивают и эмульгируют в гомогенизаторе, перемешивание полученной смеси, УВТ-стерилизацию, охлаждение до 78°С, гомогенизацию, охлаждение и розлив, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

молоко нормализованное	40,9-92,5
молоко сухое обезжиренное	3,9-7,0
калий лимоннокислый	0,1
железо сернокислое	0,00844
цинк сернокислый	0,00618
витамин А	0,0002
витамин Е	0,00096
витамин С	0,01285
витамин D 2	5·10 -7
витамин Вс	4,5·10-5
лецитин	0,5
фермент растворимой -галактозидазы	0,040-0,043
вода	остальное

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к молочной промышленности, к производству жидких молочных продуктов, в частности к производству молочных напитков, предназначенных для питания пожилых людей.

В молочной промышленности стоит задача расширения ассортимента и технологий производства молочных продуктов, адаптированных к особенностям организма пожилых людей за счет внесения геропротекторных компонентов или снижения содержания отдельных компонентов продукта, которые являются не желательными для употребления в пожилом возрасте.

В этой связи актуально обогащение продуктов массового потребления веществами, участвующими в защите организма от преждевременного старения, а также уменьшение содержания жира для предотвращения нарушения липидного обмена и лактозы с целью адаптации молочных продуктов для использования в питании людей, страдающими лактазной недостаточностью.

Для людей пожилого возраста разработана технология стерилизованных поликомпонентных молочных напитков, включающих натуральное или сухое молоко, комплексы витаминов и микроэлементов, растворы легкоусвояемых углеводов и пищевые волокна. Содержание лактозы в поликомпонентых напитках снижено до 3,2-3,7% [1].

Указанные поликомпонентые молочные напитки обладают достаточно высокой энергетической ценностью за счет повышения общего содержания углеводов по сравнению с молоком до 5-7%, что не всегда является желательным в лечебно-профилактическом питании.

Известен молочный напиток, содержащий молоко, молоко сухое обезжиренное, лактулозу с массовой долей сухих веществ 50%, калий лимоннокислый, железо сернокислое, цинк сернокислый, витамины А, Е, С, D₂, B_c и воду (прототип) [2].

Данный напиток обладает улучшенными пищевыми, биологическими и профилактическими свойствами и адаптирован для геродиетического питания, но при его разработке не учитывалась значительная распространенность у людей пожилого возраста различной степени лактазной недостаточности.

Технический результат - повышение качества готового продукта, обеспечение высоких органолептических показателей и микробиологическая чистота.

Этот технический результат достигается тем, что молочный напиток получают путем смешения нормализованного по жиру молока с предварительно восстановленным сухим обезжиренным молоком, пастеризации смеси, охлаждения до 4-6°С, внесения фермента -галактозидазы, проведения ферментации лактозы, выдерживая смесь при слабом помешивании при температуре 4-5°С, последующим подогревом смеси до температуры 35-40°С, добавления в смесь водных растворов витамина С, витамина В_с, сернокислого железа, сернокислого цинка, лимоннокислого калия и предварительно приготовленной эмульсии жирорастворимых витаминов с лецитином, полученной отбором порции нормализованной молочной смеси, в которую после подогрева ее до 60-85°С вносят витамины А, Е, D ₂, лецитин, после чего перемешивают и эмульгируют в гомогенезаторе, перемешивания полученной смеси, УВТ-стерилизации, охлаждения до 78°С, гомогенизации, охлаждения и розлива, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

молоко нормализованное	40,9-92,5
молоко сухое обезжиренное	3,9-7,0
калий лимоннокислый	0,1
железо сернокислое	0,00844
цинк сернокислый	0,00618
витамин А	0,0002
витамин Е	0,00096
витамин С	0,01285
витамин D 2	5·10 -7
витамин Вс	4,5·10-5
лецитин	0,5
фермент растворимой -галактозидазы	0,040-0,043
вода	остальное

Исследования Института питания РАМН РФ показывают, что пожилые люди испытывают пищевую недостаточность в связи с ухудшениями функций пищеварительной системы и других систем организма. Особенно остро недостаточность питания возникает по белку, минеральным веществам: железу и цинку, витаминам: A, D₂, E, С и фолиевой кислоте, недостаток или отсутствие которых в пище вызывают различные патологические процессы в организме пожилых людей.

