Способ производства сухой молочной сыворотки

 

Изобретение относится к молочной промышленности и может быть использовано для получения сухой молочной сыворотки, обладающей бифидогенными свойствами. Способ предусматривает сбор и резервирование молочной сыворотки, ее нагревание, сепарирование, пастеризацию и охлаждение, изомеризацию, сгущение и сушку сгущенной молочной сыворотки. Изомеризацию проводят без внесения химических реагентов, методом электрохимической активации сыворотки до рН (11±0,5) ед. с последующим термостатированием при (70±0,5)^oС в течение 15-25 мин. Далее проводят нейтрализацию кислой сывороткой до значения рН (7±0,5) ед. Способ обеспечивает обогащение молочной сыворотки бифидогенным фактором - лактулозой и продуктами щелочного гидролиза сывороточных белков, также оказывающими дополнительное бифидогенное действие, и позволяет повысить пищевую ценность. 1 ил.

Изобретение относится к молочной промышленности и может быть использовано для получения сухой молочной сыворотки, обладающей бифидогенными свойствами.

Бифидогенные свойства сухой молочной сыворотки обеспечиваются наличием лактулозы, для получения которой используется внутримолекулярная перегруппировка лактозы в щелочной среде, и продуктов гидролиза сывороточных белков, полученных при проведении процесса электроактивирования (щелочной гидролиз). Существующие в настоящее время промышленные способы предусматривают использование в качестве катализатора реакции изомеризации лактозы в лактулозу щелочей (гидроксидов Ка, Са) или солей, обладающих щелочными свойствами (сульфитов, фосфитов, боратов, алюминатов). Использование катализаторов требует для получения качественного готового продукта очистки от внесенных реагентов, использования специального оборудования, материальных и энергетических затрат.

Известен способ получения сиропа лактулозы (RU 2130973, С 13 К 5/00, 27.05.99), предусматривающий приготовление водного раствора лактозы с концентрацией ее 10-40% при 70-100^oС. Горячий раствор подвергают элктролитической активации до достижения рН (12±0,5). Раствор лактозы подвергают изомеризации при 70-100^oС, сгущают изомеризованный раствор, кристаллизуют лактозу и отделяют кристаллы лактозы от сиропа лактулозы.

Недостатком способа является использование водного раствора лактозы, что является весьма дорогостоящим.

Ближайшим техническим решением к заявленному, является способ производства сухой молочной сыворотки (RU 2098977, А 23 С 21/10, 20.12.97), предусматривающий ее сбор, нагревание, сепарирование, пастеризацию, охлаждение, сгущение и сушку сгущенной сыворотки. Перед сгущением в молочной сыворотке проводят изомеризацию и мутаротацию лактозы путем введения в нее щелочи до достижения рН (11±0,5) ед., при температуре t=(70±0,5)^oC и термостатирование в течение τ=(20±5) мин с последующей нейтрализацией кислой сывороткой.

Недостатком прототипа является низкая пищевая ценность продукта вследствие наличия в молочной сыворотке постороннего химического реагента, добавляемого в качестве катализатора.

Основной задачей, на решение которой направлен заявленный способ, является повышение пищевой ценности сухой молочной сыворотки.

Технический результат изобретения заключается в получении продукта с бифидогенными свойствами и повышении пищевой ценности.

Указанный технический результат достигается тем, что изомеризацию проводят без внесения химических реагентов методом электрохимической активации сыворотки до рН (11±0,5) ед. с последующим термостатированием при температуре t=(70±0,5)^oC в течение 15-25 минут и нейтрализацией кислой сывороткой.

Способ производства сухой бифидогенной молочной сыворотки заключается в следующем.

Осуществляют сбор и резервирование молочной сыворотки, ее нагревание, сепарирование, пастеризацию и охлаждение. В молочной сыворотке проводят изомеризацию лактозы.

Для этого ее подвергают электроактивации в катодном пространстве установки. В анодное пространство помещают водопроводную воду.

В результате электроактивирования рН сыворотки, помещенной в катодное пространство установки, изменяется и достигает значения рН (11±0,5) ед., в анодном пространстве происходит снижение кислотности воды до значения рН (2,5±0,5) ед. Процесс осуществляют при температуре сыворотки t=(70±0,5)^oС и термостатируют при этой температуре 15-25 мин.

При этом происходит изомеризация 20-25% лактозы в лактулозу, а также гидролиз сывороточных белков порядка 30-40%, продукты распада которых также обладают бифидогенными свойствами. Выбор заданного диапазона значений рН раствора объясняется тем, что при более низких значениях рН количество акцепторов протонов (ОН-группа) недостаточно для проведения реакции изомеризации лактозы, а при более высоких значениях концентрация лактулозы практически не увеличивается, а расход энергетических затрат резко возрастает. Температура изомеризации лактозы выбрана на основании того, что при ее понижении образование лактулозы затормаживается или прекращается, а при повышении температуры увеличиваются энергозатраты при незначительном увеличении интенсивности технологического процесса. Продолжительность термостатирования обусловлена тем, что при выдерживании раствора менее 15 минут степень изомеризации лактозы не достигает требуемого уровня, а при проведении реакции более 25 минут происходит автокаталитический распад лактулозы.

