СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ УГЛЕВОДНО-БЕЛКОВОГО МОДУЛЯ ДЛЯ ДЕТСКОГО ПИТАНИЯ Российский патент 1996 года по МПК A23C21/00 

Изобретение относится к молочной промышленности, в частности к способу производства углеводно-белкового модуля для продуктов детского питания из подсырной сыворотки.

В молочной промышленности известны способы производства углеводно-белкового концентратата, полученного методом электродиализа и ультрафильтрации. Подсырную сыворотку отделяют от жира и казеиновой пыли, пастеризуют, подсгущают, центрифугируют, проводят электродиализ и ультрафильтрацию. Полученный концентрат сгущают, пастеризуют и сушат.

Известен способ получения концентрата сывороточно-белкового методом ультрафильтрации и электродиализа. Подсырную сыворотку отделяют от жира и казеиновой пыли, пастеризуют, проводят ультрафильтрацию. Полученный концентрат подвергают электродиализу, пастеризуют, сгущают и сушат.

Однако эти способы не предусматривают применения пермеата (фильтрата), образующегося после ультрафильтрации, для производства углеводно-белковых концентратов и концентратов сывороточных белков.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому способу является способ получения продукта из модифицированной сыворотки, предусматривающий пастеризацию подсырной сыворотки, сгущение, ультрафильтрацию с получением концентрата и пермеата, деминерализацию пермеата ионообменными смолами, смешивание его с концентратом в таком отношении, которое обеспечивает необходимое содержание лактозы, белка и минеральных солей в продукте и сушку.

Недостатком этого способа является налипание сгущенной смеси на ионообменные сорбенты во время деминерализации, что приводит к снижению ее эффективности, и как следствие снижается пищевая и биологическая ценность продукта.

Целью заявляемого способа является повышение пищевой и биологической ценности продукта за счет снижения содержания минеральных солей.

Цель достигается тем, что в способе получения углеводно-белкового модуля для детского питания, предусматривающем пастеризацию подсырной сыворотки, сгущение, ультрафильтрацию с получением концентрата и пермеата, деминерализацию пермеата ионообменными смолами с последующим смешиванием с концентратом и сушку, подсырную сыворотку до пастеризации очищают от казеиновой пыли и жира, сгущение проводят перед сушкой, а ультрафильтрацию осуществляют до содержания сухих веществ в концентрате 18-22% при этом пермеат деминерализуют по меньшей мере два раза при 20^оС, пропуская последовательно через катионит в сильнокислой форме при объъемном соотношении катионита и пермеата 1:40 в течение 15 мин и анионит в бикарбонатной форме при объемном соотношении анионита и пермеата 1:10 в течение 10 мин. При этом пермеат и концентрат перед смешиванием пастеризуют.

Заявляемый способ осуществляется следующим образом.

Подсырную сыворотку отделяют от жира и казеиновой пыли на сепараторе Al-OXC при 36-40^оС. Обезжиренную сыворотку пастеризуют при 70-74^оС с выдержкой 16-20 с и охлаждают до 20^оС. После этого проводят ультрафильтрацию на ультрафильтрационной установке с получением обогащенного белком концентрата и обогащенного лактозой и солями пермеата. С целью интенсификации процесса ультрафильтрации проводят подкисление подсырной сыворотки до рН 6,0-6,5 единиц раствором лимоннокислой кислоты, концентрацией 500 г/дм³ при 20^оС. После регулирования рН подсырную сыворотку выдерживают при этой температуре 5-10 мин. Ультрафильтрацию сыворотки осуществляют на ультрафильтрационной установке непрерывного действия с использованием полупроницаемых мембран при температуре сыворотки 48-52^оС до массовой доли сухих веществ в концентрате 22-24% Затем концентрат пастеризуют при 68-72^оС с выдержкой 16-20 с с последующим охлаждением до 2-6^оС. Обогащенный лактозой и солями пермеат подвергают по меньшей мере двухкратной деминерализации ионообменными смолами на ионообменных колонках при температуре пермеата 20^оС. Для этого пермеат последовательно пропускают через катионит в сильно-кислой форме КУ-2х8 ч С при объемном соотношении катионита и пермеата 1:40 в течение 15 мин, затем через анионит в бикарбонатной форме АМх8 при объемном соотношении анионита и пермеата 1: 10 в течение 10 мин. Затем процесс повторяют до достижения эффекта деминерализации 80-90% Пермеат после деминерализации пастеризуют при температуре 68-72^оС с выдержкой 16-20 с с последующим охлаждением до 2-6^оС.

