СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА СИРОПА ГИДРОЛИЗОВАННОЙ ЛАКТОЗЫ ИЗ ТВОРОЖНОЙ ИЛИ КАЗЕИНОВОЙ СЫВОРОТКИ Российский патент 1997 года по МПК A23C21/02 C13K5/00 

Предлагаемое изобретение относится к молочной промышленности и может быть использовано для производства сиропов из творожной и казеиновой сыворотки на основе гидролиза лактозы, предназначенных для применения в качестве заменителя сахарного сиропа при выработке хлебобулочных и кондитерских изделий.

Известен способ изготовления сыворотки молочной сгущенной гидролизованной, предусматривающий сепарирование творожной сыворотки, ее пастеризацию при температуре 62 65^oC с выдержкой 30 мин в ванных для отваривания альбумина или при 72^oC с выдержкой 15 с на пластинчатых пастеризаторах, охлаждение до температуры 30 32^oC и раскисление двууглекислым натрием или динатрийфосфатом до pH 6,4 7,2. После этого в сыворотку вводят β-галактозидазу дрожжевого или грибного происхождения в количестве соответственно 0,25 или 0,3 кг на 1 т сыворотки и проводят процесс ферментации при температуре 30 32^oC в течение 2 2,5 ч. После ферментации сыворотку нагревают до температуры 55 65^oC с целью инактивации фермента и подают на вакуум-выпарную установку для сгущения. Готовый продукт содержит сухих веществ 40% степень гидролиза лактозы 50% кислотность 550±100^oT [А.Г. Храмцов, В.А. Павлов, П.Г. Нестеренко и др. Переработка и использование молочной сыворотки. Технологическая тетрадь. М. Росагропромиздат, 1989, с. 145 146]
Учитывая то обстоятельство, что основным лимитирующим фактором является высокая кислотность сывороточных сиропов из творожной и казеиновой сыворотки (550±100^oT в аналоге), что снижает долю замены сахара и повышает кислотность конечного продукта, целью настоящего изобретения является разработка способа их получения на основе ферментативного гидролиза лактозы препаратами как растворимой, так и иммобилизованной b-галактозидазы и раскисления сыворотки щелочными агентами, пригодными для применения в пищевой промышленности, до кислотности, приемлемой для замены 70 100% сахара при производстве хлебобулочных изделий из пшеничной и ржаной муки. Предлагаемый способ даст возможность получать сиропы с массовой долей сухих веществ 18 - 62% и кислотностью 95 250^oT из творожной или казеиновой сыворотки, пригодные для производства хлебобулочных и кондитерских изделий, соответствующих действующим стандартам. С целью экономии емкостного оборудования гидролиз лактозы растворимым ферментным препаратом b-галактозидазы предложено проводить после предварительного сгущения сыворотки до массовой доли сухих веществ 18 22%
При использовании для гидролиза лактозы растворимого ферментного препарата b-галактозидазы способ осуществляется следующим образом.

Творожную сыворотку с кислотностью не более 75^oT или казеиновую сыворотку с кислотностью не более 70^oT пастеризуют и концентрируют в вакуум-выпарном аппарате до массовой доли сухих веществ 18 22% В концентрированную сыворотку с температурой 50 60^oC вносят ферментный препарат растворимой b-галактозидазы в количестве 0,7% к массе содержащейся в ней лактозы и проводят гидролиз лактозы до достижения степени гидролиза не менее 50% После гидролиза лактозы сыворотку раскисляют, используя для этой цели либо раствор бикарбоната натрия, либо раствор натрия, либо раствор аммиака, так, чтобы ее титруемая кислотность не превышала 95^oT.

Раскисленную концентрированную сыворотку с гидролизованной лактозой досгущают в вакуум-выпарном аппарате до массовой доли сухих веществ не более 62% при этом ее кислотность не должна превышать 250^oT.

При использовании для гидролиза лактозы иммобилизованного ферментного препарата b-галактозидазы способ осуществляется следующим образом.

Творожную или казеиновую сыворотку пастеризуют, охлаждают до температуры 36 40^oC и подают для гидролиза лактозы в проточный реактор с ферментативным препаратом. Скорость потока регулируют так, чтобы степень гидролиза оставляла 70 80%
Затем сыворотку с гидролизованной лактозой раскисляют так же, как и в случае использования для гидролиза лактозы растворимого ферментного препарата b-галактозидазы до кислотности не более 25^oT.

