Способ деминерализации коровьего молока

Способ деминерализации коровьего молока

Реферат

 

Использование: в молочной промышленности, в частности при деминерализации коровьего молока. Сущность изобретения: молоко вначале контактирует с анионитом в бикарбонатной форме в течение 5 - 15 мин при объемном соотношении анионит-молоко 1 : 100 - 1 : 10, а затем с катионитом в сильнокислой форме в течение 5 - 30 мин при объемном соотношении катионит-молоко 1 : 200 - 1 : 25. 4 табл.

Изобретение относится к молочной промышленности, в частности к производству деминерализованного коровьего молока, по своему минеральному составу приближающегося к женскому молоку.

Известен способ изменения состава коровьего молока с целью удаления ионов щелочных и щелочно-земельных металлов из молока и молочной сыворотки с рН более 5 (1), связыванием их синтетическими алюмосиликатами с высокой связующей способностью (более 50 мг Са/г), например, цеолитом 4А. После этого алюмосиликат с сорбированными на нем ионами удаляют, а продукт подвергают ультрафильтраций или ионному обмену. Однако, одноразовое использование цеолита и необходимость дальнейшей переработки молока ультрафильтрацией или ионным обменом снижает ценность данного способа.

Известен ионообменный способ получения молока с низким содержанием натрия (2). Свежее коровье молоко пропускают через катионообменную смолу амберлит JR 120 В в сильнокислой форме. Происходит замещение натрия калием или другими катионами. Предложенные режимы ионообмена позволили снизить в сыром молоке содержание натрия до 65 мг/л при неизменном содержании кальция и магния.

Однако, снижение только содержания натрия в коровьем молоке при сохранении концентрации других макро- и микроэлементов не решает поставленной задачи приближения его по минеральному составу к женскому молоку.

Известен способ получения обезжиренного молока с пониженным содержанием соединений фосфора и кальция (3). Обезжиренное молоко подкисляют лимонной или соляной кислотой до значения рН 5,4 5,6 и пропускают через анионит в гидроксидной форме. Значение рН обезжиренного молока повышается до 11,5, затем снижается до 8,5. Нейтрализуют молоко до значения pH=7 добавкой лимонной кислоты. Полученное молоко содержит (мг/л):фосфаты 1200; нитраты 1500; кальций 570.

Степень деминерализации по катионам составляет 20% но при этом в систему вводится 1500 мг/л ионов цитрата, что является существенным недостатком данного способа. Кроме того, повышение значения рН молока до 11,5 снижает нативные качества белков молока.

Наиболее близким по своей технической сущности к заявленному изобретению является способ получения ионотного молока для детского питания /4/.

Способ применяется для частичного удаления кальция из коровьего молока с целью приближения его по физико-химическим показателям к женскому молоку. В этом случае исходное коровье молоко охлаждают до 8^oС, подкисляют до 21^oТ и пропускают через колонку с катионитом-сульфофеноловым КУ-1 или полистироловым КУ-2. Расход катионита КУ-1 2,22% КУ-2 2,48% к массе молока.

Недостаток способа состоит в том, что рН молока приближается к критическому, молоко становится неустойчивым. Кроме того, содержание других катионов: калия, натрия, магния и анионов фосфора, хлора в молоке остается без изменения, деминерализация молока незначительная 9,2% Целью заявляемого способа является приближение коровьего молока по минеральному составу к женскому молоку. Поставленная цель достигается тем, что в способе деминерализаций коровьего молока, предусматривающем контактирование молока с катионитом, молоко предварительно подвергают контактированию с анионитом в течение 5 15 мин при объемном соотношении анионит-молоко 1 100 1 10, а контактирование молока катионитом осуществляют в течение 5 30 мин при объемном соотношений катионит-молоко 1 200 1 25, причем анионит используют в бикарбонатной форме, а катионит в сильнокислой форме.

Предлагаемый способ изменения минерального состава коровьего молока состоит в последовательном пропускании молока через анионит в бикарбонатной форме и катионит в сильнокислой форме.

Степень деминерализации может быть различной в зависимости от необходимости.

Способ деминерализаций коровьего молока осуществляется следующим образом.

Свежее цельное или обезжиренное молоко с рН 6,4 6,9 пропускают через колонку с анионитом АМх8 в бикарбонатной форме при температуре 6 20^oС. Время контакта 5 15 мин при объемном соотношений анионит-молоко 1 100 1: 10, что соответствует 10 100 мл анионита на 1 л молока. Размеры гранул анионита составляют 0,61 2 мм. Затем обработанное анионитом молоко пропускают через колонку с катионитом КУ 2х8чС в сильнокислотной форме при температуре 6 20^oС. Время контакта 5 30 мин при объемном соотношений катионит-молоко 1 200 1 25, что соответствует 5 40 мл натионита на 1 л молока. Размеры гранул катионита 0,6 1,2 мм.

