СПОСОБ КОНСЕРВИРОВАНИЯ МОЛОКА И МОЛОЧНЫХ ПРОДУКТОВ Российский патент 2007 года по МПК A23C3/08 

Настоящее изобретение относится к пищевой промышленности и может найти применение для консервирования молока и молочных продуктов на животноводческих фермах и предприятиях по расфасовке и переработке молока.

Для сохранности молока и молочных продуктов на разных этапах технологической обработки молока применяют различные средства.

Для увеличения продолжительности бактерицидной фазы, определяемой наличием в свежевыдоенном молоке естественных блокаторов бактериальных клеток (лактелин, лизоцин, лейкоциты и др.), на молочных фермах перед транспортировкой молока потребителю его охлаждают до 2-6°С или вносят добавки, замедляющие рост бактерицидной флоры. На молокоперерабатывающих предприятиях для снижения микробного числа молоко подвергают тепловой обработке: пастеризации или стерилизации. Пастеризация молока производится, как правило, при температурах ˜80°С, а стерилизация - при более высоких температурах. При производстве питьевого молока и консервирования для наиболее эффективного подавления микробной флоры молоко нагревают до температур 120-150°С (например, JP 10028524; 02.03.1998). При таких температурах происходит потеря содержащихся в молоке биологически активных веществ и витаминов и изменение органолептических свойств молока. Кроме того, тепловая обработка способствует повышению в молоке содержания нитратов и нитритов вследствие окисления кислородом воздуха азота, выделяющегося при нагревании (журнал «Молочная промышленность», 1995, №8, стр.15).

Одной из важных операций в технологии переработки молока является операция гомогенизации, которая проводится для стабилизации молока и снижения вероятности его расслоения, что необходимо для дальнейшей переработки молока в молочные продукты. Операцию гомогенизации проводят на молокоперерабатывающих предприятиях до или после тепловой обработки молока. Консистенция молока после гомогенизации становится однородной, а жировые шарики имеют практически одинаковые размеры и равномерно распределены в объеме молока. Однако в процессе гомогенизации вследствие разрушения оболочек жировых шариков происходит выход в водную фазу молока нативной ксантиноксидазы которая обладает нитрат- и нитритредуктазной активностью.

Таким образом, существующие технологии переработки молока требуют принятия специальных мер для повышения качества молока и молочных продуктов.

Изобретение относится к способам консервирования молока и молочных продуктов путем введения в него добавок, которые подавляют жизнедеятельность микроорганизмов и биохимических процессов, вызывающих закисание молока и порчу молочных продуктов.

Известно использование в качестве консервирующих добавок антимикробных композиций, полученных с применением генной технологии, в частности композиций на основе пептидных бактерицидов. По пат. RU 2092180 С1 (опубл. 10.10.1997) известна композиция на основе низина, который вырабатывается штаммами бактерий Streptococcus lactis. Однако в настоящее время такие препараты выпускаются в малых количествах и недоступны для большинства производителей молочной продукции.

Более доступными консервантами являются химические соединения, которые вводят в молоко для усиления бактерицидного эффекта, например сернокислая медь, хлорид натрия, йодинат калия (например, SU 676261 А, 30.07.1979), ионы серебра (например, RU 2136165 С1, 10.09.1999; RU 2193326 С2, 27.11.2002), двухвалентная медь, перекись водорода и др., используемые по отдельности или в смеси.

К недостаткам консервантов на основе неорганических химических соединений следует отнести опасность повышения в молоке и молочных продуктах концентрации ионов металлов выше допустимых санитарных норм и низкие органолептические свойства молока и молочной продукции.

Известно консервирование молока и жидких молочных продуктов с использованием в качестве консерванта сжиженных газов, например жидкого азота (RU 2134982 С1, 27.08.1999), жидкого диоксида углерода (RU 2222200 С2, 27.01.2004). Такой способ можно использовать как на фермах, так и на молокоперерабатывающих предприятиях.

