Продукт на основе молока и способ его получения
Группа изобретений относится к пищевой промышленности. Способ получения пищевого продукта на основе белка молочной сыворотки для спортсменов и других лиц, занимающихся физическими упражнениями, включает обработку сырья на основе молока микрофильтрацией для отделения сывороточного белка в микрофильтрационный пермеат и концентрата казеина в микрофильтрационный ретентат, обработку, по меньшей мере, части микрофильтрационного пермеата ультрафильтрацией с получением ультрафильтрационного пермеата и концентрата сывороточного белка в виде ультрафильтрационного ретентата, составление композиции пищевого продукта на основе белка молочной сыворотки из ультрафильтрационного ретентата и казеинсодержащего материала с получением пищевого продукта. Пищевой продукт имеет соотношение сывороточного белка к казеину от около 25:75 до около 50:50, общее содержание белка, по меньшей мере, около 20% по сухому веществу и содержание белка от около 2,5% до около 8% от общего веса продукта. Применение пищевого продукта на основе белка молочной сыворотки, полученного способом в качестве нутритивного продукта, пищевой добавки, пищевого ингредиента или продукта диетического питания. Группа изобретений обеспечивает продукт с улучшенными органолептическими свойствами продукта, с сохранением гладкого и бархатистого вкуса продукта, продукт обладает хорошей структурой, стабильностью, без песчанистости, слоистости, образования геля. 5 н. и 21 з.п. ф-лы, 1 ил., 5 табл., 7 пр.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к продукту на основе молока, обогащенному сывороточным белком, и к способу его получения.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Установлено, что сывороточные белки являются превосходными источниками белка, например, в питании для спортсменов для увеличения и поддержания мышечной массы. Следовательно, на рынке представлено множество порошкообразных сывороточных белков и напитков, получаемых из них. Как правило, в качестве сырья для указанных продуктов из сывороточного белка используют концентрат сывороточного белка в порошкообразной форме, который получают при ультрафильтрации подсырной сыворотки, творожной сыворотки или казеиновой сыворотки с последующей сушкой концентрата, полученного при ультрафильтрации. Эти продукты имеют недостатки, состоящие в загрязненном вкусе, который является результатом протеализа, вызванного стартовыми заквасками, такими как стартовые закваски для сыра и сычуг, окисление остаточного жира и другие недостатки вкуса. Также удаление минеральных веществ в процессе получения сывороточных продуктов приводит к более водянистому вкусу, чем у таковой у обычного молока. Предпринимались попытки для решения проблемы, связанной со вкусом, при этом сывороточные продукты ароматизировали при использовании различных пищевых добавок, ароматизирующих веществ, ароматизирующими препаратами и технологическими добавками.
Дополнительно к существующим в настоящее время проблемам со вкусом продуктов из сывороточного белка существует проблема того, что все сывороточные белки различаются по питательной ценности. Например, питательная ценность гликомакропептидов, выделенных из казеина в сыворотку в процессе получения сыра, меньше, чем таковая у α-лактальбумина и β-лактоглобулина. Гликомакропептиды составляют значительную часть общих белков подсырной сыворотки.
Еще одной дополнительной проблемой является высокое содержание лактозы в известных сывороточных продуктах. Общеизвестно, что большое число взрослых людей в мире страдает от симптомов непереносимости лактозы.
Также общеизвестно, что термическая обработка продуктов на основе сывороточного белка вызывает структурные дефекты в продукте. Эти продукты обычно описывают, как слоистость, грубость, комковатость или песчанистость.
Принимая во внимание указанные выше проблемы, соотношение цена-качество известных продуктов из сывороточного белка не привлекательно. Соответственно продукты не доступны в широком масштабе, но используются потребителями как специальные продукты, получаемые в определенных учреждениях, таких как фитнес-центры.
Широко общеизвестны продукты из сывороточного белка на основе молока. Также в литературе широко описаны различные мембранные технологии и их комбинации для разделения компонентов молока на отдельные фракции. Например, в WO 94/13148 описывается способ получения концентрата неденатурированного сывороточного белка при использовании микрофильтрации и ультрафильтрации обезжиренного молока. Казеин остается в микрофильтрационном ретентате, в то время как α-лактальбумин и β-лактоглобулин довольно легко проникают через микрофильтрационную мембрану с размером пор около 0,1 микрон.
В WO 96/08155 описывается разделение казеина и сывороточных белков из исходного сырья-обезжиренного молока при использовании микрофильтрации и ультрафильтрации. Например, при использовании этого способа может быть получен молочный напиток с пониженным содержанием сывороточного белка.
В WO 00/30461 описывается микрофильтрация, которая может быть использована для получения смесей для детского питания с получением аминокислотной композиции, аналогичной таковой у грудного молока.
В WO 03/094623 A1 описывается несколько мембранных технологий, то есть ультрафильтрацию, нанофильтрацию и обратный осмос используют для получения молочного напитка, свободного от лактозы.
