СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА НАПИТКА ИЗ МОЛОЧНОЙ СЫВОРОТКИ Российский патент 1995 года по МПК A23C21/02 

Изобретение относится к молочной промышленности и может быть использовано при производстве слабоалкогольных напитков из творожной и подсырной сыворотки.

В настоящее время существует ряд способов производства напитков из молочной сыворотки.

За рубежом (Германия, Польша и др.) разработаны различные ваpиации технологии получения сывороточных напитков из творожной и подсырной сыворотки. Основные технологические операции производства таких напитков таковы: пастеризация и депротеинизация сыворотки, охлаждение, внесение 8-10% сахарозы и дрожжевой закваски, добавление различных ароматизаторов. Сахароза сбраживается дрожжами, а лактоза остается в первоначальном виде. Такие напитки содержат часть несброженной сахарозы, лактозу, минеральные и азотистые вещества, витамины, обладают приятным освежающим вкусом и пользуются большой популярностью (F.Lang, E.Lang. - The Milk Indastry - 1979, v. 81, N 11).

В нашей стране также разработаны различные технологии сывороточных напитков.

Технология напитка "Тоника" включает молочнокислое и спиртовое брожение пермеата творожной сыворотки с добавлением сахарозы. Напиток имеет приятный освежающий кисло-сладкий вкус, кислотность 90-120^оТ, содержание алкоголя 2% (Kravchenko E. F. Bulletin of the International dairy Federation, N 233-(1988) - 61-67).

Известна также технология сывороточного напитка, получившего название квас "Новый". Его вырабатывают из осветленной подсырной или творожной сыворотки с добавлением сахарного сиропа, хлебного экстракта и дрожжей. После брожения и созревания квас приобретает кисло-сладкий освежающий вкус с привкусом ржаного хлеба (Калмыш В.С. - Товароведение, 1983, N 16, 49-51).

Молочный квас получают из пастеризованной молочной сыворотки, добавляя вкусовые вещества, жженый сахар и хлебопекарные дрожжи. Технологические операции производства молочного кваса идентичны технологическим операциям кваса "Новый" (Храмцов А. Г. Молочная сыворотка. - М.: ВО Агропромиздат, 1990).

Наиболее близким к предлагаемому способу производства сывороточного напитка является разработанная в Литве технология слабоалкогольного напитка "Бочю", включающая осветление сыворотки методом тепловой коагуляции с последующим разбавлением в 2,5 раза водой, внесение 7,5% сахарозы и добавление изюма, сбраживание сахарозы пекарскими дрожжами, добавление жженого сахара и экстракта хмеля и созревание напитка. По данным разработчиков, готовый напиток обладает приятным, освежающим кисло-молочным вкусом с привкусом хмеля (Залашко Н.В. Биотехнология переработки молочной сыворотки. - М.: ВО Агропромиздат, 1990).

Основным недостатком существующих технологий является необходимость использования значительных количеств остродефицитной в нашей стране сахарозы, сбраживание которой и положено в основу получения разработанных напитков. При этом лактоза - нативный углевод сыворотки, составляющий 70% ее сухих веществ - не используется дрожжами для образования вкусовых метаболитов ввиду неспособности сбраживать этот углевод. Значительные количества лактозы, содержащиеся в напитках, исключают возможность потребления их людьми, страдающими интолерантностью к лактозе.

Указанные недостатки являются препятствием для широкого производства в нашей стране сывороточных напитков по разработанным технологиям.

Целью изобретения является разработка способа производства слабоалкогольного сывороточного напитка, основанного на использовании лактозы сыворотки в качестве субстрата для брожения и подсластителя напитка.

Поставленная цель достигается путем ферментативного гидролиза лактозы сыворотки на моносахариды (глюкозу и галактозу) с последующим сбраживанием глюкозы промышленными расами хлебопекарных дрожжей. Для раскисления и деминерализации сыворотки используется электродиализ. Разработанный способ исключает необходимость применения сахарозы при получении напитка и расширяет круг потребителей за счет тех, кто плохо переносит лактозу.

Технологическая схема предлагаемого способа включает следующие основные операции: раскисление (для подсырной сыворотки), осветление сыворотки методом тепловой коагуляции, концентрирование осветленной сыворотки методом тепловой коагуляции, концентрирование осветленной сыворотки (до содержания сухих веществ 18-22%), гидролиз лактозы сыворотки (кислотный или ферментативный посредством двух форм препаратов: растворимый "Лактоканесцин" или иммобилизованный "Галактосил" до степени гидролиза не менее 60%), деминерализация сыворотки методом электродиализа (до снижения солесодержания не менее чем на 70%), сбраживание углеводной части деминерализованного гидролизата дрожжами, внесение вкусовых компонентов и созревание напитка.

Последовательность технологических операций зависит от вида применяемого ферментного препарата.

Примеры с использованием творожной сыворотки.

П р и м е р 1. (с использованием растворимой β -галактозидазы).