Основной недостаток способа консервации с применением жидкого азота связан с тем, что азот, окисляясь кислородом воздуха, приводит к повышению в молоке нитратов и нитритов. Общим недостатком способов консервирования, использующих сжиженные газы, является необходимость транспортировки больших емкостей с сжиженным газом, усложняющей использование способа в условиях небольших молочных ферм.

В качестве прототипа выбран способ, основанный на использовании в качестве консерванта диоксида серы (RU 2062582 С1, 27.06.1996), являющегося антиоксидантом с дезинфицирующими свойствами. Антиоксидантные свойства диоксида серы способствуют частичной нейтрализации содержащихся в молоке нитритов и нитратов. Диоксид серы вводят в молоко или жидкие молочные продукты путем барботажа со скоростью единицы объема в час до рН 6,0.

Недостаток этого способа связан с токсичностью диоксида серы. Диоксид серы вызывает аллергию и заболевания органов дыхания и не допустим для людей с повышенной чувствительностью к диоксиду серы, в частности для людей с хроническими нарушениями органов дыхания.

Изобретение направлено на разработку способа консервирования молока и молочных продуктов различной консистенции (молочных напитков, сметаны, творожной массы, масла, молочного маргарина, кремов, кефира и т.д.) с использованием экологически чистого консерванта, обладающего антиоксидантными свойствами, не требующего больших затрат на оборудование и удобного при применении как на небольших молочных фермах, так и на молокоперерабатывающих предприятиях. Использование консерванта с антиоксидантными свойствами обеспечивает не только удлинение сроков сохранения, но и приводит к нейтрализации находящихся в молоке нитратов и нитритов и улучшает качество молока и молочных продуктов.

В соответствии с изобретением способ консервирования молока и молочной продукции, основанный на введении консерванта в молоко или подлежащий консервированию молочный продукт, характеризуется тем, что в качестве консерванта используют бетулин в количестве 0,8·10^-3-3,5·10^-3 г на 1 г жировой составляющей молока или молочного продукта.

Целесообразно бетулин вводить в молоко или молочный продукт в виде жировой эмульсии на основе сливочного и/или растительного жира.

В условиях молокоперерабатывающего предприятия целесообразно молоко, жидкие молочные продукты с бетулином подвергнуть гомогенизации.

В основе изобретения лежит предложение использовать для консервации молока и молочной продукции биологически активное вещество - бетулин, который является основным компонентом (до 90%) экстракта бересты. Бетулин в составе экстракта бересты представляет собой порошкообразное вещество, а бетулин, выделенный из экстракта бересты, представляет собой кристаллическое вещество. Бетулин - это белый (иногда с кремоватым оттенком), не имеющий запаха растворимый в жирах тритерпеновый двухатомный спирт ряда лупана, который является хорошим эмульгатором и обладает антиоксидантными, антимикробными, противогрибковыми и дезинфицирующими свойствами. Возможность применения бетулина для консервирования молока и молочных продуктов определяется тем, что молоко и молочные продукты являются жировыми эмульсиями, в которых растворяется бетулин, при этом при растворении бетулин образует структуры, аналогичные структурам входящих в состав молока аминокислот, и подобно аминокислотам обладает стабилизирующими свойствами.

Использование бетулина в качестве консерванта не только снижает микробное число в молоке и молочных продуктах, но и оказывает блокирующее действие на нитраты и нитриты, поступающие в молоко в процессе приема пищи животными и образующиеся при тепловой переработке молока и гомогенизации.

Проведенные экспериментальные исследования показали, что бетулин не изменяет ферментацию молочной среды, не вступает в реакцию с находящимися в молоке аминокислотами и, являясь хорошим стабилизатором, усиливает стабилизирующие свойства аминокислот, влияющие на сохранность молока и молочных продуктов. Последнее важно также для повышения сроков сохранения молока и молочных продуктов, подвергнутых тепловой обработке, поскольку снижение стабилизирующих свойств аминокислот, влияющих на процессы, приводящие к расслоению молока и молочной фракции в молочных продуктах, снижает их срок годности. Исследования показали, что бетулин целесообразно применять при производстве кисломолочных продуктов: он оказывает стабилизирующий эффект на молочнокислую среду и задерживает развитие в ней микрофлоры (дрожжей, плесени).