Продолжает существовать потребность в продуктах из сывороточного белка, не имеющих недостатков известных продуктов, но имеющих приятный вкус и подходящую питательную композицию.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Авторы настоящего изобретения неожиданно обнаружили, что можно избежать проблем, связанных с известными продуктами из сыворотки, включением казеина во фракцию сывороточного белка на основе молока, полученную при использовании мембранной технологии и обогащенную α-лактальбумином и β-лактоглобулином. Неожиданно было обнаружено, что даже малое количество казеина достаточно для улучшения органолептических свойств продукта, таких как сохранение гладкого и бархатистого вкуса. Также неожиданно было обнаружено, что структура и стабильность продукта по изобретению хорошие без какой-либо песчанистости, слоистости, осаждения или образования геля и тому подобное. Также пищевая ценность продукта повысилась.
В варианте выполнения можно получить напиток из сывороточного белка, который выглядит и имеет вкус, аналогичный молоку, но имеет композицию, которая более благоприятна для спортсменов и других людей, активно занимающихся спортом.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖА
Фиг.1 - блок-схема варианта выполнения способа получения продукта по изобретению.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В приведенном ниже подробном описании указанные проценты, части и пропорции являются весовыми, если явно не указано другое.
Объект настоящего изобретения относится к продукту из сывороточного белка с соотношением сывороточного белка к казеину от около 25:75 до менее чем около 50:50 с общим содержанием белка по меньшей мере около 20% по сухому веществу и с содержанием белка от около 2,5% до около 8% от общего веса продукта. В варианте выполнения соотношение сывороточного белка к казеину составляет от около 25:75 до около 40:60. В конкретном варианте выполнения указанное соотношение составляет около 30:70. В другом варианте выполнения указанное соотношение составляет около 49:51, 48:52, 47:53, 46:54 и 45:55. В другом варианте выполнения указанное соотношение составляет около 26:74, 27:73, 28:72 и 29:71.
В варианте выполнения общее содержание белка в продукте составляет от около 30% до около 60% по сухому веществу. В другом варианте выполнения общее содержание белка составляет от 30% до 60% по сухому веществу. В варианте выполнения общее содержание белка составляет от около 40% до около 60% по сухому веществу. В другом варианте выполнения общее содержание белка составляет от 40% до 60% по сухому веществу. В другом варианте выполнения содержание общего белка в продукте из сывороточного белка составляет по меньшей мере около 20% по сухому веществу.
Продукт по изобретению имеет хорошие органолептические свойства и, в частности, свободен от привкуса, вызванного гликомакропептидами и неприятными метаболитами, присутствующими в традиционных сырах, твороге и казеиновой сыворотке. Дополнительно продукт из сывороточного белка обладает подходящими питательными характеристиками и положительным влиянием на здоровье. Также стабильность продукта по изобретению является хорошей, при этом отсутствует слоистость, осадок, гелеобразование или другие феномены, вызывающие нежелательные изменения в структуре.
В контексте настоящего изобретения продукт из сывороточного белка означает молочный продукт на основе белка, содержащий сывороточный белок и казеин.
Продукт из сывороточного белка может быть получен из одного или более различных компонентов, полученных из молочного сырья при использовании различных мембранных технологий или их комбинаций. Дополнительно, продукт из сывороточного белка может включать минеральные вещества молока. Молочное сырье может представлять молоко как таковое, или концентрат, или прошло заданную предварительную обработку. В молочное сырье могут быть добавлены ингредиенты, обычно используемые при получении молочных продуктов, такие как фракции жира, белка или сахара или аналогичное им. Таким образом, молочное сырье может представлять, например, цельное молоко, сливки, молоко с низким содержанием жира или обезжиренное молоко, прошедшее ультрафильтрацию молоко, прошедшее диафильтрацию молоко, прошедшее микрофильтрацию молоко, свободное от лактозы или с низким содержанием лактозы молоко, обработанное протеазой молоко, восстановленное из сухого молока молоко, органическое молоко или их комбинации, или любое из них в разведенном виде. Молоко может быть получено от коров, овец, коз, верблюдиц, лошадей или любого другого животного, продуцирующего молоко, подходящее для питания. Молоко предпочтительно представляет собой молоко с низким содержанием жира или обезжиренное молоко. В более предпочтительном варианте выполнения продукт из сывороточного белка получают из обезжиренного молока.
Продукт по изобретению может быть получен в жидкой форме как напиток, в форме концентрата или порошкообразной форме. В конкретном варианте выполнения продукт из сывороточного белка представляет собой напиток. В конкретном варианте выполнения общее содержание белка в напитке составляет от около 2,5% до около 8% от общего веса напитка. В другом варианте выполнения общее содержание белка в напитке составляет от 2,5% до 8% от общего веса напитка. В другом варианте выполнения общее содержание белка в напитке составляет от около 3,5% до около 7%. В другом варианте выполнения общее содержание белка в напитке составляет от 3,5% до 7%. Казеин составляет от 75% до 50%, предпочтительно от 70% до 50% от общего содержания белка, при этом сывороточный белок, обогащенный α-лактальбумином и β-лактоглобулином, составляет от 25% до 50%, предпочтительно от 30% до 50%.
