Способ восстановления сухой молочной сыворотки

Изобретение относится к молочной промышленности. Растворяют сухую молочную сыворотку в католите воды с рН 10,5-11,5. При этом концентрация сухой молочной сыворотки в растворе составляет от 5 до 20%. После чего полученный раствор подвергается кавитационной дезинтеграции с интенсивностью ультразвукового воздействия не менее 0,72⋅105 Вт/м2 и продолжительностью от 10 до 90 с. Изобретение обеспечивает повышение стабильности растворов восстановленной сухой молочной сыворотки, получение молочной сыворотки с менее выраженным кислым вкусом, внешний вид, консистенция, цвет сыворотки соответствуют натуральной молочной сыворотке. 4 табл.

 

Изобретение относится к молочной промышленности, а именно к области получения молочной сыворотки путем восстановления сухой молочной сыворотки с целью дальнейшего использования восстановленной сыворотки в производстве молочной продукции на ее основе, например сывороточных десертов и напитков.

Способ восстановления сухой молочной сыворотки заключается в замене воды, используемой для восстановления - католитом ЭХА сред, с последующим кратковременным ультразвуковым воздействием на полученный раствор сухой молочной сыворотки с целью его стабилизации.

Прямых аналогов изобретения нет. Существуют изобретения, направленные на восстановление сухого молока.

Известен способ восстановления сухого молока, который предусматривает предварительное измельчение сухого молока, перемешивание последнего с водой с постадийным растворением, при этом с целью сокращения времени восстановления и улучшения качества продукта перед растворением молоко увлажняют до содержания влаги 7-20% в течение 3-20 с, а растворение ведут в три стадии, на первой - содержание влаги доводят до 40-50%, на второй - до 70-75% и на третьей - до 88-92% с выдержкой 5-30 с, при этом на первых двух стадиях растворения осуществляют перемешивание в течение 3-20 с. Описанный способ достаточной трудоемкий виду того, что существует необходимость деления всего объема восстановляемого сухого молока на части в соответствии с процентным соотношением необходимой влаги. Кроме того, указанный способ нельзя применить для способа восстановления сухой молочной сыворотки [SU 1149923, опубл. 15.04.1985].

В молочной промышленности известен способ восстановления сухого молока, который включает в себя растворение сухого молока в воде с постоянным перемешиванием и нагревом. Основным отличием данного способа является то, что нагрев осуществляется до температуры 65-75°C, в дальнейшем смесь выдерживается в течение 30-90 минут с последующим охлаждением до 20-24°C. Благодаря этому происходит набухание белковой фракции и молоко приобретает органолептические свойства, близкие к натуральному молоку. Недостаток данного способа заключается в том, что после нагрева смесь необходимо выдержать 30-90 минут, что влечет за собой дополнительные затраты по времени. Также этот способ требует дополнительных энергозатрат на нагрев и перемешивание [WO 2012121625 А2, опубл. 13.09.2012].

Наиболее близким аналогом заявленного способа является способ восстановления сухого молока [RU 2329650, опубл. 27.07.2008], при котором смесь сухого молока с водой обрабатывают ультразвуком с возникновением эффекта кавитации. Основным условием реализации способа является то, что отношение интенсивности ультразвука, вызывающего кавитацию, к квадрату гидростатического давления в смеси не должно превышать 23 см2/(МПа⋅с). Изобретение направленно на получение стабильного, устойчивого к расслоению восстановленного молока при минимальных энергозатратах на восстановление.

Ввиду специфики предлагаемого продукта восстановления - сухой молочной сыворотки - рассмотренный выше способ технологически не применим. Сыворотка молочная сухая по ГОСТ Р 53492-2009 имеет отличный от сухого молока процентный состав нутриентов (табл. 1). При сравнении количества макронутриентов сухой молочной сыворотки и сухого молока (табл. 1) в сыворотке углеводы (лактоза) преобладают над белком, тогда как в сухом молоке они приблизительно равны. Также если принять тот факт, что восстановление сухих продуктов проводят в основном до нативного состояния, то есть смешивают с водой тоже количество сухих веществ, которое присутствовало в натуральном виде, то стоит отметить, что процентный состав сухих веществ натурального молока в два раза превышает количество сухих веществ натуральной сыворотки. Это позволяет прогнозировать, что процесс протекания восстановления сухой сыворотки будет отличен от описанного механизма в прототипе. Вследствие этого применить вышеуказанный способ для восстановления сухой сыворотки без изменения режимов обработки и математического моделирования процесса невозможно. Помимо этого сухая сыворотка в сравнении с сухим молоком обладает повышенной кислотностью и в большинстве случаев для дальнейшего использования ее подвергают раскислению. Для раскисления обычно используются слабые растворы щелочей. Известен способ, при котором раскисление сыворотки проводят 10%-ным раствором гидроокиси натрия до pH 6,5-7,2. Внесение в сыворотку подобных веществ негативно сказывается на показателях безопасности сырья и приготовленной из него готовой продукции.

