Способ выделения казеина из обезжиренного молока

 

Изобретение относится к молочной промышленности , а именно к способам фракционирования молочного сырья с использованием биополимеров и получения концентратов , имеющих высокую степень нативности составляющих их компонентов. Цель изобретения - снижение расхода полисахарида . В обезжиренное молоко концентрируют до массовой доли сухих веществ 15-35% и смешивают при 10-50°С с 6,5%- ным раствором яблочного пектина так, чтобы массовая доля пектина в его смеси с концентрированным обезжиренным молоком составляла 0,2-0,5%. Полученную смесь оставляют в покое на 0.5-2,5 ч при 10-50°С, а разделение ее на две фазы: полисахаридную фазу и концентрированный раствор натурального казеина (КНК), производят при указанной температуре декантацией или центрифугированием. Полученные фазы направляют на дальнейшую технологическую переработку в белковые продукты или концентраты: структурированные или желированные продукты. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з А 23 J 1/20

ГОСУДАРСТВЕ I+IblA КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ о

О

Ы

Сл

О (л

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4780872/13 (22) 10.01.90 (46) 23.11.91. Бюл. М 43 (75) В.А.Молочников, В.Ю,Шанов, С.B.ÀHèсимов, В.И,Левераш, A.A.Õðàìöîâ и

А.В.Обухов (53) 637.352(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР М

1138967, кл. А 23 J 1/20, 1986. (54) СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ КАЗЕИНА ИЗ

ОБЕЗЖИРЕННОГО МОЛОКА (57) Изобретение относится к молочной и ромышленности, а именно к способам фракционирования молочного сырья с использованием биополимеров и получения концентратов, имеющих высокую степень нативности составляющих их компонентов.

Изобретение относится к молочной промышленности, конкретнее к способам фракционирования молочного сырья с использованием биополимеров и получения концентратов, имеющих высокую степень нативности составляющих их компонентов.

Целью изобретения является снижение, расхода яблочного пектина полисахарида.

Способ осуществляется следующим образом.

Обезжиренное молоко титруемой кислотностью не выше 20 С концентрируют, например, на вакуум-выпарных установках пленочного или циркуляционного типа при температуре не выше 65 С до массовой доли сухих веществ 15-35 .

По окончании процесса концентрировайия обезжиренное молоко с массовой долей

„„ Ж „, 1692505 А1

Цель изобретения — снижение расхода полисахарида. В обезжиренное молоко концентрируют до массовой доли сухих веществ 15-35ф и смешивают при 10-50 С с 6,5 ным раствором яблочного пектина так, чтобы массовая доля пектина в его смеси с концентрированным обезжиренным молоком составляла 0,2-0,5 $. Полученную смесь оставляют в покое на 0,5-2,5 ч при 10-50 С, а разделение ее на две фазы: полисахаридную фазу и концентрированный раствор натурального казеина (КНК), производят при указанной температуре декантацией или центрифугированием, Полученные фазы направляют на дальнейшую технологическую переработку в белковые продукты или концентраты: структурированные или желированные продукты. 1 табл. сухих веществ 15-35 смешивают в смесителях поточного типа, либо в ванне с мешалкой, вращающейся с частотой менее 120 мин 1 при 10 — 50 С с таким количеством

6,5$-ного раствора полисахарида — яблочного пектина, чтобы массовая доля последнего в смеси была равна 0,2 — 0,5 . Для улучшения распределения пектина в смеси .его с концентрированным обезжиренным молоком и сокращения времени перемешивания температуру перемешивания увеличивают при разделении концентрированного обезжиренного молока с более высокой массовой долей сухих веществ. Далее смесь оставляют в покое на 0,5 — 2,5 ч.

Принцип выделения казеина основан. на двух физико-химических явлениях: ограниченной термодинамической совместимо1692505 сти белка и полисахарида в водной среде и более высоким осмотическом давлении растворов полисахаридов.

Согласно одной модели несовместимости белков и полисахаридов, процесс выделения белка (каэеина) имеет электростатическую природу и протекает наиболее интенсивно при соотношении макромолекулярных компонентов (казеина и полисахарида), близком к эквивалентному (по их суммарным зарядам). При этом максимальное выделение белка (казеина) происходит только при массовой доле полисахарида в смеси его с обезжиренным молоком в диапазоне 0,5 — 0,9%, который зависит эт свойств полисахарида и массовой доли белка (казеина) в обезжиренном молоке.

Согласно другой модели несовместимости белков и полисахаридов, при внесении последних в молоко происходит вытеснение белка иэ той части объема системы, который занимает полисахарид. Это связано с дегидратацией казеиновых мицелл, что приводи1 к получению в результате самопроизвольного или управляемого разделения смеси концентрата натурального казеина и полисахаридной фазы в виде растворов. В результате удаления влаги при концентрации молока происходит частичная дегидратация казеиновых мицелл, что создает условия, при которых процессы их дальнейшей дегидратации, ассоциации и осаждения могут происходить при более низком количестве водосвязывающего компонента (полисахарида).