Характерным для продукта по изобретению является отсутствие сахара, подсластителей или ароматизаторов, но не ограничивается этим вариантом выполнения. В конкретном варианте выполнения продукт из сывороточного белка представляет собой готовый к потреблению напиток без сахара, подсластителя или ароматизатора.
Аналогично минеральной композиции коровьего молока, минеральная композиция продукта по изобретению имеет высокую степень физиологичности. Например, напиток по изобретению обычно содержит от 0,5% до 1,5%, предпочтительно от 0,6% до 0,8% минеральных веществ. Однако содержание кальция в продукте по изобретению ниже, чем в обычном молоке. Таким образом, может быть обеспечен продукт из сывороточного белка с добавленным кальцием и другими минеральными веществами молока, например нанофильтрационный пермеат, полученный способом по изобретению, описанным ниже. Таким образом, добавленный кальций может быть обеспечен как любой источник кальция, такой как молочный кальций, глюконат кальция, цитрат кальция, лактат кальция и тому подобное или их смеси.
Также в сывороточный белок по изобретению может быть включен жир. Содержание жира в продукте обычно составляет от около 0% вплоть до 3,5%.
В одном варианте выполнения продукт из сывороточного белка имеет низкое содержание лактозы или свободен от лактозы. Продукт с низким содержанием лактозы или свободный от лактозы может быть получен при использовании мембранных технологий. Также любая остаточная лактоза в продукте из сывороточного белка может быть гидролизована при использовании фермента. Используемый в контексте настоящего изобретения термин «с низким содержанием лактозы» означает содержание лактозы менее 1% в продукте из сывороточного белка. Термин «свободный от лактозы» означает, что содержание лактозы в продукте из сывороточного белка составляет 0,5 г/порцию (например, для жидкого молока 0,5 г/244 г максимальное содержание лактозы составляет 0,21%), однако не более чем 0,5%. Согласно настоящему изобретению также могут быть получены напитки из сывороточного белка, содержащие малое количество углеводов и обладающие превосходными органолептическими характеристиками.
Продукт по изобретению может быть использован в качестве сырья при получении всех типов кисломолочных продуктов и/или подкисленных свежих продуктов - обычно йогурта, ферментированного молока, «вили» (простокваша) и ферментированных сливок, сметаны, творога, пахты, кефира, молочных напитков в таре очень малого объема и других кисломолочных продуктов. Авторы настоящего изобретения неожиданно обнаружили, что органолептические свойства кисломолочных продуктов, полученных из продукта на основе сывороточного белка по изобретению, аналогичны таковым у традиционных кисломолочных продуктов.
Продукты по изобретению могут быть выбраны без ограничения из группы, состоящей из пищевых продуктов, кормовых продуктов для животных, нутритивных продуктов, пищевых добавок, ингредиентов для пищевых продуктов, продуктов для лечебного питания и лекарственных средств. В одном варианте выполнения продукт представляет собой пищевой продукт или кормовой продукт. В другом варианте выполнения продукт представляет собой функциональный пищевой продукт, то есть пищевой продукт, оказывающий какое-либо укрепляющее воздействие на здоровье и/или оказывающий профилактическое воздействие на заболевание, и/или обладающий смягчающими свойствами. Форма каждого из пищевых продуктов, пищевого сырья и/или лекарственного средства и кормового продукта по существу не ограничены.
Как указанно выше, благодаря подходящей питательной композиции продукта по изобретению он подходит для спортсменов и других лиц, занимающихся физическими упражнениями как таковой или как часть регулярной диеты. Настоящее изобретение относится к композиции, включающей сывороточный белок для поддержания и улучшения здорового питания. Продукт также может быть использован, в частности, для смягчения и/или профилактики диабета зрелого возраста, метаболического синдрома и саркопении.
Другой объект настоящего изобретения относится к применению продукта из сывороточного белка в качестве пищевого продукта, кормового продукта для животных, нутритивного продукта, пищевой добавки, ингредиента пищевого продукта, продукта лечебного питания и лекарственного средства. В одном варианте выполнения продукт относится к функциональному пищевому продукту и/или нутритивному продукту. В другом варианте выполнения продукт представляет собой лекарственное средство.
Продукт из сывороточного белка получен из одной или более фракций, полученных при использовании мембранных технологий. Могут быть скомбинированы подходящим образом две или более технологии, включая микрофильтрацию, ультрафильтрацию, нанофильтрацию и обратный осмос.
Следовательно, другой объект настоящего изобретения относится к способу получения продукта из сывороточного белка, включающему
- обработку сырья на основе молока микрофильтрацией для разделения на идеальную сыворотку в виде микрофильтрационного пермеата и концентрат казеина в виде микрофильтрационного ретентата,
- обработку по меньшей мере части микрофильтрационного пермеата ультрафильтрацией с получением ультрафильтрационного пермеата и концентрата сывороточного белка в виде ультрафильтрационного ретентата,
- составление композиции продукта из сывороточного белка из ультрафильтрационного ретентата и казеин-содержащего материала с получением, таким образом, соотношения сывороточный белок:казеин от около 20:80 до около 50:50 и общим содержанием белка по меньшей мере около 20% по сухому веществу от других ингредиентов, если требуется.
