Способ получения сухого синбиотического концентрата на основе молочной сыворотки

Способ получения сухого синбиотического концентрата на основе молочной сыворотки

Реферат

Изобретение относится к молочной промышленности и может быть использовано при производстве продуктов питания и кормовых добавок функционального назначения.

Известен способ получения 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, МКИ 7 С2, 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.

Наиболее близким по техническому исполнению к предлагаемому способу производства сухого синбиотического концентрата является способ производства сухого молочного продукта, заключающийся в том, что молочную сыворотку обогащают гидролизатом обезжиренного молока в количестве 2,5-10%, нагревают до температуры 70-85°С, вносят щелочной агент до достижения значений рН 10,5-11,5 и термостатируют 15-30 мин, затем нейтрализуют раствором лимонной кислоты до рН 6,3-6,7, охлаждают до 36-37°С и вносят закваску бифидобактерий в количестве 5-10% от объема молочной сыворотки с титром не менее 1,0⁹-10¹⁰ кл/мл. Сквашивание проводят при температуре 36-37°С в течение 18-24 ч до кислотности 40-70°Т. Затем сквашенную сыворотку направляют на сгущение до 25-30% сухих веществ и последующую сушку на распылительной сушилке. При данном способе производства повышается биологическая ценность молочной сыворотки за счет увеличения содержание свободных аминокислот, в том числе и незаменимых, и наличия пробиотической микрофлоры - бифидобактерий (RU №2327358, С1, А23С 21/00 (2006.01), приор. 07.12.2006, опубл. 27.06.2008, бюл. №18). Недостаток способа - в процессе сгущения биомасса бифидобактерий подвергается тепловому воздействию (при температуре 50-60°С), что уменьшает содержание бифидобактерий в готовом продукте на 1-2 порядка.

Задачей изобретения является создание сухого синбиотического концентрата, который будет стимулировать рост и развитие нормальной микрофлоры желудочно-кишечного тракта за счет бифидогенных факторов (белковые гидролизаты, лактулоза) и бифидобактерий.

Техническим результатом изобретения является увеличение количества бифидобактерий в готовом продукте и повышение биологической ценности за счет уменьшения длительности нежелательного теплового воздействия на заквасочную микрофлору.

Технический результат достигается тем, что в способе производства сухого синбиотического концентрата на основе молочной сыворотки, включающем сепарирование молочной сыворотки, внесение белкового гидролизата животного или растительного происхождения, пастеризацию, изомеризацию лактозы в лактулозу, нейтрализацию, сгущение, сквашивание и сушку, согласно изобретению сгущение до массовой доли сухих веществ 20-25% проводят перед сквашиванием. При этом белковый гидролизат животного или растительного происхождения вносят в количестве 2,5-10%, в качестве гидролизата животного происхождения используют гидролизат обезжиренного молока, в качестве гидролизата растительного происхождения используют гидролизат соевого молока. При проведении процесса изомеризации молочной сыворотки щелочной агент вносится в количестве 0,3-1,0%, при обогащении молочной сыворотки гидролизатом соевого молока щелочной агент вносится предпочтительно в количестве 0,3-0,5%.

Способ получения сухого синбиотического концентрата предусматривает внесение в очищенную молочную сыворотку гидролизата обезжиренного или соевого молока (2,5-10%), нагревание смеси, внесение в нее щелочного катализатора, для достижения рН среды (11,0±0,5) ед., пастеризацию, проведение изомеризации лактозы в лактулозу при температуре 70-85°С и термостатировании в течение 15-30 мин, нейтрализацию изомеризованной сыворотки раствором лимонной кислотой до рН (6,5±0,2) ед., сгущение до массовой доли сухих веществ 20-25%, охлаждение до температуры заквашивания (37±1)°С, внесение закваски бифидобактерий в количестве 5-10% от объема сыворотки, обогащенной лактулозой и гидролизатом обезжиренного или соевого молока, сквашивание при температуре (37±1)°С в течение 24-36 ч и сушку на распылительной сушилке.