Задачей настоящего изобретения является разработка способа восстановления сухой молочной сыворотки, позволяющего получать стабильные, неподверженные расслоению, растворы сухой молочной сыворотки с установленной оптимальной концентрацией сухих веществ, обладающих высокими показателями пищевой безопасности и технологически предпочтительных значений pH.

В предлагаемом способе при решении поставленной задачи достигаются следующие технические результаты:

- повышение стабильности растворов восстановленной сухой молочной сыворотки за счет применения обработки кавитационной дезинтеграцией и использования католита воды;

- регулирование pH восстановленной сухой молочной сыворотки за счет использования католита воды до технологически приемлемых значений.

Указанный технический результат достигается, тем что способ восстановления сухой молочной сыворотки, включает в себя растворение сухой молочной сыворотки в католите воды с pH 10,5-11,5, при этом концентрация сухой молочной сыворотки в растворе составляет от 5 до 20%, после чего полученный раствор подвергается кавитационной дезинтеграции с интенсивностью ультразвукового воздействия не менее 0,72⋅105 Вт/м2 и продолжительностью от 10 до 90 с.

Технический результат настоящего изобретения основан на экспериментальных исследованиях и нейросетевом моделировании процесса восстановления сухой молочной сыворотки кавитационной дезинтеграцией (КД) и влияния католита воды. По результатам моделирования получены математические зависимости основных технологических свойств восстановленной сыворотки (активная кислотность, ОВП, вязкость и плотность восстановленных растворов сухой молочной сыворотки) от интенсивности и времени кавитационной дезинтеграции.

Ниже представлен порядок экспериментальных исследований и нейросетевого моделирования процесса восстановления сухой молочной сыворотки.

Объектами экспериментальных исследований являлись восстановленные растворы сухой молочной сыворотки, полученные с использованием католита воды. Католит получали следующим образом: питьевую воду для электрохимической активации (pH 8,53-8,59, ОВП=96±20 мВ) обрабатывали в приборе «Мелеста» в течение 15 минут до достижения величины pH 10,5-10,8, ОВП (-108±20) мВ. Для восстановления использовалась сухая молочная сыворотка по ГОСТ Р 53492-2009.

В работе применялся следующий порядок получения восстановленной сыворотки. Сухую молочную сыворотку предварительно растворяли в католите в соотношении, определяемом требуемой концентрацией раствора - от 5 до 20% сухой молочной сыворотки в объеме раствора. Значения концентраций растворов были определены по результатам анализа рецептур молочных продуктов, вырабатываемых с применением сухой молочной сыворотки.

Полученные растворы подвергались обработке путем кавитационной дезинтеграции на ультразвуковом процессоре «Hielscher Ultrasound UP-400S» разной интенсивности и продолжительности. Ультразвуковой процессор имеет техническую возможность регулировать амплитуду ультразвуковой волны. При максимальной амплитуде возникает максимальная интенсивность. С учетом этого интенсивность регулировалась изменением амплитуды, которая устанавливалась от 20 до 100%, что совпадает с интенсивностью ультразвукового оборудования 0,72⋅105 и 3,6⋅105 Вт/м2 соответственно. Продолжительность обработки устанавливали в пределах от 10 до 90 секунд. Продолжительность обработки свыше 90 с сопровождается значительным повышением температуры обрабатываемой среды (на 25-30 °C) при максимальной интенсивности обработки, что может привести к процессу агломерации глобул белка, обусловленного их денатурацией.

При планировании и организации исследования применена методика трехфакторного эксперимента на основе греко-латинских квадратов с дальнейшей обработкой в программном комплексе Statistica 8.0.