Соотношение основных ингредиентов в продукте подобрано с учетом физиологических особенностей усвоения и метаболизма организма пожилого человека [3].

Введение в предлагаемую рецептуру молочного напитка фермента растворимой -галактозидазы грибкового происхождения как фермента, ответственного за гидролиз лактозы, позволяет снизить содержание молочного сахара в молочной основе за счет его расщепления на легкоусвояемые моносахара - глюкозу и галактозу. В результате люди, страдающие лактазной недостаточностью, восстанавливают способность употреблять молочные продукты.

Ферментативный гидролиз лактозы -галактозидазой происходит при оптимальных условиях в диапазоне рН 6,0-6,5. Гидролиз идет довольно быстро до степени распада 50%. После расщепления 75% лактозы действие фермента значительно ослабевает.

При введении в композицию фермента растворимой -галактозидазы менее 0,40 кг на 1000 кг продукта не позволяет получить степень гидролиза, равную или больше 75%, что является необходимым условием для производства низколактозного молочного напитка. Введение более 0,43 кг на 1000 кг экономически нецелесообразно, так как позволяет получить степень гидролиза, равную или больше 90%, значение, которое является необходимым лишь для людей, страдающих полной непереносимостью лактозы.

Инактивация фермента происходит при УВТ-обработке молочного напитка.

Жирорастворимые витамины A, D₂ и Е обладают геропротекторными свойствами, и поэтому особо важны для пожилых людей. Витамин А - антиоксидант, оказывает противовоспалительное, капилляроукрепляющее действие, необходим для нормального протекания зрительных процессов. Витамин D₂ стимулирует усвоение кальция, микроэлементов, необходим для профилактики и лечения остеопатии. Витамин Е - антиоксидант и противовоспалительное средство, уменьшает концентрацию холестерина в крови, предохраняет организм от таких заболеваний, как атеросклероз, заболевания сердца, предотвращает развитие катаракты.

Для исключения расслаивания масляного раствора жирорастворимых витаминов при его добавлении в молоко, предлагается использовать натуральный лецитин (Е322) в количестве 0,5% от массы молочного напитка.

Механизм действия лецитина основан на образовании пространственных и электрических барьеров, стабилизирующих эмульсии, которые предотвращают повторное слипание уже сформировавшихся частичек дисперсной фазы и повторное расслоение. Таким образом, лецитин стабилизирует капли жира в эмульсии, окружая их защитным слоем.

Лецитин (Е322) представляет собой комплекс фосфолипидов, включающий также полиненасыщенные жирные кислоты, является природным эмульгатором и антиокислителем [4, с.339-341].

Введение в продукты питания геродиетического назначения фосфолипидов препятствует образованию холестериновых камней и возникновению застойных явлений в желчном пузыре, предупреждает развитие гиперхолестеринемии у пожилых людей [5, с.25].

Использование лецитина в количестве меньшем, чем 0,5% к массе готового продукта, не позволяет достичь требуемого технологического эффекта. Применение лецитина в количестве более 0,5% не способствует значительному улучшению свойств целевого продукта и экономически нецелесообразно.

Введение в состав разрабатываемого молочного напитка сухого обезжиренного молока позволяет восполнить недостаточность питания по белку и повысить биологическую ценность продукта.

Внесение таких минеральных солей как калий лимоннокислый, железо сернокислое и цинк сернокислый позволяет обеспечить организм комплексом минеральных веществ, незаменимых для многих биохимических процессов, происходящих в организме.

Витамин С является антиоксидантом, необходимым для осуществления большинства метаболических процессов в организме. Витамин В_с (фолиевая кислота) поддерживает иммунную систему, способствуя нормальному образованию и функционированию белых кровяных телец.