Способ обеспечивает обогащение среды доступным источником азотистого питания для бифидобактерий за счет внесения гидролизата обезжиренного или соевого молока и бифидус-фактором - лактулозой. В таблице 1 приведены показатели качества сухих синбиотических концентратов на основе молочной сыворотки.

Сущность изобретения заключается в выращивании бифидобактерий на молочной сыворотке, обогащенной белковыми гидролизатами животного или растительного происхождения и лактулозой, и подвергнутой сгущению до массовой доли сухих веществ 20-25%, с последующей сушкой сквашенной сгущенной сыворотки. Способ осуществляют следующим образом.

Проводят приемку молочной сыворотки, очистку от казеиновой пыли и жира. Очищенную молочную сыворотку, обогащенную белковыми гидролизатами, нагревают до температуры 70-85°С (для проведения процесса изомеризации лактозы в лактулозу), вносят щелочной агент до достижения значений активной кислотности в молочной сыворотке 10,5-11,5 и затем термостатируют в течение 15-30 мин.

Выбор температуры тепловой обработки и продолжительности выдержки основан на результатах исследований. Повышение температуры приводит к снижению выхода лактулозы за счет того, что в щелочных растворах лактоза неустойчива, быстро распадается, окисляется до сахариновых кислот, которые снижают активную кислотность реакционной среды, что снижает интенсивность процесса изомеризации. Увеличение продолжительности выдержки приводит к образованию меланоидинов, снижающих пищевую и биологическую ценность готового продукта.

После проведения процесса изомеризации смесь нейтрализуют путем внесения раствора лимонной кислоты до рН 6,3-6,7, и направляют на сгущение до массовой доли сухих веществ 20-25%. 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. Сгущенную смесь охлаждают до 36-37°С и вносят биомассу бифидобактерий. Сквашивание проводят при температуре 36-37°С в течение 24-36 ч до кислотности 40-70°Т. Посевную дозу культуры бифидобактерий вносят в объеме 5-10% от объема молочной сыворотки с титром 10¹⁰-10¹² кл/см³, сквашивание осуществляется до получения концентрата с титром не менее 10⁹-10¹¹ кл/см³. Проведение процесса сквашивания предварительно сгущенной сыворотки позволяет уменьшить нежелательное тепловое воздействие на заквасочную микрофлору, что увеличивает количество бифидобактерий в готовом продукте. Затем сквашенную сыворотку направляют на распылительную сушилку.

Состав предлагаемого сухого синбиотического концентрата на основе подсырной сыворотки в сравнении с аналогом приведен в табл.1.

Пример 1. Подсырная сыворотка с массовой долей сухих веществ 5,6%, титруемой кислотностью 16°Т, активной кислотностью 6,15 ед. рН и массовой долей лактозы 4,6% 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 емкостной 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 в течение 24 ч, при условии поддержания постоянной температуры 45-50°С.

Обогащенная белковым гидролизатом подсырная сыворотка направляется в секцию пастеризации пастеризационно-охладительной установки, где нагревается до температуры 72-74°С, продолжительность выдержки 15-20 с и затем в ванну длительной пастеризации (ВДП), где вносят в нее насыщенный раствор гидроксида кальция (известковое молоко) в количестве 0,9%. Обогащенную подсырную сыворотку с щелочным агентом (гидроксидом кальция) подогревают до температуры 80-82°С, термостатируют при постоянном перемешивании в течение 20-25 минут.

Нейтрализацию изомеризованной сыворотки проводят непосредственно в ВДП путем внесения 50%-ного раствора лимонной кислоты до рН 6,3-6,7. Затем нейтрализованную сыворотку направляют на сгущение в вакуум-апппарат до массовой доли сухих веществ 22,0%. После вакуум-аппарата сгущенную сыворотку, обогащенную гидролизатом обезжиренного молока и лактулозой, направляют в ферментер, где охлаждают до 36-38°С и вносят биомассу бифидобактерий в количестве 5% от объема сыворотки с титром 10¹⁰ кл/см³. Сквашивание осуществляют при температуре 36-38°С в течение (34±1) ч до кислотности 50°Т.

Сквашенную сгущенную сыворотку с титром 10¹¹ кл/см³ направляют на сушку в распылительную сушилку. В составе сухого синбиотического концентрата содержится 15,6% лактулозы и 4×10⁹ 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 соевого молока в количестве 10%.