Предпочтительно сырьем на основе молока является обезжиренное молоко.
В качестве казеинсодержащего материала в настоящем изобретении может быть использован любой казеинсодержащий материал. В одном варианте выполнения казеинсодержащий материал выбирают из группы, состоящей из микрофильтрационного ретентата, полученного способом по изобретению, молока, кисломолочного продукта, подкисленного молочного продукта, ферментированного молочного продукта или любой их комбинации. Используемый в описании настоящей патентной заявки термин «молоко» относится к любому нормальному секрету, полученному из молочных желез млекопитающих, такому как коровье, козье, верблюжье, лошадиное или овечье молоко или молоко, продуцируемое любым другим животным, подходящее для питания. В молоко могут быть добавлены ингредиенты, обычно используемые при получении молочных продуктов, такие как фракция жира, белка или сахара или аналогичное им. Следовательно, молоко включает, например, цельное молоко, молоко с низким содержанием жира или обезжиренное молоко, сливки, прошедшее ультрафильтрацию молоко (УФ ретентат), прошедшее диафильтрацию молоко, прошедшее микрофильтрацию молоко (МФ пермеат), восстановленное из сухого молока молоко, органическое молоко или их комбинацию, или любое из них в разведенном виде. В одном варианте выполнения молоко представляет собой обезжиренное молоко. В другом варианте выполнения молоко представляет собой молоко с низким содержанием лактозы или свободное от лактозы молоко.
В одном варианте выполнения получают продукт из сывороточного белка с соотношением сывороточного белка к казеину от около 25:75 до менее чем около 50:50. В другом варианте выполнения соотношение составляет от около 25:75 до около 40:60. В другом варианте выполнения соотношение составляет около 30:70.
В одном варианте выполнения получают продукт из сывороточного белка с общим содержанием белка по меньшей мере около 20% по сухому веществу. В другом варианте выполнения общее содержание белка составляет от около 30% до около 60% по сухому веществу. В другом варианте выполнения содержание общего белка составляет от около 40% до около 60% по сухому веществу.
В одном варианте выполнения получаемый способом по изобретению продукт из сывороточного белка представляет собой напиток с содержанием белка от около 2,5 до около 8%, предпочтительно от около 3,5% до около 7%, от общего веса продукта.
После составления композиции продукта из сывороточного белка он может быть подвергнут термообработке известным из предшествующего уровня техники способом, если требуется.
Согласно настоящему изобретению сырье на основе молока подвергают микрофильтрации. По меньшей мере часть микрофильтрационного пермеата затем подвергают ультрафильтрации. В одном варианте выполнения по меньшей мере часть ультрафильтрационного пермеата, включающая подавляющее большинство минеральных веществ и сахаров, включая лактозу, может быть подвергнута дополнительной обработке нанофильтрацией (НФ) для разделения минеральных веществ на НФ пермеат и сахара в НФ ретентате. В другом варианте выполнения по меньшей мере часть НФ пермеата может быть подвергнута дополнительной обработке обратным осмосом (ОО) для концентрирования минеральных веществ в ОО ретентате. Эти фракции, полученные при использовании указанных выше дополнительных фильтрационных мембран, могут быть использованы для составления продукта по изобретению. В одном варианте выполнения для получения продукта по изобретению используют микрофильтрационный ретентат, ультрафильтрационный ретентат и нанофильтрационный ретентат. В другом варианте выполнения при получении продукта по изобретению используют ультрафильтрационный ретентат и нанфильтрационный ретентат. В другом варианте выполнения при получении продукта по изобретению используют микрофильтрационный ретентат, ультрафильтрационный ретентат и ретентат обратного осмоса. В другом варианте выполнения продукт из сывороточного белка содержит ультрафильтрационный ретентат, нанофильтрационный ретентат и воду.
Согласно настоящему изобретению сырье на основе молока подвергают микрофильтрации. По меньшей мере часть микрофильтрационного пермеата затем подвергают ультрафильтрации. В другом варианте выполнения микрофильтрацию (МФ), ультрафильтрацию (УФ) и/или нанофильтрацию (НФ) усиливают диафильтрацией при использовании воды или подходящей фракции, полученной при использовании мембранной фильтрации. Когда диафильтрация связана с микрофильтрацией, УФ пермеат, полученный при использовании ультрафильтрации МФ пермеата, подходит для использования в качестве диафильтрационной воды. Когда УФ пермеат подвергают дополнительной обработке нанофильтрацией, НФ пермеат подходит для использования в качестве диафильтрационной воды при ультрафильтрации. Когда НФ пермеат дополнительно подвергают обработке при использовании обратного осмоса (ОО), ОО пермеат подходит для использования в качестве диафильтрационной воды при нанофильтрации. В способе по изобретению может быть использована одна или более стадий диафильтрации. Указанные фракции и комбинации могут происходить из одного единственного процесса или отдельных процессов.