Пример осуществления способа

Технология производства молочного напитка состоит из следующих стадий:

- предварительная подготовка компонентов;

- нормализация молока (до массовой доли жира 3,5% или 0,05%);

- смешивание нормализованного молока с восстановленным сухим обезжиренным молоком;

- пастеризация смеси;

- охлаждение;

- внесение фермента -галактозидазы, перемешивание;

- ферментация;

- подогрев смеси;

- добавление подготовленных компонентов;

- смешение;

- ультравысокотемпературная (УВТ) стерилизация;

- гомогенизация смеси;

- охлаждение;

- розлив;

- хранение.

Способ получения низколактозного молочного напитка для геродиетического питания представлен в двух вариантах: молочный напиток с содержанием жира не более 2,0% и молочный напиток с содержанием жира не более 1,5%.

Пример 1 (по первому варианту)

Для получения 1000 кг молочного напитка с массовой долей жира 2,0% (без учета потерь) исходные компоненты берут в следующих количествах, кг:

молоко жирностью 3,5%	409,0
молоко сухое обезжиренное	70,0
калий лимоннокислый	1,0
железо сернокислое	0,0844
цинк сернокислый	0,0618
витамин А	0,002
витамин Е	0,0096
витамин C	0,1285
витамин D2	5·10-6
витамин Вс	4,5·10 -4
лецитин	5,0
фермент растворимой -галактозидазы	0,40-0,43
вода	остальное

При приготовлении молочного напитка 2,0% жирности сухое обезжиренное молоко в количестве 70,0 кг растворяют в 460 л воды при температуре 35-40°С, вносят в нормализованное по жиру (3,5%) молоко, взятое в количестве 413 кг, и тщательно перемешивают. Полученную смесь пастеризуют при температуре 76±2°C с выдержкой 15-20 с и охлаждают до 4-6°С.

Для приготовления эмульсии жирорастворимых витаминов (A, D₂, Е) отбирают небольшую порцию нормализованной пастеризованной молочной смеси (20-25 кг). Витамины (A, D ₂, Е) вносят в предварительно подогретую до 60-85°С смесь, добавляют эмульгатор лецитин в количестве 5 кг (0,5% к массе готового продукта), перемешивают и эмульгируют в гомогенизаторе при давлении 15-20 МПа в течение 1 минуты.

В емкость с нормализованной пастеризованной смесью в количестве 930 кг вносят фермент -галактозидазу в концентрации 400-430 мг/л и проводят ферментацию лактозы: смесь выдерживают при слабом помешивании в течение 16 часов при температуре 4-5°С.

Далее смесь подогревают до температуры 35-40°С, после чего добавляют 1,3 л водного раствора витамина С с концентрацией 10%; 45 мл водного раствора витамина В_с (фолиевой кислоты) с концентрацией 1%; 0,844 л сернокислого железа с концентрацией 10%; 0,618 л сернокислого цинка с концентрацией 10%; 3,0-3,3 л лимоннокислого калия с концентрацией 30% и эмульсию жирорастворимых витаминов с лецитином (приготовленную предварительно), тщательно перемешивают.

Полученную таким образом молочную смесь подвергают последовательно УВТ-стерилизации при температуре 135-145°С с выдержкой 2-4 с, после охлаждения до 78°С гомогенизации при давлении 10-15 МПа, охлаждению до 4-6°С и осуществляют розлив.

Хранение готового продукта предусматривается при отсутствии прямого солнечного света в охлажденном виде при температуре 0-6°С не более 10 суток в зависимости от типа упаковочного материала.