Использование бетулина в технологическом процессе обработки молока и молочных продуктов на молокоперерабатывающих предприятиях позволяет сократить длительность процесса гомогенизации, снижая тем самым вероятность выхода в водную фазу молока нативной ксантиноксидазы.

Бетулин не имеет запаха и поэтому он не изменяет органолептические свойства молока, повышая его питательную ценность благодаря присущим ему иммуномодулирующим, гастро- и гепатопротекторным свойствам. Эти свойства присущи и изготовленным из такого молока молочным продуктам.

Использование бетулина в качестве консервирующей добавки возможно как в условиях молочных ферм, так и на молокоперерабатывающих предприятиях. Наиболее предпочтительным является введение бетулина в виде жировых эмульсий, что позволяет более равномерно распределить его в массе продукта. В зависимости от вида продукта, его состава и технологии изготовления жировую эмульсию можно приготовлять как на основе молочных, так и на основе растительных жиров, используя различные жидкие среды. При изготовлении эмульсии на основе жиров, содержащихся в молоке, целесообразно использовать в качестве жиросодержащей среды молоко, сливки.

Эффективность бетулина зависит от равномерности его распределения в массе молока или продукта. Бетулин можно вводить в молоко или молочный продукт при помешивании или можно размешать молоко или продукт после введения в них бетулина (особенно актуально размешивание при использовании бетулина в кристаллическом виде или в виде порошка, например, на молочных фермах).

Существующие технологии переработки молока на молокоперерабатывающих предприятиях позволяют считать наиболее целесообразным введение бетулина перед проведением операции гомогенизации, что, не требуя привлечения дополнительных технических средств, обеспечивает более равномерное распределение бетулина в массе продукта и более эффективную блокировку в нем нитратов и нитритов. При производстве кисломолочных продуктов бетулин можно вводить на стадии, предшествующей брожению продукта, на стадии стабилизации, используя его как в совокупности с другими стабилизаторами (агар-агар, пектины и др.), так и отдельно, например, при производстве сметаны.

В процессе экспериментов были проведены исследования влияния дозы бетулина на консервацию молока и молочных продуктов и разработаны приемы введения бетулина, причем эксперименты были проведены на непастеризованных и пастеризованных продуктах (молоко, творог, сметана, кефир) и продукте, содержащем повышенное содержание жира - сливочном креме.

В каждом эксперименте во все продукты вводилась одна и та же доза бетулина, пересчитанная на массу входящей в их состав жировой компоненты, поскольку растворимость бетулина в конкретном продукте определяется содержанием в нем жира. Нижний предел дозы бетулина определен увеличением срока хранения молока и молочных продуктов на 12 часов при температуре +10°С без изменения органолептических свойств, этот предел для всех продуктов составляет 0,8·10^-3 г бетулина на 1 г жира, входящего в состав продуктов. Верхний предел дозы бетулина (3,5·10^-3 на 1 г жира) определен изменением органолептических свойств продуктов.

Проведенные эксперименты показали, что бетулин приводит к увеличению срока хранения пастеризованных продуктов на большее время, чем непастеризованных. Однако срок хранения пастеризованных продуктов без введения бетулина намного превышает срок хранения непастеризованных продуктов, поэтому применение бетулина наиболее важно для консервирования непастеризованных продуктов. Например, при использовании бетулина (1·10^-3 г бетулина на 1 г жировой составляющей) срок хранения пастеризованного молока увеличился по сравнению с контрольным образцом на 28 часов, а непастеризованного - на 24 часа; срок хранения пастеризованной и непастеризованной сметаны - на 50 и 38 часов соответственно; срок хранения пастеризованного и непастеризованного творога - на 36 и 29 часов соответственно.

Ниже приведены примеры конкретной реализации способа.