Деминерализованный пермеат перемешивают с полученным концентратом в течение 15 мин при 2-6^оС и подают на сгущение.

Сгущение полученной смеси осуществляют в вакуум-выпарном аппарате при 48-52^оС до концентрации сухих веществ 38-42% После сгущения проводят сушку на распылительной сушильной установке при температуре входящего воздуха 160-180^оС и температуре выходящего воздуха 80-90^оС.

Перед пастеризацией подсырную сыворотку очищают от казеиновой пыли и жира с тем, чтобы получить готовый продукт с чистым сывороточным белком и с минимальным содержанием жира. Сгущение смеси осуществляется после деминерализации перед сушкой, что препятствует налипанию сгущенной смеси на сорбенты. В процессе ультрафильтрации содержание сухих веществ в концентрате 18-22% является оптимальным, при котором происходит наиболее полное отделение белка.

Деминерализацию пермеата проводят при 20^оС, которая является оптимальной для лучшего связывания катионитом присутствующих в сыворотке катионов минеральных солей, при этом выделяются соответствующие кислоты, анионы которых связываются анионитом.

Двукратная деминералиазция позволяет снизить содержание минеральных солей в пермеате на 80-90% и тем самым повысить пищевую и биологическую ценность продукта.

Пермеат сначала пропускают через катионит КУ-2х8 ч С в сильно-кислой форме, затем через анионит АМх8 в бикарбонатной форме для того, чтобы получить в пермеате активную кислотность рН, равную 6,0-6,5 единиц, которая необходима для соблюдения термостабильности белка.

В процессе деминерализации должны соблюдаться объемные соотношения катионита и пермеата 1:40 и анионита и пермеата 1:10. При отклонении объемных соотношений до 1:50 и 1:20 соответственно ведет к снижению эффективности деминерализации на 15-20% Если взять объемные соотношения катионита и пермеата 1: 30 и анионит:пермеат 1:20, эффективность деминерализации повышается незначительно (на 1-2%), поэтому вносить большее количество сорбентов нецелесообразно. Время контактирования пермеата с катионитом 15 мин и с анионитом 10 мин также является оптимальным для более эффективной деминерализации.

Для обеспечения длительного хранения пермеата и концентрата перед смешиванием проводят пастеризацию, которая также необходима для того, чтобы улучшить микробиологические показатели готового продукта и тем самым повысить его пищевую и биологическую ценность.

П р и м е р 1. 1000 кг подсырной сыворотки отделяют от жира и казеиновой пыли на сепараторе Al-OXC при 38^оС. Обезжиренную сыворотку пастеризуют при 72^оС с выдержкой 18 с и охлаждают до 20^оС. С целью интенсификации процесса ультрафильтрации проводят подкисление подсырной сыворотки до рН 6,0 единиц раствором лимонной кислоты, содержащей 500 г/дм³ в количестве 200 см³ на 1000 кг сыворотки при температуре 20^оС.

После регулирования рН подсырную сыворотку выдерживают при этой же температуре 5 мин.

Ультрафильтрацию сыворотки осуществляют на ультрафильтрационной установке при 50^оС до массовой доли сухих веществ в концентрате 23% Затем концентрат пастеризуют при 70^оС с выдержкой 18 с с последующим охлаждением до 4^оС.

Пермеат подвергают двукратной деминерализации на ионообменных смолах при температуре пермеата 20^оС. Пермеат пропускают сначала через катионит КУ-2х8ч С при объемном соотношении катионита и пермеата 1:40 в течение 15 мин, затем через анионит АМх8 при объемном соотношении анионит-пермеат 1:10 в течение 10 мин, затем процесс повторяют.

Пермеат после деминерализации пастеризуют при температуре 70^оС с выдержкой 18 с с последующим охлаждением до 4^оС.

Деминерализованный пермеат перемешивают с белковым концентратом в течение 15 мин.