Затем осуществляют нейтрализацию изомеризованной сыворотки кислой сывороткой с титруемой кислотностью К=(200±15)^oТ, до достижения рН (7,5±0,5) ед. Далее проводят сгущение полученного раствора до содержания сухих веществ СВ (45±5)% и сушку на распылительной сушилке. В результате получают продукт, бифидогенные свойства которого обусловлены наличием лактулозы и продуктов гидролиза молочного белка, полученных при проведении процесса электроактивирования.

Схемы получения сухой бифидогенной молочной сыворотки по прототипу и заявленному способу представлены на чертеже.

Пример 1. Творожная сыворотка с титруемой кислотностью K=65^oT и содержанием лактозы 4,0% из резервуара для промежуточного хранения подается в секцию регенерации пастеризационно-охладительной установки для нагревания. Затем она подается в саморазгружающийся сепаратор для очистки от жира и казеиновой пыли. Далее молочную сыворотку пастеризуют в пастеризационно-охладительной установке. Температура пастеризации t=75^oC. Допускается хранение пастеризованной сыворотки при температуре t=6^oC не более 24 часов. Для проведения процесса электроактивации сыворотку помещают в катодное пространство электроактивационной установки, в анодное пространство заливается водопроводная вода. При этом на установку подается напряжение U=28 B и потребляемый ток составил I=8,0 А, продолжительность процесса электроактивирования 10 минут. Активная кислотность сыворотки по окончании процесса рН 10,91 ед. Далее раствор переместили в промежуточную емкость, где выдерживали при температуре t=65^oC в течение 15 минут. Затем изомеризованный раствор нейтрализовали кислой сывороткой с титруемой кислотностью К=205^oТ до значения рН 7,2 ед. Далее, изомеризованную, нейтрализованную сыворотку сгущали при t= 60^oC до содержания сухих веществ 50% и направили на распылительную сушилку. При этом массовая доля лактулозы в готовом продукте составила 10,7%, гидролиз сывороточных белков 34%.

Пример 2. Творожную сыворотку с титруемой кислотностью К=72^oТ и содержанием лактозы 4,3% подвергли предварительной обработке по примеру 1. Изомеризацию лактозы проводили при следующих параметрах: напряжение U=29,5 B, потребляемый ток I= 7,7 А, продолжительность процесса электроактивирования 12 мин. Активная кислотность сыворотки по окончании процесса составила рН 11,2 ед., продолжительность термостатирования при температуре t=70^oC составила 20 минут. Затем изомеризованный раствор нейтрализовали кислой сывороткой с титруемой кислотностью К=215^oТ до значения рН 7,5 ед. Сгущение и сушку проводили по примеру 1. Массовая доля лактулозы в готовом продукте составила 11,8%, гидролиз белка составил 36,8%.

Пример 3. Подсырную сыворотку с титруемой кислотностью К=16^oТ и содержанием лактозы 4,1% подвергли предварительной обработке по примеру 1. Изомеризацию проводили при следующих параметрах: напряжение U=30 B, потребляемый ток I= 7,8 А, продолжительность процесса электроактивирования 10 минут, активная кислотность сыворотки по окончании процесса составила рН 10,64 ед. Продолжительность термостатирования раствора при температуре t=65^oC составила 15 минут. Затем изомеризованный раствор нейтрализовали кислой сывороткой с титруемой кислотностью К=215^oТ до значения рН 7,4 ед. Сгущение и сушку проводили по примеру 1. Массовая доля лактулозы в готовом продукте составила 9,3%, гидролиз сывороточных белков 35,5%.

Пример 4. Под сырную сыворотку с титруемой кислотностью К=18^oТ и содержанием лактозы 4,2% подвергли предварительной обработке по примеру 1. Изомеризацию лактозы проводили при следующих параметрах: напряжение U=28,5 B, потребляемый ток I=8,1 А, продолжительность процесса электроактивирования 10 минут, активная кислотность сыворотки по окончании процесса составила рН 10,89 ед. , продолжительность термостатирования при температуре t=70^oC составила 20 минут. Затем изомеризованный раствор нейтрализовали кислой сывороткой с титруемой кислотностью К=210^oТ до значения рН 7,6 ед. Сгущение и сушку проводили по примеру 1. Массовая доля лактулозы в готовом продукте составила 10,6%, гидролиз белков 36,1%.

Формула изобретения

Способ производства сухой молочной сыворотки, предусматривающий ее сбор, резервирование, нагревание, сепарирование, пастеризацию, охлаждение, изомеризацию, сгущение и сушку сгущенной сыворотки, отличающийся тем, что изомеризацию проводят без внесения химических реагентов, методом электрохимической активации сыворотки до рН 11±0,5 с последующим термостатированием при (70±0,5)°С в течение 15-25 мин и нейтрализацией кислой сывороткой.

РИСУНКИ

Рисунок 1