Раскисленную гидролизованную сыворотку сгущают в вакуум-выпарном аппарате до массовой доли сухих веществ 18 62%
Пример 1
10 т творожной сыворотки с кислотностью 60^oT и массовой долей сухих веществ 7,0% лактозы 3,5% пастеризуют при температуре 72^oC с выдержкой 20 с, концентрируют в вакуум-выпарной установке до массовой доли сухих веществ 20% при этом ее титруемая кислотность составляет 170^oT. Концентрированную сыворотку из вакуум-выпарного аппарата направляют в изотермическую емкость с мешалкой, вносят 2,3 кг предварительно растворенного в небольшом объеме сыворотки растворимого ферментного препарата b-галактозидазы с активностью 1000 Е/г, перемешивают в течение 0,5 ч, оставляют до достижения степени гидролиза лактозы 50% после чего вносят 128 дм³ раствора бикарбоната натрия с массовой долей 20% перемешивают в течение 1 ч, сгущают в вакуум-выпарном аппарате до массовой доли сухих веществ 60% и охлаждают до 12^oC. Титруемая кислотность готового сиропа составляет при этом 240^oT.

Пример 2
10 т казеиновой сыворотки с кислотностью 50^oT и массовой долей сухих веществ 6,5% лактозы 4,5% пастеризуют при температуре 72^oC с выдержкой 20 с, концентрируют в вакуум-выпарной установке до массовой доли сухих веществ 20% при этом ее титруемая кислотность составляет 153^oT. Концентрированную сыворотку из вакуум-выпарного аппарата направляют в изотермическую емкость с мешалкой, вносят 3,0 кг предварительно растворенного в небольшом объеме сыворотки растворимого ферментного препарата b-галактозидазы с активностью 1000 Е/г, перемешивают в течение 0,5 ч, оставляя до достижения степени гидролиза лактозы 50% Затем вносят 92,3 дм³ раствора гидролиза натрия с массовой долей 10% перемешивают в течение 0,5 ч, после чего сгущают в вакуум-выпарном аппарате до массовой доли сухих веществ 62% и охлаждают до 10^oC. Титруемая кислотность готового сиропа составляет при этом 248^oT.

Пример 3
15 т творожной сыворотки с кислотностью 70^oT и массовой долей сухих веществ 6,0% лактозы 4,0% пастеризуют при температуре 72^oC с выдержкой 20 с, концентрируют в вакуум-выпарной установке до массовой доли сухих веществ 20% при этом ее титруемая кислотность составляет 233^oT. Концентрированную сыворотку из вакуум-выпарного аппарата направляют в изотермическую емкость с мешалкой, вносят 4,0 кг предварительно растворенного в небольшом объеме сыворотки растворимого ферментного препарата b-галактозидазы с активностью 1000 Е/г, перемешивают в течение 0,5 ч, оставляют до достижения степени гидролиза лактозы 50% Затем вносят 135 дм³ раствора аммиака с массовой долей 18% перемешивают в течение 0,5 ч, после чего сгущают в вакуум-выпарном аппарате до массовой доли сухих веществ 59% и охлаждают до 12^oC. Титруемая кислотность готового сиропа составляет при этом 236^oT.

Пример 4
10 творожной сыворотки с кислотностью 60^oT и массовой долей сухих веществ 7,0% лактозы 3,5% пастеризуют при температуре 72^oC с выдержкой 20 с, концентрируют в вакуум-выпарной установке до массовой доли сухих веществ 20% при этом ее титруемая кислотность составляет 170^oT. Концентрированную сыворотку из вакуум-выпарного аппарата направляют в изотермическую емкость с мешалкой, вносят 2,3 кг предварительно растворенного в небольшом объеме сыворотки растворимого ферментного препарата b-галактозидазы с активностью 1000 Е/г, перемешивают в течение 0,5 ч и оставляют до достижения степени гидролиза лактозы 50% Затем вносят 138,5 дм³ раствора бикарбоната натрия с массовой долей 20% перемешивают в течение 2 ч, пастеризуют при температуре 72^oC с выдержкой 20 с и охлаждают до 12^oC. Титруемая кислотность готового сиропа составляет при этом 70^oT.