Сгущение полученной смеси осуществляют в вакуум-выпарном аппарате при температуре 50^оС до концентрации сухих веществ 40%
Сушку сгущенной смеси проводят на распылительной сушильной установке при температуре входящего воздуха 170^оС и температуре выходящего воздуха 85^оС.

Сухой углеводно-белковый модуль, полученный согласно примеру 1, соответствует требованиям по всем показателям химического состава. Эффект деминерализации составляет 90%
П р и м е р 2. Способ получения углеводно-белкового модуля аналогичен примеру 1. Разница заключается в том, что на стадии деминерализации берут объемные соотношения катионита и пермеата 1:50 и анионита и пермеата 1:20.

В этом случае эффективность деминерализации снижается на 15% что нежелательно.

П р и м е р 3. Способ получения углеводно-белкового модуля тот же. Разница заключается в том, что на стадии деминерализации берут объемные соотношения анионита и пермеата 1:20 и катионита и пермеата 1:30.

В этом случае эффективность деминерализации повышается незначительно (на 1-2%), поэтому вносить большее количество сорбентов нецелесообразно.

В табл. 1 представлено содержание минеральных веществ (золы) в пермеате до и после дименерализации.

Из табл. 1 видно, что двукратная деминерализация на ионообменных смолах достаточно эффективна, так как снижает массовую долю золы в пермеате в 10 раз, а массовую долю хлоридов в 8 раз.

Таким образом эффективность деминерализации составляет 90%
В табл.2 представлен физико-химический состав углеводнобелкового модуля.

Из табл.2 видно, что высокое содержание углеводов и белка в углеводно-белковом модуле, а также низкое содержание золы позволит применять его как источник углеводов и сывороточных белков в продуктах детского, лечебного и профилактического питания.

Предлагаемый способ обеспечивает значительное снижение (80-90%) минеральных солей. Способ экономичен и прост в техническом исполнении. Полученный углеводно-белковый модуль отличается высоким содержанием углеводов и белка и низким содержанием жира и золы.

Химический состав углеводно-белкового модуля можно регулировать, что позволит использовать его в качестве компонента в большом ассортименте детских продуктов.

Простота и экономичность изготовления детских продуктов с использованием полученного углеводно-белкового модуля позволит обеспечить детей полноценными продуктами питания, а также обеспечит профилактическим питанием детей, находящихся в экологически неблагоприятных зонах за счет усовершенствования существующих технологий, упрощения процесса изготовления продуктов, увеличения сроков хранения пищевых компонентов, быстрого получения продуктов на молочных кухнях и цехах производства продуктов детского питания небольшой мощности.

Использование: в пищевой промышленности при производстве продуктов детского питания. Сущность изобретения: подсырную сыворотку очищают от казеиновой пыли и жира, пастеризуют, подвергают ультрафильтрации до содержания сухих веществ в концентрате 18 - 22%, пермеат деминерализуют ионообменными смолами дважды при 20^oС, пропуская последовательно через катионит в сильнокислой форме при объемном соотношении катионит-пермеат 1 : 40 в течение 15 мин. и анионит в бикарбонатной форме при объемном соотношении анионит-пермеат 1 : 10 в течение 10 мин., смешивают концентрат с пермеатом, сгущают и сушат. 1 з. п. ф-лы, 2 табл.

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ УГЛЕВОДНО-БЕЛКОВОГО МОДУЛЯ ДЛЯ ДЕТСКОГО ПИТАНИЯ, включающий пастеризацию подсырной сыворотки, сгущение, ультрафильтрацию с получением концентрата и пермеата, деминерализацию пермеата с последующим смешиванием с концентратом и сушку, отличающийся тем, что до пастеризации подсырную сыворотку очищают от казеиновой пыли и жира, сгущение проводят перед сушкой, а ультрафильтрацию осуществляют до содержания сухих веществ в концентрате 18 22% при этом пермеат деминерализуют ионообменными смолами по меньшей мере два раза при 20^oС, пропуская последовательно через катионит в сильнокислой форме при объемном соотношении катионит пермеат 1 40 в течение 15 мин и анионит в бикарбонатной форме при объемном соотношении анионит пермеат 1 10 в течение 10 мин. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что пермеат и концентрат перед смешиванием пастеризуют.