В таблице 1 представлены экспериментальные данные о зависимости степени деминерализации коровьего молока от количества анионита и его формы при времени контакта 10 мин.

Как видно из таблицы 1 эффективность анионита в бикарбонатной форме, по сравнению с гидроксидной по степени деминерализации значительно выше. Кроме того, молоко, пропущенное через анионит в бикарбонатной форме, не имеет запаха, в то время как гидроксидная форма сорбента придает молоку щелочной запах. Из таблицы 1 видно также, что минимальная степень деминерализации 12% достигается при загрузке сорбента в бикарбонатной форме 10 мл на 1 л молока. Оптимальное значение степени деминерализации при загрузке сорбента 100 мл на 1 л молока. Увеличение загрузки до120 мл незначительно повышает степень деминерализации (на 2% и, поэтому вносить анионит более 100 мл на 1 л нецелесообразно.

В табл. 2 представлены экспериментальные данные зависимости степени деминерализации коровьего молока от количества катионита КУ-2 х 8чС в сильнокислой форме при времени контакта 15 мин.

Как видно, степень деминерализации молока в процессе катионирования зависит от количества сорбента. Минимальное значение степени деминерализации достигается при загрузке катионита 5 мл на 1 л молока. Оптимальное значение 30 мл на 1 л молока. Максимальное значение 40 мл на 1 л молока, что соответствует соотношению катионит-молоко 1 25. Увеличение загрузки катионита более 30 мл приводит к ухудшению качества молока рН приближается к аритическому, молоко становится неустойчивым, этот эффект резко усиливается при загрузке катионита более 40 мл. Уменьшение загрузки менее 5 мл на 1 л молока приводит к неэффективной степени деминерализации. Катионит берется в Н⁺ форме, так как только сильнокислый катионит может извлечь вышеуказанные катионы из молока.

На степень деминерализации молока влияет также продолжительность контакта его с ионитами.

В табл. 3 представлена зависимость степени деминерализации цельного коровьего молока анионитом АМх8 в бикарбонатной форме от продолжительности контакта при соотношении анионит-молоко 1 10.

Как видно, оптимальная продолжительность контакта составляет 10 мин. Уменьшение продолжительности времени контакта менее 5 мин приводит к неэффективной степени деминерализации по фосфору. Увеличение времени контакта более 10 мин нецелесообразно, так как это лишь незначительно увеличивает степень деминерализации (на 1-2%).

Изменение продолжительности контакта катионита с молоком влияет на качественный состав молока, степень деминерализации при этом так же изменяется.

В табл. 4 отражено влияние продолжительности контакта сорбента КУH - 2х8чС в (H⁺)-форме при соотношении катионит-молоко 1 33 на качественный состав молока и степень деминерализации.

Как видно, при увеличении продолжительности контакта до 30 мин, снижается количество всех катионов в молоке после сорбции по сравнению с исходным. Увеличение контакта свыше 15 мин незначительно повышает степень деминерализации молока. Продолжительность контакта менее 10 мин не приносит желаемых результатов, почти вдвое снижается степень деминерализации.

Обработка молока должна осуществляться в последовательности: сначала анионитом, затем катионитом, т.к. при анионировании повышается значений рН молока /табл. 1/, что дает возможность провести катионирование с большей загрузкой катионита, для того, чтобы увеличить степень деминерализации.

Экспериментально установлено, что применение сорбентов для обработки коровьего молока-сырья при производстве детских молочных продуктов позволит регулировать минеральный состав детских продуктов: снизить содержание хлоридов на 30 50% фосфора на 8 33% калия на 40 50% натрия на 40 50% кальция на 10 30% магния на 10 40% таким образом приблизить их минеральный состав к минеральному составу женского молока.

Таким образом заявляемый способ позволяет целенаправлено корректировать сырье no минеральному составу для производства детских молочных продуктов. Способ прост в осуществлении, технологичен. ТТТ1 ТТТ2

Формула изобретения

Способ деминерализации коровьего молока, предусматривающий контактирование молока с катионитом, отличающийся тем, что молоко предварительно подвергают контактированию с анионитом в течение 5 15 мин при объемном соотношении анионит молоко 1:100 1:10, а контактирование молока с катионитом осуществляют в течение 5 30 мин при объемном соотношении катионит молоко 1:200 1: 25, причем анионит используют в бикарбонатной форме, а катионит в сильнокислой форме.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4