Способ по изобретению в общем виде проиллюстрирован на Фиг. 1. Молоко последовательно подвергают микрофильтрации, ультрафильтрации, нанофильтрации и обратному осмосу. Необязательные меры указаны на Фиг. 1 пунктирной линией. Микрофильтрация, ультрафильтрация и нанофильтрация могут быть проведены при использовании технологии диафильтрации с использованием по меньшей мере части ультрафильтрационного пермеата, нанофильтрационного пермеата или пермеата обратного осмоса (ОО) в качестве диафильтрационной воды соответственно. Продукт по изобретению состоит из УФ ретентата и казеинсодержащего материала. Если требуется, в продукт из сывороточного белка может быть введен НФ ретентат и ОО ретентат. Казеинсодержащий материал может содержать МФ ретентат, полученный при микрофильтрации. Также казеинсодержащий материал может полностью или частично состоять из МФ ретентата.
Способ по изобретению позволяет получить продукт из сывороточного белка с хорошими органолептическими свойствами, приятным вкусом и ощущением во рту при потреблении, с хорошей стабильностью. Способ позволяет предотвратить выделение гликомакропептидов и метаболитов, вызывающих неприятный привкус у продукта из сывороточного белка. Таким образом, можно снизить, избежать или замаскировать привкус продукта из сывороточного белка, полученного способом по изобретению.
Предшествующие исследования показали, что существуют различия в питательности сывороточных белков. В частности, было установлено, что α-лактальбумин имеет более предпочтительную питательную ценность по сравнению с β-лактоглобулином. Исходя из этих знаний, композиция продукта по изобретению может быть отрегулирована для различных вариантов применения подходящим образом. В настоящем изобретении регулирование композиции сывороточного белка проводят при использовании термообработки молочного сырья или за счет выбора мембраны. В способе по изобретению используют технологию, известную для термообработки молочных продуктов. Примерами термообработки, используемой в способе по изобретению, являются пастеризация, высокотемпературная пастеризация или нагревание при температуре ниже, чем температура пастеризации в течение достаточно длительного периода времени. В частности, могут быть упомянуты УВТ обработка (например, молоко при температуре 138°C в течение от 2 до 4 с), УСХ обработка (например, молоко при температуре 130°C в течение от 1 до 2 с), пастеризация (например, молоко при температуре 72°C 15 с), или высокотемпературная пастеризация (95°C 5 минут). Тепловая обработка может быть как прямой (пар в молоко, молоко в пар), так и непрямой (теплообменник, пластинчатый теплообменник, скребковый теплообменник).
В одном варианте выполнения молоко подвергают термообработке в температурном интервале от 65°C до 95°C в течение от 15 секунд до 10 минут перед микрофильтрацией для селективного разделения ингредиентов сывороточного белка. В результате термообработки β-лактоглобулин денатурирует и связывается с казеином, при этом α-лактальбумин проходит через мембрану. Таким образом, содержание α-лактальбумина в микрофильтрационном пермеате может быть повышено.
В одном варианте выполнения лактозу в продукте по изобретению в молочном сырье гидролизуют до моносахаридов, что хорошо известно из предшествующего уровня техники. Это может быть проведено при использовании коммерчески доступных лактазных ферментов известным способом. В одном варианте выполнения гидролиз лактозы проводят после мембранной фильтрации составленной композиции продукта из сывороточного белка. В другом варианте выполнения стадию гидролиза лактозы и стадию микрофильтрации начинают одновременно. В другом варианте выполнения гидролиз лактозы молочного сырья проводят перед стадией мембранной фильтрации.
Гидролиз лактозы может продолжаться до момента инактивации лактазного фермента, например, термообработкой продукта из сывороточного белка, составленного на последующей стадии из различных фракций, полученных способом по изобретению (УФ ретентат и МФ ретентат).
Следующие Примеры приведены только для дополнительной иллюстрации и не ограничивают объем притязаний настоящего изобретения.
Пример 1
Обезжиренное молоко (1 000 л) подвергали микрофильтрации при использовании полимерных фильтрационных мембран (Synder FR) с размером пор 800 кДа. Фактор концентрации, включая стадию диафильтрации, составляет 95. Фактор концентрации рассчитывали по Уравнению 1. Количество полученного микрофильтрационного ретентата составило 190 л с содержанием сухих веществ 20,0%.
Полученный при микрофильтрации пермеат (1890 л) подвергли дополнительной фильтрации при использовании полимерных ультрафильтрационных (УФ) мембран (Koch HFK-3) с размером пор 10 кДа. Полученный при ультрафильтрации пермеат подвергли дополнительной обработке нанофильтрацией (НФ) с получением НФ ретентата и пермеата (130 л).
Ультрафильтрацию проводили при использовании диафильтрации, используя 130 л НФ пермеата, указанного выше как диафильтрационная вода. Общий фактор концентрации ультрафильтрации составил 24 (Уравнение 1). При ультрафильтрации получили 100 л ультрафильтрационного ретентата и 1920 л ультрафильтрационного пермеата, из которого 1080 л использовали для диафильтрации микрофильтрата. Оставшийся ультрафильтрационный пермеат (840 л) подвергли нанофильтрации при использовании фильтрационных мембран (Desal 5-DK) с номинально отсекаемой молекулярной массой 200 Да. Фактор концентрации нанофильтрации составил 4,25 (Уравнение 1), при этом получили 197 л нанофильтрационного ретентата и 644 л нанофильтрационного пермеата, затем 130 л использовали в качестве диафильтрационной воды при диафильтрации ультрафильтрата микрофильтрационного пермеата, как указано выше.