Сыворотку в количестве 300 л с содержанием лактозы 4,25, кислотностью 60^оТ, рН 4,4, содержанием сухих веществ 5,5% нагревают до 96^оС и выдерживают в течение 20 мин. После коагуляции белка сыворотку сепарируют, на ваккум-выпарной установке сыворотку подсгущают до содержания сухих веществ 18%. Подсгущение проводят при 55^оС, после чего сыворотку охлаждают до 44^оС.

30 г ферментного препарата растворимой β -галактозидазы "Лактоканесцин" растворяют в 10 л сыворотки, фильтруют через двойной слой марли и вносят в подсгущенную сыворотку. Гидролиз лактозы подсгущенной сыворотки и ее деминерализацию проводят на электродиализной установке при 44^оС до снижения содержания солей на 70%. Степень деминерализации контролируют по изменению удельной проводимости сыворотки. В конце процесса она составила 6,0 см/с. По достижении 70% степени деминерализации степень гидролиза составила 72%. После этого сыворотку пастеризуют при 80^оС и охлаждают до температуры сбраживания. т. е. до 26^оС. Дрожжи в количестве 200 г растирают в эмалированной посуде, заливают 2 л теплой сыворотки (26^оС) с гидролизованной лактозой и выдерживают при комнатной температуре до появления газовых пузырьков на поверхности дрожжевой массы, после чего вносят их в подготовленную для сбраживания сыворотку. Туда же вносят 20 г промытого в горячей воде и обсушенного изюма.

Сбраживание проводят при 26^оС в течение 12 ч. Приготавливают хмельный экстракт: 30 г хмеля заливают 0,5 л воды, и кипятят 0,5 ч, затем охлаждают и фильтруют.

В сброженную сыворотку вносят приготовленный хмельный экстракт, все тщательно перемешивают и фильтруют через двойной слой марли, Затем напиток охлаждают до 8^оС и помещают в камеру с температурой 6-8^оС для созревания в течение 12 ч.

В результате получают сладковатый освежающий напиток, который сильно пенится и содержит 1,7% спирта.

П р и м е р 2 (с применением иммобилизованной β -галактозидазы "Галактосил").

30 л сыворотки с содержанием лактозы 4,25%, кислотностью 60^оТ, рН 4,4, содержанием сухих веществ 5,5% нагревают до 96^оС и выдерживают в течение 20 мин. После коагуляции белка сыворотку сепарируют и охлаждают до 40^оС. Гидролиз проводят в стеклянном двухколоночном реакторе, заполненном на 50% по объему иммобилизованной β -галактозидазой "Галактосил". Сыворотку подают в реактор с температурой 40^оС непрерывным потоком. Степень гидролиза лактозы составила 70%. Гидролизованную сыворотку подсгущают на ваккум-выпарной установке при 55^оС до массовой доли сухих веществ 18%, после чего ее охлаждают до 44^оС. Далее деминерализацию гидролизованной сыворотки проводят на электродиализной установке при 44^оС до снижения содержания солей на 70%. Степень деминерализации контролируют по величине удельной проводимости сыворотки, в конце процесса она составила 6,0 См/м. После деминерализации сыворотку пастеризуют при 80^оС и охлаждают до температуры сбраживания, т.е. до 26^оС.

Дрожжи в количестве 20 г растирают в эмалированной посуде, заливают 200 мл сыворотки с гидролизованной лактозой (26^оС) и выдерживают при комнатной температуре до появления газовых пузырьков на поверхности дрожжевой массы, после чего вносят их в подготовленную для сбраживания сыворотку. Туда же вносят 2 г промытого в горячей воде и обсушенного изюма.

Сбраживание проводят при 26^оС в течение 12 ч. Готовят хмельный экстракт: 3 г хмеля заливают 50 мл воды и кипятят в течение 0,5 ч, затем охлаждают и фильтруют.

В сброженную сыворотку вносят приготовленный хмельный экстракт, все тщательно перемешивают и фильтруют через двойной слой марли. Затем напиток охлаждают до 8^оС и помещают в камеру с температурой 6-8^оС для созревания в течение 12 ч.

В результате получают сладковатый освежающий напиток, который сильно пенится и содержит 1,7% спирта.

Примеры с использованием подсырной сыворотки.

П р и м е р 3. Сыворотку в количестве 300 л с содержанием лактозы 4,5%, кислотностью 20^оТ, рН 6,0, содержанием сухих веществ 6,5% подкисляют соляной кислотой (до рН 4,5), нагревают до 96^оС и выдерживают в течение 20 мин. После коагуляции белка сыворотку сепарируют, на ваккум-выпаpной установке подсгущают до содержания сухих веществ 18%. Подсгущение проводят при 55^оС, после чего сыворотку охлаждают до 44^оС.