Полученные экспериментальные данные были обработаны путем построения нейросетевой модели с использованием программного продукта Statistica Neural Networks. Построенная нейросетевая модель представляет собой двухслойный персептрон. При обучении нейросетевой модели был использован алгоритм обратного распространения. В последующем, полученные данные по результатам обучения персептрона были обработаны в программном комплексе Statistica 8.0 и получены уравнения регрессии, адекватно описывающие влияние КД и применение католита воды на процесс восстановления сухой молочной сыворотки (таблица 2).

По итогам анализа всех полученных зависимостей установлено, что оптимальными режимами для восстановления растворов сухой молочной сыворотки методом кавитационной дезинтеграции являются режимы обработки при максимальной интенсивности и продолжительности воздействия от 30 до 50 с и содержании сухой молочной сыворотки от 15 до 17%.

При данных режимах формируется раствор высокой стабильности и качества. Полученные растворы при данной концентрации сохраняли свои свойства и однородность в течение 12 часов. Также следует отметить, что при данных режимах, за счет низких получаемых значений активности воды и ОВП, формируются неблагоприятные условия для развития патогенной микрофлоры.

Физико-химические свойства восстановленного раствора сухой молочной сыворотки указаны в табл. 3.

Органолептические свойства восстановленной и натуральной молочной сыворотки указаны в табл. 4. Внешний вид и консистенция, а также цвет восстановленной молочной сыворотки соответствует натуральной. Ввиду применения католита воды с показателем pH 10,0-11,5 восстановленная молочная сыворотка обладала менее выраженным кислым вкусом, что позволяет ее использовать как основу для производства сладких молочных продуктов.

Для переноса полученных результатов был установлен безразмерный критерий подобия процесса, который вычислялся следующим путем: интенсивность порождающего кавитацию ультразвука, при которой формируется стабильные и высококачественные растворы CMC, умножалась на удельное акустическое сопротивление смеси и делилась на квадрат гидростатического давления в ней. Безразмерный критерий подобия процесса при данном способе не должен превышать 15,5.

При применении указанного способа в промышленном масштабе может быть использован индустриальный ультразвуковой процессор UIP4000 фирмы Hielscher systems GmbH с сонотродом KS20d65L6, а для получения католита воды установка «ИЗУМРУД-С-«Три в одном». Для обработки растворов молочной сыворотки заявленным способом, с интенсивностью оборудования 3,6⋅105 Вт/м2, значение давления в системе должно быть не меньше (3,6⋅105⋅1,5⋅106/15,5)0,5=1,8⋅105 Па, где 15,5 безразмерный критерий подобия. Данные условия могут быть обеспечены винтовым насосом П8-ОНВ с рабочим давлением 0,2 МПа.

Способ восстановления сухой молочной сыворотки, включающий в себя растворение сухой молочной сыворотки в католите воды с рН=10,5-11,5, при этом концентрация сухой молочной сыворотки в растворе составляет от 5 до 20%, после чего полученный раствор подвергается кавитационной дезинтеграции с интенсивностью ультразвукового воздействия не менее 0,72⋅105 Вт/м2 и продолжительностью от 10 до 90 с.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электрохимии, пищевой химии, и может найти применение в молочной промышленности и сельском хозяйстве. Способ применения альфа-лактоальбуминов и бета-лактоглобулинов, составляющих в среднем 0,57 мас.% в коровьем молоке в качестве стабилизаторов для сохранения в молоке титруемой кислотности не более 17°Т и уровня обсемененности не более 8000 КОЕ/см3 при катодной электрохимической активации молока с параметрами его раскисления pH 6,5-8,8 и редокс-потенциала Eh не выше - 550 мВ.
Изобретение относится к молочной, биотехнологической, медицинской, фармацевтической и косметологической промышленности, а именно к способам получения биологически активных веществ, которые могут использоваться в качестве биологически активных добавок (БАД).
Изобретение относится к молочной, биотехнологической, медицинской, фармацевтической, косметической промышленности. .
Изобретение относится к молочной, биотехнологической, медицинской, фармацевтической и косметологической промышленности. .

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к молочной промышленности. .

Изобретение относится к способу деминерализации молочных продуктов и их производных и может быть использовано в молочной промышленности. .

Изобретение относится к пищевой промышленности. .

Изобретение относится к молочной, биотехнологической, медицинской и фармацевтической промышленности, а именно к способам получения биологически активных веществ, которые могут использоваться в качестве биологически активных добавок (БАД).

Изобретение относится к пищевой промышленности. Способ предусматривает получение композиции путем дезинтеграции имбиря свежего в молочно-белковой дисперсной среде в соотношении 1:4 соответственно, с последующим отделением композиции.