Оставшийся нанофильтрационный пермеат не использовали в качестве диафильтрационной воды при диафильтрации ультрафильтрата микрофильтрационного пермеата, его использовали для других целей или концентрировали при использовании мембран для обратного осмоса (Koch HR) при факторе концентрирования 10 (Уравнение 1). Количество полученного, прошедшего обратный осмос пермеата нанофильтрационного пермеата составило 500 л, из которых 44 л использовали в качестве диафильтрационной воды при диафильтрации нанофильтрата. Количество полученного, прошедшего обратный осмос ретентата нанофильтрационного пермеата составило 55 л.
Пример 2
Обезжиренное молоко (1000 л) подвергли термообработке в температурном интервале от 65°C до 95°C, в течение от 15 секунд до 10 минут при использовании устройства для термообработки для селективного разделения ингредиентов сывороточного белка. Тепловая обработка обезжиренного молока оказывает воздействие на проникновение сывороточных белков при микрофильтрации, обогащая, таким образом, микрофильтрационный пермеат α- лактальбумином, который менее термолабилен и имеет степень денатурации от 0 до 26%, в то время как степень денатурации β-лактоглобулина составляет от 1 до 90%. После термообработки обезжиренное молоко подвергли фильтрации по Примеру 1.
Например, доля α-лактальбумина от общего количества α-лактальбумина и β-лактоглобулина (в весовых процентах) в микрофильтрационном пермеате составила 38% (тепловая обработка при температуре 75°C в течение 30 секунд) до 45% (тепловая обработка при температуре 90°C в течение 30 секунд).
Пример 3
Продукт по изобретению получили из микрофильтрационного ретентата, ультрафильтрационного ретентата и нанофильтрационного ретентата по Примеру 1, порошкообразных минеральных веществ молока и воды, как приведено в Таблице 1. Соотношение сывороточного белка к казеину в продукте составило 21:79, и содержание белка составило 52% по сухому веществу. Продукт представляет собой свободный от лактозы молочный напиток, в котором лактоза гидролизована ферментативно до уровня менее 0,1% после составления композиции.
Провели органолептическую оценку продукта при участии комиссии квалифицированных дегустаторов. Органолептические свойства оценены как «очень хорошие». Отсутствуют пороки вкуса или структуры, оказывающие негативное воздействие на ощущение во рту при потреблении.
| Таблица 1 | ||||||
| МФ ретентат | Уф ретентат | НФ ретентат | Порошкообразные минеральные вещества молока | Вода | Свободный от лактозы продукт 21:79 | |
| Доля (%) | 21 | 14 | 8 | 0,5 | 57 | 100 |
| Белок (%) | 15,3 | 5,8 | 0 | 0 | 0 | 4,0 |
| Сыворо-точный белок (%) | 0,05 | 5,8 | 0 | 0 | 0 | 0,8 |
| Казеин (%) | 15,2 | 0 | 0 | 0 | 0 | 3,2 |
| Лактоза (%) | 4,2 | 3,9 | 17,5 | 45 | 0 | <0,1 |
| Зола (%) | 1,5 | 0,5 | 1,1 | 41 | 0,08 | 0,7 |
Продукты из сывороточного белка с соотношением сывороточного белка к казеину 22:78, 23:77, 24:76 и 25:75 могут быть получены аналогичным образом из тех же самых компонентов за счет варьирования количеств каждого компонента соответственно.
Пример 4
Продукт по изобретению получали из микрофильтрационного ретентата, ультрафильтрационного ретентата и нанофильтрационного ретентата по Примеру 1, порошкообразных минеральных веществ молока и воды, как приведено в Таблице 2. Соотношение сывороточного белка к казеину в продукте составило 25:75, а содержание белка составило 58% по сухому веществу. Продукт представляет собой свободный от лактозы молочный напиток, в котором лактоза гидролизована ферментативно до уровня менее 0,1% после составления композиции.
Провели органолептическую оценку продукта при участии комиссии квалифицированных дегустаторов. Органолептические свойства оценены как «очень хорошие». Отсутствуют пороки вкуса или структуры, оказывающие негативное воздействие на ощущение во рту при потреблении.
| Таблица 2 | ||||||
| МФ ретентат | Уф ретентат | НФ ретентат | Порошкообразные минеральные вещества молока | Вода | Свободный от лактозы продукт 21:79 | |
| Доля (%) | 25 | 22 | 5 | 0,4 | 47 | 100 |
| Белок (%) | 15,3 | 5,8 | 0 | 0 | 0 | 5,1 |
| Сывороточный белок (%) | 0,05 | 5,8 | 0 | 0 | 0 | 1,3 |
| Казеин (%) | 15,2 | 0 | 0 | 0 | 0 | 3,8 |
| Лактоза (%) | 4,2 | 3,9 | 17,5 | 45 | 0 | <0,1 |
| Зола (%) | 1,5 | 0,5 | 1,1 | 41 | 0,08 | 0,7 |
Пример 5
Продукт по изобретению получали из микрофильтрационного ретентата, ультрафильтрационного ретентата и нанофильтрационного ретентата по Примеру 1 и воды, как приведено в Таблице 3. Соотношение сывороточного белка к казеину в продукте составило 30:70, а содержание белка составило 56% по сухому веществу.
