СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОЛОЧНОЙ СЫВОРОТКИ С ПОНИЖЕННОЙ КОНЦЕНТРАЦИЕЙ ОСТАТОЧНОГО БЕЛКА Российский патент 2011 года по МПК A23C21/02 

Изобретение относится к области пищевой промышленности, в частности к области переработки молока и молочных продуктов, и может быть использовано для получения пищевого белка из отходов переработки молока, в частности молочной сыворотки.

Молочная сыворотка является крупнотоннажным отходом производства переработки молока и в настоящее время практически не находит применения. Частично молочную сыворотку используют в качестве корма для скота, основное количество молочной сыворотки сливают в канализацию, а незначительную часть используют на технические и пищевые цели. Белки молочной сыворотки (лактальбумины, лактоглобулины и иммуноглобулины) имеют более высокую скорость переваривания по сравнению с другими белками. Концентрация аминокислот и пептидов в крови резко возрастает уже в течение первого часа после приема пищи на основе белков молочной сыворотки. Усваиваемость белков молочной сыворотки исключительно высока.

Аминокислотный состав сывороточных белков наиболее близок к аминокислотному составу мышечной ткани человека, а по содержанию незаменимых аминокислот и аминокислот с разветвленной цепью: валина, лейцина и изолейцина они превосходят все остальные белки животного и растительного происхождения. Кроме того, примерно 14% белков молочной сыворотки находится в виде продуктов гидролиза (аминокислот, ди-, три- и полипептидов), которые являются инициаторами пищеварения и участвуют в синтезе многих биологически активных веществ. Белки молочной сыворотки заметно снижают уровень холестерина в крови. Тем не менее, до сих пор основную часть молочной сыворотки сливают в канализацию, загрязняя окружающую среду.

Трансглютаминаза (протеин-глутамин γ-глутамилтрансфераза, КФ 2.3.2.13) катализирует реакции ацильного переноса, вводящие ковалентное связывание между белками, создавая полимеры высокой молекулярной массы. В результате связывания глутаминового и лизинового остатков пептидов или белков образуются высокомолекулярные соединения, содержащие ε-(γ-глутамил)лизиновые внутри- и межмолекулярные связи. За счет образования таких изопептидных связей представляется возможным агрегация белков молочной сыворотки, включение их в сгусток молочного продукта, получаемого сквашиванием молока, и, таким образом, понижение концентрации остаточного белка в молочной сыворотке.

Известен «Способ переработки молочной сыворотки» (RU, патент 2154386), включающий последовательную ферментацию молочной сыворотки культурами Lactobacillus casei и Propionibacterium freudenreichii с последующим выделением белка.

Известен (RU, патент 2134992) также способ обработки молочной сыворотки. В молочную сыворотку при 15-30°С вводят сухой пектин в количестве 0,25-2,0% от массы сыворотки. Смесь перемешивают и выдерживают в течение 30-35 мин при pH 4,0-5,0. Затем разделяют полученную смесь на осветленную сыворотку и белково-полисахаридный комплекс. Изобретение позволяет упростить выделение белковых веществ молочной сыворотки, повысить качество и биологическую ценность продукта.

Известен (US, патент 6270823) также способ обработки сыворотки, включающий пастеризацию отделенной сыворотки, фильтрацию в нанофильтрационном блоке, нагревание фильтрата в теплообменнике, центрифугирование, электродиализ, очистку фильтрата обратным осмосом для получения технически чистой воды.

Недостатком способов является энергоемкость отдельных стадий либо недостаточная степень очистки сыворотки.

Техническая задача, решаемая посредством настоящего изобретения, состоит в разработке экологически чистого и рентабельного способа промышленной утилизации молочной сыворотки.

Технический эффект в предлагаемом способе достигается за счет того, что внесение ферментного препарата приводит к образованию дополнительных связей между белковыми компонентами - это способствует удерживанию ценного сывороточного белка в продукте и снижению потерь его со сточными водами.

Технический результат заключается в снижении концентрации остаточного белка в сыворотке на 15%, а также в упрощении способа.

Для достижения указанного технического результата предложен способ получения молочной сыворотки с пониженной концентрацией остаточного белка, по которому пастеризованное молоко нагревают до температуры заквашивания 37-40°С, смешивают с ферментным препаратом трансглютаминазы, добавляют закваску - культуру мезофильных лактококков Lactococcus lactis - и сквашивают в течение 6-8 ч для получения сгустка, отделяют сыворотку центрифугированием при следующем соотношении названных компонентов, мас.%:

трансглютаминаза 1,0 культура Lactococcus lactis 5,0 молоко коровье пастеризованное остальное до 100%

При применении фермента в концентрации ниже 1 мас.% не достигается заметного понижения концентрации остаточного белка в сыворотке. При применении фермента в концентрации более 1 мас.% сохраняются достигнутые показатели, но увеличивается себестоимость метода. При применении закваски в количестве менее 1% наблюдается уменьшение скорости сквашивания. При применении закваски в количестве более 1 мас.% сохраняются достигнутые показатели, но увеличивается себестоимость метода.

Существо заявляемого технического решения поясняется следующим примером.

Пример. Берут 94,0 г пастеризованного молока, вносят 1,0 г фермента, вносят 5,0 г закваски, перемешивают, сквашивают при температуре 37-40°С в течение 6-8 часов, отделяют сыворотку центрифугированием, с целью контроля остаточного белка определяют в ней содержание растворимого белка.

Применение фермента в количестве 1 мас.% позволяет снизить концентрацию остаточного белка в сыворотке на 15%.

Полученная сыворотка содержит минимальную концентрацию белков и может быть утилизирована. Процесс не включает энергоемких стадий и затратных операций, характеризуется простотой осуществления.

Способ получения молочной сыворотки характеризуется тем, что пастеризованное молоко нагревают, вносят ферментный препарат трансглютаминазу в количестве 1,0 мас.%, заквашивают культурой мезофильных лактококков Lactococcus lactis в количестве 5 мас.%, осуществляют сквашивание в течение 6-8 часов до образования сгустка. Сыворотку отделяют центрифугированием, с целью контроля остаточного белка определяют содержание растворимого белка. Изобретение позволяет снизить концентрацию остаточного белка в сыворотке на 15%, а также упростить способ.

Способ получения молочной сыворотки с пониженной концентрацией остаточного белка, по которому пастеризованное молоко нагревают до температуры заквашивания 37-40°С, смешивают с ферментным препаратом трансглютаминазы, добавляют закваску-культуру мезофильных лактококков Lactococcus lactis и сквашивают в течение 6-8 ч для получения сгустка, отделяют сыворотку центрифугированием при следующем соотношении названных компонентов, мас.%:
трансглютаминаза 1,0 культура Lactococcus lactis 5,0 молоко коровье пастеризованное остальное до 100%