Процесс выделения каэеина и концентрированнсго обезжиренного молока осуществляют отстоем либо центрифугирован ием при массовой доле пектина в смеси 0,2—

0,5% и 10 — 50OС, причем с увеличением массовой доли сухих веществ в концентрированном обезжиренном молоке от 15 до

35% массовую долю пектина в смеси понижают, а температуру процесса выделения казеина повышают, При этом при разделении концентрированного обезжиренного молока с массовой долей сухих веществ 15—

35 при 30- 40 С не происходит значительного роста общего количества микроорганизма в течение периода не менее 2 ч, достаточного для окончания процесса виделения каэеина, ввиду высокого осмотического давления смеси. При разделении концентрированного обезжиренного молока с массовой долей сухих веществ более

35% температуру процесса выделения казвина необходимо принять выше 50 С, что может вызвать денатурационные изменения молочных белков, При массовой доле в смеси его с концентрированным обеэжи10 и полисахаридную фазу. Последнюю от первой отделяют декантацией. Обе фазы в дальнейшем направляют на технологическую переработку в белковые продукты или концентраты; структурированные или желированные продукты, При необходимости полисахаридную фазу дополнительно концентрируют на вакуум-выпарных установках и повторно используют для выделения казеина иэ обезжиренного молока.

С целью интенсификации процесса, повышения выхода казеина и создания поточно-механизированного производства разделение смеси концентрированного обезжиренного молока с полисахаридом на

КНК и полисахаридную фазу осуществляют центрифугированием при 10 — 50 С. Перед этим смесь концентрированного обезжиренного молока с массовой долей сухих веществ 15 — 35% и пектина при массовой доле последнего в смеси 0,2 — 0,5% выдерживают в покое при 10 — 50 С в течение 0,5—

1,0 ч для прохождения процесса дегидратации казеиновых мицелл. Далее смесь перемешивают и центрифугируют.

Пример 1. Обезжиренное молоко в количестве 155 кг с массовой долей сухих веществ 9%, содержащее 14 кг сухих веществ, в том числе 4,5 кг казеина и 1 кг сывороточных белков концентрируют вакуум-выпариванием при 65 С до масдовой доли сухих веществ 15, При этом получают

92,3 кг концентрированного обезжиренного молока, в которое вносят, перемешивая, при 10 С 7,7 кг 6,5%-ного раствора пектина, содержащего 0,5 кг сухого пектина. При этом массовая доля пектина в смеси равна

0,5%. Смесь выдерживают при 10 С в покое в течение 2,0 ч до ее полного разделения на две фазы: полисахаридную фазу и концентрированный раствор натурального казеина (КН К). После этого проводят разделение фаз декантацией. В результате получают 27,3 кг

КНК с массовой долей сухих веществ 26%

55 ренным молоком с массовой долей сухих веществ 35% менее 0.2% выход казеина снижается более, чем в 3 раза. При массовой доле в смеси более 0,5% почти в 3 раза снижается производительность по белку (за счет вдвое меньшего выделения казеина и удаления процесса) для концентрированноro обезжиренного молока с массовой долей сухих веществ 15%, или же смесь вообще не разделяется при массовой доле сухих веществ концентрированного обезжиренного молока 35%, По окончании процесса смесь концентрированного обезжиренного молока с полисахаридом разделяют на концентрированный раствор натурального казеина

1692505

55 (7,1 кг.сухих веществ, втом числе 4,,45 кг каэеина) и 72,7 кг сухих веществ, в том числе

0,5 кг пектина на 1 кг сывороточных белков.

Полученную полисахаридную фазу и КНК направляют на дальнейшую технологическую переработку. В данном случае достигается сокращение расхода пектина для выделения 1 кг каэеина из данного объема обезжиренного молока по сравнению с известным способом в 1,7 — 3,2 раза.

Пример 2, Обезжиренное молоко в количестве 260 кг с массовой долей сухих веществ 9ь концентрируют вакуум-выпариванием при 55 С до массовой доли сухих веществ 25, При этом получают 93,1 кг концентрированного обезжиренного молока, содержащего 23,4 кг сухих веществ, в том числе 7,3 кг каэеина и 1,7 кг сывороточных белков. В полученное концентрированное обезжиренное молоко вносят, перемешивая, при 30 С 6,9 кг 6,5%-ного раствора пектина, содержащего 0,45 кг сухого пектина. При этом массовая доля пектина в смеси равна 0,45 . Смесь выдерживают в покое при 30 С в течение 2,5 ч до ее полного разделения на две фазы: полисахаридную фазу и KHK. После этого производят разделение фаз декантацией. В результате получают 38 кг КНК с массовой долей сухих веществ 30,5% (11,6 кг сухих веществ, в том числе 6,7 кг казеина) и 62 кг полисахаридной фазы с массовой долей сухих веществ 19,8 (12,25 xr сухих веществ, в том числе 0,45 кг пектина и 1,7 кг сывороточных белков). Полученные полисахаридную фазу и КНК направляют на дальнейшую технологическую переработку, В данном случае достигается снижение расхода пектина для выделения 1 кг казеина из данного объема обезжиренного молока по сравнению с известным способом в 2,9 — 5,6 раз, Пример 3. Обезжиренное молоко в количестве 380 кг с массовой долей сухих веществ 9 концентрируют вакуум-выпариванием при 50 С до массовой доли сухих веществ 35 . При этом получают 96,9 кг концентрированного обезжиренного молока. содержащего 34 кг сухих веществ, в том числе 10,6 кг казеина и 2,5 кг сывороточных белков, в которое вносят, перемешивая, при