Провели органолептическую оценку продукта при участии комиссии квалифицированных дегустаторов. Органолептические свойства оценены как «очень хорошие». Отсутствуют пороки вкуса или структуры, оказывающие негативное воздействие на ощущение во рту при потреблении.
| Таблица 3 | |||||
| МФ ретентат | Уф ретентат | НФ ретентат | Вода | Продукт 30:70 | |
| Доля (%) | 32 | 36 | 12 | 20 | 100 |
| Белок (%) | 15,3 | 5,8 | 0 | 0 | 7,0 |
| Сывороточный белок (%) | 0,05 | 5,8 | 0 | 0 | 2,1 |
| Казеин (%) | 15,2 | 0 | 0 | 0 | 4,9 |
| Лактоза (%) | 4,2 | 3,9 | 17,5 | 0 | 4,8 |
| Зола (%) | 1,5 | 0,5 | 1,1 | 0,08 | 0,8 |
Пример 6
Продукт по изобретению получали из ультрафильтрационного ретентата и нанофильтрационного ретентата по Примеру 1, молока и воды, как приведено в Таблице 4. Соотношение сывороточного белка к казеину в продукте составило 40:60, а содержание белка составило 25% по сухому веществу.
Провели органолептическую оценку продукта при участии комиссии квалифицированных дегустаторов. Органолептические свойства оценены как «очень хорошие». Отсутствуют пороки вкуса или структуры, оказывающие негативное воздействие на ощущение во рту при потреблении.
| Таблица 4 | |||||
| Молоко | Уф ретентат | НФ ретентат | Вода | Продукт 40:60 | |
| Доля (%) | 56 | 11 | 10 | 23 | 100 |
| Белок (%) | 3,3 | 5,8 | 0 | 0 | 2,5 |
| Сывороточный белок (%) | 0,7 | 5,8 | 0 | 0 | 1,0 |
| Казеин (%) | 2,6 | 0 | 0 | 0 | 1,5 |
| Лактоза (%) | 4,8 | 3,9 | 17,5 | 0 | 4,8 |
| Зола (%) | 0,8 | 0,5 | 1,1 | 0,08 | 0,6 |
| Жир (%) | 3,5 | 0 | 0 | 0 | 2,0 |
Пример 7
Продукт по изобретению получали из ультрафильтрационного ретентата и нанофильтрационного ретентата по Примеру 1, молока и воды, как приведено в Таблице 5. Соотношение сывороточного белка к казеину в продукте составило 49:51, а содержание белка составило 38% по сухому веществу. Продукт представляет собой молочный напиток с низким содержанием лактозы, которая гидролизована ферментативно после составления композиции.
Провели органолептическую оценку продукта при участии комиссии квалифицированных дегустаторов. Органолептические свойства оценены, как «очень хорошие». Отсутствуют пороки вкуса или структуры, оказывающие негативное воздействие на ощущение во рту при потреблении.
| Таблица 5 | |||||
| Молоко | Уф ретентат | НФ ретентат | Вода | Продукт 49:51 | |
| Доля (%) | 63 | 21 | 6 | 11 | 100 |
| Белок (%) | 3,3 | 5,8 | 0 | 0 | 3,3 |
| Сывороточный белок (%) | 0,7 | 5,8 | 0 | 0 | 1,6 |
| Казеин (%) | 2,6 | 0 | 0 | 0 | 1,7 |
| Лактоза (%) | 4,8 | 3,9 | 17,5 | 0 | 0,8 |
| Зола (%) | 0,8 | 0,5 | 1,1 | 0,08 | 0,7 |
Продукты из сывороточного белка с соотношением сывороточного белка к казеину 48:52, 47:53, 46:54 и 45:55 могут быть получены аналогичным образом из тех же самых компонентов за счет варьирования количеств каждого компонента соответственно.
1. Пищевой продукт на основе белка молочной сыворотки для спортсменов и других лиц, занимающихся физическими упражнениями, имеющий соотношение сывороточного белка к казеину от около 25:75 до около 50:50, общее содержание белка, по меньшей мере, около 20% по сухому веществу и содержание белка от около 2,5% до около 8% от общего веса продукта.
2. Пищевой продукт по п.1, в котором соотношение сывороточного белка к казеину составляет от около 25:75 до около 40:60, предпочтительно около 30:70.
3. Пищевой продукт по п.1, в котором общее содержание белка в продукте составляет от 30% до 60% по сухому веществу, предпочтительно от 40% до 60% по сухому веществу.
4. Пищевой продукт по п.1, в котором продукт представляет собой напиток с содержанием белка от 3,5% до 7% от общего веса продукта.