30 г ферментного препарата растворимой β -галактозидазы "Лактоканесцин" растворяют в 10 л сыворотки, фильтруют через двойной слой марли и вносят в подсгущенную сыворотку. Гидролиз лактозы подсгущенной сыворотки и ее деминерализацию проводят на электродиализной установке при 44^оС до снижения содержания солей на 70%. Степень деминерализации контролируют по изменению удельной проводимости сыворотки. В конце процесса она составила 6,0 См/м. По достижении 70% степени деминерализации степень гидролиза составила 72%. После этого сыворотку пастеризуют при 80^оС и охлаждают до температуры сбраживания, т.е. до 26^оС. Дрожжи в количестве 200 г растирают в эмалированной посуде, заливают 2 л теплой сыворотки (26^оС) с гидролизованной лактозой и выдерживают при комнатной температуре до появления газовых пузырьков на поверхности дрожжевой массы, после чего вносят их в подготовленную для сбраживания сыворотку. Туда же вносят 20 г промытого в горячей воде и обсушенного изюма.

Сбраживание проводят при 26^оС в течение 12 ч. Приготавливают хмельный экстракт: 30 г хмеля заливают 0,5 л воды и кипятят 0,5 ч, затем охлаждают и фильтруют.

В сброженную сыворотку вносят приготовленный хмельный экстракт, все тщательно перемешивают и фильтруют через двойной слой марли. Затем напиток охлаждают до 8^оС и помещают в камеру с температурой 6-8^оС для созревания в течение 12 ч.

В результате получают сладковатый освежающий напиток, который сильно пенится и содержит 1,8% спирта.

П р и м е р 4 (с использованием иммобилизованной β -галактозидазы "Галактосил").

30 л сыворотки с содержанием лактозы 4,5%, кислотностью 20^оТ, рН 6,0, содержанием сухих веществ 6,5% подкисляют соляной кислотой (до рН 4.5), нагревают до 46^оС и выдерживают в течение 20 мин. После коагуляции белка сыворотку сепарируют, охлаждают до 40^оС. Гидролиз проводят в стеклянном двухколоночном реакторе, заполненном на 50% по объему иммобилизованной β -галактозидазой "Галактосил". Сыворотку подают в реактор с температурой 40^оС непрерывным потоком. Степень гидролиза лактозы составила 70%. Гидролизованную сыворотку подсгущают на вакуум-выпарной установке при 55^оС до массовой доли сухих веществ 18%, после чего ее охлаждают до 44^оС. Далее деминерализацию гидролизованной сыворотки проводят на электродиализной установке при 44^оС до снижения содержания солей на 70%. Степень деминерализации контролируют по величине удельной проводимости сыворотки, в конце процесса она составила 6,0 см/м. После деминерализации сыворотку пастеризуют при 80^оС и охлаждают до температуры сбраживания, т.е. до 26^оС.

Дрожжи в количестве 20 г растирают в эмалированной посуде, заливают 200 мл сыворотки с гидролизованной лактозой (26^оС) и выдерживают при комнатной температуре до появления газовых пузырьков на поверхности дрожжевой массы, после чего вносят их в подготовленную для сбраживания сыворотку. Туда же вносят 2 г промытого в горячей воде и обсушенного изюма.

Сбраживание проводят при 26^оС в течение 12 ч. Готовят хмельный экстракт: 3 г хмеля заливают 50 мл воды и кипятят в течение 0,5 ч, затем охлаждают и фильтруют.

В сброженную сыворотку вносят приготовленный хмельный экстракт, все тщательно перемешивают и фильтруют через двойной слой марли. Затем напиток охлаждают до 8^оС и помещают в камеру с температурой 6-8^оС для созревания в течение 12 ч.

В результате получают сладковатый освежающий напиток, который сильно пенится и содержит 1,9% спирта.

Использование: в молочной промышленности при производстве напитков из сыворотки. Сущность изобретения: проводят пастеризацию молочной сыворотки, ее осветление, подсгущение, электродиализ, гидролиз углеводной части молочной сыворотки препаратом β -галактозидазы и сбраживание ее промышленными расами пекарских дрожжей. 5 з.п. ф-лы.

1. СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА НАПИТКА ИЗ МОЛОЧНОЙ СЫВОРОТКИ, предусматривающий пастеризацию молочной сыворотки, ее осветление, подсгущение, снижение кислотности и солесодержания сыворотки, сбраживание углеводной части промышленными расами пекарских дрожжей, добавление вкусовых компонентов и созревание напитка, отличающийся тем, что в качестве углеводной части используется смесь сахаров, полученная в результате гидролиза лактозы сыворотки препаратом β -галактозидазы, а снижение кислотности и солесодержания сыворотки осуществляют электродиализом. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что гидролиз лактозы сыворотки ведут препаратом растворимой b -галактозидазы. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что гидролиз лактозы сыворотки ведут препаратом иммобилизованной b -галактозидазы. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что при использовании подсырной сыворотки ее предварительно подкисляют соляной кислотой до pH 4,5 - 4,7. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что гидролиз лактозы осуществляют до степени не ниже 60%. 6. Способ по п.1, отличающийся тем, что электродиализ осуществляют до снижения солесодержания не менее чем на 70%.