Изобретение относится к молочной промышленности. Очищают творожную сыворотку от казеиновой пыли и жира.

Изобретение относится к способу производства молочных продуктов специализированного назначения. Способ предусматривает использование в качестве витаминной композиции 5%-ый раствор аскорбиновой кислоты и морковь свежую, при этом морковь свежую предварительно моют, очищают, режут на кубики, смешивают с молоком в соотношении 1:5, дезинтегрируют в молочной среде до получения суспензии, которую фильтруют, разделяя на нерастворимый молочно-морковный остаток и молочно-морковную композицию, которую нагревают до 63°С и сепарируют на обезжиренную молочно-морковную композицию с содержанием β-каротина в количестве 1,5 мг/100 г и 20%-ые сливки с содержанием β-каротина в количестве 15 мг/100 г, которые пастеризуют при температуре 95°С, охлаждают до 6°С и после 10-часовой выдержки сбивают с получением сливочного масла с содержанием β-каротина в количестве 10 мг/100 г и молочно-каротиновой пахты с содержанием β-каротина в количестве 5 мг/100 г, а обезжиренную молочно-морковную композицию нагревают до 50°С, вносят 5%-ый водный раствор аскорбиновой кислоты в количестве 5% от веса обезжиренной молочно-морковной композиции и в результате термокислотной коагуляции белков получают творог с содержанием аскорбиновой кислоты в количестве 250 мг/100 г и β-каротина в количестве 8 мг/100 г и сыворотку с содержанием аскорбиновой кислоты в количестве 250 мг/100 г и β-каротина в количестве 1,5 мг/100 г.

Способ производства кисломолочного напитка из молочной сыворотки включает пастеризацию сыворотки, охлаждение до температуры заквашивания 39-43°С, внесение БАД «Селенпропионикс» в количестве 5-7 мас.

Изобретение относится к способу и системе для формирования смеси напитка, содержащей белок. Способ включает нагревание напитка в теплообменнике, передачу напитка в контур удерживания, расположенный за пределами теплообменника, денатурирование белка в контуре удерживания в течение периода удерживания после того, как напиток нагрет в теплообменнике, так чтобы происходило денатурирование за пределами теплообменника для предотвращения загрязнения теплообменника, и стерилизацию напитка в дополнительном контуре удерживания.

Способ предусматривает приготовление молочной смеси из концентрата пахты и концентрата подсырной обезжиренной сыворотки, полученных методом нанофильтрации, в соотношении 1:1 - 3:1, пастеризацию, охлаждение и внесение закваски, состоящей из Lactobacillus bulgaricus, Streptococcus salivarius subsp.thermophilus и Bifidobacterium bifidum в соотношении 1:4:2.

Изобретение относится к пищевой промышленности. Нагревают молочную сыворотку, вносят сахар в количестве 8-9% и нагревают до кипения.

Изобретение относится к молочной промышленности, а именно к производству сывороточных концентратов. Способ предусматривает сбор и сепарирование подсырной сыворотки, пастеризацию и охлаждение, проведение процесса нанофильтрации на композитных полимерных мембранах рулонного типа при температуре от 50 до 55оС, постепенном повышении давления в канале мембранного аппарата по ходу процесса с 10 до 20 бар, при этом снижают активную кислотность сыворотки до 5,8-5,9 ед.
Изобретение относится к молочной промышленности. Сепарируют молочное сырье, пастеризуют, охлаждают и деминерализуют до 25-90%-ного уровня и кислотности pH не менее 6,0.

Настоящее изобретение относится к нетерапевтическому применению мицелл белка молочной сыворотки для повышения синтеза мышечного белка у субъекта посредством вызова у субъекта отсроченной гипераминоацидемии.

Изобретение относится к молочной промышленности. Растворяют сухую молочную сыворотку в католите воды с рН 10,5-11,5. При этом концентрация сухой молочной сыворотки в растворе составляет от 5 до 20. После чего полученный раствор подвергается кавитационной дезинтеграции с интенсивностью ультразвукового воздействия не менее 0,72⋅105 Втм2 и продолжительностью от 10 до 90 с. Изобретение обеспечивает повышение стабильности растворов восстановленной сухой молочной сыворотки, получение молочной сыворотки с менее выраженным кислым вкусом, внешний вид, консистенция, цвет сыворотки соответствуют натуральной молочной сыворотке. 4 табл.

Наверх