СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОНЦЕНТРАТА ЛАКТАТОВ Российский патент 1997 года по МПК A23C21/00 A23C21/02 A23K1/08 

Изобретение относится к производству биологически ценного продукта из отходов молочного производства кисломолочных сывороток, остающихся после производства творога, сыра и т.п. В частности, получаемый из этой сыворотки продукт находит достаточно широкое применение в качестве кормовой добавки в животноводстве.

Известно получение концентрата лактатов из молочных сывороток путем их сбраживания и нейтрализации раствором щелочи (заявка на патент РФ N 4924554/13, кл. А 23 К 1/08, 17. 04. 91). В этом способе, принимаемом за прототип, поступающая с творожной линии сыворотка накапливается в промежуточной емкости накопителе, остывая до температуры помещения и постепенно закисая, а затем через неопределенный срок используется для получения продукции, для чего ее снова нагревают (пастериуют) и т.д. Способ успешно внедрен в производство, однако в процессе работы выявлена возможность дальнейшего улучшения технологии, в частности в отношении повышения биологической и пищевой ценности получаемого концентрата, а также направленного изменения в нем соотношения компонентов за счет корректировки технологических условий.

Целью изобретения является избирательное регулирование в конечном продукте содержания лактатов и промежуточных метаболитов сбраживания лактозы. Цель достигается тем, что сыворотку сбраживают молочнокислыми бактериями при температуре от 28 до 48^oC и рН от 4,5 до 8,0 и обрабатывают аммиаком в количествах от 1 до 8,5 кг на 1 т сбраживаемой сыворотки.

С целью обеспечения непрерывности процесса и повышения его экономичности получаемую в основном производстве молочную сыворотку при температуре 40-60^oC через пастеризатор подают непосредственно в танк, минуя стадию накопления, причем закваску бактерий Str. thermophilis загружают в танк из расчета 0,1-0,2% от предполагаемого конечного объема сбраживаемой сыворотки, а нейтрализацию аммиаком дозируют автоматически, поддерживая рН и температуру в заданных пределах.

С целью преимущественного накопления в конечном продукте лактата аммония рН в процессе сбраживания изменяют в пределах от 4,5 до 8,0. Введение аммиака ведут при снижении рН реакционной массы.

Пример 1. Получение концентрата лактатов из молочной сыворотки осуществляли без промежуточной стадии накопления творожную сыворотку при температуре 80^oC из основного производства через пастеризатор и охладитель при температуре 42^oC подавали непосредственно в танк, заполнявшийся постепенно по мере поступления сыворотки из основного производства. Предварительно в танк вносили закваску из бактерий производственного штамма Str. thermophilis в количестве 1 кг, т.е. 0,1% от ожидаемого конечного объема 1 т сбраживаемой сыворотки. При постоянном перемешивании и под контролем рН в пределах от 6,5 до 7,5 вводили аммиак (всего 4 кг). После 4,5 ч сбраживания сыворотки ее сгущали упариванием при температуре не более 50^oC в вакуумном аппарате до концентрации сухих веществ 43%
Продукт сыворотки гидролизованной, обогащенной лактатами, содержит 16% лактата аммония, 18% сахаров, 6% гидролизованного белка, (аминокислоты, ди-, три-, олиго- и полипептиды), макро- и микроэлементы.

Пример 2. В танк загружают 1 т творожной сыворотки и при температуре 42^oC вводят закваску из смеси бактерий штаммов Str. thermophilis. Расходуют 5 кг аммиака, поддерживая рН раствора на уровне 5. После 4 ч сбраживания продукт сливают и упаривают до концентрации сухих веществ 45% Продукт сыворотки гидролизованной, обогащенной лактатами, содержит 21% лактата аммония, 14% сахаров, 6% гидролизованного белка (аминокислоты, ди-, три-, олиго- и полипептиды), макро- и микроэлементы.

Пример 3. Танк постепенно загружали 1 т творожной сыворотки из основного производства так, как описано в примере 1. Вводили предварительно закваску из смеси бактерий штаммов Str. thermophilis. Расходовали 6 кг аммиака, поддерживая рН раствора в интервале от 6,5 до 7. После 4 ч сбраживания продукт сливали и упаривали до концентрации сухих веществ 42% Продукт сыворотки гидролизованной, обогащенной лактатами, содержит 30% лактата аммония, до 10% сахаров, 6% гидролизованного белка, (аминокислоты, ди-, три-, олиго- и полипептиды), макро- и микроэлементы.