Пример 2 (по второму варианту)

Для получения 1000 кг молочного напитка жирностью 1,5% (без учета потерь) исходные компоненты берут в следующих количествах, кг:

молоко жирностью 0,05%	925,0
молоко сухое обезжиренное	39,0
калий лимоннокислый	1,0
железо сернокислое	0,0844
цинк сернокислый	0,0618
витамин А	0,002
витамин Е	0,0096
витамин C	0,1285
витамин D2	5·10-6
витамин Bc	4,5·10 -4
лецитин	5,0
фермент растворимой -галактозидазы	0,40-0,43
вода	остальное

При приготовлении молочного напитка жирностью 1,5% сухое обезжиренное молоко в количестве 39,0 кг растворяют в 390 кг нормализованного по жиру (0,05%) молока, после чего полученную смесь вносят в оставшуюся часть нормализованного по жиру (0,05%) молока, взятого в количестве 530 кг, тщательно перемешивают, затем смесь пастеризуют при температуре 76±2°C с выдержкой 15-20 с, охлаждают до 4-6°С и осуществляют производство молочного напитка аналогично примеру 1 (способ по первому варианту).

Органолептические показатели полученных молочных напитков представлены в таблице 1. Основные показатели качества молочных напитков, полученных согласно примерам 1 и 2, представлены в таблице 2.

Таблица 1
Органолептические показатели молочных напитков
Наименование показателя	Характеристика показателя
пример 1	пример 2
Внешний вид и консистенция	Непрозрачная однородная жидкость
Вкус и запах	Чистые, характерные для молока, без ярко выраженных привкуса и запаха кипячения, с приятными вкусом и ароматом
Цвет	Белый, со светло-кремовым оттенком

Таблица 2
Физико-химические показатели и энергетическая ценность молочных напитков
Наименование показателя	Значение показателя
пример 1	пример 2
Содержание сухих веществ, %, не менее	11,2	11,4
жира, %, не более	2,0	1,5
в том числе молочного жира, %, не менее	1,5	0,8
белка, %, не менее	3,5	4,2
углеводов, %, не более	4,8	4,8
в том числе лактозы, %, не более	1,0	1,0
минеральных веществ: железа, мг/100 г	1,5	1,5
цинка, мг/100 г	1,5	1,5
витаминов: С, мг/100 г	7,5	7,5
D2, мг/100 г	0,0005	0,0005
Е, мг/100 г	1,0	1,0
А, мг/100 г	0,17	0,17
В с, мг/100 г	0,04	0,04
Энергетическая ценность, ккал/100 г	51,2	49,5

Способ позволяет повысить качество готового продукта, предназначенного для геродиетического питания, за счет снижения содержания лактозы, обеспечения высоких органолептических показателей и микробиологической чистоты, применением УВТ-обработки, после которой молочный напиток в отличие от стерилизации не приобретает ярко выраженных вкуса и запаха кипяченого молока, но обеспечивает уничтожение патогенных микроорганизмов и спор. Использование лецитина в качестве эмульгатора обеспечивает стабильность эмульсии жирорастворимых витаминов в молочном напитке, сохраняет гомогенную консистенцию напитка в течение требуемого срока хранения.

Производство данного продукта позволит расширить ассортимент геродиетических продуктов и эффективно использовать вторичный молочный продукт (обезжиренное молоко).

Употребление данного низколактозного легкоусвояемого молочного напитка, обладающего пониженной калорийностью, обогащенного фосфолипидами и комплексом минеральных веществ и витаминов, позволит обеспечить достаточность, оптимальный состав и сбалансированность пищи, будет способствовать улучшению питания лиц пожилого возраста.

Перечень источников информации

1. Чумакова И.В. Продукты геродиетического питания / И.В.Чумакова, Н.В.Фатеева // Молочная промышленность, 2009. - № 7. - С.26.

2. Патент РФ № 2182794, 2002, МПК А23С 23/00.

3. Крашенинин П.Ф. Нормы физиологических потребностей в пищевых веществах и энергии для различных групп населения / П.Ф.Крашенинин // Молочная промышленность. - 1993. - № 2. - С.28.

4. Сарафанова Л.А. Пищевые добавки: энциклопедия / Л.А.Сарафанова. - СПб: ГИОРД, 2003. - 688 с.

5. Липатов Н.Н. Геродиетические продукты на мясной и молочной основе: обзорная информация / Н.Н.Липатов, И.А.Рогов, С.Б.Жаринов (и др.). - М.: АгроНИИТЭИММП, 1989. - 40 с.