Гидролизат соевого молока готовят путем разведения порошкового соевого молока питьевой водой до массовой доли сухих веществ 12% в емкостном аппарате из нержавеющей стали, оснащенной рубашкой и мешалкой при температуре 30-40°С по технологии, аналогичной технологии приготовления гидролизата обезжиренного молока (Инструкция по микробиологическому контролю производства на предприятиях молочной промышленности. - М.: Госагропром СССР, 1987. - С.15). Способ приготовления гидролизата соевого молока описан в примере 1.

Сыворотку, обогащенную гидролизатом соевого молока, направляют на процесс изомеризации лактозы в лактулозу, который проводят в ванне длительной пастеризации. С этой целью вносят в обогащенную гидролизатом соевого молока подсырную сыворотку насыщенный раствор гидроксида кальция (известковое молоко) в количестве 0,5% и подогревают до температуры 80-82°С. Выдерживают при данной температуре и постоянном перемешивании в течение 20-25 минут. Дальнейшие технологические операции проводят, как в примере 1. В составе сухого синбиотического концентрата содержится 10,8% лактулозы и 8×10¹⁰ кл/г бифидобактерий.

Пример 3. Подсырная сыворотка с массовой долей сухих веществ 6,2%, титруемой кислотностью 20°Т, активной кислотностью 6,0 ед. рН и массовой долей лактозы 4,0% 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 соевого молока в количестве 2,5%.

Сыворотку, обогащенную гидролизатом соевого молока, направляют на процесс изомеризации лактозы в лактулозу, который проводят в ванне длительной пастеризации. С этой целью вносят в обогащенную гидролизатом соевого молока подсырную сыворотку насыщенный раствор гидроксида кальция (известковое молоко) в количестве 0,3% и подогревают до температуры 80-82°С. Выдерживают при данной температуре и постоянном перемешивании в течение 20-25 минут. Дальнейшие технологические операции проводят, как в примере 1. В составе сухого синбиотического концентрата содержится 9,2% лактулозы и 2×10¹⁰ кл/г бифидобактерий.

Таблица 1
Показатели качества сухих синбиотических концентратов на основе молочной сыворотки
Показатель	Сухой молочный продукт (аналог по RU №2327358 С1, А23С 21/00 (2006.01),	Сухой синбиотический концентрат с гидролизатом обезжиренного молока «Профилакт-Бм» (предлагаемый)	Сухой синбиотический концентрат с гидролизатом соевого молока «Профилакт-Бс» (предлагаемый)
1	2	3	4
Внешний вид и консистенция	Сухой мелкораспыленный порошок, допускается незначительное количество плотных комочков, легко рассыпающихся при механическом воздействии
Вкус и запах	Сладко-солоноватый, слегка кисловатый, без посторонних привкусов и запахов
Цвет	от бежевого до светло-коричневого
Массовая доля сухих веществ,
не менее, %	95,0	95,0	95,0
в т.ч. лактулозы	10,0	15,6	10,8
белка	22,5	24,82	23,68
Кислотность восстановленого продукта до массовой доли сухих веществ 5%, не более	25	20	20
Индекс растворимости, см3 сырого осадка, не более	0,40	0,43	0,42
Содержание бифидобактерий, КОЕ в 1 г, не менее	108	109	1010

1. Способ производства сухого синбиотического концентрата на основе молочной сыворотки с проведением процессов сепарирования молочной сыворотки, внесения гидролизата обезжиренного молока или гидролизата соевого молока, пастеризации, изомеризации лактозы в лактулозу, нейтрализации, сквашивания, сгущения и сушки, отличающийся тем, что сгущение проводят перед сквашиванием до массовой доли сухих веществ 20-25%, при этом гидролизат обезжиренного молока или гидролизат соевого молока вносят в количестве 2,5-10%.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при проведении процесса изомеризации молочной сыворотки щелочной агент вносится в количестве 0,3-1,0%, при обогащении молочной сыворотки гидролизатом соевого молока щелочной агент вносится предпочтительно в количестве 0,3-0,5%.