Пример 4. В танк загружают 1 т подсырной сыворотки и при температуре 42^oC вводят закваску из смеси бактерий штаммов Str. thermophilis. Расходуют 8 кг аммиака, поддерживая рН раствора на уровне 5. После 4 ч сбраживания продукт сливают и упаривают до концентрации сухих веществ 42-45% Продукт сыворотки гидролизованной, обогащенной лактатами, содержит 34% лактата аммония, 3% сахаров, 6% гидролизованного белка, (аминокислоты, ди-, три-, олиго- и полипептиды), макро- и микроэлементы.

Таким образом, введение различных количеств аммиака в процесс позволяет получать в конечном продукте состав с преобладанием желаемого количества лактата аммония в достаточно широких пределах.

Предлагаемая технология имеет существенные преимущества перед известными.

Предложена промышленная непрерывная технология, позволяющая получить конечный продукт в процессе, например, одной рабочей смены и полностью исключающая необходимость сбора молочной сыворотки в специальных накопителях, что имеет важное экологическое значение. Ранее накапливавшаяся молочная сыворотка закисляется, в ней культивируются патогненные микроорганизмы (сальмонеллы, дизентерийная и даже туберкулезная палочки и др.) вплоть до того, что в отдельных случаях продолжительного хранения сыворотка становится непригодной к дальнейшему использованию исильно загрязняет сливные воды. Накопительные емкости не стерилизуются, и даже при использовании сывороток из них их промывание водой загрязняет сливные воды и производственные площади. Ликвидация стадии накопления сыворотки в технологическом процессе существенно улучшает санитарно-гигиеническую обстановку в цехе и позволяет сократить производственные площади.

Лактат аммония в составе концентрата является не просто эквивалентом гидроксида натрия ( казалось бы, очевидная возможность заменить в гидролитическом процессе щелочь на самом деле приводит к явно неочевидному и полезному результату: в конечном продукте изменяются вкусовые свойства - снижается привкус соли). Главное, соль аммония по-видимому участвует как строительный материал в трансформации кормов в организме животного. Во всяком случае зафиксированы более высокие привесы животных при использовании сыворотки гидролизованной, обогащенной лактатами, аммония, по сравнению с сывороткой гидролизованной, обогащенной лактатами, натрия. Этот факт явно неочевиден для специалистов, считающих наличие лактатов независимо от катиона приблизительно равноценными по кормовой значимости.

Неочевидно также использование в предлагаемой технологии кисломолочных бактерий, в частности стрептококка, с различной степенью гидролиза белков и разной степенью автолиза самих бактерий стрептококка, поскольку обычно сбраживание кисломолочных сывороток в технологических целях осуществляли болгарской палочкой.

Отличительной особенностью способа является строго дозированная подача аммиака во времени с неожиданным выходом на изменение содержания лактата во времени в конечном продукте.

Все вышеизложенное в целом позволяет говорить о существенном шаге вперед в развитии ранее предложенной нами технологии и рассматривать ее как самостоятельный оригинальный технологический процесс, дающий важный и неожиданный экономический эффект, в том числе и в плане охраны окружающей среды.

Разработанная технология имеет важное народнохозяйственное значение и подлежит внедрению на всех молочных комбинатах. Процесс выработки сыра (творога, казеина) и сыворотки гидролизованной, обогащенной лактатами, может идти одновременно. Для приготовления 1 т сыворотки гидролизованной, обогащенной лактатами, требуется 7 т необработанной кисломолочной сыворотки. Запуск в производство технологии может быть осуществлен в течение недели. В результате технологии производится весьма ценный продукт для использования в животноводстве, биологии и медицине, возможности которого до конца еще не раскрыты.

Использование: в сельском хозяйстве в качестве кормовой добавки. Сущность изобретения: молочную сыворотку пастеризуют, сбраживают Streptococcus thermophilus, изменяя рН в процессе сбраживания от 4,5 до 8,0, нейтрализуют аммиаком в количестве от 1 до 8,5 кг на 1 т сбраживаемой сыворотки, после нейтрализации проводят сгущение. 3 з.п. ф-лы.

1. Способ получения концентрата лактатов, включающий пастеризацию молочной сыворотки, сбраживание, нейтрализацию, отличающийся тем, что сыворотку сбраживают молочнокислыми бактериями Streptococcus thermophilus, в процессе сбраживания рН изменяют от 4,5 до 8,0, нейтрализацию проводят аммиаком в количестве 1 8,5 кг на 1 т сбраживаемой сыворотки, а после нейтрализации проводят сгущение. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что Streptococcus thermophilus вносят в количестве 0,1 0,2% от количества сбраживаемой сыворотки. 3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что сбраживание ведут при температуре 28 48^oС. 4. Способ по п. 1, или 2, или 3, отличающийся тем, что нейтрализацию аммиаком проводят автоматически дозированно.