5. Пищевой продукт по п.1, в котором продукт дополнительно включает добавленные минеральные вещества молока.
6. Пищевой продукт по п.1, пригодный для использования в качестве нутритивного продукта, пищевой добавки, пищевого ингредиента или продукта диетического питания.
7. Пищевой продукт по п.1, пригодный для использования при получении кисломолочных продуктов и/или подкисленных свежих продуктов, таких как йогурт, ферментированное молоко, “вили”, ферментированные сливки, сметана, творог, пахта, кефир и молочные напитки, в таре очень малого объема.
8. Способ получения продукта на основе белка молочной сыворотки для спортсменов и других лиц, занимающихся физическими упражнениями, включающий
- обработку сырья на основе молока микрофильтрацией для отделения сывороточного белка в микрофильтрационный пермеат и концентрата казеина в микрофильтрационный ретентат,
- обработку по меньшей мере части микрофильтрационного пермеата ультрафильтрацией с получением ультрафильтрационного пермеата и концентрата сывороточного белка в виде ультрафильтрационного ретентата,
- составление композиции пищевого продукта на основе белка молочной сыворотки из ультрафильтрационного ретентата и казеинсодержащего материала с получением при этом соотношения сывороточный белок : казеин от около 25:75 до около 50:50, общим содержанием белка по меньшей мере около 20% по сухому веществу и содержанием белка от около 2,5% до около 8% от общего веса продукта, и других ингредиентов, если требуется.
9. Способ по п.8, в котором соотношение сывороточного белка к казеину в продукте на основе белка молочной сыворотки составляет от около 25:75 до около 40:60, более предпочтительно около 30:70.
10. Способ по п.8, в котором общее содержание белка составляет от около 30% до около 60% по сухому веществу, предпочтительно от около 40% до около 60% по сухому веществу.
11. Способ по п.8, в котором пищевой продукт на основе белка молочной сыворотки представляет собой напиток с содержанием белка от около 3,5% до около 7% от общего веса продукта.
12. Способ по п.8, в котором казеинсодержащий материал выбирают из группы, состоящей из микрофильтрационного ретентата, молока, кисломолочного продукта, подкисленного молочного продукта, ферментированного молочного продукта или любой их комбинации.
13. Способ по п.8, в котором сырье на основе молока представляет собой обезжиренное молоко.
14. Способ по п.8, в котором ультрафильтрационный пермеат подвергают нанофильтрации с получением нанофильтрационного ретентата и пермеата.
15. Способ по п.14, в котором нанофильтрационный пермеат подвергают обратному осмосу с получением прошедшего обратный осмос ретентата и пермеата.
16. Способ по п.8 или 14, в котором микрофильтрацию, ультрафильтрацию и нанофильтрацию используют с диафильтрацией.
17. Способ по п.16, в котором микрофильтрационный ретентат, ультрафильтрационный ретентат и нанофильтрационный пермеат используют для составления композиции пищевого продукта на основе белка молочной сыворотки.
18. Способ по п.8, в котором молочное сырье подвергают термообработке в температурном интервале от 65°C до 95°C в течение от 5 секунд до 10 минут, перед микрофильтрацией.
19. Способ по п.8, в котором пищевой продукт на основе белка молочной сыворотки включает добавление минеральных веществ молока.
20. Способ по п.8, в котором в пищевом продукте на основе белка молочной сыворотки предотвращено выделение гликомакропептидов.
21. Способ по п.8, в котором в пищевом продукте на основе белка молочной сыворотки снижен, отсутствует или замаскирован привкус.
22. Пищевой продукт на основе белка молочной сыворотки, полученный способом по любому из пп.8-21.
23. Применение пищевого продукта на основе белка молочной сыворотки, полученного способом по любому из пп.8-21, в качестве нутритивного продукта, пищевой добавки, пищевого ингредиента или продукта диетического питания.
24. Применение по п.23, в котором пищевой продукт на основе белка молочной сыворотки используют в качестве функционального и/или нутритивного продукта.
25. Применение по п.23, в котором пищевой продукт на основе белка молочной сыворотки используют при получении кисломолочных продуктов и/или подкисленных свежих продуктов, таких как йогурт, ферментированное молоко, “вили”, ферментированные сливки, сметана, творог, пахта, кефир и молочные напитки, в таре очень малого объема.
26. Способ получения пищевого продукта на основе белка молочной сыворотки, включающий
- обработку сырья на основе молока микрофильтрацией для отделения сывороточного белка в микрофильтрационный пермеат и концентрата казеина в микрофильтрационный ретентат,
- обработку по меньшей мере части микрофильтрационного пермеата ультрафильтрацией с получением ультрафильтрационного пермеата и концентрата сывороточного белка в виде ультрафильтрационного ретентата,
- составление композиции пищевого продукта на основе белка молочной сыворотки из ультрафильтрационного ретентата и казеинсодержащего материала с получением при этом соотношения сывороточный белок : казеин от около 20:80 до около 50:50, и общим содержанием белка по меньшей мере около 20% по сухому веществу, и других ингредиентов, если требуется.