Пример 1. Для приготовления питьевого молока используют жировую эмульсию на основе молока, в которую бетулин вводят из расчета 2,4 г на 1 л. Эмульсию приготавливают путем перемешивания бетулина в молоке при температуре окружающей среды и последующей гомогенизацией любым известным способом.

В емкость с подлежащим консервированию парным молоком вводят жировую эмульсию с бетулином из расчета 1,0 л на 100 л молока. При жирности парного молока 3% количество жиров в 100 л составляет 0,03·10⁵ г, т.е. на 2,4 г бетулина приходится 0,03·10⁵ г жира и, следовательно, 0,8·10^-3 г бетулина на 1 г жировой составляющей.

Пример 2. Для консервации молока на молочной ферме, предназначенного для хранения его в качестве питьевого молока и транспортировки потребителю через 24 часа после дойки, в емкость с молоком вводят бетулин в твердой фазе из расчета 0,1 г/л, перемешивают и охлаждают до 8°С. Поскольку в среднем молоко имеет жирность 3,7%, в 1 л молока содержится 0,037·10³ г жира, при введении в молоко 0,1 г/л бетулина на 1 г жировой составляющей молока приходится 2,7·10^-3 г бетулина.

Пример 3. Для консервации сметаны, произведенной из парного молока и не подвергавшейся пастеризации, используют кристаллический бетулин, который вводят в сметану из расчета 0,5 г на 1 кг сметаны. При жирности сметаны 20% содержание в 1 кг жировой составляющей равно 200 г и при введении в сметану 0,5 г бетулина на 1 г жировой составляющей сметаны приходится 2,5·10^-3 г бетулина.

Пример 4. Для повышения срока сохранности пастеризованных молочных продуктов используют жировую эмульсию на основе сливок с содержанием 0,25 г бетулина на 100 г сливок и вводят ее в продукт при перемешивании. При 15%-ной жирности сливок содержание в жировой эмульсии соответствует содержанию 0,017 г бетулина на 1 г жировой составляющей.

Для повышения сроков хранения пастеризованного творога жирностью 9% используют на 1 кг творога 100 г жировой эмульсии, что соответствует содержанию в твороге 2,4·10^-3 г бетулина на 1 г жировой составляющей.

Для консервации сметаны (20%-ной жирности) используют 100 г эмульсии, что соответствует содержанию в сметане 2,17·10^-3 г бетулина на 1 г жировой составляющей.

Пример 5. Для повышения сроков хранения крема на основе сливочного масла в емкость с маслом вводят 1,75 г бетулина на 1 кг масла, что при жирности масла 72% соответствует содержанию 2,43·10^-3 г бетулина на 1 г жировой составляющей. Масло взбивают, добавляя другие компоненты согласно рецептуре крема.

Пример 6. Для повышения сроков хранения крема на основе сливочного (жирность 72%) и растительного (жирность 99,9%) масел.

В емкость с 1 кг сливочного и 0,5 кг растительного масла вводят 4,3 г бетулина, что соответствует количеству бетулина 3,5·10^-3 г на 1 г жировой составляющей. Масло взбивают, добавляя другие компоненты согласно рецептуре крема.

Способ основан на использовании в качестве консерванта бетулина. Бетулин вводят в молоко или подлежащий консервированию продукт в количестве 0,8·10^-3-3,5·10^-3 г на 1 г жировой составляющей молока или молочного продукта. Бетулин может быть введен в молоко или молочный продукт в виде жировой эмульсии на основе молочного и/или растительного жира. Способ позволяет увеличить срок хранения молока и молочных продуктов и улучшить их качество. 2 з.п. ф-лы.

1. Способ консервирования молока и молочных продуктов, основанный на введении в молоко или подлежащий консервированию продукт консерванта, отличающийся тем, что в качестве консерванта используют бетулин в количестве 0,8·10^-3-3,5·10^-3 г на 1 г жировой составляющей молока или молочного продукта.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что бетулин вводят в молоко или молочный продукт в виде жировой эмульсии на основе молочного и/или растительного жира.3. Способ по п.1, отличающийся тем, что молоко или молочный продукт с бетулином подвергают гомогенизации.