Пример 5
В реактор загружают 40 кг иммобилизованного ферментного препарата b-галактозидазы с влажностью 60% и активностью 320 Е/г сухого носителя и прокачивают очищенную от жира и частиц казеиновой пыли казеиновую сыворотку, пастеризованную при 72^oC с выдержкой 20 с и охлажденную до 40^oC, с массовой долей сухих веществ 6,0% лактозы 4,0% и кислотностью 60^oT так, чтобы степень гидролиза лактозы составляла 80% Сыворотку с гидролизованной лактозой направляют в емкость с мешалкой, добавляют раствор аммиака с массовой долей 8% так, чтобы кислотность сыворотки составляла 18^oT, перемешивают в течение 0,5 ч, сгущают в вакуум-выпарном аппарате до массовой доли сухих веществ 40% и охлаждают до 10^oC. Титруемая кислотность готового сиропа составляет 120^oT.

Пример 6
В реактор загружают 40 кг иммобилизованного ферментного препарата b-галактозидазы с влажностью 60% и активностью 320 Е/г сухого носителя и прокачивают очищенную от жира и частиц казеиновой или творожную сыворотку, пастеризованную при 72^oC с выдержкой 20 с и охлажденную до 36^oC, с массовой долей сухих веществ 6,5% лактозы 4,2% и кислотностью 65^oT так, чтобы степень гидролиза лактозы составляла 70% Сыворотку гидроилизованной лактозой направляют в емкость с мешалкой, добавляют раствор бикарбоната натрия с массовой долей 20% так, чтобы кислотность сыворотки составляла 20^oT, перемешивают в течение 1,5 ч. сгущают в вакуум-выпарном аппарате до массовой доли сухих веществ 60% и охлаждают до 12^oC. Титруемая кислотность готового сиропа составляет 185^oT.

Пример 7
В реактор загружают 40 кг иммобилизованного ферментного препарата b -галактозидазы с влажностью 60% и активностью 320 Е/г сухого носителя и прокачивают очищенную от жира и частиц казеиновой пыли творожную сыворотку, пастеризованную при 72^oC с выдержкой 20 с и охлажденную до 38^oC, с массовой долей сухих веществ 7,0% лактозы 4,5% и кислотностью 62^oT так, чтобы степень гидролиза лактозы составляла 75% Сыворотку с гидролизованной лактозой направляют в емкость с мешалкой, добавляют раствор гидроксида натрия с массовой долей 10% так, чтобы кислотность сыворотки составляла 25^oT, перемешивают в течение 0,5 ч, сгущают в вакуум-выпарном аппарате до массовой доли сухих веществ 59% и охлаждают до 12^oC. Титруемая кислотность готового сиропа составляет 210^oT.

Использование: изобретение относится к молочной промышленности. Сущность: способ производства сиропа гидролизованной лактозы из творожной или казеиновой сыворотки предусматривает ее сепарирование, пастеризацию, гидролиз лактозы в сыворотке ферментным препаратом β-галактозидазы до степени гидролиза не менее 50% и сгущение сыворотки. Гидролизованную сыворотку обрабатывают щелочным реагентом до достижения кислотности готового продукта, не превышающей 250^oT. Сгущение сыворотки проводят перед гидролизом лактозы до содержания сухих веществ 18 - 22%, а обработку щелочным реагентом - до достижения кислотности не более 95^oT, при этом осуществляют дополнительное сгущение гидролизованной сыворотки до содержания сухих веществ 38 - 62%. Для гидролиза сыворотки используют ферментный препарат иммобилизованной b-галактозидазы и сгущение гидролизованной сыворотки проводят после ее обработки щелочным реагентом до достижения содержания сухих веществ 18 - 62%. 3 з. п. ф-лы.

1. Способ производства сиропа гидролизованной лактозы из творожной или казеиновой сыворотки, предусматривающий ее сепарирование, пастеризацию, гидролиз лактозы в сыворотке ферментным препаратом β-галактозидазы до степени гидролиза не менее 50% и сгущение сыворотки, отличающийся тем, что гидролизованную сыворотку обрабатывают щелочным реагентом до достижения кислотности готового продукта, не превышающей 250^oТ. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что сгущение сыворотки проводят перед гидролизом лактозы до содержания сухих веществ 18 22% а обработку щелочным реагентом до достижения кислотности не более 95^oТ. 3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что осуществляют дополнительное сгущение гидролизованной сыворотки до содержания сухих веществ 38 62%
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для гидролиза сыворотки используют ферментный препарат иммобилизованной b-галактозидазы и сгущение гидролизованной сыворотки проводят после ее обработки щелочным реагентом до достижения содержания сухих веществ 18 62%