50 С 3,1 кг 6,57;-ного раствора пектина, содержащего 0,2 кг сухого пектина. При этом массовая доля пектина в смеси равна 0,2%

Смесь выдерживают в покое при 50 С в течение 1,5 ч, постепенно снижая температуру до 10 С, до ее полного разделения на две фазы: полисахаридную фазу и КНК. После этого производят разделение фаз декантацией. В результате.получают 48 кг КНК с массовой долей сухих веществ 38,1 (18,3

45 кг сухих веществ, в том числе 9,2 кг казеина) и 52 кг полисахаридной фазы с массовой долей сухих веществ 30,6 (15,9 кг сухих веществ, в том числе 0,2 кг пектиHа и 2,5 кг сывороточных белков). Полученные полисахаридную фазу и КНК направляют на дальнейшую технологи ескую переработку. В данном случае достигается снижение расхода пектина для выделения 1 кг казеина из данного объема обезжиренного молока в

9,1 — 17,4 раза, Пример 4. Обезжиренное молоко в количестве 380 кг с массовой долей сухих веществ 9 j концентрируют вакуум-выпариванием при 50 С до массовой доли сухих веществ 35 . При этом получают 96,9 кг концентрированного обезжиренного молока, содержащего 34 кг сухих веществ, в том числе 10Я кг каэеина и 2,5 кг сывороточных белков. в которое вносят, перемешивая, при

50 С 3,1 кг 6,5%-ного раствора пектина, содержащего 0,2 кг сухого пектина, При этом массовая доля пектина в смеси равна 0,2%, После выдержки смеси в течение 0,5 ч ее центрифугируют при 50 С. В результате получают 47,2 кг КНК с массовой долей сухих веществ 36,6 (17,3 кг сухих веществ, в том числе 10,4 кг казвина) и 52,8 кг полисахаридной фазь с массовой долей сухих веществ 32 (16,9 кг сухих веществ, в том числе 0,2 кг пектина и 2,5 кг сывороточных белков). Полученные полисахаридную фазу и KHK наг равляют на дальчейшую технологическую переработку, В данном случае достигается снижение расхода пектина для выделения 1 кг каэеина из данного объема обезжиренного молока в 10,4 — 20,0 раз.

Предложенные режимы для данного способа выделения казеина из обезжирен-. ного молока выбраны таким образом, чтобы обеспечить максимальную производительность процесса, что подтверждается данными таблицы, В таблице представлены характеристики процесса выделения казеина из обезжиренного молока в различных условиях в расчете на 100 кг смеси.

Формула изобретения

Способ выделения казеина из обезжиренного молока, предусматривающий введение раствора яблочного пектина в обезжиренное молоко, выдержку смеси в покое с последующим разделением концентрата белка и полисахаридной фазы, о т л и-. ч а ю шийся тем, что, с целью снижения расхода яблочного пектина, перед введением последнего обезжиренное молоко концентрируют до массовой доли сухих

1692505 веществ 15 — 35, а выдержку смеси осуществляют при 10 — 50 С в течение 0,5 -2,5 ч. при этом массовая доля пектина в смеси составляет 0,2 — ОЩ .

Температура процесса разделения, С

Производи", тельность по обезжи" ренному мо-. локу, 1000 кг молока, в час

Произ водительност ь по белку, кг выделен" ного хазен" на в час

Удельный расход пектина, кг на кг вы» деленного казеина

Удельный расход гек тина, кг на 100 кг обезжиренного мо . > лока

Иассовая доля пектина в смеси, ь

Иассовая доля су" хих ве" ществ обеэ жи ренного мо лока, Ф

0,057

0,056

0,059

1 65

1,67

I i 7I

09

0,65

0,5

0,06

0,06

0,043

0,069

О, 116

0,217

0,38

Составитель Л.Калинина

Редактор В.Бугренкова Текред М.Моргентал Корректор Э.Лончакова

Заказ 4024 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35. Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

l0

10 I0

25.

0,5 60

0,2 10

0,5 10

0,2 60

0,6 4

0,5 10

0,6 4

0,2 60

0,45 30

0,6 4

0,4 60

0,2 50

0,2 50

0,5 60

0,2 10

Известный способ

1,04 0,36

О, 72 0,26

0,54 О, 19

Предлагаемый способ

0,49 0,19

0,19 Смесь

0,49 0,19

0912 Смесь

0,4 0,24

0,32 0 11

0,24 Смесь

0,07 Смесь

0,17 0,067

0,17 Смесь

О, 11 Смесь

0,05 0,022

0 05 0,019

0,12 Смесь

0,05 Смесь

1,71 не разделяется

1371 не разделяется

0,73

I 96 не разделяется не разделяется

2,98 не разделяется не разделяется

5,26

10,4 не разделяется не разделяется